JP4075227B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アイドルストップを自動的に行う内燃機関の制御装置に係り、特にアイドルストップ後の機関再始動時の車両状態の初期化を制御する内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、排気ガス低減や２酸化炭素排出量及び燃費の低減のため、停車中のエンジン停止を励行するアイドルストップ運動が行われている。また渋滞や信号機による頻繁な停車時に運転者のアイドルストップ操作の負担を軽減するため、機関停止及び再始動を自動的に行うアイドルストップ機能を備えた自動車も考えられている。
【０００３】
このアイドルストップ機能は、内燃機関の制御装置がアイドルストップ条件及び再始動条件を判定し、アイドルストップ条件が満足されたときに自動的に内燃機関を停止させ、再始動条件が満足されたときに自動的に再始動させるものである。
【０００４】
アイドルストップ条件は、例えば、機関の暖機が完了し蓄電池が充電を必要としないとき、運転者がアクセルペダルから足を離してブレーキペダルを踏んでいる状態であること、車速が０となったこと、ギア位置がＮまたはＤであること、などの条件が全て満足されたときである。内燃機関の制御装置は、このアイドルストップ条件が満足されたとき、燃料噴射及び点火停止を行って、機関を自動的に停止させる。
【０００５】
そして、運転者がブレーキペダルからアクセルペダルへ踏み変えたとき、サイドブレーキが外され、ギア位置がＮまたはＤであれば、または、蓄電池が充電を必要としているときは、制御装置はスタータモータを駆動し、燃料噴射及び点火を行うことにより、機関を自動的に再始動させる。
【０００６】
このアイドルストップ機能により、機関停止及び再始動が自動化され、運転者の負担を軽減するとともに、停車中の燃料消費及び排気ガス発生を抑止し、燃費低減及び環境保護に寄与することができる。
【０００７】
さて、機関再始動に関する従来技術としては、特開平９−３１７５２５号公報に、機関始動時の冷却水温度に応じて学習値の初期化を制御する技術が開示されている。
【０００８】
この技術によれば、内燃機関の始動時において、冷却水温度を検出し、冷却水温度が冷間始動時に取り得る水温より高い所定温度以上のときには、機関停止後間もない再始動であるとして記憶されている学習値をそのまま用い、所定温度未満のときには学習値が冷却水温に応じて初期化または補正される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の学習値の初期化制御技術をアイドルストップ機能を備えた自動車に適用しようとすれば、冷却水温度が所定温度以上の機関再始動時のみ学習値が継続して使用され、冷却水が所定温度未満になれば学習値が初期化または補正されてしまう。このため、アイドルストップ時間が長引く渋滞時や冷却水温が低下し易い冬季などには、学習値の初期化が頻繁に発生することが考えられる。
【００１０】
このような学習値には、例えば、燃料オクタン価の判定結果や、Ｏ2 センサの異常状態等の車両状態が含まれるため、高オクタン価仕様の車両にレギュラーガソリンが使用されていることを学習した場合、アイドルストップの再始動時にオクタン価情報が高オクタン価に初期化されてしまうので、再度オクタン価の学習が終了するまでノッキングが発生し、運転性を損なうという問題点があった。
【００１１】
また、Ｏ2 センサ等の空燃比センサに異常が検出されて空燃比フィードバック制御が禁止された場合でも、アイドルストップの再始動により空燃比センサ異常状態がリセットされてしまう。このため、再度空燃比センサの異常判定が行われるまでに、制御装置は不正確な空燃比信号を利用して誤った空燃比フィードバック制御を行い、不適切な空燃比のために燃費が悪化したり排気ガス浄化触媒が有効に機能しないという問題点があった。
【００１２】
また、通常の機関始動時には、エンジンオイルによる潤滑が十分でないこと、機関各部の熱膨張が不平衡のためフリクションが大きくかつ変動することなどを考慮して、始動直後の一定時間は、アイドル目標回転数を上げて回転安定性を確保するアイドルアップを行い、その後、冷却水温、エアコン等の負荷、及びＡ／Ｔのギア位置などによるアイドル目標回転数制御に移っている。このため、アイドルストップの再始動では、不要なアイドルアップを行うことになり、燃料を無駄に消費するという問題点があった。
【００１３】
以上の問題点に鑑み本発明の課題は、アイドルストップの再始動時に、冷却水温度に係わらず学習値を継続することのできる内燃機関の制御装置を提供することである。
また本発明の別の課題は、アイドルストップの再始動後に再度空燃比センサの異常が検出されるまで、異常な空燃比センサ出力を使用して誤った空燃比フィードバック制御を行うことによる回転不安定、燃費の悪化、及び三元触媒の作用不良を防止することである。
【００１４】
また本発明の別の課題は、アイドルストップの再始動後、再度オクタン価の学習を行うためのノッキング発生を防止し、運転性を向上させることである。
また本発明の別の課題は、アイドルストップの再始動時に、必要以上のアイドルアップを防止し、燃料消費を低減することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、所定のアイドル条件が満足されたとき自動的に機関を停止し、所定の再始動条件が満足されたとき自動的に機関を再始動させるアイドルストップ機能を備えた内燃機関の制御装置であって、アイドルストップしたことを検出するアイドルストップ検出手段と、該アイドルストップ検出手段がアイドルストップを検出したときは、エンジン停止をエンストと判定しないエンスト判定手段と、機関始動後の経過時間を含む車両状態を検出する車両状態検出手段と、前記検出された車両状態を記憶する記憶手段と、前記エンスト判定手段がエンスト判定した後の機関再始動時または初回電源投入時に前記記憶手段の機関始動後の経過時間を含む記憶内容を初期化し、前記エンスト判定手段がエンスト判定しなかった場合の機関再始動時には前記記憶手段の機関始動後の経過時間を含む記憶内容を初期化しない初期化手段と、前記記憶手段に記憶された機関始動後の経過時間が所定時間に達するまでアイドル目標回転数を増加補正するアイドル目標回転数補正手段と、を備えたことを要旨とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、所定のアイドル条件が満足されたとき自動的に機関を停止し、所定の再始動条件が満足されたとき自動的に機関を再始動させるアイドルストップ機能を備えた内燃機関の制御装置であって、機関始動後の経過時間を含む車両状態を検出する車両状態検出手段と、前記検出された車両状態を記憶する記憶手段と、機関再始動がアイドルストップ後の再始動か否かを判定する再始動判定手段と、機関再始動時に前記再始動判定手段の判定結果に基づいて、アイドルストップ後の再始動の場合に前記記憶手段の機関始動後の経過時間を含む記憶内容を初期化せず、アイドルストップ後の再始動でない場合に前記記憶手段の機関始動後の経過時間を含む記憶内容を初期化する初期化手段と、前記記憶手段に記憶された機関始動後の経過時間が所定時間に達するまでアイドル目標回転数を増加補正するアイドル目標回転数補正手段と、を備えたことを要旨とする。
【００１８】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項１または請求項２記載の内燃機関の制御装置において、前記車両状態は、使用するガソリンのオクタン価に関する判定結果を含むことを要旨とする。
【００１９】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項１または請求項２記載の内燃機関の制御装置において、前記車両状態は、空燃比センサの異常状態を含むことを要旨とする。
【００２０】
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項１または請求項２記載の内燃機関の制御装置において、前記車両状態は、機関始動直後のアイドル回転数を高めるアイドルアップ制御パラメータを含むことを要旨とする。
【００２１】
請求項６記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項５記載の内燃機関の制御装置において、前記アイドルアップ制御パラメータは、機関始動後のアイドルアップ継続時間であることを要旨とする。
【００２２】
