JP3755188B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関を制御する各種制御値を運転状態に基づき更新記憶した学習値にて制御する内燃機関用制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、これに関連する先行技術文献としては、特公平1−43139号公報にて開示されたものが知られている。このものでは、内燃機関を制御する各種制御値を運転状態に基づき更新し学習値として記憶し読出して用いる学習制御技術が示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述するように内燃機関制御において、記憶されている学習値を必要に応じて読出して用いる場合、その学習値の記憶された周囲環境と現在の周囲環境とが大きく相違していることがある。
【0004】
例えば、外気温が高いとき(高温時)に車両を運転したのち放置し外気温が低くなってから(低温時)始動を行うような場合で、内燃機関制御として周知のアイドルスピードコントロール(Idle Speed Control:アイドル回転数制御;以下、単に『ISC』と記す)及びノックコントロールシステム(Knock Control System;以下、単に『KCS』と記す)の学習制御について考える。
【0005】
まず、高温時において、ISCでは吸気温が高温であると吸気される空気密度が減少し充填効率が低下するためISC弁は高開度側の制御値、KCSでは吸気温が高温であるとノッキングや過早点火(Pre-Ignition:プレイグニッション;以下、単に『プレイグ』と記す)が起こり易くなるため遅角側の制御値に各々更新されそれらの学習値が記憶される。
【0006】
次に、低温時における内燃機関の始動時において、ISCでは吸気温が低温であると吸気される空気密度が増大し充填効率が上昇するためISC弁は低開度側の制御値、KCSでは吸気温が低温であると着火性を損なうことなくトルクや燃費をよくするため進角側の制御値が要求される。しかし、このような制御値が要求される低温時に、高温時に学習・記憶された学習値をそのまま用いると、ISCでは吸気量過大、KCSでは過遅角となり、始動後の学習が終了するまでは内燃機関の必要以上の吹上がりが起こると共に、トルクや燃費が低下する等の不具合があった。
【0007】
これに対して、逆の周囲環境変化、即ち、学習時に吸気温が低温で、始動時に吸気温が高温であるような場合には、ISCではISC弁の低開度側の学習値に対し吸気温が高温であるため吸気される空気密度が減少し充填効率の低下による機関回転数の極端な低下やストール(Stall:機関停止)など運転性の不良、更に、KCSでは進角側の学習値に対し吸気温が高温であるためノッキングやプレイグが起こり易くなり内燃機関に損傷が生じる等の懸念があった。
【0008】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、内燃機関を制御する各種制御値を運転状態に基づき更新記憶した学習値にて制御するものにおいて、内燃機関の停止時と始動時との間の周囲環境に大きな変化があっても運転性の不良や運転状態の不調を生じることのない内燃機関用制御装置の提供を課題としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の内燃機関用制御装置によれば、内燃機関の始動時に温度検出手段で検出された機関温度が所定温度未満であるときには、機関停止から間もない再始動時であるか、機関停止から多くの時間が経過したのちの始動時であるかを判定することができなくて、内燃機関の停止時と始動時との間の周囲環境に大きな変化があり得るため、運転状態に基づき更新され記憶されている学習値が初期化される。また、内燃機関の始動時における機関温度が所定温度以上であるときには、内燃機関を停止してから間もない再始動時であると推定でき、内燃機関の停止時と始動時との間の周囲環境に大きな変化がないと言えるため、学習値がそのまま用いられる。このため、内燃機関の始動時において、内燃機関の停止時と始動時との間の周囲環境に大きな変化がないときには学習値を用いた適切な内燃機関制御ができ、例え周囲環境に大きな変化があっても良好な運転性や運転状態が得られるという効果が得られる。
【0010】
請求項2の内燃機関用制御装置では、周囲環境に大きな変化があったか否かを判断するための所定温度を冷間始動時に取得る機関温度よりも高く、暖機完了後に取得る機関温度よりも低い温度に設定することにより、より確実に内燃機関の停止時と始動時との間の周囲環境の変化の有無を判定することができる。つまり、始動時の機関温度が所定温度以上であれば通常環境において存在し得る冷間始動時の機関温度を越えており、機関停止から間もない再始動時であると判定することができる。また、始動時の機関温度が所定温度未満のときには、機関温度が暖機完了後に取得る機関温度より低い温度よりも更に低いため、機関停止後かなり時間が経過しており、周囲環境も変化していると判定することができる。
【0011】
請求項3の内燃機関用制御装置では、機関制御手段にて内燃機関の始動時において、学習値がその時の機関温度に応じて初期化されることで、機関温度が所定温度未満のときの制御値が一律でないため、内燃機関がより適切に制御されるという効果が得られる。
【0012】
請求項4の内燃機関用制御装置によれば、運転状態に基づき更新され記憶されている学習値が始動時に温度検出手段で検出された内燃機関の機関温度に応じて、前記内燃機関の停止時と始動時との間の周囲環境に変化があったときのことを考慮して、補正される。つまり、内燃機関の始動時の機関温度が所定温度未満のときには、冷間始動時か再始動時か分からないため機関温度が高いほど学習値が大きくなるように補正され、内燃機関の始動時の機関温度が所定温度以上のときには、機関停止から間もない再始動時であるとして学習値が補正されることなくそのまま用いられ、内燃機関が制御される。このように、内燃機関の始動時において、内燃機関の停止時と始動時との間の周囲環境に大きな変化があっても機関温度に応じて学習値が補正されることで、より適切に内燃機関制御され運転性や運転状態が改善されるという効果が得られる。
【0015】
請求項5の内燃機関用制御装置では、機関制御手段で補正後の学習値に対する上限ガードとしての所定値が設定されるため、内燃機関の始動時における必要以上の吹上がりが防止できるという効果が得られる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【0017】
図1は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置を示す概略構成図である。なお、本実施例では、ISCの学習制御への適用について説明する。
【0018】
