(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイドル運転時に目標アイドル回転数を得るためのアイドル空気量を学習する学習手段を備えると共に、エンジンの運転操作とは関連しない人為的なトリガ信号を受けて、前記学習手段による学習を行わせる急速学習手段を備える自動車用エンジンのアイドル回転数学習制御装置において、
前記人為的なトリガ信号とは別のエンジンの運転操作とは関連しない人為的なトリガ信号を設定し、
前記別の人為的なトリガ信号を受けて、前記急速学習手段による学習後に、学習時の誤差要因に基づいて、前記急速学習手段による学習値を補正する学習値補正手段を設けたことを特徴とする自動車用エンジンのアイドル回転数学習制御装置。
【請求項２】
前記学習値補正手段は、学習地での気圧と仕向け地での一般的な気圧との差に基づいて、学習値を補正するものであることを特徴とする請求項１記載の自動車用エンジンのアイドル回転数学習制御装置。
【請求項３】
前記学習値補正手段は、エンジンの初期フリクション分に基づいて、学習値を補正するものであることを特徴とする請求項１記載の自動車用エンジンのアイドル回転数学習制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用エンジンのアイドル回転数学習制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車用エンジンでは、アイドル運転時に、例えば、スロットル弁をバイパスする補助空気通路に設けたアイドル制御弁の開度を制御するなどして、アイドル空気量を制御することにより、目標アイドル回転数となるようにフィードバック制御している。
【０００３】
また、フィードバック制御中のフィードバック制御値に基づいて、目標アイドル回転数を得るためのアイドル空気量（例えばアイドル制御弁の開度補正値）を学習し（ＴＡＳ学習）、その学習値に基づいて制御することで、フィードバック制御の追従遅れを生じる場合や、オープン制御を行う場合においても、精度良く目標アイドル回転数が得られるようにしている。
【０００４】
また、工場出荷時においては、人為的なトリガ信号を受けて、急速に学習を行わせている（急速ＴＡＳ学習；特開平９−７２２３７号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、高地にある工場で、目標アイドル回転数を得るためのアイドル空気量を学習した後、低地にデリバリーされると、気圧差の分、低地でエンジンの吹き上がりを生じるという問題点があり、逆に、低地から高地にデリバリーされると、エンジンの回転落ちを生じるという問題点があった。
【０００６】
尚、気圧差に対する補正としては、例えば特開平６−２９４３３７号公報に示されているように、始動時に大気圧を検出し、検出された大気圧に基づいて始動時の気圧補正量を決定し、決定された気圧補正量に基づいて始動時の空気量（アイドル制御弁の開度）を決定するものがある。しかし、このものでは、大気圧センサを必要とする他、始動時の空気量を変化させても、学習していないので、始動後には、エンジン要求に対し、空気量が過不足し、エンジンの吹き上がりや回転数の落ち込みが発生する。
【０００７】
また、工場などでエンジンの初期フリクション分がある状態で学習した後、初期フリクション分がなくなると、やはり吹き上がりを生じるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、工場などの学習地と仕向け地との気圧差や、エンジンの初期フリクション分などの学習時の誤差要因に的確に対処できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明では、図１に示すように、アイドル運転時に目標アイドル回転数を得るためのアイドル空気量を学習する学習手段を備えると共に、エンジンの運転操作とは関連しない人為的なトリガ信号を受けて、前記学習手段による学習を行わせる急速学習手段を備える自動車用エンジンのアイドル回転数学習制御装置において、前記人為的なトリガ信号とは別のエンジンの運転操作とは関連しない人為的なトリガ信号を設定し、前記別の人為的なトリガ信号を受けて、前記急速学習手段による学習後に、学習時の誤差要因に基づいて、前記急速学習手段による学習値を補正する学習値