JP2007291890A - 内燃機関制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷却水温センサが異常な検出をしていると判定する(S202及びS206でno)と、直前に算出された内燃機関冷却水温THWに制限低下速度Ldt分の低下処理を加えて新たな内燃機関冷却水温THWを算出する(S210〜S216)ことで内燃機関冷却水温THWの低下速度を制限している。寒冷地にて正常な冷却水温センサを検出異常と判定しても、内燃機関冷却水温THWは低下速度が制限されるのみで低下自体は可能であり、或程度、実際の冷却水温の低下に対応してアイドル目標回転数を追随させることができる。このことにより課題を達成できる。
【選択図】図4
Description
尚、このようなことは冷却水温のみでなく、吸気温や外気温などの内燃機関の環境温度に関する物理量を検出する温度センサの故障についても、その検出値を内燃機関制御に用いている場合には同様なことが言える。又、走行中においてもディーゼルエンジンでは環境温度に関する物理量が温度センサの故障により低温側に変化すると燃料噴射量が変化して走行時のショックを生じることがある。
請求項1に記載の内燃機関制御装置は、内燃機関の環境温度に関する物理量を温度センサにて検出し、該温度センサの検出値に基づいて算出した制御用環境温度値を内燃機関の運転制御に用いる内燃機関制御装置であって、前記環境温度の低下の可能性のない状況か否かを判定する環境温度低下可能性判定手段と、前記制御用環境温度値が前記環境温度の低下を示しているか否かを判定する温度低下判定手段と、前記環境温度低下可能性判定手段にて前記環境温度の低下の可能性のない状況であると判定され、かつ前記温度低下判定手段にて前記制御用環境温度値が前記環境温度の低下を示していると判定された場合に、前記制御用環境温度値の変化に伴う内燃機関の運転制御における制御量の変化を抑制する制御量変化抑制手段とを備えたことを特徴とする。
請求項2に記載の内燃機関制御装置では、請求項1において、前記環境温度低下可能性判定手段は、前記制御用環境温度値が低温状態判定温度以下である状況を、前記環境温度の低下の可能性のない状況であると判定することを特徴とする。
請求項3に記載の内燃機関制御装置では、請求項2において、前記低温状態判定温度は、前記制御用環境温度値の変化に伴う前記制御量の変化が実行される温度範囲よりも高い温度に設定されていることを特徴とする。
請求項5に記載の内燃機関制御装置では、請求項4において、前記制御量変化抑制手段は、前記温度センサの検出値が予め設定した制限低下速度よりも急速な温度低下を示している場合には、直前に算出された前記制御用環境温度値に前記制限低下速度分の低下処理を加えて新たな制御用環境温度値を算出することで前記制御用環境温度値の低下速度を制限することを特徴とする。
請求項7に記載の内燃機関制御装置では、請求項1〜6のいずれかにおいて、前記制御量とはアイドル目標回転数であることを特徴とする。
請求項8に記載の内燃機関制御装置では、請求項1〜6のいずれかにおいて、前記制御量とはアイドル時にて吸気量を調節する際のバルブ開度であることを特徴とする。
請求項9に記載の内燃機関制御装置では、請求項1〜6のいずれかにおいて、内燃機関がディーゼルエンジンであって、前記制御量とは燃料噴射量であることを特徴とする。
請求項10に記載の内燃機関制御装置では、請求項1〜9のいずれかにおいて、前記内燃機関の環境温度は、冷却水温、吸気温、外気温及びエンジン油温のいずれか1つ以上であることを特徴とする。
したがって外部負荷状態に関係なく、かつ内燃機関の運転制御のためにこれらを検出している温度センサの検出が正常か異常かに関わらず、安定した内燃機関運転を実現することができる。
図1は、車両に搭載された内燃機関(本実施の形態ではガソリンエンジン)2、及び内燃機関制御装置としての電子制御ユニット(以下、「ECU」と称す)4の概略構成図を示している。内燃機関2は、ここでは4気筒内燃機関であるが、図1では1気筒のみ縦断面図にて示している。尚、気筒数は他の気筒数、例えば3気筒、6気筒、あるいは8気筒などでも良い。又、図では各気筒には吸気バルブ2aと排気バルブ2bとはそれぞれ1つ示されているが、4バルブ内燃機関でも5バルブ内燃機関でも良い。
こうして一旦本処理を終了する。以後、実行周期毎に上記処理(S100〜S104)が繰り返されることになる。
