(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイドル時にエンジン回転数を所定のアイドル目標回転数に収束させる内燃機関の制御装置であって、
エンジン回転数の実測値とアイドル目標回転数との偏差、及び、エンジン回転数の実測値と当該実測値の移動平均値との差分を演算し、
前記偏差及び前記差分と点火時期の補正量との関係を規定する第一の点火時期マップに基づいて点火時期を補正するとともに、
エンジン回転数のハンチングの発生を予見させる所定の事象を検知した場合には、前記偏差及び前記差分と点火時期の補正量との関係を規定しかつ前記第一の点火時期マップに比べて補正量が大きく設定された第二の点火時期マップに基づいて点火時期を補正する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記第一の点火時期マップ及び前記第二の点火時期マップはそれぞれ、エンジン回転数の実測値から当該実測値の移動平均値を減算した差分が正でその絶対値が大きいほど点火時期の進角補正量を増し、前記差分が負でその絶対値が大きいほど点火時期の遅角補正量を増すものである請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アイドル時にエンジン回転数を所定のアイドル目標回転数に収束させる内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載される内燃機関のアイドル時において、実測エンジン回転数がアイドル目標回転数を上回っている場合には点火時期を遅角補正し、逆に下回っている場合には点火時期を進角補正するアイドリング制御手法が公知である（例えば、下記特許文献を参照）。
【０００３】
エンジン回転数のハンチングが発生したときにこれを速やかに収束させるためには、点火時期の進角／遅角補正量（換言すれば、フィードバックゲイン）を大きく設定する方がよい。しかし、点火時期の進角／遅角補正量を大きくすることは、燃費面では不利を招くきらいがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６４−０２４１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、アイドル時のエンジン回転数のハンチングを抑制しつつ燃費の向上を図ることを所期の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、エンジン回転数の実測値とアイドル目標回転数との偏差、及び、エンジン回転数の実測値と当該実測値の移動平均値との差分を演算し、前記偏差及び前記差分と点火時期の補正量との関係を規定する第一の点火時期マップに基づいて点火時期を補正するとともに、エンジン回転数のハンチングの発生を予見させる所定の事象を検知した場合には、前記偏差及び前記差分と点火時期の補正量との関係を規定しかつ前記第一の点火時期マップに比べて補正量が大きく設定された第二の点火時期マップに基づいて点火時期を補正することを特徴とする内燃機関の制御装置を構成した。
【０００７】
ここで、エンジン回転数のハンチングの発生を予見させる所定の事象としては、例えば、反復的に検出している回転速度の瞬時値が閾値以上に大きく増減した場合や、偏差の絶対値が所定以上となった場合、エアコンや照明等の電気負荷のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられた場合、変速機がシフトチェンジした場合、暖機が完了した（即ち、暖機のための燃料噴射量の増量補正を打ち切る）場合等を挙げることができる。
【０００８】
前記第一の点火時期マップ及び前記第二の点火時期マップはそれぞれ、エンジン回転数の実測値から当該実測値の移動平均値を減算した差分が正でその絶対値が大きいほど点火時期の進角補正量を増し、前記差分が負でその絶対値が大きいほど点火時期の遅角補正量を増すものとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アイドル時のエンジン回転数のハンチングを抑制しつつ燃費の向上を図り得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関の構成を示す図。
【図２】アイドル中のエンジン回転数、その移動平均、エンジン回転数と目標との偏差、エンジン回転数と移動平均との差分の時系列を例示する図。
【図３】同実施形態の制御装置が記憶保持している第一の点火時期マップを例示する図。
【図４】同実施形態の制御装置が記憶保持している第一の点火時期マップを例示する図。
【図５】同実施形態の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に一気筒の構成を概略的に示した火花点火式内燃機関０は、例えば自動車に搭載されるものである。内燃機関０の吸気系１には、アクセルペダルの踏込量に応じて開閉するスロットルバルブ１１を設けており、スロットルバルブ１１の下流にはサージタンク１３を一体に有する吸気マニホルド１２を取り付けている。サージタンク１３には、吸気管内圧力（または、吸気負圧）を検出する圧力センサ７１を配している。
