JP2009203828A - Idle rotation speed control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機関始動時を含むファーストアイドル時に、機関回転数が目標アイドル回転数となるように吸入空気量を制御する内燃機関のアイドル回転数制御装置に関する。 The present invention relates to an idle speed control device for an internal combustion engine that controls an intake air amount so that an engine speed becomes a target idle speed at the time of first idling including when the engine is started.
特許文献1では、内燃機関により駆動されるオルタネータの発電制御において、機関始動時及び始動直後の排気エミッション濃度の高い領域でオルタネータの発電を停止させて内燃機関にかかる発電負荷を軽減し、吸入空気量を低減することにより、機関始動時及び始動直後での排気エミッションの悪化を抑制しようとしている。
しかしながら、特許文献1に記載のように機関始動時及び始動直後にオルタネータの発電を停止させると、以下のような問題がある。
機関始動後、速やかに排気空燃比のフィードバック制御を行うためには、排気通路に配置された排気空燃比検出用の空燃比センサなどを早期に活性化する必要がある。ところが、機関始動時及び始動直後にオルタネータの発電を停止させた場合、上記センサの活性化のために上記センサに備えられたヒータの要求電力を確保することができない。このため、上記センサの活性化が遅れ、機関始動時から排気空燃比のフィードバック制御を開始するまでの時間がかかるという問題がある。
However, as described in
In order to perform feedback control of the exhaust air / fuel ratio immediately after the engine is started, it is necessary to activate the air / fuel ratio sensor for detecting the exhaust air / fuel ratio disposed in the exhaust passage at an early stage. However, when power generation of the alternator is stopped at the time of starting the engine and immediately after starting, the required power of the heater provided in the sensor cannot be ensured for activating the sensor. For this reason, the activation of the sensor is delayed, and there is a problem that it takes time from the start of the engine to the start of exhaust air / fuel ratio feedback control.
また、従来の内燃機関のアイドル回転数制御では、機関始動時からファーストアイドル時にかけて、機関回転数が目標回転数で固定されるように制御しているため、以下のような問題がある。 Further, in the conventional idling engine speed control of the internal combustion engine, the engine speed is controlled to be fixed at the target engine speed from the start of the engine to the time of the first idling, and thus there are the following problems.
このアイドル回転数制御(目標回転固定制御)時において、機関始動直前のバッテリ充電量が低下していたり、バッテリが劣化していたりすると、オルタネータの発電負荷が増加する。この際、機関回転数が目標回転数で固定制御されているので、オルタネータの発電負荷が増加することにより、機関負荷及び吸気圧(ブースト圧)が増加し、吸気負圧が減少する。この関係を示したのが図11である。図11は、アイドル回転数制御時の吸気圧(ブースト圧)と、オルタネータの発電電流値(ALT発電電流値)との関係を示している。この図は、バッテリの充電量低下や劣化などによりオルタネータの発電電流値が高くなるほど(発電要求が大きくなるほど)、吸気圧(ブースト圧)が高くなることを示している。 During the idle speed control (target rotation fixing control), if the battery charge amount immediately before the engine start is reduced or the battery is deteriorated, the power generation load of the alternator increases. At this time, since the engine speed is fixedly controlled at the target speed, the generator load and the intake pressure (boost pressure) increase and the intake negative pressure decreases as the power generation load of the alternator increases. FIG. 11 shows this relationship. FIG. 11 shows the relationship between the intake pressure (boost pressure) during idle speed control and the generated current value (ALT generated current value) of the alternator. This figure shows that the intake pressure (boost pressure) increases as the power generation current value of the alternator increases (the power generation request increases) due to the decrease or deterioration of the charge amount of the battery.
また一般的に、吸気圧(ブースト圧)が高くなるほど、排気中の未燃HC濃度が高くなると共に、未燃HC量が多くなる(図12参照)。これは、吸気圧(ブースト圧)が高くなるほど、吸気負圧が低下し、内燃機関に供給された燃料の霧化が促進されず、未燃燃料が増加するからである。 In general, the higher the intake pressure (boost pressure), the higher the unburned HC concentration in the exhaust gas and the greater the unburned HC amount (see FIG. 12). This is because as the intake pressure (boost pressure) increases, the intake negative pressure decreases, the atomization of the fuel supplied to the internal combustion engine is not promoted, and the unburned fuel increases.
上述した図11及び図12の関係をまとめたものが図13である。図13は、アイドル回転数制御(目標回転固定制御)時におけるオルタネータの発電電流値(ALT発電電流値)と排気中の未燃HC濃度・未燃HC量との関係を示している。この図は、バッテリの充電量低下や劣化などによりオルタネータの発電電流値が高くなるほど(発電要求が大きくなるほど)、排気中の未燃HC濃度が高くなると共に、未燃HC量が多くなることを示している。即ち、従来のアイドル回転数制御(目標回転固定制御)を行うと、バッテリの充電量低下や劣化などによってオルタネータの発電要求が大きくなったときに吸気圧(ブースト圧)が高くなり、排気エミッションが悪化するという問題がある。 FIG. 13 summarizes the relationship between FIG. 11 and FIG. 12 described above. FIG. 13 shows the relationship between the power generation current value (ALT power generation current value) of the alternator and the unburned HC concentration / unburned HC amount in the exhaust during idle speed control (target rotation fixed control). This figure shows that the unburned HC concentration in the exhaust gas increases and the unburned HC amount increases as the power generation current value of the alternator increases due to the decrease or deterioration of the battery charge (the power generation requirement increases). Show. In other words, when the conventional idle speed control (target rotation fixed control) is performed, the intake pressure (boost pressure) increases when the power generation demand of the alternator increases due to a decrease or deterioration of the charge amount of the battery, and the exhaust emission is reduced. There is a problem of getting worse.
