JP3569633B2 - 内燃機関のアイドル回転学習制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電制スロットルや補助空気制御弁を備えた内燃機関のアイドル回転学習制御装置に関し、詳しくは、学習頻度を高めるための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、直噴火花点火式内燃機関が注目されており、このものでは、機関の運転条件に応じて、燃焼方式を切換制御、すなわち、吸気行程にて燃料を噴射することにより、燃焼室内に燃料を拡散させ均質の混合気を形成して行う均質燃焼と、圧縮行程にて燃料を噴射することにより、点火栓回りに集中的に層状の混合気を形成して行う成層燃焼とに切換制御するのが一般的である(特開平4−241754号公報参照)。
【0003】
一方、従来から、スロットル弁をモータなどのアクチュエータによって開閉駆動するよう構成する一方、アクセル操作量等に基づいて目標空気量を設定し、該目標空気量が得られる開度にスロットル弁の開度を電子制御するよう構成された電制スロットルシステムが知られている。
また、機関のアイドル運転時に、機関回転速度が目標アイドル回転速度に近づくように機関の吸入空気量をフィードバック制御する一方、所定の学習条件が成立しているときに、前記フィードバック補正による空気量分を、機関のフリクションや燃焼効率のバラツキなどによる開口面積の目標値に対する補正分として学習し、該学習値に基づいてスロットル弁開度ひいては吸入空気量を補正する構成が知られている。
【0004】
なお、周知のようにアクセルペダルに連動するスロットル弁をバイパスする補助空気通路に補助空気制御弁を設け、該補助空気制御弁の開度を制御することによって同様の学習を行うようにしたものもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来前記アイドル回転学習は、エアコンの負荷変動による誤学習を避けるために、エアコンがOFFとなっている場合のみ学習を行っていた。しかし、作動頻度の高いオートエアコンや可変容量エアコンが一般的になってきており、逆にアイドル回転学習の頻度が少なくなって、学習の効果が得られないことが増えている。
【0006】
特に、前記のように均質燃焼と成層燃焼とを切り換える機関においては、アイドル回転学習は安定性の高い均質燃焼に切り換え、該燃焼状態で安定してから行うようにしており、学習条件が不成立となった場合、燃焼状態を均質燃焼から成層燃焼に戻す上に、学習条件が成立するのに時間が掛かるなど、学習頻度がより減少してしまう結果となっていた。
【0007】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、エアコンのON,OFF切り換えにより学習条件が不成立となった場合でも、可及的に短い時間で学習可能となり、学習機会を大幅に増大できるようにした内燃機関のアイドル回転学習制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1に係る発明は、図1に示すように、
均質燃焼と成層燃焼とを運転条件に応じて切り換える内燃機関のアイドル運転時に、機関回転速度を目標アイドル回転速度に近づけるように吸気系の開口面積をフィードバック制御しつつ、所定の学習条件成立時に均質燃焼に切り換えて安定した上で吸気系の開口面積の目標値に対する補正分を学習するアイドル回転学習手段を備えた内燃機関のアイドル回転学習制御装置において、
エアコンON,OFF時にそれぞれ前記アイドル回転学習を行うと共に、学習条件成立後均質燃焼の要求が出された後にエアコンのON,OFFが切り換えられて学習条件が不成立となったときは、均質燃焼の要求を維持したまま前記切り換え後の状態が設定されたディレイ時間を経過するまで継続するのを待って前記アイドル回転学習を行うエアコン条件学習切換手段を設けた構成としたことを特徴とする。
【0009】
請求項1に係る発明によると、
アイドル時に機関回転速度を目標アイドル回転速度に近づけるように、吸気系の開口面積例えばスロットル開口面積をフィードバック制御しつつ、所定の学習条件が成立するとアイドル回転学習手段により、燃焼を均質燃焼に切り換えて安定した上で吸気系の開口面積の目標値に対する補正分が学習される。
【0010】
ここで、エアコンのON,OFFが切り換えられると、その直後は負荷変動が大きいため、学習条件が不成立となるが、その場合は、燃焼を成層燃焼に切り換えることなく、均質燃焼に維持したままで、該切り換え後の状態が設定されたディレイ時間を経過するのを待って前記アイドル回転学習手段による学習が実行される。
【0011】
このようにすれば、頻度の高いエアコンのON,OFF切換に対して、燃焼を切り換えることなく、学習を実行することができるため、学習頻度が増大し、短時間で学習を終了させて、高精度な吸入空気量制御を実施することができる。
