(57)【要約】【課題】エンジンの回転数が高い領域についてのエンジンの点火時期に関する学習値を比較的進角側に設定するのを促進する。【解決手段】エンジンの回転数Ｎｅが閾値Ｎｅｒｅｆ以上の高回転数領域内で且つ学習条件が成立しており且つノッキングが発生しておらず且つ高回転数領域についての点火時期学習の実施履歴がないときには（Ｓ１１０，Ｓ１６０，Ｓ１７０，Ｓ１８０）、エンジンの回転数Ｎｅが閾値Ｎｅｒｅｆ未満の低回転数領域についての学習値θｋｌを高回転数領域についての学習値θｋｈとして設定する（Ｓ２００）。【選択図】図２
2017198156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンの回転数が第１回転数領域内または前記第１回転数領域よりも高回転数側の第２回転数領域内のときに、前記エンジンの回転数が属する回転数領域について、ノッキングが発生したか否かに基づいて前記エンジンの点火時期に関する学習値を設定する点火時期学習を行なう学習手段と、
を備えるエンジン装置であって、
前記学習手段は、前記エンジンの回転数が前記第２回転数領域内で且つ前記第２回転数領域についての前記点火時期学習の実施履歴がないときには、前記第１回転数領域についての前記学習値を前記第２回転数領域についての前記学習値として設定する手段である、
エンジン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン装置に関し、詳しくは、ノッキングの発生に基づいてエンジンの点火時期に関する学習値を設定する点火時期学習を行なうエンジン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のエンジン装置としては、エンジンの回転数に応じた領域ごとに、ノッキングが発生したか否かに基づいてエンジンの点火時期に関する学習値を設定する点火時期学習を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このエンジン装置では、学習値の初期値としては、エンジンの回転数に拘わらずにノッキングの発生を抑制できるように、比較的遅角側の一律の値が設定されている。そして、点火時期学習として、ノッキングが発生していないときには、エンジンの回転数が高い領域ほど進角側に大きくなる傾向の補正値を用いて学習値を設定（更新）する。これにより、適切な学習値が設定される程度に十分な時間が経過したときには、エンジンの回転数が高い領域ほど学習値を進角側の値としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−３０５３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のエンジン装置では、エンジンの運転状態によっては、エンジンの回転数が比較的高い領域になかなか至らない場合がある。この場合、エンジンの回転数が比較的高い領域についての点火時期学習を行なう機会（学習値を更新する機会）が比較的少ないために、この領域の学習値を比較的進角側に設定するのを十分に促進できないことがある。
【０００５】
本発明のエンジン装置は、エンジンの回転数が比較的高い領域についてのエンジンの点火時期に関する学習値を比較的進角側に設定するのを促進することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエンジン装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のエンジン装置は、
エンジンと、
前記エンジンの回転数が第１回転数領域内または前記第１回転数領域よりも高回転数側の第２回転数領域内のときに、前記エンジンの回転数が属する回転数領域について、ノッキングが発生したか否かに基づいて前記エンジンの点火時期に関する学習値を設定する点火時期学習を行なう学習手段と、
を備えるエンジン装置であって、
前記学習手段は、前記エンジンの回転数が前記第２回転数領域内で且つ前記第２回転数領域についての前記点火時期学習の実施履歴がないときには、前記第１回転数領域についての前記学習値を前記第２回転数領域についての前記学習値として設定する手段である、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明のエンジン装置では、エンジンの回転数が第２回転数領域内で且つ第２回転数領域についての点火時期学習の実施履歴がないときには、第１回転数領域についての学習値を第２回転数領域についての学習値として設定する。これにより、第２回転数領域の学習値を比較的進角側に設定するのを促進することができる。また、エンジンの回転数が第２回転数領域内のときに、第１回転数領域についての学習値に比して第２回転数領域についての学習値が比較的大きく遅角側になっている状態が継続するのを抑制することができる。ここで、「エンジンの点火時期に関する学習値」は、目標点火時期を設定する際に用いる補正値を意味する。
【０００９】
