JP2004060542A - 内燃機関のアイドル回転数制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御バルブの操作量の算出に用いる今回基本値(積分補正項)IAIN(n)の下限値ILMLを、IAIN(n)の学習値IXREFから減算項DILMLFを減算した値に設定する。また、足載せ状態にあるか否か判断し、足載せ状態にあるときは、学習値IXREFの減少に応じて減算項DILMLFを減少させることにより、IAIN(n)の下限値ILMLを一定値に保持する。これにより、足載せ時におけるIAIN(n)の減少を抑制する。
【選択図】 図6
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関のアイドル回転数制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、車両に搭載される内燃機関にあっては、吸気系に設けられたスロットルバルブの開度が全閉相当開度(全閉開度に所定開度を加えた開度)のとき、アイドリング回転数のフィードバック制御(以下「アイドルフィードバック制御」という)が行なわれている。具体的には、例えば、スロットルバルブの上流側と下流側とを連通するバイパス通路を設け、スロットルバルブの開度の他、車速や回転数といったパラメータがアイドルフィードバック制御の実行条件を満足するとき、バイパス通路に配置されたEACV(アイドルコントロールバルブ)の開閉を制御することによって内燃機関に供給されるバイパス空気量(2次空気量)を調整し、アイドル回転数を目標アイドル回転数に制御している。
【0003】
ここで、スロットルバルブの機械的な全閉開度は、経年劣化などに起因して変化する。スロットルバルブの全閉開度が変化すると、スロットルバルブを通過する吸気量が変化することから、その変化分をバイパス空気量で補正することにより、内燃機関に供給される吸気量を一定に保つ必要がある。
【0004】
そこで、例えば本出願人が先に提案した特開2001−234792号公報に記載される技術にあっては、バイパス空気量を決定するEACVの操作量(具体的には、それを決定するための積分補正項)の学習値を算出すると共に、その算出値に基づいてアイドルフィードバック制御が実行されたときの操作量の初期値を決定することで、全閉開度の変化に対応したバイパス空気量を供給するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、運転者がアクセルペダルに軽く足を載せて運転する(即ち、運転者が微少の踏み量でアクセルペダルに足を載せている)、いわゆる足載せは良く目にするが、アイドルフィードバック制御の実行時に、かかる足載せによってスロットルバルブが微小量開かれると、それに応じてスロットルバルブを介して供給される吸気量が増加するため、アイドルフィードバック制御によってバイパス吸気量が減少させられる。そして、この状態で足載せ状態が解除されると、スロットルバルブを介して吸入される空気量が減少するため、内燃機関に供給される吸気の総量が一時的に減少して回転数が低下し、場合によってはエンジンストールを招くといった不具合があった。
【0006】
上記した従来技術を例に挙げて具体的に説明すると、スロットルバルブを介して供給される吸気量が増加することにより、内燃機関の回転数が上昇するため、エンジン回転数のフィードバック制御によってEACVの開度(操作量)が減少されてバイパス吸気量が減少させられる。操作量を減少させるということは、それを算出するためのPID補正項も小さくなる。即ち、上記従来技術では、フィードバック制御値である積分補正項の学習値が減少される。
【0007】
他方、積分補正項には、バイパス吸気量の急激な変動を防止するための上下限値が設定される。そのうち下限値は、図7に示すように、学習値(IXREFで示す)から所定値(DILMLで示す)を減算した値に設定される。即ち、同図において、ILMLが下限値である。
【0008】
従って、同図にP2で示すように、足載せされることによって学習値IXREFが減少すると、それに応じて下限値ILMLも減少する。また、足載せ状態が継続されることにより、下限値ILMLは学習値IXREFと共にさらに低下する(P3)。即ち、積分補正項の下限値ILMLは、学習値IXREFの減少に伴って減少されることから、足載せ時の積分補正項の減少を抑制することができなかった。換言すれば、足載せ時のバイパス吸気量の減少を抑制することができなかった。
【0009】
