(57)【要約】      （修正有）【解決手段】ＩＳＣＶ（アイドルスピードコントロールバルブ）３８は、エンジン１２に空気を供給する吸気通路２８内の空気流量を開閉によって調整する。ＥＣＵ５２は、アイドリング時のエンジン１２の回転数が所定値を示す適正バルブ開度を算出し、かつエンジン１２の経年変化に応じて増大する値を示すように上限バルブ開度を調整する。ＥＣＵ５２はさらに、アイドリング時におけるＩＳＣＶ３８の開度を、算出された適正バルブ開度に従い、かつ調整された上限バルブ開度を超えない範囲で制御する。【効果】エンジン１２の使用開始当初から長期にわたって、アイドリング回転数を安定させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に空気を供給する吸気通路内の空気流量を開閉によって調整するバルブを備える車両に搭載される制御装置であって、
アイドリング時の前記内燃機関の回転数が所定値を示す適正バルブ開度を算出する算出手段、
前記内燃機関の経年変化に応じて増大する値を示すように上限バルブ開度を調整する調整手段、および
前記アイドリング時における前記バルブの開度を、前記算出手段によって算出された適正バルブ開度に従い、かつ前記調整手段によって調整された上限バルブ開度を超えない範囲で制御する制御手段を備える、制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、制御装置に関し、特に車両に搭載され、内燃機関に空気を供給する吸気通路に設けられたバルブのアイドリング時における開度をアイドリング時における内燃機関の回転数に基づいて制御する、制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の制御装置の一例が、特許文献１に開示されている。この背景技術によれば、ＥＧＲガスや、燃焼室からのガスの吹き返し、或いはブローバイガス等により、主バイパス通路内にスラッジが経年的に堆積した場合、ＩＳＣＶ（アイドルスピードコントロールバルブ）の所定開度は、スラッジの堆積にみあう、空気流量の考慮されたフィードバック制御時の学習値に基づいて設定される。アイドルアジャスティングスクリュが外部から調節される際、ＩＳＣＶは、こうして設定された所定開度に固定制御される。これによって、アイドルアジャスティングスクリュの調節に際して十分な空気流量が確保され、空気量不足によるエンストの発生を回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１７０４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
経年変化によりスロットルバルブやＩＳＣＶにデポジットが堆積したときに、特許文献１のようにしてＩＳＣＶの開度を増大させる学習を行う場合、学習によって設定される開度の上限値を大きくすることで、経年変化後もアイドリング時の内燃機関の回転数を安定させることができる。しかし、デポジットが堆積していないときは、たとえばＭＴ（マニュアルトランスミッション）車でアクセルペダルを踏まずにクラッチを接続した場合に、学習によって設定される開度が上限値に達し、内燃機関が吹き上がるおそれがある。ここで、学習によって設定される開度の上限値を小さくすれば、内燃機関の吹き上がりを回避することができるが、今度は、デポジットが堆積した場合に、空気流量不足によってエンストを引き起こすおそれがある。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、アイドリング時の内燃機関の回転数を内燃機関の使用開始当初から長期にわたって安定させることができる、制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の制御装置は、内燃機関に空気を供給する吸気通路内の空気流量を開閉によって調整するバルブを備える車両に搭載される制御装置であって、アイドリング時の内燃機関の回転数が所定値を示す適正バルブ開度を算出する算出手段、内燃機関の経年変化に応じて増大する値を示すように上限バルブ開度を調整する調整手段、およびアイドリング時におけるバルブの開度を、算出手段によって算出された適正バルブ開度に従い、かつ調整手段によって調整された上限バルブ開度を超えない範囲で制御する制御手段を備える。
【発明の効果】
【０００７】
アイドリング時におけるバルブの開度は上限バルブ開度を超えない範囲で制御されるところ、上限バルブ開度は内燃機関の経年変化に応じて増大する値を示すように調整される。これによって、内燃機関の使用開始当初から長期にわたって、アイドリング回転数を安定させることができる。
【０００８】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この実施例の車両の要部構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＥＣＵの動作の一部を示すフロー図である。
