(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
均質燃焼と成層燃焼とを運転条件に応じて切り換える内燃機関のアイドル運転時に、機関回転速度を目標アイドル回転速度に近づけるように吸気系の開口面積をフィードバック制御しつつ、所定の学習条件成立時に均質燃焼に切り換えて安定した上で吸気系の開口面積の目標値に対する補正分を学習するアイドル回転学習手段を備えた内燃機関のアイドル回転学習制御装置において、
エアコンＯＮ，ＯＦＦ時にそれぞれ前記アイドル回転学習を行うと共に、学習条件成立後均質燃焼の要求が出された後にエアコンのＯＮ，ＯＦＦが切り換えられて学習条件が不成立となったときは、均質燃焼の要求を維持したまま前記切り換え後の状態が設定されたディレイ時間を経過するまで継続するのを待って前記アイドル回転学習を行うエアコン条件学習切換手段を設けて構成したことを特徴とする内燃機関のアイドル回転学習制御装置。
【請求項２】
前記均質燃焼の要求が出された後に、エアコンのＯＮ，ＯＦＦ切り換え以外の要因で学習条件が不成立となったときは、成層燃焼の要求に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のアイドル回転学習装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電制スロットルや補助空気制御弁を備えた内燃機関のアイドル回転学習制御装置に関し、詳しくは、学習頻度を高めるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、直噴火花点火式内燃機関が注目されており、このものでは、機関の運転条件に応じて、燃焼方式を切換制御、すなわち、吸気行程にて燃料を噴射することにより、燃焼室内に燃料を拡散させ均質の混合気を形成して行う均質燃焼と、圧縮行程にて燃料を噴射することにより、点火栓回りに集中的に層状の混合気を形成して行う成層燃焼とに切換制御するのが一般的である（特開平４−２４１７５４号公報参照）。
【０００３】
一方、従来から、スロットル弁をモータなどのアクチュエータによって開閉駆動するよう構成する一方、アクセル操作量等に基づいて目標空気量を設定し、該目標空気量が得られる開度にスロットル弁の開度を電子制御するよう構成された電制スロットルシステムが知られている。
また、機関のアイドル運転時に、機関回転速度が目標アイドル回転速度に近づくように機関の吸入空気量をフィードバック制御する一方、所定の学習条件が成立しているときに、前記フィードバック補正による空気量分を、機関のフリクションや燃焼効率のバラツキなどによる開口面積の目標値に対する補正分として学習し、該学習値に基づいてスロットル弁開度ひいては吸入空気量を補正する構成が知られている。
【０００４】
なお、周知のようにアクセルペダルに連動するスロットル弁をバイパスする補助空気通路に補助空気制御弁を設け、該補助空気制御弁の開度を制御することによって同様の学習を行うようにしたものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来前記アイドル回転学習は、エアコンの負荷変動による誤学習を避けるために、エアコンがＯＦＦとなっている場合のみ学習を行っていた。しかし、作動頻度の高いオートエアコンや可変容量エアコンが一般的になってきており、逆にアイドル回転学習の頻度が少なくなって、学習の効果が得られないことが増えている。
【０００６】
特に、前記のように均質燃焼と成層燃焼とを切り換える機関においては、アイドル回転学習は安定性の高い均質燃焼に切り換え、該燃焼状態で安定してから行うようにしており、学習条件が不成立となった場合、燃焼状態を均質燃焼から成層燃焼に戻す上に、学習条件が成立するのに時間が掛かるなど、学習頻度がより減少してしまう結果となっていた。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、エアコンのＯＮ，ＯＦＦ切り換えにより学習条件が不成立となった場合でも、可及的に短い時間で学習可能となり、学習機会を大幅に増大できるようにした内燃機関のアイドル回転学習制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、図１に示すように、
均質燃焼と成層燃焼とを運転条件に応じて切り換える内燃機関のアイドル運転時に、機関回転速度を目標アイドル回転速度に近づけるように吸気系の開口面積をフィードバック制御しつつ、所定の学習条件成立時に均質燃焼に切り換えて安定した上で吸気系の開口面積の目標値に対する補正分を学習するアイドル回転学習手段を備えた内燃機関のアイドル回転学習制御装置において、
エアコンＯＮ，ＯＦＦ時にそれぞれ前記アイドル回転学習を行うと共に、学習条件成立後均質燃焼の要求が出された後にエアコンのＯＮ，ＯＦＦが切り換えられて学習条件が不成立となったときは、均質燃焼の要求を維持したまま前記切り換え後の状態が設定されたディレイ時間を経過するまで継続するのを待って前記アイドル回転学習を行うエアコン条件学習切換手段を設けた構成としたことを特徴とする。
