(57)【要約】【課題】直噴エンジン（筒内噴射式内燃機関）の各燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値の精度を向上させると共に、アイドル回転速度の制御性を向上すること。【解決手段】直噴エンジンで一方の燃焼モードによるＩＳＣ学習制御を実行中において、そのＩＳＣ学習値と他方の燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値との偏差が、例えば、各燃焼モードに特有なばらつき要因となり得るずれ量である所定値以上となると（ステップＳ１０６、ステップＳ１１３）、一方の燃焼モードのＩＳＣ学習値によって他方の燃焼モードのＩＳＣ学習値が強制的に更新される（ステップＳ１０９、ステップＳ１１０、ステップＳ１１６、ステップＳ１１７）。これにより、各燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値の精度を向上することができると共に、アイドル回転速度の制御性を向上することができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気行程に燃料噴射して均質燃焼させる均質燃焼モードと圧縮行程に燃料噴射して成層燃焼させる成層燃焼モードとを切替自在な筒内噴射式内燃機関の、前記均質燃焼モード、前記成層燃焼モードで共にＩＳＣ（Ｉｄｌｅ  Ｓｐｅｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：アイドル回転速度制御）にあってフィードバック制御及び学習制御を実行する内燃機関のアイドル回転速度制御装置において、
前記均質燃焼モードで学習制御を実行中に、前記均質燃焼モードにおける均質燃焼学習値と前記成層燃焼モードにおける成層燃焼学習値との偏差が所定値以上となったときには、前記均質燃焼学習値に基づいて前記成層燃焼学習値を強制的に更新する成層燃焼学習値強制更新手段と、
前記成層燃焼モードで学習制御を実行中に、前記成層燃焼学習値と前記均質燃焼学習値との偏差が所定値以上となったときには、前記成層燃焼学習値に基づいて前記均質燃焼学習値を強制的に更新する均質燃焼学習値強制更新手段と
を具備することを特徴とする内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の出力への影響が、前記均質燃焼モードと前記成層燃焼モードとで異なる特定の状態にあるときには、前記成層燃焼学習値強制更新手段及び／または前記均質燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新に制限を設ける学習値強制更新制限手段を具備す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速度制御装置。
【請求項３】
前記所定値は、前記均質燃焼モードに特有なばらつきと、前記成層燃焼モードに特有なばらつきとに基づいて設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
【請求項４】
前記ＩＳＣにおけるフィードバック制御及び学習制御は、前記均質燃焼モード及び前記成層燃焼モードで同一単位を用いて実行することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
【請求項５】
前記学習値強制更新手段は、前記特定の状態が高地運転状態であるときには、前記成層燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新を禁止することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
【請求項６】
前記学習値強制更新手段は、前記特定の状態がＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気ガス再循環）システムのフェイル状態であるときには、前記成層燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新を禁止することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
【請求項７】
前記学習値強制更新手段は、前記特定の状態が燃料系システムのフェイル状態であるときには、前記均質燃焼学習値強制更新手段及び前記成層燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新を共に禁止することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
【請求項８】
前記学習値強制更新手段は、前記特定の状態が吸気系システムのフェイル状態であるときには、前記均質燃焼学習値強制更新手段及び前記成層燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新を共に禁止することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
【請求項９】
前記学習値強制更新手段は、前記特定の状態が点火系システムのフェイル状態であるときには、前記均質燃焼学習値強制更新手段及び前記成層燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新を共に禁止することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
【請求項１０】
