(57)【要約】【課題】走行中に電気負荷が増大した場合でも、減速時における空気量不足によるエンジン回転数の落ち込みを防止し、滑らかに所定のアイドル回転数に収束することが可能なエンジン回転数制御装置を提供すること。【解決手段】走行中は、アイドル時に学習された最新の目標空気量に対して、最大電気負荷でのＩＳＣ要求空気量と最小電気負荷でのＩＳＣ要求空気量の差分を補正空気量として加算した空気量を走行時の目標空気量とする走行時目標空気量設定手段を備えたエンジン回転数制御装置。【効果】走行時に目標空気量を増量させることにより、走行中に電気負荷を増加したとしても、減速時の空気量不足は発生せず、エンジンの回転落ちを防止できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸入する空気量を制御するスロットル弁と、
該スロットル弁をバイパスする通路に介装される補助空気バルブと、
前記エンジン又は車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記エンジンによって駆動される電気負荷の作動状態を検出する電気負荷検出手段と、
前記エンジンのアイドル時において、前記運転状態検出手段の検出結果に基づき、エンジンの目標回転を維持するために必要な目標空気量を学習する目標空気量学習手段と、
前記目標空気量学習手段により学習された目標空気量に基づき、前記補助空気バルブへ制御信号を出力する補助空気量制御手段を備えたエンジン回転数制御装置において、
前記運転状態検出手段に基づいて、車両が走行状態にあることを判別し、走行状態にあるときに、前記学習された最新の目標空気量に所定の補正空気量を加算する補正空気量加算手段と、前記学習された最新の目標空気量に前記所定の補正空気量を加算した空気量を走行時の目標空気量として前記補助空気量制御手段へ出力する走行時目標空気量設定手段を具備することを特徴とするエンジン回転数制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジン回転数制御装置において、前記補正空気量加算手段にて、アイドル時に学習された最新の目標空気量に加算する補正空気量は、最大電気負荷状態で学習した目標空気量と最小電気負荷状態で学習した目標空気量の差とすることを特徴とするエンジン回転数制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載のエンジン回転数制御装置において、前記走行状態の判別は、車速又はエンジンの冷却水温の少なくともいずれかに基づいて判別することを特徴とするエンジン回転数制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載のエンジン回転数制御装置において、前記補正空気量加算手段にて、アイドル時に学習された最新の目標空気量に加算する補正空気量は、空調機用コンプレッサの最大出力状態で学習した目標空気量と空調機用コンプレッサの最小出力状態で学習した目標空気量の差とすることを特徴とする請求項１に記載のエンジン回転数制御装置。
【請求項５】
請求項３に記載のエンジン回転数制御装置において、前記走行状態の判別は、前記車速が所定の速度以上であると共に、前記冷却水温が所定の温度以上であることを特徴とするエンジン回転数制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スロットル弁のバイパス通路に介装した補助空気バルブを備えたエンジン回転数制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エンジンのアイドル時においては、回転数の目標値と実際の回転数を比較し、その比較に基づいて設定される制御量を用いて前記実際の回転数を前記目標値に一致させるべく補助空気バルブ（以下、ＩＳＣバルブと称す）を通過する空気の量を調整するものであり、エンジン回転数のフィードバック制御の形態をとっている。さらに、該調整にあたっては、エンジンによって駆動されるエンジン負荷体（例えば空調機用のコンプレッサ）の作動状態を検出し、該検出のエンジン負荷体の作動状態に対応した前記制御量に基づいて定められる値を回転数補正情報として学習し、該学習した前記回転数補正情報を読み書き可能なメモリ（以下ＲＡＭと称す）に記憶させるとともに、ＲＡＭに記憶させた前記回転数補正情報によって前記ＩＳＣバルブを調整駆動してアイドル回転数を制御するものである。また、運転者がアクセルを操作している走行中にアイドル回転数のフィードバック制御を行うと、アクセル操作による空気量の調整とＩＳＣバルブによる空気量の調整が干渉してしまうので、走行中において該フィードバック制御は実施されない。