JP2010096164A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪がロック状態に保持された場合でも、アイドル回転数の低下を抑制することができ、アイドル運転の安定性を高めることができる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置１は、ＥＣＵ２を備える。ＥＣＵ２は、アイドル回転数ＮＥを目標アイドル回転数ＮＯＢＪに追従するようにフィードバック制御するとともに、アンチロックブレーキシステム１０が故障しているときには、故障していないときと比べて、アイドル回転数ＮＥの目標アイドル回転数ＮＯＢＪへの追従速度がより速くなるように、フィードバックゲインＫＰ，ＫＩ，ＫＤをより大きい故障用値ＫＰ２，ＫＩ２，ＫＤ２に設定する（ステップ１３〜１７）。
【選択図】図４

Description

本発明は、車輪がロック状態に保持されるのを防止するためのアンチロックブレーキシステムを有する車両に搭載された内燃機関において、アイドル回転数を制御する内燃機関の制御装置に関する。

従来、内燃機関の制御装置として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この内燃機関は車両に搭載されており、制御装置は、２つの駆動輪および２つの従動輪の回転速度をそれぞれ検出する４つの速度センサと、ブレーキの制動力を制御するＡＳＲコントロールユニットと、エンジンの出力を制御するエンジンコントロールユニットなどを備えている。

このＡＳＲコントロールユニットは、４つの速度センサの検出信号に基づいて、車両のスリップ状態を判定し、車両がスリップ状態にあるときには、駆動輪のブレーキの制動力を制御することによって、車両のスリップ状態を制御する。また、ＡＳＲコントロールユニットは、車両がスリップ状態にあることを表すスリップ信号をエンジンコントロールユニットに送信するとともに、制動力制御を実行できないときには、それを表す制御不能信号をエンジンコントロールユニットに送信する。

一方、エンジンコントロールユニットは、ＡＳＲコントロールユニットからのスリップ信号に応じて、目標エンジントルクを算出し、実エンジントルクがこの目標エンジントルクになるように、エンジン出力を制御するとともに、ＡＳＲコントロールユニットから制御不能信号を受信したときには、目標エンジントルクを変更するように、エンジン出力制御の少なくとも一つの制御パラメータを変更し、適切な駆動力を発生させる（第５ページの左上欄、１１〜１８行）。

