(57)【要約】  【課題】  アイドル運転時に通常の公差見積もりでは起こり得ない吸入空気量の低下が発生した場合でも、エンストを防止できると共に、誤作動によるアイドル回転の異常上昇も防止できるようにする。  【解決手段】  アイドル運転中にエンジン回転速度がエンスト発生の可能性のある低回転領域（エンスト発生回転領域）に低下し且つＩＳＣ学習値が上限ガード値に達しているときにその原因を調査し、その結果、該原因が吸入空気量の不足と判断されたときに、上限ガード値を吸入空気量増加方向に更新する。これにより、通常は、フェールセーフ上の観点から、ＩＳＣ学習値に対する上限ガード値を通常の公差見積もりの範囲に設定しておき、アイドル運転時に通常の公差見積もりでは起こり得ない吸入空気量の低下が発生したときに、上限ガード値を吸入空気量増加方向に更新して吸入空気量を増加させるという制御が可能となる。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのアイドル回転速度を吸入空気量の調整によって制御するアイドル回転速度制御装置を搭載したエンジン制御システムにおいて、
アイドル運転中にエンジン回転速度がエンスト発生の可能性のある低回転領域（以下「エンスト発生回転領域」という）に低下したときにその原因を調査する原因調査手段と、  前記原因調査手段によって前記原因が吸入空気量の不足と判断されたときに前記アイドル回転速度制御装置による吸入空気量の制御範囲を吸入空気量増加方向に拡大するエンスト対策手段と
を備えていることを特徴とするエンジン制御システムのエンスト対策装置。
【請求項２】
前記原因調査手段は、エンジン回転を維持するのに必要な最低空気量をエンジン回転速度とスロットル開度に基づいて算出し、実際の吸入空気量が前記最低空気量よりも少ないときに前記原因が吸入空気量の不足と判断することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御システムのエンスト対策装置。
【請求項３】
前記原因調査手段は、エンジン回転速度がエンスト発生回転領域に低下し且つ前記アイドル回転速度制御装置の制御量学習値が上限ガード値又はそれに近い値に達しているときにその原因を調査し、
前記エンスト対策手段は、前記原因調査手段によって前記原因が吸入空気量の不足と判断されたときに前記上限ガード値を吸入空気量増加方向に更新することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン制御システムのエンスト対策装置。
【請求項４】
前記エンスト対策手段は、前記上限ガード値の吸入空気量増加方向への更新を前記アイドル回転速度制御装置の動作可能範囲内に制限する手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載のエンジン制御システムのエンスト対策装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンスト（エンジンストール）を未然に防止する機能を備えたエンジン制御システムのエンスト対策装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
エンジン制御システムの市場での不具合、特にエンストは従来より大きな問題であり、その不具合解析と対策に多大な時間とコストを要しているのが現状である。
【０００３】
従来、エンスト対策においては、例えば、特許文献１（特公平５−５１７６９号公報）に示すように、エンジン動作状態からエンストの発生を予測し、エンストの発生が予測されたときに、エンジンで駆動される補機類（エアコン、オルタネータ等）や電気負荷（ライト類、電動ファン等）をオフして、エンジン負荷を軽減することで、エンストを回避するようにしたものがある。
【０００４】
また、特許文献２（特開平３−２３７２４１号公報）に示すように、アイドル運転中に電気負荷の増大を検出したときに、アイドル回転速度を上昇させるようにアイドル回転速度制御バルブ（ＩＳＣバルブ）の開度を補正して、エンストを回避するようにしたものがある。
【０００５】
また、特許文献３（特公平６−９７００５号公報）に示すように、スロットル開度センサや車速センサの故障時にアイドルを誤検出する可能性があることを考慮して、エンジン回転速度が所定回転数以上の領域でアイドル回転速度制御（ＩＳＣ）を実施するときに、ＩＳＣのフィードバック制御量（ＩＳＣバルブの開度）に下限ガード値を設け、アイドルの誤検出時にＩＳＣバルブが全閉にならないように制御してエンストを防止するようにしたものがある。
【０００６】
また、特許文献４（特開平１−１３４６０２号公報）に示すように、エンストが発生しやすくなったときに、エンジン制御定数の学習値を初期化して、初期値から学習し直すようにしたものがある。