こうした本発明のエンジン装置において、前記学習手段は、前記エンジンの回転数が前記第１回転数領域内のときには、前記第１回転数領域についての前回の前記学習値を第１所定値だけ進角させて更新し、前記エンジンの回転数が前記第２回転数領域内で且つ前記実施履歴があるときには、前記第２回転数領域についての前回の前記学習値を第２所定値だけ進角させて更新する手段であり、前記第２所定値は、前記第１所定値に比して前記学習値をより進角させるように定められている、ものとしてもよい。こうすれば、第２回転数領域についての学習値を、第１回転数領域についての学習値に比して進角側の値になりやすくすることができる。
【００１０】
また、本発明のエンジン装置において、前記エンジンは、排気系に排気を浄化する触媒を有する浄化装置を備える、ものとしてもよい。この場合、上述の制御を行なうことにより、エンジンの回転数が第２領域内のときに、点火時期が比較的大きく遅角側になって浄化装置の触媒の温度が過度に上昇するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例としてのエンジン装置２１の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例のエンジンＥＣＵ２４により実行される学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の一実施例としてのエンジン装置２１の構成の概略を示す構成図である。実施例のエンジン装置２１は、図示するように、エンジン２２と、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、を備える。なお、このエンジン装置２１は、エンジン２２および図示しないモータを備えるハイブリッド自動車，エンジン２２からの動力だけを用いて走行する自動車などに搭載される。
【００１４】
エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。エンジン２２は、図示するように、エアクリーナ２５により清浄された空気をスロットルバルブ２７を介して吸入すると共に燃料噴射弁２９から燃料を噴射して空気と燃料とを混合し、この混合気を吸気バルブ２８を介して燃焼室に吸入する。そして、エンジン２２は、吸入した混合気を点火プラグ３０による電気火花により爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。燃焼室からの排気は、浄化装置３４の触媒により一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分が浄化されて外気に排出される。
【００１５】
このエンジン２２は、エンジンＥＣＵ２４により運転制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ４０からのクランク角θｃｒ，エンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ４２からの冷却水温Ｔｗ，エンジン２２の吸気系に取り付けられたエアフローメータ４８からの吸入空気量Ｑａ，シリンダブロックに取り付けられてノッキングの発生に伴って生じる振動を検出するノックセンサ７２からのノック信号Ｋｓなどが入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号、例えば、点火プラグ３０の点火時期を制御する制御信号などが出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ４０からのクランク角θｃｒに基づいて、エンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。また、エンジンＥＣＵ２４は、エアフローメータ４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいてエンジン２２の負荷率としての体積効率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算している。
【００１６】
こうして構成された実施例のエンジン装置２１では、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２から要求出力Ｔｅ＊が出力されるように、エンジン２２の吸入空気量制御，燃料噴射制御，点火制御などを行なう。吸入空気量制御，燃料噴射制御については本発明の中核をなさないことから、詳細な説明は省略する。
【００１７】
エンジン２２の点火制御については、以下のように行なう。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の回転数Ｎｅおよび体積効率ＫＬに基づいて基本点火時期を設定し、この基本点火時期に補正値を加えて（進角させて）目標点火時期を設定し、目標点火時期で点火が行なわれるようにエンジン２２を制御する。実施例では、この補正値を、目標点火時期の設定に用いる学習値として後述の学習ルーチンによって設定する。こうして補正値（学習値）を調整することにより、エンジン２２の目標点火時期をより適切なものとすることができる。なお、点火時期についての「進角」，「遅角」は、それぞれ早くする側，遅くする側を意味する。
【００１８】
