JP2006316695A - 内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸気流量学習手段による吸気流量学習値とデポジット損失補正流量を調和させ、早期に安定したアイドル運転状態に制御できる内燃機関の吸気制御装置を提供する。
【解決手段】 検出吸気流量が目標吸気流量となるように調整する吸気流量制御手段と、アイドル運転時の検出アイドル回転速度が目標アイドル回転速度に収束するように目標吸気流量を調節する吸気流量フィードバック制御手段と、所定の学習条件が成立しているときに前記吸気流量フィードバック制御手段による目標吸気流量の補正量を吸気流量学習値として学習しその値に基づいて学習前の目標吸気流量を更新する吸気流量学習手段とを備えてなる内燃機関の吸気制御装置であって、吸気通路における吸入空気の損失流量を求める損失流量算出手段と、前記損失流量に基づいて目標吸気流量を増加補正するとともに前記吸気流量学習値を減少補正する損失流量補正手段を備える。
【選択図】 図６

Description

本発明は、検出吸気流量が目標吸気流量となるように調整する吸気流量制御手段と、アイドル運転時の検出アイドル回転速度が目標アイドル回転速度に収束するように目標吸気流量を調節する吸気流量フィードバック制御手段と、所定の学習条件が成立しているときに前記吸気流量フィードバック制御手段による目標吸気流量の補正量を吸気流量学習値として学習しその値に基づいて学習前の目標吸気流量を更新する吸気流量学習手段とを備えてなる内燃機関の吸気制御装置に関する。

従来、内燃機関の吸気制御装置では、アイドル運転時に、吸気流量フィードバック制御手段によって設定された目標吸気流量に基づいて、吸気流量制御手段が電子スロットルバルブの開度を変更駆動して吸気流量を調整することにより、アイドル回転速度が目標アイドル回転速度に収束するように制御されている。このような吸気流量フィードバック制御手段によるアイドル回転速度に基づく目標吸気流量のフィードバック補正と並行して、所定の学習条件が成立しているときに前記補正量を吸気流量学習値として学習し、その値に基づいて学習前の目標吸気流量を更新する吸気流量学習手段が設けられ、これにより以後のアイドル運転時にアイドル回転速度が早期に目標アイドル回転速度に維持されるように制御されている。

一方、吸気通路における実際の吸気量を検出して得られる目標吸気流量との差分を、吸気通路やスロットルに付着したデポジットによる損失流量として学習する損失流量学習手段が設けられ、エンジン始動時に前回のトリップで学習された学習値がデポジットによる損失補正流量として前記目標吸気流量に加算されるように構成していた。
特開平８-３３４０４８号公報

上述した吸気流量学習手段により学習される吸気流量学習値には間接的にデポジットによる損失流量に対応する補正量が含まれているが、デポジットの影響以外の複数の要因による補正値が総合的に組み込まれているため、デポジットによる損失流量が適正に反映されるものではない。そこで、図８に示すように、損失流量学習手段によるデポジットの損失補正流量を正確に反映させるべく次回のトリップで前記目標吸気流量に損失補正流量を加算していたが、そのために目標吸気流量が過剰に補正されることとなり、アイドル時に回転数が一時的に異常上昇する虞があるという問題があった。

また、吸気流量制御手段による吸気流量の制御はアイドル回転時にのみ行なわれるものではなく、上述のアイドル回転を制御する吸気流量フィードバック制御手段による目標吸気流量以外に、アクセルペダルの踏込み量に応じて目標吸気流量を設定する走行制御手段からの目標吸気流量に応じても可変に制御されるものであり、アイドル回転速度の制御時の吸気流量学習手段にデポジットによる損失流量を含ませると、走行制御手段側にもデポジットによる損失流量の補正処理が必要となり、制御体系が複雑になり好ましくない。

本発明の目的は、上述の従来の問題点に鑑み、吸気流量学習手段による吸気流量学習値とデポジット損失補正流量を調和させ、アイドル運転時の回転数変動を抑制してドライバビリティの悪化を防止しながらも早期に安定したアイドル運転状態に制御できる内燃機関の吸気制御装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による内燃機関の吸気制御装置の第一の特徴構成は、検出吸気流量が目標吸気流量となるように調整する吸気流量制御手段と、アイドル運転時の検出アイドル回転速度が目標アイドル回転速度に収束するように目標吸気流量を調節する吸気流量フィードバック制御手段と、所定の学習条件が成立しているときに前記吸気流量フィードバック制御手段による目標吸気流量の補正量を吸気流量学習値として学習しその値に基づいて学習前の目標吸気流量を更新する吸気流量学習手段とを備えてなる内燃機関の吸気制御装置であって、吸気通路における吸入空気の損失流量を求める損失流量算出手段と、前記損失流量に基づいて目標吸気流量を増加補正するとともに前記吸気流量学習値を減少補正する損失流量補正手段を備える点にある。

