JP2011190770A

JP2011190770A - 車両用制御装置

Info

Publication number: JP2011190770A
Application number: JP2010059167A
Authority: JP
Inventors: Daisaku Takahashi; 大作高橋
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2011-09-29
Anticipated expiration: 2030-03-16
Also published as: JP5541573B2

Abstract

【課題】この発明は、精度の高いアイドル回転数制御を実施するのに不可欠である学習制御を行う上で重要な学習値の更新の頻度を増加させることを目的とする。
【解決手段】この発明は、アイドル回転速度制御手段を備えた車両用制御装置において、アイドル回転速度制御手段は、エンジンのアイドル回転速度制御の学習値を学習制御する学習制御手段を備え、エンジンのアイドル運転時で、かつ車速検出手段により車速がゼロであることを検出した時点におけるエンジン回転速度の値と、目標エンジン回転速度に一定値を加えた値とのどちらの値が大きいかどうかを判定する判定手段を備え、判定手段の判定結果に応じて、学習制御手段に用いる学習値を更新する更新手段を備えていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は車両用制御装置に係り、特に、アイドル回転速度制御の学習制御を行う上で重要な学習値の更新の頻度を増加させることができる車両用制御装置に関する。

車両には、搭載されたエンジンのアイドル運転時におけるエンジン回転速度を一定回転数に安定させるために、アイドル回転速度制御手段を備えた車両用制御装置を搭載しているものがある。アイドル回転速度制御するエンジンを登載した車両には、自動停止条件を満たした場合にはエンジンを停止（アイドルストップ）し、自動始動条件を満たした場合には、停止しているエンジンを再度始動する自動停止始動制御手段を備えているものがある。
このようなエンジンを自動停止始動する車両においては、
（１）．アイドル状態でのエンジン運転が基本的に存在しない。
（２）．アイドル運転時にエンジンの一定回転数での運転状態が存在しない。
エアコンによる温度調整による負荷変化により、エンジンの一定回転数によるアイドル状態が存在しない。
という運転状況となっている。
車両用制御装置は、上記１）．２）．によるエンジンが一定回転数で運転されている時間（アイドル運転）が存在しない条件では、アイドル運転のエンジン回転速度を目標エンジン回転速度に安定させるために微調整を行っている、アイドル空気量（アイドルスピードコントロール；ＩＳＣ）の調整をしている時間が無い。
アイドル空気量を調整していないため、車両用制御装置は目標エンジン回転速度に維持することが必要（アイドル運転することが必要）となった場合に、エンジン回転速度を目標エンジン回転速度に安定させるためのアイドル空気量が未調整であるため、エンジン回転速度の吹け上がり、落込みなどが生じる場合がある。目標エンジン回転速度に維持する場合、すなわちエンジンの自動停止（アイドルストップ）をしない場合としては、エンジンに不具合・故障が生じた場合があげられる。

詳述すると、自動停止始動制御されるエンジンをアイドル回転速度制御する車両用制御装置においては、車両の減速時に、車速とエンジン回転速度とアイドル空気量との関係が図６・図７に示すように推移している。
車両用制御装置は、図６に示すように、車両の減速後に、エンジンの自動停止（アイドルストップ）を許可する車速Ｖｓ＝ゼロ（０ｋｍ／ｈ）となると（ｔ１）、車速Ｖｓのゼロを確認後、変速機の油圧などの状況を検証後（時間＝Ｂ）、エンジン停止信号を出力する（ｔ２）。
車両用制御装置は、エンジン停止信号＝ＯＮの時（ＡＰｏｉｎｔ）、エンジン回転速度（Ｎｅ）と目標エンジン回転速度Ｎｔｒｇｔとが、
・目標エンジン回転速度＋一定値α＜エンジン回転速度
・目標エンジン回転速度＋一定値α＞エンジン回転速度
、のどちらに当てはまるのかを判断する。
このとき、車両用制御装置は、車速Ｖｓがゼロの時点で、目標エンジン回転速度に達するようにアイドル空気量を調整する。図７においては、アイドル空気量を減少させている。エンジン停止信号のＯＮで、アイドル空気量はエンジン始動時の流量となる。
本来、アイドル回転速度制御の学習は、目標エンジン回転速度±β（β＝不惑帯）に特定の時間内、エンジン回転速度が安定している状態で、フィードバック補正係数が中心となるように学習値で補正している。
しかし、エンジンの自動停止時には、β（不惑帯）にエンジン回転速度が留まり安定する時間（アイドル運転）が無いために、アイドル回転速度制御の学習値を更新することができずに、常に初期設定定数を記憶していることとなる。
学習値が初期設定定数値から更新されていないことにより、エンジンの自動停止を行わない方が良い時（例えば、エンジン・ＣＶＴ（無段変速機）などの不具合、故障の発生時）に、アイドル運転の目標エンジン回転速度に制御する必要が生じた場合、エンジン回転速度が吹け上がったり、落込みが発生する場合がある。