次に、こうして構成された実施例のエンジン装置２１の動作、特に、エンジン２２の点火時期に関する学習値を設定する点火時期学習を行なう際の動作について説明する。図２は、実施例のエンジンＥＣＵ２４によって実行される学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、繰り返し実行される。なお、実施例では、点火時期学習として、学習値を、エンジン２２の回転数Ｎｅに応じた各領域について即ち後述の低回転数領域および高回転数領域のそれぞれについて、学習値θｋｌ，θｋｈとして設定するものとした。学習値θｋｌ，θｋｈの初期値θｋとしては、エンジン２２の回転数Ｎｅが低回転数領域と高回転数領域との何れに属するときでもノッキングの発生を抑制できるように、比較的遅角側の一律の値が用いられる。学習値θｋｌ，θｋｈは、工場出荷時やメンテナンス時などにリセットされる。したがって、初期値θｋは、学習値θｋｌ，θｋｈがリセットされた直後など学習値θｋｌ，θｋｈに初期値θｋが設定されているときに低オクタン価の燃料が給油されたときなどでも、ノッキングの発生を抑制できるように定められる。
【００１９】
学習ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅ，冷却水温Ｔｗ，ノック信号Ｋｓなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ４０からのクランク角θｃｒに基づいて演算された値を入力するものとした。冷却水温Ｔｗは、水温センサ４２によって検出された値を入力するものとした。ノック信号Ｋｓは、ノックセンサ７２によって検出された値を入力するものとした。
【００２０】
入力したエンジン２２の回転数Ｎｅを閾値Ｎｅｒｅｆと比較する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値Ｎｅｒｅｆは、エンジン２２の回転数Ｎｅが低回転数領域と高回転数領域との何れに属するかを判定するために用いられる閾値であり、例えば、３９００ｒｐｍ，４０００ｒｐｍ，４１００ｒｐｍなどとすることができる。
【００２１】
エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｅｒｅｆよりも低いときには、エンジン２２の回転数Ｎｅは低回転数領域に属すると判断し、エンジン２２の点火時期の学習条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここで、学習条件は、実施例では、冷却水温Ｔｗが所定温度以上で且つエンジン２２（各構成部品など）に異常が生じていない条件を用いるものとした。ステップＳ１２０で学習条件が成立していないと判定されたときには、そのまま本ルーチンを終了する。
【００２２】
ステップＳ１２０で学習条件が成立していると判定されたときには、ノック信号Ｋｓに基づいてノッキングが発生しているか否かを判定する（ステップＳ１３０）。そして、ノッキングが発生していないと判定されたときには、低回転数領域についての前回の学習値（前回θｋｌ）に所定値Δθｋａ１を加えた（進角させた）値を低回転数領域についての学習値θｋｌとして設定（更新）して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。ここで、所定値Δθｋａ１は、学習値θｋｌを徐々に進角させる際の値として定められ、例えば、０．９°，１．０°，１．１°などとすることができる。なお、学習値がリセットされてから、今回が初回の点火時期学習のとき（現在までに点火時期学習を行なっていないとき）には、前回の学習値（前回θｋｌ）は、初期値θｋとなる。
【００２３】
ステップＳ１３０でノッキングが発生していると判定されたときには、低回転数領域についての前回の学習値（前回θｋｌ）から所定値Δθｋａ１よりも大きい所定値Δθｋｂ１を減じた（遅角させた）値を低回転数領域についての学習値θｋｌとして設定（更新）して（ステップＳ１５０）、本ルーチン終了する。ここで、所定値Δθｋｂ１は、学習値θｋｌを遅角させる際の値として定められ、例えば２．９°，３。０°，３．１°などとすることができる。
【００２４】
ステップＳ１１０でエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｅｒｅｆ以上のときには、エンジン２２の回転数Ｎｅが高回転数領域に属すると判断し、エンジン２２の点火時期の学習条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１６０）。実施例では、ステップＳ１６０の学習条件は、ステップＳ１２０の学習条件と同一であるものとした。ステップＳ１６０で学習条件が成立していないと判定されたときには、そのまま本ルーチンを終了する。
【００２５】
ステップＳ１６０で学習条件が成立しているときには、ステップＳ１３０と同様に、ノッキングが発生しているか否かを判定する（ステップＳ１７０）。そして、ノッキングが発生していないと判定されたときには、高回転数領域についての点火時期学習の実施履歴があるか否かを判定する（ステップＳ１８０）。
【００２６】
ステップＳ１８０で高回転数領域についての点火時期学習の実施履歴があると判定されたときには、高回転数領域についての前回の学習値（前回θｋｈ）に所定値θｋａ１よりも大きい所定値Δθｋａ２を加えた（進角させた）値を高回転数領域についての学習値θｋｈとして設定（更新）して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。ここで、所定値Δθｋａ２は、学習値θｋｈを徐々に進角させる際の値として定められ、例えば、２．９°，３．０°，３．１°などとすることができる。所定値Δθｋａ２として所定値Δθｋａ１よりも大きい値を用いることにより、高回転数領域についての学習値θｋｈを低回転数領域についての学習値θｋｌよりも進角側の値になりやすくすることができる。