図1において、内燃機関10には吸気通路11と排気通路12とが接続されている。吸気通路11を通って所定の空気量が導入される。吸気通路11の途中には図示しないアクセルペダルに連動して開閉動作されるスロットル弁13が配設され、このスロットル弁13にはその全閉状態を検出するアイドルスイッチ14が配設されている。また、吸気通路11にはスロットル弁13を迂回するようにバイパス通路15が配設されており、このバイパス通路15の途中にはISC弁16が配設されている。スロットル弁13が全閉状態となるとアイドルスイッチ14がオンとなり、ISC弁16のデューティ比制御による開度調整により内燃機関10のアイドル運転時における吸入空気量が調整され機関回転数が変更される。
【0019】
また、吸気通路11には燃料噴射弁17が配設され、図示しない燃料タンクから送出された加圧状態の燃料が内燃機関10内に噴射供給される。そして、内燃機関10には、機関温度としての冷却水温THWを検出する水温センサ21が配設され、内燃機関10の図示しないカムシャフトには、機関回転数NEを検出する回転角センサ22を内蔵するディストリビュータ23が配設されている。このディストリビュータ23にはイグナイタ24が接続されている。また、内燃機関10からの排気ガスが排出される排気通路12には排気ガス中の酸素濃度VOXを検出するO2 (酸素)センサ25が配設されている。
【0020】
30はECU(Electronic Control Unit:電子制御装置)であり、ECU30にはアイドルスイッチ14、水温センサ21、回転角センサ22、O2 センサ25、図示しないエアコンをオン/オフするエアコン(以下、単に『A/C』と記す)スイッチ26等からの出力信号が入力されている。
【0021】
ECU30は、周知の中央処理装置としてのCPU31、制御プログラムを記憶したROM32、各種データを記憶するRAM33、B/U(バックアップ)RAM34、入出力回路35及びそれらを接続するバスライン36等からなる論理演算回路として構成されている。そして、ECU30内のCPU31で各種入力信号、ROM32、RAM33、B/URAM34内のプログラムやデータ等に基づき演算され、ISC弁16にデューティ比信号ISCDuty 、燃料噴射弁17に燃料噴射量信号TAU、イグナイタ24に点火時期信号Igの各駆動信号が出力される。
【0022】
これにより、ISCでは、ECU30にて内燃機関10のアイドル運転中において目標機関回転数となるようにISC弁16の開度が調整され吸入空気量が増減制御される。また、A/F(空燃比)制御では、ECU30にてO2 センサ25で検出された内燃機関10への混合気のA/Fが一定となるように燃料噴射弁17からの燃料噴射量が増減制御される。そして、KCSでは、ECU30にて回転角センサ22で検出された内燃機関10のクランク角に対する点火時期が適切となるようにイグナイタ24からの点火信号が進角・遅角制御される。
【0023】
以下、本発明の実施の形態の一実施例の動作について各制御ルーチン毎に説明する。
【0024】
〈ISCフィードバック補正値DFB演算のルーチン:図2参照〉
図2は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECU30内のCPU31におけるISCフィードバック補正値DFB演算の処理手順を示すフローチャートである。
【0025】
まず、ステップS101でA/Cがオンであるかかが判定される。ステップS101の判定条件が成立するときには、ステップS102に移行し、A/Cオン時の目標機関回転数NEACONが目標機関回転数NETとされる。一方、ステップS101の判定条件が成立しないときには、ステップS103に移行し、A/Cオフ時の目標機関回転数NEACOFが目標機関回転数NETとされる。ステップS102またはステップS103で目標機関回転数NETが設定されたのち、ステップS104に移行し、そのときの機関回転数NEが目標機関回転数NETを越えているかが判定される。ステップS104の判定条件が成立するときには、ISCフィードバック補正値DFBが大き過ぎるとしてステップS105に移行し、ISCフィードバック補正値DFBから所定値αが減算されISCフィードバック補正値DFBとされ、本ルーチンを終了する。一方、ステップS104の判定条件が成立しないときには、ISCフィードバック補正値DFBが小さ過ぎるとしてステップS106に移行し、ISCフィードバック補正値DFBに所定値αが加算されISCフィードバック補正値DFBとされ、本ルーチンを終了する。
【0026】
〈ISCのA/C補正値DAC及びISCのA/C補正学習値DACG演算のルーチン:図3参照〉
図3は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECU30内のCPU31におけるISCのA/C補正値DAC及びISCのA/C補正学習値DACG演算の処理手順を示すフローチャートである。
【0027】
まず、ステップS201でA/Cがオンであるかかが判定される。ステップS201の判定条件が成立するときには、ステップS202に移行し、ISCのA/C補正学習値DACGがISCのA/C補正値DACとされる。次にステップS203に移行して、ISCフィードバック補正値DFBがA/Cのオン時点のISCフィードバック補正値DFBLAST未満であるかが判定される。ステップS203の判定条件が成立するときには、ISCのA/C補正学習値DACGが大き過ぎるとしてステップS204に移行し、ISCのA/C補正学習値DACGから所定値βが減算されISCのA/C補正学習値DACGとされ、本ルーチンを終了する。一方、ステップS203の判定条件が成立しないときには、ISCフィードバック補正値DFBが小さ過ぎるとしてステップS205に移行し、ISCのA/C補正学習値DACGに所定値βが加算されISCのA/C補正学習値DACGとされ、本ルーチンを終了する。
【0028】
一方、ステップS201の判定条件が成立しないときには、ステップS206に移行し、ISCのA/C補正値DACが0とされたのち、ステップS207に移行し、ISCフィードバック補正値DFBがISCフィードバック補正値DFBLASTと更新され、本ルーチンを終了する。
【0029】
〈ISC学習値DISCG演算のルーチン:図4参照〉
図4は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECU30内のCPU31におけるISC学習値DISCG演算の処理手順を示すフローチャートである。なお、このISC学習値DISCG演算処理はA/CがオフでISCのA/C補正値DACが0でありその他の電気負荷等による負荷補正が不要であるときに実施される。
【0030】
まず、ステップS301でISCフィードバック補正値DFBが0未満であるかが判定される。ステップS301の判定条件が成立するときには、そのときのISC学習値DISCGが大き過ぎるとしてステップS302に移行し、ISC学習値DISCGから所定値γが減算されISC学習値DISCGとされ、本ルーチンを終了する。
