JP3833317B2 - 内燃機関の２次空気量制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の吸気系の２次空気量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の吸気系に設けられたスロットル弁をバイパスする２次空気通路（補助空気通路）を設け、そこを開閉する制御弁の開度を操作量として内燃機関がアイドル状態にあるとき、機関回転数が目標回転数となるようにフィードバック制御し、アイドル状態にないときはオープンループ制御する技術は、例えば特公平５−１５９０９号から知られている。
【０００３】
更に、特公平２−４３０１９号公報記載の技術において、機関回転数が目標回転数に向かって低下しつつある減速時に、制御弁開度を機関回転数の変化量に応じて制御して２次空気量を増量（いわゆるショットエア補正）し、よって機関回転数の急落時に機関ストールを防止することが提案されている。
【０００４】
その特公平２−４３０１９号公報記載の技術において、より具体的には、機関回転数がアイドル判別回転数（「ＮＡ」という）を下回り、更にそれより低回転側のしきい値（「ＮＳＡ」という）を下回ったとき、機関回転数の１サイクル間の変動量に応じて２次空気量を所定時間にわたって供給している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術（特公平２−４３０１９号）においては、機関回転数がしきい値（ＮＳＡ）を切ってから２次空気量を供給するため、車両が機関負荷となる運転状態、例えば走行レンジが選択（インギヤ）されて停車時（あるいは極低車速時）にブレーキが操作されるときに、アクセルペダルが一度踏まれて急閉される、いわゆるスナップ操作が行われると、２次空気量の供給が間に合わず、機関回転数が急落し、場合によっては機関がストールする恐れがあった。
【０００６】
従って、この発明の目的は上記した従来技術の欠点を解消し、車両が機関負荷となる運転状態に予め２次空気量を供給し、アクセルペダルが一度踏まれて急閉される、いわゆるスナップ操作が行われても、機関回転数が急落することなく、よって機関がストールすることがないようにした内燃機関の２次空気量制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明は請求項１項にあっては、内燃機関の吸気系に設けられたスロットル弁をバイパスする２次空気通路に配設された制御弁を有し、前記制御弁の開度を操作量として前記内燃機関に供給する２次空気量を制御する内燃機関の２次空気量制御装置において、前記内燃機関が搭載された車両の車速を検出する車速検出手段、前記車両の走行を制動するブレーキの作動を検出するブレーキ作動検出手段、前記スロットル弁の開度を検出するスロットル開度検出手段、前記検出された車速が所定以下のとき、前記ブレーキの作動が検出された場合、前記検出されたスロットル開度に応じて前記制御弁の開度の制御値を決定する制御値決定手段、少なくとも前記決定された制御値に基づいて前記制御弁の開度の指令値を算出する指令値算出手段、および前記指令値算出手段の出力に基づいて前記制御弁を駆動する制御弁駆動手段とを備えると共に、前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段、および前記検出された機関回転数に応じて前記制御値のリミット値を決定するリミット値決定手段とを備え、前記制御値決定手段は、前記決定されたリミット値以下となるように前記制御値を決定する如く構成した。
【０００９】
請求項２項にあっては、前記制御値決定手段は、前記制御値を所定時間にわたって決定する如く構成した。
【００１０】
【作用】
請求項１項に係る装置にあっては、検出された車速が所定以下のとき、ブレーキの作動が検出された場合、検出されたスロットル開度に応じて制御弁開度の制御値（操作量）を決定するように構成したので、車両が機関負荷となる運転状態に予め２次空気量を増量することいよって、アクセルペダルが一度踏まれて急閉される、いわゆるスナップ操作が行われても、機関回転数が急落することなく、よって機関がストールすることがない。
【００１１】
また、検出された機関回転数に応じて前記制御値のリミット値を決定し、リミット値以下となるように前記制御値を決定する如く構成したので、制御値を必要最小限度に止めることができる。
【００１２】
請求項２項にあっては、制御値を所定時間にわたって決定する如く構成したので、２次空気量の供給を円滑に行うことができ、機関回転数が急変することがない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１はこの発明に係る内燃機関の２次空気量制御装置を全体的に示す概略図であり、符号１０は例えば４気筒の内燃機関を示す。内燃機関１０には吸気管１２が接続され、吸気管１２の途中にはスロットルボディ１４が設けられ、内部にスロットル弁１６が配置される。スロットル弁１６にはスロットル開度センサ１８（図で「θＴＨ」と示す）が接続され、スロットル開度を電気信号に変換し、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２０に送出する。
【００１５】
スロットルボディ１４の下流で各気筒燃焼室（図示せず）の吸気弁（図示せず）の少し上流には燃料噴射弁２４が設けられる。燃料噴射弁２４は図示しない燃料ポンプに接続されると共に、ＥＣＵ２０に電気的に接続され、ＥＣＵ２０からの信号によって開弁時間が制御され、それに対応する燃料量を気筒に供給する。
【００１６】
吸気管１２において、前記燃料噴射弁２４およびスロットルボディ１４の間には、吸気管１２内と大気とを連通する２次空気通路２６が接続される。２次空気通路２６の大気開口端にはエアクリーナ２８が取り付けられると共に、２次空気通路２６の途中には２次空気量を制御する制御弁（ＥＡＣＶ）３０が配置される。
【００１７】
制御弁３０は常閉型であり、２次空気通路２６の開度（開口面積）を連続的に変化する弁体３０ａと、その弁体３０ａを閉塞方向に付勢するスプリング３０ｂと、通電時に弁体３０ａをスプリング３０ｂの付勢力に抗して開放方向に移動させる電磁ソレノイド３０ｃからなる。
【００１８】
前記スロットルボディ１４のスロットル弁１６の下流には分岐管３２を介して絶対圧センサ３４（図で「ＰＢＡ」と示す）が設けられ、吸気管圧力を絶対圧で検出する。また内燃機関１０の冷却水通路（図示せず）付近には機関冷却水温センサ４０（図で「ＴＷ」と示す）が設けられ、機関冷却水温を検出する。
【００１９】
また、機関のクランク軸（図示せず）などの回転部の付近にはクランク角センサ４２（図で「ＮＥ」と示す）が設けられ、ＴＤＣに関連した所定クランク角度およびそれを細分した単位クランク角度を検出する。また、内燃機関１０の付近には大気圧センサ４４が設けられ、内燃機関１０が位置する場所の大気圧を検出する。
【００２０】
更に、内燃機関１０の出力は、前進４段後進１段の変速機構を備えると共に、Ｄ，Ｒなどの走行レンジ、およびＰ，Ｎなどの非走行レンジを備えた自動変速機（図で「Ａ／Ｔ」と示す）に接続されると共に、内燃機関１０および自動変速機ＡＴは一体的に車両（図示せず）に搭載される。
【００２１】
車両のドライブシャフト（図示せず）の付近には車速センサ４６が設けられてドライブシャフト１回転当たりの信号を出力すると共に、そのブレーキ（図示せず）の付近にはブレーキスイッチ４８が設けられ、ブレーキが作動された否かを検出する。
【００２２】
更に、前記自動変速機の付近にはその油圧パワーステアリング機構（図示せず）の作動を検出するパワステスイッチ５０が設けられる。また、内燃機関１０には吸気弁および排気弁のリフト量および開閉タイミングを機関回転数（および機関負荷）に従って２分される高低２種の特性で切り換える、可変バルブタイミング機構（図で「ＶＴ」と示す）が設けられる。可変バルブタイミング機構ＶＴには、選択されているタイミング特性を検出するバルブタイミングセンサ５２が設けられる。
【００２３】