【００２７】
ステップＳ１８０で高回転数領域についての点火時期学習の実施履歴がないと判定されたときには、低回転数領域についての学習値θｋｌを高回転数領域についての学習値θｋｈとして設定して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。基本的に、エンジン２２の回転数Ｎｅが高回転数領域内になる頻度は、低回転数領域内になる頻度に比して低い。このため、エンジン２２の運転状態によっては、エンジン２２の回転数Ｎｅがなかなか高回転数領域内にならず、高回転領域についての点火時期学習を行なう機会（学習値θｋｈを更新する機会）が比較的少なくなることがある。これを踏まえて、実施例では、エンジン２２の回転数が高回転数領域内で且つ学習条件が成立しており且つノッキング発生しておらず且つ高回転数領域についての点火時期学習の実施履歴がないときには、低回転数領域についての学習値θｋｌを高回転数領域についての学習値θｋｈとして設定するものとした。これにより、低回転数領域の学習値θｋｌに比して高回転数領域についての学習値θｋｈが比較的大きく遅角側になっている状態が継続するのを抑制することができる。そして、このステップＳ２００の処理とその後のステップＳ１９０の処理とにより、高回転数領域についての学習値θｋｈを比較的進角側に設定するのを促進することができる。さらに、エンジン２２の回転数Ｎｅが低回転数領域から高回転数領域に移行したときに、ステップＳ２００の処理により、点火時期が比較的大きく遅角側になるのを抑制し、エンジン２２のトルクの低下によるショックが生じるのを抑制することもできる。これらの結果、エンジン２２の回転数Ｎｅが高回転数領域内のときに、点火時期が比較的遅角側の状態が継続することによる不都合、例えば、浄化装置３４の触媒の温度が過度に上昇することなどを抑制することができる。
【００２８】
ステップＳ１７０でノッキングが発生していると判定されたときには、ステップＳ１５０と同様に、高回転数領域についての前回の学習値（前回θｋｈ）から所定値Δθｋｂ１よりも大きい所定値Δθｋｂ２を減じた（遅角させた）値を高回転数領域についての学習値θｋｈとして設定（更新）して（ステップＳ２１０）、本ルーチン終了する。ここで、所定値Δθｋｂ２は、学習値Δθｋｈを遅角させる際の値として定められ、例えば、４．９°，５．０°，５．１°などとすることができる。高回転数領域については、ノッキングが発生しておらず且つ高回転数領域についての点火時期学習の実施履歴があるときに、所定値Δθｋａ１よりも大きい所定値Δθｋａ２ずつ学習値θｋｈを進角させるものとしたから、ノッキングが発生したときには、所定値Δθｋｂ１よりも大きい所定値Δθｋｂ２だけ学習値θｋｈを遅角させることにより、ノッキングの発生が継続するのをより抑制することができる。
【００２９】
以上説明したエンジン装置２１では、エンジン２２の回転数Ｎｅが低回転数領域内のときには、低回転数領域についての学習値θｋｌを設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅが高回転数領域内のときには、高回転数領域についての学習値θｋｈを設定する。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが高回転数領域内で高回転領域についての点火時期学習の実施履歴がないときには、低回転数領域についての学習値θｋｌを高回転数領域についての学習値θｋｈとして設定する。これにより、高回転数領域についての学習値θｋｈを比較的進角側に設定するのを促進することができる。
【００３０】
実施例のエンジン装置２１では、所定値Δθｋａ１を所定Δθｋａ２よりも大きいものとしたが、両者が等しくてもよい。さらに同様に、所定値Δθｋｂ１と所定ｋｂ２が等しくてもよい。
【００３１】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、エンジンＥＣＵ２４が「学習値設定手段」に相当する。
【００３２】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３３】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、エンジン装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３５】
２１  エンジン装置、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２５  エアクリーナ、２６  クランクシャフト、２７  スロットルバルブ、２８  吸気バルブ、２９  燃料噴射弁、３０  点火プラグ、３２  ピストン、３４  浄化装置、４０  クランクポジションセンサ、４２  水温センサ、４８  エアフローメータ、７２  ノックセンサ。
【図１】
2017198156.tif 000003
【図２】
2017198156.tif 000004