更に近年では、車両減速時に、走行する車両の持っている運動エネルギをオルタネータが電気エネルギに変換してバッテリに蓄え、走行中及びアイドリング時にこの蓄えられたエネルギを使用することにより、オルタネータの稼動量を低減する制御(オルタネータ協調制御)を行うために、充放電しやすいタイプのバッテリが採用されている。このタイプのバッテリは、機関始動時にオルタネータの発電電流を吸収しやすいので、機関始動時にオルタネータの発電負荷が大きくなりやすい。このため、機関始動時に吸気圧(ブースト圧)が高くなりやすいので、機関始動時に排気エミッションが悪化しやすいという問題がある。 Furthermore, in recent years, when the vehicle decelerates, the alternator converts the kinetic energy of the traveling vehicle into electrical energy and stores it in the battery. In order to perform control (alternator cooperative control) to reduce the battery, a battery that is easily charged and discharged is employed. Since this type of battery tends to absorb the generated current of the alternator when the engine is started, the power generation load of the alternator is likely to increase when the engine is started. For this reason, since the intake pressure (boost pressure) tends to be high when the engine is started, there is a problem that the exhaust emission is likely to deteriorate when the engine is started.
本発明は、上記の問題点に鑑みて、機関始動時を含むファーストアイドル時に、機関回転数が目標アイドル回転数となるように吸入空気量を制御する場合に、オルタネータの発電負荷のバラツキによる排気エミッションの悪化を抑制することを目的とする。 In view of the above-described problems, the present invention provides exhaust due to variations in the power generation load of the alternator when the intake air amount is controlled so that the engine rotational speed becomes the target idle rotational speed at the time of first idle including when the engine is started. The purpose is to suppress the deterioration of emissions.
このため、本発明では、機関始動時を含むファーストアイドル時に、機関回転数が目標アイドル回転数となるように吸入空気量を制御する場合に、内燃機関により駆動されるオルタネータの発電している電流値を検出し、この検出された発電電流値をファーストアイドル時の発電電流の基準値と比較して電流偏差を算出し、この算出された電流偏差に応じて目標アイドル回転数を増減補正する。 For this reason, in the present invention, the current generated by the alternator driven by the internal combustion engine when the intake air amount is controlled so that the engine speed becomes the target idle speed at the time of first idling including when the engine is started. A value is detected, the detected generated current value is compared with a reference value of the generated current at the time of the first idle, a current deviation is calculated, and the target idle speed is increased or decreased according to the calculated current deviation.
本発明によれば、機関始動時を含むファーストアイドル時に、オルタネータの発電電流に応じて目標アイドル回転数を増減補正することにより、オルタネータの発電負荷のバラツキを機関回転数の増減で吸収し、吸気圧(ブースト圧)のバラツキを抑制することができるので、排気エミッションの悪化を抑制することができる。 According to the present invention, at the time of fast idling including when the engine is started, the target idle speed is increased or decreased according to the generated current of the alternator, so that the variation in the power generation load of the alternator is absorbed by the increase or decrease of the engine speed. Since variation in atmospheric pressure (boost pressure) can be suppressed, deterioration of exhaust emission can be suppressed.
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の一実施形態を示す内燃機関の構成図である。
内燃機関の吸気通路1には、電制スロットル弁2が配置されている。この電制スロットル弁2は、エンジンコントロールユニット(ECU)3からの出力信号により開度を制御され、これにより吸入空気量が制御される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of an internal combustion engine showing an embodiment of the present invention.
An
そして、電制スロットル弁2の下流側の吸気通路1(吸気ポート)に燃料を噴射するように、電磁式の燃料噴射弁4が設けられている。この燃料噴射弁4は、ECU3から機関回転に同期して出力される噴射パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、所定圧力に調圧された燃料を噴射するようになっている。尚、燃料噴射弁4は、吸気ポートに燃料を噴射するように配置する他、内燃機関の燃焼室内に直接噴射するように配置してもよい。
An electromagnetic fuel injection valve 4 is provided so as to inject fuel into the intake passage 1 (intake port) on the downstream side of the
一方、電気負荷5は、バッテリ6に接続されている。
また、内燃機関により駆動されるオルタネータ7が設けられ、このオルタネータ7によりバッテリ6に充電可能であると共に、電気負荷5に直接給電可能である。
On the other hand, the electrical load 5 is connected to the
Further, an
ここで、オルタネータ7には、その発電電流を検出する電流計(オルタネータ発電電流検出手段)8が装着され、その信号がECU3に入力されている。
ECU3には、この他、アクセルペダルの踏み量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ(図示せず)からアクセル開度信号APOが入力されている。また、内燃機関の出力軸の回転を検出するクランク角センサ9からクランク角信号が入力されている。このクランク角信号から機関回転数Neを算出可能である。また、内燃機関に取付けられた水温センサ(図示せず)から冷却水温信号Twが入力されている。
Here, the
In addition, an accelerator opening signal APO is input to the
またECU3には、ソフトウェア的に、電流計8にて検出された発電電流値をファーストアイドル時の発電電流の基準値と比較して電流偏差を算出する電流偏差算出手段と、算出された電流偏差に応じて目標アイドル回転数を増減補正する目標アイドル回転数補正手段とが備えてられている。
Further, the
ECU3は、内燃機関の各種制御のための演算を行うが、ここでは特に、機関始動時を含むファーストアイドル時に、オルタネータの発電電流値に応じてアイドル回転数を制御すべく、オルタネータの発電電流値をファーストアイドル時の発電電流の基準値と比較して電流偏差を算出し、これに基づいて目標アイドル回転数を増減補正して、機関回転数が補正された目標アイドル回転数となるように電制スロットル弁2により吸入空気量を制御する。
The ECU 3 performs calculations for various types of control of the internal combustion engine. Here, in particular, the generator current value of the alternator is controlled in order to control the idle rotation speed in accordance with the generator current value of the alternator during fast idling including when the engine is started. Is compared with the reference value of the generated current at the time of first idling, and the current deviation is calculated, and based on this, the target idle speed is increased or decreased, and the electric power is adjusted so that the engine speed becomes the corrected target idle speed. The intake air amount is controlled by the