上記した絶対圧センサ３４などの出力は、ＥＣＵ２０に送られる。ＥＣＵ２０は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号をデジタル信号に変換する入力回路２０ａおよびＣＰＵ２０ｂを備える。
【００２４】
ＣＰＵ２０ｂはクランク角センサ４２の出力をカウントして機関回転数ＮＥを算出し、車速センサ４６の出力をカウントして車速Ｖを算出すると共に、記憶手段２０ｃに一次格納されたその他の運転パラメータに基づき、記憶手段２０ｃに格納されたプログラムに従って通電電流指令値（以下「ＩＣＭＤ」という）を決定し、出力回路２０ｄを介して操作量として電磁ソレノイド３０ｃに供給してその開度（開口面積）を調節し、２次空気量を制御する。
【００２５】
尚、図示の装置にあっては、ＩＣＭＤと、２次空気通路２６を通って吸気管１２に供給される２次空気量とは比例関係にあるように構成される。
【００２６】
続いて、この発明に係る内燃機関の２次空気量制御装置の動作を説明する。
【００２７】
図２はその動作を示すメイン・フロー・チャートである。尚、図示のプログラムは各気筒ＴＤＣなどの所定クランク角度で起動される。
【００２８】
以下説明すると、先ずＳ１０において各種負荷項ＩＬＯＡＤを算出する。これは、図示しないＡＣジェネレータ、エアコンディショナ、電気負荷および前記した油圧パワーステアリング機構などの負荷についての項の合算値である。但し、後述するスロットル全閉負荷項ＩＢＳＴＰは含まない。
【００２９】
続いてＳ１２に進み、ダッシュポット項ＩＤＰを算出する。機関減速時に空燃比がオーバリッチになるのを防止するために、スロットル弁１６を一定開度開いた位置で一旦止め、続いて全閉位置まで徐々に閉じてスロットル弁の急閉を防止するダッシュポット制御が行われるが、ＩＤＰはそれに対応する項である。
【００３０】
続いてＳ１４に進み、スロットル全閉負荷項ＩＢＳＴＰ（前記した「制御値」に相当）を算出する。
【００３１】
図３はその作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００３２】
先に述べたように、車両が機関負荷となる運転状態、例えば走行レンジが選択（インギヤ）されて停車時（あるいは極低車速時）にブレーキが操作されるときに、アクセルペダルが一度踏まれて急閉される、いわゆるスナップが行われると、２次空気量の供給が間に合わず、機関回転数が急落し、場合によっては機関がストールする恐れがある。
【００３３】
従って、この項ないし制御値（操作量）を新設し、車両が機関負荷となる運転状態において、図４に示す如く、予め２次空気量を所定期間にわたって増量し、よってスロットル弁が全閉位置に戻されても機関回転数ＮＥが目標回転数に対して急落せず、機関ストールが生じないようにした。
【００３４】
以下説明すると、Ｓ１００において前記スロットル開度センサ１８がフェール（故障）したか否か適宜な手法で判断し、故障時はＳ１０２に進んで減算係数ＫＢＳＴＰ（後述）の値をそのまま今回値ＫＢＳＴＰｎにする。
【００３５】
尚、この図および他の図で、量記号に付記されるｎは離散系のサンプル時刻（より具体的には図２フロー・チャートの起動時刻）における現在時刻を示し、ｎ−ｍはそれよりｍ回前の時刻を示す。従って、ｎが付記された場合は今回値を、ｎ−１が付記された場合を前回値を示す。但し、現在時刻ｎおよび時刻が重要でない場合には、その付記を省略する。
【００３６】
続いてＳ１０４に進んでスロットル全閉負荷項ＩＢＳＴＰの値を零とし、Ｓ１０６に進んでタイマ（ダウンカウンタ）にｔｍＩＢＳＴＰをセット、即ち、時間計測を開始する。
【００３７】
Ｓ１００で否定されるときはＳ１０８に進み、検出された車速Ｖが所定車速ＶＡＩＣ（例えば３ｋｍ／ｈ）以下か否か判断し、否定されるときは車両の機関に働く負荷が小さいことから、項ＩＢＳＴＰを算出しないこととし、Ｓ１０２以降に進む。
【００３８】
Ｓ１０８で肯定されるとき、例えば停車と判断されるときはＳ１１０に進み、前記したブレーキスイッチ４８の出力からブレーキが作動されているか否か判断し、否定されるときはＳ１０２以降に進むと共に、肯定されるときはＳ１１２に進んで自動変速機のシフトレンジが何か判断する。そしてＮ，Ｐなどの非走行レンジにあると判断されるときは、Ｓ１０２以降に進む。
【００３９】
Ｓ１０８，Ｓ１１０で否定、あるいはＳ１１２で非走行レンジにあるときＳ１０２に進んで項ＩＢＳＴＰを算出しないのは、これらの状態が内燃機関１０にとって大きな負荷とならないからである。
【００４０】
他方、Ｓ１１２で走行レンジＤ，Ｒが選択、即ち、インギヤされていると判断されるときはＳ１１４に進み、検出した機関回転数ＮＥから予め設定してあるテーブルを検索して項ＩＢＳＴＰのリミット値（上限値）ＩＢＳＴＰＬＴを求める。図５はそのテーブルの特性を示す説明グラフであり、リミット値ＩＢＳＴＰＬＴは機関回転数ＮＥが増加するにつれて増大するように設定される。これは言うまでもなく、機関回転数ＮＥが高いほど、機関回転数の急落の度合いが大きいため、項ＩＢＳＴＰを増加する必要があるからである。
【００４１】
続いてＳ１１６に進み、検出されたスロットル開度θＴＨに応じて今回項ＩＢＳＴＰｎを算出する。より詳しくは、検出されたスロットル開度θＴＨから、全閉位置相当スロットル開度（θＴＨＩＤＬＬ＋ＤθＴＨＢＳＴＰ）を減じた差に、係数ＫＩＢＳＴＰ（例えば５０）を乗じて求める。
【００４２】
全閉位置相当スロットル開度を減算するのは、スロットル弁１６は機械的には全閉位置が零ではなく、この相当位置を全閉位置とみなしているからである。また、項ＩＢＳＴＰを基本的にスロットル開度に比例して算出するのは、スロットル開度が大きいほど負荷の急変度が大きく、従って機関回転数の急落度が大きいからである。
【００４３】
続いてＳ１１８に進み、求めた項ＩＢＳＴＰ、より詳しくは今回項ＩＢＳＴＰｎが、検索した今回リミット値ＩＢＳＴＰＬＴｎを超えるか否か判断し、肯定されるときはＳ１２０に進んでリミット値に制限すると共に、否定されるときはＳ１２２に進んで項ＩＢＳＴＰが、その今回値に微小値ＤＩＢＳＴＰを加算した値以下か否か判断する。
【００４４】
Ｓ１２２で肯定されるときはＳ１２４に進んで減算係数ＫＢＳＴＰを更新し、Ｓ１２６に進んで今回項ＩＢＳＴＰｎに決定する。これは、２次空気量変動量が小さい、換言すればスロットル開度閉方向変動が小さいため、減少処理をパスして、制御ハンチングを防止するためである。続いてＳ１２８に進んで前記したタイマｔｍＩＢＳＴＰをセットしてダウンカウントを開始する。
【００４５】
他方、Ｓ１２２で否定されるときはＳ１３０に進み、タイマ値ｔｍＩＢＳＴＰが零に達したか否か、換言すれば所定時間が経過したか否か判断し、否定されるときはＳ１３２に進んで項ＩＢＳＴＰはそのままとし、一旦プログラムを終了する。
【００４６】
次回以降のプログラムループにおいてＳ１３０で肯定されるときはＳ１３４に進み、項ＩＢＳＴＰに今回減算係数ＫＢＳＴＰｎ（例えば０．９９２）を乗じて減少補正する。即ち、図４に示す如く、所定時間経過後に増加２次空気量の減少処理を開始する。
【００４７】
続いてＳ１３６に進み、前記した負荷項ＩＬＯＡＤの中のパワステ項ＩＰＳの値が零か否か、換言すればステアリングホィール（図示せず）が転舵されてパワーステアリング機構が作動したか否か判断し、肯定されるときはＳ１３８に進み、前回減算係数ＫＢＳＴＰｎ−１から微小値ＤＫＢＳＴＰ（例えば０．０４７）を減じた差を今回減算係数ＫＢＳＴＰｎとすると共に、否定されるときはＳ１４０に進み、前回減算係数ＫＢＳＴＰｎ−１から別の微小値ＤＫＢＳＴＰＰＳ（例えば０．０３５）を減じた差を今回減算係数ＫＢＳＴＰｎとする。
【００４８】
このように、転舵、即ち、パワーステアリング機構が作動するときの減算係数を、そうでない場合の減算係数より小さくするのは、パワーステアリング機構が作動するとき、油圧ポンプの負荷が増加して機関回転数低下量が増大するので、その分、増加２次空気量の減少度を小さくするためである。
【００４９】
続いてＳ１４２に進み、今回減算係数ＫＢＳＴＰｎが零未満か否か判断し、肯定されるときはＳ１４４に進んで零に置き換えると共に、否定されるときはＳ１４６に進んで項ＩＢＳＴＰが今回項ＩＢＳＴＰｎ未満か否か判断し、肯定されるときはＳ１４８に進んで今回項ＩＢＳＴＰｎに決定する。これは、スロットル弁駆動が途中で止められた場合、減少処理をスロットル開度に応じた２次空気量以下にしないためである。続いてＳ１５０に進んで前記タイマｔｍＩＢＳＴＰをセットしてダウンカウントを開始する。