【特許文献１】特公平５−５１７６９号公報（第２頁等）
【特許文献２】特開平３−２３７２４１号公報（第２頁等）
【特許文献３】特公平６−９７００５号公報（第３頁等）
【特許文献４】特開平１−１３４６０２号公報（第１頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年の車両は、上記のようなエンスト対策技術を適合して品質確認して量産化しているため、エンスト問題は通常状態で全ての車両に共通して発生するわけではなく、特定の車両や特定の条件で発生する場合がほとんどである。このため、上記のようなエンスト対策技術を用いても依然としてエンスト問題は無くならない。
【０００８】
例えば、スロットルボディの内部にデポジットが付着してスロットル通過空気量が減少するに従って、アイドル回転速度制御装置の制御量学習値（以下「ＩＳＣ学習値」という）が吸入空気量増加方向に更新されていくが、デポジットの付着量が予想以上に増加してスロットル通過空気量が公差見積もり以上に低下した場合、ＩＳＣ学習値の更新は公差見積もりの上限ガード値で止まるため、吸入空気量が不足してエンストが発生しやすくなる。この対策として、予め、ＩＳＣ学習値の上限ガード値を公差見積もり以上に上げることが考えられるが、フェールセーフ上の観点から、ＳＣ学習値の誤学習によるアイドル回転の異常上昇を避ける必要があるため、上限ガード値を公差見積もり以上に上げることは好ましくない。
【０００９】
上記特許文献３のように、アイドルを誤検出する場合を考慮して、エンジン回転速度が所定回転数以上の領域でアイドル回転速度制御（ＩＳＣ）を実施するときに、ＩＳＣのフィードバック制御量に下限ガード値を設けても、上述したデポジットの付着量が予想以上に増加したような場合にはエンスト問題を解決できない。
【００１０】
また、上記特許文献４のように、エンストが発生しやすくなったときに、エンジン制御定数の学習値を初期化すると、上述したデポジットの付着量が予想以上に増加したような場合には、却ってエンストが発生しやすくなってしまう。
【００１１】
本発明はこれらの事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、アイドル運転時に通常の公差見積もりでは起こり得ない吸入空気量の低下が発生した場合でも、エンストを防止できると共に、誤作動によるアイドル回転の異常上昇も防止できるエンジン制御システムのエンスト対策装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、アイドル運転中にエンジン回転速度がエンスト発生の可能性のある低回転領域（以下「エンスト発生回転領域」という）に低下したときにその原因を原因調査手段によって調査し、その結果、原因が吸入空気量の不足と判断されたときに、エンスト対策手段によってアイドル回転速度制御装置による吸入空気量の制御範囲を吸入空気量増加方向に拡大するようにしたものである。
【００１３】
このようにすれば、通常は、フェールセーフ上の観点から、アイドル回転速度制御装置による吸入空気量の制御範囲を通常の公差見積もりの範囲に設定しておき、アイドル運転時に通常の公差見積もりでは起こり得ない吸入空気量の低下が発生してエンジン回転速度がエンスト発生回転領域に低下したときには、アイドル回転速度制御装置による吸入空気量の制御範囲を吸入空気量増加方向に拡大して吸入空気量を増加させるという制御が可能となる。これにより、アイドル運転時に通常の公差見積もりでは起こり得ない吸入空気量の低下が発生した場合でも、エンジン回転を維持するのに必要な吸入空気量を確保できて、エンストを防止できる。しかも、通常は、アイドル回転速度制御装置による吸入空気量の制御範囲を通常の公差見積もりの範囲に設定しておくことができるため、誤作動によるアイドル回転の異常上昇も防止でき、フェールセーフの要求も十分に満たすことができる。
【００１４】
この場合、エンジン回転を維持するのに必要な最低空気量がエンジン回転速度やスロットル開度に応じて変化することを考慮して、請求項２のように、エンジン回転低下の原因を調査する際に、エンジン回転を維持するのに必要な最低空気量をエンジン回転速度とスロットル開度に基づいて算出し、実際の吸入空気量が前記最低空気量よりも少ないときに前記原因が吸入空気量の不足と判断するようにしても良い。このようにすれば、エンジン回転を維持するのに必要な最低空気量がエンジン回転速度やスロットル開度に応じて変化することを考慮して、吸入空気量の不足か否かの判定を精度良く行うことができる。
【００１５】