補正手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明では、前記学習値補正手段は、学習地での気圧と仕向け地での一般的な気圧との差に基づいて、学習値を補正するものであることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明では、前記学習値補正手段は、エンジンの初期フリクション分に基づいて、学習値を補正するものであることを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、目標アイドル回転数を得るためのアイドル空気量について、工場などにおいて人為的なトリガ信号を受けて、急速学習を行わせる場合に、学習時の誤差要因がある場合は、人為的なトリガ信号によって、学習値を補正することができ、学習時の誤差要因の影響を取り除いて、急速学習の信頼性を向上させることができるという効果が得られる。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、工場などの学習地での気圧と仕向け地での一般的な気圧との差に基づいて、学習値を補正することで、学習後に、高地から低地、又は、低地から高地にデリバリーされる場合の、エンジンの吹き上がりや回転落ちを防止することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、エンジンの初期フリクション分に基づいて、学習値を補正することで、初期フリクション分がある状態で学習した後、初期フリクション分がなくなった状態での吹き上がりを防止することができる。
【００１７】
【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は本発明の一実施形態を示す自動車用エンジンのシステム図である。先ず、これについて説明する。
【００１８】
車両に搭載されるエンジン１の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ２から吸気通路３により、アクセルペダルに連動するスロットル弁４の制御を受けて、空気が吸入される。
【００１９】
また、スロットル弁４をバイパスする補助空気通路５が設けられ、ここにアイドル空気量制御手段としての電磁式のアイドル制御弁６が介装されている。アイドル制御弁６は、コントロールユニット１０からのデューティ信号により開度を制御され、これによりアイドル空気量を制御する。
【００２０】
吸気通路３のスロットル弁４下流側のマニホールド部分（又は吸気ポート）には、気筒別に、電磁式の燃料噴射弁７が設けられている。
燃料噴射弁７は、コントロールユニット１０からエンジン回転に同期して出力される噴射パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、所定圧力に調圧された燃料を噴射する。そして、噴射された燃料は、吸入空気と共に、燃焼室内に導かれて所定空燃比の均質な混合気を形成する。尚、直噴型の燃料噴射弁を用いて、燃焼室内に直接燃料を噴射するようにしてもよい。
【００２１】
エンジン１の燃焼室内の混合気は、コントロールユニット１０からの点火信号に基づき、点火栓８により点火されて、燃焼し、排気は排気通路９より排出される。
【００２２】
コントロールユニット１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイコンを備え、各種センサからの入力信号を受け、これに基づいて演算処理して、アイドル制御弁６、燃料噴射弁７及び点火栓８などの作動を制御する。
【００２３】
前記各種センサとしては、エンジン１の所定クランク角毎に信号を出力しこれによりエンジン回転数Ｎを検出可能なクランク角センサ１１、吸気通路３のスロットル弁４上流にて吸入空気量Ｑを検出するエアフローメータ１２、スロットル弁４の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ（スロットル弁４の全閉位置でＯＮとなるアイドルスイッチを含む）１３、エンジン１の冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ１４が設けられている。
【００２４】