【００５０】
図２フロー・チャートに戻ると、続いてＳ１６に進み、機関が始動モードにあるか否か判断する。これは、例えばイグニションスイッチがオンしたか、あるいはクランキングモータが作動しているか否かを検出することで行う。Ｓ１６で肯定されるときはＳ１８に進み、フラグＦ．ＦＢ（後述）のビットを零にリセットし、Ｓ２０に進んで２次空気量を始動モードの式、具体的には
ＩＣＭＤ＝（ＩＣＲＳＴ＋ＩＬＯＡＤ）×ＫＩＰＡ＋ＩＰＡ
で算出する。
【００５１】
ここで、ＩＣＲＳＴ：始動モードの基本値、ＫＩＰＡ，ＩＰＡ：乗算形式および加算形式による大気圧による充填効率を補償するための項である。続いてＳ２２に進んで算出した指令値ＩＣＭＤが０％から１００％の範囲にあるようにリミットチェックを行う。
【００５２】
Ｓ１６で否定されるときはＳ２４に進んでフラグＦ．ＴＨＩＤＬＥのビットが１か否か判断する。このフラグは検出スロットル開度が全閉相当の所定開度（例えば５度）以上にあるとき、そのビットが１にセットされる。Ｓ２４で否定、即ち、検出スロットル開度が全閉相当開度にあると判断されるときはＳ２６に進み、フラグＦ．ＮＡのビットが０にリセットされているか否か判断する。
【００５３】
フラグＦ．ＮＡは、機関回転数ＮＥが前記したアイドル判別回転数ＮＡ未満に下降したとき、そのビットが零にリセットされる。即ち、このフラグのビットが零であることは、機関回転数が目標回転数に向けて低下しつつあることを意味する。
【００５４】
Ｓ２６で肯定されるときはＳ２８に進み、前記した今回ダッシュポット項ＩＤＰを零とし、Ｓ３０に進んで今回項ＩＢＳＴＰｎを零とし、Ｓ３２に進んでアイドル回転数フィードバック制御の準備のため、ショットエア項ＩＳＡを算出する。このショットエア項は先に触れたように、機関回転数の１サイクル間（即ち、４ＴＤＣ間）の変動率に応じて算出する。
【００５５】
図６はショットエア項ＩＳＡの算出作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００５６】
以下説明すると、Ｓ２００でフラグＦ．ＡＳＴのビットが１にセットされているか否か、換言すれば、始動後か否か判断し、否定されるときはＳ２０２に進んでタイマｔｍＳＡのビットを零にリセットし、Ｓ２０４に進んでショットエア項ＩＳＡの値を零としてプログラムを終了する。
【００５７】
他方、Ｓ２００で肯定、即ち、始動後と判断されるときはＳ２０６に進んで検出機関冷却水温ＴＷからテーブルを検索し、ショットエア開始回転数（前記しきい値）ＮＳＡ、回転数変動量しきい値ＤＮＳＡ、タイマ値ｔｍＳＡ、および係数ＫＩＳＡを求める。図７ないし図９にそれらテーブルの特性を示す。
【００５８】
続いてＳ２０８に進んで検出回転数ＮＥが前記しきい値ＮＳＡより大きいか否か判断し、肯定される、即ち、機関回転数が未だしきい値上と判断されるときはＳ２０２に進むと共に、否定されるときはＳ２１０に進んで前回検出回転数ＮＥｎ−１が同様に前記しきい値を超えるか否か判断し、否定されるときはＳ２１２に進んでｔｍＳＡが零に達したか否か判断する。Ｓ２１２で肯定されるときはＳ２０２以降に進むと共に、否定されるときはプログラムを終了する。
【００５９】
他方、Ｓ２１０で肯定されるときはＳ２１４に進み、今回検出回転数の１サイクル前、即ち、４ＴＤＣ前の検出回転数からの変動量ＤＮＥＣＹＬを求めると共に、その符号、即ち、正値（回転数上昇）か、負値（回転数減少）か否か判断する。そしてＳ２１４で回転数上昇と判断されるときは回転数低下防止用のショットエア項は不要なので、Ｓ２０２に進む。
【００６０】
また、Ｓ２１４で回転数が低下しつつあると判断されるときはＳ２１６に進み、回転数変動量ＤＮＥＣＹＬの絶対値が前記検索値ＤＮＳＡを超えるか否か判断し、否定されるときはＳ２０２以降に進むと共に、肯定されるときはＳ２１８に進んで前記タイマ値ｔｍＳＡをセットしてダウンカウントを開始する。続いてＳ２２０に進んで回転数変動量ＤＮＥＣＹＬに前記検索係数を乗じてショットエア項ＩＳＡを算出し、Ｓ２２２に進んでそのリミット値を決定する。
【００６１】
図１０はその作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００６２】
以下説明すると、Ｓ３００でシフトレンジを判断し、ＤレンジまたはＲレンジと判断されるときはＳ３０２に進んで検出車速Ｖを前記所定車速ＶＡＩＣと比較し、比較結果に応じてＳ３０４またはＳ３０６に進む。尚、Ｓ３００で走行レンジにないと判断されるときは直ちにＳ３０４に進む。
【００６３】
図６フロー・チャートに戻ると、続いてＳ２２４に進み、算出したショットエア項が今決定したリミット値を超えるか否か判断し、肯定されるときはＳ２２６に進んで算出値をリミット値に制限すると共に、否定されるときはＳ２１２に進む。
【００６４】
図２フロー・チャートに戻ると、続いてＳ３４に進んでシフトレンジを判断し、走行レンジにあるときはＳ３６に進んで前記フラグＦ．ＦＢのビットを零にリセットし、Ｓ３８に進んで２次空気量はオープン（制御）モードの式に基づいて以下の如く算出する。
ＩＣＭＤ＝（ＩＴＷ×ＩＸＲＥＦＭ＋ＩＳＡ＋ＩＬＯＡＤ）×ＫＩＰＡ＋ＩＰＡ
ここで、ＩＴＷ：機関冷却水温ＴＷに基づいて決定される基本値、ＩＸＲＥＦＭ：学習補正項である。
【００６５】
続いてＳ４０に進んで制御弁３０などにフェールが発生したか否か判断し、肯定されるときはＳ４２に進んで２次空気量を、前記したオープンモードの式と同様のフェールセーフモードの式に基づいて算出する。
【００６６】
他方、Ｓ３４で走行レンジにないと判断されるときはＳ４４に進み、前記フラグのビットを１にセットし、Ｓ４６に進んで２次空気量をフィードバック（制御）モードの式に基づいて算出する。詳しくは、
ａ．フラグＦ．ＦＢ＝１のときはフィードバック制御される。
ＩＣＭＤ＝（ＩＦＢｎ＋ＩＳＡ＋ＩＬＯＡＤ）×ＫＩＰＡ＋ＩＰＡ
ここで、ＩＦＢｎは、所定の目標回転数との偏差に応じて算出されるフィードバック補正項である。
ｂ．フラグＦ．ＦＢ＝０のときはオープンループ制御される。
Ｖ＞ＶＡＩＣの場合
ＩＣＭＤ＝（ＩＤＰ＋ＩＬＯＡＤ）×ＫＩＰＡ＋ＩＰＡ
Ｖ≦ＶＡＩＣの場合
ＩＣＭＤ＝（ＩＢＳＴＰ＋ＩＬＯＡＤ）×ＫＩＰＡ＋ＩＰＡ
【００６７】
このように、ショットエア項ＩＳＡと、スロットル全閉負荷項ＩＢＳＴＰあるいはダッシュポット項ＩＤＰは択一的に使用されると共に、車速に応じてスロットル全閉負荷項ＩＢＳＴＰとダッシュポット項ＩＤＰもまた択一的に使用される。
【００６８】
他方、Ｓ２４で肯定、即ち、検出スロットル開度が比較的高開度にあると判断されるときはＳ４８に進んでフラグＦ．ＦＢのビットを零にリセットし、Ｓ５０に進んで検出機関回転数ＮＥが所定回転数ＮＧ（例えば６０００ｒｐｍ）を超えているか否か判断し、肯定、即ち、高回転と判断されるときはＳ５２に進んで休止モードの式（説明省略）に従って２次空気量を算出し、Ｓ２２に進むと共に、否定されるときはＳ４６に進んでフィードバック（制御）モードの式に従って２次空気量を算出する。
【００６９】
また、Ｓ２６で否定されるときはＳ５４に進んで前記フラグのビットを零にリセットし、Ｓ５６に進んで減速２次空気量項ＩＤＥＣを算出する。これは、スロットル全閉減速時に吸気負圧が大きい（即ち、絶対圧が小さい）と油圧消費が増加するため、その防止策として設定される項である。
【００７０】
図１１はその作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００７１】
以下説明すると、Ｓ４００において検出機関回転数ＮＥがＮＩＤＥＣ（例えば１０００ｒｐｍ）を超えるか否か判断し、否定されるとき、即ち、比較的低回転にあるときはＳ４０２に進んで減速２次空気量項ＩＤＥＣの値を零とすると共に、肯定、即ち、比較的高回転にあると判断されるときはＳ４０４に進んでフューエルカットか否か判断する。
【００７２】
