JP2022029749A - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アイドル回転速度制御（ＩＳＣ）の学習が不要なときには、ＩＳＣ学習のためのアイドリングを中止する。
【解決手段】アイドリング中、エンジン回転速度の実際の値と目標値との偏差の絶対値ＤＬＮが、ＩＳＣ学習の完了を判定するための第１偏差しきい値ＤＬＮＴ１よりも小さい第２偏差しきい値ＤＬＮＴ２以下に維持され、かつエンジントルクのフィードバック補正量の絶対値ＤＬＱが、ＩＳＣ学習の完了を判定するための第１補正量しきい値ＤＬＱＴ１よりも小さい第２補正量しきい値ＤＬＱＴ２以下に維持された状態が、ＩＳＣ学習に必要な時間ｔ１より短い時間ｔ２継続したら、ＩＳＣ学習を行わずに、エンジンを停止する。
【選択図】図３

Description

本発明は、アイドル回転速度の制御パラメータの値を学習し、その都度最適化する機能を有するエンジン制御装置に関する。

エンジンのアイドリングにおいて、フィードバック制御してエンジンの回転速度を所定の回転速度に維持するエンジン制御装置が知られている。アイドル回転速度は、スロットル開度、点火時期などの制御パラメータの値をフィードバックして制御される。制御パラメータの実際の値は、エンジンの個体差、また経年変化によって変化する。これらの変化に対応するために、所定のタイミングで、目標のアイドル回転速度となる各制御パラメータの値を学習し、次のアイドリングにおいてはこの学習した制御パラメータの値を用いてアイドル回転速度の制御が開始される。

下記特許文献１には、アイドル回転速度制御に関し、制御パラメータの学習が完了前であっても、アイドリング状態が長引き所定時間が経過した場合には、エンジンを停止する技術が記載されている。

特開２００４－５２５９９号公報

アイドル回転速度の従前からの変化が少ないなど、アイドル回転速度制御の学習が必要ないとき、この学習のためにアイドリングを継続するのは無駄に燃料を消費することになる。本発明は、アイドル回転速度制御の学習による燃料消費を抑制することを目的とする。

本発明に係るエンジン制御装置は、アイドル回転速度を、エンジントルク指令値を介してフィードバックして制御するアイドル回転速度制御中に、目標値に対する回転速度の偏差の絶対値が第１偏差しきい値以下、かつフィードバック補正量の絶対値が第１補正量しきい値以下に第１所定時間維持されたときに、アイドリング時の初期指令値をその時点の値に更新するアイドル回転速度制御の学習を行うエンジン制御装置であって、第１所定時間より短い第２所定時間の間、回転速度の偏差の絶対値が第１偏差しきい値より小さい第２偏差しきい値以下、かつフィードバック補正量の絶対値が第１補正量しきい値より小さい第２補正量しきい値以下に維持されたとき、アイドル回転速度制御の学習のためのアイドリングを中止する。

アイドル回転制御の学習に要する時間より短い時間でアイドル回転速度の安定性を判断することで、学習完了を待たずにエンジンを停止させることができ、燃料消費を抑制することができる。

本実施形態のエンジン制御装置とエンジンを含むシステムの概略構成を示す図である。 アイドル回転速度制御に係るブロック図である。 アイドル回転速度制御の学習に係るフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１は、車両を駆動するエンジン１０とエンジン制御装置１２を含むシステムの概略構成を示す図である。エンジン１０は、内燃機関、特にガソリンエンジン、またディーゼルエンジンであってよい。エンジン制御装置１２は、運転者が操作するアクセルペダル１４やブレーキペダル１６、また車速センサ１８などの車両の走行状態を把握するためのセンサ類、さらにエンジン回転速度センサ２０や冷却水温センサ２２などのエンジン１０の状態を把握するためのセンサ類などからの情報に基づき、エンジン１０の回転速度および出力を制御する。車両を駆動する原動機としてエンジン１０の他にモータを備えるハイブリッド車両においては、このモータに電力を供給するバッテリの蓄電量もエンジンの制御に用いられる情報となる。エンジン制御装置１２は、上記の情報に基づき、スロットルバルブ３０の開度、燃料噴射量、点火時期等を制御して、エンジン１０が所望の回転速度および出力で運転されるよう制御する。

エンジン１０は、車両が停止するなど、駆動力が必要ないときには、アイドリングを行う。さらに、アイドリングによる燃料消費を抑制するために、所定の条件を満たすときには自動停止（アイドリングストップ）する。そして、駆動力が必要となった場合に再始動される。アイドリング時の回転速度は、例えば、スロットルバルブ３０の開度、特に、主バルブに対して並列に配置されたアイドル回転速度制御バルブの開度によって吸入空気量を微調整し、また点火時期を調整して制御される。アイドル回転速度の目標値があらかじめ設定されており、実際のアイドル回転速度が目標値となるように、スロットルバルブ３０の開度、点火時期などの制御パラメータの値が調整される。

