JP3817504B2 - 内燃機関のアイドル回転数制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関のアイドル回転数制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、内燃機関のアイドル時に機関回転数と目標アイドル回転数との偏差が減少するようにアクチュエータを操作して吸入空気量を補正する内燃機関のアイドル回転数制御装置において、吸入空気量の補正量の上限値を適宜設定し、補正量をその上限値以下に算出してアクチュエータを駆動することは良く行われており、その例として特許文献1、2を挙げることができる。
【0003】
【特許文献1】
実用新案登録第2506863号公報(第5欄50行から第6欄15行までの記載および第5図)
【特許文献2】
特開平11−182301号公報(明細書の段落0065から0068までの記載および図7)
【0004】
特許文献1においては、点火時期を介して機関回転数を目標アイドル回転数にフィードバック制御すると共に、パワーステアリングなどの外部負荷の作動が負荷の増加方向に変化したことが検出された時点から所定期間内、点火時期の上限値を減少補正する技術を開示する。
【0005】
特許文献2においては、吸入空気量を介して機関回転数を目標アイドル回転数にフィードバック制御すると共に、上限値を機関回転数の変動量に応じて設定し、よって上限値は、変動量が大きいときは大きく、小さいときは小さくなるように設定する技術を開示する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の始動時に、オープンループ制御によって吸入空気量を増量すると共に、点火時期を遅角制御して排気系に配置された触媒装置を昇温する触媒昇温制御が行われる場合がある。触媒昇温制御終了の際は、増量された吸入空気量が徐々に減少させられつつアイドル回転数を保持していた点火時期が通常のアイドル点火時期に接近した時点で中止され、通常のアイドル回転数フィードバック制御に移行する。
【0007】
この場合、触媒昇温制御が終了した後、通常のアイドル回転数フィードバック制御に円滑に移行できない不都合があった。特に、内燃機関が搭載される車両が手動変速機を備えて運転者によるクラッチ操作を通じて内燃機関の出力を変速するものである場合、触媒昇温制御の前後にかけて運転者によって半クラッチ操作がなされ、通常のアイドル回転数フィードバック制御に移行する際、クラッチがさらに踏み込まれて切られるような操作が行われると、場合によっては機関回転数が吹き上がり、通常のアイドル回転数フィードバック制御に円滑に移行できない不都合があった。
【0008】
しかしながら、上記した特許文献1は外部負荷の作動が負荷の増加方向に変化したことが検出された時点から所定期間内、点火時期の上限値を減少補正する技術を開示するに止まり、かかる不都合を解消するものでなかった。
【0009】
また、特許文献2も上限値を機関回転数の変動量に応じて設定するに止まっていたため、同様にかかる不都合を解消するものでなかった。
【0010】
従って、この発明は上記した不都合を解消し、内燃機関のアイドル時に機関回転数と目標アイドル回転数との偏差が減少するようにアクチュエータを操作して吸入空気量を補正するものにおいて、偏差に応じて吸入空気量の補正量の上限値を設定して吸入空気量の補正量を算出するように構成することで、触媒昇温制御を行うときも、アイドル回転数フィードバック制御に円滑に移行するようにした内燃機関のアイドル回転数制御装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項1項においては、内燃機関のアイドル時に機関回転数と目標アイドル回転数との偏差が減少するようにアクチュエータを操作して吸入空気量を補正する内燃機関のアイドル回転数制御装置において、前記内燃機関の始動時に排気系に配置された触媒装置を昇温する触媒昇温制御を実行する触媒昇温制御手段、前記内燃機関の出力を断続するクラッチが半クラッチに操作されたままで前記触媒昇温制御が終了したとき、前記機関回転数と目標アイドル回転数の偏差を所定値と比較する偏差比較手段、前記偏差比較手段の比較結果に応じて前記吸入空気量の補正量の上限値を設定する吸入空気補正量上限値設定手段、前記吸入空気量の補正量を前記上限値以下に算出する吸入空気補正量算出手段、および前記算出された吸入空気量の補正量に基づいて前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動手段を備える如く構成した。
【0012】
