JP4320539B2

JP4320539B2 - エンジンの回転数制御装置

Info

Publication number: JP4320539B2
Application number: JP2002308185A
Authority: JP
Inventors: 克彦豊田
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2022-10-23
Also published as: JP2004143982A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンの回転数制御装置に係り、特にエンジン冷却水温度に応じて目標エンジン回転数を設定し、エンジンの安定した燃焼を可能とし、失火の発生を防止し、エンジン振動を起因としたドライバビリティ不良を改善し得て、排気ガス排出量を低減し得るエンジンの回転数制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両等に搭載されるエンジンには、冷機始動後のエンジン回転数を早期に安定させるために、エンジンを始動した際のアイドル運転時に、吸気通路に設けたスロットル弁を迂回して供給されるアイドル空気流量を調整し、エンジン回転数が目標エンジン回転数になるよう制御する制御装置を備えたものがある。
【０００３】
このエンジンの制御装置は、エンジンの吸気通路にスロットル弁を設け、このスロットル弁を迂回して吸気通路を連通するバイパス通路を設け、このバイパス通路のバイパス空気流量を調整するアイドル制御弁を設け、エンジンを始動した際のアイドル運転時に、特開平１１−１４１４４６号公報の図４に実線で示す如く、エンジン回転数ＮＥが冷却水温度に応じて設定された目標エンジン回転数ＮＥｓｅｔになるようアイドル制御弁を制御する。
【０００４】
また、エンジンには、排気中の有害成分を浄化する触媒コンバータを排気通路に設けている。触媒コンバータは、触媒の温度が活性化温度に達すると、排気有害成分の浄化機能が有効に機能する。
【０００５】
そこで、従来のエンジンの制御装置には、エンジンの冷機始動時に、触媒の温度を活性化温度に早期に上昇させて排気有害成分の浄化を促進するために、点火時期が通常の目標点火時期よりも遅角側に設定された遅角側目標点火時期になるよう制御するものがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１４１４４６号公報（第２−４頁、図１、図２、図４）
【０００７】
エンジンの回転数制御装置としては、特開平１１−１４１４４６号公報に開示されるものがある。この公報に開示されるエンジンの制御装置は、エンジンの吸気通路にスロットル弁を設け、このスロットル弁を迂回して前記吸気通路を連通するバイパス通路を設け、このバイパス通路のバスパス空気流量を調整するアイドル制御弁を設け、前記エンジンを始動した際のアイドル運転時にエンジン回転数が冷却水温度に応じて設定された目標エンジン回転数になるようアイドル制御弁を制御するエンジンの制御装置において、前記エンジンの始動から設定時間が経過するまでは点火時期が通常の目標点火時期になるよう制御するとともに前記設定時間が経過した場合には前記通常の目標点火時期を遅角側目標点火時期に緩やかに移行させて点火時期が遅角側目標点火時期になるよう制御する制御手段を設け、エンジンを冷機で始動した際の燃焼室の壁面温度が低い状態における排気有害成分の発生を低減し得て、排気有害成分を早期に除去している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の特開平１１−１４１４４６号公報に開示される始動時エンジン回転数制御は、始動からＴ１時間の間、エンジン回転数を目標エンジン回転数（「目標回転数」ともいう）ＮＳＥＴ１に設定し、その後、目標エンジン回転数がＮＳＥＴになるようにゆっくり移行させるというものであった（図６参照）。
【０００９】
しかし、冷機始動後、エンジンが安定した燃焼に達する時間（Ｔ１）は、始動時の内燃機関の温度に左右され、温度が低いほど安定した燃焼に到達する時間は長くなるものである。
【００１０】