特開平４−１６９３３３号公報

上記従来の内燃機関の制御装置によれば、車両がスリップ状態にある場合において、制動力制御を実行できないときに、目標エンジントルクを変更しているものに過ぎないので、運転者のブレーキ操作によって、車輪がロック状態に保持された場合、それに起因して、内燃機関のアイドル回転数の急激な低下を招いてしまい、最悪の場合には、エンジンストールが発生するおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、車輪がロック状態に保持された場合でも、アイドル回転数の低下を抑制することができ、アイドル運転の安定性を高めることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、車輪Ｗ１〜Ｗ４がロック状態に保持されるのを防止するためのアンチロックブレーキシステム１０を有する車両Ｖに搭載された内燃機関３において、内燃機関３のアイドル運転中の回転数をアイドル回転数ＮＥとして制御する内燃機関３の制御装置１であって、アンチロックブレーキシステム１０が故障しているか否かを判定する故障判定手段（ＥＣＵ２、ステップ１）と、アンチロックブレーキシステム１０が故障しているとき（ステップ１３，５１，７１の判別結果がＹＥＳのとき）に、アイドル回転数ＮＥの低下を抑制するための故障用制御を実行するアイドル回転数制御手段（ＥＣＵ２、ステップ１０〜１３，１６〜２０，５０，５１，５４〜６０，７０，７１，７４〜８０）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、アンチロックブレーキシステムが故障しているときには、アイドル回転数の低下を抑制するための故障用制御が実行される。そのため、アンチロックブレーキシステムの故障に起因して、車輪がロック状態に保持され、内燃機関の回転抵抗が増大したときでも、それに伴う内燃機関のアイドル回転数の低下を適切に抑制することができ、アイドル運転の安定性を高めることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関３の制御装置１において、アイドル回転数制御手段は、アンチロックブレーキシステム１０が故障していないとき（ステップ１３の判別結果がＮＯのとき）に、アイドル回転数ＮＥの通常制御を実行し（ステップ１０〜１５，１８〜２０）、アイドル回転数ＮＥを検出するアイドル回転数検出手段（ＥＣＵ２、クランク角センサ２０）をさらに備え、アイドル回転数制御手段は、故障用制御および通常制御を実行するときに、アイドル回転数ＮＥの目標となる目標アイドル回転数ＮＯＢＪを設定する目標アイドル回転数設定手段（ＥＣＵ２、ステップ１１）と、故障用制御および通常制御を実行するときに、検出されたアイドル回転数ＮＥを、目標アイドル回転数ＮＯＢＪに追従するようにフィードバック制御するフィードバック制御手段（ＥＣＵ２、ステップ１２〜１９，４１）と、を有し、フィードバック制御手段は、故障用制御を実行するときに、アイドル回転数ＮＥの目標アイドル回転数ＮＯＢＪへの追従速度を、通常制御の実行中よりも速くなるように制御する（ステップ１３，１６，１７）ことを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、アンチロックブレーキシステムが故障していないときには、アイドル回転数の通常制御が実行される。さらに、故障用制御および通常制御を実行するときに、アイドル回転数が、目標アイドル回転数に追従するようにフィードバック制御されるとともに、故障用制御を実行するときには、アイドル回転数の目標アイドル回転数への追従速度が、通常制御の実行中よりも速くなるように制御されるので、故障用制御中、アイドル回転数を目標アイドル回転数に迅速に追従させることができる。それにより、アンチロックブレーキシステムの故障に起因して、車輪がロック状態に保持されたときでも、アイドル回転数の低下を迅速に抑制することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関３の制御装置において、アイドル回転数制御手段は、アンチロックブレーキシステム１０が故障していないとき（ステップ５１の判別結果がＮＯのとき）に、アイドル回転数ＮＥの通常制御を実行し（ステップ５０〜５３，５６〜６０）、アイドル回転数ＮＥを検出するアイドル回転数検出手段（ＥＣＵ２、クランク角センサ２０）をさらに備え、アイドル回転数制御手段は、故障用制御および通常制御を実行するときに、アイドル回転数ＮＥの目標となる目標アイドル回転数ＮＯＢＪを設定する目標アイドル回転数設定手段（ＥＣＵ２、ステップ５２〜５５）と、故障用制御および通常制御を実行するときに、検出されたアイドル回転数ＮＥを、目標アイドル回転数ＮＯＢＪに追従するようにフィードバック制御するフィードバック制御手段（ＥＣＵ２、ステップ５１〜５９，４１）と、を有し、目標アイドル回転数設定手段は、故障用制御を実行するときに、目標アイドル回転数ＮＯＢＪを、通常制御の実行中よりも高い値（故障用値ＮＯＢＪ２）に設定する（ステップ５１，５４，５５）ことを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、アンチロックブレーキシステムが故障していないときには、アイドル回転数の通常制御が実行される。さらに、故障用制御および通常制御を実行するときに、アイドル回転数が、目標アイドル回転数に追従するようにフィードバック制御されるとともに、故障用制御を実行するときには、目標アイドル回転数が、通常制御の実行中よりも高い値に設定されるので、故障用制御中、アイドル回転数を通常制御中よりも高い回転数に制御することができる。それにより、アンチロックブレーキシステムの故障に起因して、車輪がロック状態に保持されたときでも、アイドル回転数の低下を確実に抑制することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関３の制御装置において、アイドル回転数制御手段は、アンチロックブレーキシステム１０が故障していないとき（ステップ７１の判別結果がＮＯのとき）に、アイドル回転数ＮＥの通常制御を実行し（ステップ７０〜７３，７６〜８０）、アイドル回転数ＮＥを検出するアイドル回転数検出手段（ＥＣＵ２、クランク角センサ２０）をさらに備え、車両Ｖは、内燃機関３の動力を車輪Ｗ１〜Ｗ４に伝達するための、ロックアップクラッチ８付きの自動変速機を有しており、アイドル回転数制御手段は、故障用制御および通常制御を実行するときに、内燃機関３のアイドル運転中にロックアップクラッチ８を遮断状態とすべき回転数をクラッチ遮断回転数ＮＬＣとして設定するクラッチ遮断回転数設定手段（ＥＣＵ２、ステップ７２〜７５）と、故障用制御および通常制御の実行中において、検出されたアイドル回転数ＮＥがクラッチ遮断回転数ＮＬＣ以下になったときに、ロックアップクラッチ８を遮断状態に制御するクラッチ制御手段（ＥＣＵ２、ステップ３１，３３）と、を有し、クラッチ遮断回転数設定手段は、故障用制御を実行するときに、クラッチ遮断回転数ＮＬＣを、通常制御の実行中よりも高い値（故障用値ＮＬＣ２）に設定する（ステップ７１，７４，７５）ことを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、アンチロックブレーキシステムが故障していないときには、アイドル回転数の通常制御が実行される。さらに、故障用制御および通常制御の実行中において、アイドル回転数がクラッチ遮断回転数以下になったときには、ロックアップクラッチが遮断状態に制御されるとともに、故障用制御を実行するときには、クラッチ遮断回転数が、通常制御の実行中よりも高い値に設定される。そのため、故障用制御中は、ロックアップクラッチが通常制御中よりも高いアイドル回転数で遮断されるので、内燃機関における車輪側の回転抵抗をより高回転域で低減することができる。それにより、アンチロックブレーキシステムの故障に起因して、車輪がロック状態に保持されたときでも、アイドル回転数の低下を確実に抑制することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。図１は、本実施形態の制御装置１と、これが適用された内燃機関（以下「エンジン」という）３と、エンジン３が搭載された車両Ｖの概略構成を示しており、図２は、制御装置１の概略構成を示している。図２に示すように、制御装置１はＥＣＵ２を備えており、このＥＣＵ２は、後述するように、エンジン３のアイドル回転数制御などを実行する。

エンジン３は、軽油を燃料とする多気筒ディーゼルエンジンであり、車両Ｖの前側に配置されている。エンジン３には、燃料噴射弁４が気筒毎に設けられており（図２に１つのみ図示）、これらの燃料噴射弁４は、ＥＣＵ２に電気的に接続されているとともに、ＥＣＵ２によって、その開弁時間および開弁タイミングが制御される。

また、エンジン３には、クランク角センサ２０および水温センサ２１が設けられており、これらのセンサ２０，２１はいずれも、ＥＣＵ２に電気的に接続されている（図２参照）。クランク角センサ２０（アイドル回転数検出手段）は、マグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、図示しないクランクシャフトの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。

このＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば１゜）毎に１パルスが出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、各気筒のピストンが吸気行程のＴＤＣ位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、所定クランク角毎に１パルスが出力される。

また、水温センサ２１は、エンジン３のシリンダブロック内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。さらに、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２２が電気的に接続されており、このアクセル開度センサ２２は、車両Ｖの図示しないアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

一方、車両Ｖは、フロントエンジン・フロントドライブタイプのものであり、エンジン３は、自動変速機５、終減速装置６およびドライブシャフト７，７を介して、左右の前輪Ｗ１，Ｗ２に連結されている。