【０００９】
請求項１に係る発明によると、
アイドル時に機関回転速度を目標アイドル回転速度に近づけるように、吸気系の開口面積例えばスロットル開口面積をフィードバック制御しつつ、所定の学習条件が成立するとアイドル回転学習手段により、燃焼を均質燃焼に切り換えて安定した上で吸気系の開口面積の目標値に対する補正分が学習される。
【００１０】
ここで、エアコンのＯＮ，ＯＦＦが切り換えられると、その直後は負荷変動が大きいため、学習条件が不成立となるが、その場合は、燃焼を成層燃焼に切り換えることなく、均質燃焼に維持したままで、該切り換え後の状態が設定されたディレイ時間を経過するのを待って前記アイドル回転学習手段による学習が実行される。
【００１１】
このようにすれば、頻度の高いエアコンのＯＮ，ＯＦＦ切換に対して、燃焼を切り換えることなく、学習を実行することができるため、学習頻度が増大し、短時間で学習を終了させて、高精度な吸入空気量制御を実施することができる。
また、請求項２に係る発明は、
前記均質燃焼の要求が出された後に、エアコンのＯＮ，ＯＦＦ切り換え以外の要因で学習条件が不成立となったときは、成層燃焼の要求に切り換えることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明によると、
エアコンのＯＮ，ＯＦＦ切り換え以外の長期的に学習条件不成立に維持される要因では、燃焼を一旦成層燃焼に切り換え、再度学習条件が成立した後、均質燃焼で学習を実行する。これらの条件は頻度が高くなく、成層燃焼による燃費向上を優先するためである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図２は、実施の形態における内燃機関のシステム構成図であり、この図２に示す内燃機関１は、各気筒毎に筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁２を備えると共に、各気筒毎に点火プラグ４を備えた直噴ガソリン機関（直噴式火花点火機関）である。
【００１４】
前記燃料噴射弁２は、マイクロコンピュータを内蔵したコントロールユニット３からの噴射パルス信号に応じて各気筒毎に制御されるようになっている。また、各点火プラグ４にはそれぞれにイグニッションコイル５が備えられ、前記コントロールユニット３からの点火信号に応じてパワトラユニット６が各イグニッションコイル５の１次側への通電をオン・オフして各気筒毎に点火時期が制御されるようになっている。
【００１５】
一方、機関の吸入空気量を計量するスロットル弁８を、コントロールユニット３で制御されるモータ１３によって開閉駆動する電制スロットルシステムが備えられている。
前記コントロールユニット３には、燃料噴射制御，点火時期制御，スロットル開度制御等のために各種センサから検出信号が入力される。
【００１６】
前記各種センサとしては、吸入空気流量を検出するエアフローメータ７，スロットル弁８の開度を検出するスロットルセンサ９，クランク角を検出するクランク角センサ１０，冷却水温度を検出する水温センサ１１，排気中の酸素濃度に基づいて燃焼混合気の平均空燃比を検出する酸素センサ１２，車速を検出する車速センサ１４，変速機のニュートラル状態を検出するニュートラルスイッチ１５，電気負荷スイッチ１６，アクセル開度センサ１７などが設けられている。
【００１７】
ここで、前記コントロールユニット３は、目標の出力トルク及び機関回転速度に応じて目標当量比（目標空燃比）と燃焼モードとを予め設定した目標当量比マップを複数備え、該複数の目標当量比マップを水温，始動後時間，車速，加速度などの条件に応じて切り換えて参照し、目標当量比及び燃焼モードの要求を判別して、前記燃料噴射弁２による燃料噴射量及び噴射時期を制御する。
【００１８】
前記燃焼モードとしては、吸気行程において燃料を噴射させることで均質燃焼を行わせる均質燃焼モード、圧縮行程において燃料を噴射させることで点火プラグ４近傍に濃い混合気を形成させて成層リーン燃焼を行わせる成層燃焼モードが設定されており、前記均質燃焼モードにおいては目標当量比が、運転領域に応じてリーン，ストイキ（理論空燃比），リッチに制御され、成層燃焼モードでは、均質リーン燃焼時よりも更にリーンに制御される。
【００１９】
また、コントロールユニット３は、図３に示すようにして、アイドル回転学習の判定を行いつつ、学習を行う。
ステップ（図ではＳと記す。以下同様）  １では、アイドル回転学習の条件が成立しているか否かを判定する。この学習条件には、エアコンリレー，ラジエータファン，ヒータファン等のＯＮ，ＯＦＦが切り換え直後でないこと、ロード（パワステ等大きな電気負荷）  スイッチがＯＦＦであること、その他の条件が成立していることなどがある。
【００２０】