上述の構成によれば、デポジットによる損失補正流量が目標吸気流量に増加補正されるので、より正確に目標アイドル回転速度に収束させることができ、その後の吸気流量学習手段による吸気流量学習値から当該損失補正流量が減少補正されるので、目標吸気流量がそのような吸気流量学習値に更新されても過剰に補正されることが無く、アイドル運転時の回転数変動を抑制してドライバビリティの悪化を防止しながらも早期に安定したアイドル運転状態に制御できるのである。

同第二の特徴構成は、検出吸気流量が目標吸気流量となるように調整する吸気流量制御手段と、アイドル運転時の検出アイドル回転速度が目標アイドル回転速度に収束するように目標吸気流量を調節する吸気流量フィードバック制御手段と、所定の学習条件が成立しているときに前記吸気流量フィードバック制御手段による目標吸気流量の補正量を吸気流量学習値として学習しその値に基づいて学習前の目標吸気流量を更新する吸気流量学習手段とを備えてなる内燃機関の吸気制御装置であって、吸気通路における吸入空気の損失流量を求める損失流量算出手段と、前記吸気流量学習手段による学習の収束前に前記損失流量に基づいて目標吸気流量を増加補正する損失流量補正手段とを備える点にある。

上述の構成によれば、吸気流量学習手段による学習の収束前にデポジットによる損失流量が目標吸気流量に増加補正されるので、より早期且つ正確に目標アイドル回転速度に収束させることができ、その後の吸気流量学習手段による吸気流量学習値から当該デポジットによる損失補正流量の影響が排除されるので、目標吸気流量がそのような吸気流量学習値に更新されても過剰に補正されることが無く、アイドル運転時の回転数変動を抑制してドライバビリティの悪化を防止しながらも早期に安定したアイドル運転状態に制御できるのである。

同第三の特徴構成は、上述の第一または第二特徴構成に加えて、前記損失流量補正手段による損失補正流量が所定範囲に制限される点にあり、これにより目標吸気流量の急激な変動によるアイドル運転時の回転数変動が抑制できるのである。ここに、損失補正流量の制限値は予め実験等により設定される値である。

同第四の特徴構成は、上述の第一または第二特徴構成に加えて、前記損失流量補正手段による損失補正流量が目標吸気流量に増加補正された後に、前記吸気流量フィードバック制御手段によるフィードバック制御が行なわれる基準回転速度変動範囲を機関の始動後の積算吸気流量または経過時間に基づいて異ならせる点にあり、これにより機関の始動時に生じる一時的な回転数の上昇を過補正と判定するような誤判定を防止できるようになる。

同第五の特徴構成は、上述の第一または第二特徴構成に加えて、前記損失流量補正手段による損失補正流量がスロットル開度による開口面積に基づいて補正される点にあり、損失流量学習値が等しい値を示すときであってもスロットル開度によって補正量が異なるため、スロットルの開口面積に基づき損失補正流量を補正することにより正確な補正が可能になる。

同第六の特徴構成は、上述の第一または第二特徴構成に加えて、前記損失流量が所定値より大となるときにスロットルを強制的に開閉作動させる点にあり、これにより生じる振動で吸気通路やスロットルに付着したデポジットを除去して損失流量を低減させ、初期状態に近いクリーンな状態に戻すことができるようになる。

同第七の特徴構成は、上述の第一または第二特徴構成に加えて、前記損失流量が所定値より大となるときにデポジット除去報知する点にあり、デポジット除去のためのメンテナンスが必要な時期を運転者に報知することができるようになる。

同第八の特徴構成は、上述の第一または第二特徴構成に加えて、前記損失流量算出手段は少なくとも負荷要素の作動時に算出を禁止する点にあり、これにより誤算出によるアイドル回転の変動を回避することができる。

同第九の特徴構成は、上述の第八特徴構成に加えて、前記負荷要素の作動時には、前記損失補正流量による補正に替えて予め設定された補正値に基づいて前記目標吸気流量が補正される点にある。

同第十の特徴構成は、上述の第八または第九特徴構成に加えて、前記負荷要素の作動時には前記損失補正流量の更新が繰り延べられる点にあり、第八特徴構成と同様、これにより複合的な要因による回転数の変動を抑制できるようになる。