また、請求項３のように、エンジン回転速度がエンスト発生回転領域に低下し且つアイドル回転速度制御装置の制御量学習値（以下「ＩＳＣ学習値」という）が上限ガード値又はそれに近い値に達しているときにその原因を調査し、その結果、該原因が吸入空気量の不足と判断されたときに、上限ガード値を吸入空気量増加方向に更新するようにすると良い。このようにすれば、通常は、フェールセーフ上の観点から、ＩＳＣ学習値に対する上限ガード値を通常の公差見積もりの範囲に設定しておき、アイドル運転時に通常の公差見積もりでは起こり得ない吸入空気量の低下が発生したときには、上限ガード値を吸入空気量増加方向に更新して吸入空気量を増加させるという制御が可能となり、エンストを防止できると共に、誤作動によるアイドル回転の異常上昇も防止できる。
【００１６】
この場合、請求項４のように、前記上限ガード値の吸入空気量増加方向への更新をアイドル回転速度制御装置の動作可能範囲内に制限するようにすると良い。これは、アイドル回転速度制御装置の動作可能範囲を越えて上限ガード値を設定しても、無意味であるためであるためである。また、上限ガード値の更新をアイドル回転速度制御装置の動作可能範囲内に制限することで、制御系が上限ガード値をアイドル回転速度制御装置の動作可能範囲を越えて上げる処理を無制限に繰り返すという事態を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を図面に基づいて説明する。
【００１８】
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、ＤＣモータ等のモータ１５によってスロットルバルブ１６の開度（以下単に「スロットル開度」という）を制御する電子スロットルシステムが搭載され、そのスロットル開度がスロットル開度センサ１７によって検出される。本実施例の電子スロットルシステムは、アイドル回転速度制御装置（ＩＳＣ装置）としても機能し、アイドル運転中にエンジン回転速度を目標アイドル回転速度に一致させるようにスロットル開度（吸入空気量）をフィードバック制御する。
【００１９】
更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８には、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
【００２０】
一方、エンジン１１の排気管２３（排気通路）には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒等の触媒２４が設けられ、この触媒２４の上流側と下流側に、それぞれ排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する空燃比センサ、酸素センサ等の排出ガスセンサ２５，２６が設けられている。
【００２１】
また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２７や、エンジン１１のクランク軸が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２８が取り付けられている。このクランク角センサ２８の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
【００２２】
これら各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２９に入力される。このＥＣＵ２９は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量や点火プラグ２２の点火時期を制御する。
【００２３】
また、ＥＣＵ２９は、エンジン運転中に後述する図２のエンスト対策プログラムを実行することで、アイドル運転中にエンジン回転速度がエンスト発生の可能性のある低回転領域（以下「エンスト発生回転領域」という）に低下したときにその原因を調査する原因調査手段として機能すると共に、前記原因が吸入空気量の不足と判断されたときに前記アイドル回転速度制御装置（電子スロットルシステム）による吸入空気量の制御範囲（以下「ＩＳＣ制御範囲」という）を吸入空気量増加方向に拡大するエンスト対策手段として機能する。
【００２４】
現在の日本の優れた車両製造技術をもってすれば、エンスト問題が発生する車両は限定されているため、ＥＣＵ２９に実装したエンスト対策プログラムによって、エンスト問題が発生する可能性のある車両を特定し、その車両に関してのみエンスト問題の原因を調査して、その原因が吸入空気量の不足であれば、ＩＳＣ制御範囲を吸入空気量増加方向に拡大するようにしたものである。すなわち、従来、サービス部署で行っていたエンスト問題の原因調査や対策処置等を行うプログラムを車両のＥＣＵ２９に実装することで、エンスト問題の原因調査や対策処置をオンボードで自動的に行わせるものである。これにより、サービス部署でのエンスト問題の原因調査や対策処置が不要となり、サービス部署の仕事量を削減することができる。