より具体的には、エンジン１０の発生するトルクの指令値（以下、トルク指令値と記す。）と各制御パラメータの値が関連付けられて制御マップとして記憶されており、エンジン回転速度がトルク指令値を介してフィードバックされる。図２に示すように、トルク指令値に基づきスロットルバルブ３０の開度などの制御パラメータの値が算出されて、エンジンが制御される（Ｂ４０）。そして、エンジン回転速度が、目標回転速度と比較され、その偏差に基づき制御マップを参照してトルク補正量が算出され（Ｂ４２）、トルク指令値にフィードバックされる。例えば、実際のアイドル回転速度が目標値よりも低い場合には、エンジン１０のトルク指令値が増加され、この増加したトルク指令値に基づき、スロットルバルブ３０の開度が増加される。この結果、回転速度が上昇する。なお、トルク指令値も制御パラメータの１つである。

アイドリング開始時においては、あらかじめ定められたアイドリング時のトルク指令値の初期値に基づき、制御が開始されるが、エンジン１０の個体差や経年変化により、エンジン１０の摩擦等が変化し、目標回転速度とするために必要なトルクが変化する。この変化に対応するために、適切なトルク指令値を学習して更新するアイドル回転速度制御の学習（以下、ＩＳＣ学習と記す。）を行うエンジン制御が知られている。車両の１回の運行、つまりイグニッションスイッチがオンにされてからオフにされるまでの期間において、エンジンが暖まった後、最初のアイドリング時に、目標回転速度となったときのトルク指令値を記憶し、つまり学習し、以降のアイドリング開始時においては、この指令値を初期値として用いる。アイドリング開始後は、フィードバック制御に基づきトルク指令値は変化するが、学習したトルク指令値は維持される。次回の運行において、ＩＳＣ学習が実行されるまでは、前回運行時に学習したトルク指令値を初期値としてアイドリングが開始される。

アイドリングストップを行う車両においては、ある運行においてＩＳＣ学習がまだ行われていない場合、アイドリングストップを禁止して、強制的にアイドリングを行い、その間にＩＳＣ学習を行う。これにより、ＩＳＣ学習の機会を確保している。一方で、エンジンのアイドリングが安定しているなど、改めてＩＳＣ学習を行う必要がない場合、ＩＳＣ学習のためにアイドリングすることは燃料消費を増加させる。このエンジン制御装置１２においては、ＩＳＣ学習が必要ない場合に早期にアイドリングを停止してエンジンを停止させている。

図３は、アイドリングストップの指令がなされた場合、ＩＳＣ学習のために、強制的にアイドリングを実行するときの制御フローを示す図である。まず、ＩＳＣ学習を行うための条件が満たされているかが判断される（Ｓ１００）。この条件は、現在エンジンが運転中であること、エンジン１０の冷却水温度が所定値以上であること、さらに、現在の運行において、運行開始時の冷却水温度が所定値以下であることである。エンジンが運転中でないとき、つまりエンジンが停止しているときに、敢えてエンジンを始動することはしない。また、冷却水温が所定値以上、例えば７０℃以上となって、十分に暖まった状態でＩＳＣ学習を行う。また、運行開始時の冷却水温が高い場合は、前回の運行からほとんど時間が経過しておらず、前回からのエンジンの変化は、ほとんどないと考えられるから、ＩＳＣ学習は不要と考えられる。ＩＳＣ学習の条件が満たされなければ、エンジンを停止する（Ｓ１０２）。また、ＩＳＣ学習の条件が満たされれば、ステップＳ１０４に移行する。

ステップＳ１０４は、アイドル回転速度などアイドリングの状態が従前から変化しているかを判断し、変化が十分に小さい場合、ＩＳＣ学習を行わずにアイドルストップを実行するためのステップである。具体的な内容については、ＩＳＣ学習に関連するステップについての説明の後、説明する。