そして、Ｓ４０４で否定されるときはＳ４０２に進むと共に、肯定されるときはＳ４０６に進んで機関冷却水温ＴＷが所定水温ＴＷＩＤＥＣを超えるか否か判断し、否定されるときはＳ４０２に進むと共に、肯定されるときはＳ４０８に進んで検出車速Ｖが所定車速ＶＩＤＥＣ（例えば５ｋｍ／ｈ）を超えるか否か判断する。そして否定されるときはＳ４０２に進む。
【００７３】
他方、肯定されるときはＳ４１０に進んでダッシュポット項ＩＤＰの値が零か否か判断し、否定されるときはＳ４０２に進むと共に、肯定されるときはＳ４１２に進んでスロットル全閉負荷項ＩＢＳＴＰの値が零か否か判断し、否定されるときはＳ４０２に進むと共に、肯定されるときはＳ４１４に進む。即ち、減速２次空気量項ＩＤＥＣは、ダッシュポット項ＩＤＰとスロットル全閉負荷項ＩＢＳＴＰとは重複しないように設定する。
【００７４】
続いてＳ４１４に進んでＦ．ＶＴＥＣから可変バルブタイミング機構ＶＴで高側の特性（ＨｉＶ／Ｔ）と低側の特性（ＬｏＶ／Ｔ）のいずれが選択されているか判断し、判断結果に応じてＳ４１６あるいはＳ４１８に進み、対応するテーブルを検出機関回転数ＮＥで検索し、減速２次空気量項ＩＤＥＣを算出する。図１２にそのテーブルの特性を示す。ここで、減速２次空気量項ＩＤＥＣは、機関回転数が高いほど減速度が大きいことから、機関回転数に比例して増加する。
【００７５】
図２フロー・チャートに戻ると、続いてＳ５８に進んで項ＩＤＥＣの値が零か否か判断し、肯定されるときはＳ４６に進むと共に、否定されるときはＳ６０に進んでＤＥＣオープンループ（制御）の式に従って２次空気量を
ＩＣＭＤ＝（ＩＤＥＣ＋ＩＸＲＥＦ）×ＫＩＰＡ＋ＩＰＡ
と算出する。ここでＩＸＲＥＦ：学習補正項である。
【００７６】
上記の如く構成したので、車両が機関負荷となる運転状態に予め２次空気量を供給し、アクセルペダルが一度踏まれて急閉される、いわゆるスナップ操作が行われても、機関回転数が急落することなく、よって機関がストールすることがない。
【００７７】
図１３タイミング・チャートはこの実施の形態に係る制御を従来技術と比較して示すタイミング・チャートであるが、項ＩＢＳＴＰ（制御値（操作量））を予め設けることから、２次空気量の供給遅れが生じることがない。
【００７８】
更に、検出された機関回転数に応じて前記制御値のリミット値を決定し、決定されたリミット値以下となるように前記制御値を決定する如く構成したので、制御値を必要最小限度に止めることができると共に、制御値を所定時間にわたって決定する如く構成したので、２次空気量を円滑に供給できて機関回転数が急変することがない。
【００７９】
上記の如く、この実施の形態にあっては、内燃機関１０の吸気系１２に設けられたスロットル弁１６をバイパスする２次空気通路２６に配設された制御弁３０を有し、前記制御弁の開度を操作量として前記内燃機関に供給する２次空気量を制御する内燃機関の２次空気量制御装置において、前記内燃機関が搭載された車両の車速Ｖを検出する車速検出手段（車速センサ４６）、前記車両の走行を制動するブレーキの作動を検出するブレーキ作動検出手段（ブレーキスイッチ４８）、前記スロットル弁の開度θＴＨを検出するスロットル開度検出手段（スロットル開度センサ１８）、前記検出された車速Ｖが所定ＶＡＩＣ以下のとき、前記ブレーキの作動が検出された場合、前記検出されたスロットル開度θＴＨに応じて前記制御弁の開度の制御値ＩＢＳＴＰを決定する制御値決定手段（図２フロー・チャートのＳ１４および図３フロー・チャートのＳ１０８，Ｓ１１０，Ｓ１１２，Ｓ１１６）、少なくとも前記決定された制御値に基づいて前記制御弁の開度の指令値ＩＣＭＤを算出する指令値算出手段、および前記指令値算出手段の出力に基づいて前記制御弁３０を駆動する制御弁駆動手段（電磁ソレノイド３０ｃ）とを備えると共に、前記内燃機関の機関回転数ＮＥを検出する機関回転数検出手段、および前記検出された機関回転数ＮＥに応じて前記制御値ＩＢＳＴＰのリミット値ＩＢＳＴＰＬＴを決定するリミット値決定手段（図３フロー・チャートのＳ１１４）を備え、前記制御値決定手段は、前記決定されたリミット値以下となるように前記制御値を決定（図３フロー・チャートのＳ１１８，Ｓ１２０）する如く構成した。
【００８１】
また、前記制御値決定手段は、前記制御値ＩＢＳＴＰを所定時間ｔｍＩＢＳＴＰにわたって決定する如く構成した。
【００８２】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、車両が機関負荷となる運転状態に予め２次空気量を増量することいよって、アクセルペダルが一度踏まれて急閉される、いわゆるスナップ操作が行われても、機関回転数が急落することなく、よって機関がストールすることがない。
【００８３】
また、制御値を必要最小限度に止めることができる。
【００８４】
請求項２項にあっては、２次空気量の供給を円滑に行うことができ、機関回転数が急変することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る内燃機関の２次空気量制御装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１に示す装置の動作を示すメインフロー・チャートである。
【図３】図３フロー・チャートのスロットル全閉負荷項の算出作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図４】図３で算出されるスロットル全閉負荷項を示す説明グラフである。
【図５】図３で算出されるスロットル全閉負荷項のリミット値の特性を示す説明グラフである。
【図６】図２フロー・チャートのショットエア項の算出作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図７】図６フロー・チャートの演算で使用するショットエア開始回転数ＮＳＡおよび回転数変動量しきい値ＤＮＳＡの特性を示す説明グラフである。
【図８】図６フロー・チャートの演算で使用するタイマ値ｔｍＳＡの特性を示す説明グラフである。
【図９】図６フロー・チャートの演算で使用する係数ＫＩＳＡの特性を示す説明グラフである。
【図１０】図６フロー・チャートの演算で使用するショットエア項のリミット値の算出作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図１１】図３フロー・チャートの減速２次空気量項の算出作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図１２】図１１フロー・チャートの減速２次空気量項のバルブタイミングごとの特性を示す説明グラフである。
【図１３】この発明に係る２次空気量制御を従来技術と比較して示すタイミング・チャートである。
【符号の説明】
１０ 内燃機関
１２ 吸気管
１６ スロットル弁
１８ スロットル開度センサ
２０ ＥＣＵ
２６ ２次空気通路
３０ 制御弁
４６ 車速センサ
４８ ブレーキスイッチ
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の吸気系の２次空気量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の吸気系に設けられたスロットル弁をバイパスする２次空気通路（補助空気通路）を設け、そこを開閉する制御弁の開度を操作量として内燃機関がアイドル状態にあるとき、機関回転数が目標回転数となるようにフィードバック制御し、アイドル状態にないときはオープンループ制御する技術は、例えば特公平５−１５９０９号から知られている。
【０００３】
更に、特公平２−４３０１９号公報記載の技術において、機関回転数が目標回転数に向かって低下しつつある減速時に、制御弁開度を機関回転数の変化量に応じて制御して２次空気量を増量（いわゆるショットエア補正）し、よって機関回転数の急落時に機関ストールを防止することが提案されている。
【０００４】
