JP4605020B2 - Idle speed control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、比較的長い冷却水配管を有する内燃機関に用いて好適の、アイドル回転数制御装置に関するものである。 The present invention relates to an idle speed control device suitable for use in an internal combustion engine having a relatively long cooling water pipe.
内燃機関（エンジン）の冷態始動時には、潤滑油温度も低下しているため潤滑油の粘性抵抗が大きくなっており、これによりフリクションロスも増大する。このため、エンジンの冷態始動時には早期に潤滑油の温度を高めて粘性抵抗を低下させるべく、暖機運転が行われる。
このような暖機運転は、エンジンのフリクションロスの低下を図る目的で行われるので、本来的には潤滑油の温度に応じてアイドル回転数を制御するのが好ましい。例えば、油温が低いときにはエンジン回転数を高めに設定し、油温が所定温度まで上昇すれば所定のアイドル回転数に低下させて暖機運転を終了するのが好ましい。
When the internal combustion engine (engine) is cold-started, the lubricating oil temperature is also lowered, so that the viscous resistance of the lubricating oil is increased, thereby increasing the friction loss. For this reason, at the time of cold start of the engine, the warm-up operation is performed in order to raise the temperature of the lubricating oil and reduce the viscous resistance at an early stage.
Such a warm-up operation is performed for the purpose of reducing the friction loss of the engine, and therefore it is inherently preferable to control the idle rotation speed in accordance with the temperature of the lubricating oil. For example, it is preferable that when the oil temperature is low, the engine speed is set higher, and when the oil temperature rises to a predetermined temperature, the engine speed is decreased to a predetermined idle speed and the warm-up operation is terminated.
しかし、油温計を設けるとコスト増になるため、一般的には潤滑油の温度を冷却水の温度で代用し、冷却水温度に応じてアイドル回転数を制御するようなアイドル回転数制御が行われている。
図３及び図４は従来のアイドル回転数制御について説明するための図であって、図３は実際の水温と模擬水温との関係を示す図、図４は水温とアイドル回転数との関係について示す図である。
However, if an oil thermometer is provided, the cost increases. Generally, the idling speed control is performed such that the temperature of the lubricating oil is replaced with the temperature of the cooling water and the idling speed is controlled according to the cooling water temperature. Has been done.
3 and 4 are diagrams for explaining the conventional idle speed control, in which FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the actual water temperature and the simulated water temperature, and FIG. 4 is the relationship between the water temperature and the idle speed. FIG.
図３において波線は冷却水の実際の水温（実水温）を示しており、図示するように、暖機運転を行うと徐々に冷却水温度が上昇していく。しかしながら、一般に潤滑油の温度は冷却水温度よりも遅れて温度上昇が立ち上がるため、冷却水温度が第１所定温度ＷＴ１（例えば７７℃）に達すると（ｔ＝ｔ１１）、これ以降の所定の期間内は、アイドル回転数制御に用いる水温を実際の水温とは異なる模擬水温（図中の実線参照）に切り替える。 In FIG. 3, the wavy line indicates the actual water temperature (actual water temperature) of the cooling water, and as shown in the figure, when the warm-up operation is performed, the cooling water temperature gradually increases. However, since the temperature of the lubricating oil generally rises later than the cooling water temperature, when the cooling water temperature reaches the first predetermined temperature WT1 (for example, 77 ° C.) (t = t11), a predetermined period thereafter Inside, the water temperature used for idle speed control is switched to a simulated water temperature (see the solid line in the figure) different from the actual water temperature.
この模擬水温は、油温を模擬して設定されたものであって、実水温が第１所定温度ＷＴ１から第２所定温度ＷＴ２（＞ＷＴ１、ＷＴ２は例えば８２℃）となるまでは、模擬水温はＷＴ１に固定される。また、実水温が第２所定温度ＷＴ２に達すると（ｔ＝ｔ１２）、これ以降は模擬水温を所定の温度勾配で立ち上げて、模擬水温が実水温と一致すると（ｔ＝ｔ１３）、これ以降は模擬水温を実水温に一致させる。 The simulated water temperature is set by simulating the oil temperature, and the simulated water temperature is changed until the actual water temperature is changed from the first predetermined temperature WT1 to the second predetermined temperature WT2 (> WT1, WT2 is 82 ° C., for example). Is fixed to WT1. When the actual water temperature reaches the second predetermined temperature WT2 (t = t12), the simulated water temperature is raised with a predetermined temperature gradient thereafter, and when the simulated water temperature coincides with the actual water temperature (t = t13), thereafter Makes the simulated water temperature match the actual water temperature.
また、一旦実水温が高温域（第２所定温度ＷＴ２以上）となると、サーモスタットが開いてラジエータから冷却水が流入して、図示するように実水温が低下することになるが、水温低下の際には油温は水温と同等の特性で追従するので、実水温が低下する際には実水温と模擬水温とは同じ特性に設定されている。
このように、第１所定温度ＷＴ１未満では実水温を冷却水温度として出力するとともに、第１所定温度ＷＴ１以上では模擬水温を冷却水温度として出力し、この冷却水温度に基づいて目標アイドル回転数が設定される。
Also, once the actual water temperature reaches a high temperature range (second predetermined temperature WT2 or higher), the thermostat opens and cooling water flows from the radiator, and the actual water temperature decreases as shown in the figure. Since the oil temperature follows the same characteristics as the water temperature, the actual water temperature and the simulated water temperature are set to the same characteristics when the actual water temperature decreases.
In this way, the actual water temperature is output as the cooling water temperature below the first predetermined temperature WT1, and the simulated water temperature is output as the cooling water temperature above the first predetermined temperature WT1, and the target idle speed is based on the cooling water temperature. Is set.