次に、本発明における内燃機関のアイドル回転数制御の制御概念について、図2及び図3を用いて説明する。
図2は、内燃機関の始動持続時における機関回転数と、吸気圧(ブースト圧)と、オルタネータに要求される発電量(ALT要求発電量)と、排気中の未燃HC濃度・未燃HC量との関係を示している。尚、図の実線はALT要求発電量を示しており、ALT要求発電量が大きいほど、高回転・高吸気圧(高ブースト圧)側になる。また、図の点線は排気中の未燃HC濃度・未燃HC量を示しており、吸気圧(ブースト圧)が高いほど、未燃HC濃度が高くなると共に、未燃HC量が多くなる。これは、上述したように、吸気圧(ブースト圧)が高くなるほど、吸気負圧が低下し、内燃機関に供給された燃料の霧化が促進されず、未燃燃料が増加するからである。
Next, the control concept of the idle speed control of the internal combustion engine in the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 shows the engine speed, the intake pressure (boost pressure), the power generation amount required for the alternator (ALT required power generation amount), the unburned HC concentration in the exhaust gas, and the unburned HC when the internal combustion engine is started continuously. The relationship with quantity is shown. The solid line in the figure indicates the ALT required power generation amount, and the higher the ALT required power generation amount, the higher the rotation speed / high intake pressure (high boost pressure) side. The dotted lines in the figure indicate the unburned HC concentration and the unburned HC amount in the exhaust gas. The higher the intake pressure (boost pressure), the higher the unburned HC concentration and the greater the unburned HC amount. This is because, as described above, the higher the intake pressure (boost pressure), the lower the intake negative pressure, the more the fuel supplied to the internal combustion engine is not promoted, and the unburned fuel increases.
通常時、ALT要求発電量A(図の黒丸印)にて始動可能な内燃機関において、バッテリの充電量低下や劣化などによりALT要求発電量が増加した場合、従来のアイドル回転数制御(目標回転固定制御)では、機関回転数が固定されたまま、吸気圧(ブースト圧)が上昇し、ALT要求発電量B(図の白丸印)に移動するので、排気中の未燃HC濃度が高くなると共に、未燃HC量が多くなってしまう。そこで、本発明におけるアイドル回転数制御では、ALT要求発電量が増加した場合、機関回転数を増加させ、排気中の未燃HC濃度・未燃HC量がALT要求発電量A(図の黒丸印)と等価なALT要求発電量C(図の白角印)に移動するように制御を行う。 In an internal combustion engine that can be started at the ALT required power generation amount A (black circle in the figure) during normal times, if the ALT required power generation amount increases due to a decrease or deterioration in the battery charge amount, the conventional idle speed control (target rotation) In (fixed control), the intake pressure (boost pressure) rises while the engine speed is fixed and moves to the ALT required power generation amount B (white circle in the figure), so the unburned HC concentration in the exhaust becomes high. At the same time, the amount of unburned HC increases. Therefore, in the idle speed control in the present invention, when the ALT required power generation amount increases, the engine speed is increased, and the unburned HC concentration and the unburned HC amount in the exhaust gas are changed to the ALT required power generation amount A (black circle mark in the figure). ) Is controlled so as to move to the ALT required power generation amount C (white square mark in the figure) equivalent to.
ここで、アイドル回転数制御時に、ALT要求発電量が増加した場合、機関回転数を増加させ、ALT要求発電量A(図2の黒丸印)からALT要求発電量C(図2の白角印)へ移動可能な理由を、図3を用いて説明する。 Here, when the ALT required power generation amount increases during idle speed control, the engine speed is increased, and the ALT required power generation amount A (black circle mark in FIG. 2) to the ALT required power generation amount C (white square mark in FIG. 2). The reason why it is possible to move to) will be described with reference to FIG.
図3は、オルタネータの出力特性を示す図(オルタネータの回転数とトルクとの関係を示す図)である。この図は、オルタネータ回転数が一定の場合、オルタネータに要求される発電量(ALT要求発電量)が大きくなるほど、その発電に必要なトルク(ALTトルク)が高くなることを示している。また、この図は、ALT要求発電量が一定の場合、オルタネータのトルクが最大になるときの回転数(図の点線で示す回転数)よりもオルタネータの回転数が高くなるほど、効率が上昇し、ALTトルクが減少することを示している。このため、ALT要求発電量が増加した場合、ALTトルクをほぼ一定としたまま、機関回転数及びオルタネータ回転数を増加させることで、ALT要求発電量A(図の黒丸印)からALT要求発電量C(図の白角印)へ移動することが可能になる。 FIG. 3 is a diagram showing the output characteristics of the alternator (a diagram showing the relationship between the rotational speed of the alternator and the torque). This figure shows that when the alternator rotational speed is constant, the torque required for power generation (ALT torque) increases as the power generation amount required for the alternator (ALT required power generation amount) increases. Moreover, this figure shows that when the ALT required power generation amount is constant, the efficiency increases as the alternator rotational speed becomes higher than the rotational speed at which the alternator torque becomes maximum (the rotational speed indicated by the dotted line in the figure). It shows that the ALT torque decreases. Therefore, when the ALT required power generation amount increases, the ALT required power generation amount A (the black circle in the figure) is increased by increasing the engine speed and the alternator speed while keeping the ALT torque substantially constant. It becomes possible to move to C (white square mark in the figure).