このため、前記したように、足載せ状態が解除されると、内燃機関に供給される吸気の総量が一時的に減少して回転数が低下し、場合によってはエンジンストールを招くことがあった。
【0010】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、足載せ状態のときのバイパス空気量の減少を抑制し、足載せ状態が解除された際のアイドル回転数の低下を防止することができるようにした内燃機関のアイドル回転数制御装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項1項においては、内燃機関の回転数を検出すると共に、前記検出された回転数と目標アイドル回転数との偏差が減少するように算出されるフィードバック制御値に応じてアクチュエータの操作量をフィードバック制御し、前記アクチュエータに供給して前記内燃機関の吸気量を調整する内燃機関のアイドル回転数制御装置において、前記フィードバック制御値の学習値を算出する学習値算出手段、前記学習値に応じて前記フィードバック制御値の下限値を算出する下限値算出手段、運転者が微少の踏み量でアクセルペダルに足を載せている足載せ状態にあるか否か判断する足載せ状態判断手段、前記足載せ状態にあると判断されたとき、前記足載せ状態において算出された学習値に関わらず、前記フィードバック制御値の下限値を一定値に保持する下限値保持手段、および前記フィードバック制御値を前記保持された下限値と比較し、前記フィードバック制御値が前記下限値以下と判断されるとき、前記フィードバック制御値を前記下限値に変更するフィードバック制御値変更手段、を備えるように構成した。
【0012】
運転者が微少の踏み量でアクセルペダルに足を載せている足載せ状態にあるか否か判断し、足載せ状態にあると判断されたとき、フィードバック制御値の下限値を一定値に保持すると共に、前記フィードバック制御値を下限値と比較し、フィードバック制御値が下限値未満のときは前記フィードバック制御値を前記下限値に変更するように構成したので、足載せ時のフィードバック制御値(積分補正項)の減少、より具体的には、バイパス空気量を調整するアクチュエータの操作量の減少を抑制することができる。即ち、足載せ状態のときのバイパス空気量の減少を抑制することができ、よって足載せ状態が解除された際のアイドル回転数の低下を防止することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照してこの発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置を説明する。
【0014】
図1は、この実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の全体構成を示す概略図である。同図において符合10は内燃機関(以下「エンジン」という)を示し、エンジン10は、例えば直列4気筒のDOHCエンジンからなる。
【0015】
エンジン10の吸気管12の上流側にはスロットルバルブ14が配置される。スロットルバルブ14は、スロットルワイヤ16を介して車両(図示せず)の運転席フロアに設けられたアクセルペダル18に機械的に接続され、アクセルペダル18の踏量に応じて開閉されてエンジン10の吸気を調量する。スロットルバルブ14の付近にはスロットルバルブ開度センサ20が設けられ、スロットルバルブ14の開度(以下「スロットル開度」という)θTHに応じた信号を出力してECU(電子制御ユニット)22に送出する。
【0016】
ECU22は、エンジン10の各部の制御を行うための演算を行なうCPU22aと、エンジン10の各部の制御を行うためのプログラムおよび各種のデータ(テーブルなど)を格納するROM(EEPROM)22bと、CPU22aによる演算の作業領域を提供し、エンジン10の各部から送られてくるデータおよびエンジン10の各部に送り出す制御信号を一時記憶するRAM22cと、エンジン10の各部から送られてくるデータを受け入れる入力回路22dと、エンジン10の各部に制御信号を送る出力回路22eなどを備える。
【0017】
スロットルバルブ14の下流のインテークマニホルドの後の吸気ポート付近には、気筒(図示せず)ごとにインジェクタ(燃料噴射弁)24が設けられる。インジェクタ24は、図示しない燃料タンクから燃料供給管および燃料ポンプを介してガソリン燃料が圧送されると共に、ECU22からの制御信号によって開弁時間が制御される。
【0018】