請求項７記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項５または請求項６記載の内燃機関の制御装置において、前記アイドルアップ制御パラメータは、機関始動後のアイドルアップ時の回転数割増率であることを要旨とする。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、アイドルストップ機能を備えた内燃機関の制御装置において、アイドルストップ検出手段がアイドルストップを検出したときは、エンスト判定手段がエンジン停止をエンストと判定しないようにしたので、機関の運転継続に何等支障が無い状態で制御装置の判断によるアイドルストップと運転継続に支障が生じて機関停止に至ったエンストとを区別することができ、アイドルストップ後の機関再始動時には、機関始動後の経過時間が初期化されないので、アイドル目標回転数の増加補正を抑制し、燃料消費及び騒音を低減することができるという効果がある。
【００２５】
請求項２記載の発明によれば、アイドルストップ機能を備えた内燃機関の制御装置において、車両状態検出手段が検出した機関始動後の経過時間を含む車両状態を記憶手段に記憶し、機関再始動がアイドルストップ後の再始動か否かを再始動判定手段により判定し、機関再始動時に前記再始動判定手段の判定結果に基づいて、初期化手段はアイドルストップ後の再始動の場合に前記記憶手段の機関始動後の経過時間を含む記憶内容を初期化せず、アイドルストップ後の再始動でない場合に前記記憶手段の機関始動後の経過時間を含む記憶内容を初期化するようにしたので、アイドルストップの再始動時には、アイドル目標回転数の増加補正を抑制し、燃料消費及び騒音を低減することができるという効果がある。
【００２６】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の発明の効果に加えて、前記車両状態は、使用するガソリンのオクタン価に関する判定結果を含むこととしたので、高オクタン価仕様の内燃機関にレギュラーガソリンを使用する場合に、オクタン価に関する判定結果がアイドルストップの再始動時に初期化されることがなくなる。このため、高オクタン価の初期値から再度ノッキングの起きる点火時期を調べて使用ガソリンのオクタン価を学習する必要がなくなり、運転性及び静粛性を向上させるという効果がある。
【００２７】
請求項４記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の発明の効果に加えて、前記車両状態は、空燃比センサの異常状態を含むこととしたので、一旦空燃比センサの異常が検出され、この異常状態が不揮発性記憶に記憶されたとき、アイドリングストップの再始動時に異常状態が初期化されることがなくなる。このため、再度空燃比センサの異常が検出されるまで、異常な空燃比センサを用いて誤った空燃比フィードバック制御を行う恐れがなくなるという効果がある。
【００２８】
請求項５記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の発明の効果に加えて、前記車両状態は、機関始動直後のアイドル回転数を高めるアイドルアップ制御パラメータを含むこととしたので、アイドルストップの再始動時に、必要以上のアイドルアップを防止し、燃料消費を低減することができるという効果がある。
【００２９】
請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の発明の効果に加えて、前記アイドルアップ制御パラメータは、機関始動後のアイドルアップ継続時間としたので、アイドルアップの継続時間を必要最小限度に抑制し、アイドルアップによる騒音・振動の継続時間を短縮できるという効果がある。
【００３０】
請求項７記載の発明によれば、請求項５または請求項６記載の発明の効果に加えて、前記アイドルアップ制御パラメータは、機関始動後のアイドルアップ時の回転数割増率としたので、アイドルアップ時の騒音・振動のレベルを低減できるという効果がある。
【００３１】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置の第１の実施形態の構成を示すブロック図であり、車両搭載用ガソリン機関に適用した例を示す。
【００３２】
同図において、制御装置１は、アイドルストップ制御部２と、始動制御部３と、エンスト判定部４と、学習値初期化制御部５と、ノッキング判定部６と、ノック時点火時期操作量学習値演算部７と、学習値記憶部８と、点火時期操作量学習値記憶部９と、ハイオク／レギュラー判定部１０と、ハイオク／レギュラー判定結果記憶部１１と、点火時期リタード量演算部１２とを備えている。
【００３３】
アイドルストップ制御部２は、各種の機関状態及び運転者の操作状態に従って、所定のアイドルストップ条件及び再始動条件の成否を判定し、この判定結果に基づいて自動的な機関停止及び再始動の制御を行うものである。
【００３４】
アイドルストップ制御部２に入力される機関状態としては、冷却水温度、蓄電池電圧、及び車速がある。同様に入力される運転者の操作状態としては、アクセルペダル踏み込み量を検知するアクセルペダルセンサ、フット・ブレーキＳＷ、パーキング・ブレーキＳＷ、及びギア位置がある。
【００３５】
始動制御部３は、図示されないキーＳＷからのスタート信号またはアイドルストップ制御部２からの再始動指示に従って、学習値初期化制御部５に初期化を行わせた後、機関を始動させる。
【００３６】
エンスト判定部４は、クランク角センサ信号及び図外のタイマより得られるタイマ信号を入力し、所定時間クランク角センサ信号の入力がなければ、エンストと判定する。エンスト判定部４は、アイドルストップ制御部２がアイドルストップさせたときを除外したエンストＡ信号と、アイドルストップ制御部２がアイドルストップさせたときのエンストＢ信号との２種類のエンスト信号を出力するように構成されている。
【００３７】
学習値初期化制御部５は、始動制御部３から指示されたタイミングで学習値記憶部８に記憶された学習値を初期化する。このときエンスト判定部４の判定出力がエンストＡ信号であれば学習値の初期化を行い、エンストＢ信号であれば学習値の初期化を禁止し、学習値は継続される。
【００３８】
ノッキング判定部６は、例えば図外のシリンダブロック等に設けられたノックセンサの信号を入力し、ノッキングのレベルを判定する。このノッキングレベル判定は、ノック時点火時期操作量学習値演算部７、ハイオク／レギュラー判定部１０に伝えられる。
【００３９】
ノック時点火時期操作量学習値演算部７は、ノッキング判定部６から伝えられるノッキングレベル判定を参照して、許容されるノックレベルでの点火時期操作量学習値を演算し、この学習値を点火時期操作量学習値記憶部９に記憶させる。
【００４０】
学習値記憶部８は、点火時期操作量学習値記憶部９及びハイオク／レギュラー判定結果記憶部１１を含み、それぞれの学習値を記憶するするとともに、学習値初期化制御部５により、その記憶内容が初期値に初期化されるものである。
【００４１】
点火時期操作量学習値記憶部９は、ノック時点火時期操作量学習値演算部７が演算した学習値を記憶し、この学習値は点火時期リタード量演算部１２で使用される。また点火時期操作量学習値記憶部９は、その記憶内容が初期化されると、操作量０となり、この操作量０を用いた点火時期は標準点火時期となる。
【００４２】
ハイオク／レギュラー判定部１０は、ノック時点火時期操作量学習値演算部７から得られる点火時期操作量と、ノッキング判定部６から得られるノッキングレベル判定とに基づいて、使用ガソリンがハイオク／レギュラーのいずれであるかを判定し、この判定結果をハイオク／レギュラー判定結果記憶部１１に記憶させるものである。
【００４３】
点火時期リタード量演算部１２は、図示しない標準点火時期マップと、点火時期操作量学習値記憶部９に記憶された点火時期操作量学習値と、ハイオク／レギュラー判定結果記憶部１１に記憶された判定結果とを参照して、点火時期リタード量を演算して、図外の点火制御部に点火時期を出力する。
【００４４】
次に、本実施形態の動作を図２のフローチャートを参照して説明する。尚、図２において、通常自動車が備えている構成要素を備えているものとして説明する。また、エンジンの状態は、アイドルストップ後以外の始動時、通常の運転状態、アイドル時の運転状態、アイドルストップ条件が成立してアイドルストップへ至る遷移状態、アイドルストップ中に再始動条件が成立するまで待機している状態、再始動条件が成立して制御装置が自動的に再始動する遷移状態がある。
【００４５】
そして、アイドルストップ後以外の始動時には、学習値を初期化し、アイドルストップ後の再始動時には、学習値を初期化せずに再始動することに特徴がある。
【００４６】
図２において、まずキースイッチによりイグニッションＯＮとなると、制御装置に電力供給が開始され、パワーリセットが行われる（ステップ１０、以下ステップをＳと略す）。
【００４７】
次いで、冷却水温センサ、蓄電池電圧センサ、車速センサ、クランク角センサ等の各種のセンサ信号の入力、Ａ／Ｄ変換、ディジタルセンサ信号値の格納等のセンサ信号処理を行う（Ｓ１２）。次いで、アクセルペダルセンサ、フット・ブレーキＳＷ、パーキング・ブレーキＳＷ、ギア位置ＳＷ、等の運転者が操作する操作手段に設けられた各種のスイッチが発生するスイッチ信号を入力する（Ｓ１４）。
【００４８】