次に、本実施形態における内燃機関のアイドル回転数制御について、図4〜図10に基づいて説明する。
図4は本実施形態におけるアイドル回転数制御時のオルタネータ発電電流値及び機関回転数のタイムチャート、図5〜図7は本実施形態におけるアイドル回転数制御を示すフローチャート、図8は本実施形態における電流偏差と補正値との関係を示す図、図9は本実施形態におけるスロットル制御を示すフローチャート、図10は本実施形態におけるアイドル回転数制御時のオルタネータの回転数とトルクと発電電流値との推移を示す図である。
Next, idle speed control of the internal combustion engine in the present embodiment will be described based on FIGS.
FIG. 4 is a time chart of the alternator power generation current value and the engine speed during idle speed control in this embodiment, FIGS. 5 to 7 are flowcharts showing idle speed control in this embodiment, and FIG. 8 is in this embodiment. FIG. 9 is a flowchart showing the throttle control according to the present embodiment, FIG. 10 is a flowchart showing the throttle control in the present embodiment, and FIG. 10 is a graph showing the relationship between the rotational speed, torque and generated current value of the alternator during idle speed control in the present embodiment. It is a figure which shows transition.
図4(a)は、アイドル回転数制御時のオルタネータ発電電流値のタイムチャートである。このチャートにおいて、点線Xは、ファーストアイドル時の発電電流の基準値を示している。この基準電流値は、バッテリの充電状態(SOC状態)やソーク時間(内燃機関の運転停止から再始動するまでの時間)などを予め定めた中央条件でのオルタネータの電流値の時系列モデルであり、ECU3の電流偏差算出手段に予め記憶されている。また、このチャートにおいて、実線Yは、上述の電流計8にて検出されたオルタネータの発電電流の実測値(ALTモニタ電流値)を示している。
FIG. 4A is a time chart of the alternator power generation current value at the time of idle speed control. In this chart, a dotted line X indicates a reference value of the generated current at the time of first idling. This reference current value is a time series model of the current value of the alternator under a central condition in which the state of charge of the battery (SOC state), the soak time (time from the stop of the operation of the internal combustion engine to the restart), etc. are predetermined. , Stored in advance in the current deviation calculation means of the
また、本実施形態では、機関始動後に3回(時刻T1、T2、T3)、ALTモニタ電流値(実線Y)と基準電流値(点線X)とを比較し、ECU3に備えられた電流偏差算出手段によって電流偏差(ΔA1、ΔA2、ΔA3)を算出する。ここで、時刻T1では、ALTモニタ電流値(実線Y)と基準電流値(点線X)とが共に最大になると共に、機関回転数も最大になる。このときの機関回転数をピーク回転数という。また、時刻T2は、時刻T1から演算周期などの所定時間が経過した後である。また、時刻T3は、機関回転数が目標アイドル回転数に収束した後である。尚、機関回転数が目標アイドル回転数に収束したか否かの判定は、例えば、機関回転数が目標アイドル回転数の±5%以内に入っているか否かで判定する。
In the present embodiment, the ALT monitor current value (solid line Y) and the reference current value (dotted line X) are compared three times (time T1, T2, T3) after the engine is started, and the current deviation provided in the
図4(b)は、アイドル回転数制御時の機関回転数のタイムチャートである。このチャートにおいて、点線X’は、上述の中央条件における機関回転数を示し、細い実線Y’は、機関回転数の実測値を示している。また、このチャートにおいて、一点鎖線は、冷却水温Twをパラメータとした基準の目標アイドル回転数Nset0を示し、太い実線は、基準の目標アイドル回転数Nset0を補正した後の目標アイドル回転数Nsetを示している。ここで、目標アイドル回転数Nsetは、下記の式により算出される。 FIG. 4B is a time chart of the engine speed at the time of idle speed control. In this chart, the dotted line X ′ indicates the engine speed under the above-described central condition, and the thin solid line Y ′ indicates the actual value of the engine speed. In this chart, the alternate long and short dash line indicates the reference target idle speed Nset0 with the cooling water temperature Tw as a parameter, and the thick solid line indicates the target idle speed Nset after correcting the reference target idle speed Nset0. ing. Here, the target idle speed Nset is calculated by the following equation.
Nset=Nset0+ΔNe ・・・(1)
ここで、ΔNeは、基準の目標アイドル回転数Nset0を増減補正するための補正値であり、上述した電流偏差(ΔA1、ΔA2、ΔA3)に応じて、ECU3に備えられた目標アイドル回転数補正手段により算出される。即ち、時刻T1では、電流偏差ΔA1に応じて補正値ΔNe1が算出される。また、時刻T2では、電流偏差ΔA2に応じて補正値ΔNe2が算出される。また、時刻T3では、電流偏差ΔA3に応じて補正値ΔNe3が算出される。これら補正値ΔNe1〜ΔNe3の算出方法については、後述するアイドル回転数制御のフロー(図5〜図8)にて説明する。
Nset = Nset0 + ΔNe (1)
Here, ΔNe is a correction value for increasing / decreasing the reference target idle rotational speed Nset0, and the target idle rotational speed correcting means provided in the
次に、本実施形態におけるアイドル回転数制御のフローを図5〜図8に基づいて説明する。
まずECU3は、図5のステップS1にて、機関始動後の時刻T1でのALTモニタ電流値Apとピーク回転数Npとを検出する(図4参照)。この後、ステップS2にて、ピーク回転数Npが所定値Np1よりも大きいか否かと、ALTモニタ電流値Apが所定値Ap1よりも小さいか否かとを判定する。ここで、所定値Np1は、上述した中央条件におけるピーク回転数である(図4(b)参照)。また、所定値Ap1は、時刻T1における基準電流値(中央条件でのAlt電流値)である(図4(a)参照)。ステップS2にて、ピーク回転数Npが所定値Np1よりも大きい場合、もしくは、ALTモニタ電流値Apが所定値Ap1よりも小さい場合、ステップS3に進む。このステップS3に進む場合は、オルタネータの発電負荷が小さいため、オルタネータの発電による排気エミッションへの影響が比較的小さいので、オルタネータの発電電流に応じた目標アイドル回転数の補正は行わない。このため、ステップS3にて冷却水温Twに基づいて目標アイドル回転数Nset’を算出した後、この算出結果に基づき、ステップS4にて図9に示すフローによりスロットル制御を行うことで、機関回転数Neが目標アイドル回転数Nset’となるように吸入空気量を制御する。尚、図9については後述する。
Next, the flow of idle speed control in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
First, in step S1 of FIG. 5, the
一方、ステップS2にてピーク回転数Npが所定値Np1以下、かつ、ALTモニタ電流値Apが所定値Ap1以上である場合、ステップS5に進む。このステップS5に進む場合は、オルタネータの発電負荷が大きいため、オルタネータの発電による排気エミッションへの影響が比較的大きいので、オルタネータの発電電流に応じた目標アイドル回転数の補正を行う。 On the other hand, when the peak rotational speed Np is not more than the predetermined value Np1 and the ALT monitor current value Ap is not less than the predetermined value Ap1 in step S2, the process proceeds to step S5. In the case of proceeding to step S5, since the power generation load of the alternator is large, the influence of the power generation of the alternator on the exhaust emission is relatively large. Therefore, the target idle speed is corrected according to the power generation current of the alternator.