内燃機関の出力を断続するクラッチが半クラッチに操作されたままで触媒昇温制御が終了したとき、機関回転数と目標アイドル回転数の偏差を所定値と比較し、比較結果に応じて吸入空気量の補正量の上限値を設定して補正量をそれ以下に算出するように構成したので、触媒昇温制御を行うときも、機関回転数が過度に上昇することなく、アイドル回転数フィードバック制御に円滑に移行させることができる。
【0013】
請求項2項にあっては、前記触媒昇温制御手段は、前記吸入空気量をオープンループ制御で増量しつつ、前記内燃機関の点火時期を遅角して前記触媒装置を昇温する如く構成した。
【0014】
吸入空気量をオープンループ制御で増量しつつ点火時期を遅角して前記触媒装置を昇温する場合においても、機関回転数が過度に上昇することなく、アイドル回転数フィードバック制御に円滑に移行させることができる。特に、前記内燃機関が搭載される車両は手動変速機を備え、前記手動変速機は前記内燃機関の出力を運転者によるクラッチ操作を通じて変速する如く構成すると、機関回転数が過度に上昇することなく、アイドル回転数フィードバック制御に円滑に移行させることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照してこの発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置を説明する。
【0016】
図1は、この実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の全体構成を示す概略図である。
【0017】
同図において符合10は内燃機関(以下「エンジン」という)を示す。エンジン10は、例えば直列4気筒のDOHCエンジンからなる。
【0018】
エンジン10の吸気管12の上流側にはスロットルバルブ14が配置される。スロットルバルブ14は、スロットルワイヤ16を介して車両(エンジン10が搭載される車両。図示せず)の運転席フロアに設けられたアクセルペダル20に機械的に接続され、アクセルペダル20の踏み量に応じて開閉してエンジン10の吸入空気量を調量する。
【0019】
スロットルバルブ14の付近にはスロットルバルブ開度センサ22が設けられ、スロットルバルブ14の開度(以下「スロットル開度」という)θTHに応じた信号を出力する。
【0020】
スロットルバルブ14の下流のインテークマニホルド(図示せず)の直後の吸気ポート付近には、気筒(図示せず)ごとにインジェクタ(燃料噴射弁)24が設けられる。インジェクタ24は燃料タンクに燃料供給管および燃料ポンプ(全て図示せず)を介して接続され、ガソリン燃料の圧送を受けて吸気ポート付近に噴射する。
【0021】
噴射された燃料は吸気管12を通って吸入される空気と混合して混合気を形成し、気筒燃焼室に流入する。流入した混合気は、イグナイタおよび点火プラグからなる点火装置26によって着火されて燃焼する。
【0022】
エンジン10はエキゾーストマニホルド(図示せず)を介して排気管30に接続され、燃焼によって生じた排出ガスは、排気管30の途中に設けられた触媒装置(三元触媒装置)32で浄化されて外部に排出される。排気管30の触媒装置32の上流位置には広域空燃比(LAF)センサ34が設けられ、リーンからリッチにわたる範囲において排出ガス中の酸素濃度に比例する出力を生じる。
【0023】
吸気管12には、スロットルバルブ14の上流側と下流側とを連通してスロットルバルブ14をバイパスするバイパス通路(2次空気通路)36が接続される。バイパス通路36の途中には2次空気量(バイパス空気量)を調整する制御バルブ(EACV)40が設けられる。
【0024】
制御バルブ40は常閉型であり、バイパス通路36の開度(開口面積)を連続的に変化させるバルブ40aと、バルブ40aを閉塞方向に付勢するスプリング40bと、通電時にバルブ40aをスプリング40b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(リニアソレノイド(アクチュエータ))40cを備える。
【0025】
吸気管12のスロットルバルブ14の下流側には絶対圧センサ42および吸気温センサ44が装着され、吸気管内絶対圧(エンジン負荷)PBAおよび吸気温TAを示す電気信号を出力する。また、エシジン10のシリンダブロックの冷却水通路には水温センサ46が取り付けられ、エンジン冷却水温TWに応じた信号を出力する。
【0026】
エンジン10のカム軸またはクランク軸(共に図示せず)の付近には気筒判別センサ50が取り付けられて特定気筒(例えば第1気筒)の所定クランク角度位置で気筒判別信号CYLを出力すると共に、TDCセンサ52およびクランク角センサ54が取り付けられ、各気筒のピストンのTDC位置に関連した所定のクランク角度位置でTDC信号を、TDC信号よりも周期の短いクランク角度(例えば30度)でCRK信号を出力する。