次いで、クランク角センサ信号に基づいてエンジン回転数を計算する（Ｓ１６）。次いで、始動時か否かを判定する（Ｓ１８）。この始動時は、キースイッチのポジションがＯＮ→ＳＴＡＲＴへ切り換えられたことによる始動時であり、アイドルストップ後の始動時は後述するように除外されている。
【００４９】
Ｓ１８の判定で始動時であれば、学習値を初期化して（Ｓ２０）、スターターモータリレーをＯＮにするなどの始動処理を行い（Ｓ２２）、Ｓ４４へ移る。
【００５０】
Ｓ１８の判定で、始動時でなければ、次いでエンストか否かを判定する（Ｓ２４）。このエンスト判定には、アイドルストップによるエンジン停止も含むものとする。
【００５１】
Ｓ２４のエンスト判定でＮＯの場合、アイドル時であるか否かを判定し（Ｓ３４）、アイドル時であれば、アイドルストップ条件が成立するか否かを判定する（Ｓ３６）。
【００５２】
アイドルストップ条件が成立すれば、アイドルストップフラグを１にセットして（Ｓ４０）、エンジンを停止させるアイドルストップ制御を行う（Ｓ４２）。このアイドルストップ制御は、従来と同様に、燃料噴射及び点火プラグの通電を停止することにより行われる。そして、制御装置に電源が供給された状態を保ちながらＳ１２へ移る。その後のＳ１２以下の処理では、エンジン回転が停止するので、後述するようにＳ２４でエンストが検出される。
【００５３】
Ｓ３６の判定でアイドルストップ条件が成立していなければ、アイドル目標回転数を計算するなどのアイドル制御を行い（Ｓ３８）、運転状態および目標回転数に応じた燃料噴射量計算及び設定（Ｓ４４）、センサ信号の内ノックセンサ信号レベルを考慮し所定のノックレベルに収束するように点火時期を操作する点火時期計算及び設定（Ｓ４６）、点火時期操作量学習値及びハイオク／レギュラー判定値を記憶し（Ｓ４８）、Ｓ１２へ戻る。
【００５４】
また、Ｓ３４の判定で、アイドル時でなければ、通常の運転状態の処理を行うべく、Ｓ４４へ移り、先に述べたように燃料噴射量の計算及び設定以下の処理が行われる。
【００５５】
次に、Ｓ２４の判定でエンストであれば、アイドルストップフラグが１か否かを判定する（Ｓ２６）。このアイドルストップフラグは、後述するように、アイドルストップ条件が成立してエンジンを停止させる場合にセットされ、再始動条件が成立し、学習値初期化をバイパスして再始動する場合に、リセットされる。
【００５６】
Ｓ２６の判定でアイドルストップフラグが１でなければ、アイドルストップ以外のエンストであるので、エンジンＣＨＥＣＫランプ点灯などの従来と同様のエンスト処理を行って（Ｓ２８）、Ｓ１２へ移る。これ以後、運転者によりキースイッチがＯＮからＳＴＡＲＴの位置へ換えられると、先に説明したように、Ｓ１４のスイッチ信号処理、始動時か否かの判定（Ｓ１８）を経て、学習値初期化（Ｓ２０）、始動処理が行われることになる。
【００５７】
Ｓ２６の判定でアイドルストップフラグが１であると、アイドルストップ中であるとして、再始動条件が成立するか否かを判定する（Ｓ３０）。再始動条件が成立しなければ、Ｓ１２へ移り、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ２６、Ｓ３０、再度Ｓ１２へ戻るというループを構成し、センサ信号処理（Ｓ１２）、スイッチ信号処理（Ｓ１４）を行いながら再始動条件が成立するまで待機することとなる。
【００５８】
そして運転者の操作によりスイッチ信号が変化すると、ループ中のスイッチ信号処理（Ｓ１４）でスイッチ信号の変化が反映され、Ｓ３０の再始動条件の成否判定がＹＥＳとなり、Ｓ３２へ移ってアイドルストップフラグをリセットし、次いで学習値初期化を行うことなく再始動処理（Ｓ２２）を行う。こうしてアイドルストップ後の再始動では、学習値初期化（Ｓ２０）は行われないので、アイドルストップ前の学習値、即ちノック時の点火時期操作量学習値及びハイオク／レギュラー判定結果を引き続き利用することができる。
【００５９】
これにより、アイドルストップ後に再始動した場合に、レギュラーガソリン使用時に再度ノック時点火時期操作量やハイオク／レギュラー判定を学習するためにノッキングが生じて運転性を損なうことが無くなる。
【００６０】
次に、本発明に係る内燃機関の制御装置の第二の実施形態について説明する。図３は、本発明に係る内燃機関の制御装置の第二の実施形態の構成を示すブロック図であり、車両搭載用ガソリン機関に適用した例を示す。
【００６１】
同図において、制御装置１０１は、アイドルストップ制御部２と、始動制御部３と、エンスト判定部４と、診断結果初期化制御部２０と、空燃比センサ診断部２１と、診断結果記憶部２２と、空燃比フィードバック制御部２３とを備えている。
【００６２】
アイドルストップ制御部２と、始動制御部３と、エンスト判定部４とは、図１の第一実施形態の構成要素と同様の構成要素であるので、重複する説明を省略する。
【００６３】
診断結果初期化制御部２０は、始動制御部３から指示されたタイミングで診断結果記憶部２２に記憶された診断結果を初期化する。このときエンスト判定部４の判定出力がエンストＡ信号であれば診断結果の初期化を行い、エンストＢ信号であれば診断結果の初期化を禁止し、診断結果は継続される。
【００６４】
空燃比センサ診断部２１は、例えば図示しないＯ２センサ等の空燃比センサの信号を監視し、この空燃比センサ信号が例えば、一定時間中に正常の範囲を所定回数以上逸脱すれば、空燃比センサを異常と診断し、この診断結果を診断結果記憶部２２に記憶させるものである。
【００６５】
診断結果記憶部２２は、空燃比センサの診断結果を記憶するするとともに、診断結果初期化制御部５により、その記憶内容が初期値に初期化されるものである。
【００６６】
空燃比フィードバック制御部２３は、所定の暖機が終了後、空燃比センサの出力を利用して、空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量を制御することにより、図外の三元触媒を有効に作用させ、排気の浄化を図るものである。尚、診断結果記憶部２２が空燃比センサの異常を記憶していれば、空燃比フィードバック制御は禁止され、空燃比はオープンループ制御が行われる。
【００６７】
図５は、本実施形態に用いられる空燃比センサとしての二酸化ジルコニウムを使用したＯ２センサの出力特性を示すグラフである。空燃比センサの暖機が完了した後の正常動作時には、理論空燃比よりリッチ（濃）側でセンサ出力電圧は８００〜１０００ｍＶとなり、理論空燃比よりリーン（希薄）側では２００ｍＶ程度以下である。
【００６８】
空燃比センサが異常時には、リッチ側でセンサ出力が２Ｖを超えるので、例えば、所定時間内に数回２Ｖを超えることが検出された場合には、空燃比センサが異常であると判定することができる。
【００６９】
次に、本第二実施形態の動作を図４のフローチャートを参照して説明する。尚、図４において、通常自動車が備えている構成要素を備えているものとして説明する。また、エンジンの状態は、アイドルストップ後以外の始動時、通常の運転状態、アイドル時の運転状態、アイドルストップ条件が成立してアイドルストップへ至る遷移状態、アイドルストップ中に再始動条件が成立するまで待機している状態、再始動条件が成立して制御装置が自動的に再始動する遷移状態があるのは、第一実施形態と同様である。
【００７０】
そして、アイドルストップ後以外の始動時には、空燃比センサの診断結果を初期化し、アイドルストップ後の再始動時には、空燃比センサの診断結果を初期化せずに再始動することに特徴がある。
【００７１】
図４において、第一実施形態のフローチャートである図２との相違は、図２のＳ２０に代えてＳ１００、図２のＳ４８に代えてＳ１１０が設けられていることである。その他のステップの処理内容は同様であるので、異なるステップのみを説明する。
【００７２】
始動時かどうかの判定（Ｓ１８）で始動時であれば、診断結果記憶部に記憶した診断結果を正常状態に初期化して（Ｓ１００）、始動処理を行う（Ｓ２２）。
【００７３】
また、Ｓ４４で運転状態および目標回転数に応じた燃料噴射量計算及び設定を行い、Ｓ４６で点火時期計算及び設定（Ｓ４６）を行った後、空燃比センサ信号の出力レベルが正常の範囲内か否かを判定することにより、所定時間内に所定回数以上異常値を示せば、空燃比センサが異常であると診断して診断結果を記憶する（Ｓ１００）。
【００７４】
アイドルストップ中の再始動条件成立待ちも第一実施形態と同様にＳ１２からＳ３０のループである。そして運転者の操作によりスイッチ信号が変化すると、ループ中のスイッチ信号処理（Ｓ１４）でスイッチ信号の変化が反映され、Ｓ３０の再始動条件の成否判定がＹＥＳとなり、Ｓ３２へ移ってアイドルストップフラグをリセットし、次いで診断結果の初期化を行うことなく再始動処理（Ｓ２２）を行う。
【００７５】
こうしてアイドルストップ後の再始動では、診断結果初期化（Ｓ１００）は行われないので、アイドルストップ前の空燃比センサの診断結果を引き続き利用することができる。
【００７６】