この自動変速機５は、ロックアップクラッチ８付きのトルクコンバータ（図示せず）と、ベルト式無段変速機（図示せず）とを組み合わせたものであり、このロックアップクラッチ８は、図示しないＬＣ油圧回路からの油圧の供給によって接続・遮断される。このＬＣ油圧回路には、ＬＣ電磁弁９（図２参照）が設けられており、このＬＣ電磁弁９は、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。ＥＣＵ２によって、ＬＣ電磁弁９の動作状態が制御され、それによって、ロックアップクラッチ８の接続・遮断状態が制御される。この場合、ロックアップクラッチ８が接続された状態では、エンジン３の出力軸は自動変速機の入力軸に機械的に直結された状態となる。

さらに、車両Ｖは、アンチロックブレーキシステム（以下「ＡＢＳ」という）１０を備えている。このＡＢＳ１０は、運転者によってブレーキペダル１５が踏まれたときに、４つのブレーキＢ１〜Ｂ４がロック状態に保持されるのを防止しながら、左右の前輪ブレーキＢ１，Ｂ２および左右の後輪ブレーキＢ３，Ｂ４の制動力を制御するものであり、ＡＢＳ油圧回路１１を備えている。

４つのブレーキＢ１〜Ｂ４の各々は、ディスクブレーキタイプのものであり、油路１２を介して、ＡＢＳ油圧回路１１に接続されているとともに、ＡＢＳ油圧回路１１からの供給油圧によって、制動力が変更される。

また、ＡＢＳ油圧回路１１は、油路１３を介して、マスターバック１４に接続されており、このマスターバック１４には、ブレーキペダル１５が連結されている。マスターバック１４は、ブレーキペダル１５が踏み込まれた際、その負圧室内に蓄えた負圧をパワーソースとして、制動力をアシストするためのアシスト油圧を発生し、このアシスト油圧が、油路１３を介して、ＡＢＳ油圧回路１１に供給される。

一方、ＡＢＳ油圧回路１１は、複数のＡＢＳ電磁弁１６（図２に２つのみ図示）を備えており、これらのＡＢＳ電磁弁１６は、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。後述するように、このＡＢＳ１０では、上記アシスト油圧が供給されたときに、ＡＢＳ電磁弁１６の動作状態がＥＣＵ２によって制御され、それによって、ＡＢＳ油圧回路１１から４つのブレーキＢ１〜Ｂ４に供給される油圧が制御される。すなわち、制動力制御が実行される。

また、ＥＣＵ２には、左右の前輪速度センサ２３，２４、左右の後輪速度センサ２５，２６、横加速度センサ２７、ヨーレートセンサ２８、前後加速度センサ２９、操舵角センサ３０およびブレーキスイッチ３１が電気的に接続されている。左右の前輪速度センサ２３，２４はそれぞれ、左右の前輪速度を表す検出信号をＥＣＵ２に出力し、左右の後輪速度センサ２５，２６はそれぞれ、左右の後輪速度を表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、これら４つのセンサ２３〜２６の検出信号に基づき、車両Ｖの速度（以下「車速」という）ＶＰを算出する。

さらに、横加速度センサ２７は、車両Ｖの横方向の加速度を表す検出信号をＥＣＵ２に出力し、ヨーレートセンサ２８は、車両Ｖのヨーレートを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。これに加えて、前後加速度センサ２９は、車両Ｖの前後方向の加速度を表す検出信号をＥＣＵ２に出力し、操舵角センサ３０は、車両Ｖの図示しないハンドルの操舵角を表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。また、ブレーキスイッチ３１は、ブレーキペダル１５が踏み込まれているときにはＯＮ信号を、それ以外のときにはＯＦＦ信号をＥＣＵ２に出力する。

一方、ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されており、前述した各種のセンサ２０〜３１の検出信号およびブレーキスイッチ３１のＯＮ／ＯＦＦ信号などに応じて、車両Ｖの走行状態およびエンジン３の運転状態を判別するとともに、各種の制御処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ２は、後述するように、制動力制御処理、アイドル回転数制御処理、ＬＣ制御処理および燃料噴射制御処理を実行する。

なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、故障判定手段、アイドル回転数制御手段、アイドル回転数検出手段、目標アイドル回転数設定手段、フィードバック制御手段、クラッチ遮断回転数設定手段およびクラッチ制御手段に相当する。

次に、図３を参照しながら、制動力制御処理について説明する。この制動力制御処理は、４つのブレーキＢ１〜Ｂ４における制動力を制御するものであり、ＥＣＵ２によって、所定の制御周期ΔＴ（例えば１０ｍｓｅｃ）で実行される。同図に示すように、この制御処理では、まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同じ）で、ＡＢＳ故障判定処理が実行される。

このＡＢＳ故障判定処理は、具体的には以下に述べるように実行される。まず、前述した各種のセンサ２３〜３０およびスイッチ３１の検出信号の値に基づき、これらの機器とＥＣＵ２との間において、断線状態が発生したか否かを判定する。そして、断線状態が発生したときには、ＡＢＳ１０が故障したことを表すために、ＡＢＳ故障フラグＦ＿ＡＢＳＮＧが「１」に設定される。一方、断線状態が発生していないときには、ＡＢＳ１０が正常であることを表すために、ＡＢＳ故障フラグＦ＿ＡＢＳＮＧが「０」に設定される。

ステップ１で、以上のようにＡＢＳ故障判定処理を実行した後、ステップ２に進み、ＡＢＳ故障フラグＦ＿ＡＢＳＮＧが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、ＡＢＳ１０が正常であるときには、ステップ３に進み、ロック状態判定処理を実行する。