ところが、前記特開平１１−１４１４４６号公報に開示されるものにおいては、上述した点が明確にされておらず、Ｔ１時間を固定した１つの時間とすると、エンジンが極低温時とそうでないときでは、エンジンの燃焼状態が異なり、例えば２０度で安定燃焼する時間のまま−３０度の制御を行うと、エンジンが安定燃焼しないことにより、失火が発生したり、エンジン振動が大きくなったり、排気ガスの排出量が増加してしまうという不都合がある。
【００１１】
また、逆に、−３０度で安定燃焼する時間のまま２０度以上の制御を行うと、始動時のエンジン回転数がいつまでも高いままの状態となり、燃料消費量の増加やエンジン騒音の増加を招いてしまうという不都合がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、エンジンの吸気通路にスロットルバルブを設け、このスロットルバルブの上流側と下流側とをバイパスするバイパス通路を設け、このバイパス通路にバイパス通路の空気流量を調整可能なアイドル制御弁を設け、エンジン冷却水温を検出可能なエンジン水温検出手段を設け、アイドリング回転数が目標エンジン回転数になるようにアイドル制御弁を制御するエンジンの回転数制御装置であって、前記目標エンジン回転数としてエンジン冷却水温に応じた第１の目標エンジン回転数および第２の目標エンジン回転数をそれぞれ設定し、エンジン冷却水温に応じた時間を設定し、エンジン冷却水温に応じた減衰量を設定する回転数制御装置において、エンジン始動後に、第一のエンジン冷却水温に応じた第１の目標エンジン回転数を設定し、前記第１の目標エンジン回転数をエンジン冷却水温に応じた時間だけ保持制御した後、保持制御終了時の第二のエンジン冷却水温を検出し、この第二のエンジン冷却水温に応じた減衰量で前記第二のエンジン冷却水温によって設定した第２の目標エンジン回転数まで減衰制御し、この減衰制御の後に前記第二のエンジン冷却水温の後で検出された第三のエンジン冷却水温に応じて設定する第２の目標エンジン回転数を保持制御することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
上述の如く発明したことにより、エンジン始動後において、エンジン冷却水温に応じた第１の目標エンジン回転数を設定し、第１の目標エンジン回転数をエンジン冷却水温に応じた時間だけ保持制御した後に、保持制御終了時のエンジン冷却水温を検出し、エンジン冷却水温に応じた減衰量で第２の目標エンジン回転数まで減衰制御し、始動後暖機時におけるエンジン冷却水温度に応じて目標エンジン回転数が設定され、エンジンの安定した燃焼が可能となり、失火の発生を防止し、エンジン振動を起因としたドライバビリティ不良を改善し得て、排気ガス排出量を低減している。
【００１４】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００１５】
図１〜図６はこの発明の実施例を示すものである。図２において、２はエンジン、４は吸気通路、６は排気通路である。
【００１６】
このエンジン２は、一側の第１シリンダバンク８と他側の第２シリンダバンク１０とをＶ字形状に配設している。
【００１７】
そして、前記吸気通路４には、上流側から、エアクリーナ１２と、吸気温センサ１４と、マスエアフローセンサ１６と、スロットルバルブ１８とが順次配設され、吸気通路４の下流側を２本の第１、第２分岐吸気通路４−１、４−２に分岐させて設け、第１分岐吸気通路４−１を前記第１シリンダバンク８側の図示しない燃焼室に接続して設けるとともに、第２分岐吸気通路４−２を前記第２シリンダバンク１０側の図示しない燃焼室に接続して設ける。
【００１８】
また、前記スロットルバルブ１８には、このスロットルバルブ１８のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ２０を設けるとともに、前記スロットルバルブ１８の上流側と下流側とをバイパスするバイパス通路２２を設け、このバイパス通路２２途中にバイパス通路２２の空気流量の調整可能なアイドル制御弁（「アイドル・エア・コントロールバルブ」ともいう）２４を設ける。
【００１９】
更に、前記排気通路６は、上流側を２本の第１、第２分岐排気通路６−１、６−２に分岐して設け、第１分岐排気通路６−１を前記第１シリンダバンク８側の図示しない燃焼室に接続して設けるとともに、第２分岐排気通路６−２を前記第２シリンダバンク１０側の図示しない燃焼室に接続して設ける。
