JP2005105938A - アイドル回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン回転数がフィードバック制御されるアイドル状態から、オープンループ制御される非アイドル状態へスムーズに移行させる。
【解決手段】エンジン１がアイドル状態および非アイドル状態のいずれであるかを判定する手段（５５）と、アイドル状態において、エンジン回転数Neが目標値neと一致するようにアイドル制御バルブ７を制御するフィードバック制御部（５６）と、アイドル状態から非アイドル状態への移行時に、スロットル開度が基準開度θref2に達するまでは、アイドル制御バルブ７をフィードバック制御時の弁開度に維持する弁開度維持部（５８）と、非アイドル状態において、スロットル開度が基準開度θref2に達すると、アイドル制御バルブ７を目標弁開度θopenに制御するオープンループ制御部（５７）とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、アイドル状態でのエンジン回転数を目標値に制御するアイドル回転数制御装置に係り、特に、アイドル状態ではフィードバック制御が選択され、非アイドル状態ではオープンループ制御が選択されるアイドル回転数制御装置に関する。

アイドル状態でのエンジン回転数を目標値に制御するために、吸気管に連結されたスロットルバルブを迂回するバイパス通路および当該バイパス通路の開度を制御するアイドル制御バルブ（アイドル・エアー・コントロール・バルブ：IACV）を設け、エンジンの冷却水温度やエンジン回転数等のエンジンパラメータに基づいてIACVを調節するアイドル回転数制御装置が、特許文献１，特許文献２に開示されている。

特許文献２では、IACVの弁開度を適正値に制御するために、アイドル状態ではフィードバック制御が採用され、非アイドル状態ではオープンループ制御が採用される。また、アイドル状態から非アイドル状態への移行時に、図６に示したような吸入空気量の急激な減少に起因したエンジンの息つき現象を解消するために、吸入空気量を緩慢に減量させる技術が開示されている。
特開２０００−４５８３５号公報 特開２００２−１０６３８７号公報

エンジンがアイドル状態から非アイドル状態へ移行したことは、図６にも示したように、スロットル開度θthが基準開度θrefを超えたか否かに基づいて判別されることが多く、この基準開度θrefは極めて低開度に設定されている。したがって、アイドル状態から非アイドル状態への移行直後はスロットルバルブを経由して供給される吸入空気量が依然として少なく、全吸入空気量に占めるバイパス通路経由の吸入空気量の割合が大きい。その結果、フィードバック制御において算出される吸入空気量とオープンループ制御において算出される吸入空気量との差分が大きいと、移行時における吸入空気量の減量速度が緩慢であったとしても、エンジン回転数がフィードバック制御されるアイドル状態から、オープンループ制御される非アイドル状態への移行がスムーズに行われない可能性がある。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、エンジン回転数がフィードバック制御されるアイドル状態から、オープンループ制御される非アイドル状態へスムーズに移行できるアイドル回転数制御装置を提供する。

上記した目的を達成するために、本発明は、スロットルバルブをバイパスするバイパス通路と、バイパス通路に設けられたアイドル制御バルブと、スロットル開度を検知するスロットル開度センサと、アイドル制御バルブの開度を制御する制御手段とを具備し、アイドル状態でのエンジン回転数を目標値に制御するアイドル回転数制御装置において、前記制御手段がさらに、以下の手段を具備したことを特徴とする。
(1)エンジンがアイドル状態および非アイドル状態のいずれであるかを判定する手段
(2)アイドル状態におけるエンジン回転数の目標値を求める手段
(3)非アイドル状態におけるアイドル制御バルブの目標弁開度を求める手段
(4)アイドル状態において、エンジン回転数が前記目標値と一致するように前記アイドル制御バルブを制御するフィードバック制御手段
(5)アイドル状態から非アイドル状態への移行時に、スロットル開度が所定の基準開度（θref2）に達するまでは、前記アイドル制御バルブを前記フィードバック制御時の弁開度に維持する弁開度維持手段
(6)非アイドル状態において、スロットル開度が前記所定の基準開度（θref2）に達すると、アイドル制御バルブを前記目標弁開度に制御するオープンループ制御手段