吸気管12には、スロットルバルブ14の上流側と下流側とを連通してスロットルバルブ14をバイパスするバイパス通路(2次空気通路)26が接続される。バイパス通路26の途中にはバイパス空気量を調整する制御バルブ(EACV)30が設けられる。
【0019】
制御バルブ30は常閉型であり、バイパス通路26の開度(開口面積)を連続的に変化させるバルブ30aと、バルブ30aを閉塞方向に付勢するスプリング30bと、通電時にバルブ30aをスプリング30bの付勢力に抗して開放方向に移動させる電磁ソレノイド(アクチュエータ)30cからなる。
【0020】
吸気管12のスロットルバルブ14の下流側には、吸気管圧力センサ40および吸気温センサ42が装着され、それぞれ吸気管内圧力(負荷)PBAおよび吸気温TAを示す電気信号を出力し、ECU22に送出する。また、エシジン10のシリンダブロックの冷却水が充満した気筒周壁(図示せず)には、エンジン冷却水温センサ44が取り付けられ、エンジン冷却水温TWに応じた信号を出力する。
【0021】
エンジン10のカム軸またはクランク軸(共に図示せず)の付近には、気筒判別センサ46が取り付けられ、特定の気筒が所定のクラシク角度位置に達したときに気筒判別信号CYLを出力する。エンジン10のカム軸またはクランク軸の付近には、さらにTDCセンサ48およびクランク角センサ50が取り付けられる。TDCセンサ48は各気筒のピストンのTDC位置に関連した所定のクランク角度位置でTDC信号を出力し、クランク角センサ50はTDC信号よりも周期の短いクランク角度(例えば30度)でCRK信号を出力する。CRK信号はECU22によってカウントされ、エンジン回転数NEが検出される。
【0022】
エンジン10は排気管54を備え、排気管54の途中に設けられた排出ガス浄化装置である三元触媒56を介して燃焼ガスを外部に排出する。排気管54の途中に装着された広域空燃比センサ(以下「LAFセンサ」という)58は、リーンからリッチにわたる範囲において、排出ガス中の実空燃比KACTを示す出力を生じ、ECU22に送出する。
【0023】
エンジン10が搭載される車両(図示せず)のドライブシャフト付近には、車速センサ66が配置され、車両の走行速度を示す出力を生じてECU18に送る。車速センサ66の出力はECU22によってカウントされ、車速VPが検出される。また、エンジンルーム(図示せず)の適宜位置には大気圧センサ70が設けられ、大気圧PAに応じた信号を出力する。
【0024】
上記した各種センサの出力は、ECU22の入力回路22dに入力される。入力回路22dは、入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する。CPU22aは、変換されたデジタル信号を処理すると共に、ROM22bに格納されているプログラムに従って演算を実行し、出力回路22eを介して電磁ソレノイド30cに制御信号(通電指令値)を送出して制御バルブ30a開度を調節し、バイパス空気量を制御する。また、CPU22aは、同様にROM22bに格納されているプログラムに従って演算を実行し、インジェクタ24、イグナイタおよびその他のアクチュエータ(共に図示せず)に制御信号を送る。
【0025】
続いて、この実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の動作を説明する。
【0026】
図2は、この実施の形態に係る装置の動作、より具体的には、ECU22による、制御バルブ30(具体的には電磁ソレノイド30c)の操作量(通電指令値)のフィードバック制御動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、アイドルフィードバック制御モード時において所定時間ごとに実行される。具体的には、図示しないアイドルフィードバック制御実行条件の判断動作において、エンジン10および車両の運転状態が前記実行条件を満たしているときに実行される。
【0027】
アイドルフィードバック制御実行条件とは、具体的には、例えばエンジン回転数NEが完爆回転数に達するまでの始動モードが終了した後において、スロットル開度θTHが全閉相当開度(図示しない全閉開度学習動作によって学習された全閉開度学習(制御)値THIDLLに所定開度を加算した開度)以下で、エンジン回転数NEが所定回転数(例えば1000rpm)NA以下で、かつ車速VPが所定車速(例えば4km/h)以下であるか否かの判断であり、全ての条件を満たすとき、図示しない別のプログラムにおいて、アイドルフィードバック許可フラグF.FB(初期値0)のビットが1にセットされる。
【0028】