そして、このような模擬水温を用いることにより、冷却水温度を潤滑油温度として精度よく代用することができる。なお、このような制御手法は下記の特許文献１にも記載されている。
図４は、冷却水温と目標アイドル目標回転数との関係を示すマップであって、例えば冷却水温（実水温）が第３所定温度ＷＴ３（例えば５０℃）未満の領域では、暖房性能向上（水温早期上昇）や排ガス低減のため目標アイドル回転数は比較的高い回転数Ｎｅ１（第１目標回転数）に設定される。特に、軽自動車に適用されるような排気量の小さいエンジンでは、Ｎｅ＝２０００ｒｐｍ程度の高い回転数に設定される。そして、水温が第２所定温度ＷＴ２以上の範囲では、暖機が終了したと判定し、燃費を低減する目的で目標回転数（第２目標回転数）が比較的低い回転数Ｎｅ２（例えば８００ｒｐｍ）に設定される。
By using such a simulated water temperature, the cooling water temperature can be accurately substituted as the lubricating oil temperature. Such a control method is also described in Patent Document 1 below.
FIG. 4 is a map showing the relationship between the cooling water temperature and the target idle target rotational speed. For example, in a region where the cooling water temperature (actual water temperature) is lower than the third predetermined temperature WT3 (for example, 50 ° C.), the heating performance is improved (water temperature The target idle speed is set to a relatively high speed Ne1 (first target speed) in order to reduce exhaust gas and increase exhaust gas. In particular, in an engine with a small displacement such as that applied to a light vehicle, a high rotational speed of about Ne = 2000 rpm is set. Then, in the range where the water temperature is equal to or higher than the second predetermined temperature WT2, it is determined that the warm-up has ended, and the rotational speed Ne2 (for example, 800 rpm) having a relatively low target rotational speed (second target rotational speed) for the purpose of reducing fuel consumption. Set to
また、水温が第３所定温度ＷＴ３以上、且つ第２所定温度ＷＴ２未満の範囲では、図４に示すように、上記の第１目標回転数と第２目標回転数とをリニアに補間した特性で目標アイドル回転数が設定される。
そして、このようなマップに基づき目標アイドル回転数が設定されると、エンジンＥＣＵからアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣバルブ）に対して目標アイドル回転数に対応した制御信号が出力されるとともに、実際のエンジン回転数をフィードバックされてアイドル回転数が制御される。
When the target idle speed is set based on such a map, a control signal corresponding to the target idle speed is output from the engine ECU to the idle speed control valve (ISC valve), and the actual engine The idle speed is controlled by feeding back the rotational speed.
しかしながら、従来の技術では、水温低下時には模擬水温＝実水温となっているため、サーモスタットが開くなどにより低温の冷却水が流入したときには、水温低下により目標アイドル回転数が再び上昇してしまうことになる（図３及び図４参照）。
特に、車両後部にエンジンが配置され車両前部にラジエータが配置される車両においては、冷却水配管が長く水量も多いことから、暖機運転時にサーモスタットが開いて冷却水が循環しだすと、水温低下幅が一般的なフロントエンジンの自動車よりも大きく、例えば暖機運転中に水温が短時間で１０〜１５℃程度低下してしまう。そして、このように水温の低下幅が大きいと、エンジン回転数の上昇幅も大きくなり、水温の上昇に伴い一旦低下したアイドル回転数が大きく上昇して乗員に違和感を与えるという課題がある。
However, in the conventional technique, when the water temperature is lowered, the simulated water temperature is equal to the actual water temperature. Therefore, when low-temperature cooling water flows in due to, for example, the thermostat being opened, the target idle speed increases again due to the water temperature drop. (See FIGS. 3 and 4).
In particular, in vehicles where the engine is located at the rear of the vehicle and the radiator is located at the front of the vehicle, the cooling water piping is long and the amount of water is large, so if the thermostat opens and the cooling water begins to circulate during warm-up operation, the water temperature decreases. For example, during warm-up operation, the water temperature is reduced by about 10 to 15 ° C. in a short time. When the water temperature decreases in such a large range, the engine rotational speed increases, and the idle rotational speed that has once decreased as the water temperature increases greatly increases, giving the passenger a sense of incongruity.
さらに、上述したように排気量の小さいエンジンでは、暖機運転時の目標回転数Ｎｅ１と、暖機終了後の目標回転数Ｎｅ２との偏差ｄＮｅ（ここでは１２００ｒｐｍ）が大きく、図４に示すように温度変化の勾配が大きい。したがって、僅かな温度に対して目標回転数の変動が大きくなり、上述のように水温が短時間で１０〜１５℃程度低下するとエンジン回転数が急激に上昇し、この点でも乗員に違和感を与えるという課題がある。 Further, as described above, in the engine with a small displacement, the deviation dNe (here, 1200 rpm) between the target rotational speed Ne1 during the warm-up operation and the target rotational speed Ne2 after the warm-up operation is large, as shown in FIG. The gradient of temperature change is large. Therefore, the fluctuation of the target rotational speed becomes large with respect to a slight temperature, and as described above, when the water temperature decreases by about 10 to 15 ° C. in a short time, the engine rotational speed rapidly increases, and this also gives the passenger a sense of incongruity. There is a problem.
なお、エンジン近傍にラジエータが配設されるようなごく一般的な車両では、配管経路も短くその分冷却水量も少ないため大幅な温度低下を招くことはない。このため、乗員に違和感を与えることがない。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、エンジン（内燃機関）のアイドル回転数の変動を抑制し、乗員が違和感を覚えることのないようにしたアイドル回転数制御装置を提供することを目的とする。
In a very general vehicle in which a radiator is disposed in the vicinity of the engine, the piping path is short and the amount of cooling water is small, so that the temperature does not drop significantly. For this reason, it does not give the passenger a sense of incongruity.