【0031】
一方、ステップS301の判定条件が成立しないときには、そのときのISC学習値DISCGが小さ過ぎるとしてステップS303に移行し、ISC学習値DISCGに所定値γが加算されISC学習値DISCGとされ、本ルーチンを終了する。
【0032】
このようにして、内燃機関10のISCにおけるISCフィードバック補正値DFB、ISCのA/C補正値DAC及びISCのA/C補正学習値DACG、ISC学習値DISCGが運転状態に基づき更新され、次式(1)にてISC弁16に出力する最終のISC出力値DISCが算出される。
【0033】
【数1】
DISC=DB+DAC+DFB+DISCG ・・・(1)
ここで、DBは水温センサ21で検出される冷却水温をパラメータとしてマップにて設定される基本出力値である。そして、予め設定されたISC弁16の特性テーブル(図示略)に基づき上式(1)にて求められたISC出力値DISCを実現するためのISC弁16に対するデューティ比が算出され、その出力信号ISCDuty がISC弁16に出力されることで内燃機関制御のISCにおける所望の空気流量を得ることができる。
【0034】
図5は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置が適用されたISCで、上述の図2、図3及び図4のフローチャートに基づき、A/C負荷が加わったときのISCのA/C補正値等の遷移状態を示すタイムチャートである。
【0035】
図5において、A/Cスイッチが時刻t0 でオフからオン、時刻t2 でオンからオフとされている。ここで、時刻t0 以前及び時刻t2 以後をA/Cオフ時、時刻t0 から時刻t2 までをA/Cオン時という。
【0036】
時刻t0 におけるA/Cオン時、機関回転数NEがそれまでのA/Cオフ時の目標機関回転数NEACOFからA/Cオン時の目標機関回転数NEACONとなるようにISCフィードバック補正値DFBが時刻t0 時点でのISCフィードバック補正値DFBLASTから増加される。そして、時刻t1 で機関回転数NEがA/Cオン時の目標機関回転数NEACONを越えるとISCフィードバック補正値DFBが減少方向に転じられることで機関回転数NEはオーバシュート状態からA/Cオン時の目標機関回転数NEACONに一致するように遷移される。そして、機関回転数NEは時刻t2 で元のA/Cオフ時の目標機関回転数NEACOFに戻すようにされる。
【0037】
このとき、ISCのA/C補正値DACは、ISCフィードバック補正値DFBの遷移状態に応じて変化されるため、時刻t0 におけるA/Cオン時の初期値が増加されたのち時刻t1 から減少され最終的にA/Cオン時の初期値よりも小さい値に落ちつくこととなる。更に、ISC出力値DISCは、ISCのA/C補正値DACの遷移状態と同様に、時刻t0 におけるA/Cオン時の初期値が増加されたのち時刻t1 から減少され最終的にA/Cオン時の初期値よりも小さい値に落ちつくこととなる。そして、時刻t2 で元のA/Cオフ時のISCのA/C補正値DAC、ISC出力値DISCに戻される。このようにして、A/Cオン時において適正な機関回転数NEに収束させるためのISCのA/C補正値DAC(ISCのA/C補正学習値DACG)を求めることができる。
【0038】
図6は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECU30内のCPU31における学習値(ISCのA/C補正学習値DACG、ISC学習値DISCG)の反映可否判定の処理手順を示すフローチャートである。
【0039】
ステップS401で、水温センサ21により検出された冷却水温THWが読込まれる。次にステップS402に移行して、冷却水温THWが冷間始動時に取得る冷却水温よりも高く、暖機完了後に取得る冷却水温よりも低い温度に設定された所定温度としての例えば、50℃以上であるかが判定される。ステップS402の判定条件が成立するときには、冷却水温THWが通常環境において存在し得る冷間始動時の冷却水温より高いため、内燃機関10を停止してから間もない再始動時であると推定でき、学習値をそのまま用いても何ら不都合を生じることがないため、ステップS403に移行し、ECU30内のB/URAM34に記憶されている学習値としてのISCのA/C補正学習値DACG、ISC学習値DISCGを反映した内燃機関制御処理が実行される。
【0040】
一方、ステップS402の判定条件が成立せず、水温センサ21によって検出された冷却水温THWが50℃未満であるときには、冷間始動時か再始動時かの判定不能であり、学習値をそのまま用いることは内燃機関制御に不具合が生じる可能性があるため、内燃機関に損傷を与えることなく車両の走行に不都合を生じないように、ステップS404に移行し、ECU30内のB/URAM34に記憶されているISCのA/C補正学習値DACG、ISC学習値DISCGがそのときの冷却水温THWに基づいて初期化または補正され内燃機関制御処理が実行される。
【0041】
ここで、始動時の冷却水温THWが50℃未満で学習値を初期化するときには、冷却水温THWが高いほど初期値が大きくなる図7に示すマップに基づき、読込まれた始動時の冷却水温THW〔℃〕に応じた初期値が算出される。これにより、ISCでは冷却水温THWに応じたISCのA/C補正学習値DACG、ISC学習値DISCGの初期値が用いられることで、始動後の学習が終了するまでの期間において、内燃機関10はストールの発生が防止されつつ必要以上の吹上がりが抑制される。
【0042】
また、始動時の冷却水温THWが50℃未満で学習値を補正するときには、冷却水温THWの高低に応じて補正量が正負に変化するような図8に示すマップに基づき、読込まれた始動時の冷却水温THW〔℃〕に応じた補正量が算出される。
【0043】
ISCのA/C補正では負荷としての外気温が高いほど大きく、大きな補正量を要求されるが、始動時の冷却水温THWに応じてISCのA/C補正量を設定すれば必ず要求される値より大きく設定されることとなるため、内燃機関10に不具合が生じることはない。なお、このとき、ISCのA/C補正量には、補正された結果が所定値以上となって機関回転数が必要以上に高くならないように上限ガードを設けてもよい。
【0044】
このように、本実施例の内燃機関用制御装置は、内燃機関10の機関温度としての冷却水温THWを検出する温度検出手段としての水温センサ21と、内燃機関10を制御する各種制御値を運転状態に基づき更新し学習値として算出するECU30にて達成される学習値演算手段と、前記学習値演算手段で算出された前記学習値を記憶するECU30にて達成される学習値記憶手段と、内燃機関10の始動時に水温センサ21で検出された冷却水温THWが所定温度としての50℃未満のときには前記学習値記憶手段に記憶された前記学習値を初期化して内燃機関10を制御し、所定温度としての50℃以上のときには前記学習値をそのまま用いて内燃機関10を制御するECU30にて達成される機関制御手段とを具備するものである。
