(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの冷却水温が低温から高温へ遷移する過渡状態時において、冷却水温が予め設定された第１設定水温を越えると上記第１設定水温を保持し、冷却水温が上記第１の設定水温よりも高い第２設定水温を越えると、所定の変化率に従い上記冷却水温に収束するように設定された模擬冷却水温を設定し、この模擬冷却水温に基づいてアイドル時のエンジン回転数を制御するようにしたことを特徴とするアイドル回転数制御方法。
【請求項２】
エンジンへの空気供給路に設けられたバイパス通路の流通空気量を制御する吸入空気量制御弁を備え、エンジンの冷却水温に応じてエンジンの目標回転数を設定し、この目標回転数とエンジン回転数との偏差に基づき上記吸入空気量制御弁を制御するアイドル回転数制御装置において、冷却水温が低温から高温へ遷移する過渡状態時に、冷却水温が第１設定水温を越えると上記第１設定水温を保持し、冷却水温が上記第１設定水温より高く設定された第２設定水温を越えると所定変化率に従い上記冷却水温へ収束するような動作をする模擬冷却水温を生成する模擬水温設定手段を設け、この模擬冷却水温に基づいて上記目標回転数を決定するようにしたことを特徴とするアイドル回転数制御装置。
【請求項３】
エンジンの運転状態に応じて上記目標回転数を設定するようにしたことを特徴とする請求項２記載のアイドル回転数制御装置。
【請求項４】
上記模擬冷却水温に基づいて、バイパス通路を流れるバイパス空気量の算出ベースとなる基本バイパス空気量を算出するようにしたことを特徴とする請求項２記載のアイドル回転数制御装置。
【請求項５】
エンジンの運転状態に応じて基本バイパス空気量を設定するようにしたことを特徴とする請求項３記載のアイドル回転数制御装置。
【請求項６】
上記模擬冷却水温に基づいて、基本バイパス空気量の補正値を算出するようにしたことを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれかに記載のアイドル回転数制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの冷却水温に応じてエンジンのアイドル回転数を制御する方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエンジンの回転数制御装置は、例えば、特公昭６１−５３５４４号公報に開示されているように、エンジンの冷却水温に応じて設定された目標回転数とエンジンの実回転数との偏差に基づき吸入空気量を制御することにより、エンジン冷態時から温態時への過渡変化時におけるアイドル回転数の安定化を図っている。このとき、エンジンの冷却水温を測定する水温センサからの冷却水温信号は、マイクロコンピュータの入力ポートでＡ／Ｄ変換されて、アイドル回転数の制御量を演算するＣＰＵへと伝達される。すなわち、上記目標回転数を選択するために参照する冷却水温値としては、上記水温センサからの入力電圧をＡ／Ｄ変換したデジタル値が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、水温センサの特性上、高温域では上記Ａ／Ｄ変換値の変化に対する実際の水温変化が大きくなっており、このため暖機完了判定水温近辺においては水温センサ出力の最小分解能単位での変化でも冷却水温のＡ／Ｄ変換値（アイドル目標回転数を選択するために参照する冷却水温値）が敏感に反応してしまう場合がある。したがって、従来のアイドル回転数制御方法では、暖機完了直前時の水温センサ出力に微少な変化があった場合でも冷却水温値が大きく変動し、その結果、冷却水温値により決定される目標回転数やバイパス空気量も変動してしまい、暖機完了直前のエンジン回転数が安定しないという問題点があった。また、暖機完了時の冷却水温に近づくほど実際の冷却水温の上昇速度は緩やかになるため、冷却水温値が１ビット変化するかしないかといった微妙な状態が継続しやすく、そのため水温センサ出力の微少変動が長く発生しやすかった。更に、暖機完了直前から暖機完了に至る領域では、冷却水温に対して設定される目標回転数やバイパス空気量の上記冷却水温に対する勾配が比較的大きくなっているため、上記冷却水温値が変動すると上記目標回転数やバイパス空気量の設定値が大きく変動し、暖機完了直前のエンジン回転数が安定せずにハンチングを起こす場合があった。