これにより、アイドルストップ後に再始動した場合に、空燃比センサが異常であっても、再度空燃比センサの異常診断が行われるまでに、異常な空燃比センサの出力を使用して誤った空燃比フィードバックを行って燃費が悪化したり、三元触媒が有効に作用しなくなることを回避することができる。
【００７７】
次に、本発明に係る内燃機関の制御装置の第三の実施形態について説明する。図６は、本発明に係る内燃機関の制御装置の第三の実施形態の構成を示すブロック図であり、車両搭載用ガソリン機関に適用した例を示す。
【００７８】
同図において、制御装置２０１は、アイドルストップ制御部２と、始動制御部３と、エンスト判定部４と、始動後経過時間初期化制御部２０と、始動後経過時間演算部３１と、始動後経過時間記憶部３２と、アイドル目標回転数補正率演算部３３と、アイドル目標回転数演算部３４とを備えている。
【００７９】
アイドルストップ制御部２と、始動制御部３と、エンスト判定部４とは、図１の第一実施形態の構成要素と同様の構成要素であるので、重複する説明を省略する。
【００８０】
始動後経過時間初期化制御部３０は、始動制御部３から指示されたタイミングで始動後経過時間記憶部３２に記憶された始動時からの経過時間を０に初期化する。このときエンスト判定部４の判定出力がエンストＡ信号であれば経過時間の初期化を行い、エンストＢ信号であれば経過時間の初期化を禁止し、経過時間は継続される。
【００８１】
始動後経過時間演算部３１は、機関始動後の経過時間を演算し、この経過時間を始動後経過時間記憶部３２に記憶させるものである。
【００８２】
始動後経過時間記憶部３２は、始動後の経過時間を記憶するするとともに、始動後経過時間初期化制御部３０により、その記憶内容が０に初期化されるものである。
【００８３】
アイドル目標回転数補正率演算部３３は、始動後経過時間に従ったアイドル目標回転数補正率を計算するものである。
【００８４】
このアイドル目標回転数補正率は、図８に例を示すように、始動後経過時間が０の時の百十数％から時間経過と共に１００％パーセントへ低下する補正率である。この例では、始動後経過時間が０から３秒までは、補正率１１６％の一定とし、３秒経過以後は、１秒当たり約−５％の補正率低下を行って、８秒後以後は、補正率１００％、即ちアイドルアップ期間終了とし、以後は全く補正しない特性としている。
【００８５】
そして本実施形態では、負荷で定まるアイドル目標回転数に補正率を乗じることにより、機関始動直後から例えば８秒後までのアイドル目標回転数を高めるアイドルアップを行って、始動直後の大きなフリクションに対抗してアイドル回転を停止することなく継続させている。
【００８６】
アイドル目標回転数演算部３４は、機関温度としての冷却水温度、エアコン等の電装品のオン／オフ状態、発電機の稼働状態等の補機の負荷などに応じた基本アイドル回転数に、アイドル回転数補正率を乗じてアイドル目標回転数を演算する。
【００８７】
次に、本第三実施形態の動作を図７のフローチャートを参照して説明する。尚、図７において、通常自動車が備えている構成要素を備えているものとして説明する。また、エンジンの状態は、アイドルストップ後以外の始動時、通常の運転状態、アイドル時の運転状態、アイドルストップ条件が成立してアイドルストップへ至る遷移状態、アイドルストップ中に再始動条件が成立するまで待機している状態、再始動条件が成立して制御装置が自動的に再始動する遷移状態があるのは、第一実施形態と同様である。
【００８８】
そして、アイドルストップ後以外の始動時には、始動後経過時間を初期化し、アイドルストップ後の再始動時には、始動後経過時間を初期化せずに前回の始動時の始動後経過時間を引き継ぐことに特徴がある。
【００８９】
図７において、第一実施形態のフローチャートである図２との相違は、図２のＳ２０に代えてＳ２００、図２のＳ４８に代えてＳ２３０、図２のＳ３８に代えてＳ２１０及びＳ２２０が設けられていることである。その他のステップの処理内容は同様であるので、異なるステップのみを説明する。
【００９０】
始動時かどうかの判定（Ｓ１８）で始動時であれば、始動後経過時間記憶部に記憶した経過時間を０に初期化して（Ｓ２００）、始動処理を行う（Ｓ２２）。
【００９１】
また、Ｓ４４で運転状態および目標回転数に応じた燃料噴射量計算及び設定を行い、Ｓ４６で点火時期計算及び設定（Ｓ４６）を行った後、始動後経過時間を更新して始動後経過時間記憶部に記憶する（Ｓ２３０）。
【００９２】
また、アイドル時のアイドルストップ条件が成立しないときには、始動後経過時間と、図８に示したような所定の補正関数とに基づいて、アイドル目標回転数補正率を計算し（Ｓ２１０）、負荷で定まるアイドル目標回転数に補正率を乗じて、実際のアイドル目標回転数を計算し（Ｓ２２０）、Ｓ４４へ移る。
【００９３】
アイドルストップ中の再始動条件成立待ちも第一実施形態と同様にＳ１２からＳ３０のループである。そして運転者の操作によりスイッチ信号が変化すると、ループ中のスイッチ信号処理（Ｓ１４）でスイッチ信号の変化が反映され、Ｓ３０の再始動条件の成否判定がＹＥＳとなり、Ｓ３２へ移ってアイドルストップフラグをリセットし、次いで始動後経過時間の初期化を行うことなく再始動処理（Ｓ２２）を行う。
【００９４】
こうしてアイドルストップ後の再始動では、始動後経過時間初期化（Ｓ２００）は行われないので、アイドルストップ前の始動後経過時間を引き続き利用することができる。
【００９５】
これにより、アイドルストップ後に再始動した場合に、始動後経過時間が引き継がれるので、最初の始動から経過時間が８秒以下であれば、再始動後のアイドルアップ継続時間が短縮され、再始動後のアイドリング時の燃料消費及び騒音発生を少なくすることができる。
【００９６】
尚、本実施の形態においては、始動後経過時間を車両状態として記憶し、アイドルストップ後の再始動時に始動後経過時間を初期化せず引き継ぐ構成としたが、始動後経過時間に代えて、アイドルストップ直前のアイドル目標回転数補正率を車両状態として記憶し、アイドルストップ後の再始動では初期化せず、その他の再始動で初期化する様な構成としても同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関の制御装置の第一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】第一実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図３】第二実施形態の構成を示すブロック図である。
【図４】第二実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図５】空燃比センサの一種であるＯ２センサの出力特性図である。
【図６】第三実施形態の構成を示すブロック図である。
【図７】第三実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図８】第三実施形態におけるアイドル回転数補正率の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 制御装置
２ アイドルストップ制御部
３ 始動制御部
４ エンスト判定部
５ 学習値初期化制御部
６ ノッキング判定部
７ ノック時点火時期操作量学習値演算部
８ 学習値記憶部
９ 点火時期操作量学習値記憶部
１０ ハイオク／レギュラー判定部
１１ ハイオク／レギュラー判定結果記憶部
１２ 点火時期リタード量演算部
【発明の属する技術分野】
本発明は、アイドルストップを自動的に行う内燃機関の制御装置に係り、特にアイドルストップ後の機関再始動時の車両状態の初期化を制御する内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、排気ガス低減や２酸化炭素排出量及び燃費の低減のため、停車中のエンジン停止を励行するアイドルストップ運動が行われている。また渋滞や信号機による頻繁な停車時に運転者のアイドルストップ操作の負担を軽減するため、機関停止及び再始動を自動的に行うアイドルストップ機能を備えた自動車も考えられている。
【０００３】
このアイドルストップ機能は、内燃機関の制御装置がアイドルストップ条件及び再始動条件を判定し、アイドルストップ条件が満足されたときに自動的に内燃機関を停止させ、再始動条件が満足されたときに自動的に再始動させるものである。
【０００４】
アイドルストップ条件は、例えば、機関の暖機が完了し蓄電池が充電を必要としないとき、運転者がアクセルペダルから足を離してブレーキペダルを踏んでいる状態であること、車速が０となったこと、ギア位置がＮまたはＤであること、などの条件が全て満足されたときである。内燃機関の制御装置は、このアイドルストップ条件が満足されたとき、燃料噴射及び点火停止を行って、機関を自動的に停止させる。
【０００５】
そして、運転者がブレーキペダルからアクセルペダルへ踏み変えたとき、サイドブレーキが外され、ギア位置がＮまたはＤであれば、または、蓄電池が充電を必要としているときは、制御装置はスタータモータを駆動し、燃料噴射及び点火を行うことにより、機関を自動的に再始動させる。