ステップS5にて冷却水温Twに基づいて基準の目標アイドル回転数Nset0を算出した後、ステップS6に進み、時刻T1における電流偏差ΔA1を算出する(図4(a)参照)。 After calculating the reference target idle speed Nset0 based on the coolant temperature Tw in step S5, the process proceeds to step S6 to calculate the current deviation ΔA1 at time T1 (see FIG. 4A).
ステップS6にて電流偏差ΔA1を算出した後、ステップS7にて、図8に示す電流偏差ΔA(ΔA1〜ΔA3)と補正値ΔNe1〜ΔNe3との関係図に基づいて、電流偏差ΔA1が所定値ALTuplmtより大きいか否かの判定を行う。尚、本実施形態において、図8には、電流偏差ΔAが0以上の場合の補正値ΔNeが予め設定されているが、これに限らず、電流偏差ΔAが負の値の場合の補正値ΔNeも予め設定しておくことが可能である。 After calculating the current deviation ΔA1 in step S6, in step S7, based on the relationship diagram between the current deviation ΔA (ΔA1 to ΔA3) and the correction values ΔNe1 to ΔNe3 shown in FIG. It is determined whether or not it is larger. In this embodiment, in FIG. 8, the correction value ΔNe when the current deviation ΔA is 0 or more is set in advance. However, the present invention is not limited to this, and the correction value ΔNe when the current deviation ΔA is a negative value. Can also be set in advance.
また、本実施形態では、発電電流の検出値が基準値より大きいほど(電流偏差ΔAが大きいほど)、補正値ΔNeを大きくしている(図8参照)。
また、本実施形態では、所定値ALTuplmtを図8に示す電流偏差ΔAの上限値に設定している。
In the present embodiment, the correction value ΔNe is increased as the detected value of the generated current is larger than the reference value (the current deviation ΔA is larger) (see FIG. 8).
In the present embodiment, the predetermined value ALTuplmt is set to the upper limit value of the current deviation ΔA shown in FIG.
ステップS7にて電流偏差ΔA1が所定値ALTuplmtより大きい場合は、ステップS8に進み、ECU3によりオルタネータの発電電圧を低下させる制御を行う。この際、補正値ΔNe1の算出は行わず、目標アイドル回転数は現在値を保持して、図6のステップS12に進む。
When the current deviation ΔA1 is larger than the predetermined value ALTuplmt in step S7, the process proceeds to step S8, and the
一方、ステップS7にて電流偏差ΔA1が所定値ALTuplmt以下の場合は、ステップS9に進み、上述の図8を用い、電流偏差ΔA1に基づいて、補正値ΔNe1を算出する。この後、ステップS10では、ステップS5にて算出した基準の目標アイドル回転数Nset0と、ステップS9にて算出した補正値ΔNe1とを上述の(1)式に代入し、補正後の目標アイドル回転数Nsetを算出して、ステップS11に進む。ステップS11では、算出した補正後の目標アイドル回転数Nsetに基づき、後述する図9のフローによりスロットル制御を行うことで、機関回転数Neが目標アイドル回転数Nsetとなるように吸入空気量を制御する。 On the other hand, if the current deviation ΔA1 is equal to or smaller than the predetermined value ALTuplmt in step S7, the process proceeds to step S9, and the correction value ΔNe1 is calculated based on the current deviation ΔA1 using FIG. Thereafter, in step S10, the reference target idle speed Nset0 calculated in step S5 and the correction value ΔNe1 calculated in step S9 are substituted into the above equation (1), and the corrected target idle speed is set. Nset is calculated, and the process proceeds to step S11. In step S11, the intake air amount is controlled so that the engine rotational speed Ne becomes the target idle rotational speed Nset by performing throttle control according to the flow of FIG. 9 described later based on the calculated corrected target idle rotational speed Nset. To do.
この後、図6のステップS12に進み、時刻T2でのALTモニタ電流値を検出する。
この後、ステップS13にて時刻T2における電流偏差ΔA2を算出する(図4(a)参照)。
Thereafter, the process proceeds to step S12 in FIG. 6, and the ALT monitor current value at time T2 is detected.
Thereafter, in step S13, a current deviation ΔA2 at time T2 is calculated (see FIG. 4A).