その特公平２−４３０１９号公報記載の技術において、より具体的には、機関回転数がアイドル判別回転数（「ＮＡ」という）を下回り、更にそれより低回転側のしきい値（「ＮＳＡ」という）を下回ったとき、機関回転数の１サイクル間の変動量に応じて２次空気量を所定時間にわたって供給している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術（特公平２−４３０１９号）においては、機関回転数がしきい値（ＮＳＡ）を切ってから２次空気量を供給するため、車両が機関負荷となる運転状態、例えば走行レンジが選択（インギヤ）されて停車時（あるいは極低車速時）にブレーキが操作されるときに、アクセルペダルが一度踏まれて急閉される、いわゆるスナップ操作が行われると、２次空気量の供給が間に合わず、機関回転数が急落し、場合によっては機関がストールする恐れがあった。
【０００６】
従って、この発明の目的は上記した従来技術の欠点を解消し、車両が機関負荷となる運転状態に予め２次空気量を供給し、アクセルペダルが一度踏まれて急閉される、いわゆるスナップ操作が行われても、機関回転数が急落することなく、よって機関がストールすることがないようにした内燃機関の２次空気量制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明は請求項１項にあっては、内燃機関の吸気系に設けられたスロットル弁をバイパスする２次空気通路に配設された制御弁を有し、前記制御弁の開度を操作量として前記内燃機関に供給する２次空気量を制御する内燃機関の２次空気量制御装置において、前記内燃機関が搭載された車両の車速を検出する車速検出手段、前記車両の走行を制動するブレーキの作動を検出するブレーキ作動検出手段、前記スロットル弁の開度を検出するスロットル開度検出手段、前記検出された車速が所定以下のとき、前記ブレーキの作動が検出された場合、前記検出されたスロットル開度に応じて前記制御弁の開度の制御値を決定する制御値決定手段、少なくとも前記決定された制御値に基づいて前記制御弁の開度の指令値を算出する指令値算出手段、および前記指令値算出手段の出力に基づいて前記制御弁を駆動する制御弁駆動手段とを備えると共に、前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段、および前記検出された機関回転数に応じて前記制御値のリミット値を決定するリミット値決定手段とを備え、前記制御値決定手段は、前記決定されたリミット値以下となるように前記制御値を決定する如く構成した。
【０００９】
請求項２項にあっては、前記制御値決定手段は、前記制御値を所定時間にわたって決定する如く構成した。
【００１０】
【作用】
請求項１項に係る装置にあっては、検出された車速が所定以下のとき、ブレーキの作動が検出された場合、検出されたスロットル開度に応じて制御弁開度の制御値（操作量）を決定するように構成したので、車両が機関負荷となる運転状態に予め２次空気量を増量することいよって、アクセルペダルが一度踏まれて急閉される、いわゆるスナップ操作が行われても、機関回転数が急落することなく、よって機関がストールすることがない。
【００１１】
また、検出された機関回転数に応じて前記制御値のリミット値を決定し、リミット値以下となるように前記制御値を決定する如く構成したので、制御値を必要最小限度に止めることができる。
【００１２】
請求項２項にあっては、制御値を所定時間にわたって決定する如く構成したので、２次空気量の供給を円滑に行うことができ、機関回転数が急変することがない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１はこの発明に係る内燃機関の２次空気量制御装置を全体的に示す概略図であり、符号１０は例えば４気筒の内燃機関を示す。内燃機関１０には吸気管１２が接続され、吸気管１２の途中にはスロットルボディ１４が設けられ、内部にスロットル弁１６が配置される。スロットル弁１６にはスロットル開度センサ１８（図で「θＴＨ」と示す）が接続され、スロットル開度を電気信号に変換し、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２０に送出する。
【００１５】
スロットルボディ１４の下流で各気筒燃焼室（図示せず）の吸気弁（図示せず）の少し上流には燃料噴射弁２４が設けられる。燃料噴射弁２４は図示しない燃料ポンプに接続されると共に、ＥＣＵ２０に電気的に接続され、ＥＣＵ２０からの信号によって開弁時間が制御され、それに対応する燃料量を気筒に供給する。
【００１６】
吸気管１２において、前記燃料噴射弁２４およびスロットルボディ１４の間には、吸気管１２内と大気とを連通する２次空気通路２６が接続される。２次空気通路２６の大気開口端にはエアクリーナ２８が取り付けられると共に、２次空気通路２６の途中には２次空気量を制御する制御弁（ＥＡＣＶ）３０が配置される。
【００１７】
制御弁３０は常閉型であり、２次空気通路２６の開度（開口面積）を連続的に変化する弁体３０ａと、その弁体３０ａを閉塞方向に付勢するスプリング３０ｂと、通電時に弁体３０ａをスプリング３０ｂの付勢力に抗して開放方向に移動させる電磁ソレノイド３０ｃからなる。
【００１８】
前記スロットルボディ１４のスロットル弁１６の下流には分岐管３２を介して絶対圧センサ３４（図で「ＰＢＡ」と示す）が設けられ、吸気管圧力を絶対圧で検出する。また内燃機関１０の冷却水通路（図示せず）付近には機関冷却水温センサ４０（図で「ＴＷ」と示す）が設けられ、機関冷却水温を検出する。
【００１９】
また、機関のクランク軸（図示せず）などの回転部の付近にはクランク角センサ４２（図で「ＮＥ」と示す）が設けられ、ＴＤＣに関連した所定クランク角度およびそれを細分した単位クランク角度を検出する。また、内燃機関１０の付近には大気圧センサ４４が設けられ、内燃機関１０が位置する場所の大気圧を検出する。
【００２０】
更に、内燃機関１０の出力は、前進４段後進１段の変速機構を備えると共に、Ｄ，Ｒなどの走行レンジ、およびＰ，Ｎなどの非走行レンジを備えた自動変速機（図で「Ａ／Ｔ」と示す）に接続されると共に、内燃機関１０および自動変速機ＡＴは一体的に車両（図示せず）に搭載される。
【００２１】
車両のドライブシャフト（図示せず）の付近には車速センサ４６が設けられてドライブシャフト１回転当たりの信号を出力すると共に、そのブレーキ（図示せず）の付近にはブレーキスイッチ４８が設けられ、ブレーキが作動された否かを検出する。
【００２２】
更に、前記自動変速機の付近にはその油圧パワーステアリング機構（図示せず）の作動を検出するパワステスイッチ５０が設けられる。また、内燃機関１０には吸気弁および排気弁のリフト量および開閉タイミングを機関回転数（および機関負荷）に従って２分される高低２種の特性で切り換える、可変バルブタイミング機構（図で「ＶＴ」と示す）が設けられる。可変バルブタイミング機構ＶＴには、選択されているタイミング特性を検出するバルブタイミングセンサ５２が設けられる。
【００２３】
上記した絶対圧センサ３４などの出力は、ＥＣＵ２０に送られる。ＥＣＵ２０は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号をデジタル信号に変換する入力回路２０ａおよびＣＰＵ２０ｂを備える。
【００２４】
ＣＰＵ２０ｂはクランク角センサ４２の出力をカウントして機関回転数ＮＥを算出し、車速センサ４６の出力をカウントして車速Ｖを算出すると共に、記憶手段２０ｃに一次格納されたその他の運転パラメータに基づき、記憶手段２０ｃに格納されたプログラムに従って通電電流指令値（以下「ＩＣＭＤ」という）を決定し、出力回路２０ｄを介して操作量として電磁ソレノイド３０ｃに供給してその開度（開口面積）を調節し、２次空気量を制御する。
【００２５】
尚、図示の装置にあっては、ＩＣＭＤと、２次空気通路２６を通って吸気管１２に供給される２次空気量とは比例関係にあるように構成される。
【００２６】
続いて、この発明に係る内燃機関の２次空気量制御装置の動作を説明する。
【００２７】
図２はその動作を示すメイン・フロー・チャートである。尚、図示のプログラムは各気筒ＴＤＣなどの所定クランク角度で起動される。
【００２８】
以下説明すると、先ずＳ１０において各種負荷項ＩＬＯＡＤを算出する。これは、図示しないＡＣジェネレータ、エアコンディショナ、電気負荷および前記した油圧パワーステアリング機構などの負荷についての項の合算値である。但し、後述するスロットル全閉負荷項ＩＢＳＴＰは含まない。