【０００６】
このアイドルストップ機能により、機関停止及び再始動が自動化され、運転者の負担を軽減するとともに、停車中の燃料消費及び排気ガス発生を抑止し、燃費低減及び環境保護に寄与することができる。
【０００７】
さて、機関再始動に関する従来技術としては、特開平９−３１７５２５号公報に、機関始動時の冷却水温度に応じて学習値の初期化を制御する技術が開示されている。
【０００８】
この技術によれば、内燃機関の始動時において、冷却水温度を検出し、冷却水温度が冷間始動時に取り得る水温より高い所定温度以上のときには、機関停止後間もない再始動であるとして記憶されている学習値をそのまま用い、所定温度未満のときには学習値が冷却水温に応じて初期化または補正される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の学習値の初期化制御技術をアイドルストップ機能を備えた自動車に適用しようとすれば、冷却水温度が所定温度以上の機関再始動時のみ学習値が継続して使用され、冷却水が所定温度未満になれば学習値が初期化または補正されてしまう。このため、アイドルストップ時間が長引く渋滞時や冷却水温が低下し易い冬季などには、学習値の初期化が頻繁に発生することが考えられる。
【００１０】
このような学習値には、例えば、燃料オクタン価の判定結果や、Ｏ2 センサの異常状態等の車両状態が含まれるため、高オクタン価仕様の車両にレギュラーガソリンが使用されていることを学習した場合、アイドルストップの再始動時にオクタン価情報が高オクタン価に初期化されてしまうので、再度オクタン価の学習が終了するまでノッキングが発生し、運転性を損なうという問題点があった。
【００１１】
また、Ｏ2 センサ等の空燃比センサに異常が検出されて空燃比フィードバック制御が禁止された場合でも、アイドルストップの再始動により空燃比センサ異常状態がリセットされてしまう。このため、再度空燃比センサの異常判定が行われるまでに、制御装置は不正確な空燃比信号を利用して誤った空燃比フィードバック制御を行い、不適切な空燃比のために燃費が悪化したり排気ガス浄化触媒が有効に機能しないという問題点があった。
【００１２】
また、通常の機関始動時には、エンジンオイルによる潤滑が十分でないこと、機関各部の熱膨張が不平衡のためフリクションが大きくかつ変動することなどを考慮して、始動直後の一定時間は、アイドル目標回転数を上げて回転安定性を確保するアイドルアップを行い、その後、冷却水温、エアコン等の負荷、及びＡ／Ｔのギア位置などによるアイドル目標回転数制御に移っている。このため、アイドルストップの再始動では、不要なアイドルアップを行うことになり、燃料を無駄に消費するという問題点があった。
【００１３】
以上の問題点に鑑み本発明の課題は、アイドルストップの再始動時に、冷却水温度に係わらず学習値を継続することのできる内燃機関の制御装置を提供することである。
また本発明の別の課題は、アイドルストップの再始動後に再度空燃比センサの異常が検出されるまで、異常な空燃比センサ出力を使用して誤った空燃比フィードバック制御を行うことによる回転不安定、燃費の悪化、及び三元触媒の作用不良を防止することである。
【００１４】
また本発明の別の課題は、アイドルストップの再始動後、再度オクタン価の学習を行うためのノッキング発生を防止し、運転性を向上させることである。
また本発明の別の課題は、アイドルストップの再始動時に、必要以上のアイドルアップを防止し、燃料消費を低減することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、所定のアイドル条件が満足されたとき自動的に機関を停止し、所定の再始動条件が満足されたとき自動的に機関を再始動させるアイドルストップ機能を備えた内燃機関の制御装置であって、アイドルストップしたことを検出するアイドルストップ検出手段と、該アイドルストップ検出手段がアイドルストップを検出したときは、エンジン停止をエンストと判定しないエンスト判定手段と、機関始動後の経過時間を含む車両状態を検出する車両状態検出手段と、前記検出された車両状態を記憶する記憶手段と、前記エンスト判定手段がエンスト判定した後の機関再始動時または初回電源投入時に前記記憶手段の機関始動後の経過時間を含む記憶内容を初期化し、前記エンスト判定手段がエンスト判定しなかった場合の機関再始動時には前記記憶手段の機関始動後の経過時間を含む記憶内容を初期化しない初期化手段と、前記記憶手段に記憶された機関始動後の経過時間が所定時間に達するまでアイドル目標回転数を増加補正するアイドル目標回転数補正手段と、を備えたことを要旨とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、所定のアイドル条件が満足されたとき自動的に機関を停止し、所定の再始動条件が満足されたとき自動的に機関を再始動させるアイドルストップ機能を備えた内燃機関の制御装置であって、機関始動後の経過時間を含む車両状態を検出する車両状態検出手段と、前記検出された車両状態を記憶する記憶手段と、機関再始動がアイドルストップ後の再始動か否かを判定する再始動判定手段と、機関再始動時に前記再始動判定手段の判定結果に基づいて、アイドルストップ後の再始動の場合に前記記憶手段の機関始動後の経過時間を含む記憶内容を初期化せず、アイドルストップ後の再始動でない場合に前記記憶手段の機関始動後の経過時間を含む記憶内容を初期化する初期化手段と、前記記憶手段に記憶された機関始動後の経過時間が所定時間に達するまでアイドル目標回転数を増加補正するアイドル目標回転数補正手段と、を備えたことを要旨とする。
【００１８】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項１または請求項２記載の内燃機関の制御装置において、前記車両状態は、使用するガソリンのオクタン価に関する判定結果を含むことを要旨とする。
【００１９】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項１または請求項２記載の内燃機関の制御装置において、前記車両状態は、空燃比センサの異常状態を含むことを要旨とする。
【００２０】
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項１または請求項２記載の内燃機関の制御装置において、前記車両状態は、機関始動直後のアイドル回転数を高めるアイドルアップ制御パラメータを含むことを要旨とする。
【００２１】
請求項６記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項５記載の内燃機関の制御装置において、前記アイドルアップ制御パラメータは、機関始動後のアイドルアップ継続時間であることを要旨とする。
【００２２】
請求項７記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項５または請求項６記載の内燃機関の制御装置において、前記アイドルアップ制御パラメータは、機関始動後のアイドルアップ時の回転数割増率であることを要旨とする。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、アイドルストップ機能を備えた内燃機関の制御装置において、アイドルストップ検出手段がアイドルストップを検出したときは、エンスト判定手段がエンジン停止をエンストと判定しないようにしたので、機関の運転継続に何等支障が無い状態で制御装置の判断によるアイドルストップと運転継続に支障が生じて機関停止に至ったエンストとを区別することができ、アイドルストップ後の機関再始動時には、機関始動後の経過時間が初期化されないので、アイドル目標回転数の増加補正を抑制し、燃料消費及び騒音を低減することができるという効果がある。
【００２５】
請求項２記載の発明によれば、アイドルストップ機能を備えた内燃機関の制御装置において、車両状態検出手段が検出した機関始動後の経過時間を含む車両状態を記憶手段に記憶し、機関再始動がアイドルストップ後の再始動か否かを再始動判定手段により判定し、機関再始動時に前記再始動判定手段の判定結果に基づいて、初期化手段はアイドルストップ後の再始動の場合に前記記憶手段の機関始動後の経過時間を含む記憶内容を初期化せず、アイドルストップ後の再始動でない場合に前記記憶手段の機関始動後の経過時間を含む記憶内容を初期化するようにしたので、アイドルストップの再始動時には、アイドル目標回転数の増加補正を抑制し、燃料消費及び騒音を低減することができるという効果がある。
【００２６】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の発明の効果に加えて、前記車両状態は、使用するガソリンのオクタン価に関する判定結果を含むこととしたので、高オクタン価仕様の内燃機関にレギュラーガソリンを使用する場合に、オクタン価に関する判定結果がアイドルストップの再始動時に初期化されることがなくなる。このため、高オクタン価の初期値から再度ノッキングの起きる点火時期を調べて使用ガソリンのオクタン価を学習する必要がなくなり、運転性及び静粛性を向上させるという効果がある。