【0045】
ここで、内燃機関10の始動時に水温センサ21で検出された冷却水温THWが50℃未満、即ち、冷却水温THWが通常環境において存在し得る冷間始動時の温度範囲内にあるときには、機関停止から間もない再始動時であるか、機関停止から多くの時間が経過したのちの始動時であるかを判定することができない。このときには、内燃機関の停止時と始動時との間の周囲環境に大きな変化があり得るため、記憶されている学習値が初期化されることによって安全側とされ内燃機関10のエンスト、ノッキング、プレイグ等が防止される。一方、内燃機関10の始動時の冷却水温THWが50℃以上であるときには、冷却水温THWが通常環境において存在し得る冷間始動時の冷却水温より高いため、内燃機関10を停止してから間もない再始動時であると推定できる。このときには、内燃機関の停止時と始動時との間の周囲環境に変化がないと言えるため、記憶されている学習値をそのまま用いても運転性の不良や運転状態の不調を生じることがない。
【0046】
また、本実施例の内燃機関用制御装置の所定温度を、内燃機関10が冷間始動時に取得る機関温度としての冷却水温THWよりも高く、暖機完了後に取得る機関温度としての冷却水温THWよりも低い温度に設定するものである。ここで、通常環境において存在し得る冷間始動時の冷却水温THWは外気温と等しいかやや高いと言える。このため、所定温度が冷間始動時に取得る冷却水温THWよりも高く、暖機完了後に取得る機関温度としての冷却水温THWよりも低い温度範囲内に設定されることで、始動時の冷却水温THWが所定温度以上であれば機関停止から間もない再始動時であると判定することができる。
【0047】
そして、本実施例の内燃機関用制御装置のECU30にて達成される機関制御手段は、内燃機関10の始動時の機関温度としての冷却水温THWに応じて前記学習値を初期化するものである。したがって、内燃機関10の始動時において、学習値がその時の冷却水温THWに応じた初期値とされる。このように、冷却水温THWが所定温度未満のとき、初期値が一律でなくそのときの冷却水温に応じて設定されることで内燃機関10の過剰な吹上がりが防止されると共に、エンスト、ノッキング、プレイグ等が防止されるため、内燃機関10の始動時における運転性や運転状態が改善される。
【0048】
更に、本実施例の内燃機関用制御装置は、内燃機関10の機関温度としての冷却水温THWを検出する温度検出手段としての水温センサ21と、内燃機関10を制御する各種制御値を運転状態に基づき更新し学習値として算出するECU30にて達成される学習値演算手段と、前記学習値演算手段で算出された前記学習値を記憶するECU30にて達成される学習値記憶手段と、内燃機関10の始動時に水温センサ21で検出された冷却水温THWに応じて、内燃機関10の停止時と始動時との間の周囲環境に変化があったときのことを考慮して、前記学習値記憶手段に記憶された前記学習値を補正して内燃機関10を制御するECU30にて達成される機関制御手段とを具備するものである。
【0049】
したがって、内燃機関10の停止時と始動時との間の周囲環境の変化が考慮され、運転状態に基づき更新され記憶されている学習値が始動時に水温センサ21で検出された内燃機関10の冷却水温THWに応じて補正される。これにより、内燃機関10の停止時と始動時との間の周囲環境に大きな変化があっても、現在の冷却水温THWに応じて学習値が補正されるためエンスト、ノッキング、プレイグ等が防止されて内燃機関10の始動時における運転性や運転状態が改善される。
【0050】
更にまた、本実施例の内燃機関用制御装置のECU30にて達成される機関制御手段は、内燃機関10の始動時の機関温度としての冷却水温THWが所定温度未満のときには前記学習値を補正して内燃機関10を制御し、所定温度以上のときには前記学習値をそのまま用いて内燃機関10を制御するものである。
【0051】
したがって、内燃機関の始動時の冷却水温THWが所定温度以上では、機関停止から間もない再始動時であるとして学習値をそのまま用い、所定温度未満では冷間始動時か再始動時かが分からないため学習値が補正される。このように、再始動時であれば学習値が補正されることなくそのまま生かされ、再始動時と判定できなければ学習値が補正されるというように内燃機関の停止時と始動時との間の周囲環境に大きな変化があったときのことが考慮され、始動時における内燃機関10がより適切に制御されることで運転性や運転状態が改善される。
【0052】
加えて、本実施例の内燃機関用制御装置のECU30にて達成される機関制御手段は、内燃機関10の始動時の機関温度としての冷却水温THWが所定温度未満のとき、冷却水温THWが高いほど前記学習値が大きくなるように補正するものである。即ち、内燃機関10の始動時の冷却水温THWが所定温度未満であって、高いほど大きくなるように学習値が補正されるため、始動時における内燃機関10の運転性や運転状態が改善される。
【0053】
また、本実施例の内燃機関用制御装置のECU30にて達成される機関制御手段は、前記補正された学習値に上限ガードを設けるものである。即ち、補正後の学習値に対する上限ガードとしての所定値が設定されるため、内燃機関10の必要以上の吹上がりが防止される。
【0054】
ところで、上記実施例では、内燃機関の学習制御としてISCへの適用について述べたが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、この他、KCS,A/F制御にも同様に適用することができる。なお、A/F制御では、水温センサ21によって検出された冷却水温THWが所定温度未満であるとき、内燃機関10が供給燃料量不足で不調とならないよう学習値は冷却水温にかかわらず初期化する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置を示す概略構成図である。
【図2】 図2は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECU内のCPUにおけるISCフィードバック補正値演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図3】 図3は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECU内のCPUにおけるISCのA/C補正値及びISCのA/C補正学習値演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図4】 図4は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECU内のCPUにおけるISC学習値演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図5】 図5は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置が適用されたISCでA/C負荷が加わったときのISCのA/C補正値等の遷移状態を示すタイムチャートである。