同第十一の特徴構成は、検出吸気流量が目標吸気流量となるように調整する吸気流量制御手段と、アイドル運転時の検出アイドル回転速度が目標アイドル回転速度に収束するように目標吸気流量を調節する吸気流量フィードバック制御手段と、所定の学習条件が成立しているときに前記吸気流量フィードバック制御手段による目標吸気流量の補正量を吸気流量学習値として学習しその値に基づいて学習前の目標吸気流量を更新する吸気流量学習手段を備えてなる内燃機関の吸気制御装置であって、スロットル開度に応じた吸気流量が記憶された吸気流量テーブルデータを備え、前記吸気流量テーブルデータの初期値と前記吸気流量検出手段により検出された吸気流量との偏差が所定以上となるときに目標吸気流量を増加補正するとともに前記吸気流量学習値を減少補正する点にある。

上述の構成によれば、正確な損失流量を検出でき、上述の第一または第二特徴構成による作用がより効果的に奏されるようになる。

以上説明した通り、本発明によれば、吸気流量学習手段による吸気流量学習値とデポジット損失補正流量を調和させ、アイドル運転時の回転数変動を抑制してドライバビリティの悪化を防止しながらも早期に安定したアイドル運転状態に制御できる内燃機関の吸気制御装置を提供することができるようになった。

以下に本発明による内燃機関の吸気制御装置の実施形態を説明する。図１に示すように、車両に搭載された内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、「エンジン」と記す。）１は、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３を備え、シリンダブロック２には複数のシリンダ４が並設され、各シリンダ４内にピストン５が往復動可能に配置されている。各ピストン５はコネクティングロッド６を介してクランクシャフト（図示せず）に連結され、各ピストン５の往復運動がコネクティングロッド６によって回転運動に変換されてクランクシャフトに伝達されるように構成され、クランクシャフトの端部には複数の歯が周囲に形成されたパルス円盤２３ｂが取り付けられ、その回転数が磁気センサ２３ａによってパルス信号として検出されるように構成されている。即ち、パルス円盤２３ｂと磁気センサ２３ａによってエンジン回転数検出手段２３が構成されている。

各シリンダ４の上部空間に燃焼室７が形成され、シリンダヘッド３には、各燃焼室７に連通する吸気ポート８及び排気ポート９が設けられ、これらの吸・排気ポート８，９を開放及び閉鎖するために吸気バルブ１０及び排気バルブ１１がそれぞれ往復動可能に支持されている。

吸気ポート８には外気の汚れを除去するエアクリーナ１２、吸気流量検出手段としてのエアフローメータ１３、吸入空気流量を調節するスロットルバルブ１４、圧力変動を平滑化させるサージタンク１５、吸気マニホールド１６等を備えた吸気通路１７が接続され、それらを経て燃焼用空気が燃焼室７に供給される。

スロットルバルブ１４は、吸気通路１７内で通路の軸心に垂直な軸心周りに回動可能なモータの出力軸に取り付けられ、運転席のアクセルペダル（図示せず）操作に連動して回転制御されるように構成され、吸気通路１７を流れる吸入空気量がスロットルバルブ１４の回動角度に応じて制御され、その回転角度を検出するスロットルセンサ２５が設けられている。

吸気マニホールド１６には気筒数と同数のインジェクタ１８が取付けられている。各インジェクタ１８は通電されると開弁して各吸気ポート８へ向けて燃料を噴射する電磁弁で構成され、各インジェクタ１８から噴射される燃料と吸入空気との混合気が各燃焼室７へ導かれる。

クランクシャフトが２回転する間に１回転するロータが内蔵されたディストリビュータ２９によって、イグナイタ（図示せず）から出力される高電圧がシリンダヘッド３に設けられた点火プラグ（図示せず）にクランク角に同期して分配され、燃焼室７へ導入された混合気が爆発・燃焼する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン５が往復動してクランクシャフトが回転してエンジン１の駆動力が得られる。

排気ポート９には、空燃比センサ１９、排気マニホールド２０、燃焼ガス中の有害物質を浄化する三元触媒が内蔵された触媒コンバータ２１、等を備えた排気通路２２が接続され、燃焼室７で生じた燃焼ガスが排気通路２２から排気される。

上述のエンジン１を電子制御する制御部（ＥＣＵ）３０が設けられ、エアフローメータ１３、スロットルセンサ２５、エンジン回転数検出手段２３、水温センサ２６等から入力される検出信号に基づいてスロットルバルブ１４の開度やインジェクタ１８の開放時間が調節されることによりエンジンの回転速度が制御される。制御部（ＥＣＵ）３０はエンジン制御ＣＰＵ、エンジン制御プログラムが格納されたＲＯＭ、データ処理用のＲＡＭと、各アクチュエータに対する制御用信号の入出力回路を備えて構成され、前記制御プログラムに基づいて各機能ブロックが統合制御されるように構成され、その一部が本発明による吸気制御装置として動作するように構成されている。