The present invention has been devised in view of such problems, and provides an idle speed control device that suppresses fluctuations in the idle speed of an engine (internal combustion engine) so that a passenger does not feel uncomfortable. For the purpose.
このため、本発明の内燃機関のアイドル回転数制御装置は、車両のエンジンルーム内に配置された水冷式の内燃機関と、上記内燃機関に配管接続されるとともに上記エンジンルームから離れた位置に配置されて上記内燃機関の冷却水を冷却する熱交換器と、上記内燃機関のアイドル回転数を調整するアイドル回転数調整手段と、上記内燃機関に付設され、上記冷却水の温度を検出する水温センサと、上記水温センサにより検出された上記冷却水の実際の水温である実水温に応じて上記アイドル回転数調整手段の作動を制御する制御手段とをそなえ、上記制御手段には、上記実水温の温度勾配を判定する水温勾配判定手段と、上記実水温に基づく水温に応じて目標アイドル回転数を設定する目標アイドル回転数設定手段と、上記目標アイドル回転数設定手段に適用される上記水温を、上記実水温と、上記実水温を模擬した水温であって上記実水温よりも緩やかな温度低下勾配となるよう予め設定された模擬水温との間で切り替えるパラメータ切り替え手段とがそなえられ、上記パラメータ切り替え手段は、上記目標アイドル回転数設定手段に適用される上記水温の低下方向への変化率を制限すべく、上記水温勾配判定手段により上記実水温が低下傾向にあると判定されると、上記実水温から上記模擬水温に切り替え、その後、上記実水温が上昇し上記模擬水温と一致すると上記模擬水温から上記実水温に切り替えて上記アイドル回転数調整手段の作動を制御することを特徴としている（請求項１）。 For this reason, an idling engine speed control device for an internal combustion engine according to the present invention is arranged in a water-cooled internal combustion engine disposed in an engine room of a vehicle, and connected to the internal combustion engine by a pipe and at a position away from the engine room. And a heat exchanger for cooling the cooling water of the internal combustion engine, idle rotation speed adjusting means for adjusting the idle rotation speed of the internal combustion engine, and a water temperature sensor attached to the internal combustion engine for detecting the temperature of the cooling water And control means for controlling the operation of the idle rotation speed adjusting means in accordance with the actual water temperature that is the actual water temperature of the cooling water detected by the water temperature sensor. Water temperature gradient determining means for determining a temperature gradient, target idle speed setting means for setting a target idle speed in accordance with the water temperature based on the actual water temperature, and the target idle speed The water temperature applied to the number setting means is switched between the actual water temperature and a simulated water temperature that is a water temperature that simulates the actual water temperature and is set in advance so as to have a gentler temperature decrease gradient than the actual water temperature. Parameter switching means is provided, and the parameter switching means reduces the actual water temperature by the water temperature gradient determining means so as to limit the rate of change of the water temperature in the decreasing direction applied to the target idle speed setting means. When the actual water temperature is determined to be in the trend, the actual water temperature is switched to the simulated water temperature, and then, when the actual water temperature rises and matches the simulated water temperature, the simulated water temperature is switched to the actual water temperature to The operation is controlled (claim 1).
また、上記目標アイドル回転数設定手段は、上記目標アイドル回転数設定手段に適用される上記水温が、低温側の所定温度未満では上記目標アイドル回転数を第１目標回転数に設定し、上記水温が上記低温側の所定温度よりも高い高温側の所定温度以上では上記目標アイドル回転数を上記第１目標回転数より低い第２目標回転数に設定し、上記水温が上記低温側の所定温度以上でかつ上記高温側の所定温度未満では上記第１目標回転数と上記第２目標回転数との間をリニアに補間した回転数に設定するのが好ましい（請求項２）。 The target idle speed setting means sets the target idle speed to the first target speed when the water temperature applied to the target idle speed setting means is lower than a predetermined temperature on the low temperature side, and the water temperature The target idle speed is set to a second target speed lower than the first target speed when the temperature is higher than the predetermined temperature on the high temperature side higher than the predetermined temperature on the low temperature side, and the water temperature is equal to or higher than the predetermined temperature on the low temperature side. In addition, when the temperature is lower than the predetermined temperature on the high temperature side, it is preferable to set the rotational speed obtained by linearly interpolating between the first target rotational speed and the second target rotational speed (claim 2) .
本発明の内燃機関のアイドル回転数制御装置によれば、内燃機関が配置されるエンジンルームから離れた位置にラジエータが配置される車両においては、冷却水配管が長くなることから一旦水温が上昇した後で水温が低下する現象が発生しやすく、このような現象が発生すると、水温の上昇に伴い一旦低下したアイドル回転数が急上昇して乗員に違和感を与えるという課題があるが、水温の低下に対して（好ましくは水温の低下に対してのみ）水温の変化率を制限してアイドル回転数調整手段の作動を制御するので、乗員に違和感を与えることなくアイドル回転数を低下させて燃費の向上を図ることができる。 According to the idling engine speed control device for an internal combustion engine of the present invention, in a vehicle in which a radiator is arranged at a position away from an engine room in which the internal combustion engine is arranged, the water temperature once rises because the cooling water pipe becomes long. The phenomenon that the water temperature decreases later is likely to occur, and when such a phenomenon occurs, there is a problem that the idling speed once decreased with the increase in the water temperature suddenly gives the passenger a sense of incongruity. On the other hand (preferably only for a decrease in the water temperature), the rate of change of the water temperature is limited to control the operation of the idle speed adjusting means, so that the idling speed is reduced without giving the passenger a sense of incongruity and fuel efficiency is improved. Can be achieved.