【0027】
エンジン10が搭載される車両は手動変速機(図に「M/T」と示す)56を備え、手動変速機56がエンジン10の出力を運転者によるクラッチ(図示せず)の操作を通じて変速して駆動輪(図示せず)に伝達する。
【0028】
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60が配置され、ドライブシャフトの所定回転ごとに信号を出力する。また、車両の適宜位置には大気圧センサ62が設けられ、車両が位置する場所の大気圧PAに応じた信号を出力する。
【0029】
上記した各種センサの出力は、ECU(電子制御ユニット)64に送られる。
【0030】
ECU64はマイクロコンピュータからなり、制御演算を行なうCPU64aと、制御演算プログラムと各種のデータ(テーブルなど)を格納するROM64bと、CPU64aの制御演算結果などを一時的に記憶するRAM64cと、入力回路64dと、出力回路64eと、カウンタ(図示せず)を備える。
【0031】
上記した各種センサ出力は、ECU64の入力回路64dに入力される。入力回路64dは、入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正すると共に、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する。CPU64aはクランク角センサ54が出力するCRK信号をカウンタでカウントしてエンジン回転数NEを検出すると共に、車速センサ60が出力する信号をカウンタでカウントして車速の走行速度を示す車速VPを検出する。
【0032】
CPU64aはROM64bに格納されたプログラムに従って制御演算を実行し、出力回路64e(および図示しない駆動回路)を介して電磁ソレノイド40cに駆動信号(通電指令値)を送出して制御バルブ40aの開度を調節し、アイドル時に2次空気量を制御、即ち、吸入空気量を補正すると共に、エンジン10の始動後の所定時間、触媒装置32の昇温制御を実行する。さらに、CPU64aは、燃料噴射量と点火時期を算出し、インジェクタ24と点火装置26を駆動して燃料噴射と点火を制御する。
【0033】
続いて、この実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の動作を説明する。
【0034】
図2は、この実施の形態に係る装置の動作、より具体的には、ECU64による、制御バルブ40(具体的には電磁ソレノイド40c(アクチュエータ))の操作量(通電指令値)として吸入空気量の補正量を算出してエンジン回転数NEを目標アイドル回転数に制御するフィードバック制御動作を示すフロー・チャートである。
【0035】
図示のプログラムは、アイドルフィードバック制御モード時において所定時間ごとに実行される。
【0036】
具体的には、例えばエンジン回転数NEが完爆回転数に達してエンジン10が始動して後述する触媒昇温制御が終了した後において、スロットル開度θTHが全閉相当開度(図示しない全閉開度学習動作によって学習された全閉開度学習(制御)値THIDLLに所定開度を加算した開度)以下で所定時間経過し、車速VPが所定車速(例えば4km/h)以下で、かつ後述する触媒昇温制御を実施していないなどの条件を全て満たすとき、アイドルフィードバック許可フラグF.FB(初期値0)のビットが1にセットされて実行される。
【0037】
以下、図2に示すフィードバック制御動作について説明すると、先ず、S10において制御バルブ40(具体的には電磁ソレノイド40c)の操作量(通電指令値)をPID制御するための制御ゲインである、P(比例)項ゲインKP、I(積分)項ゲインKI、D(微分)項ゲインKDを適宜な手法で設定する。
【0038】
次いでS12に進んで過渡変化補正項IUPを零とし、S14に進んで前回のプログラム実行時が始動モードであったか否か判断する。S14で肯定されるときはS16に進み、後述する積分補正項IIの基本値IAINの前回値(前回のプログラム実行時の値。以下「前回基本値」という)IAIN(n−1)を、所定値ICRSTとする。尚、基本値IAINも、制御バルブ40の通電指令値で表される。
【0039】
他方、S14で否定されるときはS18に進み、初めてアイドルフィードバック許可フラグF.FBのビットが1にセットされたか否か、即ち、前回はアイドルフィードバック制御モードになかったか否か判断する。
【0040】