以下、第一の実施形態としてエンジン１のアイドル時の回転速度を調整する吸気制御装置としての制御部（ＥＣＵ）３０の動作を詳述する。図２に示すように、吸気制御装置を機能ブロックに分割して説明すると、吸気流量検出手段１３により検出された吸気流量が目標吸気流量となるように調整する吸気流量制御手段３１と、アイドル運転時に回転速度検出手段２３により検出されたアイドル回転速度が目標アイドル回転速度に収束するように制御するアイドル回転速度制御手段３２とを備えて構成される。

前記アイドル回転速度制御手段３２は、アイドル状態検出手段３８によってエンジン１がアイドル状態であると検出されたときに、アイドル回転速度が目標アイドル回転速度に収束するように目標吸気流量を調節する吸気流量フィードバック制御手段３３と、所定の学習条件が成立しているときに前記吸気流量フィードバック制御手段３３による目標吸気流量の補正量を吸気流量学習値として学習しその値に基づいて学習前の目標吸気流量を更新する吸気流量学習手段３４とを備えて構成されている。前記アイドル状態検出手段３８は、例えば車速検出手段２７により停車していることが検出され、アクセルペダル開度センサ２９によりアクセルペダルが操作されていないときにアイドル状態であると検出することができる。

前記吸気流量制御手段３１は、前記吸気流量フィードバック制御手段３３によってフィードバックされた目標吸気流量を得るために必要なスロットルバルブ１４の目標開度をスロットル開度・流量テーブル３６から読み出して、スロットルモータを駆動してスロットルバルブの開度（以下、「スロットル開度」と記す。）を目標開度に調整制御する。このとき、損失流量算出手段としての損失流量学習手段３７は目標吸気流量とエアフローメータ１３で検出される吸気流量の差分を演算導出して、吸気通路１７やスロットルバルブ１４に付着したデポジットに起因する吸入空気の損失流量を学習する。

前記損失流量学習手段３７は、エンジン１の始動が成立し且つ故障でないこと、始動前から始動直後に制御される固定点火・固定流量モードでないこと、アイドルオン状態であること、走行中でないこと、演算導出された吸気流量の差分が所定範囲で安定していること、吸気流量が所定流量以上であること、スロットルバルブが安定していること、目標開度とスロットル開度検出手段２５により検出される実開度が一致していること等の所定の学習前提条件が満たされているときに学習を開始し、当該学習前提条件が所定時間例えば２秒の間継続しているときに演算導出された吸気流量の差分をそのスロットル開度における損失流量学習値として確保する。ここで、上述の学習前提条件にさらにエアコン等の電気負荷が作動していないことを加えることにより誤学習を回避することができる。

前記損失流量学習手段３７は、スロットル開度が開度大と開度小の少なくとも二点における損失流量学習値を確保して、得られた二つの損失流量学習値の二点を線形補間処理することによりスロットル開度に応じた損失流量学習値を導出する。

前記吸気流量フィードバック制御手段３３は、前記吸気流量制御手段３１に要求した初期の基準目標吸気流量に対して回転速度検出手段２４により検出されるエンジン１の実回転速度が目標アイドル回転速度となるように基準目標吸気流量を補正する。例えば、所定時間毎に実回転速度と目標アイドル回転速度の差分を演算導出し、その偏差または偏差の時間割合或いは双方に対して所定の制御定数を乗じた補正量を求めて基準目標吸気流量にフィードバックするのである。ここにフィードバック制御方式として所謂ＰＩＤ制御が使用されるがこれに限るものではない。このようにして更新された新たな目標吸気流量が前記吸気流量制御手段３１に出力され、実回転速度が次第に目標アイドル回転速度に収束するのである。

前記吸気流量学習手段３４は、学習が終了した時点で学習前の目標吸気流量に吸気流量学習値を加算して、前記吸気流量フィードバック制御手段３３によりフィードバック制御される新たな目標吸気流量として更新する。