【００１２】
排気系５には、排気マニホルド５１を取り付け、排出ガス浄化用の三元触媒５２を装着している。そして、触媒５２の上流にフロントＯ2センサ５３を、下流にリアＯ2センサ５４を、それぞれ配している。Ｏ2センサ５３、５４は、排出ガスに接触して反応することにより、排出ガス中の酸素濃度に応じた電圧信号を出力する。
【００１３】
吸気系１と排気系５との間には、ＥＧＲ装置６を介設する。ＥＧＲ装置６は、始端が排気マニホルド５１に連通し終端がサージタンク１３に連通する外部ＥＧＲ通路６１と、ＥＧＲ通路６１上に設けた外部ＥＧＲバルブ６２とを要素としてなる。ＥＧＲバルブ６２を開放すれば、排出ガスを排気系５から吸気系１へと還流して吸気に混合する外部ＥＧＲを実現できる。
【００１４】
気筒２上部に形成される燃焼室の天井部（シリンダヘッド）には、吸気バルブ２１、排気バルブ２２、インジェクタ３及び点火プラグ２３を設ける。
【００１５】
内燃機関０の運転制御を司る電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）４は、中央演算装置４１、記憶装置４２、入力インタフェース４３、出力インタフェース４４等を有するマイクロコンピュータシステムである。
【００１６】
入力インタフェース４３には、吸気管内圧力を検出する圧力センサ７１から出力される吸気圧信号ａ、エンジン回転数を検出する回転数センサ７２から出力される回転数信号ｂ、車速を検出する車速センサ７３から出力される車速信号ｃ、スロットルバルブ１１の開度（または、アクセルペダルの踏込量）を検出するスロットルポジションセンサ７４から出力されるスロットル開度信号ｄ、シフトポジションスイッチ７５から出力されるシフトポジション信号ｅ、冷却水の温度を検出する水温センサ７６から出力される水温信号ｆ、吸気カムシャフト９１の端部にあるタイミングセンサ９３から出力されるクランク角度信号及び気筒判別用信号ｇ、排気カムシャフト９２の端部にあるタイミングセンサ９４から２４０°ＣＡ（クランク角度）回転毎に出力される排気カム信号ｈ、フロントＯ2センサ５３から出力される上流側空燃比信号ｉ、リアＯ2センサ５４から出力される下流側空燃比信号ｊ、エアコンや照明その他の電気負荷のＯＮ／ＯＦＦの切り替えを行うスイッチ７７から出力されるＯＮ／ＯＦＦ信号ｋ等が出力される。エンジン回転数センサ７２は、クランクシャフトとともに回転する円板の外周に１０°ＣＡ毎に間欠的に形成した歯の通過を感知することでクランクシャフトの回転速度を知得するものである。
【００１７】
出力インタフェース４４からは、インジェクタ３に対して燃料噴射信号ｎ、点火プラグ８に対して点火信号ｍ、ＥＧＲバルブ６２に対してＥＧＲバルブ開度信号ｏ等を出力する。
【００１８】
中央演算装置４１は、記憶装置４２に予め格納されているプログラムを解釈、実行して、内燃機関０の燃料噴射量や点火時期、気筒２に充填される吸気のＥＧＲ率（ＥＧＲガスの還流量）等の制御を遂行する。
【００１９】
内燃機関０の運転制御において、ＥＣＵ４は、内燃機関０の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋを入力インタフェース４３を介して取得し、さらに現状の吸気量及び当該吸気のＥＧＲ率を推定して、それらに基づいて制御入力である燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、ＥＧＲバルブ６２の開度（ＥＧＲステップ数）等を演算する。そして、演算した制御入力に対応した制御信号ｍ、ｎ、ｏを、出力インタフェース４４を介して印加する。上記制御入力の算定手法は、既知の内燃機関０の運転制御と同様とすることができるので、ここでは説明を割愛する。
【００２０】
しかして、本実施形態における制御装置たるＥＣＵ４は、アイドル時、エンジン回転数を所定のアイドル目標回転数に収束させる制御を実施する。
【００２１】
本実施形態では、アイドル回転の制御に際し、偏差ｄｎｅｎｅｓ及び差分ｄｎｅｎｅａｖの２つの指標を参照する。偏差ｄｎｅｎｅｓは、回転数センサ７２を介して検出したエンジン回転数の実測値ｎｅから、アイドル目標回転数ｎｅｓｅｔを減算したものである。差分ｄｎｅｎｅａｖは、エンジン回転数の実測値ｎｅから、当該エンジン回転数をなまし処理した値ｎｅａｖを減算したものである。ｎｅａｖは、例えば、過去複数回の演算機会のそれぞれにおいて検出した実測値ｎｅ（の時系列）の移動平均値とする。本実施形態では、過去３２回分の実測値ｎｅを足し合わせて３２で割ることによりｎｅａｖを算出する。図２に、ｎｅ、ｎｅａｖ、ｄｎｅｎｅｓ及びｄｎｅｎｅａｖの時系列を例示している。
【００２２】