前記学習値強制更新手段は、前記特定の状態が可変バルブタイミング制御系システムのフェイル状態であるときには、前記均質燃焼学習値強制更新手段及び前記成層燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新を共に禁止することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃焼モードにかかわらずＩＳＣにおける学習制御を実施する内燃機関のアイドル回転速度制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関のアイドル回転速度制御装置に関連する先行技術文献としては、特開平１０−６１４７８号公報にて開示されたものが知られている。このものでは、筒内噴射式内燃機関（筒内噴射型火花点火式内燃機関）において、均質燃焼モードまたは成層燃焼モードのうち一方の燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値を学習（目標空気量と実空気量との偏差を吸収するための制御量の記憶）し、そのＩＳＣ学習値を所定変換率で変換操作することにより、他方の燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値を更新する技術が示されている。
【特許文献】特開平１０−６１４７８号公報（第２頁〜第３頁）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のものでは、学習頻度の少ない燃焼モードにおける学習精度を向上させるために、現在の燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値に基づき他方の燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値を更新するようにしている。
【０００４】
ここで、均質燃焼モードにおけるトルク発生の支配的要因は空気量であり、成層燃焼モードにおけるトルク発生の支配的要因は燃料噴射量である。つまり、学習制御によって吸収すべき対象が、均質燃焼モードではスロットルバルブによる空気量のばらつきであり、成層燃焼モードではインジェクタ（燃料噴射弁）による燃料噴射量のばらつきと異なっている。したがって、一方の燃焼モードで学習したＩＳＣ学習値を燃焼モードの異なる他方のＩＳＣ学習値に単純に反映してしまうと、その燃焼モードでは影響を受けない要因、即ち、学習すべきでない要因によって学習してしまうこととなり、却って、学習精度を低下させてしまうという不具合があった。
【０００５】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、筒内噴射式内燃機関の各燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値に対して、共通の誤差となる要因のみを互いに反映させることで、各燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値の精度を向上させると共に、アイドル回転速度の制御性を向上可能な内燃機関のアイドル回転速度制御装置の提供を課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関のアイドル回転速度制御装置によれば、均質燃焼モードで学習制御を実行中に、均質燃焼モードにおける均質燃焼学習値と成層燃焼モードにおける成層燃焼学習値との偏差が所定値以上となったときには、成層燃焼学習値強制更新手段で均質燃焼学習値に基づいて成層燃焼学習値が強制的に更新され、また、成層燃焼モードで学習制御を実行中に、成層燃焼学習値と均質燃焼学習値との偏差が所定値以上となったときには、均質燃焼学習値強制更新手段で成層燃焼学習値に基づいて均質燃焼学習値が強制的に更新される。つまり、一方の燃焼モードによるＩＳＣ学習制御を実行中において、そのＩＳＣ学習値と他方の燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値との偏差が、両燃焼モードで内燃機関１０への影響が同じで、共通の誤差要因となり得るときには、この偏差が所定値以上となると一方の燃焼モードのＩＳＣ学習値によって他方の燃焼モードのＩＳＣ学習値が強制的に更新される。これにより、各燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値の精度が向上されると共に、アイドル回転速度の制御性が向上される。
【０００７】
請求項２の内燃機関のアイドル回転速度制御装置によれば、均質燃焼モードと成層燃焼モードとで内燃機関の出力への影響が異なる特定の状態にあるときには、学習値強制更新制限手段で各燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値への反映状態に制限がかけられることで、不適切な学習値強制更新が未然に防止される。
【０００８】
請求項３の内燃機関のアイドル回転速度制御装置では、所定値が均質燃焼モードにおける均質燃焼学習値に特有なばらつきと、成層燃焼モードにおける成層燃焼学習値に特有なばらつきとに基づき設定される。これにより、各学習値の偏差が所定値を越えない場合は、それぞれの燃焼モードに特有なばらつきによるものであり、学習値の反映は行わない。一方、各学習値の偏差が所定値を越えた場合は、フリクション等の各燃焼モードに共通な要因であるために、学習値の反映を行う。したがって、各燃焼モードに対して、特有なばらつき要因は互いに反映せず、共通な要因のみ反映させることで、各燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値の精度が向上されると共に、アイドル回転速度の制御性が向上される。