このような不都合に対処するために、従来の車両用制御装置には、アイドル回転速度制御の学習制御における学習値の更新回数が所定値以上となり、更新完了と判定されるまでエンジンの自動停止を制限することで、学習制御の更新を確実に達成するものがある。（特許文献１）
従来の車両用制御装置には、エンジンのアイドル回転速度制御量の学習が完了していないとき、シフトレバーがパーキングポジションにあるときはエンジンの間欠運転（自動停止始動）を許可し、シフトレバーがドライブポジションにあるときはエンジンの間欠運転を禁止することで、アイドル回転速度制御量の学習の機会を確保するものがある。（特許文献２）
従来の車両用制御装置には、エンジンのノッキング学習制御の学習値の変化量が大きい場合には、アイドル回転速度学習制御を急速に実行する学習加速モードでアイドル回転速度学習制御を実施することで、ハイブリッド車においてアイドル運転時に実施されるアイドル回転速度学習制御を短時間で完了させるものがある。（特許文献３）
従来の車両用制御装置には、エンジンが暖機されて学習可能な車両の状態であって、制動装置が作動し、車速が設定車速以下の条件を満足する場合に、エンジンの一時的な停止を禁止して、アイドル回転速度学習制御を実施することで、間欠運転されるエンジンのアイドル回転速度学習制御を、運転者にショックを与えることなく、燃費の悪化を回避して実行するものがある。（特許文献４）

特開２００２−２６６６７４号公報特開２００６−２６６１９３号公報特開２００７−１５４８７５号公報特開２００９−４０２３４号公報

ところが、上記特許文献１〜４に記載の車両用制御装置は、エンジンの自動停止を禁止・制限してアイドル回転速度制御の学習制御を実施し、あるいは、アイドル回転速度制御の学習制御を急速に実施しているため、学習値の更新の機会を確保することができる一方で、エンジンの自動停止の機会が失われて燃料消費量の増加を招き、さらに急速な学習制御の実行により十分な演算時間を確保できずに学習制御の精度が損なわれる問題がある。

この発明は、精度の高いアイドル回転数制御を実施するのに不可欠である学習制御を行う上で重要な学習値の更新の頻度を増加させることを目的とする。

この発明は、車両に搭載されたエンジンのエンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記エンジンのアイドル運転時に前記エンジン回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度を目標エンジン回転速度に制御するアイドル回転速度制御手段とを備えた車両用制御装置において、前記アイドル回転速度制御手段は、前記エンジンのアイドル回転速度制御の学習値を学習制御する学習制御手段を備え、前記エンジンのアイドル運転時で、かつ前記車速検出手段により車速がゼロであることを検出した時点におけるエンジン回転速度の値と、目標エンジン回転速度に一定値を加えた値とのどちらの値が大きいかどうかを判定する判定手段を備え、前記判定手段の判定結果に応じて、前記学習制御手段に用いる学習値を更新する更新手段を備えていることを特徴とする。