また、請求項2に係る発明は、
前記均質燃焼の要求が出された後に、エアコンのON,OFF切り換え以外の要因で学習条件が不成立となったときは、成層燃焼の要求に切り換えることを特徴とする。
【0012】
請求項2に係る発明によると、
エアコンのON,OFF切り換え以外の長期的に学習条件不成立に維持される要因では、燃焼を一旦成層燃焼に切り換え、再度学習条件が成立した後、均質燃焼で学習を実行する。これらの条件は頻度が高くなく、成層燃焼による燃費向上を優先するためである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図2は、実施の形態における内燃機関のシステム構成図であり、この図2に示す内燃機関1は、各気筒毎に筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁2を備えると共に、各気筒毎に点火プラグ4を備えた直噴ガソリン機関(直噴式火花点火機関)である。
【0014】
前記燃料噴射弁2は、マイクロコンピュータを内蔵したコントロールユニット3からの噴射パルス信号に応じて各気筒毎に制御されるようになっている。また、各点火プラグ4にはそれぞれにイグニッションコイル5が備えられ、前記コントロールユニット3からの点火信号に応じてパワトラユニット6が各イグニッションコイル5の1次側への通電をオン・オフして各気筒毎に点火時期が制御されるようになっている。
【0015】
一方、機関の吸入空気量を計量するスロットル弁8を、コントロールユニット3で制御されるモータ13によって開閉駆動する電制スロットルシステムが備えられている。
前記コントロールユニット3には、燃料噴射制御,点火時期制御,スロットル開度制御等のために各種センサから検出信号が入力される。
【0016】
前記各種センサとしては、吸入空気流量を検出するエアフローメータ7,スロットル弁8の開度を検出するスロットルセンサ9,クランク角を検出するクランク角センサ10,冷却水温度を検出する水温センサ11,排気中の酸素濃度に基づいて燃焼混合気の平均空燃比を検出する酸素センサ12,車速を検出する車速センサ14,変速機のニュートラル状態を検出するニュートラルスイッチ15,電気負荷スイッチ16,アクセル開度センサ17などが設けられている。
【0017】
ここで、前記コントロールユニット3は、目標の出力トルク及び機関回転速度に応じて目標当量比(目標空燃比)と燃焼モードとを予め設定した目標当量比マップを複数備え、該複数の目標当量比マップを水温,始動後時間,車速,加速度などの条件に応じて切り換えて参照し、目標当量比及び燃焼モードの要求を判別して、前記燃料噴射弁2による燃料噴射量及び噴射時期を制御する。
【0018】
前記燃焼モードとしては、吸気行程において燃料を噴射させることで均質燃焼を行わせる均質燃焼モード、圧縮行程において燃料を噴射させることで点火プラグ4近傍に濃い混合気を形成させて成層リーン燃焼を行わせる成層燃焼モードが設定されており、前記均質燃焼モードにおいては目標当量比が、運転領域に応じてリーン,ストイキ(理論空燃比),リッチに制御され、成層燃焼モードでは、均質リーン燃焼時よりも更にリーンに制御される。
【0019】
また、コントロールユニット3は、図3に示すようにして、アイドル回転学習の判定を行いつつ、学習を行う。
ステップ(図ではSと記す。以下同様) 1では、アイドル回転学習の条件が成立しているか否かを判定する。この学習条件には、エアコンリレー,ラジエータファン,ヒータファン等のON,OFFが切り換え直後でないこと、ロード(パワステ等大きな電気負荷) スイッチがOFFであること、その他の条件が成立していることなどがある。
【0020】
ステップ1で、学習条件が成立したと判定された場合は、ステップ2へ進み、所定のディレイ時間ISCRD2♯が経過したかを判定し、経過していない場合はステップ1へ戻る。
このようにして学習条件が成立した状態で前記所定のディレイ時間が経過したときは、ステップ3へ進んで均質ストイキ要求フラグをセットする。
【0021】
ステップ4では、所定のディレイ時間TASLRD2♯が経過したかを判定し、経過した場合には、ステップ5へ進んでアイドル回転学習を開始する。
該アイドル回転学習の概要を図4のフローチャートを用いて説明すると、ステップ21では、アイドル回転速度を目標回転速度にフィードバック制御しつつ、吸入空気量のフィードバック補正量QFBIを所定のサンプリング周期(例えば100ms) 毎に複数個(例えば25 =32個) サンプリングし、ステップ22では、これらの平均値QFBIAVEを演算する。次いでステップ23では、前回の吸入空気量の学習値ISCLRC(old) と前記平均値QFBIAVEとを加重平均して学習値ISCLRC(new) を更新する。ステップ24では、前記吸入空気量の学習値ISCLRCに変換係数CCONVAを乗算してスロットル弁の開口面積の学習値ATASLNを演算する。学習終了に伴い、前記均質ストイキ要求フラグを0にリセットして成層燃焼への要求に切り換える。