以下、図面により、本発明の一実施形態にかかる内燃機関のアイドル回転数制御装置について説明すると、図１は本発明が適用される車両の模式図であって、図２は本発明の作用について説明するための図である。
図１において符号１は本発明が適用される車両であって、図中左側が前方である。ここで、車両１は後部に内燃機関（エンジン）２を搭載したいわゆるリヤエンジン車として構成されている。なお、ここではリヤエンジン車とはエンジン２を少なくとも図示しない運転席よりも後方に配置した車両をいい、いわゆるミッドシップレイアウトも含んでおり、車両後部に設けられたエンジンルーム１４内にエンジン２が搭載されている。
1 is a schematic view of a vehicle to which the present invention is applied. FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the present invention. It is a figure for demonstrating.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a vehicle to which the present invention is applied, and the left side in the figure is the front. Here, the vehicle 1 is configured as a so-called rear engine vehicle in which an internal combustion engine (engine) 2 is mounted at the rear. Here, the rear engine vehicle means a vehicle in which the engine 2 is disposed at least behind a driver seat (not shown), and includes a so-called midship layout. The engine 2 is mounted in an
また、このエンジン２は冷却水を媒体に放熱を行う水冷式のエンジンであって、車両１の前方にはエンジン２から熱を奪って高温となった冷却水を走行風により冷却する熱交換器（ラジエータ）３が設けられている。
また、車両１には暖房装置の主構成要素としてヒータコア５が設けられている。このヒータコア５はラジエータ３と同様の構造を有する熱交換器であって、エンジン１で温められた高温の冷却水を放熱により冷却するものである。そして、この際に温められた周囲の空気を車室内に供給することで車室内が暖められるようになっている。
The engine 2 is a water-cooled engine that dissipates heat by using cooling water as a medium, and a heat exchanger that cools the cooling water that has become hot by removing heat from the engine 2 in front of the vehicle 1 by running wind. (Radiator) 3 is provided.
The vehicle 1 is provided with a heater core 5 as a main component of the heating device. The heater core 5 is a heat exchanger having a structure similar to that of the radiator 3, and cools the high-temperature cooling water warmed by the engine 1 by heat radiation. And the vehicle interior is warmed by supplying the surrounding air warmed in this case into the vehicle interior.
また、エンジン２とラジエータ３との間及びエンジン２とヒータコア５との間はいずれも配管４により接続されており、この配管４を通って冷却水がラジエータ３及びヒータコア５を介して循環するようになっている。
また、図示するようにエンジン２にはサーモスタット６が設けられている。このサーモスタット６は冷却水温度が予め設定された温度（例えば８２℃）以下では閉弁するように設定された開閉弁であって、これにより、冷態始動時等には、冷却水がエンジン２のウォータジャケット内に滞留して速やかな水温上昇が図られるようになっている。また、上記の設定温度に達するとサーモスタット６が開いてエンジン冷却水がラジエータ３やヒータコア５に供給され、冷却水が冷却されるようになっている。
Further, the engine 2 and the radiator 3 and the engine 2 and the heater core 5 are both connected by a pipe 4, and the cooling water circulates through the pipe 4 through the radiator 3 and the heater core 5. It has become.
As shown in the figure, the engine 2 is provided with a thermostat 6. The thermostat 6 is an on-off valve that is set to close when the cooling water temperature is lower than a preset temperature (for example, 82 ° C.), so that the cooling water is supplied to the engine 2 at a cold start. The water temperature stays in the water jacket and the water temperature rises quickly. When the set temperature is reached, the thermostat 6 is opened, and engine cooling water is supplied to the radiator 3 and the heater core 5 so that the cooling water is cooled.
また、エンジン２の吸気通路（図示省略）にはアイドル回転数調整手段として公知のアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣバルブ）７が設けられている。ここで、ＩＳＣバルブ７について簡単に説明すると、エンジン２の吸気通路にはスロットルバルブが介装されるとともに、このスロットルバルブをバイパスするバイパス通路が設けられており、ＩＳＣバルブ７はこのバイパス通路中に設けられている。そして、エンジンＥＣＵ（コントローラ；制御手段）８からの制御信号に基づいてＩＳＣバルブ７の開度を制御することによりアイドル回転数を制御することができるように構成されている。 Also, a known idle speed control valve (ISC valve) 7 is provided in the intake passage (not shown) of the engine 2 as idle speed adjusting means. Here, the ISC valve 7 will be briefly described. A throttle valve is provided in the intake passage of the engine 2 and a bypass passage is provided to bypass the throttle valve. The ISC valve 7 is located in the bypass passage. Is provided. The idle speed is controlled by controlling the opening of the ISC valve 7 based on a control signal from an engine ECU (controller; control means) 8.
また、図示するように、エンジン２には冷却水温度ＷＴを検出する水温センサ１２及びエンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ１３が付設されており、これらのセンサ１２，１３からの情報に基づいて、アイドル時の目標回転数が設定されるとともに、エンジン回転数が目標回転数となるようにＩＳＣバルブ７への制御信号が設定されるようになっている。 As shown in the figure, the engine 2 is provided with a water temperature sensor 12 for detecting the cooling water temperature WT and an engine speed sensor 13 for detecting the engine speed Ne. Based on this, the target rotational speed at idling is set, and the control signal to the ISC valve 7 is set so that the engine rotational speed becomes the target rotational speed.