S18で肯定されるときはS22に進み、過渡変化補正項IUPをIUP0とする。具体的には、吸気温TAに基づいてIUP0テーブル(図示せず)を検索することによって決定する。次いでS24に進み、冷却水温補正項ITWと基本値IAINの学習値IXREFと過渡変化補正項IUPの総和を合算した値を、前回基本値IAIN(n−1)とする。
【0041】
冷却水温補正項ITWは、検出した冷却水温TWに基づいて図示しないテーブルを検索して決定される。ただし、前回が触媒昇温制御にあった場合、ITWではなく、触媒昇温制御補正項IFIREがS24で使用される。基本値IAINの学習値IXREFについては後述する。即ち、S24では前回のプログラム実行時に算出された学習値IXREFを使用する。
【0042】
尚、S18で否定されるときはS20に進み、前回もF.FB=1であったか否か判断し、肯定されるときはS22とS24をスキップすると共に、否定されるときはS22に進む。また、S14で肯定されてS16に進んだときは、S18からS24をスキップする。
【0043】
次いでS26に進み、比例補正項IP、積分補正項IIおよび微分補正項ID(いずれも制御バルブ40の通電指令値で表される)を以下の式(1.1)から(1.3)に従って算出する。
IP=KP×(−DNOBJ) ・・・式(1.1)
II=KI×(−DNOBJ) ・・・式(1.2)
ID=KD×(−(DNOBJ(n)−DNOBJ(n−1)))・・・式(1.3)
【0044】
上記で、DNOBJは、検出されたエンジン回転数NEと目標アイドル回転数NOBJの偏差であり、エンジン回転数NE−目標アイドル回転数NOBJによって算出される。このように、比例補正項IPと積分補正項IIは、前記したP項ゲインKPまたはI項ゲインKIに偏差DNOBJを乗じて算出される。また、微分補正項IDは、前記したD項ゲインに偏差DNOBJの今回値と前回値の差分を乗じることによって算出される。尚、目標アイドル回転数NOBJは、図示しない別のプログラムにおいて、冷却水温TWなどに基づいて図示しないテーブルを検索することによって算出される。
【0045】
次いでS28に進み、前回基本値IAIN(n−1)に積分補正項IIを加算した値を基本値の今回値(以下「今回基本値」という)IAIN(n)とし、次いでS30に進み、今回基本値IAIN(n)の上下限値ILMTを設定してリミットチェックを行う。尚、ILMTは、上限値ILMHと下限値LLMLの総称である。
【0046】
図3は、その上下限値ILMTの設定とリミットチェック動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【0047】
以下説明すると、S100において減算項DILMLFを適宜な手法で算出する。減算項DILMLFは学習値IXREFから減算される値であり、今回基本値IAIN(n)のリミット値の中、下限値ILMLを設定するのに用いられる。尚、この減算項の算出自体は本願の要旨と直接の関係を有しないので、説明を省略する。
【0048】
次いでS102に進み、学習値IXREFからS100において算出した減算項DILMLFを減算して得た差に、水温補正項ITWFに係数KITWを乗じて得た積を加算した値を今回基本値IAIN(n)の下限値ILMLとする(設定する)。
【0049】
次いでS104に進み、フラグF.IGFPIQHEのビットが1にセットされているか否か判断する。このフラグのビットの初期値は0であることから、S104の判断は通例否定されてS106に進み、フラグF.IGFPIQHのビットが1にセットされているか否か判断する。このフラグは、前記した触媒装置32の昇温制御において後述するように点火時期が所定値に達する前に触媒昇温制御時間が徒過したとき、そのビットが1にセットされる。
【0050】
図3フロー・チャートの説明を続ける前に、その触媒昇温制御を説明する。
【0051】
図4は、その触媒昇温制御の開始動作を示すフロー・チャートである。尚、図示のプログラムは、所定時間、例えば10msecごとに実行される。
【0052】
以下説明すると、S200においてフラグF.FIREONをF.FIREONZと読み替える。フラグF.FIREONZは、フラグF.FIREONの前回値を意味する。尚、フラグF.FIREONについては後述する。
【0053】
次いでS202に進み、フラグF.STMODACのビットが1にセットされているか否か判断する。エンジン10が始動モード、即ち、エンジン10が始動されて回転数NEが完爆回転数(例えば500rpm)に達するまで、図示しないルーチンにおいてフラグF.STMODACのビットは1にセットされ、エンジン10は始動モードと判定される。従って、S202の判断は、エンジン10の始動が完了していないか否か判断するに等しい。
【0054】