【０００４】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、暖機時のエンジンの冷却水温が低温から高温へ遷移する過渡状態時において、水温センサ出力の電圧変化に対する冷却水温値の変化が大きい場合でも、暖機完了前のエンジン回転数を安定化することのできるアイドル回転数制御方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のアイドル回転数制御方法は、エンジンの冷却水温が低温から高温へ遷移する過渡状態時において、冷却水温が予め設定された第１設定水温を越えると上記第１設定水温を保持し、冷却水温が上記第１の設定水温よりも高い第２設定水温を越えると、所定の変化率に従い上記冷却水温に収束するように設定された模擬冷却水温を設定し、この模擬冷却水温に基づいてアイドル時のエンジン回転数を制御するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２に記載のアイドル回転数制御装置は、冷却水温が低温から高温へ遷移する過渡状態時に、冷却水温が第１設定水温を越えると上記第１設定水温を保持し、冷却水温が上記第１設定水温より高く設定された第２設定水温を越えると、所定変化率に従い上記冷却水温へ収束するような動作をする模擬冷却水温を生成する模擬水温設定手段を設け、この模擬冷却水温に基づいてエンジンのアイドル回転数の目標値を決定するようにしたものである。
【０００８】
本発明の請求項３に記載のアイドル回転数制御装置は、エンジンの運転状態に応じて上記目標回転数を設定するようにしたものである。
【０００９】
本発明の請求項４に記載のアイドル回転数制御装置は、上記模擬冷却水温に基づいて、バイパス通路を流れるバイパス空気量の算出ベースとなる基本バイパス空気量を算出するようにしたものである。
【００１０】
本発明の請求項５に記載のアイドル回転数制御装置は、エンジンの運転状態に応じて基本バイパス空気量を設定するようにしたものである。
【００１１】
本発明の請求項６に記載のアイドル回転数制御装置は、上記模擬冷却水温に基づいて、基本バイパス空気量の補正値を算出するようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の一実施の形態に係るエンジン用燃料噴射量制御装置の構成を示す図である。同図において、１は例えば自動車等に搭載されたエンジンであり、エンジン１へ供給される燃料用空気は、エアクリーナ２から吸入空気量を調整するスロットルバルブ３を備えた吸気管４を通り、サージタンク５を介して吸入される。但し、アイドル時には上記スロットルバルブ３が閉じられており、エンジン１への空気の供給は、上記吸気管４に設けられたバイパス通路６を介して行われる。上記バイパス通路６の開度は、ソレノイドバルブ７により調整され、その開度に応じた量の燃焼用空気がエンジン１に供給される。一方、燃料は、燃料タンク８から燃料ポンプ９によって送給され、燃圧レギュレータ１０によって所定の噴射燃圧に調整された後、エンジン１の各気筒に対応して設けられたインジェクタ１１を介して噴射により供給される。点火時の点火信号は、点火駆動回路１２，点火コイル１３及び配電器１４を順次介してエンジン１の各気筒に開設された図示しない点火プラグに順次供給される。燃焼後の排ガスは、排気マニホールド１５等を介して大気中に放出される。