【００２０】
そして、第１分岐排気通路６−１途中に第１触媒コンバータ２６−１を設けるとともに、第２分岐排気通路６−２途中に第２触媒コンバータ２６−２を設け、第１分岐排気通路６−１途中の第１触媒コンバータ２６−１よりも上流側部位に、排気ガス中の酸素濃度を検出する第１フロント側Ｏ２センサ２８−１を設け、第１分岐排気通路６−１途中の第１触媒コンバータ２６−１よりも下流側部位には第１リヤ側Ｏ２センサ３０−１を設ける。
【００２１】
前記第２分岐排気通路６−２途中の第２触媒コンバータ２６−２よりも上流側部位に第２フロント側Ｏ２センサ２８−２を設け、第２分岐排気通路６−２途中の第２触媒コンバータ２６−２よりも下流側部位には第２リヤ側Ｏ２センサ３０−２を設ける。
【００２２】
更にまた、前記第１、第２リヤ側Ｏ２センサ３０−１、３０−２よりも下流側部位において、第１、第２分岐排気通路６−１、６−２を合流させ、この合流部位よりりも下流側の排気通路６途中には三元触媒コンバータ３２を配設する。
【００２３】
前記エンジン２には、図示しない各燃焼室に指向させて燃料噴射弁３４を設けている。燃料噴射弁３４は、燃料供給通路３６により燃料タンク３８に連通されている。燃料タンク３８内の燃料は、燃料ポンプ４０により圧送され、燃料フィルタ４２により塵埃を除去されて燃料供給通路３６により燃料噴射弁３４に供給される。
【００２４】
前記燃料供給通路３６途中には、燃料の圧力を調整する燃料圧力調整部４４を連絡して設けている。燃料圧力調整部４４は、吸気通路４に連通する導圧通路４６から導入される吸気圧により燃料圧力を一定値に調整し、余剰の燃料を燃料戻り通路４８により燃料タンク３８に戻す。この燃料タンク３８には燃料レベルセンサ５０や圧力センサ５２が配設されている。
【００２５】
また、前記燃料タンク３８は、蒸発燃料用通路５４によりスロットルバルブ１８よりも下流側の吸気通路４に連通して設け、蒸発燃料用通路５４の途中にキャニスタ５６を介設している。
【００２６】
前記エンジン２には、ＥＧＲ制御手段５８を設けている。ＥＧＲ制御手段５８は、排気系から吸気系に還流される排気のＥＧＲ量を調整するＥＧＲバルブ６０を設けている。このＥＧＲバルブ６０は、排気系の第２フロント側Ｏ２センサ２８−２よりも上流側の第２分岐排気通路６−２と吸気系の第１、第２分岐吸気通路４−１、４−２の合流部位とを連通するＥＧＲ通路６２に設けられ、作動を電子的に制御されてＥＧＲ量を調整する。
【００２７】
なお、符号６４はＰＣＶバルブである。
【００２８】
前記吸気温センサ１４と、マスエアフローセンサ１６と、スロットル開度センサ２０と、アイドル・エア・コントロールバルブ２４と、第１フロント側Ｏ２センサ２８−１と、第１リヤ側Ｏ２センサ３０−１と、第２フロント側Ｏ２センサ２８−２と、第２リヤ側Ｏ２センサ３０−２と、燃料噴射弁３４と、燃料ポンプ４０と、圧力センサ５２と、ＥＧＲバルブ６０とを、制御手段（「ＥＣＭ」ともいう）６６に接続して設ける。
【００２９】
この制御手段６６には、カムシャフトポジジョンセンサ６８と、吸気圧センサ７０と、イグニションコイルアセンブリ７２と、エンジン冷却水温の検出可能なエンジン水温検出手段である水温センサ７４と、クランク角センサ７６と、インジケータランプ７８と、接続端子８０と、パワーステアリング圧力スイッチ８２と、ヒータブロアファンスイッチ８４と、クルーズ・コントロール・モジュール８６と、車速センサ８８と、コンビネーションメータ９０と、Ａ／Ｄコンデンサファンリレー９２と、Ａ／Ｃコントローラ９４と、データリンクコネクタ９６と、ＡＢＳコントローラモジュール９８と、メインリレー１００と、イグニションスイッチ１０２、Ｐ／Ｎポジションスイッチ１０４と、バッテリ１０６と、スタータスイッチ１０８と、Ｏ／Ｄオフランプ１１０と、パワーランプ１１２と、ライティングスイッチ１１４と、ストップランプスイッチ１１６と、Ｏ／Ｄカットスイッチ１１８と、パワー／ノーマルチェンジスイッチ１２０と、４ＷＤＬＯＷスイッチ１２２と、トランスミッションレンジスイッチ１２４と、第１ソレノイドバルブ１２６と、第２ソレノイドバルブ１２８と、ＴＣＣソレノイドバルブ１３０と、Ａ／Ｔインプットスピードセンサ１３２と、Ａ／Ｔアウトプットスピードセンサ１３４とを夫々接続して設ける。