【図6】 図6は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECU内のCPUにおける学習値の反映可否判定の処理手順を示すフローチャートである。
【図7】 図7は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で用いられる始動時の冷却水温と初期値との関係を示すマップである。
【図8】 図8は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で用いられる始動時の冷却水温と補正量との関係を示すマップである。
【符号の説明】
10 内燃機関
21 水温センサ(温度検出手段)
30 ECU(電子制御装置)
31 CPU[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an internal combustion engine control apparatus that controls various control values for controlling an internal combustion engine using learned values that are updated and stored based on operating conditions.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a prior art document related to this, what is disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-443139 is known. This shows a learning control technique in which various control values for controlling an internal combustion engine are updated based on operating states, stored as learned values, read out, and used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as described above, in the internal combustion engine control, when the stored learned value is read and used as necessary, the ambient environment in which the learned value is stored and the current ambient environment are greatly different. is there.
[0004]
For example, when the outside air temperature is high (high temperature), the vehicle is left to stand and the engine is started after the outside air temperature is low (low temperature). Control: idle speed control; hereinafter simply referred to as “ISC”) and knock control system (hereinafter simply referred to as “KCS”) learning control will be considered.
[0005]
First, at high temperature, if the intake air temperature is high at ISC, the intake air density decreases and the charging efficiency is lowered. Therefore, the ISC valve is knocked when the intake air temperature is high at the control value on the high opening side, and at KCS. Since pre-ignition (pre-ignition; hereinafter simply referred to as “pre-ignition”) is likely to occur, the control values on the retard side are updated and their learning values are stored.
[0006]
Next, when the internal combustion engine is started at a low temperature, if the intake temperature is low in ISC, the intake air density increases and the charging efficiency increases. When the temperature is low, an advanced control value is required to improve torque and fuel consumption without impairing ignitability. However, if the learning value learned and stored at a high temperature is used as it is at a low temperature where such a control value is required, the intake amount is excessive in ISC and excessively retarded in KCS, and until learning after starting is completed. There was a problem that the internal combustion engine was blown up more than necessary, and the torque and fuel consumption were reduced.