【００２７】
請求項４記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の発明の効果に加えて、前記車両状態は、空燃比センサの異常状態を含むこととしたので、一旦空燃比センサの異常が検出され、この異常状態が不揮発性記憶に記憶されたとき、アイドリングストップの再始動時に異常状態が初期化されることがなくなる。このため、再度空燃比センサの異常が検出されるまで、異常な空燃比センサを用いて誤った空燃比フィードバック制御を行う恐れがなくなるという効果がある。
【００２８】
請求項５記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の発明の効果に加えて、前記車両状態は、機関始動直後のアイドル回転数を高めるアイドルアップ制御パラメータを含むこととしたので、アイドルストップの再始動時に、必要以上のアイドルアップを防止し、燃料消費を低減することができるという効果がある。
【００２９】
請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の発明の効果に加えて、前記アイドルアップ制御パラメータは、機関始動後のアイドルアップ継続時間としたので、アイドルアップの継続時間を必要最小限度に抑制し、アイドルアップによる騒音・振動の継続時間を短縮できるという効果がある。
【００３０】
請求項７記載の発明によれば、請求項５または請求項６記載の発明の効果に加えて、前記アイドルアップ制御パラメータは、機関始動後のアイドルアップ時の回転数割増率としたので、アイドルアップ時の騒音・振動のレベルを低減できるという効果がある。
【００３１】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置の第１の実施形態の構成を示すブロック図であり、車両搭載用ガソリン機関に適用した例を示す。
【００３２】
同図において、制御装置１は、アイドルストップ制御部２と、始動制御部３と、エンスト判定部４と、学習値初期化制御部５と、ノッキング判定部６と、ノック時点火時期操作量学習値演算部７と、学習値記憶部８と、点火時期操作量学習値記憶部９と、ハイオク／レギュラー判定部１０と、ハイオク／レギュラー判定結果記憶部１１と、点火時期リタード量演算部１２とを備えている。
【００３３】
アイドルストップ制御部２は、各種の機関状態及び運転者の操作状態に従って、所定のアイドルストップ条件及び再始動条件の成否を判定し、この判定結果に基づいて自動的な機関停止及び再始動の制御を行うものである。
【００３４】
アイドルストップ制御部２に入力される機関状態としては、冷却水温度、蓄電池電圧、及び車速がある。同様に入力される運転者の操作状態としては、アクセルペダル踏み込み量を検知するアクセルペダルセンサ、フット・ブレーキＳＷ、パーキング・ブレーキＳＷ、及びギア位置がある。
【００３５】
始動制御部３は、図示されないキーＳＷからのスタート信号またはアイドルストップ制御部２からの再始動指示に従って、学習値初期化制御部５に初期化を行わせた後、機関を始動させる。
【００３６】
エンスト判定部４は、クランク角センサ信号及び図外のタイマより得られるタイマ信号を入力し、所定時間クランク角センサ信号の入力がなければ、エンストと判定する。エンスト判定部４は、アイドルストップ制御部２がアイドルストップさせたときを除外したエンストＡ信号と、アイドルストップ制御部２がアイドルストップさせたときのエンストＢ信号との２種類のエンスト信号を出力するように構成されている。
【００３７】
学習値初期化制御部５は、始動制御部３から指示されたタイミングで学習値記憶部８に記憶された学習値を初期化する。このときエンスト判定部４の判定出力がエンストＡ信号であれば学習値の初期化を行い、エンストＢ信号であれば学習値の初期化を禁止し、学習値は継続される。
【００３８】
ノッキング判定部６は、例えば図外のシリンダブロック等に設けられたノックセンサの信号を入力し、ノッキングのレベルを判定する。このノッキングレベル判定は、ノック時点火時期操作量学習値演算部７、ハイオク／レギュラー判定部１０に伝えられる。
【００３９】
ノック時点火時期操作量学習値演算部７は、ノッキング判定部６から伝えられるノッキングレベル判定を参照して、許容されるノックレベルでの点火時期操作量学習値を演算し、この学習値を点火時期操作量学習値記憶部９に記憶させる。
【００４０】
学習値記憶部８は、点火時期操作量学習値記憶部９及びハイオク／レギュラー判定結果記憶部１１を含み、それぞれの学習値を記憶するするとともに、学習値初期化制御部５により、その記憶内容が初期値に初期化されるものである。
【００４１】
点火時期操作量学習値記憶部９は、ノック時点火時期操作量学習値演算部７が演算した学習値を記憶し、この学習値は点火時期リタード量演算部１２で使用される。また点火時期操作量学習値記憶部９は、その記憶内容が初期化されると、操作量０となり、この操作量０を用いた点火時期は標準点火時期となる。
【００４２】
ハイオク／レギュラー判定部１０は、ノック時点火時期操作量学習値演算部７から得られる点火時期操作量と、ノッキング判定部６から得られるノッキングレベル判定とに基づいて、使用ガソリンがハイオク／レギュラーのいずれであるかを判定し、この判定結果をハイオク／レギュラー判定結果記憶部１１に記憶させるものである。
【００４３】
点火時期リタード量演算部１２は、図示しない標準点火時期マップと、点火時期操作量学習値記憶部９に記憶された点火時期操作量学習値と、ハイオク／レギュラー判定結果記憶部１１に記憶された判定結果とを参照して、点火時期リタード量を演算して、図外の点火制御部に点火時期を出力する。
【００４４】
次に、本実施形態の動作を図２のフローチャートを参照して説明する。尚、図２において、通常自動車が備えている構成要素を備えているものとして説明する。また、エンジンの状態は、アイドルストップ後以外の始動時、通常の運転状態、アイドル時の運転状態、アイドルストップ条件が成立してアイドルストップへ至る遷移状態、アイドルストップ中に再始動条件が成立するまで待機している状態、再始動条件が成立して制御装置が自動的に再始動する遷移状態がある。
【００４５】
そして、アイドルストップ後以外の始動時には、学習値を初期化し、アイドルストップ後の再始動時には、学習値を初期化せずに再始動することに特徴がある。
【００４６】
図２において、まずキースイッチによりイグニッションＯＮとなると、制御装置に電力供給が開始され、パワーリセットが行われる（ステップ１０、以下ステップをＳと略す）。
【００４７】
次いで、冷却水温センサ、蓄電池電圧センサ、車速センサ、クランク角センサ等の各種のセンサ信号の入力、Ａ／Ｄ変換、ディジタルセンサ信号値の格納等のセンサ信号処理を行う（Ｓ１２）。次いで、アクセルペダルセンサ、フット・ブレーキＳＷ、パーキング・ブレーキＳＷ、ギア位置ＳＷ、等の運転者が操作する操作手段に設けられた各種のスイッチが発生するスイッチ信号を入力する（Ｓ１４）。
【００４８】
次いで、クランク角センサ信号に基づいてエンジン回転数を計算する（Ｓ１６）。次いで、始動時か否かを判定する（Ｓ１８）。この始動時は、キースイッチのポジションがＯＮ→ＳＴＡＲＴへ切り換えられたことによる始動時であり、アイドルストップ後の始動時は後述するように除外されている。
【００４９】
Ｓ１８の判定で始動時であれば、学習値を初期化して（Ｓ２０）、スターターモータリレーをＯＮにするなどの始動処理を行い（Ｓ２２）、Ｓ４４へ移る。
【００５０】
Ｓ１８の判定で、始動時でなければ、次いでエンストか否かを判定する（Ｓ２４）。このエンスト判定には、アイドルストップによるエンジン停止も含むものとする。
【００５１】
Ｓ２４のエンスト判定でＮＯの場合、アイドル時であるか否かを判定し（Ｓ３４）、アイドル時であれば、アイドルストップ条件が成立するか否かを判定する（Ｓ３６）。
【００５２】
アイドルストップ条件が成立すれば、アイドルストップフラグを１にセットして（Ｓ４０）、エンジンを停止させるアイドルストップ制御を行う（Ｓ４２）。このアイドルストップ制御は、従来と同様に、燃料噴射及び点火プラグの通電を停止することにより行われる。そして、制御装置に電源が供給された状態を保ちながらＳ１２へ移る。その後のＳ１２以下の処理では、エンジン回転が停止するので、後述するようにＳ２４でエンストが検出される。
【００５３】
Ｓ３６の判定でアイドルストップ条件が成立していなければ、アイドル目標回転数を計算するなどのアイドル制御を行い（Ｓ３８）、運転状態および目標回転数に応じた燃料噴射量計算及び設定（Ｓ４４）、センサ信号の内ノックセンサ信号レベルを考慮し所定のノックレベルに収束するように点火時期を操作する点火時期計算及び設定（Ｓ４６）、点火時期操作量学習値及びハイオク／レギュラー判定値を記憶し（Ｓ４８）、Ｓ１２へ戻る。