また、１６はエンジン１のクランク軸の回転速度を検出するクランク角センサであり、回転速度に応じた周波数パルス信号、例えば、ＢＴＤＣ７５°で立ち上がりＢＴＤＣ５°で立ち下がるパルス信号から成るクランク角信号を出力する。１７はエンジン１の冷却水温を検出する水温センサ、１８は圧力センサであり、上記サージタンク５に設置され、吸気管内の圧力を絶対圧で検出し、その吸気管圧力に応じた大きさの圧力検出信号を出力する。１９はサージタンク５に設置され、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ、２０は排気マニホールド１５に設置され、排ガスの酸素濃度を検出する空燃比センサ、２１はアイドル時にスロットルバルブ３が閉じられたことを検出するアイドルスイッチである。上記各センサ１６〜２０及びアイドルスイッチ２１の各検出信号は電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）２２に供給される。ＥＣＵ２２は、上記各検出信号に基づき運転状態に応じた燃料噴射量を決定し、インジェクタ１１の開弁時間を制御することにより燃料噴射量を調整するとともに、点火駆動回路１２の駆動制御を行う。
【００１３】
図２はＥＣＵ２２の詳細な構成を示す図で、ＥＣＵ２２は、各種演算や判定を行うマイクロコンピュータ２３と、圧力センサ１８からの圧力検出信号のリップルを低減させるアナログフィルタ回路２４と、吸気温センサ１９，水温センサ１７及び空燃比センサ２０のアナログ検出信号やアナログフィルタ回路２４の出力信号を逐次デジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器２５と、インジェクタ１１を駆動する駆動回路２６とを備えている。なお、同図では、上記ＥＣＵ２２の出力部としては、燃料制御部に対する出力部のみを示した。
マイクロコンピュータ２３の図示しない入力ポートは、クランク角センサ１６，アイドルスイッチ２１及びＡ／Ｄ変換器２５の出力端子に接続され、図示しない出力ポー卜は参照信号を送出するためにＡ／Ｄ変換器２５に接続されるとともに駆動回路２６の入力端子に接続されている。また、マイクロコンピュータ２３は、各種の演算や判定を行うＣＰＵ２３Ａと、後述する模擬水温の設定やアイドル回転数の制御を行うためのフロー等をプログラムで格納しているＲＯＭ２３Ｂと、ワークメモリとしてのＲＡＭ２３Ｃ及びインジェクタ１１の開弁時間をプリセットするタイマ２３Ｄとを備え、模擬冷却水温を生成する模擬水温設定手段及びアイドル回転数の制御手段としての機能を有している。
【００１４】
次に、ＥＣＵ２２内のマイクロコンピュータ２３の行う模擬水温の設定方法及びアイドル回転数の制御方法について説明する。
まず、模擬水温設定ルーチンについて、図３のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ１０１では、図示しないルーチンにより水温センサ１７の検出信号をＡ／Ｄ変換器２５にてＡ／Ｄ変換した後、ＲＡＭ２３Ｃに格納されている冷却水温ＷＴと模擬水温ＷＴｍの保持を開始する第１設定水温である保持開始水温ＷＴｋｓとを比較し、冷却水温ＷＴが上記保持開始水温ＷＴｋｓ以上であればステップＳ１０２へ進み、冷却水温ＷＴが保持開始水温ＷＴｋｓ未満であればステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０２では、冷却水温ＷＴと第２設定水温である暖機完了水温ＷＴｋｅとを比較し、冷却水温ＷＴが暖機完了水温ＷＴｋｅ以上であれば暖機完了と判断してステップＳ１０３へ進み、例えば、所定タイミング毎に所定量を模擬水温ＷＴｍに加算し（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０７へ進む。冷却水温ＷＴが暖機完了水温ＷＴｋｅ未満であれば暖機未完了と判断してステップＳ１０５へ進み、模擬水温ＷＴｍを保持開始水温ＷＴｋｓに保持し、ステップＳ１０７へ進む。一方ステップＳ１０１で冷却水温ＷＴが保持開始水温ＷＴｋｓに達していないと判定された場合はステップＳ１０６で冷却水温ＷＴをそのまま模擬水温ＷＴｍとして設定し、ステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０７では設定された模擬水温ＷＴｍが冷却水温ＷＴ以上であれば模擬水温ＷＴｍが冷却水温に収束完了したと判断し、冷却水温ＷＴをそのまま模擬水温ＷＴｍに設定し、模擬水温設定ルーチンを終了する。
【００１５】