[0007]
On the other hand, when the ambient temperature changes in the opposite direction, that is, when the intake air temperature is low during learning and the intake air temperature is high during start-up, ISC absorbs the learning value on the low opening side of the ISC valve. Since the air temperature is high, the intake air density decreases and the charging efficiency decreases, resulting in a drastic reduction in engine speed and stall (Stall: engine stop). On the other hand, since the intake air temperature is high, there is a concern that knocking and pre-ignition easily occur and the internal combustion engine is damaged.
[0008]
Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and controls various control values for controlling an internal combustion engine with learning values updated and stored based on operating states. When the internal combustion engine is stopped and started It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that does not cause poor operability or malfunction of the operating state even if there is a great change in the surrounding environment.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the control apparatus for an internal combustion engine of claim 1, when the engine temperature detected by the temperature detecting means at the time of starting the internal combustion engine is lower than the predetermined temperature, it is a restart time shortly after the engine stop, or the engine stop Since it is not possible to determine whether the engine is starting after a long time has passed since the start of the operation, there can be a large change in the ambient environment between when the internal combustion engine is stopped and when it is started. The stored learning value is initialized. Further, when the engine temperature at the time of starting the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined temperature, it can be estimated that the internal combustion engine is restarted shortly after it is stopped. Since it can be said that there is no big change in the environment, the learning value is used as it is. For this reason, when the internal combustion engine is started, if there is no significant change in the ambient environment between when the internal combustion engine is stopped and started, appropriate internal combustion engine control using the learned value can be performed, for example, there is a significant change in the ambient environment. Even if it exists, the effect that a favorable drivability and driving | running state are obtained is acquired.
[0010]
In the control device for an internal combustion engine according to claim 2, the predetermined temperature for judging whether or not there is a large change in the surrounding environment is higher than the engine temperature acquired at the cold start and higher than the engine temperature acquired after the warm-up is completed. By setting the temperature to a low temperature, it is possible to more reliably determine whether the surrounding environment has changed between when the internal combustion engine is stopped and when it is started. That is, if the engine temperature at the start is equal to or higher than the predetermined temperature, it can be determined that the engine temperature exceeds the cold start that can exist in the normal environment, and the engine is restarted shortly after the engine is stopped. Also, when the engine temperature at the start is less than the predetermined temperature, the engine temperature is lower than the engine temperature obtained after completion of warm-up, so that a considerable time has passed since the engine stopped and the surrounding environment also changes. Can be determined.
[0011]
In the control device for an internal combustion engine according to claim 3, when the engine temperature is less than a predetermined temperature, the learning value is initialized according to the engine temperature at that time when the internal combustion engine is started by the engine control means. Since the values are not uniform, an effect that the internal combustion engine is more appropriately controlled can be obtained.
[0012]
According to the control device for an internal combustion engine of claim 4, when the internal combustion engine is stopped according to the engine temperature of the internal combustion engine in which the learning value updated and stored based on the operating state is detected by the temperature detection means at the start. The correction is made in consideration of a change in the ambient environment between the engine and the starting time. In other words, when the engine temperature at the start of the internal combustion engine is lower than the predetermined temperature, it is not known whether it is cold start or restart, so the higher the engine temperature is corrected so that the learned value becomes larger. When the engine temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, it is assumed that the engine is restarting soon after the engine is stopped, and the learning value is used as it is without being corrected to control the internal combustion engine. in this way When the internal combustion engine is started, the learning value is corrected according to the engine temperature even if there is a large change in the ambient environment between the stop and start of the internal combustion engine. Is more properly controlled internal combustion engine The effect of improving drivability and driving conditions can be obtained.
[0015]
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples.
[0017]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a control device for an internal combustion engine according to an example of an embodiment of the present invention. In the present embodiment, application of ISC to learning control will be described.
[0018]
In FIG. 1, an
[0019]
Further, a
[0020]
[0021]
The
[0022]
As a result, in the ISC, the opening of the
[0023]
Hereinafter, the operation of an example of the embodiment of the present invention will be described for each control routine.
[0024]
<ISC feedback correction value DFB calculation routine: see FIG. 2>
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of ISC feedback correction value DFB calculation in the
[0025]
First, in step S101, it is determined whether A / C is on. When the determination condition of step S101 is satisfied, the routine proceeds to step S102, where the target engine speed NEACON when the A / C is on is set as the target engine speed NET. On the other hand, when the determination condition of step S101 is not satisfied, the routine proceeds to step S103, where the target engine speed NEACOF when the A / C is off is set to the target engine speed NET. After the target engine speed NET is set in step S102 or step S103, the process proceeds to step S104, and it is determined whether the engine speed NE at that time exceeds the target engine speed NET. When the determination condition in step S104 is satisfied, it is determined that the ISC feedback correction value DFB is too large, the process proceeds to step S105, the predetermined value α is subtracted from the ISC feedback correction value DFB to obtain the ISC feedback correction value DFB, and this routine is terminated. . On the other hand, when the determination condition of step S104 is not satisfied, the ISC feedback correction value DFB is too small, the process proceeds to step S106, and the predetermined value α is added to the ISC feedback correction value DFB to obtain the ISC feedback correction value DFB. finish.