よって、アイドル状態から走行状態に移行した際には、アイドル時に学習した最新の前記回転数補正情報がＲＡＭに記憶されるとともに、ＩＳＣバルブの開度が保持されることになる。このため、走行状態からアイドル状態に移行し、前記フィードバック制御が再開される際には、ＲＡＭに記憶されている前記回転数補正情報を用いて、前回のアイドル時に保持されていたＩＳＣバルブの開度から空気量の調整が開始されることになる（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１９５８２８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術では、アイドル時に最小電気負荷状態を学習した後、ＩＳＣ要求空気量の調整が実施できない走行中に電気負荷が増大し、その後減速時（アイドル状態）となった場合でも、先に学習した最小電気負荷状態に対応したＩＳＣ要求空気量にてＩＳＣバルブ制御が再開されることとなる。このため空気量不足に起因するエンジン回転数の落ち込みが発生し、最悪の場合、エンストに至る恐れもある。本願発明はＩＳＣ制御において走行中に電気負荷が増大した後の減速（アイドル状態）にあっても空気量不足に起因するエンジン回転数の落ち込みを防止し、速やかに所定のアイドル回転数に収束することができるエンジン回転数制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明では車両の走行速度が一定速度以上であり、かつ冷却水温が所定の温度以上であるとき、即ち暖機後の走行状態である時（暖機中はアイドル回転数が比較的高い、つまりＩＳＣ要求空気量が大きいため、走行中に電気負荷を増大しても減速時に回転落ち現象はほとんど発生しない）、アイドル時に学習された最新の目標空気量に対して、所定の補正空気量を加算する補正空気量加算手段と、補正空気量を加算した空気量を走行時の目標空気量として補助空気量制御手段へ出力する走行時目標空気量設定手段を備える。特に、補正空気量としては、最大電気負荷におけるＩＳＣ要求空気量と最小電気負荷におけるＩＳＣ要求空気量の差分とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１から図４を用いて詳細に説明する。図４は本発明が適応されたエンジンシステムの一例を示したものである。エンジン１は、必要な空気をエアークリーナ２の入り口部３から取り入れ、該空気は吸気ダクト４を介してスロットルボディ５に取り付けられた空気流量を制御するスロットル弁６を経てサージタンク７に入る。該サージタンク７に流入した空気は、エンジン１の各シリンダに直通するインテークマニホールド８によって分配され、エンジン１の各シリンダ内に流入する。
【０００７】
一方、燃料タンク９内の燃料は、燃料ポンプ１０で吸引されるとともに、加圧されて燃料フィルタ１１を介してインテークマニホールド８に配設された燃料噴射弁１２に供給され、該燃料噴射弁１２はコントロールユニット１３からの噴射信号に基づいて前記燃料を噴射する。この時、燃料噴射弁１２に作用する燃料圧力は、プレッシャレギュレータ１４で調圧され、該プレッシャレギュレータ１４にはインテークマニホールド８の負圧が導入され、前記プレッシャレギュレータ１４で燃料圧力とインテークマニホールド８内の圧力差を常時一定に保持する働きをする。
【０００８】
また、燃料タンク９内で発生した燃料蒸気は、キャニスタパージバルブ１５を経由し、サージタンク７に導かれ、エンジン１に吸入されて燃焼される。前記スロットル弁６をバイパスした管路に装着されているＩＳＣバルブ１６は、コントロールユニット１３からの信号に基づき、スロットル弁６をバイパスする空気量を制御することで、アイドリング回転数を一定に保つように作動する。
【０００９】
エンジン１から排出される排気ガスは、触媒１７によって浄化され、マフラー１８で消音されて大気に放出される。前記コントロールユニット１３は、吸気温センサ１９でのインテークマニホールド８へ流入する空気の温度の検出、及び圧力センサ２０でのインテークマニホールド８へ流入する空気の圧力の検出に基づき吸入空気量を演算する。
【００１０】
さらに、コントロールユニット１３は、吸入空気量の演算結果、水温センサ２１からの検出結果、及び、酸素センサ２２での排気ガス中の酸素濃度の検出結果に基づき、最適燃料量を演算するとともに、燃料噴射弁１２を駆動して、エンジン１へ燃料を供給する。同様に点火時期についても、ノックセンサ２３での検出結果を考慮して、前記コントロールユニット１３の指令に基づき点火プラグ２４によって点火が行われる。