このロック状態判定処理では、前述したセンサ２３〜３０およびスイッチ３１の検出信号の値に基づき、４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４において、ロック状態が発生したか否かを判別し、ロック状態が発生したときには、それを表すために、車輪ロックフラグＦ＿ＷＬＯＣＫが「１」に設定される。一方、ロック状態が発生していないときには、それを表すために、車輪ロックフラグＦ＿ＷＬＯＣＫが「０」に設定される。

ステップ３で、以上のようにロック状態判定処理を実行した後、ステップ４に進み、車輪ロックフラグＦ＿ＷＬＯＣＫが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４において、ロック状態が発生していないときには、ステップ５に進み、通常制御処理を実行する。

この通常制御処理では、前述したアシスト油圧と、センサ２３〜３０およびスイッチ３１の検出信号の値とに基づき、４つのブレーキＢ１〜Ｂ４への供給油圧が決定されるとともに、これらの供給油圧がＡＢＳ油圧回路１１から４つのブレーキＢ１〜Ｂ４に供給されるように、複数のＡＢＳ電磁弁１６が制御される。ステップ５で、以上のように通常制御処理を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ４の判別結果がＹＥＳで、４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４においてロック状態が発生したときには、ステップ６に進み、ＡＢＳ制御処理を実行する。このＡＢＳ制御処理では、前述したアシスト油圧と、センサ２３〜３０およびスイッチ３１の検出信号の値とに基づき、４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４におけるロック状態を解消するように、４つのブレーキＢ１〜Ｂ４への供給油圧が決定されるとともに、これらの供給油圧がＡＢＳ油圧回路１１から４つのブレーキＢ１〜Ｂ４に供給されるように、複数のＡＢＳ電磁弁１６が制御される。ステップ６で、以上のようにＡＢＳ制御処理を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ２の判別結果がＹＥＳで、ＡＢＳ１０が故障したときには、ステップ７に進み、フェイルセーフ制御処理を実行する。このフェイルセーフ制御処理では、複数のＡＢＳ電磁弁１６の制御が停止されるとともに、前述したアシスト油圧がＡＢＳ油圧回路１１に供給されたときには、アシスト油圧に対応する所定の油圧が、ＡＢＳ油圧回路１１から４つのブレーキＢ１〜Ｂ４に機械的に供給される。ステップ７で、以上のようにフェイルセーフ制御処理を実行した後、本処理を終了する。

次に、図４を参照しながら、アイドル回転数制御処理について説明する。このアイドル回転数制御処理は、以下に述べるように、アイドル運転中のエンジン回転数（以下「アイドル回転数」という）ＮＥを、目標アイドル回転数ＮＯＢＪに追従させるように、フィードバック制御するものであり、ＥＣＵ２によって、前述した所定の制御周期ΔＴで実行される。

同図に示すように、この制御処理では、まず、ステップ１０で、アイドル運転フラグＦ＿ＩＤＬＥが「１」であるか否かを判別する。このアイドル運転フラグＦ＿ＩＤＬＥは、アイドル運転条件が成立しているとき、すなわち、以下の２つの条件（ｆ１），（ｆ２）がいずれも成立しているときに「１」に設定され、それ以外のときに「０」に設定される。
（ｆ１）アクセル開度ＡＰが全閉状態を示す値であること。
（ｆ２）エンジン回転数ＮＥが所定範囲（例えば５００〜１０００ｒｐｍ）内にあること。

ステップ１０の判別結果がＮＯで、アイドル運転条件が成立していないときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ１０の判別結果がＹＥＳで、アイドル運転条件が成立しているときには、アイドル回転数制御を実行すべきであると判定して、ステップ１１に進み、エンジン水温ＴＷに応じて、図示しないマップを検索することにより、目標アイドル回転数ＮＯＢＪを算出する。このマップでは、目標アイドル回転数ＮＯＢＪは、アイドル回転数ＮＥの安定性を確保するために、エンジン水温ＴＷが低いほど、より高い値に設定されている。

次いで、ステップ１２に進み、下式（１）により、回転偏差ＤＮＯＢＪを算出する。
ＤＮＯＢＪ（ｋ）＝ＮＯＢＪ（ｋ）−ＮＥ（ｋ） ……（１）

上式（１）において、記号（ｋ）付きの各離散データは、前述した所定の制御周期ΔＴでサンプリング（または算出）されたデータであることを示しており、記号ｋは各離散データのサンプリングサイクルの順番を表している。例えば、記号ｋは今回の制御タイミングでサンプリングされた値であることを、記号ｋ−１は前回の制御タイミングでサンプリングされた値であることをそれぞれ示している。この点は、以下の離散データにおいても同様である。なお、以下の説明では、各離散データにおける記号（ｋ）を適宜省略する。

ステップ１２に続くステップ１３で、前述したＡＢＳ故障フラグＦ＿ＡＢＳＮＧが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、ＡＢＳ１０が正常であるときには、ステップ１４に進み、比例項ゲインＫＰの通常用値ＫＰ１、積分項ゲインＫＩの通常用値ＫＩ１、および微分項ゲインＫＤの通常用値ＫＤ１をそれぞれ算出する。これらの通常用値ＫＰ１，ＫＩ１，ＫＤ１の各々は、ギヤ段などに応じて、図示しないマップを検索することにより、正値として算出される。