ステップS13にて電流偏差ΔA2を算出した後、ステップS14にて、上述の図8に示す電流偏差ΔA(ΔA1〜ΔA3)と補正値ΔNe1〜ΔNe3との関係図に基づいて、電流偏差ΔA2が所定値ALTuplmtより大きいか否かの判定を行う。 After calculating the current deviation ΔA2 in step S13, in step S14, the current deviation ΔA2 is predetermined based on the relationship diagram between the current deviation ΔA (ΔA1 to ΔA3) and the correction values ΔNe1 to ΔNe3 shown in FIG. It is determined whether or not the value is greater than ALTuplmt.
ステップS14にて電流偏差ΔA2が所定値ALTuplmtより大きい場合は、ステップS15に進み、ECU3によりオルタネータの発電電圧を低下させる制御を行う。この際、補正値ΔNe2の算出は行わず、目標アイドル回転数は現在値を保持して、図7のステップS19に進む。
If the current deviation ΔA2 is greater than the predetermined value ALTuplmt in step S14, the process proceeds to step S15, and the
一方、ステップS14にて電流偏差ΔA2が所定値ALTuplmt以下の場合は、ステップS16に進み、上述の図8を用い、電流偏差ΔA2に基づいて、補正値ΔNe2を算出する。この後、ステップS17では、ステップS5にて算出した基準の目標アイドル回転数Nset0と、ステップS16にて算出した補正値ΔNe2とを上述の(1)式に代入し、補正後の目標アイドル回転数Nsetを算出して、ステップS18に進む。ステップS18では、算出した補正後の目標アイドル回転数Nsetに基づき、後述する図9のフローによりスロットル制御を行うことで、機関回転数Neが目標アイドル回転数Nsetとなるように吸入空気量を制御する。 On the other hand, if the current deviation ΔA2 is equal to or smaller than the predetermined value ALTuplmt in step S14, the process proceeds to step S16, and the correction value ΔNe2 is calculated based on the current deviation ΔA2 using FIG. Thereafter, in step S17, the reference target idle speed Nset0 calculated in step S5 and the correction value ΔNe2 calculated in step S16 are substituted into the above equation (1), and the corrected target idle speed is set. Nset is calculated, and the process proceeds to step S18. In step S18, the intake air amount is controlled so that the engine rotational speed Ne becomes the target idle rotational speed Nset by performing throttle control according to the flow of FIG. 9 described later based on the calculated corrected target idle rotational speed Nset. To do.
この後、図7のステップS19に進み、時刻T3でのALTモニタ電流値を検出する。
この後、ステップS20にて時刻T3における電流偏差ΔA3を算出する(図4(a)参照)。
Thereafter, the process proceeds to step S19 in FIG. 7, and the ALT monitor current value at time T3 is detected.
Thereafter, in step S20, a current deviation ΔA3 at time T3 is calculated (see FIG. 4A).
ステップS20にて電流偏差ΔA3を算出した後、ステップS21にて、上述の図8に示す電流偏差ΔA(ΔA1〜ΔA3)と補正値ΔNe1〜ΔNe3との関係図に基づいて、電流偏差ΔA3が所定値ALTuplmtより大きいか否かの判定を行う。 After calculating the current deviation ΔA3 in step S20, in step S21, the current deviation ΔA3 is predetermined based on the relationship diagram between the current deviation ΔA (ΔA1 to ΔA3) and the correction values ΔNe1 to ΔNe3 shown in FIG. It is determined whether or not the value is greater than ALTuplmt.
ステップS21にて電流偏差ΔA3が所定値ALTuplmtより大きい場合は、ステップS22に進み、ECU3によりオルタネータの発電電圧を低下させる制御を行う。この際、補正値ΔNe3の算出は行わず、目標アイドル回転数は現在値を保持する。
If the current deviation ΔA3 is larger than the predetermined value ALTuplmt in step S21, the process proceeds to step S22, and the
一方、ステップS21にて電流偏差ΔA3が所定値ALTuplmt以下の場合は、ステップS23に進み、上述の図8を用い、電流偏差ΔA3に基づいて、補正値ΔNe3を算出する。この後、ステップS24では、ステップS5にて算出した基準の目標アイドル回転数Nset0と、ステップS23にて算出した補正値ΔNe3とを上述の(1)式に代入し、補正後の目標アイドル回転数Nsetを算出して、ステップS25に進む。ステップS25では、算出した補正後の目標アイドル回転数Nsetに基づき、後述する図9のフローによりスロットル制御を行うことで、機関回転数Neが目標アイドル回転数Nsetとなるように吸入空気量を制御する。 On the other hand, if the current deviation ΔA3 is equal to or smaller than the predetermined value ALTuplmt in step S21, the process proceeds to step S23, and the correction value ΔNe3 is calculated based on the current deviation ΔA3 using FIG. Thereafter, in step S24, the reference target idle speed Nset0 calculated in step S5 and the correction value ΔNe3 calculated in step S23 are substituted into the above equation (1), and the corrected target idle speed is set. Nset is calculated, and the process proceeds to step S25. In step S25, the intake air amount is controlled so that the engine rotational speed Ne becomes the target idle rotational speed Nset by performing throttle control according to the flow of FIG. 9 described later based on the calculated corrected target idle rotational speed Nset. To do.
次に、図5のステップS4、ステップS11、図6のステップS18、図7のステップS25にて実行されるスロットル制御のフローについて、図9に基づいて説明する。
ECU3は、まずステップS31にて、アクセル開度センサのアクセル開度信号APOに基づいて、要求空気量を算出する。
Next, the flow of throttle control executed in step S4 in FIG. 5, step S11, step S18 in FIG. 6, and step S25 in FIG. 7 will be described based on FIG.
In step S31, the
この後、ステップS32では、アイドル回転数のフィードバック条件(F/B条件)か否かを判定する。具体的には、アクセル開度信号APO=0のアイドル運転時であって、車速が所定値以下であるかどうかを判定する。 Thereafter, in step S32, it is determined whether or not an idle speed feedback condition (F / B condition) is satisfied. Specifically, it is determined whether or not the vehicle speed is equal to or less than a predetermined value during idling when the accelerator opening signal APO = 0.