この他、車速センサ、ニュートラルスイッチ、エアコンスイッチ、パワステスイッチ、ヘッドライトスイッチ、ラジエータファンスイッチなどが設けられて、これらの信号が入力されるが、図示は省略した。
【００２５】
次に、コントロールユニット１０内のマイコンにより行われるアイドル回転数学習制御について、説明する。
図３はアイドル回転数フィードバック制御ルーチンのフローチャートであり、所定時間毎又は所定回転毎に実行される。
【００２６】
ステップ１（図にはＳ１と記す。以下同様）では、所定のアイドル回転数フィードバック制御条件（ＩＳＣ条件）か否かを判定する。ここで、ＩＳＣ条件とは、少なくとも、アイドルスイッチＯＮで、車速ＶＳＰが所定値以下又はニュートラルスイッチＯＮのアイドル運転時であることとする。
【００２７】
ＩＳＣ条件の場合は、ステップ２へ進む。
ステップ２では、実際のエンジン回転数Ｎを読込み、エンジン回転数Ｎと目標アイドル回転数Ｎset とを比較する。尚、目標アイドル回転数Ｎset は水温Ｔｗなどに応じて設定される。
【００２８】
比較の結果、Ｎ＜Ｎset の場合は、ステップ３へ進んで、フィードバック制御値ＩＳＣＩを前回値に対し所定の積分分ΔＩ増大させる（ＩＳＣＩ＝ＩＳＣＩ＋ΔＩ）。逆に、Ｎ＞Ｎset の場合は、ステップ４へ進んで、フィードバック制御値ＩＳＣＩを前回値に対し所定の積分分ΔＩ減少させる（ＩＳＣＩ＝ＩＳＣＩ−ΔＩ）。この部分がアイドル運転時にエンジン回転数を目標アイドル回転数に近づけるようにアイドル空気量のフィードバック制御値を増減するフィードバック制御手段に相当する。
【００２９】
ＩＳＣ条件でない場合は、ステップ２〜４を実行しない。このとき、フィードバック制御値ＩＳＣＩは前回値にクランプされる。
但し、初回の制御においては、フィードバック制御値ＩＳＣＩは、所定の、又は目標アイドル回転数Ｎset に応じた目標フィードバック制御値ＩＳＣＩｔに設定される。
【００３０】
ステップ５では、次式のごとく、アイドル空気量の基本制御値ＩＳＣＮに、学習値ＴＡＳＬＲＣと、フィードバック制御値ＩＳＣＩとを加算して、アイドル空気量の制御値ＩＳＣＯＮを算出する。この部分がフィードバック制御値と学習値とに基づいてアイドル空気量制御手段に対する制御値を算出する制御値算出手段に相当する。
【００３１】
ＩＳＣＯＮ＝ＩＳＣＮ＋ＴＡＳＬＲＣ＋ＩＳＣＩ
ここで、基本制御値ＩＳＣＮは、目標アイドル回転数Ｎset に応じて設定される。
【００３２】
学習値ＴＡＳＬＲＣは、後述する図４の学習ルーチンにより設定・更新されるもので、書換え可能なＲＡＭに記憶されている。このＲＡＭに対しては、エンジンキースイッチのＯＦＦ後も学習値ＩＳＣＬＲＣのデータを記憶保持するために、バックアップ電源回路を用いる。
【００３３】
実際には、この他、エアコン負荷などに応じたフィードフォワード制御値ＩＳＣＦＦが加算されるが、ここでは省略した。
アイドル空気量の制御値ＩＳＣＯＮが演算されると、この制御値ＩＳＣＯＮに対応するデューティ信号によりアイドル制御弁６の開度が制御される。
【００３４】
図４は学習ルーチンのフローチャートである。
ステップ１１では、急速ＴＡＳ学習フラグ＃ＦＱＬＲＮが１にセットされているか否かを判定する。
【００３５】
急速ＴＡＳ学習フラグ＃ＦＱＬＲＮ＝０の場合は、ステップ１２へ進んで、急速ＴＡＳ学習のためのトリガ設定操作１がなされているか否かを判定する。
従って、工場出荷時において、急速ＴＡＳ学習を行わせる場合は、特定のトリガ設定操作１を行っておく。このトリガ設定操作１としては、例えば、スロットルセンサ１３のコネクタの抜き差しにより、又はコントロールユニット１０に電子システム診断テスター（コンサルト）を接続して指令を与えることにより、トリガ信号１を与える。尚、急速ＴＡＳ学習のためのトリガ信号１は、工場においてのみならず、市場（例えばディーラーや整備工場）においても与えることができる。
【００３６】
トリガ設定操作１無しの場合は、ステップ２５へ進んで、通常のＴＡＳ学習を実行する。
トリガ設定操作１有りの場合は、ステップ１３へ進んで、急速ＴＡＳ学習フラグ＃ＦＱＬＲＮ＝１にセットした後、ステップ１４へ進む。
【００３７】
ステップ１４では、急速ＴＡＳ学習時の誤差要因に基づく学習値の補正のためのトリガ設定操作２がなされているか否かを判定する。