ステップ１で、学習条件が成立したと判定された場合は、ステップ２へ進み、所定のディレイ時間ＩＳＣＲＤ２♯が経過したかを判定し、経過していない場合はステップ１へ戻る。
このようにして学習条件が成立した状態で前記所定のディレイ時間が経過したときは、ステップ３へ進んで均質ストイキ要求フラグをセットする。
【００２１】
ステップ４では、所定のディレイ時間ＴＡＳＬＲＤ２♯が経過したかを判定し、経過した場合には、ステップ５へ進んでアイドル回転学習を開始する。
該アイドル回転学習の概要を図４のフローチャートを用いて説明すると、ステップ２１では、アイドル回転速度を目標回転速度にフィードバック制御しつつ、吸入空気量のフィードバック補正量ＱＦＢＩを所定のサンプリング周期（例えば１００ｍｓ）  毎に複数個（例えば２５  ＝３２個）  サンプリングし、ステップ２２では、これらの平均値ＱＦＢＩＡＶＥを演算する。次いでステップ２３では、前回の吸入空気量の学習値ＩＳＣＬＲＣ（ｏｌｄ）  と前記平均値ＱＦＢＩＡＶＥとを加重平均して学習値ＩＳＣＬＲＣ（ｎｅｗ）  を更新する。ステップ２４では、前記吸入空気量の学習値ＩＳＣＬＲＣに変換係数ＣＣＯＮＶＡを乗算してスロットル弁の開口面積の学習値ＡＴＡＳＬＮを演算する。学習終了に伴い、前記均質ストイキ要求フラグを０にリセットして成層燃焼への要求に切り換える。
【００２２】
図３に戻って、ステップ４でディレイ時間ＴＡＳＬＲＤ２♯を経過していない場合は、ステップ６へ進んで再度学習条件の成否を判定し、成立時はステップ３へ戻るが、不成立時は、ステップ７へ進み、エアコンがＯＦＦからＯＮに切り換えられたか否かを判定する。
エアコンがＯＮに切り換えられたと判定された場合は、ステップ８へ進み、エアコンＯＮ用に設定されたＯＮディレイ時間が経過したかを判定し、経過前はステップ６へ戻る。
【００２３】
そして、ステップ８でエアコンがＯＮに切り換えられてから学習条件成立状態がＯＮディレイ時間経過したときには、ステップ５へ進んでアイドル回転学習を実行する。
また、最初の若しくはエアコンのＯＮディレイ時間経過前の学習条件成立判定で、学習条件が不成立と判定されたときは、ステップ９へ進んでエアコンがＯＮかＯＦＦに切り換えられたかを判定し、ＯＦＦに切り換えられたと判定された場合はステップ１０へ進み、エアコンＯＦＦ用に設定されたＯＦＦディレイ時間が経過したかを判定し、経過前はステップ６へ戻る。
【００２４】
そして、ステップ１０でエアコンがＯＦＦに切り換えられてから学習条件成立状態がＯＦＦディレイ時間経過したときには、ステップ５へ進んでアイドル回転学習を実行する。
また、ステップ９でエアコンがＯＦＦに切り換えられていない、つまり、学習不成立の要因がエアコンのＯＮ，ＯＦＦ切り換え以外の要因である場合は、ステップ１１へ進んで前記均質ストイキ要求フラグを０にリセット、つまり、燃焼要求を成層燃焼に切り換えてから、ステップ１へ戻る。
【００２５】
このようにすれば、頻度の高いエアコンのＯＮ，ＯＦＦ切り換えに対して、燃焼を成層燃焼に切り換えることなく、短時間で学習を実行することができるため、学習頻度が増大し、短時間で学習を終了させて、高精度な吸入空気量制御を実施することができる。
また、エアコンのＯＮ，ＯＦＦ切り換え以外の長期的に学習条件不成立に維持される可能性が高い要因では、燃焼を一旦成層燃焼に切り換え、再度学習条件が成立した後、均質燃焼で学習を実行することにより、成層燃焼による燃費向上を確保できる。
【００２６】
なお、ラジエータファンやヒータファンのＯＮ，ＯＦＦ切り換えなどにより学習条件が不成立となる場合も、切り換え後の安定に要する短時間で学習可能となるため、例えば、図３のステップ９でエアコンがＯＦＦからＯＮとなる場合の他に含めて、ステップ１０のＯＦＦディレイ時間の経過を待って学習させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１記載の発明の基本構成を示すブロック図。
【図２】実施の形態における内燃機関のシステム構成図。
【図３】実施の形態におけるアイドル回転学習のメインルーチンを示すフローチャート。
【図４】同上のアイドル回転学習のサブルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
１      内燃機関
３      コントロールユニット
７      エアフローメータ
８      スロットル弁
９      スロットルセンサ
１０      クランク角センサ
１３      モータ
１４      車速センサ
１５      ニュートラルスイッチ
１６      電気負荷スイッチ
１７      アクセル開度センサ
【図１】
0003569633.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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