【００５４】
また、Ｓ３４の判定で、アイドル時でなければ、通常の運転状態の処理を行うべく、Ｓ４４へ移り、先に述べたように燃料噴射量の計算及び設定以下の処理が行われる。
【００５５】
次に、Ｓ２４の判定でエンストであれば、アイドルストップフラグが１か否かを判定する（Ｓ２６）。このアイドルストップフラグは、後述するように、アイドルストップ条件が成立してエンジンを停止させる場合にセットされ、再始動条件が成立し、学習値初期化をバイパスして再始動する場合に、リセットされる。
【００５６】
Ｓ２６の判定でアイドルストップフラグが１でなければ、アイドルストップ以外のエンストであるので、エンジンＣＨＥＣＫランプ点灯などの従来と同様のエンスト処理を行って（Ｓ２８）、Ｓ１２へ移る。これ以後、運転者によりキースイッチがＯＮからＳＴＡＲＴの位置へ換えられると、先に説明したように、Ｓ１４のスイッチ信号処理、始動時か否かの判定（Ｓ１８）を経て、学習値初期化（Ｓ２０）、始動処理が行われることになる。
【００５７】
Ｓ２６の判定でアイドルストップフラグが１であると、アイドルストップ中であるとして、再始動条件が成立するか否かを判定する（Ｓ３０）。再始動条件が成立しなければ、Ｓ１２へ移り、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ２６、Ｓ３０、再度Ｓ１２へ戻るというループを構成し、センサ信号処理（Ｓ１２）、スイッチ信号処理（Ｓ１４）を行いながら再始動条件が成立するまで待機することとなる。
【００５８】
そして運転者の操作によりスイッチ信号が変化すると、ループ中のスイッチ信号処理（Ｓ１４）でスイッチ信号の変化が反映され、Ｓ３０の再始動条件の成否判定がＹＥＳとなり、Ｓ３２へ移ってアイドルストップフラグをリセットし、次いで学習値初期化を行うことなく再始動処理（Ｓ２２）を行う。こうしてアイドルストップ後の再始動では、学習値初期化（Ｓ２０）は行われないので、アイドルストップ前の学習値、即ちノック時の点火時期操作量学習値及びハイオク／レギュラー判定結果を引き続き利用することができる。
【００５９】
これにより、アイドルストップ後に再始動した場合に、レギュラーガソリン使用時に再度ノック時点火時期操作量やハイオク／レギュラー判定を学習するためにノッキングが生じて運転性を損なうことが無くなる。
【００６０】
次に、本発明に係る内燃機関の制御装置の第二の実施形態について説明する。図３は、本発明に係る内燃機関の制御装置の第二の実施形態の構成を示すブロック図であり、車両搭載用ガソリン機関に適用した例を示す。
【００６１】
同図において、制御装置１０１は、アイドルストップ制御部２と、始動制御部３と、エンスト判定部４と、診断結果初期化制御部２０と、空燃比センサ診断部２１と、診断結果記憶部２２と、空燃比フィードバック制御部２３とを備えている。
【００６２】
アイドルストップ制御部２と、始動制御部３と、エンスト判定部４とは、図１の第一実施形態の構成要素と同様の構成要素であるので、重複する説明を省略する。
【００６３】
診断結果初期化制御部２０は、始動制御部３から指示されたタイミングで診断結果記憶部２２に記憶された診断結果を初期化する。このときエンスト判定部４の判定出力がエンストＡ信号であれば診断結果の初期化を行い、エンストＢ信号であれば診断結果の初期化を禁止し、診断結果は継続される。
【００６４】
空燃比センサ診断部２１は、例えば図示しないＯ２センサ等の空燃比センサの信号を監視し、この空燃比センサ信号が例えば、一定時間中に正常の範囲を所定回数以上逸脱すれば、空燃比センサを異常と診断し、この診断結果を診断結果記憶部２２に記憶させるものである。
【００６５】
診断結果記憶部２２は、空燃比センサの診断結果を記憶するするとともに、診断結果初期化制御部５により、その記憶内容が初期値に初期化されるものである。
【００６６】
空燃比フィードバック制御部２３は、所定の暖機が終了後、空燃比センサの出力を利用して、空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量を制御することにより、図外の三元触媒を有効に作用させ、排気の浄化を図るものである。尚、診断結果記憶部２２が空燃比センサの異常を記憶していれば、空燃比フィードバック制御は禁止され、空燃比はオープンループ制御が行われる。
【００６７】
図５は、本実施形態に用いられる空燃比センサとしての二酸化ジルコニウムを使用したＯ２センサの出力特性を示すグラフである。空燃比センサの暖機が完了した後の正常動作時には、理論空燃比よりリッチ（濃）側でセンサ出力電圧は８００〜１０００ｍＶとなり、理論空燃比よりリーン（希薄）側では２００ｍＶ程度以下である。
【００６８】
空燃比センサが異常時には、リッチ側でセンサ出力が２Ｖを超えるので、例えば、所定時間内に数回２Ｖを超えることが検出された場合には、空燃比センサが異常であると判定することができる。
【００６９】
次に、本第二実施形態の動作を図４のフローチャートを参照して説明する。尚、図４において、通常自動車が備えている構成要素を備えているものとして説明する。また、エンジンの状態は、アイドルストップ後以外の始動時、通常の運転状態、アイドル時の運転状態、アイドルストップ条件が成立してアイドルストップへ至る遷移状態、アイドルストップ中に再始動条件が成立するまで待機している状態、再始動条件が成立して制御装置が自動的に再始動する遷移状態があるのは、第一実施形態と同様である。
【００７０】
そして、アイドルストップ後以外の始動時には、空燃比センサの診断結果を初期化し、アイドルストップ後の再始動時には、空燃比センサの診断結果を初期化せずに再始動することに特徴がある。
【００７１】
図４において、第一実施形態のフローチャートである図２との相違は、図２のＳ２０に代えてＳ１００、図２のＳ４８に代えてＳ１１０が設けられていることである。その他のステップの処理内容は同様であるので、異なるステップのみを説明する。
【００７２】
始動時かどうかの判定（Ｓ１８）で始動時であれば、診断結果記憶部に記憶した診断結果を正常状態に初期化して（Ｓ１００）、始動処理を行う（Ｓ２２）。
【００７３】
また、Ｓ４４で運転状態および目標回転数に応じた燃料噴射量計算及び設定を行い、Ｓ４６で点火時期計算及び設定（Ｓ４６）を行った後、空燃比センサ信号の出力レベルが正常の範囲内か否かを判定することにより、所定時間内に所定回数以上異常値を示せば、空燃比センサが異常であると診断して診断結果を記憶する（Ｓ１００）。
【００７４】
アイドルストップ中の再始動条件成立待ちも第一実施形態と同様にＳ１２からＳ３０のループである。そして運転者の操作によりスイッチ信号が変化すると、ループ中のスイッチ信号処理（Ｓ１４）でスイッチ信号の変化が反映され、Ｓ３０の再始動条件の成否判定がＹＥＳとなり、Ｓ３２へ移ってアイドルストップフラグをリセットし、次いで診断結果の初期化を行うことなく再始動処理（Ｓ２２）を行う。
【００７５】
こうしてアイドルストップ後の再始動では、診断結果初期化（Ｓ１００）は行われないので、アイドルストップ前の空燃比センサの診断結果を引き続き利用することができる。
【００７６】
これにより、アイドルストップ後に再始動した場合に、空燃比センサが異常であっても、再度空燃比センサの異常診断が行われるまでに、異常な空燃比センサの出力を使用して誤った空燃比フィードバックを行って燃費が悪化したり、三元触媒が有効に作用しなくなることを回避することができる。
【００７７】
次に、本発明に係る内燃機関の制御装置の第三の実施形態について説明する。図６は、本発明に係る内燃機関の制御装置の第三の実施形態の構成を示すブロック図であり、車両搭載用ガソリン機関に適用した例を示す。
【００７８】
同図において、制御装置２０１は、アイドルストップ制御部２と、始動制御部３と、エンスト判定部４と、始動後経過時間初期化制御部２０と、始動後経過時間演算部３１と、始動後経過時間記憶部３２と、アイドル目標回転数補正率演算部３３と、アイドル目標回転数演算部３４とを備えている。
【００７９】
アイドルストップ制御部２と、始動制御部３と、エンスト判定部４とは、図１の第一実施形態の構成要素と同様の構成要素であるので、重複する説明を省略する。
【００８０】
始動後経過時間初期化制御部３０は、始動制御部３から指示されたタイミングで始動後経過時間記憶部３２に記憶された始動時からの経過時間を０に初期化する。このときエンスト判定部４の判定出力がエンストＡ信号であれば経過時間の初期化を行い、エンストＢ信号であれば経過時間の初期化を禁止し、経過時間は継続される。
【００８１】
始動後経過時間演算部３１は、機関始動後の経過時間を演算し、この経過時間を始動後経過時間記憶部３２に記憶させるものである。
【００８２】
始動後経過時間記憶部３２は、始動後の経過時間を記憶するするとともに、始動後経過時間初期化制御部３０により、その記憶内容が０に初期化されるものである。