【００２９】
続いてＳ１２に進み、ダッシュポット項ＩＤＰを算出する。機関減速時に空燃比がオーバリッチになるのを防止するために、スロットル弁１６を一定開度開いた位置で一旦止め、続いて全閉位置まで徐々に閉じてスロットル弁の急閉を防止するダッシュポット制御が行われるが、ＩＤＰはそれに対応する項である。
【００３０】
続いてＳ１４に進み、スロットル全閉負荷項ＩＢＳＴＰ（前記した「制御値」に相当）を算出する。
【００３１】
図３はその作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００３２】
先に述べたように、車両が機関負荷となる運転状態、例えば走行レンジが選択（インギヤ）されて停車時（あるいは極低車速時）にブレーキが操作されるときに、アクセルペダルが一度踏まれて急閉される、いわゆるスナップが行われると、２次空気量の供給が間に合わず、機関回転数が急落し、場合によっては機関がストールする恐れがある。
【００３３】
従って、この項ないし制御値（操作量）を新設し、車両が機関負荷となる運転状態において、図４に示す如く、予め２次空気量を所定期間にわたって増量し、よってスロットル弁が全閉位置に戻されても機関回転数ＮＥが目標回転数に対して急落せず、機関ストールが生じないようにした。
【００３４】
以下説明すると、Ｓ１００において前記スロットル開度センサ１８がフェール（故障）したか否か適宜な手法で判断し、故障時はＳ１０２に進んで減算係数ＫＢＳＴＰ（後述）の値をそのまま今回値ＫＢＳＴＰｎにする。
【００３５】
尚、この図および他の図で、量記号に付記されるｎは離散系のサンプル時刻（より具体的には図２フロー・チャートの起動時刻）における現在時刻を示し、ｎ−ｍはそれよりｍ回前の時刻を示す。従って、ｎが付記された場合は今回値を、ｎ−１が付記された場合を前回値を示す。但し、現在時刻ｎおよび時刻が重要でない場合には、その付記を省略する。
【００３６】
続いてＳ１０４に進んでスロットル全閉負荷項ＩＢＳＴＰの値を零とし、Ｓ１０６に進んでタイマ（ダウンカウンタ）にｔｍＩＢＳＴＰをセット、即ち、時間計測を開始する。
【００３７】
Ｓ１００で否定されるときはＳ１０８に進み、検出された車速Ｖが所定車速ＶＡＩＣ（例えば３ｋｍ／ｈ）以下か否か判断し、否定されるときは車両の機関に働く負荷が小さいことから、項ＩＢＳＴＰを算出しないこととし、Ｓ１０２以降に進む。
【００３８】
Ｓ１０８で肯定されるとき、例えば停車と判断されるときはＳ１１０に進み、前記したブレーキスイッチ４８の出力からブレーキが作動されているか否か判断し、否定されるときはＳ１０２以降に進むと共に、肯定されるときはＳ１１２に進んで自動変速機のシフトレンジが何か判断する。そしてＮ，Ｐなどの非走行レンジにあると判断されるときは、Ｓ１０２以降に進む。
【００３９】
Ｓ１０８，Ｓ１１０で否定、あるいはＳ１１２で非走行レンジにあるときＳ１０２に進んで項ＩＢＳＴＰを算出しないのは、これらの状態が内燃機関１０にとって大きな負荷とならないからである。
【００４０】
他方、Ｓ１１２で走行レンジＤ，Ｒが選択、即ち、インギヤされていると判断されるときはＳ１１４に進み、検出した機関回転数ＮＥから予め設定してあるテーブルを検索して項ＩＢＳＴＰのリミット値（上限値）ＩＢＳＴＰＬＴを求める。図５はそのテーブルの特性を示す説明グラフであり、リミット値ＩＢＳＴＰＬＴは機関回転数ＮＥが増加するにつれて増大するように設定される。これは言うまでもなく、機関回転数ＮＥが高いほど、機関回転数の急落の度合いが大きいため、項ＩＢＳＴＰを増加する必要があるからである。
【００４１】
続いてＳ１１６に進み、検出されたスロットル開度θＴＨに応じて今回項ＩＢＳＴＰｎを算出する。より詳しくは、検出されたスロットル開度θＴＨから、全閉位置相当スロットル開度（θＴＨＩＤＬＬ＋ＤθＴＨＢＳＴＰ）を減じた差に、係数ＫＩＢＳＴＰ（例えば５０）を乗じて求める。
【００４２】
全閉位置相当スロットル開度を減算するのは、スロットル弁１６は機械的には全閉位置が零ではなく、この相当位置を全閉位置とみなしているからである。また、項ＩＢＳＴＰを基本的にスロットル開度に比例して算出するのは、スロットル開度が大きいほど負荷の急変度が大きく、従って機関回転数の急落度が大きいからである。
【００４３】
続いてＳ１１８に進み、求めた項ＩＢＳＴＰ、より詳しくは今回項ＩＢＳＴＰｎが、検索した今回リミット値ＩＢＳＴＰＬＴｎを超えるか否か判断し、肯定されるときはＳ１２０に進んでリミット値に制限すると共に、否定されるときはＳ１２２に進んで項ＩＢＳＴＰが、その今回値に微小値ＤＩＢＳＴＰを加算した値以下か否か判断する。
【００４４】
Ｓ１２２で肯定されるときはＳ１２４に進んで減算係数ＫＢＳＴＰを更新し、Ｓ１２６に進んで今回項ＩＢＳＴＰｎに決定する。これは、２次空気量変動量が小さい、換言すればスロットル開度閉方向変動が小さいため、減少処理をパスして、制御ハンチングを防止するためである。続いてＳ１２８に進んで前記したタイマｔｍＩＢＳＴＰをセットしてダウンカウントを開始する。
【００４５】
他方、Ｓ１２２で否定されるときはＳ１３０に進み、タイマ値ｔｍＩＢＳＴＰが零に達したか否か、換言すれば所定時間が経過したか否か判断し、否定されるときはＳ１３２に進んで項ＩＢＳＴＰはそのままとし、一旦プログラムを終了する。
【００４６】
次回以降のプログラムループにおいてＳ１３０で肯定されるときはＳ１３４に進み、項ＩＢＳＴＰに今回減算係数ＫＢＳＴＰｎ（例えば０．９９２）を乗じて減少補正する。即ち、図４に示す如く、所定時間経過後に増加２次空気量の減少処理を開始する。
【００４７】
続いてＳ１３６に進み、前記した負荷項ＩＬＯＡＤの中のパワステ項ＩＰＳの値が零か否か、換言すればステアリングホィール（図示せず）が転舵されてパワーステアリング機構が作動したか否か判断し、肯定されるときはＳ１３８に進み、前回減算係数ＫＢＳＴＰｎ−１から微小値ＤＫＢＳＴＰ（例えば０．０４７）を減じた差を今回減算係数ＫＢＳＴＰｎとすると共に、否定されるときはＳ１４０に進み、前回減算係数ＫＢＳＴＰｎ−１から別の微小値ＤＫＢＳＴＰＰＳ（例えば０．０３５）を減じた差を今回減算係数ＫＢＳＴＰｎとする。
【００４８】
このように、転舵、即ち、パワーステアリング機構が作動するときの減算係数を、そうでない場合の減算係数より小さくするのは、パワーステアリング機構が作動するとき、油圧ポンプの負荷が増加して機関回転数低下量が増大するので、その分、増加２次空気量の減少度を小さくするためである。
【００４９】
続いてＳ１４２に進み、今回減算係数ＫＢＳＴＰｎが零未満か否か判断し、肯定されるときはＳ１４４に進んで零に置き換えると共に、否定されるときはＳ１４６に進んで項ＩＢＳＴＰが今回項ＩＢＳＴＰｎ未満か否か判断し、肯定されるときはＳ１４８に進んで今回項ＩＢＳＴＰｎに決定する。これは、スロットル弁駆動が途中で止められた場合、減少処理をスロットル開度に応じた２次空気量以下にしないためである。続いてＳ１５０に進んで前記タイマｔｍＩＢＳＴＰをセットしてダウンカウントを開始する。
【００５０】
図２フロー・チャートに戻ると、続いてＳ１６に進み、機関が始動モードにあるか否か判断する。これは、例えばイグニションスイッチがオンしたか、あるいはクランキングモータが作動しているか否かを検出することで行う。Ｓ１６で肯定されるときはＳ１８に進み、フラグＦ．ＦＢ（後述）のビットを零にリセットし、Ｓ２０に進んで２次空気量を始動モードの式、具体的には
ＩＣＭＤ＝（ＩＣＲＳＴ＋ＩＬＯＡＤ）×ＫＩＰＡ＋ＩＰＡ
で算出する。
【００５１】
ここで、ＩＣＲＳＴ：始動モードの基本値、ＫＩＰＡ，ＩＰＡ：乗算形式および加算形式による大気圧による充填効率を補償するための項である。続いてＳ２２に進んで算出した指令値ＩＣＭＤが０％から１００％の範囲にあるようにリミットチェックを行う。
【００５２】
Ｓ１６で否定されるときはＳ２４に進んでフラグＦ．ＴＨＩＤＬＥのビットが１か否か判断する。このフラグは検出スロットル開度が全閉相当の所定開度（例えば５度）以上にあるとき、そのビットが１にセットされる。Ｓ２４で否定、即ち、検出スロットル開度が全閉相当開度にあると判断されるときはＳ２６に進み、フラグＦ．ＮＡのビットが０にリセットされているか否か判断する。