【０００９】
請求項４の内燃機関のアイドル回転速度制御装置では、ＩＳＣにおけるフィードバック制御及び学習制御において、均質燃焼モード及び成層燃焼モードで同一単位が用いられることでＩＳＣ学習値が簡単な演算式にて得られる。
【００１０】
請求項５の内燃機関のアイドル回転速度制御装置における学習値強制更新制限手段では、特定の状態が高地運転状態であるとき、成層燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新が禁止されることで、均質燃焼学習値に基づく成層燃焼学習値に対する誤った強制更新が未然に防止される。
【００１１】
請求項６の内燃機関のアイドル回転速度制御装置における学習値強制更新制限手段では、特定の状態がＥＧＲシステムがフェイル状態であるとき、成層燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新が禁止されることで、ＥＧＲシステムにフェイルが発生しておりハードウェア的に何らかの異常があるときの均質燃焼学習値に基づく成層燃焼学習値に対する誤った強制更新が未然に防止される。
【００１２】
請求項７の内燃機関のアイドル回転速度制御装置における学習値強制更新制限手段では、特定の状態が燃料系システムがフェイル状態であるとき、均質燃焼学習値強制更新手段及び成層燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新が禁止されることで、燃料系システムにフェイルが発生しておりハードウェア的に何らかの異常があるときの均質燃焼学習値に基づく成層燃焼学習値に対する誤った強制更新及び成層燃焼学習値に基づく均質燃焼学習値に対する誤った強制更新が共に未然に防止される。
【００１３】
請求項８の内燃機関のアイドル回転速度制御装置における学習値強制更新制限手段では、特定の状態が吸気系システムがフェイル状態であるとき、均質燃焼学習値強制更新手段及び成層燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新が禁止されることで、吸気系システムにフェイルが発生しておりハードウェア的に何らかの異常があるときの均質燃焼学習値に基づく成層燃焼学習値に対する誤った強制更新及び成層燃焼学習値に基づく均質燃焼学習値に対する誤った強制更新が共に未然に防止される。
【００１４】
請求項９の内燃機関のアイドル回転速度制御装置における学習値強制更新制限手段では、特定の状態が点火系システムがフェイル状態であるとき、均質燃焼学習値強制更新手段及び成層燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新が禁止されることで、点火系システムにフェイルが発生しておりハードウェア的に何らかの異常があるときの均質燃焼学習値に基づく成層燃焼学習値に対する誤った強制更新及び成層燃焼学習値に基づく均質燃焼学習値に対する誤った強制更新が共に未然に防止される。
【００１５】
請求項１０の内燃機関のアイドル回転速度制御装置における学習値強制更新制限手段では、特定の状態が可変バルブタイミング制御系システムがフェイル状態であるとき、均質燃焼学習値強制更新手段及び成層燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新が禁止されることで、可変バルブタイミング制御系システムにフェイルが発生しておりハードウェア的に何らかの異常があるときの均質燃焼学習値に基づく成層燃焼学習値に対する誤った強制更新及び成層燃焼学習値に基づく均質燃焼学習値に対する誤った強制更新が共に未然に防止される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のアイドル回転速度制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【００１８】
図１において、１０は各気筒内にガソリン燃料を直接噴射供給する直噴エンジンとしての筒内噴射式内燃機関であり、内燃機関１０の吸気通路１１の最上流部に配設されたエアクリーナ（図示略）の下流側には、吸入空気量ＧＡ〔ｇ／ｓｅｃ〕を検出するエアフローメータ１２が配設されている。また、エアフローメータ１２の下流側には、スロットルバルブ１３が配設されている。このスロットルバルブ１３にはアクチュエータとしてのＤＣモータ１４が接続されており、図示しないアクセルペダルの踏込量等に応じたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）５０からの制御信号に基づきＤＣモータ１４が駆動されることでスロットルバルブ１３が開閉制御され、各気筒への吸入空気量が調節される。また、スロットルバルブ１３にはスロットル開度ＴＡ〔°〕を検出するスロットル開度センサ１５が配設されている。
【００１９】
スロットルバルブ１３の下流側の吸気通路１１にはサージタンク１６が形成されており、このサージタンク１６には吸気圧ＰＭ〔ｋＰａ〕を検出する吸気圧センサ１７が配設されている。サージタンク１６には内燃機関１０の各気筒に空気を導入するインテークマニホルド１８が接続され、各気筒のインテークマニホルド１８内には、内燃機関１０の各気筒内のスワール流を制御するためのＳＣＶ（Ｓｗｉｒｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｖａｌｖｅ：スワールコントロールバルブ）１９が配設されている。
【００２０】