詳述すると、前記吸気流量学習手段３４は、前記吸気流量フィードバック制御手段３３によるフィードバック制御の実行中であること、水温センサ２６による水温が所定温度以上であるかまたは暖気判定が成立していること、誤学習の虞のある流量補正がなされていないこと、実回転速度と目標アイドル回転速度の差分が所定範囲内で安定していること、エアコン高負荷時のアイドルアップ中でないこと、エアコンが停止しているか作動後所定時間が経過していること、パワーステアリングの油圧スイッチがオフされていること等の所定の学習前提条件が満たされているときに学習を開始し、当該学習前提条件が前記吸気流量学習手段３１による学習前提条件の継続時間よりも長い所定時間例えば３秒の間継続しているときの初期の基準目標吸気流量と現在の目標吸気流量との差分を吸気流量学習値として求める。このようにして求められた吸気流量学習値が初期の基準目標吸気流量に加算されて新たな基準目標吸気流量に更新されるのである。

このようにして、エンジンを構成する様々な部品の経時変化等に起因する目標吸気流量の変動を吸収して常に早期に目標アイドル回転数に収束されるように制御されるのである。

上述の損失流量学習手段３７は、前記吸気流量学習手段３４が未だ学習が終了していないことを条件につまり前記吸気流量学習手段３４による学習の収束前に、前記吸気流量フィードバック制御手段３３から得られた目標吸気流量に得られた損失流量学習値を反映する。つまり損失流量補正手段として動作する。前記スロットル開度制御手段３５は、損失流量学習値が反映された目標吸気流量に基づいてスロットル開度を調整する。

このようにして損失流量学習値により補正された目標吸気流量によりスロットル開度が調整されることにより、前記吸気流量学習手段３４による学習から吸気管に付着したデポジットによる損失流量の影響が排除される。その後、前記吸気流量学習手段３４による吸気流量学習値に基づいて学習前の目標吸気流量が更新されることにより、以後のトリップにおいてもエンジン始動後に速やかに目標アイドル回転数に収束されるようになる。

例えば、吸気流量学習手段３４による学習前提条件に前記損失流量学習手段３７による学習が終了していることを加えることにより上述の制御プロセスが容易に実現されるようになる。

上述した吸気制御装置による制御を図３に示すフローチャート及び図６に示すタイムチャートで説明する。イグニッションキーがオン操作されると（ＳＡ１）、エンジンが始動され（ＳＡ２）、アイドル回転速度制御手段３２により目標アイドル回転速度への調整制御が開始される。吸気流量フィードバック制御手段３３は吸気流量制御手段３１に目標吸気流量を要求し、吸気流量制御手段３１のスロットル開度制御手段３５がスロットル開度・流量テーブル３６のマップ値に基づいて要求された目標吸気流量に対応するスロットル開度にすべくスロットルモータを駆動する。

吸気流量フィードバック制御手段３３は回転速度検出手段２３によるエンジンの検出回転速度が目標アイドル回転速度となるように目標吸気流量をＰＩＤ制御によりフィードバック補正する（ＳＡ３，ＳＡ４，ＳＡ５）。スロットル開度制御手段３５は補正された目標吸気流量に基づきスロットル開度・流量テーブル３６のマップ値に基づいてスロットル開度を調整する（ＳＡ６）。損失流量学習手段３７は上述の学習前提条件が具備されているときに、目標吸気流量と吸気流量検出手段１３による検出吸気流量の偏差を演算し、所定の学習時間が経過すると当該偏差をデポジットによる損失流量学習値として、その値に基づいて損失補正流量を出力する（ＳＡ７，ＳＡ８，ＳＡ９）。

スロットル開度制御手段３５は要求されている目標吸気流量に損失補正流量を加算した値を新たな要求目標吸気流量としてスロットル開度を調整する（ＳＡ１０）。

アイドル回転速度制御手段３２の吸気流量学習手段３４は、損失流量学習手段３７による学習演算が終了しており（ＳＡ１１）、所定の学習前提条件が具備されているときに（ＳＡ１２）、吸気流量フィードバック制御手段３３による補正目標吸気流量を吸気流量学習値として導出する（ＳＡ１３）。このとき、吸気流量フィードバック制御手段３３による補正目標吸気流量にはデポジットによる損失流量の影響は排除されている。

吸気流量学習手段３４は学習が終了すると吸気流量フィードバック制御手段３３による目標吸気流量として、学習前の目標吸気流量即ちイグニッションオン時の目標吸気流量に当該学習値が加算された値に更新処理される（ＳＡ１４）。このようにして更新処理された目標吸気流量が新たなトリップにおける目標吸気流量の初期値として記憶される。