次に、アイドル回転数制御に着目してエンジンＥＣＵ８の機能について説明すると、このエンジンＥＣＵ８には、図示するように目標アイドル回転数設定マップ（アイドル回転数設定手段）９と、水温勾配判定部（水温勾配判定手段）１０と、パラメータ切り替え部（パラメータ切り替え手段）１１とが設けられている。
このうち、水温勾配判定部１０は、水温センサ１２で得られる実水温ＷＴに基づいて、温度勾配を判定する手段であって、具体的には水温が上昇傾向にあるのか、或いは低下傾向にあるのかを判定する手段である。本実施形態では、水温勾配判定部１０は、今回検出された実水温ＷＴnと前回検出された実水温ＷＴn-1との偏差ｄＷＴ（＝ＷＴn−ＷＴn-1）を逐次算出していき、算出された偏差が所定回数連続して全て負の値となると、水温が低下傾向にあると判定するように設定されている。なお、実水温が低下傾向にあるか否かの判定手法はこのようなものに限定されず、種々の手法が適用可能である。
Next, the function of the
Among these, the water temperature gradient determination unit 10 is a means for determining a temperature gradient based on the actual water temperature WT obtained by the water temperature sensor 12, and specifically, the water temperature is increasing or decreasing. It is means for determining whether or not. In the present embodiment, the water temperature gradient determination unit 10 sequentially calculates a deviation dWT (= WT n −WT n−1 ) between the actual water temperature WT n detected this time and the actual water temperature WT n−1 detected last time. If the calculated deviations are continuously negative for a predetermined number of times, the water temperature is set to be determined to be decreasing. It should be noted that the method for determining whether or not the actual water temperature tends to decrease is not limited to this, and various methods can be applied.
また、目標アイドル回転数設定マップ９は、冷却水の温度に応じて目標アイドル回転数Ｎｅを設定するマップであって、ここでは従来のものと同様の特性に設定されている（図４参照）。つまり、例えば冷却水温度が例えば５０℃未満の領域では、暖房性能向上（水温早期上昇）や排ガス低減のため目標アイドル回転数は比較的高い回転数Ｎｅ１（例えばＮｅ１＝２０００ｒｐｍ）に設定される。また、水温が例えば８２℃以上では、暖機が終了したと判定し、燃費を低減する目的で目標回転数（第２目標回転数）が比較的低い回転数Ｎｅ２（例えば８００ｒｐｍ）に設定される。また、水温が５０℃以上８２℃未満の範囲では、回転数Ｎｅ１と回転数Ｎｅ２との間をリニアに補間した特性に設定されている。 Further, the target idle speed setting map 9 is a map for setting the target idle speed Ne according to the temperature of the cooling water, and here, it is set to the same characteristics as the conventional one (see FIG. 4). . That is, for example, in a region where the cooling water temperature is lower than 50 ° C., for example, the target idle speed is set to a relatively high speed Ne1 (for example, Ne1 = 2000 rpm) in order to improve heating performance (early rise in water temperature) or reduce exhaust gas. Further, when the water temperature is, for example, 82 ° C. or higher, it is determined that the warm-up has ended, and the target rotational speed (second target rotational speed) is set to a relatively low rotational speed Ne2 (for example, 800 rpm) for the purpose of reducing fuel consumption. . Further, in the range where the water temperature is 50 ° C. or higher and lower than 82 ° C., the characteristic is set to linearly interpolate between the rotational speed Ne1 and the rotational speed Ne2.
パラメータ切り替え部１１は、上述した目標アイドル回転数設定マップ９に適用されるパラメータを実水温と後述の模擬水温との間で切り替える、或いは選択する手段である。すなわち、目標アイドル回転数設定マップ９では、水温に応じて目標アイドル回転数を決定するようになっているが、パラメータ切り替え部１１は、目標アイドル回転数設定マップ９で用いる水温（パラメータ）を実水温とするか模擬水温とするかを切り替えるものである。 The parameter switching unit 11 is means for switching or selecting a parameter applied to the target idle speed setting map 9 described above between an actual water temperature and a simulated water temperature described later. That is, in the target idle speed setting map 9, the target idle speed is determined according to the water temperature, but the parameter switching unit 11 implements the water temperature (parameter) used in the target idle speed setting map 9. The water temperature or simulated water temperature is switched.
ここで、パラメータ切り替え部１１には、図２に破線で示すような模擬水温が設定されている。この模擬水温は、エンジン始動後、実水温が最初に上昇するときは実水温＝模擬水温と設定されるとともに、実水温が低下する場合には模擬水温が所定の緩やかな勾配（本実施形態では数十秒で１℃）で低下するような特性に設定されている。
そして、一旦実水温が低下傾向となると、その後実水温が上昇に転じても模擬水温は所定の勾配での低下を維持し、実水温と模擬水温とが一致すると、これ以降は実水温＝模擬水温となるように設定されている。
Here, a simulated water temperature as indicated by a broken line in FIG. 2 is set in the parameter switching unit 11. This simulated water temperature is set as the actual water temperature = simulated water temperature when the actual water temperature first rises after the engine is started, and when the actual water temperature decreases, the simulated water temperature has a predetermined gentle slope (in this embodiment, The characteristic is set such that it decreases at 1 ° C. in several tens of seconds.
Once the actual water temperature tends to decrease, even if the actual water temperature starts to increase, the simulated water temperature maintains a decrease at a predetermined gradient. If the actual water temperature and the simulated water temperature coincide with each other, then the actual water temperature = simulated The water temperature is set.
これは、エンジン２の始動後に実水温が低下するのは、それまで閉じていたサーモスタット６が開いて冷たい冷却水がエンジン２に流入するからであって、このような場合は、ある程度時間が経過すると、冷却水はエンジン２により暖められて再び実水温が上昇するからである。この場合、実水温に応じて目標アイドル回転数を設定すると、実際のエンジン回転数が徐々に低下した後、急に上昇に転じ、再び低下するといった変動を繰り返すこととなる。 This is because the actual water temperature decreases after the engine 2 is started because the previously closed thermostat 6 is opened and cold cooling water flows into the engine 2. In such a case, a certain amount of time has elapsed. Then, the cooling water is warmed by the engine 2 and the actual water temperature rises again. In this case, when the target idle speed is set in accordance with the actual water temperature, the actual engine speed gradually decreases, then suddenly starts to increase and then decreases again.