また、エンジン回転数NEが所定回転数NAより高いときは、図示しない別のプログラムにおいて、フラグF.NAのビット(初期値0)が1にセットされる。
【0029】
以下、図2に示すフィードバック制御動作について説明すると、先ず、S10において、制御バルブ30(具体的には電磁ソレノイド30c)の操作量(通電指令値)をPID制御するための制御ゲイン、具体的には、P(比例)項ゲインKPと、I(積分)項ゲインKIと、D(微分)項ゲインKDをそれぞれ設定する。
【0030】
図3は、制御ゲインKP,KI,KDの設定動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【0031】
以下同図を参照して制御ゲインKP,KI,KDの設定動作について説明すると、先ず、S100において、検出されたスロットル開度θTHが所定開度THAIFBGNより大きいか否か判断する。所定開度THAIFBGNは、前記した全閉開度学習値THIDLLよりも僅かに大きい開度とされる。即ち、ここでの判断は、運転者が微少の踏み量でアクセルペダル18に足を載せて運転している、いわゆる足載せ状態にあるか否か判断することを意味する。尚、足載せ状態とは、より詳しくは、運転者が、スロットル開度θTHが前記した全閉相当開度を超えない踏み量でアクセルペダル18に足を載せている状態をいう。
【0032】
S100で否定されるとき、即ち、足載せ状態にはないと判断されるときは、次いでS102に進み、P項ゲインKPを第1のP項ゲインKP1に設定する。次いでS104に進み、I項ゲインKIを第1のI項ゲインKI1とし、さらにS106に進み、D項ゲインKDを第1のD項ゲインKD1とする。
【0033】
他方、S100で肯定されるとき、即ち、足載せ状態にあると判断されるときは、次いでS108に進み、P項ゲインKPを第2のP項ゲインKP2とし、次いでS104に進み、I項ゲインKIを第2のI項ゲインKI2とし、さらにS106に進み、D項ゲインKDを第2のD項ゲインKD2とする。
【0034】
ここで、足載せ状態にあると判断されるときに設定される第2のゲインKP2,KI2,KD2は、足載せ状態にあると判断されないときに設定される第1のゲインKP1,KI1,KD1に比して、それぞれ小さい値に設定される。制御ゲインKP,KI,KDは、後述するステップにおいて、検出されたエンジン回転数NEと目標アイドル回転数NOBJの偏差DNOBJに乗ぜられ、制御バルブ30の通電指令値IFBNを決定する比例、積分および微分の各補正項が算出される。
【0035】
即ち、第2のゲインKP2,KI2,KD2を第1のゲインKP1,KI1,KD1に比して小さく設定することで、足載せによるエンジン回転数NEの変化、即ち、吸気の総量の変化がフィードバック制御に大きく反映されないように構成した。これにより、足載せによって吸気の総量が増加方向に変化しても、バイパス空気量が減少されないことから、足載せ状態のときもアイドルフィードバック制御を継続しながら、足載せ状態が解除された際のアイドル回転数の低下を防止することができる。
【0036】
図2フロー・チャートの説明に戻ると、次いでS12に進み、過渡変化補正項IUPを零とし、次いでS14に進んで前回のプログラム実行時が始動モードであったか否か判断する。始動モードからアイドルフィードバック制御モードに移行した直後とすると、ここでの判断は肯定されてS16に進み、後述する積分補正項IIの基本値IAINの前回値(前回のプログラム実行時の値。以下「前回基本値」という)IAIN(n−1)を、所定値ICRSTとする。尚、基本値IAINは、制御バルブ30の通電指令値で表される。
【0037】
他方、S14で否定されるときは、次いでS18に進み、前回のプログラム実行時においてアイドルフィードバック許可フラグF.FBのビットが1にセットされていたか否か、即ち、前回もアイドルフィードバック制御モードであったか否か判断する。S18で否定されるときは、次いでS20に進み、前回のプログラム実行時においてフラグF.NAのビットが0にリセットされていたか否か、即ち、エンジン回転数NEが所定回転数NA以下であったか否か判断する。
【0038】