次に、ステップ１５に進み、比例項ゲインＫＰ、積分項ゲインＫＩおよび微分項ゲインＫＤを、上記の通常用値ＫＰ１，ＫＩ１，ＫＤ１にそれぞれ設定する。

一方、ステップ１３の判別結果がＹＥＳで、ＡＢＳ１０が故障しているときには、ステップ１６に進み、比例項ゲインＫＰの故障用値ＫＰ２、積分項ゲインＫＩの故障用値ＫＩ２、および微分項ゲインＫＤの故障用値ＫＤ２をそれぞれ算出する。

これらの故障用値ＫＰ２，ＫＩ２，ＫＤ２の各々は、ギヤ段などに応じて、図示しないマップを検索することにより、正値として算出される。このマップでは、２つの故障用値ＫＩ２，ＫＤ２は、通常用値ＫＩ１，ＫＤ１と比べて、エンジン水温ＴＷおよび回転偏差ＤＮＯＢＪの同じ組み合わせに対して、より大きな値に設定されている。これは、ＡＢＳ１０が故障しているときに、ＡＢＳ１０が正常であるときと比べて、回転偏差ＤＮＯＢＪの値０への収束速度をより速くするためであり、言い換えればアイドル回転数ＮＥの目標アイドル回転数ＮＯＢＪへの追従速度を高くするためである。

次に、ステップ１７に進み、比例項ゲインＫＰ、積分項ゲインＫＩおよび微分項ゲインＫＤを、上記の故障用値ＫＰ２，ＫＩ２，ＫＤ２にそれぞれ設定する。

以上のステップ１５または１７に続くステップ１８で、下式（２）〜（５）に示すＰＩＤ制御アルゴリズムによって、フィードバック補正値ＴＲＱ＿ＦＢを算出する。
ＴＲＱ＿ＦＢ（ｋ）＝ＴＰ（ｋ）＋ＴＩ（ｋ）＋ＴＤ（ｋ） ……（２）
ＴＰ（ｋ）＝ＫＰ（ｋ）・ＤＮＯＢＪ（ｋ） ……（３）
ＴＩ（ｋ）＝ＫＩ（ｋ）・ＤＮＯＢＪ（ｋ）＋ＴＩ（ｋ−１） ……（４）
ＴＤ（ｋ）＝ＫＤ（ｋ）・［ＤＮＯＢＪ（ｋ）−ＤＮＯＢＪ（ｋ−１）］ ……（５）
ここで、ＴＰ，ＴＩ，ＴＤはそれぞれ、比例項、積分項および微分項である。

次いで、ステップ１９に進み、下式（６）により、要求トルクＴＲＱを算出する。
ＴＲＱ（ｋ）＝ＴＲＱ＿ＦＢ（ｋ） ……（６）

ステップ１９に続くステップ２０で、エンジン水温ＴＷに応じて、図示しないマップを検索することにより、クラッチ遮断回転数ＮＬＣを算出する。このクラッチ遮断回転数ＮＬＣは、ロックアップクラッチ８を、接続状態と遮断状態の間で切り換えるためのアイドル回転数のしきい値であり、このマップでは、クラッチ遮断回転数ＮＬＣは、アイドル回転数ＮＥの安定性を確保するために、エンジン水温ＴＷが低いほど、より高い値に設定されている。ステップ２０でクラッチ遮断回転数ＮＬＣを以上のように算出した後、本処理を終了する。

本実施形態の制御装置１では、以上のようにアイドル回転数制御処理が実行される。なお、図４のアイドル回転数制御処理において、ステップ１４，１５を実行するときの制御処理が、アイドル回転数の通常制御処理に相当し、ステップ１６，１７を実行するときの制御処理が、アイドル回転数の故障用制御処理に相当する。

次に、図５を参照しながら、ＬＣ制御処理について説明する。この制御処理は、ロックアップクラッチ８を接続状態と遮断状態の間で切り換えるものであり、ＥＣＵ２によって、前述した制御周期ΔＴで実行される。

同図に示すように、この制御処理では、まず、ステップ３０で、前述したアイドル運転フラグＦ＿ＩＤＬＥが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、アイドル運転中のときには、ステップ３１に進み、アイドル回転数ＮＥがクラッチ遮断回転数ＮＬＣ以下であるか否かを判別する。

この判別結果がＮＯのときには、ロックアップクラッチ８を接続すべきであると判定して、ステップ３２に進み、接続制御処理を実行する。この接続制御処理では、ロックアップクラッチ８が接続状態になるように、ＬＣ電磁弁９への制御入力信号が決定される。ステップ３２で、以上のように接続制御処理を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ３１の判別結果がＹＥＳで、ＮＥ≦ＮＬＣが成立したときには、ロックアップクラッチ８を遮断すべきであると判定して、ステップ３３に進み、遮断制御処理を実行する。この遮断制御処理では、ロックアップクラッチ８が遮断状態になるように、ＬＣ電磁弁９への制御入力信号が決定される。ステップ３３で、以上のように遮断制御処理を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ３０の判別結果がＮＯで、アイドル運転中でないときには、ステップ３４に進み、通常制御処理を実行する。この通常制御処理では、エンジン３の運転状態および車両Ｖの走行状態に応じて、ロックアップクラッチ８の動作が決定されるとともに、決定されたクラッチ動作が得られるように、ＬＣ電磁弁９への制御入力信号が決定される。ステップ３４で、以上のように通常制御処理を実行した後、本処理を終了する。

次に、図６を参照しながら、燃料噴射制御処理について説明する。この制御処理は、燃料噴射量ＱＩＮＪすなわち燃料噴射弁４の開弁時間と、燃料噴射弁４の開弁タイミングφＩＮＪとを算出するものであり、ＥＣＵ２によって、ＴＤＣ信号の発生に同期するタイミングで実行される。