【００１１】
本願における以下の説明においては、車両に備わっている全ての電気負荷の作動状態を区別して検出することはできず、予め決められた一部の電気負荷についてのみ論理和をとり、該論理和出力に基づき電気負荷が作動状態か非作動状態かを判別できるようなシステムを前提としている。特に軽自動車などは価格を安くするために、全ての電気負荷について作動状態検出用のスイッチやリレーを設置している訳ではない。電気負荷の検出方法の一例を図５に示す。図５に示すように、スモールライト、もしくはリアデフォッガ、もしくはヒータファン、もしくはラジエータファン、もしくはサブラジエータファンの何れかがＯＮの時、電気負荷がＯＮ（作動状態）となる。なお、図５に記載のラジエータファン及びサブラジエータファンについては、エンジンを制御するコントロールユニットからの制御信号によって駆動されるものであって、運転者の意思とは無関係に作動するものである。説明を分かり易くするため本明細書では、アイドル時の電気負荷ＯＮ状態において、目標アイドル回転を維持するためにＩＳＣバルブを通過する空気量（以下、ＩＳＣ要求空気量と称す）が最も小さくなるスモールライトのみＯＮ（点灯）の状態を最小電気負荷と表記し、図５に記載のスモールライト（ヘッドライトも含む）及びリアデフォッガ及びヒータファン及びラジエータファン及びサブラジエータファンの全てがＯＮの状態を最大電気負荷と表記する。また、ヒータファンについては、一般的に何段階（例えば強，中，弱）かの風量調整機能が備わっているものであり、本明細書で記す最大電気負荷ではエンジンへの負荷が最も大きくなる最大風量状態であるとする。さらに、スモールライトについても、エンジンへの負荷が最も大きい状態とするため、最大電気負荷時においてはヘッドライトも点灯している状態とする。
【００１２】
以上をふまえて説明を進める。
【００１３】
最小電気負荷（スモールライトのみ点灯）状態でアイドル時の目標空気量の学習を行った場合、学習されるＩＳＣ要求空気量は小さな値（例えば７５ｌ／ｍｉｎ）となる。また、最大電気負荷（ヘッドライト点灯，リアデフォッガＯＮ，ヒータファン最大風量でＯＮ）状態でアイドル時の目標空気量の学習を行った場合、学習されるＩＳＣ要求空気量は大きな値（例えば１００ｌ／ｍｉｎ  ）となる。
【００１４】
まず、アイドル時に最小電気負荷状態で目標空気量の学習を行い、その後、最小電気負荷状態のままで走行を開始する。一定の速度以上で走行中の任意時刻で最大電気負荷にする。この時点でＩＳＣ要求空気量は７５ｌ／ｍｉｎ  から１００ｌ／ｍｉｎ  に増えることになるが、走行中のためＩＳＣ要求空気量の学習はできない（フィードバック制御は実施されていない）ので、ＲＡＭに記憶されている値は走行前（前回）アイドル時のＩＳＣ要求空気量（７５ｌ／ｍｉｎ  ）のままである。次に、最大電気負荷状態のままで、走行状態から減速状態に移行する。例えばマニュアルトランスミッション車であれば、クラッチを切りギアを抜く操作を行い、オートマチックトランスミッション車であれば、ＤレンジからＮレンジにする。つまり、エンジンに回転力を付与する要素を物理的に切り離す。この時、実際のＩＳＣ要求空気量は１００ｌ／ｍｉｎ  であるにも拘らず、走行前（前回）のアイドル時のＩＳＣ要求空気量（７５ｌ／ｍｉｎ  ）を用いて、アイドル時のＩＳＣバルブ制御が再開されるため、電気負荷増加分の空気量（２５ｌ／ｍｉｎ  ）が不足することになる。この空気量不足に起因してエンジン回転数の落ち込みが発生してしまう。最悪の場合には、エンストに至る虞もある。
【００１５】
なお、この現象は、スロットル開度に対する空気量変化が大きい軽自動車などの小排気量車で、さらにはアイドル時の燃費向上のために低アイドル化したエンジンほど顕著となる。
【００１６】
図１は本発明の基本構成を示したものである。エンジンの冷却水温や回転数、及び車速，スロットル弁の開度等、運転状態を検出する運転状態検出手段，運転状態検出手段の検出結果に基づき、アイドル状態か否かを判別するアイドル状態判別手段，アイドル状態判別手段と同様に運転状態検出手段の検出結果に基づき、走行状態か否かを判別する走行状態判別手段，アイドル時の目標回転数に一致させるべく、ＩＳＣバルブの装着されたバイパス管路に流入する目標空気量を算出し学習する目標空気量学習手段，目標空気量学習手段により算出された目標空気量に基づき、ＩＳＣバルブを駆動するためＩＳＣバルブに制御量信号を出力する補助空気量制御手段，走行状態判別手段により走行状態であると判定された場合、目標空気量学習手段の学習した最新の目標空気量に対して、最大電気負荷におけるＩＳＣ要求空気量と最小電気負荷におけるＩＳＣ要求空気量の差である補正空気量を加算する補正空気量加算手段，該補正空気量を加算した空気量を走行時の目標空気量として設定する走行時目標空気量設定手段により構成される。