S20で否定されるときは、次いでS22に進み、過渡変化補正項IUPをIPU0とする。具体的には、吸気温TAに基づいてIPU0テーブル(図示せず)を検索することによって決定する。S20で肯定されるとき、および前述のS18で肯定されるときは、次いでS24に進み、冷却水温補正項ITWと、基本値IAINの学習値IXREFと、過渡変化補正項IPUの総和を、前回基本値IAIN(n−1)とする。ここで、冷却水温補正項ITWは、検出した冷却水温TWに基づいて図示しないテーブルを検索することによって決定される。基本値IAINの学習値IXREFは、後述するステップで算出されてECU22のRAM22cに格納(記憶)された値である。即ち、S24では前回のプログラム実行時に算出された学習値IXREFを使用する。尚、S14で肯定されてS16に進んだときは、S18からS24をスキップする。
【0039】
次いでS26に進み、比例補正項IP、積分補正項IIおよび比例補正項ID(いずれも制御バルブ30の通電指令値で表される)を以下の式(1.1)から(1.3)に従って算出する。
IP=KP×(−DNOBJ) ・・・式(1.1)
II=KI×(−DNOBJ) ・・・式(1.2)
ID=KD×(−(DNOBJ(n)−DNOBJ(n−1)))・・・式(1.3)
【0040】
ここで、DNOBJは、検出されたエンジン回転数NEと目標アイドル回転数NOBJの偏差であり、エンジン回転数NE−目標アイドル回転数NOBJによって算出される。このように、比例補正項IPと積分補正項IIは、前記したP項ゲインKPまたはI項ゲインKIに偏差DNOBJを乗じて算出される。また、微分補正項IDは、前記したD項ゲインに偏差DNOBJの今回値と前回値の差分を乗じることによって算出される。尚、目標アイドル回転数NOBJは、図示しない別のプログラムにおいて、冷却水温TWなどに基づいて図示しないテーブルを検索することによって算出される。
【0041】
次いでS28に進み、前回基本値IAIN(n−1)に積分補正項IIを加算した値を基本値の今回値(以下「今回基本値」という)IAIN(n)とし、次いでS30に進み、今回基本値IAIN(n)のリミットチェックを行なう。
【0042】
図4は、そのリミットチェック動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。以下説明すると、先ず、S200において、減算項DILMLFを算出する。減算項DILMLFとは、学習値IXREFから減算される値であり、今回基本値IAIN(n)のリミット値のうち、下限値ILMLを設定するのに用いられる。減算項DILMLFの算出については後に詳説する。
【0043】
次いでS202に進み、学習値IXREFからS200で算出した減算項DILMLFを減算した値に冷却水温補正項ITWを加算した値を、今回基本値IAIN(n)の下限値ILMLに設定する。
【0044】
次いでS204に進み、加算項DILMH(所定値)に冷却水温補正項ITWを加算した値を、今回基本値IAIN(n)の上限値ILMHに設定する。
【0045】
次いでS206に進み、設定された下限値ILMLと上限値ILMHに基づいて今回基本値IAIN(n)のリミット処理を行なう。具体的には、今回基本値IAIN(n)と下限値ILMLを比較し、今回基本値IAIN(n)が下限値ILML以下のときは今回基本値IAIN(n)を下限値ILMLとすると共に、今回基本値IAIN(n)と上限値ILMHを比較し、今回基本値IAIN(n)が上限値ILMH以上のときは今回基本値IAIN(n)を上限値ILMHとする。
【0046】
続いて前記した減算項DILMLFについて説明する。図5は、その減算項DILMLFの算出動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【0047】
以下説明すると、先ず、S300において、全閉開度学習値THIDLLが、全閉開度学習値の最小値THIDLMIN以上か否か判断する。全閉開度学習値THIDLLは、前記したように、図示しない全閉開度学習値算出動作によって算出される値であり、スロットルバルブ14の全閉開度を示す学習値である。
【0048】
S300で否定されるときは、次いでS302に進み、全閉開度学習値の最小値THIDLMINを、現在の全閉開度学習値THIDLLとする。即ち、最小値THIDLMINとは、過去の全閉開度学習値THIDLLのうち、最小の値を示す。従って、S300で肯定されるときは最小値THIDLMINを更新する必要がないので、S302をスキップする。
【0049】
次いでS304に進み、足載せ判断フラグF.IXRFBINHのビットが1にセットされているか否か判断する。足載せ判断フラグF.IXRFBINHは、そのビット(初期値0)が1にセットされているとき、足載せ状態にあることを示す。
【0050】