ＥＣＵ４の記憶装置４２には予め、偏差ｄｎｅｎｅｓ及び差分ｄｎｅｎｅａｖと、点火時期の補正量との関係を規定した点火時期マップが記憶されている。図３及び図４に、点火時期マップを例示する。点火時期マップは、偏差ｄｎｅｎｅｓ及び差分ｄｎｅｎｅａｖの２つの指標をキーとして検索される二次元マップである。マップ中の数値は、点火時期の進角／遅角補正量（°ＣＡ）を表し、正値は進角補正、負値は遅角補正を意味する。傾向としては、偏差ｄｎｅｎｅｓが正でその絶対値が大きいほど点火時期を遅角し、逆に偏差ｄｎｅｎｅｓが負でその絶対値が大きいほど点火時期を進角する。さらに、差分ｄｎｅｎｅａｖが正でその絶対値が大きいほど点火時期を遅角し、逆に差分ｄｎｅｎｅａｖが負でその絶対値が大きいほど点火時期を進角する。
【００２３】
図３は、第一の点火時期マップである。これに対し、図４は第二の点火時期マップであり、同じ偏差ｄｎｅｎｅｓ、同じ差分ｄｎｅｎｅａｖに対する点火時期の進角／遅角補正量が第一の点火時期マップよりも大きい。換言すれば、偏差ｄｎｅｎｅｓ及び差分ｄｎｅｎｅａｖに対するゲインをより大きく設定してある。ＥＣＵ４は、アイドル時、何れかの点火時期マップを選択的に参照して点火時期を補正、エンジン回転数ｎｅをアイドル目標回転数ｎｅｓｅｔに制御する。
【００２４】
図５に、アイドル回転の制御に際してＥＣＵ４が実行する処理の手順を示す。ＥＣＵ４は、偏差ｄｅｎｅｎｅｓ（＝ｎｅ−ｎｅｓｅｔ）及び差分ｄｎｅｎｅａｖ（＝ｎｅ−ｎｅａｖ）を演算し（ステップＳ１、Ｓ２）、それらｄｅｎｅｎｅｓ及びｄｎｅｎｅａｖをキーとして第一の点火時期マップを検索することで点火時期の補正量を知得する（ステップＳ５）。そして、当該補正量を加味した点火時期で以て気筒２内の混合気に点火（ステップＳ６）、これを燃焼させる。
【００２５】
但し、エンジン回転数のハンチングの発生を予見させる所定の事象を検知した暁には（ステップＳ３）、第一の点火時期マップではなく第二の点火時期マップを検索して点火時期の補正量を知得し（ステップＳ４）。当該補正量を加味した点火時期で以て気筒２内の混合気に点火する（ステップＳ６）。
【００２６】
ステップＳ３における所定の事象の典型は、回転数センサ７２を介して反復的に検出している回転速度の瞬時値が閾値以上に大きく増減した場合である。より具体的には、クランクシャフトが所定クランク角度（例えば、３０°ＣＡ）回転するのに要した時間を所定クランク角度（３０°ＣＡ）毎に計測し、過去複数回（例えば、８回＝２４０°ＣＡ）分の計測時間の合算値を所定クランク角度（３０°ＣＡ）毎に算出した上、今回の合算値が前回（３０°ＣＡ前）の合算値から閾値以上に増大または減少した場合に、第二の点火時期マップを用いた点火時期制御に移行する。
【００２７】
尤も、これ以外に、偏差ｄｎｅｎｅｓの絶対値が所定以上となった場合、エアコンや照明等の電気負荷のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられた場合、変速機がシフトチェンジした場合、冷却水温が所定以上となり暖機が完了した場合等に、第二の点火時期マップを用いた点火時期制御に移行することとしてもよい。
【００２８】
ＥＣＵ４は、上記ステップＳ１ないしＳ６を反復的に実行する。
【００２９】
本実施形態では、エンジン回転数の実測値ｎｅとアイドル目標回転数ｎｅｓｅｔとの偏差ｄｎｅｎｅｓ、及び、エンジン回転数の実測値ｎｅと当該実測値の移動平均値ｎｅａｖとの差分ｄｎｅｎｅａｖを演算し、前記偏差ｄｎｅｎｅｓ及び前記差分ｄｎｅｎｅａｖと点火時期の補正量との関係を規定する第一の点火時期マップに基づいて点火時期を補正するとともに、エンジン回転数のハンチングの発生を予見させる所定の事象を検知した場合には、前記偏差ｄｎｅｎｅｓ及び前記差分ｄｎｅｎｅａｖと点火時期の補正量との関係を規定しかつ前記第一の点火時期マップに比べて補正量が大きく設定された第二の点火時期マップに基づいて点火時期を補正する制御装置４を構成した。
【００３０】
本実施形態によれば、偏差ｄｎｅｎｅｓのみならず差分ｄｎｅｎｅａｖをも参酌して点火時期の補正量を決定することから、アイドル中のエンジン回転数の変動を小さくすることができる。そして、エンジン回転数が比較的安定している間は燃費に有利な第一の点火時期マップを用いたアイドル制御を行い、エンジン回転数の急変時にはハンチングの抑圧に有利な第二の点火時期マップを用いるため、アイドル中のエンジン回転数のハンチングを抑制しながら燃費の向上を図ることが可能となる。
【００３１】
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。各部の具体的構成や具体的な処理の手順は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、車両等に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
０…内燃機関
４…制御装置（ＥＣＵ）
【図１】
0005610979.tif 000002
【図２】
0005610979.tif 000003
【図３】
0005610979.tif 000004
【図４】
0005610979.tif 000005
【図５】
0005610979.tif 000006