図４は、上記模擬水温設定ルーチンにおける冷却水温ＷＴと模擬水温ＷＴｍとの関係を示したものである。暖機時のエンジン冷却水温が低温から高温へ遷移する過渡状態時において、冷却水温ＷＴが保持開始水温ＷＴｋｓを越えてから暖機完了水温ＷＴｋｅに達するまでの間は、模擬水温ＷＴｍは、上記保持開始水温ＷＴｋｓと等しい一定値を保持し、冷却水温ＷＴが暖機完了水温ＷＴｋｅを越えてからは、所定変化率に従い上昇し、冷却水温ＷＴに収束していく。
【００１６】
次に、アイドル回転数制御ルーチンについて、図５のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ２０１では、例えば図示しない割込ルーチンにて算出されたクランク角センサ１６のパルス周期よりエンジン１の実回転数Ｎｅを算出し、ステップＳ２０２へ進む。ステップＳ２０２では、上記模擬水温設定ルーチン（図３）において設定された模擬水温ＷＴｍや図示しないトルコンスイッチからのトルコン信号から得られるギア状態等のエンジンの運転状態に応じて目標回転数Ｎｔを算出し、ステップＳ２０３へ進む。ステップＳ２０３では、模擬水温ＷＴｍ等のエンジンの運転状態に応じて基本空気量Ｑｂａｓｅを算出し、ステップＳ２０４へ進む。ステップＳ２０４では、アイドルスイッチ２１や図示しない車速センサの入力状態よりアイドル状態か否かを判断し、アイドル状態でなければステップＳ２０７へ進む。アイドル状態であればステップＳ２０５で、所定タイミング（回転数のフィードバック補正のタイミング）か否かを判定し、所定タイミングでなければステップＳ２０７へ進み、所定タイミングであればステップＳ２０６で前述の実回転数Ｎｅ及び目標回転数Ｎｔに応じた回転数フィードバック補足量Ｑｎｆｂを算出し、ステップＳ２０７へ進む。ステップＳ２０７では、例えば、エアコンの投入等による負荷状態等の変化によるエンジンの運転状態の変化に応じた種々の補正空気量Ｑｅｔｃを算出しステップＳ２０８へ進む。ステップＳ２０８では上記ステップＳ２０３で求めた基本空気量Ｑｂａｓｅと上記ステップＳ２０６で求めた回転数フィードバック補正量Ｑｎｆｂと上記ステップＳ２０７で求めた補正空気量Ｑｅｔｃとを加算して制御空気量Ｑｉｓｃを算出し、ステップＳ２０９へ進む。ステップＳ２０９ではステップＳ２０８で算出された制御空気量Ｑｉｓｃより空気制御弁駆動量（例えば、ソレノイドバルブ７の駆動デューティＤ）を計算し、アイドル回転数制御ルーチンを終了する。
【００１７】
また、一定時間経過毎に、図６のタイマ割込ルーチンが起動され、図５で算出された空気制御弁駆動量Ｄに基づきソレノイドバルブ７を駆動し、タイマ割込ルーチンを終了する。
【００１８】
図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、暖機完了直前領域において従来のアイドル回転数制御方法を用いた場合（同図の実線）と、本発明のアイドル回転数制御方法を用いた場合（同図の破線）との制御空気量Ｑｉｓｃ及びエンジン実回転数Ｎｅの変化を比較した図である。従来の制御方法では、冷却水温ＷＴはデジタル値のため、図７（ａ）に示すように、水温センサ出力変化が微少な場合でも大きく変動する。この変動は、図７（ｂ）に示すように、冷却水温ＷＴを用いて算出される制御空気量Ｑｉｓｃに反映されるため、図７（ｃ）に示すように、実回転数Ｎｅの変動が発生する。本発明の模擬水温ＷＴｍを制御空気量Ｑｉｓｃの演算に用いる制御方法では、模擬水温ＷＴｍが一定値であるので、上記制御空気量Ｑｉｓｃも変化せず、したがって、図７（ｃ）に示すように、実回転数Ｎｅの変動を抑えることができる。
【００１９】