【００２５】
また、ＥＣＵ２９は、ＩＳＣ制御プログラム（図示せず）を実行することで、ＩＳＣ制御実行条件（例えばアイドルスイッチＯＮ且つエンジン回転速度が所定値以下）が成立しているときに、エンジン回転速度を目標アイドル回転速度に一致させるようにスロットル開度（吸入空気量）をフィードバック制御すると共に、ＩＳＣ制御量（アイドル運転時のスロットル開度制御量）を学習し、その学習値（以下「ＩＳＣ学習値」という）を書き換え可能な不揮発性メモリ（バックアップＲＡＭ等）に記憶する。
【００２６】
本実施例では、通常は、ＩＳＣ制御量の誤学習に対するフェールセーフの観点から、ＩＳＣ学習値に対する上限ガード値を通常の公差見積もりの範囲に設定しておき、アイドル運転時に通常の公差見積もりでは起こり得ない吸入空気量の低下が発生してエンジン回転速度がエンスト発生回転領域に低下したときには、ＩＳＣ学習値に対する上限ガード値を吸入空気量増加方向に拡大してＩＳＣ制御範囲を吸入空気量増加方向に拡大することで、エンストを防止できるようになっている。
【００２７】
以下、この制御を実行する図２のエンスト対策プログラムの処理内容を説明する。本プログラムは、クランク角センサ２８の信号パルスの入力タイミングに同期して起動される。本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、クランク角センサ２８の信号パルスの発生周波数（パルス間隔）に基づいてエンジン回転速度を算出した後、ステップ１０２に進み、エンジン始動が完了したか否かを判定し、エンジン始動完了前であれば、後述するステップ１０６に進む。
【００２８】
一方、エンジン始動が完了していれば、ステップ１０３に進み、エンジン回転速度が所定値Ｋenstよりも低いか否かを判定する。ここで、所定値Ｋenstは、エンスト発生の可能性のある低回転領域（エンスト発生回転領域）の上限値に設定されている。このステップ１０３で、エンジン回転速度が所定値Ｋenst以上であれば、エンスト発生の可能性はないと判断して、後述するステップ１０６に進む。
【００２９】
上記ステップ１０３で、エンジン回転速度が所定値Ｋenstよりも低いと判定されれば、エンスト発生の可能性があると判断して、ステップ１０４に進み、ＩＳＣ学習値が上限ガード値Ｃhigt以上であるか否かを判定し、まだＩＳＣ学習値が上限ガード値Ｃhigtよりも小さければ、上限ガード値Ｃhigtを更新する必要はないと判断して後述するステップ１０６に進む。ＩＳＣ学習値が上限ガード値Ｃhigtよりも小さければ、ＩＳＣ学習値を増大させることで、吸入空気量を増加させてエンストを防止できるためである。尚、上記ステップ１０４で、ＩＳＣ学習値が上限ガード値Ｃhigt付近に設定された所定値以上であるか否かを判定するようにしても良い。
【００３０】
これに対して、上記ステップ１０４で、ＩＳＣ学習値が上限ガード値Ｃhigt以上であると判定されれば、上限ガード値Ｃhigtを更新する必要がある可能性があると判断して、ステップ１０５に進み、低回転フラグを“１”にセットして、ステップ１０６に進む。このステップ１０６では、低回転フラグが“１”にセットされているか否かを判定し、低回転フラグが“１”にセットされていなければ、後述するステップ１１０に進む。
【００３１】
上記ステップ１０６で、低回転フラグが“１”にセットされていると判定されれば、ステップ１０７に進み、エンジン回転を維持するのに必要な最低空気量を、エンジン回転速度とスロットル開度をパラメータとする最低空気量算出マップを用いて算出する。この後、ステップ１０８に進み、エアフローメータ１４で検出した実際の吸入空気量が最低空気量よりも少ないか否かを判定し、実際の吸入空気量が最低空気量以上であれば、上限ガード値Ｃhigtを更新しなくてもエンストを防止できると判断して、後述するステップ１１０に進む。
【００３２】
一方、上記ステップ１０８で、実際の吸入空気量が最低空気量よりも少ないと判定されれば、上限ガード値Ｃhigtを更新する必要があると判断して、ステップ１０９に進み、上限ガード値更新フラグを“１”にセットすると共に、低回転フラグを“０”にリセットして、ステップ１１０に進む。
【００３３】
このステップ１１０では、上限ガード値更新フラグが“１”にセットされているか否かを判定し、上限ガード値更新フラグが“１”にセットされていなければ、上限ガード値Ｃhigtを更新する必要はないと判断して、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。
【００３４】
上記ステップ１１０で、上限ガード値更新フラグが“１”にセットされていると判定されれば、ステップ１１１に進み、現在の上限ガード値Ｃhigtに所定値を加算した値を、新たな上限ガード値Ｃhigtとして書き換え可能な不揮発性メモリ（バックアップＲＡＭ等）に記憶すると共に、上限ガード値更新フラグを“０”にリセットする。