この制御処理では、まず、ステップ４０で、前述したアイドル運転フラグＦ＿ＩＤＬＥが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、アイドル運転中のときには、ステップ４１に進み、アイドル用制御処理を実行する。このアイドル用制御処理は、具体的には以下に述べるように実行される。

まず、前述した図４のステップ１９で算出した要求トルクＴＲＱに応じて、図示しないマップを検索することにより、燃料噴射量ＱＩＮＪを算出する。次いで、この燃料噴射量ＱＩＮＪおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないマップを検索することにより、燃料噴射弁４の開弁タイミングφＩＮＪを算出する。ステップ４１で、以上のようにアイドル用制御処理を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ４０の判別結果がＮＯのときには、ステップ４２に進み、通常制御処理を実行する。この通常制御処理では、エンジン３の運転状態および車両Ｖの走行状態に応じて、燃料噴射量ＱＩＮＪおよび開弁タイミングφＩＮＪが算出される。ステップ４２で、以上のように通常制御処理を実行した後、本処理を終了する。

以上のように、第１実施形態の制御装置１によれば、図４のアイドル回転数制御処理において、ＡＢＳ１０が故障していないときには、ステップ１０〜１５，１８〜２０に示す通常制御処理が実行されるとともに、ＡＢＳ１０が故障しているときには、ステップ１０〜１３，１６〜２０に示す故障用制御処理が実行される。この故障用制御処理では、２つのフィードバックゲインＫＰ，ＫＤがそれぞれ、通常用値ＫＰ１，ＫＤ１よりも大きい故障用値ＫＰ２，ＫＤ２に設定されるので、アイドル回転数ＮＥを、通常制御処理の実行中よりも迅速に目標アイドル回転数ＮＯＢＪに追従させることができる。それにより、ＡＢＳ１０の故障に起因して、車輪Ｗ１〜Ｗ４がロック状態に保持され、エンジン３の回転抵抗が増大したときでも、それに伴うアイドル回転数ＮＥの低下を適切に抑制することができ、アイドル運転の安定性を高めることができる。

なお、第１実施形態は、フィードバック制御のアルゴリズムとして、式（２）〜（５）のＰＩＤ制御アルゴリズムを用いた例であるが、本発明のフィードバック制御のアルゴリズムはこれに限らず、アイドル回転数を、目標アイドル回転数に追従させるようにフィードバック制御できるものであればよい。

例えば、フィードバック制御アルゴリズムとして、スライディングモード制御アルゴリズムやバックステッピング制御アルゴリズムなどの応答指定型制御アルゴリズムや、ＰＩ制御アルゴリズムおよびＰＤ制御アルゴリズムなどを用いてもよい。これらのフィードバック制御アルゴリズムを用いた場合でも、第１実施形態の制御装置と同じ作用効果を得ることができる。

また、第１実施形態は、フィードバック制御アルゴリズムにおける、アイドル回転数の目標アイドル回転数への追従速度を高める手法として、フィードバックゲインをより大きい値に設定した例であるが、本発明のアイドル回転数の目標アイドル回転数への追従速度を高める手法はこれに限らず、アイドル回転数の目標アイドル回転数への追従速度を高めることが可能なものであればよい。例えば、フィードバック制御アルゴリズムとして、応答指定型制御アルゴリズムを用いる場合には、この応答指定型制御アルゴリズムにおいて、回転偏差ＤＮＯＢＪの複数の離散データを変数とし、これらの離散データの乗算係数を応答指定パラメータとする切換関数を用いるとともに、前述したＡＢＳ故障フラグＦ＿ＡＢＳＮＧ＝１のときには、回転偏差ＤＮＯＢＪの値０への追従速度がＦ＿ＡＢＳＮＧ＝０のときよりも速くなるように、応答指定パラメータの値を設定すればよい。

次に、本発明の第２実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。第２実施形態の制御装置は、前述した第１実施形態の制御装置１と比較すると、アイドル回転数制御処理の内容以外は、制御装置１とすべて同じように構成されているので、以下、図７を参照しながら、第２実施形態のアイドル回転数制御処理についてのみ説明する。なお、この制御処理も、前述した図４のアイドル回転数制御処理と同様に、ＥＣＵ２によって、所定の制御周期ΔＴで実行される。

同図に示すように、この制御処理では、まず、ステップ５０で、前述したアイドル運転フラグＦ＿ＩＤＬＥが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、アイドル運転条件が成立していないときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ５０の判別結果がＹＥＳで、アイドル運転条件が成立しているときには、アイドル回転数制御を実行すべきであると判定して、ステップ５１に進み、前述したＡＢＳ故障フラグＦ＿ＡＢＳＮＧが「１」であるか否かを判別する。

この判別結果がＮＯで、ＡＢＳ１０が正常であるときには、ステップ５２に進み、エンジン水温ＴＷに応じて、図示しないマップを検索することにより、目標アイドル回転数の通常用値ＮＯＢＪ１を算出する。次いで、ステップ５３で、目標アイドル回転数ＮＯＢＪを通常用値ＮＯＢＪ１に設定する。

一方、ステップ５１の判別結果がＹＥＳで、ＡＢＳ１０が故障しているときには、ステップ５４に進み、エンジン水温ＴＷに応じて、図示しないマップを検索することにより、目標アイドル回転数の故障用値ＮＯＢＪ２を算出する。このマップでは、故障用値ＮＯＢＪ２は、同じエンジン水温ＴＷに対して、上記通常用値ＮＯＢＪ１よりも高い値に設定されている。これは、ＡＢＳ１０が故障している場合において、車輪のロック状態が発生したときでも、アイドル回転数ＮＥが低下する度合を抑制することで、アイドル運転の安定性を向上させるためである。次いで、ステップ５５で、目標アイドル回転数ＮＯＢＪを故障用値ＮＯＢＪ２に設定する。