[0026]
<ISC A / C Correction Value DAC and ISC A / C Correction Learning Value DACG Calculation Routine: See FIG. 3>
FIG. 3 shows the calculation of the ISC A / C correction value DAC and the ISC A / C correction learning value DACG in the
[0027]
First, in step S201, it is determined whether A / C is on. When the determination condition in step S201 is satisfied, the process proceeds to step S202, where the ISC A / C correction learning value DACG is set as the ISC A / C correction value DAC. Next, the process proceeds to step S203, where it is determined whether the ISC feedback correction value DFB is less than the ISC feedback correction value DFBLAST at the A / C ON time. If the determination condition of step S203 is satisfied, the ASC correction learning value DACG of the ISC is too large, and the process proceeds to step S204. The predetermined value β is subtracted from the ASC correction learning value DACG of the ISC, and the A / C of the ISC. The corrected learning value DACG is set, and this routine is terminated. On the other hand, if the determination condition in step S203 is not satisfied, the ISC feedback correction value DFB is too small, and the process proceeds to step S205, where the predetermined value β is added to the ASC correction learning value DACG of the ISC and the ASC correction learning of the ISC is performed. The value is set to DACG, and this routine ends.
[0028]
On the other hand, when the determination condition of step S201 is not satisfied, the process proceeds to step S206, the ASC correction value DAC of ISC is set to 0, then the process proceeds to step S207, and the ISC feedback correction value DFB becomes the ISC feedback correction value DFBLAST. And the routine ends.
[0029]
<ISC Learning Value DISCG Calculation Routine: See FIG. 4>
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of ISC learning value DISCG calculation in the
[0030]
First, in step S301, it is determined whether the ISC feedback correction value DFB is less than zero. When the determination condition in step S301 is satisfied, the current ISC learning value DISCG is too large, and the process proceeds to step S302. The predetermined value γ is subtracted from the ISC learning value DISCG to obtain the ISC learning value DISCG, and this routine is terminated. .
[0031]
On the other hand, when the determination condition of step S301 is not satisfied, the ISC learning value DISCG at that time is too small, the process proceeds to step S303, and a predetermined value γ is added to the ISC learning value DISCG to obtain the ISC learning value DISCG. finish.
[0032]
In this way, the ISC feedback correction value DFB, the ISC A / C correction value DAC, the ISC A / C correction learning value DACG, and the ISC learning value DISCG in the ISC of the
[0033]
[Expression 1]
DISC = DB + DAC + DFB + DISCG (1)
Here, DB is a basic output value set on the map using the cooling water temperature detected by the
[0034]
FIG. 5 is an ISC to which the control device for an internal combustion engine according to an example of the embodiment of the present invention is applied, and when an A / C load is applied based on the flowcharts of FIGS. 2, 3 and 4 described above. It is a time chart which shows transition states, such as an A / C correction value of ISC.
[0035]
In FIG. 5, the A / C switch is turned from off to on at time t0 and from on to off at time t2. Here, the time before time t0 and the time after time t2 are called A / C off time, and the time from time t0 to time t2 is called A / C on time.
[0036]
When the A / C is turned on at time t0, the ISC feedback correction value DFB is set so that the engine speed NE becomes the target engine speed NEACON when the A / C is turned on from the target engine speed NEACOF when the A / C is turned off. It is increased from the ISC feedback correction value DFBLAST at time t0. When the engine speed NE exceeds the target engine speed NEACON when the A / C is on at time t1, the ISC feedback correction value DFB is turned in a decreasing direction, so that the engine speed NE is changed from the overshoot state to the A / C on state. Transition is made to coincide with the target engine speed NEACON at the time. The engine speed NE is returned to the original engine speed NEACOF at the time of original A / C off at time t2.
[0037]
At this time, since the ASC correction value DAC of ISC is changed according to the transition state of the ISC feedback correction value DFB, the initial value when the A / C is turned on at time t0 is increased and then decreased from time t1. Eventually, it will settle to a value smaller than the initial value when A / C is on. Further, the ISC output value DISC is decreased from the time t1 after the initial value when the A / C is turned on at the time t0 is increased, and finally the A / C is output, similarly to the transition state of the ASC correction value DAC of the ISC. It will settle to a value smaller than the initial value at the time of ON. At time t2, the ASC correction value DAC and ISC output value DISC are restored to the original I / C off time. In this way, the ISC A / C correction value DAC (ISC A / C correction learning value DACG) for convergence to an appropriate engine speed NE when A / C is ON can be obtained.
[0038]
FIG. 6 is a reflection of learning values (ISC A / C correction learning value DACG, ISC learning value DISCG) in the
[0039]
In step S401, the coolant temperature THW detected by the
[0040]
On the other hand, when the determination condition of step S402 is not satisfied and the cooling water temperature THW detected by the
[0041]
Here, when the learning value is initialized when the cooling water temperature THW at the start is less than 50 ° C., the initial value increases as the cooling water temperature THW increases, and the read cooling water temperature THW at the start is read based on the map shown in FIG. An initial value corresponding to [° C.] is calculated. Thus, in the ISC, the initial values of the ASC correction learning value DACG and the ISC learning value DISCG of the ISC corresponding to the coolant temperature THW are used, so that the
[0042]
Further, when the learning value is corrected when the coolant temperature THW at the start is less than 50 ° C., the read start time is read based on the map shown in FIG. 8 in which the correction amount changes positively or negatively according to the level of the coolant temperature THW. The correction amount corresponding to the cooling water temperature THW [° C.] is calculated.