【0022】
図3に戻って、ステップ4でディレイ時間TASLRD2♯を経過していない場合は、ステップ6へ進んで再度学習条件の成否を判定し、成立時はステップ3へ戻るが、不成立時は、ステップ7へ進み、エアコンがOFFからONに切り換えられたか否かを判定する。
エアコンがONに切り換えられたと判定された場合は、ステップ8へ進み、エアコンON用に設定されたONディレイ時間が経過したかを判定し、経過前はステップ6へ戻る。
【0023】
そして、ステップ8でエアコンがONに切り換えられてから学習条件成立状態がONディレイ時間経過したときには、ステップ5へ進んでアイドル回転学習を実行する。
また、最初の若しくはエアコンのONディレイ時間経過前の学習条件成立判定で、学習条件が不成立と判定されたときは、ステップ9へ進んでエアコンがONかOFFに切り換えられたかを判定し、OFFに切り換えられたと判定された場合はステップ10へ進み、エアコンOFF用に設定されたOFFディレイ時間が経過したかを判定し、経過前はステップ6へ戻る。
【0024】
そして、ステップ10でエアコンがOFFに切り換えられてから学習条件成立状態がOFFディレイ時間経過したときには、ステップ5へ進んでアイドル回転学習を実行する。
また、ステップ9でエアコンがOFFに切り換えられていない、つまり、学習不成立の要因がエアコンのON,OFF切り換え以外の要因である場合は、ステップ11へ進んで前記均質ストイキ要求フラグを0にリセット、つまり、燃焼要求を成層燃焼に切り換えてから、ステップ1へ戻る。
【0025】
このようにすれば、頻度の高いエアコンのON,OFF切り換えに対して、燃焼を成層燃焼に切り換えることなく、短時間で学習を実行することができるため、学習頻度が増大し、短時間で学習を終了させて、高精度な吸入空気量制御を実施することができる。
また、エアコンのON,OFF切り換え以外の長期的に学習条件不成立に維持される可能性が高い要因では、燃焼を一旦成層燃焼に切り換え、再度学習条件が成立した後、均質燃焼で学習を実行することにより、成層燃焼による燃費向上を確保できる。
【0026】
なお、ラジエータファンやヒータファンのON,OFF切り換えなどにより学習条件が不成立となる場合も、切り換え後の安定に要する短時間で学習可能となるため、例えば、図3のステップ9でエアコンがOFFからONとなる場合の他に含めて、ステップ10のOFFディレイ時間の経過を待って学習させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載の発明の基本構成を示すブロック図。
【図2】実施の形態における内燃機関のシステム構成図。
【図3】実施の形態におけるアイドル回転学習のメインルーチンを示すフローチャート。
【図4】同上のアイドル回転学習のサブルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
1 内燃機関
3 コントロールユニット
7 エアフローメータ
8 スロットル弁
9 スロットルセンサ
10 クランク角センサ
13 モータ
14 車速センサ
15 ニュートラルスイッチ
16 電気負荷スイッチ
17 アクセル開度センサ
Claims (2)
- 均質燃焼と成層燃焼とを運転条件に応じて切り換える内燃機関のアイドル運転時に、機関回転速度を目標アイドル回転速度に近づけるように吸気系の開口面積をフィードバック制御しつつ、所定の学習条件成立時に均質燃焼に切り換えて安定した上で吸気系の開口面積の目標値に対する補正分を学習するアイドル回転学習手段を備えた内燃機関のアイドル回転学習制御装置において、
エアコンON,OFF時にそれぞれ前記アイドル回転学習を行うと共に、学習条件成立後均質燃焼の要求が出された後にエアコンのON,OFFが切り換えられて学習条件が不成立となったときは、均質燃焼の要求を維持したまま前記切り換え後の状態が設定されたディレイ時間を経過するまで継続するのを待って前記アイドル回転学習を行うエアコン条件学習切換手段を設けて構成したことを特徴とする内燃機関のアイドル回転学習制御装置。 - 前記均質燃焼の要求が出された後に、エアコンのON,OFF切り換え以外の要因で学習条件が不成立となったときは、成層燃焼の要求に切り換えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のアイドル回転学習装置。
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- 1998-08-28 JP JP24411298A patent/JP3569633B2/ja not_active Expired - Fee Related
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