上述のステップＳＡ１０で、学習による損失補正流量が目標吸気流量に増加補正された後にはアイドル回転速度が変動するため、前記吸気流量フィードバック制御手段３３によるフィードバック制御が行なわれることになるが、微小な変動に敏感に反応することによる制御特性の劣化を回避すべく、通常、回転速度の変動値が予め設定された所定の基準回転速度変動範囲を逸脱したときにフィードバック補正が行なわれるように構成されている。このときエンジンの始動後の積算吸気流量または経過時間に基づいて基準回転速度変動範囲を異ならせるように設定されている。つまり、エンジン始動時には始動特性を改善する等の目的で供給燃料等の値が定常時と異なる値に設定され、過渡的に回転数が吹き上がることがあるが、このような状態を過補正と誤判断して目標吸気流量を減少補正されることがないように、始動後の経過時間、噴射回数やクランキング回数を判断する積算吸気流量に基づいて、始動時には基準回転速度変動範囲を広く設定し、安定後には狭く設定するように切り替えている。従って、損失補正流量が目標吸気流量に増加補正された後には僅かな変動であっても速やかにフィードバック補正がかかるように構成されている。

また、上述のスロットル開度制御手段３５は、損失流量学習手段３７による損失流量学習値が予め設定されている所定値より大となるとき、つまりデポジットによる損失流量が大となるときに、スロットルバルブを強制的に開閉作動させるデポジット除去手段が設けられ、これによる振動でデポジットを除去できるように構成されている。

さらに、前記損失流量学習値が所定値より大となるときに運転席の表示パネルにデポジット除去を促す表示を行ない或いは音声でメンテナンスを促すデポジット除去報知手段が設けられ、運転者にデポジット除去のためのメンテナンスの必要性を報知するように構成されている。

以上の第一の実施形態では、前記吸気流量学習手段３４による学習の収束前に前記損失流量学習値に基づいて求められる損失補正流量が目標吸気流量に増加補正されるように構成することで、前記吸気流量学習手段３４による学習にデポジットの影響を排除するものを説明したが、このときの損失補正流量は同一トリップにおける損失流量学習値に基づいて得られる値であっても前回のトリップにおける損失流量学習値に基づいて得られる値であってもよい。

第二の実施形態として、図４のフローチャート及び図７のタイムチャートに示すように、前記吸気流量学習手段３４による学習と前記損失流量学習手段３７による学習を独立して行なう場合には、前記スロットル開度制御手段３５が損失流量補正手段として、前記損失流量学習値に基づいて求められる損失補正流量を前記吸気流量フィードバック制御手段３３からの目標吸気流量に増加補正してスロットルバルブの開度を調整するとともに前記吸気流量学習手段３４による吸気流量学習値から減少補正するように構成してもよい。

ここで、同一トリップ内で前記損失流量学習手段３７による学習が前記吸気流量学習手段３４による学習よりも先に終了する場合には、前記吸気流量学習手段３４による学習が終了した時点で損失流量補正手段として動作する前記スロットル開度制御手段３５が前記損失流量学習値に基づいて求められる損失補正流量を前記吸気流量フィードバック制御手段３３からの目標吸気流量に増加補正するとともに、前記吸気流量学習手段３４による吸気流量学習値から損失補正流量を減算した値で初期の目標吸気流量を更新処理し、前記吸気流量学習手段３４による学習が前記損失流量学習手段３７による学習よりも先に終了する場合には、前記損失流量学習手段３７による損失流量補正値による目標吸気流量を次回トリップの初期に反映させると同時に更新された目標空気流量から損失流量補正値を減算処理することができる。何れの場合にも第一の実施形態と同様の効果が得られる。

上述の実施形態において、前記吸気流量フィードバック制御手段３３から得られた目標吸気流量に損失流量学習手段３７で得られた損失流量学習値を反映する際の損失補正流量としては損失流量学習値そのものの値を採用することができるが、損失流量学習値を所定範囲に制限することにより、目標吸気流量の急激な変動によるアイドル運転時の回転数変動が抑制できるようになる。ここに、損失補正流量の制限値は予め実験等により設定される値で、例えば急激なアイドル回転速度の変動によるドライバビリティの悪化を抑制可能な補正係数としてそのときのアイドル回転速度に対応して決定することも可能である。

また、損失補正流量としては前記損失流量学習値をスロットルバルブの開度に応じた開口面積に基づいて補正されるように構成することで、損失流量学習値が等しい値を示すときであってもスロットル開度に対応して正確な損失補正流量がえられるため正確な補正が可能になる。つまり、前記スロットル開度制御手段３５は要求された目標吸気流量を線形変換してスロットルバルブ１４の目標開度を求めてその目標開度に調整制御しているが、実際にはスロットルバルブ１４の開度と開口面積は線形特性を持つものではなく、図５に示すように、非線形な特性を有するため、損失流量学習値が同じ値を示してもそのときのスロットルバルブの開度によって実際の補正流量が異なる。即ち、スロットルバルブ１４の開度が大となる領域では過剰に補正され、開度は小となる領域では補正量が不足するようになる。そこで、スロットルバルブ１４の開度と開口面積の非線形な関係を補正する補正係数テーブルを備え、現在のスロットルバルブの開度からテーブルデータに基づき補正係数を取り出して前記損失流量学習値に乗じることにより得られる損失補正流量により補正することにより適正な補正が可能になるのである。