S202で肯定されるときはS204に進み、検出されたエンジン冷却水温TWからテーブル(図示せず)を検索して値TMFIRENEを検索し、タイマ(ダウンカウンタ)TFIRENDにセットしてダウンカウント(時間計測)を開始し、S206に進み、前記したフラグF.FIREONのビットを0にリセットする。このフラグのビットを0にリセットすることは触媒昇温制御を実行しないことを意味する。尚、値TMFIRENEは、後述するように、触媒昇温制御時間を意味する。
【0055】
他方、S202で否定されるときはS208に進み、前記したタイマTFIRENDの値が零に達したか否か、即ち、値TMFIRENEに相当する時間(例えば1sec)が経過したか否か判断する。S208の判断は通例否定されてS210に進み、フラグF.THIDLEのビットが1にセットされているか否か判断する。このフラグは図示しないルーチンにおいてスロットル開度θTHが前記した全閉相当開度にないとき、そのビットが1にセットされる。
【0056】
S210で肯定されるときはS212に進み、第2のタイマ(ダウンカウンタ)TFIREONDに値TMFIREONDをセットしてダウンカウント(時間計測)を開始し、S214に進み、フラグF.KMFIRERのビットを1にセットしてS206に進む。
【0057】
他方、S210で否定されるときはS218に進み、前記したタイマTFIREONDの値が零に達したか否か、即ち、値TMFIREONDに相当する時間が経過したか否か判断し、否定されるときはS214に進む。これは、S210で一旦肯定された後は所定時間(値TMFIREONDに相当する時間)待機させるための処理である。
【0058】
S218で肯定されるときはS220に進み、F.VAICのビットが1にセットされているか否か判断する。このフラグは図示しないルーチンにおいて車速VPが所定値(例えば5km/h)以上であるとき、そのビットが1にセットされる。従って、S220の判断は、車両が停車あるいはそれに近い状態にないか否か判断することを意味する。
【0059】
S220で肯定されるときはS214に進むと共に、否定されるときはS222に進み、前記したフラグF.FIREONのビットを1にセットする。このフラグのビットを1にセットすることは触媒昇温制御を実行(より正確には実行を開始)することを意味する。この結果、図示しないルーチンにおいて、2次空気量(吸入空気量)が増量されると共に、点火時期が遅角制御される。
【0060】
吸入空気量の増量に伴って噴射燃料量も増加されると共に、点火時期も遅角される結果、燃焼中のガスを含む大量のガスが排気系に供給されて排気温度を上昇させる。それによって触媒装置32は加熱されて昇温し、活性化が促進される。尚、点火時期を遅角するのは、燃焼を遅延させて排気温度を上昇させるためと、吸入空気量と燃料噴射量の増加によってエンジン回転数NEがアイドル回転数を超えて過度に上昇するのを抑制するためである。
【0061】
他方、S208で肯定されるときはS224に進み、フラグF.FIREENDのビット(初期値0)を1にセットして触媒昇温制御時間が経過したことを表示し、S226に進み、フラグF.FIREONのビットを0にリセットして触媒昇温制御の終了を表示する。
【0062】
図5は、図4の処理と平行して行われる触媒昇温制御の終了動作を示すフロー・チャートである。尚、図示のプログラムも、所定時間、例えば10msecごとに実行される。
【0063】
以下説明すると、S300においてフラグF.FIREONのビットが1にセットされているか否か判断する。図4フロー・チャートの処理をS222で終了したときは肯定されてS302に進み、フラグF.FIRQUITのビットを0にリセットし、さらにS303に進んで前記したフラグF.FBのビットを1にセットし、アイドルフィードバック制御への移行を許可してプログラムを終了する。
【0064】
他方、図4フロー・チャートの処理をS206あるいはS226で終了したときはS300の判断は否定されてS304に進み、フラグF.FIRQUITのビットが1にセットされているか否か判断する。このフラグのビットはS302で0にリセットされていることからこのステップの判断は通例否定されてS306に進み、前記したフラグF.FIREONZのビットが1にセットされているか否か判断する。
【0065】
S306で肯定されるときは、次いでS308に進み、値IGFPIが所定値IGFPIONを超えるか否か判断する。
【0066】
値IGFPIは前記した図示しないルーチンでオープンループ制御によって2次空気量(吸入空気量)が増量されると共に、点火時期が遅角制御される触媒昇温制御における遅角量であり、アイドル点火時期の基本値を零として負値(例えば−20度)で表される。同様に、所定値IGFPIONも負値(例えば−5度)で示される。従って、このステップの判断は、遅角量が所定値未満か、換言すれば遅角量が大きくないか否か判断することを意味する。