S304で否定されて足載せ状態にはないと判断されるときは、次いでS306に進み、学習値IXREFの基準値であるIXREFNBSを、学習値IXREFの現在値に更新する。即ち、基準値IXREFNBSとは、足載せ状態にないときの学習値IXREFがストアされた値であり、従って、S304で肯定されて足載せ状態にあると判断されるときは、S306をスキップする。
【0051】
次いでS308に進み、足載せ判断しきい値THIXREFを、全閉開度学習値の最小値THIDLMINに所定値DTHIXREFを加算した値に設定し、次いでS310に進み、検出したスロットル開度θTHが、S308で設定した足載せ判断しきい値THIXREF以上か否か判断する。
【0052】
S310で肯定されるとき、即ち、足載せ状態にあると判断されるときは、次いでS312に進む。S312では、前記した基準値IXREFNBSから学習値IXREFを減算して得た値を、学習値変化量dixrefstとする。学習値変化量dixrefstは、図6に示すように、足載せ状態にないときの学習値である基準値IXREFNBSと、足載せ状態にあるときの学習値IXREFの差分を示す値である。
【0053】
次いでS314に進み、基本減算値DILML(所定値)から学習値変化量dixrefstを減算した値を、最終的な減算項DILMLFとする。このように、減算項DILMLFは、足載せ時の学習値IXREFの変化量に応じて算出される。具体的には、減算項DILMLFは、足載せ時における学習値IXREFが減少するほど、減算項DILMLFも減少するように算出される。さらに詳しくは、足載せ時における学習値IXREFの減少分だけ、減算項DILMLFも減少される。これにより、図6に示すように、足載せによって学習値IXREFが減少しても、下限値ILMLは常に一定値(具体的には、足載せ状態でないときの下限値)に保持される。従って、足載せに伴う今回基本値IAIN(n)の減少を抑制することができる。
【0054】
尚、制御バルブ30の通電指令値IFBNは、後述するステップで今回基本値IAIN(n)を含む各補正項に基づいて算出されることから、足載せ時の今回基本値IAIN(n)の減少を抑制することで、制御バルブ30の通電指令値IFBNの減少、換言すれば、バイパス空気量の減少を抑制することができ、よって足載せ状態が解除された際のアイドル回転数の低下を防止することができる。
【0055】
次いでS316に進み、算出した減算項DILMLFの上限側のリミット処理を行なう。具体的には、減算項DILMLFの最大値を前記した基本減算値DILMLとし、それらを比較して減算項DILMLFが基本減算値DILMLを超えるときは、減算項DILMLFを基本減算値DILMLとする。これは、足載せ時の学習値IXREFが意図することなく増加したときに、減算項DILMLFが基本減算値DILML以上に増加するのを防止するためである。
【0056】
S316で減算項DILMLFのリミット処理を行なった後は、次いでS318に進み、前記した足載せ判断フラグF.IXRFBINHのビットを1にセットして終了する。
【0057】
他方、S310で否定されて足載せ状態にはないと判断されるときは、次いでS320に進み、減算項DILMLFに基本加算値DDILMLF(所定値)を加算した値を、最終的な減算項DILMLFとする。即ち、足載せ状態になく、学習値IXREFが著しく減少する恐れがないことから、減算項DILMLFを所定量だけ増加させる。
【0058】
次いでS322に進み、算出した減算項DILMLFの上限側のリミット処理を行なう。具体的には、減算項DILMLFの最大値を前記した基本減算値DILMLとし、それらを比較して減算項DILMLFが基本減算値DILMLを超えるときは、減算項DILMLFを基本減算値DILMLとする。これは、S320で減算項DILMLFを増加させた結果、基本減算値DILML以上となるのを防止するためである。
【0059】
次いでS324に進み、減算項DILMLFと基本減算値DILMLが等しいか否か判断する。S324で肯定されるときは、次いでS326に進み、足載せ判断フラグF.IXRFBINHのビットを0にリセットする。他方、S314で否定されるときは、S326をスキップする。即ち、減算項DILMLFが基本減算値DILMLに達するまで、換言すれば、足載せで減少した学習値IXREFが基準値IXREFNBSに復帰するまでは、足載せ判断フラグF.IXRFBINHのビットを1に保持することで、前述のS306で基準値IXREFNBSを更新しないようにした。これにより、短い期間に足載せが繰り返し行なわれても、下限値ILMLが低下することがない。
【0060】