ステップＳ１０４において、アイドリングの状態が従前から変化している場合、ＩＳＣ学習のためのステップＳ１０６に移行する。ステップＳ１０６では、エンジン回転速度の実際の値と目標値との偏差の絶対値ＤＬＮが所定の値（以下、第１偏差しきい値ＤＬＮＴ１と記す。）と比較され、またフィードバックされるエンジントルクの補正量（以下、フィードバック補正量と記す。）の絶対値ＤＬＱが所定の値（以下、第１補正量しきい値ＤＬＱＴ１と記す。）と比較される。エンジン回転速度の偏差の絶対値ＤＬＮが第１偏差しきい値ＤＬＮＴ１より小さく（ＤＬＮ＜ＤＬＮＴ１）、かつフィードバック補正量の絶対値ＤＬＱが第１補正量しきい値ＤＬＱＴ１より小さい（ＤＬＱ＜ＤＬＱＴ１）状態が、所定の時間ｔ１の間、継続したら（ステップＳ１０８）、トルク指令値の初期値の更新を行う（Ｓ１１０）。第１偏差しきい値ＤＬＮＴ１は、例えば２５ｒｐｍとすることができ、第１補正量しきい値ＤＬＱＴ１は、例えば０．２Ｎｍとすることができる。また、時間ｔ１は、例えば３秒とすることができる。更新後、エンジンを停止する（Ｓ１０２）。以降のアイドリングにおいて、この更新されたトルク指令値が用いられる。また、ステップＳ１０６の条件が満たされた場合、その都度、トルク指令値の初期値を更新し、時間ｔ１経過後、エンジンを停止するようにしてもよい。一方、ステップＳ１０６の条件が満たされなかった場合には、トルク指令値の初期値の更新を行わず、エンジンを停止する。

ステップＳ１０４に戻って説明する。ステップＳ１０４ではエンジン回転速度の偏差の絶対値ＤＬＮが所定の値（以下、第２偏差しきい値ＤＬＮＴ２と記す。）と比較され、またフィードバック補正量の絶対値ＤＬＱが所定の値（以下、第２補正量しきい値ＤＬＱＴ２と記す。）と比較される。第２偏差しきい値ＤＬＮＴ２は、第１偏差しきい値ＤＬＮＴ１より小さい値であり（ＤＬＮＴ２＜ＤＬＮＴ１）、例えば１０ｒｐｍとすることができる。第２補正量しきい値ＤＬＱＴ２は、第１補正量しきい値ＤＬＱＴ１より小さい値であり（ＤＬＱＴ２＜ＤＬＱＴ１）、例えば０．１Ｎｍとすることができる。ステップＳ１０４では、エンジン回転速度の偏差の絶対値ＤＬＮが第２偏差しきい値ＤＬＮＴ２より小さく（ＤＬＮ＜ＤＬＮＴ２）、かつフィードバック補正量の絶対値ＤＬＱが第２補正量しきい値ＤＬＱＴ２より小さい（ＤＬＱ＜ＤＬＱＴ２）かが判断される。ステップＳ１０４においては、エンジン回転速度の偏差ＤＬＮおよびフィードバック補正量ＤＬＱの判定の幅を、ＩＳＣ学習のときよりも狭くしており、この条件を満たす場合、アイドリングの状態の従前からの変化が小さいことが理解できる。つまり、改めてＩＳＣ学習を行う必要がないと考えられる。

ステップＳ１０４の条件が満たされた状態が所定時間ｔ２の間、継続したら（Ｓ１１２）、エンジンを停止する（Ｓ１０２）。時間ｔ２は、前述の時間ｔ１よりも短く、例えば、１秒とすることができる。これにより、アイドリングの状態に変化がない場合、早期にエンジンを停止することができ、その分、燃料消費を抑制することができる。

ステップＳ１０４およびステップＳ１０６において、エンジン回転速度の偏差およびフィードバック補正量に関して所定の範囲に収まるかを監視したが、これに限らずいずれか一方のみを監視するようにしてもよい。

１０ エンジン、１２ エンジン制御装置、１４ アクセルペダル、１６ ブレーキペダル、１８ 車速センサ、２０ エンジン回転速度センサ、２２ 冷却水温センサ、３０ スロットルバルブ、ＤＬＮ エンジン回転速度の実際の値と目標値との偏差の絶対値、ＤＬＮＴ１ 第１偏差しきい値、ＤＬＮＴ２ 第２偏差しきい値、ＤＬＱ フィードバック補正量の絶対値、ＤＬＱＴ１ 第１補正量しきい値、ＤＬＱＴ２ 第２補正量しきい値。

Claims (1)

1. アイドル回転速度を、エンジントルク指令値を介してフィードバック制御するアイドル回転速度制御中に、目標値に対する回転速度の偏差の絶対値が第１偏差しきい値以下、かつフィードバック補正量の絶対値が第１補正量しきい値以下に第１所定時間維持されたときに、アイドリング時の初期指令値をその時点の値に更新するアイドル回転速度制御の学習を行うエンジン制御装置であって、
   前記第１所定時間より短い第２所定時間の間、前記回転速度の偏差の絶対値が前記第１偏差しきい値より小さい第２偏差しきい値以下、かつ前記フィードバック補正量の絶対値が第１補正量しきい値より小さい第２補正量しきい値以下に維持されたとき、前記アイドル回転速度制御の学習のためのアイドリングを中止する、エンジン制御装置。
   

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