この発明の車両用制御装置は、エンジンのアイドル運転時で、かつ車速がゼロであることを検出した時点におけるエンジン回転速度の値と、目標エンジン回転速度に一定値を加えた値とのどちらの値が大きいかどうかを判定し、この判定結果に応じて学習値を更新しているので、精度の高いアイドル回転速度制御を実施するのに不可欠である学習制御を行う上で重要な、学習値の更新の頻度を増加させることが可能である。

車両用制御装置のフローチャートである。（実施例）車両用制御装置のブロック図である。（実施例）車両の減速時の、エンジン回転速度の値が目標エンジン回転速度に一定値αを加えた値よりも大きいときの車速とエンジン回転速度とアイドル空気量との関係を示す図である。（実施例）車両の減速時の、エンジン回転速度の値が目標エンジン回転速度に一定値αを加えた値よりも小さいときの車速とエンジン回転速度とアイドル空気量との関係を示す図である。（実施例）エアコンの負荷が変化したときの、車速とエンジン回転速度との関係を示す図である。（変形例）車両の減速時の、車速とエンジン回転速度との関係を示す図である。（従来例）図６の矢印Ａ部分の拡大した、車速とエンジン回転速度とアイドル空気量との関係を示す図である。（従来例）

以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図４は、この発明の実施例を示すものである。図２において、１は車両、２は車両１に登載されたエンジンである。エンジン２は、燃料を噴射する燃料噴射弁３、点火プラグに飛び火させるイグナイタ４、エンジン２をクランキングするスタータモータ５、アイドル空気量を調整するアイドル制御弁６等を備えている。エンジン２は、車両用制御装置７の制御手段８により動作を制御される。
車両用制御装置７の制御手段８には、エンジン２のイグニションスイッチ９、エンジン２の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１０、車両１のブレーキペダルの踏み込み状態を検出するブレーキスイッチ１１、エンジン２のエンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段１２、車両１の車速を検出する車速検出手段１３などを接続している。制御手段８は、イグニションスイッチ９〜車速検出手段１３などから入力する各種信号に基づいてエンジン２の運転状態を制御する。
前記車両用制御装置７の制御手段８は、自動停止始動制御手段１４を備えている。自動停止始動制御手段１４は、エンジン２の運転中に、車両１が停車中（車速がゼロ）などの自動停止条件を満たした場合には、燃料噴射弁３、イグナイタ４の作動を停止して運転しているエンジン２を停止させ、このエンジン２の自動停止中に、発進操作などの自動始動条件を満たした場合には、停止しているエンジン２をスタータモータ５によりクランキングしつつ燃料噴射弁３、イグナイタ４を作動させて再度始動するものであり、イグニションスイッチ９を操作することなくエンジン２を自動的に停止あるいは始動させることが可能である。
また、前記車両用制御装置７は、アイドル回転速度制御手段１５を備えている。アイドル回転速度制御手段１５は、エンジン２のエンジン回転速度を検出する前記エンジン回転速度検出手段１２と、車両１の車速を検出する前記車速検出手段１３とを接続している。アイドル回転速度制御手段１５は、エンジン２のアイドル運転時に、エンジン回転速度検出手段１２により検出されたエンジン回転速度Ｎｅを目標エンジン回転速度Ｎｔｒｇｔに収束させるように制御する。
前記アイドル回転速度制御手段１５は、学習制御手段１６を備え、判定手段１７を備え、更新手段１８を備えている。学習制御手段１６は、エンジン２のアイドル回転速度制御の学習値を学習制御する。判定手段１７は、エンジン２のアイドル運転時で、かつ車速検出手段１３により車速Ｖｓがゼロ（Ｖｓ＝０ｋｍ／ｈ）であることを検出した時点におけるエンジン回転速度Ｎｅの値と、目標エンジン回転速度Ｎｔｒｇｔに一定値αを加えた値との、どちらの値が大きいかどうかを判定する。更新手段１８は、判定手段１７の判定結果に応じて、学習制御手段１６に用いる学習値を更新する。