特に、本実施形態のように車両後部にエンジン２が配置され、車両前部にラジエータ３が配置される車両１においては、冷却水配管４が長く水量も多い。このため、暖機運転時にサーモスタット６が開いて冷却水が循環しだすと、実水温が短時間で１０〜１５℃程度低下してしまい、これに起因して大幅にアイドル回転数が上昇するため、乗員が違和感を覚える。 In particular, in the vehicle 1 in which the engine 2 is disposed at the rear of the vehicle and the radiator 3 is disposed at the front of the vehicle as in the present embodiment, the cooling water pipe 4 is long and the amount of water is large. For this reason, when the thermostat 6 is opened during the warm-up operation and the cooling water starts to circulate, the actual water temperature is reduced by about 10 to 15 ° C. in a short time, and the idle rotation speed is significantly increased due to this, The passenger feels uncomfortable.
また、その後は実水温の低下に伴いサーモスタット６が再び閉弁して、実水温が上昇し始め、実水温が暖められると今度は再びサーモスタット６が開いて実水温が低下することになり、実水温の上昇と低下とが繰り返し生じる。このため、目標アイドル回転数も変動してしまい、アイドル回転数の上昇と低下とを繰り返し招くことになる。
そこで、本装置では、実水温が低下していると判定された場合には、これはサーモスタット６が開いて温度の低い冷却水が流入したことに起因する一時的な現象であるので、目標アイドル回転数を上げるのではなく、実水温の低下に対して実水温の変化率を制限するようになっている。具体的には実水温が低下すると、図２に示すように、予め所定の温度低下勾配に設定された模擬水温に切り替え、この模擬水温をあらためて水温として目標アイドル回転数設定マップ９に出力するようになっている。また、その後、実水温が上昇して上記模擬水温と一致すると、その後は模擬水温を実水温に切り替えて目標アイドル回転数設定マップ９に出力するようになっている。
After that, the thermostat 6 is closed again with the decrease in the actual water temperature, the actual water temperature starts to rise, and when the actual water temperature is warmed, the thermostat 6 is opened again and the actual water temperature is decreased. The water temperature rises and falls repeatedly. For this reason, the target idling engine speed also fluctuates, and the idling engine speed is repeatedly increased and decreased.
Therefore, in this apparatus, when it is determined that the actual water temperature has decreased, this is a temporary phenomenon caused by the opening of the thermostat 6 and the low temperature cooling water flowing in. Instead of increasing the number of revolutions, the rate of change of the actual water temperature is limited with respect to the decrease in the actual water temperature. Specifically, when the actual water temperature decreases, as shown in FIG. 2, the simulated water temperature is set to a predetermined temperature decrease gradient in advance, and this simulated water temperature is newly output to the target idle speed setting map 9 as the water temperature. It has become. Further, thereafter, when the actual water temperature is consistent with the simulated water temperature rises, then and outputs it to the target idle speed setting map 9 switches the simulated water temperature to the actual temperature.
そして、目標アイドル回転数設定マップ９で目標アイドル回転数が設定されると、エンジンＥＣＵ８からはアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣバルブ）に対して上記目標アイドル回転数に対応した制御信号が出力されるとともに、エンジン回転数センサ１３からの情報に基づいて実エンジン回転数がフィードバックされて、アイドル回転数が制御される。
When the target idle speed is set in the target idle speed setting map 9, the
本発明の一実施形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置は上述のように構成されているので、その作用を説明すると以下のようになる。
冷態始動時には、冷却水温度は低下しており、このためサーモスタット６は閉弁状態となる。また、水温勾配判定部１０では、水温センサ１２からの情報に基づいて、実水温が上昇傾向であるか低下傾向にあるかを判定する。この場合、冷態始動直後であるため、水温勾配判定部１０では水温が一定又は上昇傾向と判定することになる。
Since the idling engine speed control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is configured as described above, its operation will be described as follows.
At the time of cold start, the temperature of the cooling water is lowered, and therefore the thermostat 6 is closed. In addition, the water temperature gradient determination unit 10 determines whether the actual water temperature tends to increase or decrease based on the information from the water temperature sensor 12. In this case, since it is immediately after the cold start, the water temperature gradient determination unit 10 determines that the water temperature is constant or has a rising tendency.
そして、水温が一定又は上昇傾向であれば、パラメータ切り替え部１１では、温度センサ１２で得られた実水温をそのまま水温情報ＷＴとして出力し、目標アイドル回転数設定マップ９では、実水温を水温情報として用いて目標アイドル回転数を設定する。また、目標アイドル回転数が設定されると、この目標アイドル回転数に応じた制御信号がＩＳＣバルブ７に出力されて、ＩＳＣバルブ７の作動が制御される。そして、エンジン回転数センサ１３から得られる実際のエンジン回転数情報に基づき、アイドル回転数がフィードバック制御される。 If the water temperature is constant or rising, the parameter switching unit 11 outputs the actual water temperature obtained by the temperature sensor 12 as it is as the water temperature information WT, and the target idle speed setting map 9 displays the actual water temperature as the water temperature information. Is used to set the target idle speed. When the target idle speed is set, a control signal corresponding to the target idle speed is output to the ISC valve 7 to control the operation of the ISC valve 7. Based on the actual engine speed information obtained from the engine speed sensor 13, the idle speed is feedback-controlled.