内燃機関１０の各気筒の上部には、燃料を各気筒内に直接噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）２０が配設されている。この各気筒のインジェクタ２０は燃料タンク２１と燃料配管２２にて接続されており、燃料タンク２１内の燃料が燃料ポンプ２３によって燃料配管２２内にて高圧に加圧され各気筒のインジェクタ２０に供給される。この燃料配管２２途中には燃圧（燃料の圧力）ＰＦ〔ＭＰａ〕を検出する燃圧センサ２４が配設されている。また、内燃機関１０のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２５が配設され、この点火プラグ２５の火花放電によって各気筒内の混合気に点火される。
【００２１】
そして、内燃機関１０の各気筒の吸気側には吸気バルブ２６、排気側には排気バルブ２７が配設されており、これら吸気バルブ２６及び排気バルブ２７は、それぞれカムシャフト２８，２９によって駆動される。更に、周知の可変バルブタイミング制御系システムとして吸気側のカムシャフト２８には、内燃機関１０の運転状態に応じて吸気バルブ２６の開閉タイミングを可変自在な油圧式の可変バルブタイミング制御機構３０が接続されている。この可変バルブタイミング制御機構３０はＥＣＵ５０からの制御信号に基づきＯＣＶ（Ｏｉｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｖａｌｖｅ：油圧制御バルブ）３１が駆動され、このＯＣＶ３１からの油圧に応じて吸気バルブ２６の開閉タイミングが調節される。
【００２２】
内燃機関１０の各気筒の燃焼室３２内の混合気の燃焼に伴うピストン３３の往復運動によってクランクシャフト３４が回転駆動され、このクランクシャフト３４の回転軸トルクによって図示しない車両駆動系や外部負荷が駆動される。また、クランクシャフト３４には回転に伴う機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕を検出するクランク角センサ３５が配設されている。そして、内燃機関１０のシリンダブロックには、冷却水温ＴＨＷ〔℃〕を検出する水温センサ３６が配設されている。
【００２３】
更に、内燃機関１０の排気通路３７には、排気ガスを浄化する三元触媒等の触媒３８が配設され、この触媒３８の上流側には排気ガス中の空燃比λを検出する空燃比センサ３９が配設されている。また、排気通路３７における空燃比センサ３９の上流側とサージタンク１６との間には、周知のＥＧＲシステムとして排気ガスの一部を吸気側に戻すためのＥＧＲ配管４０が接続され、このＥＧＲ配管４０途中には、ＥＧＲ量を制御するバルブであるＥＧＲＶ４１が配設されている。
【００２４】
ＥＣＵ５０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ、制御プログラムや制御マップ等を格納したＲＯＭ、各種データ等を格納するＲＡＭ、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ、入出力回路及びそれらを接続するバスライン等からなる論理演算回路として構成されている。このＥＣＵ５０には入力回路を介してエアフローメータ１２からの吸入空気量ＧＡ、スロットル開度センサ１５からのスロットル開度ＴＡ、吸気圧センサ１７からの吸気圧ＰＭ、燃圧センサ２４からの燃圧ＰＦ、クランク角センサ３５からの機関回転速度ＮＥ、水温センサ３６からの冷却水温ＴＨＷ、空燃比センサ３９からの空燃比λ等が入力されている。また、ＥＣＵ５０の演算結果に基づき出力回路を介してＤＣモータ１４、ＳＣＶ１９、インジェクタ２０、燃料ポンプ２３、点火プラグ２５、ＯＣＶ３１、ＥＧＲＶ４１等に各制御信号が出力されている。
【００２５】
次に、本実施例におけるＩＳＣ学習制御の概要について説明する。
【００２６】
前述のように、一方の燃焼モードで学習したＩＳＣ学習値を燃焼モードの異なる他方のＩＳＣ学習値に単純に反映してしまうと、その燃焼モードでは影響を受けない要因、即ち、学習すべきでない要因によって学習してしまうこととなり、却って、学習精度を低下させてしまうこととなる。
【００２７】
ここで、内燃機関や周辺機器自体の経時変化を含んだフリクション等の増加は、両燃焼モードに共通の誤差要因となるため、ＩＳＣ学習値の相互に反映すべきであると言える。そこで、均質燃焼モード、成層燃焼モードでそれぞれ独立して学習を行い、この際、学習頻度の少ない燃焼モードに対しても学習精度を確保するために、他方のＩＳＣ学習値を直接反映するのではなく、本来、吸収すべきでない要因によるずれ量を越えて両燃焼モードの学習値が離れた場合には、経時変化を含んだフリクション等の影響であると判定する。この場合には、そのときの燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値を基準として他方の燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値を強制的に更新することで、各燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値の精度が向上され、ＩＳＣ制御性が向上される。