尚、何れの場合においても、前記吸気流量フィードバック制御手段３３からの目標吸気流量に増加補正する損失補正流量と、前記吸気流量学習手段３４による吸気流量学習値から減少補正する損失補正流量は同一の値に限るものではなく、円滑なアイドリング回転数の制御が可能な値であれば互いに異なる値であってもよい。

上述の実施形態では、エアコンや各種の電気負荷の何れかの負荷要素が作動しているときには学習前提条件が満たされず、前記損失流量学習手段３７による損失流量学習値が得られなくなる。そこで、このような場合には、前記損失補正流量による補正に替えて予め設定された補正値に基づいて前記目標吸気流量を補正するように構成することも可能である。予め設定された補正値とは予め実験等で設定されデポジット除去のメンテナンスが実行された後のエンジンの累積稼働時間に基づいた補正値をテーブルデータ等により記憶させておき、必要に応じて参照することにより求めることができ、誤学習による損失補正流量に基づき補正するよりも安定した制御特性が得られるようになる。この場合、前記吸気流量学習手段３４の学習前提条件に前記損失流量学習手段３７による学習が終了しているとの条件が付加されていても、エアコンや各種の電気負荷の何れかの負荷要素が作動しているときで上述の吸気流量学習手段３４の他の学習前提条件を満たしたときに学習を開始するように構成することができる。

また、前記電気負荷の作動時には前記損失補正流量の更新が繰り延べられるように構成することも可能である。つまり、前記吸気流量制御手段３１は前回のトリップで得られた損失補正流量を目標吸気流量に反映させて制御するのである。

上述した損失流量学習手段３７は、車両製造時におけるスロットル開度に応じた吸気流量が記憶された吸気流量テーブルデータを備え、損失流量学習時に前記吸気流量テーブルデータの初期値と前記吸気流量検出手段１３により検出された吸気流量との偏差がアイドル回転速度制御に影響を与える所定値以上となるときにその値を損失補正流量として目標吸気流量に増加補正されるように構成してもよい。この場合、吸気流量学習手段３４が損失流量学習手段３７の学習の終了を学習前提条件に含めない場合には、吸気流量学習値から損失補正流量を減少補正することにより過剰補正の問題は解消される。

上述した実施形態では、スロットル開度制御手段３５が吸気流量フィードバック制御手段３３から要求される目標吸気流量に損失補正流量を反映させてスロットルバルブの開度を制御するものを説明したが、吸気流量フィードバック制御手段３３が損失流量学習手段３７による損失補正流量を反映させた目標吸気流量をスロットル開度制御手段３５に要求するように構成するものであってもよい。つまり、前記吸気流量学習手段３４による学習の収束前に前記損失流量学習値に基づいて求められる損失補正流量が目標吸気流量に増加補正される第一の実施形態においても、前記損失流量学習値に基づいて求められる損失補正流量が目標吸気流量に増加補正されるとともに前記吸気流量学習値から減少補正される第二実施形態においても、損失補正流量を吸気流量フィードバック制御手段３３が取り込むのかスロットル開度制御手段３５が取り込むのかのソフトウェア上の処理の違いに過ぎず同一の作用効果を奏する点で実質的に相違はない。

上述した実施形態では、デポジットによる損失流量に基づいて求められる損失補正流量を目標吸気流量に増加補正するとともに吸気流量学習手段による吸気流量学習値から減少補正するものを説明したが、逆に、損失補正流量を目標吸気流量から減少補正し、または、吸気流量学習手段による吸気流量学習値に増加補正することにより、アイドル運転時の回転数変動を抑制して早期に安定したアイドル運転状態に制御することも可能である。例えば、目標吸気流量が予めデポジットによる損失流量を予測して高めに設定されるような制御が行なわれる場合に、損失流量の算出に応じて目標吸気流量を減少補正するように構成することができる。

本発明の作用効果が奏される範囲において上述した種々の実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

尚、上述した複数の実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明の作用効果を奏する範囲において各ブロックの具体的構成等を適宜変更設計できることはいうまでもない。