一方、水温が上昇してサーモスタット６が開くと、配管４内に貯留されていた冷たい冷却水がエンジン２内に急激に流入する。このため、エンジン２内の冷却水温度は一時的に大きく低下することになる。このような実水温の低下が水温勾配判定部１０により判定されると、パラメータ切り替え部１１では、目標アイドル回転数設定マップ９で用いる水温を実水温から模擬水温に切り替える（図２のｔ１参照）。 On the other hand, when the water temperature rises and the thermostat 6 is opened, the cold cooling water stored in the pipe 4 rapidly flows into the engine 2. For this reason, the cooling water temperature in the engine 2 temporarily decreases greatly. When the decrease in the actual water temperature is determined by the water temperature gradient determination unit 10, the parameter switching unit 11 switches the water temperature used in the target idle speed setting map 9 from the actual water temperature to the simulated water temperature (see t1 in FIG. 2). .
この模擬水温は、実水温が低下傾向になったと判定された時点の実水温を初期値として、所定勾配（例えば数十秒で１℃）で水温が低下するように設定されおり、このため、実水温の低下に対して目標アイドル回転数設定マップ９で用いる水温（模擬水温）の変化率が制限されて、目標アイドル回転数の上昇が抑制される。
そして、このような温度低下によりサーモスタット６が再び閉じて、水温が上昇傾向に転じることになるが、水温が上昇傾向となっても実水温が模擬水温と一致するまでは模擬水温を維持し、実水温＝模擬水温となると、目標アイドル回転数設定マップ９で用いる水温を模擬水温から実水温に切り替える（ｔ＝ｔ２）。そして、これ以降は、実水温の低下が判定される（ｔ＝ｔ３）まで実水温に基づいて目標アイドル回転数を設定するとともに、このような実水温と模擬水温との切り替えを繰り返し実行する。
This simulated water temperature is set so that the water temperature decreases at a predetermined gradient (for example, 1 ° C. in several tens of seconds), with the actual water temperature at the time when it is determined that the actual water temperature tends to decrease as an initial value. The rate of change in the water temperature ( simulated water temperature) used in the target idle speed setting map 9 is limited with respect to the decrease in the actual water temperature, and the increase in the target idle speed is suppressed.
Then, the thermostat 6 is closed again due to such a temperature drop, and the water temperature starts to rise, but even if the water temperature tends to rise, the simulated water temperature is maintained until the actual water temperature matches the simulated water temperature, When the actual water temperature = simulated water temperature, the water temperature used in the target idle speed setting map 9 is switched from the simulated water temperature to the actual water temperature (t = t2). After that, the target idle speed is set based on the actual water temperature until a decrease in the actual water temperature is determined (t = t3), and the switching between the actual water temperature and the simulated water temperature is repeatedly executed.
したがって、本発明の内燃機関のアイドル回転数制御装置によれば、冷却水温度が変動してもアイドル回転数変動を抑制でき、乗員が違和感を覚えるような事態を回避することができる。すなわち、上述したような車両１では、冷却水配管４が長くなるため冷却水温度が上昇した後で水温が低下する現象が発生しやすく、このような現象が発生すると、水温の上昇に伴い一旦低下したアイドル回転数が急上昇して乗員に違和感を与えてしまことがあるが、本発明のように水温の低下に対して水温の変化率を制限してアイドル回転数調整手段の作動を制御するので、乗員に違和感を与えることなくアイドル回転数を低下させて燃費の向上を図ることができるという特有の利点がある。また、本装置では新たにセンサ等を追加することなく制御ロジックを追加するだけでよいのでコスト増や重量増を招くこともないという利点がある。 Therefore, according to the idling engine speed control device for an internal combustion engine of the present invention, the idling engine speed fluctuation can be suppressed even when the coolant temperature fluctuates, and a situation in which the passenger feels uncomfortable can be avoided. That is, in the vehicle 1 as described above, since the cooling water pipe 4 becomes long, a phenomenon that the water temperature decreases after the cooling water temperature rises easily occurs. When such a phenomenon occurs, once the water temperature increases, Although the reduced idle speed may suddenly increase and give the passenger a sense of incongruity, the rate of change in the water temperature is limited to control the operation of the idle speed adjusting means with respect to the decrease in the water temperature as in the present invention. Therefore, there is a specific advantage that the idle speed can be reduced and the fuel consumption can be improved without giving the passenger a sense of incongruity. In addition, this apparatus has an advantage that it does not cause an increase in cost or weight because it is only necessary to add a control logic without adding a new sensor or the like.
なお、上記の挙動は、ラジエータとエンジンとの間の冷却水の流通を制御するサーモスタットの開閉に起因する水温変化を例に説明したが、エンジンルームから離れて配置されるヒータコアへの冷却水の流通の変化に起因する水温変化にも対応できるものである。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上述では、実水温の低下に対してのみ水温の変化率を制限しているが、これに加えて、実水温の上昇時に水温の変化率を制限するようにしてもよい。つまり、従来の技術（例えば図３参照）と同様に、水温上昇時には、油温の温度特性を考慮して油温を模擬した模擬水温に切り替えるように構成しても良い。
Although the above behavior has been described by taking as an example the change in the water temperature caused by opening and closing of the thermostat that controls the flow of the cooling water between the radiator and the engine, the cooling water to the heater core arranged away from the engine room It can cope with changes in water temperature caused by changes in distribution.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above description, the change rate of the water temperature is limited only with respect to the decrease in the actual water temperature, but in addition to this, the change rate of the water temperature may be limited when the actual water temperature increases. That is, similarly to the conventional technique (see, for example, FIG. 3), when the water temperature rises, the temperature may be switched to a simulated water temperature that simulates the oil temperature in consideration of the temperature characteristics of the oil temperature.