図2フロー・チャートの説明に戻ると、次いでS32に進み、今回基本値IAIN(n)と、比例補正項IPと、微分補正項IDの総和を制御バルブ30の通電指令値IFBNとし、次いでS34に進み、適宜設定された上下限値に基づき、前述のS206と同様の手法により通電指令値IFBNのリミットチェックを行なう。
【0061】
次いでS36に進み、以下の式(2)に従って学習値IXREFの今回値IXREF(n)を算出する。
IXREF(n)=(CXREF/2562 )×IAIN(n)+((2562 −CXREF)/2562 )×IXREF(n−1)・・・式(2)
【0062】
ここで、CXREFは重み係数であり、この値が大きいほど学習値IXREFに対する今回基本値IAIN(n)の重みが大きくなる。従って、足載せ時は、このCXREFを小さく設定するようにしても良い。
【0063】
次いでS38に進み、算出された通電指令値IFBNに基づき、以下の式(3)に従って出力(制御バルブ30に出力される最終的な電流指令値)ICMDを算出する。
ICMD=((IFBN+IDP+ILOAD+IAF)×KIPA+TPA)×KIPBG ・・・式(3)
【0064】
ここで、IDPは減速時のショットエア量を調整するダッシュポット項であり、ILOADは灯火類や空調機の作動時のアイドル回転数を調整する負荷補正項である。また、IAFは目標空燃比に応じた空燃比補正項であり、KIPAとTPAは、それぞれ大気圧PAに応じた大気圧補正乗算項と大気圧補正加算項である。さらに、KIPBGはバッテリ負荷などから求めた補正係数である。尚、これらの各値の算出手法は、本願の要旨とは直接の関係を有しないため、説明は省略する。
【0065】
上記の式(3)に従って算出された出力ICMDは、出力回路22eを介して制御バルブ30(具体的には電磁ソレノイド30c)に出力され、制御バルブ30を駆動してその開度を変更する。これにより、目標アイドル回転数NOBJを実現するのに必要なバイパス空気量がエンジン10に供給され、よってエンジン回転数NEが、目標アイドル回転数NOBJにフィードバック制御される。
【0066】
上記のように、この実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置においては、足載せ状態にあるときに使用される第2のゲインKP2,KI2,KD2を、足載せ状態にないときに使用される第1のゲインKP1,KI1,KD1に比して小さく設定することで、足載せによるエンジン回転数NEの変化、即ち、吸気の総量の変化がフィードバック制御に大きく反映されないように構成したので、足載せによって吸気の総量が増加方向に変化しても、バイパス空気量が減少されない。このため、足載せ状態のときもアイドルフィードバック制御を継続しながら、足載せ状態が解除された際のアイドル回転数の低下を防止することができる。
【0067】
また、足載せ状態にあるときは、制御バルブ30の通電指令値IFBNの算出に使用される今回基本値IAIN(n)の下限値ILMLを、一定値に保持するように構成したので、足載せによって学習値IXREFが減少しても、今回基本値IAIN(n)の減少を抑制することができる。即ち、足載せ状態にあるときのバイパス空気量の減少を抑制することができ、よって足載せ状態が解除された際のアイドル回転数の低下を防止することができる。
【0068】
以上のように、この実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置においては、内燃機関(エンジン)10の回転数NEを検出すると共に、前記検出された回転数NEと目標アイドル回転数NOBJとの偏差DNOBJが減少するように算出されるフィードバック制御値(積分補正項の今回基本値IAIN(n))に応じてアクチュエータ(制御バルブの電磁ソレノイド)30cの操作量(通電指令値)IFBNをフィードバック制御し、前記アクチュエータ30cに供給して前記内燃機関10の吸気量(バイパス空気量)を調整する内燃機関のアイドル回転数制御装置において、前記フィードバック制御値IAIN(n)の学習値IXREFを算出する学習値算出手段(ECU22,S38)、前記学習値IXREFに応じて前記フィードバック制御値IAIN(n)の下限値ILMLを算出する下限値算出手段(ECU22、S30,S200,202,S300からS316)、運転者が微少の踏み量でアクセルペダル18に足を載せている足載せ状態にあるか否か判断する足載せ状態判断手段(ECU22、スロットルバルブ開度センサ20、S30,S200,S310)、前記足載せ状態にあると判断されたとき、前記足載せ状態において算出された学習値IXREFに関わらず、前記フィードバック制御値IAIN(n)の下限値ILMLを一定値に保持する下限値保持手段(ECU22、S30,S200,S202,S312からS316)、および前記フィードバック制御値IAIN(n)を前記保持された下限値ILMLと比較し、前記フィードバック制御値IAIN(n)が前記下限値ILML以下と判断されるとき、前記フィードバック制御値IAIN(n)を前記下限値ILMLに変更するフィードバック制御値変更手段(ECU22、S30,S206)、を備えるように構成した。