フィードバック制御条件である場合は、ステップS33に進む。
ステップS33では、機関回転数Neを検出する。
この後ステップS34では、機関回転数Neと、上述の目標アイドル回転数Nset(又はNset’)とを比較し、機関回転数Neが目標アイドル回転数Nsetより小さい場合はステップS35に進んで、フィードバック空気量(F/B空気量)を増大させる。逆に、機関回転数Neが目標アイドル回転数Nsetより大きい場合はステップS36に進んで、フィードバック空気量(F/B空気量)を減少させる。
If it is a feedback control condition, the process proceeds to step S33.
In step S33, the engine speed Ne is detected.
Thereafter, in step S34, the engine speed Ne is compared with the above-described target idle speed Nset (or Nset ′). If the engine speed Ne is smaller than the target idle speed Nset, the process proceeds to step S35 and feedback is performed. Increase the air amount (F / B air amount). Conversely, if the engine speed Ne is greater than the target idle speed Nset, the routine proceeds to step S36, where the feedback air amount (F / B air amount) is decreased.
一方、フィードバック制御条件でない場合は、フィードバック空気量(F/B空気量)を増減せず、現在値を保持する。
これらの後、ステップS37に進む。
On the other hand, when it is not the feedback control condition, the current value is held without increasing / decreasing the feedback air amount (F / B air amount).
After these, the process proceeds to step S37.
ステップS37では、ステップS35、ステップS36にて増減したフィードバック空気量(F/B空気量)に基づいて、次式により、アイドル空気量を算出する。
アイドル空気量=基本アイドル空気量+F/B空気量 ・・・(2)
ここで、基本アイドル空気量は、上述の目標アイドル回転数Nset(又はNset’)に基づいて設定される。
In step S37, the idle air amount is calculated by the following equation based on the feedback air amount (F / B air amount) increased or decreased in steps S35 and S36.
Idle air volume = Basic idle air volume + F / B air volume (2)
Here, the basic idle air amount is set based on the above-described target idle rotation speed Nset (or Nset ′).
この後、ステップS38では、ステップS31にて算出した要求空気量と、ステップS37にて算出したアイドル空気量との和に基づいて、電制スロットル弁2の目標スロットル開度(目標TVO)を算出し、この目標TVOにてスロットル制御を行うことで、吸入空気量の制御を行う。
Thereafter, in step S38, the target throttle opening (target TVO) of the
以上、図5〜図7に示したアイドル回転数制御フローと、図9に示したスロットル制御フローとを実行して、図4に示したオルタネータ発電電流値及び機関回転数のタイムチャートにてアイドル回転数制御を行った場合の、オルタネータ回転数とトルクと発電電流値との推移について、図10を用いて説明する。 As described above, the idle speed control flow shown in FIGS. 5 to 7 and the throttle control flow shown in FIG. 9 are executed, and the idle generator current value and engine speed time chart shown in FIG. Transition of the alternator rotation speed, torque, and generated current value when the rotation speed control is performed will be described with reference to FIG.
この図において、点線は図4(a)の基準電流値Xに対応している。また、実線は図4(a)のALTモニタ電流値Yに対応している。また、図の黒丸印は、時刻T1、T2、T3における基準電流値Xの推移を示しており、図の白角印は、時刻T1、T2、T3におけるALTモニタ電流値Yの推移を示している。 In this figure, the dotted line corresponds to the reference current value X in FIG. The solid line corresponds to the ALT monitor current value Y in FIG. Also, the black circles in the figure indicate changes in the reference current value X at times T1, T2, and T3, and the white squares in the figure indicate changes in the ALT monitor current value Y at times T1, T2, and T3. Yes.
この図は、時刻T1でのオルタネータのトルク(発電負荷)の実測値と基準値とに差が生じている場合に、上述のアイドル回転数制御を行うことにより、時刻T3では、オルタネータのトルク(発電負荷)の実測値と基準値との差が縮小していることを示している。即ち、バッテリの充電量低下や劣化などにより、機関始動時のオルタネータの発電負荷が増大しても、機関回転数が目標アイドル回転数に収束するときには、機関始動時の発電負荷増大分を機関回転数の増加で吸収している。これにより、機関始動時の発電負荷が増大しても、機関回転数が目標アイドル回転数に収束するときには、吸気圧(ブースト圧)がほとんど変化しないので、排気エミッションの悪化を抑制することが可能になる。 This figure shows that when the difference between the measured value of the alternator torque (power generation load) at time T1 and the reference value is generated, the torque of the alternator (at time T3) is controlled by performing the above-described idle speed control. It shows that the difference between the measured value of the power generation load) and the reference value is decreasing. In other words, even if the alternator power generation load at the time of engine start increases due to a decrease or deterioration of the charge amount of the battery, if the engine speed converges to the target idle speed, the increase in power generation load at the time of engine start is Absorbs by increasing the number. As a result, even if the power generation load at the time of starting the engine increases, when the engine speed converges to the target idle speed, the intake pressure (boost pressure) hardly changes, so it is possible to suppress the deterioration of exhaust emission. become.