【００３０】
そして、前記制御手段６６は、アイドリング回転数が目標エンジン回転数になるようにアイドル制御弁２４を制御する。
【００３１】
このとき、前記制御手段６６には、エンジン始動後において、エンジン冷却水温に応じた第１の目標エンジン回転数を設定し、前記第１の目標エンジン回転数をエンジン冷却水温に応じた時間だけ保持制御した後、保持制御終了時のエンジン冷却水温を検出し、エンジン冷却水温に応じた減衰量で第２の目標エンジン回転数まで減衰制御する機能を付加する構成とする。
【００３２】
詳述すれば、前記制御手段６６は、エンジン始動後の目標エンジン回転数を、図３に示す如く、エンジン冷却水温によって第１の目標エンジン回転数ＮＳＥＴ１に設定する。
【００３３】
そして、前記制御手段６６は、図４に示す如く、エンジン冷却水温によって第１の目標エンジン回転数ＮＳＥＴ１の保持時間Ｔ１を設定し、この保持時間Ｔ１だけ第１の目標エンジン回転数ＮＳＥＴ１を保持制御する。
【００３４】
また、前記制御手段６６は、保持制御の後に、保持制御終了時のエンジン冷却水温を検出し、図５に示す如く、エンジン冷却水温に応じた減衰量ＴＧＥＮを設定し、この減衰量ＴＧＥＮで第２の目標エンジン回転数ＮＳＥＴまで減衰制御するものである。
【００３５】
このとき、第２の目標エンジン回転数ＮＳＥＴは、図３に示す如く、エンジン冷却水温に応じて設定される値である。
【００３６】
次に、図１の回転数制御用フローチャートに沿って作用を説明する。
【００３７】
制御用プログラム（ＩＳＣ制御）がスタート（２０２）すると、エンジンが始動されているか否かの判断（２０４）を行い、この判断（２０４）がＮＯの場合には、判断（２０４）がＹＥＳとなるまで、判断（２０４）を繰り返し行い、判断（２０４）がＹＥＳの場合には、ＩＳＣ制御の目標エンジン回転数を第１の目標エンジン回転数ＮＳＥＴ１に設定する（２０６）。
このとき、第１の目標エンジン回転数ＮＳＥＴ１は、図３に示す如く、エンジン冷却水温（第一のエンジン冷却水温）によって設定される。
【００３８】
また、第１の目標エンジン回転数ＮＳＥＴ１の設定後には、図４に示す如く、エンジン冷却水温（第一のエンジン冷却水温）によって第１の目標エンジン回転数ＮＳＥＴ１の保持時間Ｔ１を設定し、この保持時間Ｔ１にて第１の目標エンジン回転数ＮＳＥＴ１の保持制御を実施する（２０８）。
【００３９】
そして、保持時間Ｔ１が経過したか否かの判断（２１０）を行い、この判断（２１０）がＮＯの場合には、保持時間Ｔ１による第１の目標エンジン回転数ＮＳＥＴ１の保持制御（２０８）に戻り、判断（２１０）がＹＥＳの場合には、保持制御終了時のエンジン冷却水温（第二のエンジン冷却水温）を検出して、図５に示す如く、エンジン冷却水温（第二のエンジン冷却水温）に応じた減衰量ＴＧＥＮを設定し、この減衰量ＴＧＥＮでエンジン冷却水温（第二のエンジン冷却水温）によって設定した第２の目標エンジン回転数ＮＳＥＴまで減衰制御を行う（２１２）。
【００４０】
この減衰制御の後には、図３に示す如く、エンジン冷却水温（第三のエンジン冷却水温）によって設定される第２の目標エンジン回転数ＮＳＥＴにて制御（２１４）が行われ、制御用プログラム（ＩＳＣ制御）がエンド（２１６）となる。
【００４１】
これにより、始動後暖機時におけるエンジン冷却水温度に応じて、目標エンジン回転数が設定されるため、エンジンの安定した燃焼が可能となり、失火の発生を防止し、エンジン振動を起因としたドライバビリティ不良を改善し得て、排気ガス排出量を低減することができ、実用上有利である。
【００４２】
また、第２の目標エンジン回転数ＮＳＥＴを、エンジン冷却水温に応じた値としたことにより、燃料消費量の低減可能な精度の高い制御を実施し得るものである。
【００４３】
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００４４】
例えば、この発明の実施例においては、エンジン始動後において、エンジン冷却水温に応じた第１の目標エンジン回転数を設定し、第１の目標エンジン回転数をエンジン冷却水温に応じた時間だけ保持制御した後、保持制御終了時のエンジン冷却水温を検出し、エンジン冷却水温に応じた減衰量で第２の目標エンジン回転数まで減衰制御する構成としたが、減衰量の最小値を考慮し、制御性を向上させる特別構成とすることも可能である。