【００３５】
この後、ステップ１１２に進み、更新後の上限ガード値Ｃhigtがアイドル回転速度制御装置（電子スロットルシステム）の動作可能範囲内で設定されたハード上の限界値を越えたか否かを判定し、上限ガード値Ｃhigtがハード上の限界値を越えていなければ、そのまま何もせずに本プログラムを終了するが、上限ガード値Ｃhigtがハード上の限界値を越えていれば、ステップ１１３に進み、上限ガード値Ｃhigtをハード上の限界値にセットし直した上で、本プログラムを終了する。これは、ハード上の限界値を越えて上限ガード値Ｃhigtを設定しても、無意味であるためであるためである。また、上限ガード値Ｃhigtの更新をハード上の限界値で制限することで、ＥＣＵ２９が上限ガード値Ｃhigtをハード上の限界値を越えて上げる処理を無制限に繰り返すという事態を回避できる利点がある。
【００３６】
尚、上限ガード値Ｃhigtがハード上の限界値を越えたときに、運転席のインストルメントパネルの表示部に警告表示したり、警告ランプを点灯又は点滅させたりして、運転者に警告するようにしたり、その情報を書き換え可能な不揮発性メモリ（バックアップＲＡＭ等）に記憶して、車両点検時の診断情報として利用できるようにしても良い。
【００３７】
以上説明した本実施例によれば、アイドル運転中にエンジン回転速度がエンスト発生の可能性のある低回転領域（エンスト発生回転領域）に低下し且つＩＳＣ学習値が上限ガード値Ｃhigtに達しているときにその原因を調査し、その結果、該原因が吸入空気量の不足と判断されたときに、上限ガード値Ｃhigtを吸入空気量増加方向に更新するようにしたので、通常は、ＩＳＣ制御量の誤学習に対するフェールセーフの観点から、ＩＳＣ学習値に対する上限ガード値Ｃhigtを通常の公差見積もりの範囲に設定しておき、アイドル運転時に通常の公差見積もりでは起こり得ない吸入空気量の低下が発生したときに、上限ガード値Ｃhigtを吸入空気量増加方向に更新して吸入空気量を増加させるという制御が可能となる。これにより、アイドル運転時に通常の公差見積もりでは起こり得ない吸入空気量の低下が発生した場合でも、エンジン回転を維持するのに必要な吸入空気量を確保できて、エンストを防止できる。しかも、通常は、フェールセーフ上の観点から、ＩＳＣ学習値に対する上限ガード値Ｃhigtを通常の公差見積もりの範囲に設定しておくことができるため、ＩＳＣ制御量の誤学習によるアイドル回転の異常上昇も防止でき、フェールセーフの要求も十分に満たすことができる。
【００３８】
また、本実施例では、エンジン回転を維持するのに必要な最低空気量がエンジン回転速度やスロットル開度に応じて変化することを考慮して、エンジン回転低下の原因を調査する際に、エンジン回転を維持するのに必要な最低空気量をエンジン回転速度とスロットル開度に基づいて算出し、実際の吸入空気量が前記最低空気量よりも少ないときにエンジン回転低下の原因が吸入空気量の不足と判断するようにしたので、エンジン回転を維持するのに必要な最低空気量がエンジン回転速度やスロットル開度に応じて変化することを考慮して、吸入空気量の不足か否かの判定を精度良く行うことができる。
【００３９】
但し、本発明は、最低空気量を算出する際に、エンジン回転速度のみに基づいて最低空気量を算出したり、エンジン回転速度やスロットル開度の他に、冷却水温、外気温、燃料性状、大気圧等、エンジン回転に影響を及ぼす様々な情報のいずれか１つ以上の情報も考慮して最低空気量を算出するようにしても良い。
【００４０】
また、上記実施例では、アイドル運転時に電子スロットルシステムによってスロットル開度を制御することでアイドル回転速度を制御するようにしたが、スロットルバルブをバイパスするエアバイパス通路にアイドル回転速度制御バルブを設け、このアイドル回転速度制御バルブの開度制御によってアイドル回転速度を制御するシステムに対しても本発明を適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施例におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。
【図２】エンスト対策プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１１…エンジン、１２…吸気管、１４…エアフローメータ、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、２４…触媒、２８…クランク角センサ、２９…ＥＣＵ（原因調査手段，エンスト対策手段）
【図１】
2006144554.tif 000003
【図２】
2006144554.tif 000004