ここで時間twは本処理(制御用冷却水温設定処理)の実行周期(s)である。
このように求められた低下速度dTHWが制限低下速度Ldtよりも低いか否かが判定される(S214)。dTHW<Ldtであれば(S214でyes)、制限低下速度Ldtよりも急速な低下ではないことから、内燃機関冷却水温THWには検出冷却水温Xthwが設定されることにより、内燃機関冷却水温THWの値が更新される(S204)。すなわち、冷却水温センサ54にて検出されている物理量(冷却水温検出電圧値Vthw)に基づいて算出された検出冷却水温Xthw通りに内燃機関冷却水温THWを設定する。
[式3] THW ← THW − Ldt
すなわち冷却水温センサ54の検出値は制限低下速度Ldtよりも急速な温度低下を示していると判断し、冷却水温センサ54にて検出されている物理量(冷却水温検出電圧値Vthw)に基づく検出冷却水温Xthwは用いず、制限低下速度Ldt分、内燃機関冷却水温THWを低下させる処理を行う。前記式3の処理は、実際には、制限低下速度Ldt=2℃/sにて、すなわち冷却水温センサ54の検出異常時に行われる。このことにより内燃機関冷却水温THWの値の低下が制限され、前記アイドル目標回転数設定処理(図2)のステップS102にて求められる目標回転数水温補正量dNの値の変化、ここでは増加が抑制される。この結果、ステップS104により算出されるアイドル目標回転数Ntは、内燃機関冷却水温THWの変化に伴う変化が抑制されることになる。
図5は冷却水温センサ54が正常であり、内燃機関2が冷間状態から次第に暖機されてゆく状態を示している。内燃機関冷却水温THWが、目標回転数水温補正量dNが実質的に設定される補正境界温度Bthw以下の期間(t1以前)は、アイドル目標回転数Ntは目標回転数水温補正量dNによる増加補正にて内燃機関出力は高くされている。
(イ).運転されている内燃機関2の環境温度(ここでは内燃機関冷却水温)が低温状態にある場合は、内燃機関2の運転時の燃焼により昇温するのが普通である。このためTHW>Xthw(S202でno)で、かつTHW<Cthw(S206でno)では冷却水温センサ54が異常である可能性が高まる。したがって冷却水温検出電圧値Vthwに基づいて算出した検出冷却水温Xthwを、そのまま内燃機関冷却水温THWに設定して内燃機関2の運転制御に用いると不都合を生じる。すなわち、実際には内燃機関冷却水温は高まっているにもかかわらず、検出冷却水温Xthwに基づいて設定された内燃機関冷却水温THWでは低温状態にあるとして、図8に一点鎖線にて示したごとく過剰に大きい目標回転数水温補正量dNを設定するおそれがある。
(ロ).尚、低温状態判定温度Cthwは、制御量(アイドル目標回転数Nt)の補正による変化が実行される温度範囲の上限を示す補正境界温度Bthwよりも高い値に設定されている。このように設定することにより、冷却水温センサ54の検出異常に起因してアイドル目標回転数Ntに大きな変化が生じる前に、アイドル目標回転数Ntの変化を抑制する状態にすることが、より確実にできるようになる。こうして冷却水温センサ54の異常がそのままアイドル目標回転数Ntの変化に反映されるのを、より確実に防止することができるので、一層安定した内燃機関運転を実現することができる。
本実施の形態では、アイドル目標回転数設定処理は図9のごとくであり、制御用冷却水温設定処理は図10に示すごとくであり、それぞれ同一の一定時間周期で繰り返し実行される。他の構成は前記実施の形態1と同じであるので、図1,3も参照して説明する。
一方、THWold>THWであった場合には(S304でno)、内燃機関冷却水温THWが低温状態判定温度Cthwより低いか否かが判定される(S312)。THW≧Cthwであれば(S312でno)、F=OFFであるので(S306でyes)、前述したごとく前記式1によりアイドル目標回転数Ntを設定し(S308)、目標回転数水温補正量前回値dNoldに目標回転数水温補正量dNを設定して(S310)、本処理を一旦終了する。この場合もアイドル目標回転数Ntの変化速度は抑制しない。
そして、THWold>THWとなり(S304でno)、かつTHW<Cthwとなれば(S312でyes)、すなわち冷却水温の低下の可能性のない状況で内燃機関冷却水温THWが冷却水温の低下を示している場合には、制御量抑制フラグFがOFFか否かが判定される(S313)。F=OFFであるので(S313でyes)、制御量抑制フラグFにONを設定し(S314)、そして抑制補正量dxには目標回転数水温補正量前回値dNoldを設定する(S316)。