本発明によれば、スロットル開度θthが基準開度（θref2）に達してスロットルバルブを経由する吸入空気量が増え、その結果、全吸入空気量に対してバイパス通路経由の吸入空気量の占める割合が小さくなり、バイパス通路を経由する吸入空気量の変動がエンジン回転数に実質的な影響を与えなくなった後でなければオープンループ制御へ移行しない。したがって、フィードバック制御において算出される吸入空気量とオープンループ制御において算出される吸入空気量との差分が大きい場合でも、フィードバック制御からオープンループ制御へのスムーズな移行が可能になる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明に係るアイドル回転数制御装置を搭載した車両の主要部の構成を示したブロック図であり、ここでは本発明の説明に必要な構成のみを示し、他の構成は図示を省略している。

エンジン１の吸気管２にはスロットルバルブ３が設けられている。スロットルバルブ３の開度（スロットル開度）θthはスロットル開度センサ４により検知されてエンジン制御ユニット（ECU）５へ通知される。前記吸気管２にはさらに、スロットルバルブ３をバイパスするバイパス通路６が連結されており、バイパス通路６の途中にはアイドル時の吸入空気量を制御するアイドル制御バルブ（IACV）７が設けられている。

前記IACV７は、パルスモータと、当該パルスモータにより開閉される制御弁とを含み、その弁開度はECU５からパルスモータへ供給されるパルス数で制御され、これによってバイパス通路６を介してエンジン１に吸入されるアイドル時の空気量が制御される。すなわち、アイドル回転数が制御される。エンジン１の本体には水温センサ８が取り付けられており、エンジン１の本体内を循環する冷却水温度TWが検知されてECU５へ通知される。エンジン回転数Neがエンジン回転数センサ９により検知されてECU５へ通知される。エンジン１の排気管１０にはマフラ１１が連結されている。

ECU５において、目標値設定部５１は、図２に一例を示した冷却水温度（TW）／目標エンジン回転数（ne）テーブル５２を備え、検知された冷却水温度TWに基づいて前記テーブル５２を参照し、冷却水温度TWに対応した目標エンジン回転数neを設定する。前記テーブル５２には、アイドル状態におけるエンジン１の冷却水温度TWとエンジン１の目標回転数neとの関係が予め記憶されている。目標開度設定部５３は、図３に一例を示した冷却水温度（TW）／目標弁開度（θopen）テーブル５４を備え、検知された冷却水温度TWに基づいて前記テーブル５４を参照し、冷却水温度TWに対応した目標開度θopenを設定する。前記第２データテーブル５４には、非アイドル状態におけるエンジンの冷却水温度TWとIACV７の目標開度θopenとの関係が予め記憶されている。

アイドル状態判定部５５は、前記スロットル開度センサ４により検知されたスロットル開度θthと予め登録されている第１基準開度θref1とを比較し、さらには検知されたエンジン回転数Neと予め登録されている第１基準回転数Ne1とを比較し、これらの比較結果に基づいて、エンジン１がアイドル状態か否かを判定する。フィードバック制御部５６は、アイドル状態において前記冷却水温度TWから求められる目標エンジン回転数neと現在のエンジン回転数Neとが一致するように、前記IACV７の弁開度をフィードバック制御する。

オープンループ制御部５７は、非アイドル状態において前記IACV７の弁開度が前記目標弁開度θopenと一致するように、前記IACV７をオープンループ制御する。弁開度維持部５８は、アイドル状態から非アイドル状態への移行時に、検知されたスロットル開度θthが所定の基準開度θref2に達するまでは、前記IACV７を前記フィードバック制御時の弁開度に維持する。

次いで、図４のフローチャートおよび図５のタイムチャートを参照して本実施形態の動作を説明する。

ステップＳ１では、アイドル状態であるか判定するために、前記ECU５のアイドル状態判定部５５において、現在のスロットル開度θthが第１基準開度θref1と比較され、現在のエンジン回転数Neが第１基準回転数Ne1と比較される。本実施形態では、前記第１基準開度θref1が全閉開度よりも若干開いた開度に設定されており、また第１基準回転数Ne1がアイドル回転数を若干上回る回転数に設定されているので、図５の時刻t1〜t2間のようにθth＜θref1であり、かつNe＜Ne1であれば、アイドル状態と判定されてステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、エンジン回転数Neが目標回転数neと一致するようにIACV７の弁開度を制御すフィードバック制御が、前記フィードバック制御部５６において実行される。さらに具体的に説明すれば、ステップＳ２１では現在のエンジン回転数Neが検知され、ステップＳ２２ではエンジンの冷却水温度TWが検知される。ステップＳ２３では、前記TW/neテーブル５２と前記検知された冷却水温度TWとに基づいて目標エンジン回転数neが求められる。ステップＳ２４では、前記現在のエンジン回転数Neと目標エンジン回転数neとが一致するようにIACV７が開閉制御される。