【0067】
尚、アイドル点火時期は、エンジン10がアイドル状態にあるとき、検出エンジン回転数NEと目標アイドル回転数NOBJが減少するようにPI制御則を用いて制御される点火時期である。
【0068】
S308で肯定されて遅角量IGFPIが所定値IGFPIONに達していないと判断されるときはS310に進み、前記したフラグF.FIREENDのビットが1にセットされているか否か判断する。このフラグは、図4フロー・チャートの処理において触媒昇温時間が経過したとき、S224でそのビットが1にセットされる。S310で否定されるときは触媒昇温時間も経過せず、遅角量も所定値に達していないことから、S302以降に進む。
【0069】
尚、S310で肯定されるときはS312に進み、フラグF.IGFPIQHのビット(初期値0)を1にセットしてS302以降に進む。このフラグのビットを1にセットすることは、点火時期が所定値に達する前に触媒昇温制御時間が徒過してしまったことを意味する。
【0070】
他方、S308で否定されて遅角量が所定値に達した、換言すれば遅角量が大きいと判断されるときはS314に進み、検出されたエンジン冷却水温TWから図示しないテーブルを検索して値DFIRQUXを算出し、S316に進み、前記した触媒昇温制御補正項IFIREから算出した値DFIRQUXを減算して補正する。補正項IFIREは触媒昇温制御用の2次空気量(吸入空気量)の増量値を示す値であり、具体的には制御バルブ40の通電指令値として算出される。このときの2次空気量は、前記したように、オープンループ制御される。
【0071】
次いでS318に進み、フラグF.FIRQUITのビットを1にセットする。フラグF.FIRQUITのビットを1にセットすることは、触媒昇温制御が終了することを意味する。
【0072】
即ち、S308で否定されてS314以降に進むときは、触媒触媒制御時間が経過すると共に、遅角量も十分に大きくなっていることから触媒昇温制御が実行されたと判断し、増量していた2次空気量を徐々に減少させつつ、触媒昇温制御の終了を開始する処理である。
【0073】
尚、それ以降のプログラムループではS304の判断は肯定されてS306をスキップする。即ち、S306の処理は、今回のプログラムループで初めてF.FIREONのビットが1にセットされたか否か判断するためである。
【0074】
図3フロー・チャートの説明に戻ると、S106においてフラグF.IGFPIQHのビットが1にセットされているか否か、換言すれば触媒昇温制御時間が徒過したか否かの判断において、図5フロー・チャートの処理でS312を通っていない限り、その判断は否定されてS108に進み、第2の加算項DILMH(所定値)に、水温補正項ITWFに第2の係数KITWHを乗じて得た積を加算した値を今回基本値IAIN(n)の上限値の仮値ilmhtmpと設定する。尚、第2の加算項DILMHは、前記した加算項DILMLFと同種の値である。
【0075】
他方、S106で肯定されるときはS110に進み、前記した検出エンジン回転数NEと目標アイドル回転数NOBJの偏差が所定回転数DNOBJH(例えば500rpm)を超えるか否か判断する。
【0076】
S110で否定されるときはS108に進むと共に、肯定されるときはS112に進み、前記した第2の加算項DILMH(所定値)に代え、別の加算項DIFPILMHを用い、その値に水温補正項ITWFに第3の係数KITWFPHを乗じて得た積を加算した値を今回基本値IAIN(n)の上限値の仮値ilmhtmpと設定する。
【0077】
ここで、加算項DIFPILMH>加算項DILMHとし、よってS108で算出される上限値の仮値よりも、S112で算出される上限値の仮値の方が大きいように、上限値の仮値を設定する。
【0078】
次いでS114に進み、前記したフラグF.IGFPIQHEのビットを1にセットする。即ち、このフラグのビットを1にセットすることはS112で上限値の仮値を設定したことを意味し、従って次回以降のプログラムループでS104の判断は肯定されてS108に進む。
【0079】
次いでS116に進み、S108あるいはS112で設定した上限値の仮値ilmhtmpと、後述する制御バルブ40に出力される最終的な電流指令値ICMDの上限値ICMDLMHの中の小さい方の値を選択して上限値ILMHとする。尚、仮値と最終的な電流指令値の中の小さい方を選択するのは、後述するように上限値は最終的な電流指令値の一部であるIFBNの中のIAINの上限値に過ぎないからであって、最終的な電流指令値を超えることはあり得ないからである。