次に、車両用制御装置７の動作を図１にしたがって説明する。
車両用制御装置７は、制御がスタートすると（Ｓ０１）、エンジン２がアイドル運転で、車速Ｖｓがゼロであるかを判断する（Ｓ０２）。この判断（Ｓ０２）においては、アイドル回転速度制御の学習値の更新条件が成立するかを判断する。
この判断（Ｓ０２）がＮＯの場合は、アイドル運転ではないので、エンジン回転速度Ｎｅを目標エンジン回転速度Ｎｔｒｇｔにする制御は行われず、制御を終了する（Ｓ０８）。この判断（Ｓ０２）がＹＥＳの場合は、アイドル運転なので、エンジン回転速度Ｎｅが目標エンジン回転速度±β（β＝不惑帯）に入っている条件が成立するかを判断する（Ｓ０３）。
この判断（Ｓ０３）がＹＥＳの場合は、アイドル回転速度制御の値を反映させた学習値を更新し（Ｓ０４）、制御を終了する（Ｓ０８）。この判断（Ｓ０３）がＮＯの場合は、エンジン回転速度Ｎｅの値が、目標エンジン回転速度Ｎｔｒｇｔに一定値αを加えた値よりも大きいかを判断する（Ｓ０５）。
この判断（Ｓ０５）がＹＥＳ（目標エンジン回転速度＋一定値α＜エンジン回転速度）の場合は、現在の学習値より一定量Ｃを減算して新たな学習値に更新し（Ｓ０６）、制御を終了する（Ｓ０８）。この判断（Ｓ０５）がＮＯ（目標エンジン回転速度＋一定値α＞エンジン回転速度）の場合は、現在の学習値に一定量Ｄを加算して新たな学習値に更新し（Ｓ０７）、制御を終了する（Ｓ０８）。

車両用制御装置７の作用を図３・図４にしたがって説明する。
車両用制御装置７は、車両の減速後に、エンジン２の自動停止（アイドルストップ）を許可する車速Ｖｓ＝ゼロ（０ｋｍ／ｈ）となり（ｔ１）、車速Ｖｓのゼロを確認後、変速機の油圧などの状況を検証後（時間＝Ｂ）、エンジン停止信号を出力する（ｔ２）。
車両用制御装置７は、エンジン停止信号＝ＯＮの時（ＡＰｏｉｎｔ）に、エンジン回転速度Ｎｅと目標エンジン回転速度Ｎｔｒｇｔ＋αとの関係が、目標エンジン回転速度＋一定値α＜エンジン回転速度の場合、図３に示すように、車速Ｖｓがゼロ（＝０ｋｍ／ｈ）からエンジン停止信号＝ＯＮの時（ＡＰｏｉｎｔ）までの時間「Ｂ」の間でアイドル空気量を減算すべきと判断し、学習値を「Ｃ」Ｌ／ｍｉｎだけ減算して更新する。これにより、車両用制御装置７は、アイドル空気量を、車速Ｖｓがゼロ（０ｋｍ／ｈ）の時点で、回転数を下げようとして減量する。時間「Ｂ」とは、車速Ｖｓがゼロ（０ｋｍ／ｈ）となり、エンジン２の停止（アイドルストップ）をしても良いのかを診断している時間である。
一方、車両用制御装置７は、エンジン停止信号＝ＯＮの時（ＡＰｏｉｎｔ）に、エンジン回転速度Ｎｅと目標エンジン回転速度Ｎｔｒｇｔ＋αとの関係が、目標エンジン回転速度＋一定値α＞エンジン回転速度の場合、図４に示すように、車速がゼロ（０ｋｍ／ｈ）からエンジン停止信号＝ＯＮの時（ＡＰｏｉｎｔ）までの時間「Ｂ」の間でアイドル空気量を回転数が低く加算すべきと判断し、学習値を「Ｄ」Ｌ／ｍｉｎだけ加算して更新する。これにより、車両用制御装置７は、アイドル空気量を、車速がゼロ（０ｋｍ／ｈ）の時点で、回転数を上げようとして加算する。時間「Ｂ」とは、車速がゼロ（０ｋｍ／ｈ）となり、エンジン２の停止（アイドルストップ）をしても良いのかを診断している時間である。
車両用制御装置７は、このように学習値の更新を行うことで、エンジン２の停止（アイドルストップ）を行わなかった時のエンジン回転速度の吹け上がり、落込みを抑制することができる。なお、学習値に反映させるタイミングは、次回にエンジン２の停止（アイドルストップ）する時に加減算した値とする。