従って、工場出荷時において、急速ＴＡＳ学習時の誤差要因（学習地と仕向け地との気圧差や、エンジンの初期フリクション分）に基づいて学習値を補正する場合は、急速ＴＡＳ学習のための特定のトリガ設定操作１のみならず、学習値補正のための特定のトリガ設定操作２を行っておく。このトリガ設定操作２としては、コントロールユニット１０にインラインチェッカーを接続して指令を与えることにより、トリガ信号２を与える。尚、学習値補正のためのトリガ信号２は、限定された工場においてのみ与えることができる。
【００３８】
トリガ設定操作２無しの場合は、そのまま、ステップ１１へ戻る。
トリガ設定操作２有りの場合は、ステップ１５へ進んで、学習値補正フラグ＃ＴＡＳＨＡＣ＝１にセットした後、ステップ１１へ戻る。
【００３９】
急速ＴＡＳ学習フラグ＃ＦＱＬＲＮ＝１の場合は、ステップ１１からステップ１６へ進む。
ステップ１６では、必要により、学習値ＴＡＳＬＲＣをクリアする（ＴＡＳＬＲＣ＝０）。
【００４０】
ステップ１７では、急速ＴＡＳ学習条件が成立しているか否かを判定する。
急速ＴＡＳ学習条件とは、基本的には無負荷の安定状態であり、具体的には、アイドル回転数フィードバック制御中（ＩＳＣ条件成立）、実エンジン回転数Ｎと目標アイドル回転数Ｎset との偏差が所定値以内（｜Ｎ−Ｎset ｜≦５０rpm ）、バッテリ電圧≧所定値、始動後２５秒以上経過、７０℃≦水温Ｔｗ≦９０℃、車速ＶＳＰ＝０km／h 、ニュートラルスイッチＯＮ、エアコンスイッチＯＦＦ、パワステスイッチＯＦＦ、ヘッドライトスイッチＯＦＦ、ラジエータファンスイッチＯＦＦなどを条件とする。
【００４１】
急速ＴＡＳ学習条件が成立していない場合は、ステップ１８へ進んで、イグニッションスイッチがＯＮ→ＯＦＦになったか否かを判定し、ＯＦＦにならない限り、ステップ１７へ戻り、急速ＴＡＳ学習条件が成立するのを待つ。
【００４２】
急速ＴＡＳ学習条件が成立した場合は、ステップ１９へ進む。
ステップ１９では、図５のサブルーチン（ステップ１０１〜１０８）に従って、急速ＴＡＳ学習を実行し、学習値ＴＡＳＬＲＣを設定する。この部分がアイドル運転時に目標アイドル回転数を得るためのアイドル空気量を学習する学習手段、特にフィードバック制御値の定常偏差を学習して学習値を設定する学習手段に相当し、また、人為的なトリガ信号を受けて学習する急速学習手段に相当する。
【００４３】
かかる急速ＴＡＳ学習の内容を図５のサブルーチンにより説明する。
ステップ１０１では、急速ＴＡＳ学習のため、通常のＴＡＳ学習とは異なる前処理を行う。具体的には、アイドル回転数フィードバック制御におけるフィードバック制御値ＩＳＣＩに対する上下限値を拡大したり、実エンジン回転数Ｎと目標アイドル回転数Ｎset との偏差が所定値以内のときに、フィードバック制御値ＩＳＣＩを固定する不感帯領域を縮小（前記所定値を小さく）するなどする。
【００４４】
ステップ１０２では、サンプリング数ｎ＝０とし、積算値ΣＩＳＣＩ＝０とする。
ステップ１０３では、アイドル回転数フィードバック制御中で、｜Ｎ−Ｎset ｜≦５０rpm のときの、フィードバック制御値ＩＳＣＩを、所定時間毎又は所定回転毎に、サンプリングする。
【００４５】
そして、サンプリング毎に、ステップ１０４で、サンプリング数ｎを１アップし（ｎ＝ｎ＋１）、ステップ１０５で、サンプリングされたフィードバック制御値ＩＳＣＩを積算して積算値ΣＩＳＣＩを求める（ΣＩＳＣＩ＝ΣＩＳＣＩ＋ＩＳＣＩ）。
【００４６】
そして、ステップ１０６で、サンプリング数ｎが所定値以上となったか否かを判定し、所定値未満の場合は、ステップ１０３へ戻って、サンプリングを繰り返す。
【００４７】
サンプリング数ｎが所定値以上となった場合は、ステップ１０７へ進む。
ステップ１０７では、フィードバック制御値の積算値ΣＩＳＣＩをサンプリング数ｎで除算して、フィードバック制御値の平均値ＩＳＣＩｍ＝ΣＩＳＣＩ／ｎを求める。
【００４８】
ステップ１０８では、次式のごとく、フィードバック制御値の平均値ＩＳＣＩｍから、所定の、又は目標アイドル回転数Ｎset に応じた目標フィードバック制御値ＩＳＣＩｔを減算して、学習値ＴＡＳＬＲＣ’を求める。
【００４９】
ＴＡＳＬＲＣ’＝ＩＳＣＩｍ−ＩＳＣＩｔ
以上により、急速ＴＡＳ学習を終了する。
急速ＴＡＳ学習の終了後は、図４のステップ２０へ進む。
【００５０】
ステップ２０では、学習値補正フラグ＃ＴＡＳＨＡＣが１にセットされているか否かを判定する。