【００２８】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のアイドル回転速度制御装置で使用されているＥＣＵ５０における内燃機関１０の均質燃焼／成層燃焼の各燃焼モードに対応するＩＳＣ学習値演算の処理手順を示す図２のフローチャートに基づき、図３を参照して説明する。ここで、図３は図２の処理に対応する均質燃焼中における均質燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＨｏｍ  （太い実線）の遷移状態に基づく成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  （太い破線）の遷移状態を示すタイムチャートである。なお、図２の処理に対応する成層燃焼中における成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  の遷移状態に基づく均質燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＨｏｍ  の遷移状態を示すタイムチャートについては省略する。また、このＩＳＣ学習値演算ルーチンは所定時間毎にＥＣＵ５０にて繰返し実行される。
【００２９】
図２において、まず、ステップＳ１０１で、内燃機関１０がアイドル運転状態にあるかが判定される。ステップＳ１０１の判定条件が成立、即ち、内燃機関１０がアイドル運転状態であるときにはステップＳ１０２に移行し、ＩＳＣＦ／Ｂ（フィードバック）実行中であるかが判定される。ステップＳ１０２の判定条件が成立、即ち、ＩＳＣＦ／Ｂ実行中であるときにはステップＳ１０３に移行し、均質燃焼中（均質燃焼モード）であるかが判定される。ステップＳ１０３の判定条件が成立、即ち、均質燃焼中であるときにはステップＳ１０４に移行し、前回の均質燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＨｏｍ  に学習値更新量ΔＡｄｐ  （図３参照）が加算され、均質燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＨｏｍ  が更新される。
【００３０】
なお、上記学習値更新量ΔＡｄｐ  は、このときのＩＳＣＦ／Ｂ量に対して所定割合となるよう設定され、ＩＳＣＦ／Ｂ量が「０」より大きいときには「正」の値、「０」より小さいときには「負」の値に設定される。ここで、ＩＳＣＦ／Ｂ制御におけるＩＳＣＦ／Ｂ量やＩＳＣ学習制御における均質燃焼モードでの均質燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＨｏｍ  、成層燃焼モードでの成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  及び学習値更新量ΔＡｄｐ  等には、同一のトルク単位〔Ｎ・ｍ：ニュートン・メートル〕が用いられる。
【００３１】
次にステップＳ１０５に移行して、ステップＳ１０４で更新された均質燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＨｏｍ  から成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  が減算され、均質燃焼学習値と成層燃焼学習値との偏差ＤｌｔＡｄｐＨｏｍＳｔｒが算出される。次にステップＳ１０６に移行して、ステップＳ１０５で算出された偏差ＤｌｔＡｄｐＨｏｍＳｔｒが均質燃焼時の学習値偏差許容上限値ＵＨを越えているか、またはステップＳ１０５で算出された偏差ＤｌｔＡｄｐＨｏｍＳｔｒが均質燃焼時の学習値偏差許容下限値ＬＨ未満であるかが判定される。なお、この均質燃焼時の学習値偏差許容下限値ＬＨは「負」の値に設定されている。ステップＳ１０６の判定条件が成立、即ち、偏差ＤｌｔＡｄｐＨｏｍＳｔｒが均質燃焼時の学習値偏差許容上限値ＵＨを越えて大きいとき（図３（ａ）に示す時刻ｔ０１以降）、または偏差ＤｌｔＡｄｐＨｏｍＳｔｒが均質燃焼時の学習値偏差許容下限値ＬＨ未満と小さいとき（図３（ｂ）に示す時刻ｔ１１以降）にはステップＳ１０７に移行し、成層燃焼学習値強制更新条件が成立しているかが判定される。
【００３２】
この成層燃焼学習値強制更新条件が成立するときは、例えば、高地運転状態でないとき、かつＥＧＲシステム、燃料系システム、吸気系システム、点火系システム、バルブ開閉タイミングやバルブリフト量を制御する可変バルブタイミング制御系システム等がハードウェア的に全て正常であるときである。なお、高地運転状態であるときには空気が薄いため均質燃焼学習値のずれ量が通常時のずれ量より大きくなることが予め想定されるため、成層燃焼学習値に対する強制的な更新を禁止する必要がある。また、ＥＧＲシステムがハードウェア的に異常であるときには、ＥＧＲガス量が増加することで均質燃焼学習値のずれ量が通常時のずれ量より大きくなることが予め想定されるため、成層燃焼学習値に対する強制的な更新を禁止する必要がある。そして、燃料系システム、吸気系システム、点火系システムがハードウェア的に異常であるときには、当然のことながら、均質燃焼学習値及び成層燃焼学習値に対して影響があるため両学習値に対する強制的な更新を禁止する必要がある。更に、可変バルブタイミング制御系システムがハードウェア的に異常であるときには、内部ＥＧＲが増加することがあるため均質燃焼学習値及び成層燃焼学習値に対する強制的な更新を禁止する必要がある。
【００３３】
ステップＳ１０７の判定条件が成立、即ち、上述のように、このときの運転状態が高地運転状態でなく、かつＥＧＲシステム、燃料系システム、吸気系システム、点火系システム、バルブ開閉タイミングやバルブリフト量を制御する可変バルブタイミング制御系システム等にフェイル状態が発生しておらずハードウェア的に全て正常であるときには、成層燃焼学習値強制更新条件が成立しているとしてステップＳ１０８に移行し、ステップＳ１０５で算出された偏差ＤｌｔＡｄｐＨｏｍＳｔｒが「０」より大きいかが判定される。ステップＳ１０８の判定条件が成立、即ち、偏差ＤｌｔＡｄｐＨｏｍＳｔｒが「０」より大きいときには、この偏差ＤｌｔＡｄｐＨｏｍＳｔｒがこれ以上となることのないようステップＳ１０９に移行し、ステップＳ１０４で更新された均質燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＨｏｍ  から均質燃焼時の学習値偏差許容上限値ＵＨが減算され、成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  が強制的に更新される。