【００５３】
フラグＦ．ＮＡは、機関回転数ＮＥが前記したアイドル判別回転数ＮＡ未満に下降したとき、そのビットが零にリセットされる。即ち、このフラグのビットが零であることは、機関回転数が目標回転数に向けて低下しつつあることを意味する。
【００５４】
Ｓ２６で肯定されるときはＳ２８に進み、前記した今回ダッシュポット項ＩＤＰを零とし、Ｓ３０に進んで今回項ＩＢＳＴＰｎを零とし、Ｓ３２に進んでアイドル回転数フィードバック制御の準備のため、ショットエア項ＩＳＡを算出する。このショットエア項は先に触れたように、機関回転数の１サイクル間（即ち、４ＴＤＣ間）の変動率に応じて算出する。
【００５５】
図６はショットエア項ＩＳＡの算出作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００５６】
以下説明すると、Ｓ２００でフラグＦ．ＡＳＴのビットが１にセットされているか否か、換言すれば、始動後か否か判断し、否定されるときはＳ２０２に進んでタイマｔｍＳＡのビットを零にリセットし、Ｓ２０４に進んでショットエア項ＩＳＡの値を零としてプログラムを終了する。
【００５７】
他方、Ｓ２００で肯定、即ち、始動後と判断されるときはＳ２０６に進んで検出機関冷却水温ＴＷからテーブルを検索し、ショットエア開始回転数（前記しきい値）ＮＳＡ、回転数変動量しきい値ＤＮＳＡ、タイマ値ｔｍＳＡ、および係数ＫＩＳＡを求める。図７ないし図９にそれらテーブルの特性を示す。
【００５８】
続いてＳ２０８に進んで検出回転数ＮＥが前記しきい値ＮＳＡより大きいか否か判断し、肯定される、即ち、機関回転数が未だしきい値上と判断されるときはＳ２０２に進むと共に、否定されるときはＳ２１０に進んで前回検出回転数ＮＥｎ−１が同様に前記しきい値を超えるか否か判断し、否定されるときはＳ２１２に進んでｔｍＳＡが零に達したか否か判断する。Ｓ２１２で肯定されるときはＳ２０２以降に進むと共に、否定されるときはプログラムを終了する。
【００５９】
他方、Ｓ２１０で肯定されるときはＳ２１４に進み、今回検出回転数の１サイクル前、即ち、４ＴＤＣ前の検出回転数からの変動量ＤＮＥＣＹＬを求めると共に、その符号、即ち、正値（回転数上昇）か、負値（回転数減少）か否か判断する。そしてＳ２１４で回転数上昇と判断されるときは回転数低下防止用のショットエア項は不要なので、Ｓ２０２に進む。
【００６０】
また、Ｓ２１４で回転数が低下しつつあると判断されるときはＳ２１６に進み、回転数変動量ＤＮＥＣＹＬの絶対値が前記検索値ＤＮＳＡを超えるか否か判断し、否定されるときはＳ２０２以降に進むと共に、肯定されるときはＳ２１８に進んで前記タイマ値ｔｍＳＡをセットしてダウンカウントを開始する。続いてＳ２２０に進んで回転数変動量ＤＮＥＣＹＬに前記検索係数を乗じてショットエア項ＩＳＡを算出し、Ｓ２２２に進んでそのリミット値を決定する。
【００６１】
図１０はその作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００６２】
以下説明すると、Ｓ３００でシフトレンジを判断し、ＤレンジまたはＲレンジと判断されるときはＳ３０２に進んで検出車速Ｖを前記所定車速ＶＡＩＣと比較し、比較結果に応じてＳ３０４またはＳ３０６に進む。尚、Ｓ３００で走行レンジにないと判断されるときは直ちにＳ３０４に進む。
【００６３】
図６フロー・チャートに戻ると、続いてＳ２２４に進み、算出したショットエア項が今決定したリミット値を超えるか否か判断し、肯定されるときはＳ２２６に進んで算出値をリミット値に制限すると共に、否定されるときはＳ２１２に進む。
【００６４】
図２フロー・チャートに戻ると、続いてＳ３４に進んでシフトレンジを判断し、走行レンジにあるときはＳ３６に進んで前記フラグＦ．ＦＢのビットを零にリセットし、Ｓ３８に進んで２次空気量はオープン（制御）モードの式に基づいて以下の如く算出する。
ＩＣＭＤ＝（ＩＴＷ×ＩＸＲＥＦＭ＋ＩＳＡ＋ＩＬＯＡＤ）×ＫＩＰＡ＋ＩＰＡ
ここで、ＩＴＷ：機関冷却水温ＴＷに基づいて決定される基本値、ＩＸＲＥＦＭ：学習補正項である。
【００６５】
続いてＳ４０に進んで制御弁３０などにフェールが発生したか否か判断し、肯定されるときはＳ４２に進んで２次空気量を、前記したオープンモードの式と同様のフェールセーフモードの式に基づいて算出する。
【００６６】
他方、Ｓ３４で走行レンジにないと判断されるときはＳ４４に進み、前記フラグのビットを１にセットし、Ｓ４６に進んで２次空気量をフィードバック（制御）モードの式に基づいて算出する。詳しくは、
ａ．フラグＦ．ＦＢ＝１のときはフィードバック制御される。
ＩＣＭＤ＝（ＩＦＢｎ＋ＩＳＡ＋ＩＬＯＡＤ）×ＫＩＰＡ＋ＩＰＡ
ここで、ＩＦＢｎは、所定の目標回転数との偏差に応じて算出されるフィードバック補正項である。
ｂ．フラグＦ．ＦＢ＝０のときはオープンループ制御される。
Ｖ＞ＶＡＩＣの場合
ＩＣＭＤ＝（ＩＤＰ＋ＩＬＯＡＤ）×ＫＩＰＡ＋ＩＰＡ
Ｖ≦ＶＡＩＣの場合
ＩＣＭＤ＝（ＩＢＳＴＰ＋ＩＬＯＡＤ）×ＫＩＰＡ＋ＩＰＡ
【００６７】
このように、ショットエア項ＩＳＡと、スロットル全閉負荷項ＩＢＳＴＰあるいはダッシュポット項ＩＤＰは択一的に使用されると共に、車速に応じてスロットル全閉負荷項ＩＢＳＴＰとダッシュポット項ＩＤＰもまた択一的に使用される。
【００６８】
他方、Ｓ２４で肯定、即ち、検出スロットル開度が比較的高開度にあると判断されるときはＳ４８に進んでフラグＦ．ＦＢのビットを零にリセットし、Ｓ５０に進んで検出機関回転数ＮＥが所定回転数ＮＧ（例えば６０００ｒｐｍ）を超えているか否か判断し、肯定、即ち、高回転と判断されるときはＳ５２に進んで休止モードの式（説明省略）に従って２次空気量を算出し、Ｓ２２に進むと共に、否定されるときはＳ４６に進んでフィードバック（制御）モードの式に従って２次空気量を算出する。
【００６９】
また、Ｓ２６で否定されるときはＳ５４に進んで前記フラグのビットを零にリセットし、Ｓ５６に進んで減速２次空気量項ＩＤＥＣを算出する。これは、スロットル全閉減速時に吸気負圧が大きい（即ち、絶対圧が小さい）と油圧消費が増加するため、その防止策として設定される項である。
【００７０】
図１１はその作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００７１】
以下説明すると、Ｓ４００において検出機関回転数ＮＥがＮＩＤＥＣ（例えば１０００ｒｐｍ）を超えるか否か判断し、否定されるとき、即ち、比較的低回転にあるときはＳ４０２に進んで減速２次空気量項ＩＤＥＣの値を零とすると共に、肯定、即ち、比較的高回転にあると判断されるときはＳ４０４に進んでフューエルカットか否か判断する。
【００７２】
そして、Ｓ４０４で否定されるときはＳ４０２に進むと共に、肯定されるときはＳ４０６に進んで機関冷却水温ＴＷが所定水温ＴＷＩＤＥＣを超えるか否か判断し、否定されるときはＳ４０２に進むと共に、肯定されるときはＳ４０８に進んで検出車速Ｖが所定車速ＶＩＤＥＣ（例えば５ｋｍ／ｈ）を超えるか否か判断する。そして否定されるときはＳ４０２に進む。
【００７３】
他方、肯定されるときはＳ４１０に進んでダッシュポット項ＩＤＰの値が零か否か判断し、否定されるときはＳ４０２に進むと共に、肯定されるときはＳ４１２に進んでスロットル全閉負荷項ＩＢＳＴＰの値が零か否か判断し、否定されるときはＳ４０２に進むと共に、肯定されるときはＳ４１４に進む。即ち、減速２次空気量項ＩＤＥＣは、ダッシュポット項ＩＤＰとスロットル全閉負荷項ＩＢＳＴＰとは重複しないように設定する。
【００７４】
続いてＳ４１４に進んでＦ．ＶＴＥＣから可変バルブタイミング機構ＶＴで高側の特性（ＨｉＶ／Ｔ）と低側の特性（ＬｏＶ／Ｔ）のいずれが選択されているか判断し、判断結果に応じてＳ４１６あるいはＳ４１８に進み、対応するテーブルを検出機関回転数ＮＥで検索し、減速２次空気量項ＩＤＥＣを算出する。図１２にそのテーブルの特性を示す。ここで、減速２次空気量項ＩＤＥＣは、機関回転数が高いほど減速度が大きいことから、機関回転数に比例して増加する。
【００７５】