内燃機関の吸気制御装置の要部の説明図 内燃機関の吸気制御装置の機能ブロック構成図 第一の実施形態を示す吸気制御のフローチャート 第二の実施形態を示す吸気制御のフローチャート スロットルバルブの開度と開口面積の説明図 第一の実施形態を示す吸気制御のタイムチャート 第二の実施形態を示す吸気制御のタイムチャート 従来例を示す吸気制御のタイムチャート

符号の説明

１：エンジン
３０：吸気制御装置（制御部（ＥＣＵ））
３１：吸気嚠喨制御手段
３２：アイドル回転速度制御手段
３３：吸気流量フィードバック制御手段
３４：吸気流量学習手段
３５：スロットル開度制御手段
３６：スロットル開度・流量テーブル
３７：損失流量学習手段

Claims (11)

1. 検出吸気流量が目標吸気流量となるように調整する吸気流量制御手段と、アイドル運転時の検出アイドル回転速度が目標アイドル回転速度に収束するように目標吸気流量を調節する吸気流量フィードバック制御手段と、所定の学習条件が成立しているときに前記吸気流量フィードバック制御手段による目標吸気流量の補正量を吸気流量学習値として学習しその値に基づいて学習前の目標吸気流量を更新する吸気流量学習手段とを備えてなる内燃機関の吸気制御装置であって、
   吸気通路における吸入空気の損失流量を求める損失流量算出手段と、前記損失流量に基づいて目標吸気流量を増加補正するとともに前記吸気流量学習値を減少補正する損失流量補正手段を備える内燃機関の吸気制御装置。
2. 検出吸気流量が目標吸気流量となるように調整する吸気流量制御手段と、アイドル運転時の検出アイドル回転速度が目標アイドル回転速度に収束するように目標吸気流量を調節する吸気流量フィードバック制御手段と、所定の学習条件が成立しているときに前記吸気流量フィードバック制御手段による目標吸気流量の補正量を吸気流量学習値として学習しその値に基づいて学習前の目標吸気流量を更新する吸気流量学習手段とを備えてなる内燃機関の吸気制御装置であって、
   吸気通路における吸入空気の損失流量を求める損失流量算出手段と、前記吸気流量学習手段による学習の収束前に前記損失流量に基づいて目標吸気流量を増加補正する損失流量補正手段とを備える内燃機関の吸気制御装置。
3. 前記損失流量補正手段による損失補正流量が所定範囲に制限される請求項１または２記載の内燃機関の吸気制御装置。
4. 前記損失流量補正手段による損失補正流量が目標吸気流量に増加補正された後に、前記吸気流量フィードバック制御手段によるフィードバック制御が行なわれる基準回転速度変動範囲を機関の始動後の積算吸気流量または経過時間に基づいて異ならせる請求項１または２記載の内燃機関の吸気制御装置。
5. 前記損失流量補正手段による損失補正流量がスロットル開度による開口面積に基づいて補正される請求項１または２記載の内燃機関の吸気制御装置。
6. 前記損失流量が所定値より大となるときにスロットルを強制的に開閉作動させる請求項１または２記載の内燃機関の吸気制御装置。
7. 前記損失流量が所定値より大となるときにデポジット除去報知する請求項１または２記載の内燃機関の吸気制御装置。
8. 前記損失流量算出手段は少なくとも負荷要素の作動時に算出を禁止する請求項１または２記載の内燃機関の吸気制御装置。
9. 前記負荷要素の作動時には、前記損失補正流量による補正に替えて予め設定された補正値に基づいて前記目標吸気流量が補正される請求項８記載の内燃機関の吸気制御装置。
10. 前記負荷要素の作動時には前記損失補正流量の更新が繰り延べられる請求項８または９記載の内燃機関の吸気制御装置。
11. 検出吸気流量が目標吸気流量となるように調整する吸気流量制御手段と、アイドル運転時の検出アイドル回転速度が目標アイドル回転速度に収束するように目標吸気流量を調節する吸気流量フィードバック制御手段と、所定の学習条件が成立しているときに前記吸気流量フィードバック制御手段による目標吸気流量の補正量を吸気流量学習値として学習しその値に基づいて学習前の目標吸気流量を更新する吸気流量学習手段を備えてなる内燃機関の吸気制御装置であって、
    スロットル開度に応じた吸気流量が記憶された吸気流量テーブルデータを備え、前記吸気流量テーブルデータの初期値と前記吸気流量検出手段により検出された吸気流量との偏差が所定以上となるときに目標吸気流量を増加補正するとともに前記吸気流量学習値を減少補正する内燃機関の吸気制御装置。