以上のステップ５３または５５に続くステップ５６で、前述した図４のステップ１２と同じ手法により、回転偏差ＤＮＯＢＪを算出する。

次いで、ステップ５７に進み、比例項ゲインＫＰ、積分項ゲインＫＩおよび微分項ゲインＫＤをそれぞれ算出する。これらのゲインＫＰ，ＫＩ，ＫＤの各々は、ギヤ段などに応じて、図示しないマップを検索することにより、正値として算出される。

ステップ５７に続くステップ５８〜６０において、前述した図４のステップ１８〜２０と同じ手法により、フィードバック補正値ＴＲＱ＿ＦＢ、要求トルクＴＲＱおよびクラッチ遮断回転数ＮＬＣをそれぞれ算出する。その後、本処理を終了する。

第２実施形態の制御装置では、以上のようにアイドル回転数制御処理が実行される。なお、図７のアイドル回転数制御処理において、ステップ５２，５３を実行するときの制御処理が、アイドル回転数の通常制御処理に相当し、ステップ５４，５５を実行するときの制御処理が、アイドル回転数の故障用制御処理に相当する。

以上のように、第２実施形態の制御装置によれば、図７のアイドル回転数制御処理において、ＡＢＳ１０が故障していないときには、ステップ５０〜５３，５６〜６０に示す通常制御処理が実行されるとともに、ＡＢＳ１０が故障しているときには、ステップ５０，５１，５４〜６０に示す故障用制御処理が実行される。この故障用制御処理では、目標アイドル回転数ＮＯＢＪが、通常用値ＮＯＢＪ１よりも高い故障用値ＮＯＢＪ２に設定されるので、アイドル回転数ＮＥを、通常制御処理の実行中よりも高い値に制御することができる。それにより、ＡＢＳ１０の故障に起因して、車輪Ｗ１〜Ｗ４がロック状態に保持され、エンジン３の回転抵抗が増大したときでも、それに伴うアイドル回転数ＮＥの低下を適切に抑制することができ、アイドル運転の安定性を高めることができる。

次に、本発明の第３実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。第３実施形態の制御装置は、前述した第１実施形態の制御装置１と比較すると、アイドル回転数制御処理の内容以外は、第１実施形態の制御装置１とすべて同じように構成されているので、以下、図８を参照しながら、第３実施形態のアイドル回転数制御処理についてのみ説明する。なお、この制御処理も、前述した図４のアイドル回転数制御処理と同様に、ＥＣＵ２によって、所定の制御周期ΔＴで実行される。

同図に示すように、この制御処理では、まず、ステップ７０で、前述したアイドル運転フラグＦ＿ＩＤＬＥが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、アイドル運転条件が成立していないときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ７０の判別結果がＹＥＳで、アイドル運転条件が成立しているときには、アイドル回転数制御を実行すべきであると判定して、ステップ７１に進み、前述したＡＢＳ故障フラグＦ＿ＡＢＳＮＧが「１」であるか否かを判別する。

この判別結果がＮＯで、ＡＢＳ１０が正常であるときには、ステップ７２に進み、エンジン水温ＴＷに応じて、図示しないマップを検索することにより、クラッチ遮断回転数の通常用値ＮＬＣ１を算出する。このマップでは、クラッチ遮断回転数の通常用値ＮＬＣ１は、アイドル運転の安定性を確保するために、エンジン水温ＴＷが低いほど、より高い値に設定されている。次いで、ステップ７３で、クラッチ遮断回転数ＮＬＣを通常用値ＮＬＣ１に設定する。

一方、ステップ７１の判別結果がＹＥＳで、ＡＢＳ１０が故障しているときには、ステップ７４に進み、エンジン水温ＴＷに応じて、図示しないマップを検索することにより、クラッチ遮断回転数の故障用値ＮＬＣ２を算出する。このマップでは、故障用値ＮＬＣ２は、エンジン水温ＴＷが低いほど、より高い値に設定されているとともに、同じエンジン水温ＴＷに対して、上記通常用値ＮＬＣ１よりも高い値に設定されている。これは、ＡＢＳ１０が故障している場合において、車輪のロック状態が発生したときでも、ロックアップクラッチ８をより高いアイドル回転数ＮＥで遮断することによって、アイドル回転数ＮＥの低下度合を抑制し、アイドル運転の安定性を向上させるためである。次いで、ステップ７５で、クラッチ遮断回転数ＮＬＣを故障用値ＮＬＣ２に設定する。

以上のステップ７３または７５に続くステップ７６で、前述した図４のステップ１１と同じ手法により、目標アイドル回転数ＮＯＢＪを算出する。次いで、ステップ７７〜８０において、前述した図７のステップ５６〜６０と同じ手法により、回転偏差ＤＮＯＢＪ、３つのゲインＫＰ，ＫＩ，ＫＤ、フィードバック補正値ＴＲＱ＿ＦＢ、および要求トルクＴＲＱをそれぞれ算出する。その後、本処理を終了する。

第３実施形態の制御装置では、以上のようにアイドル回転数制御処理が実行される。なお、図８のアイドル回転数制御処理において、ステップ７２，７３を実行するときの制御処理が、アイドル回転数の通常制御処理に相当し、ステップ７４，７５を実行するときの制御処理が、アイドル回転数の故障用制御処理に相当する。