図２フロー・チャートに戻ると、続いてＳ５８に進んで項ＩＤＥＣの値が零か否か判断し、肯定されるときはＳ４６に進むと共に、否定されるときはＳ６０に進んでＤＥＣオープンループ（制御）の式に従って２次空気量を
ＩＣＭＤ＝（ＩＤＥＣ＋ＩＸＲＥＦ）×ＫＩＰＡ＋ＩＰＡ
と算出する。ここでＩＸＲＥＦ：学習補正項である。
【００７６】
上記の如く構成したので、車両が機関負荷となる運転状態に予め２次空気量を供給し、アクセルペダルが一度踏まれて急閉される、いわゆるスナップ操作が行われても、機関回転数が急落することなく、よって機関がストールすることがない。
【００７７】
図１３タイミング・チャートはこの実施の形態に係る制御を従来技術と比較して示すタイミング・チャートであるが、項ＩＢＳＴＰ（制御値（操作量））を予め設けることから、２次空気量の供給遅れが生じることがない。
【００７８】
更に、検出された機関回転数に応じて前記制御値のリミット値を決定し、決定されたリミット値以下となるように前記制御値を決定する如く構成したので、制御値を必要最小限度に止めることができると共に、制御値を所定時間にわたって決定する如く構成したので、２次空気量を円滑に供給できて機関回転数が急変することがない。
【００７９】
上記の如く、この実施の形態にあっては、内燃機関１０の吸気系１２に設けられたスロットル弁１６をバイパスする２次空気通路２６に配設された制御弁３０を有し、前記制御弁の開度を操作量として前記内燃機関に供給する２次空気量を制御する内燃機関の２次空気量制御装置において、前記内燃機関が搭載された車両の車速Ｖを検出する車速検出手段（車速センサ４６）、前記車両の走行を制動するブレーキの作動を検出するブレーキ作動検出手段（ブレーキスイッチ４８）、前記スロットル弁の開度θＴＨを検出するスロットル開度検出手段（スロットル開度センサ１８）、前記検出された車速Ｖが所定ＶＡＩＣ以下のとき、前記ブレーキの作動が検出された場合、前記検出されたスロットル開度θＴＨに応じて前記制御弁の開度の制御値ＩＢＳＴＰを決定する制御値決定手段（図２フロー・チャートのＳ１４および図３フロー・チャートのＳ１０８，Ｓ１１０，Ｓ１１２，Ｓ１１６）、少なくとも前記決定された制御値に基づいて前記制御弁の開度の指令値ＩＣＭＤを算出する指令値算出手段、および前記指令値算出手段の出力に基づいて前記制御弁３０を駆動する制御弁駆動手段（電磁ソレノイド３０ｃ）とを備えると共に、前記内燃機関の機関回転数ＮＥを検出する機関回転数検出手段、および前記検出された機関回転数ＮＥに応じて前記制御値ＩＢＳＴＰのリミット値ＩＢＳＴＰＬＴを決定するリミット値決定手段（図３フロー・チャートのＳ１１４）を備え、前記制御値決定手段は、前記決定されたリミット値以下となるように前記制御値を決定（図３フロー・チャートのＳ１１８，Ｓ１２０）する如く構成した。
【００８１】
また、前記制御値決定手段は、前記制御値ＩＢＳＴＰを所定時間ｔｍＩＢＳＴＰにわたって決定する如く構成した。
【００８２】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、車両が機関負荷となる運転状態に予め２次空気量を増量することいよって、アクセルペダルが一度踏まれて急閉される、いわゆるスナップ操作が行われても、機関回転数が急落することなく、よって機関がストールすることがない。
【００８３】
また、制御値を必要最小限度に止めることができる。
【００８４】
請求項２項にあっては、２次空気量の供給を円滑に行うことができ、機関回転数が急変することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る内燃機関の２次空気量制御装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１に示す装置の動作を示すメインフロー・チャートである。
【図３】図３フロー・チャートのスロットル全閉負荷項の算出作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図４】図３で算出されるスロットル全閉負荷項を示す説明グラフである。
【図５】図３で算出されるスロットル全閉負荷項のリミット値の特性を示す説明グラフである。
【図６】図２フロー・チャートのショットエア項の算出作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図７】図６フロー・チャートの演算で使用するショットエア開始回転数ＮＳＡおよび回転数変動量しきい値ＤＮＳＡの特性を示す説明グラフである。
【図８】図６フロー・チャートの演算で使用するタイマ値ｔｍＳＡの特性を示す説明グラフである。
【図９】図６フロー・チャートの演算で使用する係数ＫＩＳＡの特性を示す説明グラフである。
【図１０】図６フロー・チャートの演算で使用するショットエア項のリミット値の算出作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図１１】図３フロー・チャートの減速２次空気量項の算出作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図１２】図１１フロー・チャートの減速２次空気量項のバルブタイミングごとの特性を示す説明グラフである。
【図１３】この発明に係る２次空気量制御を従来技術と比較して示すタイミング・チャートである。
【符号の説明】
１０ 内燃機関
１２ 吸気管
１６ スロットル弁
１８ スロットル開度センサ
２０ ＥＣＵ
２６ ２次空気通路
３０ 制御弁
４６ 車速センサ
４８ ブレーキスイッチ
Claims (2)
- 内燃機関の吸気系に設けられたスロットル弁をバイパスする２次空気通路に配設された制御弁を有し、前記制御弁の開度を操作量として前記内燃機関に供給する２次空気量を制御する内燃機関の２次空気量制御装置において、
ａ．前記内燃機関が搭載された車両の車速を検出する車速検出手段、
ｂ．前記車両の走行を制動するブレーキの作動を検出するブレーキ作動検出手段、
ｃ．前記スロットル弁の開度を検出するスロットル開度検出手段、
ｄ．前記検出された車速が所定以下のとき、前記ブレーキの作動が検出された場合、前記検出されたスロットル開度に応じて前記制御弁の開度の制御値を決定する制御値決定手段、
ｅ．少なくとも前記決定された制御値に基づいて前記制御弁の開度の指令値を算出する指令値算出手段、
および
ｆ．前記指令値算出手段の出力に基づいて前記制御弁を駆動する制御弁駆動手段、
とを備えると共に、
ｇ．前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段、
および
ｈ．前記検出された機関回転数に応じて前記制御値のリミット値を決定するリミット値決定手段、
とを備え、前記制御値決定手段は、前記決定されたリミット値以下となるように前記制御値を決定することを特徴とする内燃機関の２次空気量制御装置。 - 前記制御値決定手段は、前記制御値を所定時間にわたって決定することを特徴とする請求項１項記載の内燃機関の２次空気量制御装置。
Priority Applications (1)
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| JP31008096A JP3833317B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 内燃機関の２次空気量制御装置 |
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| JPH10141120A JPH10141120A (ja) | 1998-05-26 |
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- 1996-11-06 JP JP31008096A patent/JP3833317B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH10141120A (ja) | 1998-05-26 |
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