【0069】
また、本発明は、エンジンの出力軸を鉛直方向とした、船外機などの船舶推進用エンジンのアイドル回転数制御装置にも適用することができる。
【0070】
【発明の効果】
請求項1項にあっては、運転者が微少の踏み量でアクセルペダルに足を載せている足載せ状態にあるか否か判断し、足載せ状態にあると判断されたとき、フィードバック制御値の下限値を一定値に保持すると共に、前記フィードバック制御値を下限値と比較し、フィードバック制御値が下限値未満のときは前記フィードバック制御値を前記下限値に変更するように構成したので、足載せ時のフィードバック制御値(積分補正項)の減少、より具体的には、バイパス空気量を調整するアクチュエータの操作量の減少を抑制することができる。即ち、足載せ状態のときのバイパス空気量の減少を抑制することができ、よって足載せ状態が解除された際のアイドル回転数の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の全体構成を示す概略図である。
【図2】図1に示す装置のECUの動作のうち、制御バルブの操作量のフィードバック制御動作を示すフロー・チャートである。
【図3】図2フロー・チャートにおける、制御ゲインの設定動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図4】図2フロー・チャートにおける、積分補正項(今回基本値)のリミットチェック動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図5】図4フロー・チャートにおける、減算項の算出動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図6】図4フロー・チャートで設定する積分補正項の下限値などを説明する説明図である。
【図7】従来技術に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置における、積分補正項の下限値などを説明する説明図である。
【符号の説明】
10 内燃機関(エンジン)
14 スロットルバルブ
16 スロットルバルブ開度センサ
18 アクセルペダル
22 ECU(電子制御ユニット)
30 制御バルブ
30c 電磁ソレノイド(アクチュエータ)
Claims (1)
- 内燃機関の回転数を検出すると共に、前記検出された回転数と目標アイドル回転数との偏差が減少するように算出されるフィードバック制御値に応じてアクチュエータの操作量をフィードバック制御し、前記アクチュエータに供給して前記内燃機関の吸気量を調整する内燃機関のアイドル回転数制御装置において、
a.前記フィードバック制御値の学習値を算出する学習値算出手段、
b.前記学習値に応じて前記フィードバック制御値の下限値を算出する下限値算出手段、
c.運転者が微少の踏み量でアクセルペダルに足を載せている足載せ状態にあるか否か判断する足載せ状態判断手段、
d.前記足載せ状態にあると判断されたとき、前記足載せ状態において算出された学習値に関わらず、前記フィードバック制御値の下限値を一定値に保持する下限値保持手段、
および
e.前記フィードバック制御値を前記保持された下限値と比較し、前記フィードバック制御値が前記下限値以下と判断されるとき、前記フィードバック制御値を前記下限値に変更するフィードバック制御値変更手段、
を備えることを特徴とする内燃機関のアイドル回転数制御装置。
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JPWO2007055094A1 (ja) * | 2005-11-11 | 2009-04-30 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
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