また、上述ではアイドル回転数調整手段として、ＩＳＣバルブ７を適用した場合について説明したが、アイドル回転数調整手段はこれに限定されるものではなく、エンジンのアイドル回転数を変更できるものであれば他の手段であっても良い。例えば燃料噴射量を変更することでアイドル回転数を調整するようにしてもよく、この場合はアイドル回転数調整手段としてインジェクタが適用される。 In the above description, the ISC valve 7 is applied as the idle speed adjusting means. However, the idle speed adjusting means is not limited to this, and any engine speed can be changed. Other means may be used. For example, the idling engine speed may be adjusted by changing the fuel injection amount. In this case, an injector is applied as an idling engine speed adjusting means.
また、内燃機関および熱交換器の車載位置も、上述の実施形態に限定されるものではなく、熱交換器がエンジンルームから離れて配置されていれば、冷却水配管が長くなるので、本発明が有効である。 Further, the in-vehicle positions of the internal combustion engine and the heat exchanger are not limited to the above-described embodiments, and if the heat exchanger is arranged away from the engine room, the cooling water pipe becomes long. Is effective.
１ 車両
２ 内燃機関（エンジン）
３ 熱交換器（ラジエータ）
４ 配管
５ 熱交換器（ヒータコア）
６ サーモスタット
７ アイドル回転数調整手段（ＩＳＣバルブ）
８ 制御手段（エンジンＥＣＵ，コントローラ）
９ 目標アイドル回転数設定マップ（アイドル回転数設定手段）
１０ 水温勾配判定部（水温勾配判定手段）
１１ パラメータ切り替え部（パラメータ切り替え手段）
１２ 水温センサ
１３ エンジン回転数センサ
1 Vehicle 2 Internal Combustion Engine (Engine)
3 Heat exchanger (radiator)
4 Piping 5 Heat exchanger (heater core)
6 Thermostat 7 Idle rotation speed adjustment means (ISC valve)
8 Control means (engine ECU, controller)
9 Target idle speed setting map (idle speed setting means)
10 Water temperature gradient determination unit (water temperature gradient determination means)
11 Parameter switching unit (parameter switching means)
12 Water temperature sensor 13 Engine speed sensor
Claims (2)
上記内燃機関に配管接続されるとともに上記エンジンルームから離れた位置に配置されて上記内燃機関の冷却水を冷却する熱交換器と、
上記内燃機関のアイドル回転数を調整するアイドル回転数調整手段と、
上記内燃機関に付設され、上記冷却水の温度を検出する水温センサと、
上記水温センサにより検出された上記冷却水の実際の水温である実水温に応じて上記アイドル回転数調整手段の作動を制御する制御手段とをそなえ、
上記制御手段には、上記実水温の温度勾配を判定する水温勾配判定手段と、
上記実水温に基づく水温に応じて目標アイドル回転数を設定する目標アイドル回転数設定手段と、
上記目標アイドル回転数設定手段に適用される上記水温を、上記実水温と、上記実水温を模擬した水温であって上記実水温よりも緩やかな温度低下勾配となるよう予め設定された模擬水温との間で切り替えるパラメータ切り替え手段とがそなえられ、
上記パラメータ切り替え手段は、上記目標アイドル回転数設定手段に適用される上記水温の低下方向への変化率を制限すべく、上記水温勾配判定手段により上記実水温が低下傾向にあると判定されると、上記実水温から上記模擬水温に切り替え、その後、上記実水温が上昇し上記模擬水温と一致すると上記模擬水温から上記実水温に切り替えて上記アイドル回転数調整手段の作動を制御する
ことを特徴とする、内燃機関のアイドル回転数制御装置。 A water-cooled internal combustion engine disposed in the engine room of the vehicle;
A heat exchanger that is piped to the internal combustion engine and disposed at a position away from the engine room to cool the cooling water of the internal combustion engine;
Idle speed adjusting means for adjusting the idle speed of the internal combustion engine;
A water temperature sensor attached to the internal combustion engine for detecting the temperature of the cooling water;
Control means for controlling the operation of the idle speed adjusting means according to the actual water temperature that is the actual water temperature of the cooling water detected by the water temperature sensor;
The control means includes a water temperature gradient determining means for determining a temperature gradient of the actual water temperature,
Target idle speed setting means for setting the target idle speed in accordance with the water temperature based on the actual water temperature;
The water temperature applied to the target idle speed setting means is the actual water temperature, a simulated water temperature that is a temperature that simulates the actual water temperature, and is set in advance so as to have a gentler temperature decrease gradient than the actual water temperature. Parameter switching means to switch between
When the parameter switching means determines that the actual water temperature tends to decrease, the water temperature gradient determining means limits the rate of change of the water temperature in the decreasing direction applied to the target idle speed setting means. , switch to the simulated water temperature from the actual water temperature, then, said the When the actual water temperature is consistent with the increased the simulated water temperature switch to the actual water temperature from the simulated water temperature to control the operation of the idle speed adjusting means An idling speed control device for an internal combustion engine.
ことを特徴とする、請求項１記載の内燃機関のアイドル回転数制御装置。 The target idle speed setting means sets the target idle speed to the first target speed when the water temperature applied to the target idle speed setting means is lower than a predetermined temperature on the low temperature side, and the water temperature is The target idle speed is set to a second target speed lower than the first target speed above a predetermined temperature on the high temperature side that is higher than the predetermined temperature on the low temperature side, and the water temperature is equal to or higher than the predetermined temperature on the low temperature side. 2. The idle speed of an internal combustion engine according to claim 1, wherein the engine speed is set to a linearly interpolated speed between the first target speed and the second target speed when the temperature is lower than a predetermined temperature on the high temperature side. Number control device.
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