【００３４】
一方、ステップＳ１０８の判定条件が成立せず、即ち、偏差ＤｌｔＡｄｐＨｏｍＳｔｒが「０」以下と小さいときには、この偏差ＤｌｔＡｄｐＨｏｍＳｔｒがこれ以上となることのないようステップＳ１１０に移行し、ステップＳ１０４で更新された均質燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＨｏｍ  から均質燃焼時の学習値偏差許容下限値ＬＨが減算され、成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  が強制的に更新され、本ルーチンを終了する。なお、この成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  の強制的に更新では、均質燃焼時の学習値偏差許容下限値ＬＨは「負」の値に設定されているため均質燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＨｏｍ  に均質燃焼時の学習値偏差許容下限値ＬＨの絶対値が加算された値が成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  とされる。
【００３５】
一方、ステップＳ１０１の判定条件が成立せず、即ち、内燃機関１０がアイドル運転状態でないとき、またはステップＳ１０２の判定条件が成立せず、即ち、ＩＳＣＦ／Ｂ実行中でないとき、またはステップＳ１０６の判定条件が成立せず、即ち、ステップＳ１０５で算出された偏差ＤｌｔＡｄｐＨｏｍＳｔｒが均質燃焼時の学習値偏差許容下限値ＬＨ以上と大きく（図３（ｂ）に示す時刻ｔ１１以前）、かつ均質燃焼時の学習値偏差許容上限値ＵＨ以下と小さい（図３（ａ）に示す時刻ｔ０１以前）とき、またはステップＳ１０７の判定条件が成立せず、即ち、上述のように、このときの運転状態が高地運転状態であったり、またはＥＧＲシステム、燃料系システム、吸気系システム、点火系システム、バルブ開閉タイミングやバルブリフト量を制御する可変バルブタイミング制御系システム等にフェイル状態が発生しておりハードウェア的に何らかの異常があるときには、成層燃焼学習値強制更新条件が成立していないとして、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００３６】
一方、ステップＳ１０３の判定条件が成立せず、即ち、成層燃焼中（成層燃焼モード）であるときにはステップＳ１１１に移行し、前回の成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  に学習値更新量ΔＡｄｐ  が加算され、成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  が更新される。次にステップＳ１１２に移行して、ステップＳ１１１で更新された成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  から均質燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＨｏｍ  が減算され、成層燃焼学習値と均質燃焼学習値との偏差ＤｌｔＡｄｐＳｔｒＨｏｍが算出される。次にステップＳ１１３に移行して、ステップＳ１１２で算出された偏差ＤｌｔＡｄｐＳｔｒＨｏｍが成層燃焼時の学習値偏差許容上限値ＵＳを越えているか、またはステップＳ１１２で算出された偏差ＤｌｔＡｄｐＳｔｒＨｏｍが成層燃焼時の学習値偏差許容下限値ＬＳ未満であるかが判定される。ステップＳ１１３の判定条件が成立、即ち、偏差ＤｌｔＡｄｐＳｔｒＨｏｍが成層燃焼時の学習値偏差許容上限値ＵＳを越えて大きいとき、または偏差ＤｌｔＡｄｐＳｔｒＨｏｍが成層燃焼時の学習値偏差許容下限値ＬＳ未満と小さいときにはステップＳ１１４に移行し、均質燃焼学習値強制更新条件が成立しているかが判定される。
【００３７】
ステップＳ１１４の判定条件が成立、即ち、上述のように、ＥＧＲシステム、燃料系システム、吸気系システム、点火系システム、バルブ開閉タイミングやバルブリフト量を制御する可変バルブタイミング制御系システム等にフェイル状態が発生しておらずハードウェア的に全て正常であるときには、均質燃焼学習値強制更新条件が成立しているとしてステップＳ１１５に移行し、ステップＳ１１２で算出された偏差ＤｌｔＡｄｐＳｔｒＨｏｍが「０」より大きいかが判定される。ステップＳ１１５の判定条件が成立、即ち、偏差ＤｌｔＡｄｐＳｔｒＨｏｍが「０」より大きいときにはステップＳ１１６に移行し、ステップＳ１１１で更新された成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  から成層燃焼時の学習値偏差許容上限値ＵＳが減算され、均質燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＨｏｍ  が強制的に更新される。一方、ステップＳ１１５の判定条件が成立せず、即ち、偏差ＤｌｔＡｄｐＳｔｒＨｏｍが「０」以下と小さいときにはステップＳ１１７に移行し、ステップＳ１１１で更新された成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  から成層燃焼時の学習値偏差許容下限値ＬＳが減算され、均質燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＨｏｍ  が強制的に更新され、本ルーチンを終了する。