なお、上記実施の形態においては、冷却水温ＷＴが保持開始水温ＷＴｋｓを越えてから暖機完了水温ＷＴｋｅに達するまでの間、模擬水温ＷＴｍを上記保持開始水温ＷＴｋｓと等しい一定値を保持するように設定することにより、上記模擬水温ＷＴｍが水温センサの出力の微少変化に追随しないようにしたが、冷却水温ＷＴが保持開始水温ＷＴｋｓを越えてからは、水温センサの出力をＡ／Ｄ変換した冷却水温ＷＴが、予め設定された複数回連続して上昇したときのみ、上昇後の冷却水温ＷＴを新たな模擬水温ＷＴｍに設定し上記模擬水温を保持するようにしても良い。このとき、冷却水温ＷＴが保持開始水温ＷＴｋｓを越えてから暖機完了水温ＷＴｋｅに達するまでの間、模擬水温ＷＴｍは、温度保持部分が徐々に長くなる階段状となる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、エンジンの冷却水温が低温から高温へ遷移する過渡状態時において、冷却水温が予め設定された第１設定水温を越えると上記第１設定水温を保持し、冷却水温が上記第１の設定水温よりも高い第２設定水温を越えると、所定の変化率に従い上記冷却水温に収束するように設定された模擬冷却水温を設定し、この模擬冷却水温に基づいてアイドル時のエンジン回転数を制御するようにしたので、水温センサ出力の微少変動が起きても安定したアイドル回転数制御を容易に行うことができるとともに、冷却水温が第１設定温度を越えてから第２の設定水温に達するまでの間は、冷却水温より低い温度に基づき空気量制御を行うことになるため、暖機完了までの時間を短縮することができる。
【００２２】
請求項２に記載の発明によれば、冷却水温が低温から高温へ遷移する過渡状態時に、冷却水温が第１設定水温を越えると上記第１設定水温を保持し、上記第１設定水温より高く設定された第２設定水温を越えると所定変化率に従い冷却水温へ収束していく動作をする模擬冷却水温を生成する模擬水温設定手段を設け、この模擬冷却水温に基づいて上記目標回転数を決定するようにしたので、水温センサ出力の電圧変化に対する冷却水温値の変化が大きい場合でも、安定したアイドル回転数制御のできるアイドル回転数制御装置を得ることができる。
【００２３】
請求項３に記載の発明によれば、エンジンの運転状態に応じて上記目標回転数を設定するようにしたので、エンジンの運転状態に係わらずアイドル回転数を安定化することができる。
【００２４】
請求項４に記載の発明によれば、上記模擬冷却水温に基づいて、バイパス通路を流れるバイパス空気量の算出ベースとなる基本バイパス空気量を算出するようにしたので、確実にアイドル回転数を安定化することができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、エンジンの運転状態に応じて基本バイパス空気量を設定するようにしたので、エンジンの運転状態に係わらず確実にアイドル回転数を安定化することができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明によれば、上記模擬冷却水温に基づいて、基本バイパス空気量の補正値を算出するようにしたので、アイドル回転数を更に安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるエンジン用燃料噴射制御装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わるのＥＣＵの構成を示す図である。
【図３】模擬水温の設定方法を示すフローチャートである。
【図４】冷却水温と模擬水温との関係を示す図である。
【図５】アイドル回転数の制御方法を示すフローチャートである。
【図６】アイドル回転数の制御方法を示すフローチャートである。
【図７】吸入空気量制御に用いる冷却水温と制御空気量とエンジン実回転数の変化を示す図である。
【符号の説明】
１  エンジン、２  エアクリーナ、３  スロットルバルブ、４  吸気管、５  サージタンク、６  バイパス通路、７  ソレノイドバルブ、８  燃料タンク、９  燃料ポンプ、１０  燃圧レギュレータ、１１  インジェクタ、１２  点火駆動回路、１３  点火コイル、１４  配電器、１５  排気マニホールド、１６  クランク角センサ、１７  水温センサ、１８  圧力センサ、１９  吸気温センサ、２０  空燃比センサ、２１  アイドルスイッチ、２２  ＥＣＵ、２３  マイクロコンピュータ、２４  アナログフィルタ回路、２５  Ａ／Ｄ変換器、２６  駆動回路、２３Ａ  ＣＰＵ、２３Ｂ  ＲＯＭ、２３Ｃ  ＲＡＭ、２３Ｄ  タイマ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003617773.tif 000008