[0043]
In ISC A / C correction, the higher the outside air temperature as a load, the larger and larger correction amount is required. However, it is always required if the ISC A / C correction amount is set according to the cooling water temperature THW at the start. Since the value is set to be larger than the value, there is no problem with the
[0044]
As described above, the control device for the internal combustion engine of the present embodiment operates the
[0045]
Here, when the cooling water temperature THW detected by the
[0046]
Further, the predetermined temperature of the control device for an internal combustion engine of the present embodiment is higher than the coolant temperature THW as the engine temperature acquired when the
[0047]
The engine control means achieved by the
[0048]
Further, the control device for an internal combustion engine according to the present embodiment sets the
[0049]
Therefore, Considering changes in the surrounding environment between when the
[0050]
Further, the engine control means achieved by the
[0051]
Therefore, if the coolant temperature THW at the start of the internal combustion engine is equal to or higher than the predetermined temperature, the learned value is used as it is when restarting immediately after the engine is stopped, and if it is less than the predetermined temperature, it is determined whether it is cold start or restart. The learning value is corrected because there is no. In this way, the learning value is used without correction if it is restarted, and the learning value is corrected if it is not determined that the engine is restarting. Considering the fact that there is a large change in the surrounding environment of the engine, the drivability and the operating state are improved by controlling the
[0052]
In addition, the engine control means achieved by the
[0053]
Further, the engine control means achieved by the
[0054]
In the above embodiment, the application to the ISC is described as the learning control of the internal combustion engine. However, the present invention is not limited to this, and in addition to the KCS and A / F control. Can be applied as well. In the A / F control, when the cooling water temperature THW detected by the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a control apparatus for an internal combustion engine according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of ISC feedback correction value calculation in a CPU in the ECU used in the control apparatus for an internal combustion engine according to an example of the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an ISC A / C correction value and an ISC A / C correction learning value in the CPU in the ECU used in the control apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention; It is a flowchart which shows the process sequence of a calculation.
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of ISC learning value calculation in a CPU in the ECU used in the control apparatus for an internal combustion engine according to an example of the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing transition states of ISC A / C correction values and the like when an A / C load is applied to the ISC to which the control apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied. It is a time chart which shows.
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure for determining whether or not to reflect a learned value in a CPU in an ECU used in the control device for an internal combustion engine according to an example of the embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a map showing the relationship between the cooling water temperature at the start and the initial value used in the control apparatus for an internal combustion engine according to an example of the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a map showing a relationship between the cooling water temperature at the start and the correction amount used in the control device for an internal combustion engine according to an example of the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Internal combustion engine
21 Water temperature sensor (temperature detection means)
30 ECU (electronic control unit)
31 CPU
Claims (5)
前記内燃機関を制御する各種制御値を運転状態に基づき更新し学習値として算出する学習値演算手段と、
前記学習値演算手段で算出された前記学習値を記憶する学習値記憶手段と、
前記内燃機関の始動時に前記温度検出手段で検出された前記機関温度が所定温度未満のときには前記学習値記憶手段に記憶された前記学習値を初期化して前記内燃機関を制御し、所定温度以上のときには前記学習値をそのまま用いて前記内燃機関を制御する機関制御手段とを具備することを特徴とする内燃機関用制御装置。Temperature detecting means for detecting the engine temperature of the internal combustion engine;
Learning value calculating means for updating various control values for controlling the internal combustion engine based on the operating state and calculating as learning values;
Learning value storage means for storing the learning value calculated by the learning value calculation means;
When the engine temperature detected by the temperature detecting means at the start of the internal combustion engine is lower than a predetermined temperature, the learning value stored in the learning value storage means is initialized to control the internal combustion engine, An internal combustion engine control apparatus comprising engine control means for controlling the internal combustion engine using the learned value as it is.
前記内燃機関を制御する各種制御値を運転状態に基づき更新し学習値として算出する学習値演算手段と、
前記学習値演算手段で算出された前記学習値を記憶する学習値記憶手段と、
前記内燃機関の始動時に前記温度検出手段で検出された前記機関温度に応じて、前記内燃機関の停止時と始動時との間の周囲環境に変化があったときのことを考慮して、前記学習値記憶手段に記憶された前記学習値を補正して前記内燃機関を制御する機関制御手段とを具備し、
前記機関制御手段は、前記内燃機関の始動時の前記機関温度が所定温度未満のときには機関温度が高いほど前記学習値が大きくなるように補正して前記内燃機関を制御し、所定温度以上のときには前記学習値をそのまま用いて前記内燃機関を制御することを特徴とする内燃機関用制御装置。Temperature detecting means for detecting the engine temperature of the internal combustion engine;
Learning value calculating means for updating various control values for controlling the internal combustion engine based on the operating state and calculating as learning values;
Learning value storage means for storing the learning value calculated by the learning value calculation means;
In consideration of a change in the ambient environment between the stop and start of the internal combustion engine according to the engine temperature detected by the temperature detection means at the start of the internal combustion engine, Engine control means for controlling the internal combustion engine by correcting the learning value stored in the learning value storage means ,
The engine control means controls the internal combustion engine by correcting the engine value so that the learned value increases as the engine temperature is higher when the engine temperature at the start of the internal combustion engine is lower than a predetermined temperature. A control apparatus for an internal combustion engine that controls the internal combustion engine using the learned value as it is.
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