【００３８】
一方、ステップＳ１１３の判定条件が成立せず、即ち、ステップＳ１１２で算出された偏差ＤｌｔＡｄｐＳｔｒＨｏｍが成層燃焼時の学習値偏差許容下限値ＬＳ以上で、かつ成層燃焼時の学習値偏差許容上限値ＵＳ以下であるとき、またはステップＳ１１４の判定条件が成立せず、即ち、上述のように、ＥＧＲシステム、燃料系システム、吸気系システム、点火系システム、可変バルブタイミング制御系システム等にフェイルが発生しておりハードウェア的に何らかの異常があるときには、均質燃焼学習値強制更新条件が成立していないとして、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００３９】
このように、本実施例の内燃機関のアイドル回転速度制御装置は、吸気行程に燃料噴射して均質燃焼させる均質燃焼モードと圧縮行程に燃料噴射して成層燃焼させる成層燃焼モードとを切替自在な直噴エンジン（筒内噴射式内燃機関）１０であって、均質燃焼モード、成層燃焼モードで共にＩＳＣＦ／Ｂ（フィードバック）制御及びＩＳＣ学習制御を実行するものにおいて、均質燃焼モードでＩＳＣ学習制御を実行中に、均質燃焼モードにおける均質燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＨｏｍ  と成層燃焼モードにおける成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  との偏差ＤｌｔＡｄｐＨｏｍＳｔｒが所定値以上となったときには、均質燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＨｏｍ  に基づいて成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  を強制的に更新するＥＣＵ５０にて達成される成層燃焼学習値強制更新手段と、成層燃焼モードでＩＳＣ学習制御を実行中に、成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  と均質燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＨｏｍ  との偏差ＤｌｔＡｄｐＳｔｒＨｏｍが所定値以上となったときには、成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  に基づいて均質燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＨｏｍ  を強制的に更新するＥＣＵ５０にて達成される均質燃焼学習値強制更新手段とを具備するものである。
【００４０】
つまり、一方の燃焼モードによるＩＳＣ学習制御を実行中において、そのＩＳＣ学習値と他方の燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値との偏差が、両燃焼モードで内燃機関１０への影響が同じで、共通の誤差要因となり得るときには、この偏差が所定値以上となると一方の燃焼モードのＩＳＣ学習値によって他方の燃焼モードのＩＳＣ学習値が強制的に更新される。これにより、各燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値の精度を向上することができると共に、アイドル回転速度の制御性を向上することができる。
【００４１】
また、本実施例の内燃機関のアイドル回転速度制御装置は、更に、内燃機関１０の出力への影響が、均質燃焼モードと成層燃焼モードとで異なる特定の状態にあるときには、前記成層燃焼学習値強制更新手段及び／または前記均質燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新に制限を設けるＥＣＵ５０にて達成される学習値強制更新制限手段を具備するものである。このため、均質燃焼モードと成層燃焼モードとで内燃機関１０の出力への影響が異なり、共通の誤差要因とならない特定の状態にあるときには、各燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値への反映状態に制限がかけられることで、不適切な学習値強制更新が防止される。
【００４２】
そして、本実施例の内燃機関のアイドル回転速度制御装置の所定値としての均質燃焼時の学習値偏差許容上限値ＵＨ、均質燃焼時の学習値偏差許容下限値ＬＨ、成層燃焼時の学習値偏差許容上限値ＵＳ、成層燃焼時の学習値偏差許容下限値ＬＳは、均質燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＨｏｍ  に特有なばらつきと、成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  に特有なばらつきとに基づいて設定するものである。これにより、例えば、均質燃焼モードと成層燃焼モードとで均質燃焼時の学習値偏差許容上限値ＵＨ、均質燃焼時の学習値偏差許容下限値ＬＨ及び成層燃焼時の学習値偏差許容上限値ＵＳ、成層燃焼時の学習値偏差許容下限値ＬＳが、均質燃焼モードにおける均質燃焼学習値と成層燃焼モードにおける成層燃焼学習値との間の異なる要因によると考えられるずれ量としてＩＳＣ学習制御に反映されることとなり、各燃焼モードにおけるＩＳＣ学習値の精度を向上することができると共に、アイドル回転速度の制御性を向上することができる。