学習値補正フラグ＃ＴＡＳＨＡＣ＝０の場合は、学習値ＴＡＳＬＲＣ’を補正することなく、ステップ２２へ進む。
【００５１】
学習値補正フラグ＃ＴＡＳＨＡＣ＝１の場合は、ステップ２１へ進んで、次式のごとく、学習値ＴＡＳＬＲＣ’から所定のオフセット値ＴＡＳＯＦを減算して、学習値ＴＡＳＬＲＣ’を補正した後、ステップ２２へ進む。この部分がトリガ信号を受けて学習時の誤差要因に基づいて学習値を補正する学習値補正手段に相当する。
【００５２】
ＴＡＳＬＲＣ’＝ＴＡＳＬＲＣ’−ＴＡＳＯＦ
ここでの所定のオフセット値ＴＡＳＯＦは、工場などの学習地での気圧と仕向け地での一般的な気圧とに差があり、高地から低地にデリバリーされる場合の学習値の補正を行う場合は、気圧差相当値として設定される。また、エンジンの初期フリクション分に基づいて、学習値の補正を行う場合は、初期フリクション分相当値として設定される。
【００５３】
尚、低地から高地にデリバリーされる場合の学習値を行う場合は、気圧差相当のオフセット値ＴＡＳＯＦを加算する補正を行う。
ステップ２２では、学習値ＴＡＳＬＲＣを登録する。すなわち、学習値ＴＡＳＬＲＣ’を学習値ＴＡＳＬＲＣとして登録する。
【００５４】
この段階で、この学習値ＴＡＳＬＲＣ＝ＴＡＳＬＲＣ’が制御（図３のステップ５）に用いられるようになる。
従って、この登録時に、次式のごとく、フィードバック制御値ＩＳＣＩから学習値ＴＡＳＬＲＣ＝ＴＡＳＬＲＣ’を減算して、フィードバック制御値ＩＳＣＩを更新する。
【００５５】
ＩＳＣＩ＝ＩＳＣＩ−ＴＡＳＬＲＣ
登録後は、ステップ２３へ進んで、急速ＴＡＳ学習終了フラグをセットする。そして、ステップ２４へ進んで、急速ＴＡＳ学習フラグ＃ＦＱＬＲＣ及び学習値補正フラグ＃ＴＡＳＨＡＣをリセットして、本ルーチンを終了する。
【００５６】
図６には、以上のような急速ＴＡＳ学習及び学習値補正のタイミングチャートを示している。
前記ステップ２５での通常のＴＡＳ学習は、図５のサブルーチンと同様に行うが、フィードバック制御値の平均値ＩＳＣＩｍから目標アイドル回転数Ｎset に応じた目標フィードバック制御値ＩＳＣＩｔを減算して、その減算分、又はその減算分の所定割合を、学習値ＴＡＳＬＲＣに加算して、学習値ＴＡＳＬＲＣを更新する（次式参照）。
【００５７】
ＴＡＳＬＲＣ＝ＴＡＳＬＲＣ＋Ｍ×（ＩＳＣＩｍ−ＩＳＣＩｔ）
ここで、Ｍは加算割合定数で、０＜Ｍ≦１である。
尚、上記の実施形態では、アイドル空気量制御手段として、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アイドル制御弁を備える例で説明したが、アクセルペダルセンサにより検出されるアクセル開度に基づいて、又はアクセル開度等から算出される目標エンジントルクに基づいて、スロットル開度を電気的に制御する電制スロットル弁を備える場合は、アイドル空気量制御手段を、電制スロットル弁に兼ねさせるようにしてもよい。
【００５８】
この場合は、アイドル空気量の制御値ＩＳＣＯＮをスロットル開口面積Ａ（ＩＳＣＯＮ）に変換し、これをアクセル開度又は目標エンジントルクに基づく要求スロットル開口面積ｔＡapo に加算して、目標スロットル開口面積ｔＡ＝ｔＡapo ＋Ａ（ＩＳＣＯＮ）を求め、この目標スロットル開口面積ｔＡを目標スロットル開度ｔＴＶＯ＝ｆ（ｔＡ）に変換して、この目標スロットル開度ｔＴＶＯに対応する開度指令信号により電制スロットル弁の開度を制御すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】  本発明の一実施形態を示す自動車用エンジンのシステム図
【図３】  アイドル回転数フィードバック制御ルーチンのフローチャート
【図４】  学習ルーチンのフローチャート
【図５】  急速ＴＡＳ学習のサブルーチンのフローチャート
【図６】  急速ＴＡＳ学習のタイミングチャート
【符号の説明】
１  エンジン
４  スロットル弁
５  バイパス通路
６  アイドル制御弁
７  燃料噴射弁
８  点火栓
１０  コントロールユニット
【図１】
0003975618.tif 000002
【図２】
0003975618.tif 000003
【図３】
0003975618.tif 000004
【図４】
0003975618.tif 000005
【図５】
0003975618.tif 000006
【図６】
0003975618.tif 000007