【００８３】
アイドル目標回転数補正率演算部３３は、始動後経過時間に従ったアイドル目標回転数補正率を計算するものである。
【００８４】
このアイドル目標回転数補正率は、図８に例を示すように、始動後経過時間が０の時の百十数％から時間経過と共に１００％パーセントへ低下する補正率である。この例では、始動後経過時間が０から３秒までは、補正率１１６％の一定とし、３秒経過以後は、１秒当たり約−５％の補正率低下を行って、８秒後以後は、補正率１００％、即ちアイドルアップ期間終了とし、以後は全く補正しない特性としている。
【００８５】
そして本実施形態では、負荷で定まるアイドル目標回転数に補正率を乗じることにより、機関始動直後から例えば８秒後までのアイドル目標回転数を高めるアイドルアップを行って、始動直後の大きなフリクションに対抗してアイドル回転を停止することなく継続させている。
【００８６】
アイドル目標回転数演算部３４は、機関温度としての冷却水温度、エアコン等の電装品のオン／オフ状態、発電機の稼働状態等の補機の負荷などに応じた基本アイドル回転数に、アイドル回転数補正率を乗じてアイドル目標回転数を演算する。
【００８７】
次に、本第三実施形態の動作を図７のフローチャートを参照して説明する。尚、図７において、通常自動車が備えている構成要素を備えているものとして説明する。また、エンジンの状態は、アイドルストップ後以外の始動時、通常の運転状態、アイドル時の運転状態、アイドルストップ条件が成立してアイドルストップへ至る遷移状態、アイドルストップ中に再始動条件が成立するまで待機している状態、再始動条件が成立して制御装置が自動的に再始動する遷移状態があるのは、第一実施形態と同様である。
【００８８】
そして、アイドルストップ後以外の始動時には、始動後経過時間を初期化し、アイドルストップ後の再始動時には、始動後経過時間を初期化せずに前回の始動時の始動後経過時間を引き継ぐことに特徴がある。
【００８９】
図７において、第一実施形態のフローチャートである図２との相違は、図２のＳ２０に代えてＳ２００、図２のＳ４８に代えてＳ２３０、図２のＳ３８に代えてＳ２１０及びＳ２２０が設けられていることである。その他のステップの処理内容は同様であるので、異なるステップのみを説明する。
【００９０】
始動時かどうかの判定（Ｓ１８）で始動時であれば、始動後経過時間記憶部に記憶した経過時間を０に初期化して（Ｓ２００）、始動処理を行う（Ｓ２２）。
【００９１】
また、Ｓ４４で運転状態および目標回転数に応じた燃料噴射量計算及び設定を行い、Ｓ４６で点火時期計算及び設定（Ｓ４６）を行った後、始動後経過時間を更新して始動後経過時間記憶部に記憶する（Ｓ２３０）。
【００９２】
また、アイドル時のアイドルストップ条件が成立しないときには、始動後経過時間と、図８に示したような所定の補正関数とに基づいて、アイドル目標回転数補正率を計算し（Ｓ２１０）、負荷で定まるアイドル目標回転数に補正率を乗じて、実際のアイドル目標回転数を計算し（Ｓ２２０）、Ｓ４４へ移る。
【００９３】
アイドルストップ中の再始動条件成立待ちも第一実施形態と同様にＳ１２からＳ３０のループである。そして運転者の操作によりスイッチ信号が変化すると、ループ中のスイッチ信号処理（Ｓ１４）でスイッチ信号の変化が反映され、Ｓ３０の再始動条件の成否判定がＹＥＳとなり、Ｓ３２へ移ってアイドルストップフラグをリセットし、次いで始動後経過時間の初期化を行うことなく再始動処理（Ｓ２２）を行う。
【００９４】
こうしてアイドルストップ後の再始動では、始動後経過時間初期化（Ｓ２００）は行われないので、アイドルストップ前の始動後経過時間を引き続き利用することができる。
【００９５】
これにより、アイドルストップ後に再始動した場合に、始動後経過時間が引き継がれるので、最初の始動から経過時間が８秒以下であれば、再始動後のアイドルアップ継続時間が短縮され、再始動後のアイドリング時の燃料消費及び騒音発生を少なくすることができる。
【００９６】
尚、本実施の形態においては、始動後経過時間を車両状態として記憶し、アイドルストップ後の再始動時に始動後経過時間を初期化せず引き継ぐ構成としたが、始動後経過時間に代えて、アイドルストップ直前のアイドル目標回転数補正率を車両状態として記憶し、アイドルストップ後の再始動では初期化せず、その他の再始動で初期化する様な構成としても同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関の制御装置の第一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】第一実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図３】第二実施形態の構成を示すブロック図である。
【図４】第二実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図５】空燃比センサの一種であるＯ２センサの出力特性図である。
【図６】第三実施形態の構成を示すブロック図である。
【図７】第三実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図８】第三実施形態におけるアイドル回転数補正率の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 制御装置
２ アイドルストップ制御部
３ 始動制御部
４ エンスト判定部
５ 学習値初期化制御部
６ ノッキング判定部
７ ノック時点火時期操作量学習値演算部
８ 学習値記憶部
９ 点火時期操作量学習値記憶部
１０ ハイオク／レギュラー判定部
１１ ハイオク／レギュラー判定結果記憶部
１２ 点火時期リタード量演算部
Claims (7)
- 所定のアイドル条件が満足されたとき自動的に機関を停止し、所定の再始動条件が満足されたとき自動的に機関を再始動させるアイドルストップ機能を備えた内燃機関の制御装置であって、
アイドルストップしたことを検出するアイドルストップ検出手段と、
該アイドルストップ検出手段がアイドルストップを検出したときは、エンジン停止をエンストと判定しないエンスト判定手段と、
機関始動後の経過時間を含む車両状態を検出する車両状態検出手段と、
前記検出された車両状態を記憶する記憶手段と、
前記エンスト判定手段がエンスト判定した後の機関再始動時または初回電源投入時に前記記憶手段の機関始動後の経過時間を含む記憶内容を初期化し、前記エンスト判定手段がエンスト判定しなかった場合の機関再始動時には前記記憶手段の機関始動後の経過時間を含む記憶内容を初期化しない初期化手段と、
前記記憶手段に記憶された機関始動後の経過時間が所定時間に達するまでアイドル目標回転数を増加補正するアイドル目標回転数補正手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 所定のアイドル条件が満足されたとき自動的に機関を停止し、所定の再始動条件が満足されたとき自動的に機関を再始動させるアイドルストップ機能を備えた内燃機関の制御装置であって、
機関始動後の経過時間を含む車両状態を検出する車両状態検出手段と、
前記検出された車両状態を記憶する記憶手段と、
機関再始動がアイドルストップ後の再始動か否かを判定する再始動判定手段と、
機関再始動時に前記再始動判定手段の判定結果に基づいて、アイドルストップ後の再始動の場合に前記記憶手段の機関始動後の経過時間を含む記憶内容を初期化せず、アイドルストップ後の再始動でない場合に前記記憶手段の機関始動後の経過時間を含む記憶内容を初期化する初期化手段と、
前記記憶手段に記憶された機関始動後の経過時間が所定時間に達するまでアイドル目標回転数を増加補正するアイドル目標回転数補正手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記車両状態は、使用するガソリンのオクタン価に関する判定結果を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の内燃機関の制御装置。
- 前記車両状態は、空燃比センサの異常状態を含むことを特徴とする請求項１または請求項２項記載の内燃機関の制御装置。
- 前記車両状態は、機関始動直後のアイドル回転数を高めるアイドルアップ制御パラメータを含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の内燃機関の制御装置。
- 前記アイドルアップ制御パラメータは、機関始動後のアイドルアップ継続時間であることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の制御装置。
- 前記アイドルアップ制御パラメータは、機関始動後のアイドルアップ時の回転数割増率であることを特徴とする請求項５または請求項６記載の内燃機関の制御装置。
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