【００４３】
更に、本実施例の内燃機関のアイドル回転速度制御装置のＩＳＣＦ／Ｂ制御及びＩＳＣ学習制御は、均質燃焼モード及び成層燃焼モードで同一単位であるトルク単位を用いて実行するものである。このように、ＩＳＣＦ／Ｂ制御及びＩＳＣ学習制御では、同じトルク単位が用いられることでＩＳＣ学習値としての均質燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＨｏｍ  及び成層燃焼学習値ＩｓｃＡｄｐＳｔｒ  が簡単な演算式にて求められる。
【００４４】
更にまた、本実施例の内燃機関のアイドル回転速度制御装置のＥＣＵ５０にて達成される学習値強制更新制限手段は、特定の状態が高地運転状態であるときには、前記成層燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新を禁止するものである。これにより、高地運転状態であるときの均質燃焼学習値に基づく成層燃焼学習値に対する誤った強制更新を防止することができる。
【００４５】
そして、本実施例の内燃機関のアイドル回転速度制御装置のＥＣＵ５０にて達成される学習値強制更新制限手段は、特定の状態がＥＧＲＶ４１等からなるＥＧＲシステムのフェイル状態であるときには、前記成層燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新を禁止するものである。このため、ＥＧＲシステムにフェイルが発生しておりハードウェア的に何らかの異常があるときの均質燃焼学習値に基づく成層燃焼学習値に対する誤った強制更新を防止することができる。
【００４６】
加えて、本実施例の内燃機関のアイドル回転速度制御装置のＥＣＵ５０にて達成される学習値強制更新制限手段は、特定の状態がインジェクタ２０、燃料ポンプ２３等からなる燃料系システムのフェイル状態であるときには、前記均質燃焼学習値強制更新手段及び前記成層燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新を共に禁止するものである。このため、燃料系システムにフェイルが発生しておりハードウェア的に何らかの異常があるときの均質燃焼学習値に基づく成層燃焼学習値に対する誤った強制更新及び成層燃焼学習値に基づく均質燃焼学習値に対する誤った強制更新を共に防止することができる。
【００４７】
また、本実施例の内燃機関のアイドル回転速度制御装置のＥＣＵ５０にて達成される学習値強制更新制限手段は、特定の状態がスロットルバルブ１３、ＤＣモータ１４、スロットル開度センサ１５等からなる吸気系システムのフェイル状態であるときには、前記均質燃焼学習値強制更新手段及び前記成層燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新を共に禁止するものである。このため、吸気系システムにフェイルが発生しておりハードウェア的に何らかの異常があるときの均質燃焼学習値に基づく成層燃焼学習値に対する誤った強制更新及び成層燃焼学習値に基づく均質燃焼学習値に対する誤った強制更新を共に防止することができる。
【００４８】
そして、本実施例の内燃機関のアイドル回転速度制御装置のＥＣＵ５０にて達成される学習値強制更新制限手段は、特定の状態が点火プラグ２５等からなる点火系システムのフェイル状態であるときには、前記均質燃焼学習値強制更新手段及び前記成層燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新を共に禁止するものである。このため、点火系システムにフェイルが発生しておりハードウェア的に何らかの異常があるときの均質燃焼学習値に基づく成層燃焼学習値に対する誤った強制更新及び成層燃焼学習値に基づく均質燃焼学習値に対する誤った強制更新を共に防止することができる。
【００４９】
また、本実施例の内燃機関のアイドル回転速度制御装置のＥＣＵ５０にて達成される学習値強制更新制限手段は、特定の状態が可変バルブタイミング制御機構３０、ＯＣＶ３１等からなる可変バルブタイミング制御系システムのフェイル状態であるときには、前記均質燃焼学習値強制更新手段及び前記成層燃焼学習値強制更新手段による学習値強制更新を共に禁止するものである。このため、可変バルブタイミング制御系システムにフェイルが発生しておりハードウェア的に何らかの異常があるときの均質燃焼学習値に基づく成層燃焼学習値に対する誤った強制更新及び成層燃焼学習値に基づく均質燃焼学習値に対する誤った強制更新を共に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のアイドル回転速度制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のアイドル回転速度制御装置で使用されているＥＣＵにおける内燃機関の均質燃焼／成層燃焼の各燃焼モードに対応するＩＳＣ学習値演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は図２の処理に対応する均質燃焼中における均質燃焼学習値の遷移状態に基づく成層燃焼学習値の遷移状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０  直噴エンジン（筒内噴射式内燃機関）
１３  スロットルバルブ
１４  ＤＣモータ
１５  スロットル開度センサ
５０  ＥＣＵ（電子制御ユニット）
【図１】
2004232603.tif 000003
【図２】
2004232603.tif 000004
【図３】
2004232603.tif 000005