このように、この車両用制御装置７は、車両１の走行後、減速して一旦停止をする場合に、車両１の停止を確認（車速＝０ｋｍ／ｈ）し、車速＝０ｋｍ／ｈを確認後、エンジン２の停止の指令（エンジン停止信号）をエンジン２ならびに自動停止始動制御手段１４に送る。エンジン２の停止の指令を受けた自動停止始動制御手段１４は、アイドル運転のエンジン２を停止させて良いかの判断を行う。アイドル回転速度制御手段１５は、この判断中の時間Ｂにて、学習制御手段１６によって、エンジン２のアイドル回転速度制御の学習値の学習を行う。
アイドル回転速度制御手段１５は、判定手段１７によって、学習値の更新において、エンジン２の停止直前のエンジン回転速度Ｎｅの値が、目標エンジン回転速度Ｎｔｒｇｔに一定値αを加えた値に対して、「＋」であるか「−」であるかを診断する。
アイドル回転速度制御手段１５は、判定手段１７の判定結果に応じて、更新手段１８によって、学習値より一定量だけ減算あるいは加算する。更新手段１８は、エンジン回転速度Ｎｅの値が目標エンジン回転速度Ｎｔｒｇｔに一定値αを加えた値に対して「＋」の場合、学習値より一定量Ｃを減算する。また、更新手段１８は、エンジン回転速度Ｎｅの値が目標エンジン回転速度Ｎｔｒｇｔに一定値αを加えた値に対して「−」の場合、学習値に一定量Ｄを加算する。更新手段１８は、エンジン２の停止直前のエンジン回転速度Ｎｅが、目標エンジン回転速度Ｎｔｒｇｔに一定値αを加えた値に達した場合（目標エンジン回転速度＋一定値α＝エンジン回転速度）、増加減少変化させない。

したがって、この車両用制御装置７は、エンジン２のアイドル運転時で、かつ車速Ｖｓがゼロであることを検出した時点におけるエンジン回転速度Ｎｅの値と、目標エンジン回転速度Ｎｔｒｇｔに一定値αを加えた値とのどちらの値が大きいかどうかを判定し、この判定結果に応じて学習値を更新しているので、精度の高いアイドル回転速度制御を実施するのに不可欠である学習制御を行う上で重要な、学習値の更新の頻度を増加させることが可能である。
また、この車両用制御装置７は、自動停止条件を満たした場合には、運転しているエンジン２を停止し、自動始動条件を満たした場合には、停止しているエンジン２を再度始動する自動停止始動制御手段１４を備えているので、自動停止始動制御（アイドルストップ制御）の実施により減少するアイドル回転速度制御の学習制御用学習値の更新回数を増加させることができる。