以上のように、第３実施形態の制御装置によれば、図８のアイドル回転数制御処理において、ＡＢＳ１０が故障していないときには、ステップ７０〜７３，７６〜８０に示す通常制御処理が実行されるとともに、ＡＢＳ１０が故障しているときには、ステップ７０，７１，７４〜８０に示す故障用制御処理が実行される。この故障用制御処理では、クラッチ遮断回転数ＮＬＣが、通常用値ＮＬＣ１よりも高い故障用値ＮＬＣ２に設定されるので、ロックアップクラッチ８が通常制御処理中よりも高いアイドル回転数ＮＥで遮断され、それによって、エンジン３における車輪Ｗ１〜Ｗ４側の回転抵抗をより高回転域で低減することができる。それにより、ＡＢＳ１０の故障に起因して、車輪Ｗ１〜Ｗ４がロック状態に保持され、エンジン３の回転抵抗が増大したときでも、それに伴うアイドル回転数ＮＥの低下を適切に抑制することができ、アイドル運転の安定性を高めることができる。

本発明の第１実施形態に係る制御装置と、これを適用した内燃機関を動力源とする車両の概略構成を示す模式図である。 制御装置の概略構成を示すブロック図である。 制動力制御処理を示すフローチャートである。 アイドル回転数制御処理を示すフローチャートである。 ＬＣ制御処理を示すフローチャートである。 燃料噴射制御処理を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る制御装置のアイドル回転数制御処理を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る制御装置のアイドル回転数制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

Ｖ 車両
Ｗ１〜Ｗ４ 車輪
１ 制御装置
２ ＥＣＵ（故障判定手段、アイドル回転数制御手段、アイドル回転数検出手段 、目標アイドル回転数設定手段、フィードバック制御手段、クラッチ遮断回 転数設定手段、クラッチ制御手段）
３ 内燃機関
８ ロックアップクラッチ
１０ アンチロックブレーキシステム
２０ クランク角センサ（アイドル回転数検出手段）
ＮＥ アイドル回転数
ＮＯＢＪ 目標アイドル回転数
ＮＯＢＪ１ 目標アイドル回転数の通常用値
ＮＯＢＪ２ 目標アイドル回転数の故障用値（より高い値）
ＫＰ 比例項ゲイン
ＫＩ 積分項ゲイン
ＫＤ 微分項ゲイン
ＫＰ１ 比例項ゲインの通常用値
ＫＩ１ 積分項ゲインの通常用値
ＫＤ１ 微分項ゲインの通常用値
ＫＰ２ 比例項ゲインの故障用値
ＫＩ２ 積分項ゲインの故障用値
ＫＤ２ 微分項ゲインの故障用値
ＮＬＣ クラッチ遮断回転数
ＮＬＣ１ クラッチ遮断回転数の通常用値
ＮＬＣ２ クラッチ遮断回転数の故障用値（より高い値）

Claims (4)

1. 車輪がロック状態に保持されるのを防止するためのアンチロックブレーキシステムを有する車両に搭載された内燃機関において、当該内燃機関のアイドル運転中の回転数をアイドル回転数として制御する内燃機関の制御装置であって、
   前記アンチロックブレーキシステムが故障しているか否かを判定する故障判定手段と、
   前記アンチロックブレーキシステムが故障しているときに、前記アイドル回転数の低下を抑制するための故障用制御を実行するアイドル回転数制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記アイドル回転数制御手段は、前記アンチロックブレーキシステムが故障していないときに、前記アイドル回転数の通常制御を実行し、
   前記アイドル回転数を検出するアイドル回転数検出手段をさらに備え、
   前記アイドル回転数制御手段は、
   前記故障用制御および前記通常制御を実行するときに、前記アイドル回転数の目標となる目標アイドル回転数を設定する目標アイドル回転数設定手段と、
   前記故障用制御および前記通常制御を実行するときに、前記検出されたアイドル回転数を、前記目標アイドル回転数に追従するようにフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
   を有し、
   前記フィードバック制御手段は、前記故障用制御を実行するときに、前記アイドル回転数の前記目標アイドル回転数への追従速度を、前記通常制御の実行中よりも速くなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記アイドル回転数制御手段は、前記アンチロックブレーキシステムが故障していないときに、前記アイドル回転数の通常制御を実行し、
   前記アイドル回転数を検出するアイドル回転数検出手段をさらに備え、
   前記アイドル回転数制御手段は、
   前記故障用制御および前記通常制御を実行するときに、前記アイドル回転数の目標となる目標アイドル回転数を設定する目標アイドル回転数設定手段と、
   前記故障用制御および前記通常制御を実行するときに、前記検出されたアイドル回転数を、前記目標アイドル回転数に追従するようにフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
   を有し、
   前記目標アイドル回転数設定手段は、前記故障用制御を実行するときに、前記目標アイドル回転数を、前記通常制御の実行中よりも高い値に設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記アイドル回転数制御手段は、前記アンチロックブレーキシステムが故障していないときに、前記アイドル回転数の通常制御を実行し、
   前記アイドル回転数を検出するアイドル回転数検出手段をさらに備え、
   前記車両は、前記内燃機関の動力を前記車輪に伝達するための、ロックアップクラッチ付きの自動変速機を有しており、
   前記アイドル回転数制御手段は、
   前記故障用制御および前記通常制御を実行するときに、前記内燃機関の前記アイドル運転中に前記ロックアップクラッチを遮断状態とすべき回転数をクラッチ遮断回転数として設定するクラッチ遮断回転数設定手段と、
   前記故障用制御および前記通常制御の実行中において、前記検出されたアイドル回転数が前記クラッチ遮断回転数以下になったときに、前記ロックアップクラッチを遮断状態に制御するクラッチ制御手段と、
   を有し、
   前記クラッチ遮断回転数設定手段は、前記故障用制御を実行するときに、前記クラッチ遮断回転数を、前記通常制御の実行中よりも高い値に設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。

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