【００４５】
すなわち、減衰量（ｒｐｍ／ｓｅｃ）は、図７に示す如く、水温によって設定されるものであり、このとき、減衰量（ｒｐｍ／ｓｅｃ）の最小値ａは水温に応じて変化するものではないことにより、この減衰量（ｒｐｍ／ｓｅｃ）の最小値ａ分を、図８に示す如く、第１の目標エンジン回転数ＮＳＥＴ１からエンジン冷却水温に応じた減衰量で第２の目標エンジン回転数ＮＳＥＴまで減衰制御する際のスキップ量Ｓとするものである。
【００４６】
さすれば、第１の目標エンジン回転数ＮＳＥＴ１から減衰量で第２の目標エンジン回転数ＮＳＥＴまで減衰制御する際に、減衰量（ｒｐｍ／ｓｅｃ）の最小値ａ分のスキップ量Ｓだけ、第１の目標エンジン回転数ＮＳＥＴ１を第２の目標エンジン回転数側ＮＳＥＴに移行、つまり低減させ、その後にエンジン冷却水温に応じた減衰量で第２の目標エンジン回転数ＮＳＥＴまで減衰制御することができ、制御の応答性を向上し得て、実用上有利である。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、始動後暖機時におけるエンジン冷却水温度に応じて、目標エンジン回転数が設定されるため、エンジンの安定した燃焼が可能となり、失火の発生を防止し、エンジン振動を起因としたドライバビリティ不良を改善し得て、排気ガス排出量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示すエンジンの回転数制御用フローチャートである。
【図２】エンジンの回転数制御装置の概略構成図である。
【図３】第１及び第２の目標エンジン回転数ＮＳＥＴ１、ＮＳＥＴを設定するためのエンジン冷却水温度（「水温」ともいう）（度）と目標エンジン回転数（「目標回転数」ともいう）（ｒｐｍ）との関係を示す図である。
【図４】保持時間Ｔ１を設定するためのエンジン冷却水温度（「水温」ともいう）（度）と保持時間（ｓｅｃ）との関係を示す図である。
【図５】減衰量を設定するためのエンジン冷却水温度（「水温」ともいう）（度）と減衰量（ｒｐｍ／ｓｅｃ）との関係を示す図である。
【図６】冷機始動からのエンジン回転数挙動のタイムチャートである。
【図７】この発明の他の第１の実施例を示す減衰量を設定するためのエンジン冷却水温度（「水温」ともいう）（度）と減衰量（ｒｐｍ／ｓｅｃ）との関係を示す図である。
【図８】冷機始動からのエンジン回転数挙動のタイムチャートである。
【符号の説明】
２エンジン
４吸気通路
６排気通路
１２エアクリーナ
１４吸気温センサ
１８スロットルバルブ
２０スロットル開度センサ
２２バイパス通路
２４アイドル制御弁（「アイドル・エア・コントロールバルブ」ともいう）
３４燃料噴射弁
３８燃料タンク
５２圧力センサ
５６キャニスタ
５８ＥＧＲ制御手段
６６制御手段（「ＥＣＭ」ともいう）
７４水温センサ

Claims

エンジンの吸気通路にスロットルバルブを設け、このスロットルバルブの上流側と下流側とをバイパスするバイパス通路を設け、このバイパス通路にバイパス通路の空気流量を調整可能なアイドル制御弁を設け、エンジン冷却水温を検出可能なエンジン水温検出手段を設け、アイドリング回転数が目標エンジン回転数になるようにアイドル制御弁を制御するエンジンの回転数制御装置であって、前記目標エンジン回転数としてエンジン冷却水温に応じた第１の目標エンジン回転数および第２の目標エンジン回転数をそれぞれ設定し、エンジン冷却水温に応じた時間を設定し、エンジン冷却水温に応じた減衰量を設定する回転数制御装置において、エンジン始動後に、第一のエンジン冷却水温に応じた第１の目標エンジン回転数を設定し、前記第１の目標エンジン回転数をエンジン冷却水温に応じた時間だけ保持制御した後、保持制御終了時の第二のエンジン冷却水温を検出し、この第二のエンジン冷却水温に応じた減衰量で前記第二のエンジン冷却水温によって設定した第２の目標エンジン回転数まで減衰制御し、この減衰制御の後に前記第二のエンジン冷却水温の後で検出された第三のエンジン冷却水温に応じて設定する第２の目標エンジン回転数を保持制御することを特徴とするエンジンの回転数制御装置。