本実施形態によれば、内燃機関により駆動されるオルタネータの発電している電流値を検出するオルタネータ発電電流検出手段(電流計8)と、検出された発電電流値をファーストアイドル時の発電電流の基準値と比較して電流偏差(ΔA)を算出する電流偏差算出手段(ステップS6、ステップS13、ステップS20)と、算出された電流偏差(ΔA)に応じて目標アイドル回転数(Nset)を増減補正(ΔNe)する目標アイドル回転数補正手段(ステップS10、ステップS17、ステップS24)とを備えることにより、機関始動時を含むファーストアイドル時に、オルタネータの発電負荷のバラツキを機関回転数の増減で吸収することが可能になるので、吸気圧(ブースト圧)のバラツキを抑制することができる。このため、排気エミッションの悪化を抑制することができる。 According to the present embodiment, the alternator power generation current detecting means (ammeter 8) for detecting the current value generated by the alternator driven by the internal combustion engine, and the detected power generation current value of the generated current at the time of the first idle. Current deviation calculating means (step S6, step S13, step S20) for calculating the current deviation (ΔA) compared with the reference value, and the target idle speed (Nset) is increased or decreased according to the calculated current deviation (ΔA). By providing the target idle speed correction means (step S10, step S17, step S24) for correction (ΔNe), the variation in the power generation load of the alternator is absorbed by the increase or decrease of the engine speed at the time of the first idle including when the engine is started. This makes it possible to suppress variations in intake pressure (boost pressure). For this reason, deterioration of exhaust emission can be suppressed.
また本実施形態によれば、電流偏差算出手段(ステップS6、ステップS13、ステップS20)は、ファーストアイドル時の発電電流の基準値を時系列モデルとして有していて、その時間軸の複数点にて電流偏差を算出するので、オルタネータの発電負荷のバラツキに応じて、精度よくアイドル回転数制御を行うことができる。 In addition, according to the present embodiment, the current deviation calculating means (step S6, step S13, step S20) has the reference value of the generated current at the time of the first idle as a time series model, and at a plurality of points on the time axis. Thus, the current deviation is calculated, so that it is possible to accurately control the idling speed according to the variation in the power generation load of the alternator.
また本実施形態によれば、目標アイドル回転数補正手段(ステップS10、ステップS17、ステップS24)は、発電電流の検出値が基準値より大きいほど、目標アイドル回転数(Nset)を増加させる補正を行うため、バッテリの充電量低下や劣化などによりオルタネータの発電負荷が増大しても、それによる吸気圧(ブースト圧)の上昇を抑制することができるので、未燃HCの発生を抑制することができる。 Further, according to the present embodiment, the target idle speed correction means (step S10, step S17, step S24) performs correction to increase the target idle speed (Nset) as the generated current detection value is larger than the reference value. Therefore, even if the power generation load of the alternator increases due to a decrease or deterioration of the charge amount of the battery, it is possible to suppress an increase in the intake pressure (boost pressure), thereby suppressing the generation of unburned HC. it can.
また本実施形態によれば、電流偏差(ΔA)が所定値(ALTuplmt)よりも大きいときに、オルタネータの発電電圧を低下させる制御(ステップS8、ステップS15、ステップS22)を行うことにより、機関回転数の急峻な変動を防止することができるので、運転者の運転フィーリング上の違和感が生じないようにすることができる。また、機関回転数の急峻な増加による吸気圧(ブースト圧)の上昇により未燃HCの発生量が増加するのを防止することができる。 Further, according to the present embodiment, when the current deviation (ΔA) is larger than the predetermined value (ALTuplmt), the engine speed is reduced by performing the control (step S8, step S15, step S22) for reducing the generated voltage of the alternator. Since it is possible to prevent the number from changing sharply, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable in driving feeling. Further, it is possible to prevent an increase in the amount of unburned HC due to an increase in intake pressure (boost pressure) due to a sharp increase in engine speed.
また本実施形態によれば、ファーストアイドル時に、機関回転数の最大値(Np)が所定値(Np1)よりも大きい場合、もしくは、オルタネータの発電している電流値(Ap)が所定値(Ap1)よりも小さい場合、目標アイドル回転数補正手段(ステップS10、ステップS17、ステップS24)による目標アイドル回転数(Nset)の補正を行わないことにより、オルタネータの発電負荷が小さいときは高効率な機関運転を実現することができる。 Further, according to the present embodiment, at the time of the first idling, when the maximum value (Np) of the engine speed is larger than the predetermined value (Np1), or the current value (Ap) generated by the alternator is the predetermined value (Ap1). If the power generation load of the alternator is small, the engine is highly efficient by not correcting the target idle speed (Nset) by the target idle speed correction means (step S10, step S17, step S24). Driving can be realized.
尚、本実施形態では、ファーストアイドル時に、電流偏差ΔAを3回算出しているが、算出回数はこれに限るものではなく、例えば、ECU3の演算周期に対応させて逐次、電流偏差ΔAを算出してもよい。
In the present embodiment, the current deviation ΔA is calculated three times at the time of the first idle. However, the number of calculations is not limited to this. For example, the current deviation ΔA is sequentially calculated according to the calculation cycle of the
1 吸気通路
2 電制スロットル弁
3 エンジンコントロールユニット(ECU)
4 燃料噴射弁
5 電気負荷
6 バッテリ
7 オルタネータ
8 電流計(オルタネータ発電電流検出手段)
9 クランク角センサ
1
4 Fuel Injection Valve 5
9 Crank angle sensor
Claims (5)
内燃機関により駆動されるオルタネータの発電している電流値を検出するオルタネータ発電電流検出手段と、
検出された発電電流値をファーストアイドル時の発電電流の基準値と比較して電流偏差を算出する電流偏差算出手段と、
算出された電流偏差に応じて目標アイドル回転数を増減補正する目標アイドル回転数補正手段と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。 In an idling engine speed control device for an internal combustion engine that controls the amount of intake air so that the engine speed becomes a target idling engine speed during fast idling including when the engine is started,
An alternator power generation current detecting means for detecting a current value generated by an alternator driven by the internal combustion engine;
A current deviation calculating means for calculating a current deviation by comparing the detected generated current value with a reference value of the generated current at the time of first idling;
An idle speed control device for an internal combustion engine, comprising: target idle speed correction means for increasing or decreasing the target idle speed in accordance with the calculated current deviation.
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