[式4] dx ← dx + dNmin
ここで単位補正量dNminは、抑制補正量dxを徐増するための値であり、後述するごとくアイドル目標回転数Ntを補正した場合に急速な回転数上昇が生じないように予め実験や経験に基づいて設定されている値である。例えば単位補正量dNminは、50rpm/sの変化に相当する値が、アイドル目標回転数設定処理(図9)の1周期分に換算されて設定されている。したがってステップS318の処理が繰り返される毎に、単位補正量dNminが積算されて抑制補正量dxが次第に増加することを示している。
この式5は、前記式1の目標回転数水温補正量dNの代わりに抑制補正量dxを用いたものとなっている。
ここで本実施の形態における制御の一例を示す。冷却水温センサ54が正常な値を出力している時は、アイドル目標回転数Ntの変化については前記実施の形態1にて例示した図5,6と同様な推移となる。
(イ).THWold>THW(S304でno)で、THW<Cthw(S312でyes)では冷却水温センサ54が異常である可能性が高まる。したがって前記図3にて内燃機関冷却水温THWに基づいて求めた目標回転数水温補正量dNにてアイドル目標回転数Ntを補正したのでは、内燃機関2の運転制御に不都合を生じる。すなわち、図11に一点鎖線にて示したごとく、実際には内燃機関2の環境温度は高まっているにもかかわらず目標回転数水温補正量dNによる補正では、過剰に大きいアイドル目標回転数Ntが設定されるおそれがある。
(ロ).前記実施の形態1の(ロ)の効果を生じる。
本実施の形態は、前記実施の形態1のごとく冷却水温THWに依存してアイドル目標回転数Ntの補正を実行している内燃機関において、更に外気温THZに依存したアイドルアップを実行するものである。したがって前記図2の代わりに図13に示すアイドル目標回転数設定処理が一定時間周期で実行される。これと同周期で、更に図15,16に示す制御用外気温設定処理が実行される。他の構成は前記実施の形態1と同じであるので、図1,3,4を参照して説明する。
こうして一旦本処理を終了する。以後、実行周期毎に上記処理(S500〜S506)が実行されてアイドル目標回転数Ntが繰り返し更新される。
ここでtwは制御用外気温設定処理(図15,16)の実行周期(s)である。
このように求められた低下速度dTHZが制限低下速度Ldtよりも低いか否かが判定される(S618)。dTHZ<Ldtであれば(S618でyes)、外気温THZには検出外気温Xthzが設定されることにより、外気温THZの値が更新される(S608)。すなわち外気温センサ58が異常な検出をしていないとして、外気温センサ58にて検出されている物理量(外気温検出電圧値Vthz)に基づいて算出された検出外気温Xthz通りに外気温THZを設定する。
[式8] THZ ← THZ − Ldt
すなわち外気温センサ58は異常な検出状態にあるとして、外気温センサ58にて検出されている物理量(外気温検出電圧値Vthz)に基づいて算出された検出外気温Xthzは用いずに、制限低下速度Ldt分の外気温THZの低下を実行する。
ここでMin()は()内の数値の小さい値を抽出する演算子である。したがって冷却水温THWと吸気温THAとの内で低い方の温度が外気温THZに設定される。
又、ステップS630にて吸気温センサ56が異常状態にあると判定されると、次に冷却水温センサ54の正常・異常の状態判定がなされる(S638)。この処理はステップS632と同じ処理である。ここで冷却水温センサ54が正常状態にあるとされれば(S638で正常)、外気温THZには冷却水温THWの値が設定される(S640)。尚、ステップS638にて冷却水温センサ54が異常状態にあると判定されると、外気温THZには一定値THZ0が設定される(S642)。
図17は外気温センサ58の検出が異常になった場合(t51)を示している。尚、冷却水温THWによる目標回転数水温補正量dNは0としている。この異常検出により、検出外気温Xthzが低下して(S606でno)、外気温THZが低温状態判定温度Cthzよりも低くなると(S610でno:t52)、外気温THZの低下速度は1.5℃/sに制限される(S614〜620)。このことにより目標回転数外気温補正量dNzによるアイドル目標回転数Ntの増加補正開始は遅延され(t54)、目標回転数外気温補正量dNzによる増加自体も緩慢となる(t54〜)。