【0080】
次いでS118に進み、算出した基本値IAIN(n)のリミット処理を行う。具体的には、算出した基本値IAIN(n)を上下限値ILMH,Lと比較し、上限値を超えるときは上限値とする一方、下限値を下回るときは下限値とする。
【0081】
図2フロー・チャートの説明に戻ると、次いでS32に進み、今回基本値IAIN(n)と、比例補正項IPと、微分補正項IDの総和を制御バルブ40の通電指令値IFBNとし、次いでS34に進み、適宜設定された上下限値に基づき、前述のS118と同様の手法により通電指令値IFBNのリミットチェックを行なう。
【0082】
次いでS36に進み、以下の式(2)に従って学習値IXREFの今回値IXREF(n)を算出する。
【0083】
上記で、CXREFは重み係数であり、この値が大きいほど学習値IXREFに対する今回基本値IAIN(n)の重みが大きくなる。
【0084】
次いでS38に進み、算出された通電指令値IFBNに基づき、以下の式(3)に従って出力(制御バルブ40に出力される最終的な電流指令値)ICMDを算出し、制御バルブ40の電磁ソレノイド(アクチュエータ)40cに出力する。
【0085】
ここで、IFBNはフィードバック補正項、IDPは減速時のショットエア量を調整するダッシュポット項、ILOADはエアコンディショナなどの負荷が加わったときのアイドル回転数を調整する負荷補正項である。また、IAFは目標空燃比に応じた空燃比補正項、KIPAとTPAは、それぞれ大気圧PAに応じた大気圧補正乗算項と大気圧補正加算項である。さらに、KIPBGはバッテリ負荷などから求めた補正係数である。尚、これらの各値の算出手法は、本願の要旨とは直接の関係を有しないため、説明は省略する。
【0086】
上記の式(3)に従って算出された出力ICMDは、出力回路64e(および駆動回路)を介して制御バルブ40(具体的には電磁ソレノイド40c)に出力され、制御バルブ40を駆動してその開度を変更する。これにより、目標アイドル回転数NOBJを実現するのに必要なバイパス空気量がエンジン10に供給され、よってエンジン回転数NEが、目標アイドル回転数NOBJにフィードバック制御される。
【0087】
ここで、この実施の形態に係る制御を図6タイム・チャートを参照して説明する。
【0088】
前記したようにエンジン10の始動が完了すると、触媒昇温制御補正項(通電指令値)IFIREによって2次空気量を増加方向にオープンループ(O/L)制御しつつ、点火時期を遅角させることで触媒昇温制御の実行が開始される。触媒昇温制御は点火時期の遅角量が所定値に達する時点まで継続され、所定時間制御が実施された後、IFIREを減少させて増量した2次空気量を減少させつつオープンループ制御は遅角量が進角方向に戻った時点で終了させられ、フィードバック(C/L)制御が開始される。
【0089】
このとき、手動変速機56において触媒昇温制御の前後から運転者によって半クラッチ操作がなされ、通常のアイドル回転数フィードバック制御に移行する際、クラッチがさらに踏み込まれて切られるような操作が行われると、アイドル点火時期も進角しきってしまい、場合によっては図6に破線で示すようにエンジン回転数が吹き上がり、通常のアイドル回転数フィードバックに円滑に移行できない不都合がある。
【0090】
従って、この実施の形態にあっては、検出されたエンジン回転数NEとアイドル目標回転数NOBJの偏差DNOBJが所定値より大きいとき、吸入空気量の補正量を決定する中で支配的なフィードバック補正項IFBNの中の基本値であるIAIN(より正確にはその積分補正項)の上限値ILMHを、然らざる場合に比して小さく設定し、(吸入空気量の補正量を決定する)IAINをそれ以下に制限するようにした。これによって、かかる場合のエンジン回転数の吹き上がりを効果的に防止することができる。
【0091】
上記のように、この実施の形態においては、エンジン(内燃機関)10のアイドル時にエンジン(機関)回転数NEと目標アイドル回転数NOBJとの偏差DNOBJが減少するようにアクチュエータ(制御バルブ40の電磁ソレノイド40c)を操作して吸入空気量を補正するエンジン(内燃機関)のアイドル回転数制御装置において、前記エンジンの始動時に排気系に配置された触媒装置32を昇温する触媒昇温制御を実行する触媒昇温制御手段(ECU64,S200からS222,S300からS318)、前記内燃機関の出力を断続するクラッチが半クラッチに操作されたままで前記触媒昇温制御が終了したとき(より具体的には触媒昇温制御時間が経過したとき。