【００１７】
次に図２により本発明の実施例による動作について説明する。
【００１８】
まず、時刻ｔ１以前のアイドル時において、目標空気量学習手段により（ａ）電気負荷が最小電気負荷の状態で目標空気量が学習される。次に、時刻ｔ１において、（ｂ）車速が所定の値に達する（（ｃ）冷却水温は時刻ｔ１より前に所定値に達している）ため、走行状態判別手段により走行状態と判定される。この条件成立をもって、時刻ｔ１以前のアイドル時に学習された最新の目標空気量に対し、（ｄ）に示すように最大電気負荷におけるＩＳＣ要求空気量と最小電気負荷におけるＩＳＣ要求空気量の差である補正空気量を加算した空気量が補正空気量加算手段により算出される。走行時目標空気量設定手段では、補正空気量加算手段の算出結果を走行時の目標空気量として設定し、補助空気量制御手段に出力する。一定速度以上での走行中の時刻ｔ２において、リアデフォッガやヒータファン等をＯＮすることにより、（ａ）に示す電気負荷を最大電気負荷状態とする。最大電気負荷状態のまま時刻ｔ３にて停車するためにアクセル操作を中止（スロットル弁全閉）し減速状態へ移行すると、従来技術では時刻ｔ２での電気負荷増大（エンジン負荷増大）に起因する空気量不足により、（ｅ）に示すエンジン回転数は一点鎖線で示すような回転落ちを発生することになり、最悪の場合エンストに至ることになる。しかし、本発明では、（ｄ）に示すように走行時において目標空気量を増量しているため、たとえ走行中に電気負荷が増大しても減速時に空気量不足に陥ることはなく、（ｅ）の実線で示すように回転落ちを防止することが可能である。
【００１９】
以上本発明の基本的な考え方を説明したが、以下にソフトウエア構成をフローチャートによって説明する。図３は本発明の実施例のフローチャートである。このフローチャートに相当するプログラムは、一定時間毎（例えば１秒毎）に実行されるように構成されている。
【００２０】
ステップ１００では走行状態であるか、非走行状態であるかを判定する。車速が所定値Ｖｔｈ以上であり、かつ水温が所定値Ｗｔｈ以上であれば、走行状態とみなす。ステップ１００で非走行状態と判定されれば、本処理を終了する。ステップ１００で走行状態と判定されれば、次にステップ１０１でアイドル時に学習した最新の目標空気量（ＬＲＮ）を読み込みステップ１０２へ進む。ステップ１０２では、読み込んだ目標空気量（ＬＲＮ）に加算するための補正空気量（ＱＲＥＶ）を読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）から読み込む。ステップ１０３にて目標空気量（ＬＲＮ）と補正空気量（ＱＲＥＶ）を加算して、走行時目標空気量（ＱＲＵＮ）を算出する。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から分かるように、本発明のエンジン回転数制御装置によれば、走行状態において、最大電気負荷でのＩＳＣ要求空気量と最小電気負荷でのＩＳＣ要求空気量の差分を補正空気量として目標空気量を増量することにより、走行中に電気負荷を増大したとしても、減速時に空気量不足は発生せず、エンジンの回転落ちを防止できる。このため、減速時のエンジン回転の収束が滑らかになり、運転性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す基本構成図。
【図２】本発明の実施例の動作を示すタイミングチャート。
【図３】本発明の実施例を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施例に係わるエンジン制御システム全体の構成図。
【図５】本発明の実施例を示す電気負荷の検出方法。
【符号の説明】
１…エンジン、２…エアークリーナ、５…スロットルボディ、６…スロットル弁、７…サージタンク、８…インテークマニホールド、９…燃料タンク、１０…燃料ポンプ、１２…燃料噴射弁、１３…コントロールユニット、１４…プレッシャレギュレータ、１５…キャニスタパージバルブ、１６…ＩＳＣバルブ、１７…触媒、１８…マフラー、１９…吸気温センサ、２０…圧力センサ、２１…水温センサ、２２…酸素センサ、２３…ノックセンサ、２４…点火プラグ。
【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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