(イ).前記実施の形態1の効果と共に、外気温センサ58の検出異常に対しても同様な効果を生じさせることができる。
(a).前記実施の形態3では外気温センサ58の異常検出に対する処理であったが、吸気温センサ56の異常検出についても、特に図15に示した処理については、低温状態判定温度Cthzや制限低下速度Ldtに設定する値は異なるが、外気温センサ58の場合と同様にして適用することができる。
Claims (10)
- 内燃機関の環境温度に関する物理量を温度センサにて検出し、該温度センサの検出値に基づいて算出した制御用環境温度値を内燃機関の運転制御に用いる内燃機関制御装置であって、
前記環境温度の低下の可能性のない状況か否かを判定する環境温度低下可能性判定手段と、
前記制御用環境温度値が前記環境温度の低下を示しているか否かを判定する温度低下判定手段と、
前記環境温度低下可能性判定手段にて前記環境温度の低下の可能性のない状況であると判定され、かつ前記温度低下判定手段にて前記制御用環境温度値が前記環境温度の低下を示していると判定された場合に、前記制御用環境温度値の変化に伴う内燃機関の運転制御における制御量の変化を抑制する制御量変化抑制手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関制御装置。 - 請求項1において、前記環境温度低下可能性判定手段は、前記制御用環境温度値が低温状態判定温度以下である状況を、前記環境温度の低下の可能性のない状況であると判定することを特徴とする内燃機関制御装置。
- 請求項2において、前記低温状態判定温度は、前記制御用環境温度値の変化に伴う前記制御量の変化が実行される温度範囲よりも高い温度に設定されていることを特徴とする内燃機関制御装置。
- 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記制御量変化抑制手段は、前記温度センサの検出値に基づいて算出される前記制御用環境温度値の低下速度を制限することにより、該制御用環境温度値の変化に伴う内燃機関の運転制御における制御量の変化を抑制することを特徴とする内燃機関制御装置。
- 請求項4において、前記制御量変化抑制手段は、前記温度センサの検出値が予め設定した制限低下速度よりも急速な温度低下を示している場合には、直前に算出された前記制御用環境温度値に前記制限低下速度分の低下処理を加えて新たな制御用環境温度値を算出することで前記制御用環境温度値の低下速度を制限することを特徴とする内燃機関制御装置。
- 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記制御量変化抑制手段は、前記制御用環境温度値に基づいて補正される内燃機関の運転制御における制御量の変化速度を制限することにより、該制御用環境温度値の変化に伴う内燃機関の運転制御における制御量の変化を抑制することを特徴とする内燃機関制御装置。
- 請求項1〜6のいずれかにおいて、前記制御量とはアイドル目標回転数であることを特徴とする内燃機関制御装置。
- 請求項1〜6のいずれかにおいて、前記制御量とはアイドル時にて吸気量を調節する際のバルブ開度であることを特徴とする内燃機関制御装置。
- 請求項1〜6のいずれかにおいて、内燃機関がディーゼルエンジンであって、前記制御量とは燃料噴射量であることを特徴とする内燃機関制御装置。
- 請求項1〜9のいずれかにおいて、前記内燃機関の環境温度は、冷却水温、吸気温、外気温及びエンジン油温のいずれか1つ以上であることを特徴とする内燃機関制御装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11028793B2 (en) | 2017-08-30 | 2021-06-08 | Denso Corporation | Internal combustion engine control system |
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2006
- 2006-04-21 JP JP2006118296A patent/JP2007291890A/ja active Pending
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