その後、時刻t2でスロットル開度θthが第１基準開度θref1に達し、あるいはエンジン回転数Neが第１基準回転数Ne1に達し、これがステップＳ１で検知されると、非アイドル状態と判定されてステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、オープンループ制御の開始条件が成立しているか否かが、前記弁開度維持部５８で判定される。前記弁開度維持部５８では、現在のスロットル開度θthと第２基準開度θref2とが比較され、時刻t2〜t3間のようにθth≦θref2であれば、オープンループ制御の開始条件が成立していないと判定されてステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、フィードバック制御部５６に対してフィードバック制御の停止が指示され、その後、今回の処理が終了する。したがって、IACV７の弁開度は、フィードバック制御時の最後の（最新の）弁開度に維持される。

その後、時刻t3でスロットル開度θthが第２基準開度θref2を超え、これがステップＳ３で検知されるとステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、IACV７の弁開度を、エンジン冷却水温度TWに基づいて求めた目標弁開度θopenに一致させるオープンループ制御が実施される。

さらに具体的に説明すれば、ステップＳ４１ではエンジンの冷却水温度TWが検知される。ステップＳ４２では、前記TW/θopenテーブル５４と前記検知された冷却水温度TWとに基づいて、オープンループ制御における目標弁開度θopenが求められる。ステップＳ４３では、IACV７の弁開度が前記目標弁開度θopenと一致するようにIACV７が駆動される。

本発明に係るアイドル回転数制御装置を搭載した車両の主要部の構成を示したブロック図である。 冷却水温度（TW）／目標エンジン回転数（ne）テーブルの一例を示した図である。 冷却水温度（TW）／目標弁開度（θopen）テーブルの一例を示した図である。 本発明の動作を示したフローチャートである。 本発明の動作を示したタイムチャートである。 本発明の解決課題を説明するための図である。

符号の説明

１…エンジン，２…吸気管，３…スロットルバルブ，４…スロットル開度センサ，５…ECU，６…バイパス通路，７…アイドル制御バルブ（IACV），８…水温センサ，９…エンジン回転数センサ，１０…排気管，１１…マフラ

Claims (3)

1. アイドル状態でのエンジン回転数を目標値に制御するアイドル回転数制御装置において、
   スロットルバルブをバイパスするバイパス通路と、
   前記バイパス通路に設けられたアイドル制御バルブと、
   スロットル開度を検知するスロットル開度センサと、
   前記アイドル制御バルブの開度を制御する制御手段とを具備し、
   前記制御手段がさらに、
   エンジンがアイドル状態および非アイドル状態のいずれであるかを判定する手段と、
   アイドル状態におけるエンジン回転数の目標値を求める手段と、
   非アイドル状態におけるアイドル制御バルブの目標弁開度を求める手段と、
   アイドル状態において、エンジン回転数が前記目標値と一致するように前記アイドル制御バルブを制御するフィードバック制御手段と、
   アイドル状態から非アイドル状態への移行時に、スロットル開度が所定の基準開度に達するまでは、前記アイドル制御バルブを前記フィードバック制御時の弁開度に維持する弁開度維持手段と、
   非アイドル状態において、スロットル開度が前記所定の基準開度に達すると、前記アイドル制御バルブを前記目標弁開度に制御するオープンループ制御手段とを含むことを特徴とするアイドル回転数制御装置。
2. 前記弁開度維持手段は、アイドル状態から非アイドル状態への移行時に前記フィードバック制御を停止させることを特徴とする請求項１に記載のアイドル回転数制御装置。
3. エンジン回転数を検知する手段と、
   エンジンの冷却水温度を検知する手段と、
   冷却水温度とエンジンの目標回転数との関係を定めた第１の記憶手段と、
   冷却水温度とアイドル制御バルブの目標弁開度との関係を定めた第２の記憶手段とをさらに含み、
   前記エンジン回転数の目標値を求める手段は、検知された冷却水温度と第１の記憶手段とに基づいてエンジンの目標回転数を求め、
   前記アイドル制御バルブの目標弁開度を求める手段は、検知された冷却水温度と第２の記憶手段とに基づいて目標弁開度を求めることを特徴とする請求項１または２に記載のアイドル回転数制御装置。

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