S106)、前記機関回転数と目標アイドル回転数の偏差DNOBJを所定値DNOBJHと比較する偏差比較手段(ECU64,S110)、前記偏差比較手段の比較結果に応じて前記吸入空気量の補正量の上限値ilmhtmp,ILMHを設定する吸入空気補正量上限値設定手段(ECU64,S30,S112,S108,S116)、前記吸入空気量の補正量(より具体的には吸入空気量の補正量を決定するフィードバック補正項IFBNの基本値IAIN)を前記上限値以下に算出する吸入空気補正量算出手段(ECU64,S10からS36)、および前記算出された吸入空気量の補正量に基づいて前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動手段(ECU64,S38)を備える如く構成した。
【0092】
また、前記触媒昇温制御手段は、前記吸入空気量をオープンループ制御で増量しつつ、前記内燃機関の点火時期を遅角して前記触媒装置を昇温する(ECU64,S308,S316)如く構成した。
【0093】
また、前記エンジンが搭載される車両は手動変速機56を備え、手動変速機は前記エンジンの出力を運転者によるクラッチ操作を通じて変速する如く構成した。
【0094】
尚、上記において、制御バルブのアクチュエータとしてリニアソレノイドを用いたが、ロータリソレノイドでも良く、あるいはバイパス通路を制御バルブで開閉することに代え、スロットルバルブとアクセルペダルの機械的な接続を切り離し、スロットルバルブをパルスモータなどで駆動するDBW方式を用いても良い。
【0095】
【発明の効果】
請求項1項にあっては、前記内燃機関の出力を断続するクラッチが半クラッチに操作されたままで前記触媒昇温制御が終了したとき、機関回転数と目標アイドル回転数の偏差を所定値と比較し、比較結果に応じて吸入空気量の補正量の上限値を設定して補正量をそれ以下に算出するように構成したので、触媒昇温制御を行うときも、機関回転数が過度に上昇することなく、アイドル回転数フィードバック制御に円滑に移行させることができる。
【0096】
請求項2項にあっては、吸入空気量をオープンループ制御で増量しつつ点火時期を遅角して前記触媒装置を昇温する場合においても、機関回転数が過度に上昇することなく、アイドル回転数フィードバック制御に円滑に移行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の全体構成を示す概略図である。
【図2】図1に示す装置の動作を示すフロー・チャートである。
【図3】図2フロー・チャートの吸入空気量の補正量を決定する基本値IAINの上下限値ILMTの設定とリミットチェック動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図4】図3フロー・チャートで言及される触媒昇温制御の開始動作を示すフロー・チャートである。
【図5】図3フロー・チャートで言及される触媒昇温制御の終了動作を示すフロー・チャートである。
【図6】図1に示す装置の動作を説明するタイム・チャートである。
【符号の説明】
10 内燃機関(エンジン)
14 スロットルバルブ
22 スロットルバルブ開度センサ
14 点火装置
36 バイパス通路
40 制御バルブ
40c 電磁ソレノイド(アクチュエータ)
54 クランク角センサ
56 手動変速機
64 ECU(電子制御ユニット)
Claims (2)
- 内燃機関のアイドル時に機関回転数と目標アイドル回転数との偏差が減少するようにアクチュエータを操作して吸入空気量を補正する内燃機関のアイドル回転数制御装置において、
a.前記内燃機関の始動時に排気系に配置された触媒装置を昇温する触媒昇温制御を実行する触媒昇温制御手段、
b.前記内燃機関の出力を断続するクラッチが半クラッチに操作されたままで前記触媒昇温制御が終了したとき、前記機関回転数と目標アイドル回転数の偏差を所定値と比較する偏差比較手段、
c.前記偏差比較手段の比較結果に応じて前記吸入空気量の補正量の上限値を設定する吸入空気補正量上限値設定手段、
d.前記吸入空気量の補正量を前記上限値以下に算出する吸入空気補正量算出手段、
および
e.前記算出された吸入空気量の補正量に基づいて前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動手段、
を備えたことを特徴とする内燃機関のアイドル回転数制御装置。 - 前記触媒昇温制御手段は、前記吸入空気量をオープンループ制御で増量しつつ、前記内燃機関の点火時期を遅角して前記触媒装置を昇温することを特徴とする請求項1項記載の内燃機関のアイドル回転数制御装置。
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