なお、上述実施例の車両用制御装置７においては、自動停止始動制御されるエンジン２のアイドル回転速度制御の学習値の更新に適用したが、負荷の変化が大きい補機類を備えたエンジンにも適用することができる。負荷の変化が大きい補機類としては、例えば、エンジンの動力により駆動されるエアコン用コンプレッサを有するエアコンがある。エアコンの負荷が外気温の影響により短い時間で変化する場合に、アイドル回転速度制御の学習値の更新に適用することができる。
エアコンは、外気温とエアコン設定温度との差が小さい場合、エアコン用コンプレッサがＯＮ・ＯＦＦを繰り返す。この場合も、エンジン回転速度がアイドル運転時の目標エンジン回転速度の不感帯内で収束している時間が短すぎて、学習値を更新することができない。学習値が更新できないこと、繰り返しエアコンの負荷が変化することによるエンジン回転速度の変化により、目標エンジン回転速度の変更時にエンジン回転速度の吹け上がり、落込みが発生する問題がある。
このような問題を解決するために、車両用制御装置７は、図５に示すように、目標エンジン回転速度が切り替わる寸前のエンジン回転速度から、エアコンがＯＦＦする時（ＥＰｏｉｎｔ）の学習値を更新し、エアコンがＯＮする時（ＦＰｏｉｎｔ）の学習値を更新する。
車両用制御装置７は、エアコンがＯＦＦする時（ＥＰｏｉｎｔ）に、目標エンジン回転速度が切り替わる寸前のエンジン回転速度から、エンジン回転速度Ｎｅと目標エンジン回転速度Ｎｔｒｇｔ＋一定値αとの関係が、目標エンジン回転速度＋一定値α＜エンジン回転速度の場合、学習値を「Ｃ」Ｌ／ｍｉｎだけ減算して更新する。これにより、車両用制御装置７は、アイドル空気量を、エアコンがＯＦＦの時点で、回転数を下げようとして減量する。
一方、車両用制御装置７は、エアコンがＯＮする時（ＦＰｏｉｎｔ）に、目標エンジン回転速度が切り替わる寸前のエンジン回転速度から、エンジン回転速度Ｎｅと目標エンジン回転速度Ｎｔｒｇｔ＋αとの関係が、目標エンジン回転速度＋一定値α＞エンジン回転速度の場合、学習値を「Ｄ」Ｌ／ｍｉｎだけ加算して更新する。これにより、車両用制御装置７は、アイドル空気量を、エアコンがＯＮの時点で、回転数を上げようとして加算する。
車両用制御装置７は、このように学習値の更新を行うことで、繰り返しエアコンの負荷が変化することによるエンジン回転速度の吹け上がり、落込みを抑制することができる。

この発明の車両用制御装置は、アイドル回転速度制御の学習値の更新の頻度を増加させることが可能であり、自動停止始動制御されるエンジンや、エアコンなどの負荷の変化が大きい補機類を備えたエンジンにも適用することができる。

１車両
２エンジン
３燃料噴射弁
４イグナイタ
５スタータモータ
６アイドル制御弁
７車両用制御装置
８制御手段
９イグニションスイッチ
１０スロットル開度検出手段
１１ブレーキスイッチ
１２エンジン回転速度検出手段
１３車速検出手段
１４自動停止始動制御手段
１５アイドル回転速度制御手段
１６学習制御手段
１７判定手段
１８更新手段

Claims

車両に搭載されたエンジンのエンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記エンジンのアイドル運転時に前記エンジン回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度を目標エンジン回転速度に制御するアイドル回転速度制御手段とを備えた車両用制御装置において、
前記アイドル回転速度制御手段は、
前記エンジンのアイドル回転速度制御の学習値を学習制御する学習制御手段を備え、
前記エンジンのアイドル運転時で、かつ前記車速検出手段により車速がゼロであることを検出した時点におけるエンジン回転速度の値と、目標エンジン回転速度に一定値を加えた値とのどちらの値が大きいかどうかを判定する判定手段を備え、
前記判定手段の判定結果に応じて、前記学習制御手段に用いる学習値を更新する更新手段を備えていることを特徴とする車両用制御装置。
自動停止条件を満たした場合には、運転している前記エンジンを停止し、自動始動条件を満たした場合には、停止している前記エンジンを再度始動する自動停止始動制御手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。