【図３】図１に示すＥＣＵの動作の他の一部を示すフロー図である。
【図４】経年変化値と上限バルブ開度および下限バルブ開度の各々との関係を示すグラフである。
【図５】図１に示すＥＣＵの動作のその他の一部を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１を参照して、この実施例の車両１０は、エンジン（内燃機関）１２を動力源として備える。気筒に設けられた燃焼室１４には、吸気弁１６を介して吸気通路２８が接続され、排気弁１８を介して排気通路３０が接続される。なお、図１では単一の気筒しか示していないが、エンジン１２は複数の気筒を有する。吸気通路２８は、吸気弁１６の上流の位置で各気筒に分岐する。
【００１１】
吸気通路２８には、運転席に配置されたアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量に応じて開度が変わる単一のスロットルバルブ３２と、吸気通路２８に燃料を噴射するべく各気筒に割り当てられた燃料噴射弁３４とが設けられる。スロットルバルブ３２よりも下流でかつ燃料噴射弁３４よりも上流の位置（吸気通路２８の分岐位置）には、空気流量を平準化するためのサージタンク４２が設けられる。
【００１２】
吸気通路２８にはまた、スロットルバルブ３２を迂回する単一のバイパス流路３６が接続される。また、バイパス流路３６には、ＩＳＣＶ３８が設けられる。ＩＳＣＶ３８はステッパモータ４０を駆動源とする電子開閉式のバルブであり、ＩＳＣＶ３８の開度はステッパモータ４０の回転位置に応じて変化する。バイパス流路３６内の空気流量は、このようなＩＳＣＶ３８の開度に依存する。
【００１３】
燃料噴射弁３４から噴射される燃料の量は、吸気通路２８内の空気流量（スロットルバルブ３２およびＩＳＣＶ３８の開度）とエンジン１２の回転数とに基づいて制御される。燃焼室１４には、噴射された燃料と吸気通路２８内の空気との混合気が供給される。供給された混合気は、コンロッド２２を介してクランクシャフト２４と結合されたピストン２０が上死点に達する直前に、図示しない点火プラグによって点火される。ピストン２０は、混合気の爆発によって上下動し、これによってクランクシャフト２４が回転する。クランクシャフト２４にはフライホイール２６が装着され、クランクシャフト２４の回転数つまりエンジン１２の回転数のぶれはフライホイール２６によって抑制される。
【００１４】
アイドリング時は、スロットルバルブ３２が閉じられる。空気は、バイパス流路３６を経て燃焼室１４に供給される。バイパス流路３６内の空気流量つまりＩＳＣＶ３８の開度はエンジン１２の回転数に基づいて調整され、燃料噴射弁３４から噴射される燃料の量はバイパス流路３６からエンジン１２に供給される空気量に基づいて調整される。
【００１５】
ＩＳＣＶ３８の開度の調整について詳しく説明すると、まずエンジン１２の回転数が所定値を示す適正バルブ開度Ｖｓが算出される。続いて、適正バルブ開度Ｖｓが上限バルブ開度Ｖｍａｘおよび下限バルブ開度Ｖｍｉｎの各々と比較される。そして、Ｖｓ＞Ｖｍａｘであれば上限バルブ開度ＶｍａｘがＩＳＣＶ３８に設定され、Ｖｓ＜Ｖｍｉｎであれば下限バルブ開度ＶｍｉｎがＩＳＣＶ３８に設定され、Ｖｍｉｎ≦Ｖｓ≦Ｖｍａｘであれば適正バルブ開度ＶｓがＩＳＣＶ３８に設定される。
【００１６】
ただし、吸気通路２８内には経年変化によってデポジットが堆積し、このうちＩＳＣＶ３８に堆積したデポジットは、アイドリング時のエンジン１２の動作に不具合をもたらすおそれがある。この不具合の内容は、上限バルブ開度Ｖｍａｘを高目の値に設定した場合と、上限バルブ開度Ｖｍａｘを低目の値に設定した場合とで異なる。
【００１７】
つまり、前者の場合、デポジットが堆積していない状態でたとえばＭＴ車でアクセルを踏まずにクラッチを接続したときに、ＩＳＣＶ３８の開度が上限バルブ開度Ｖｍａｘに達し、エンジン１２が吹き上がるおそれがある。後者の場合、デポジットが堆積したときに、空気流量不足によってエンストが発生するおそれがある。
【００１８】
そこで、ＥＣＵ（電子制御ユニットまたは制御装置）５２は、エンジン１２の経年変化を考慮して上限バルブ開度Ｖｍａｘおよび下限バルブ開度Ｖｍｉｎを調整（下限バルブ開度Ｖｍｉｎは補助的に調整）するべく、図２〜図３に示すフロー図に従うバルブ開度設定処理を繰り返し実行する。さらに、アイドリング時におけるＩＳＣＶ３８の開度を調整するべく、エンジン１２がアイドリング状態にあるときに図５に示すフロー図に従うアイドリング時バルブ制御処理を繰り返し実行する。
【００１９】
なお、バルブ開度設定処理およびアイドリング時バルブ制御処理は、所定周期での割り込みによって並列的に（交互に）実行される。また、これらのフロー図に対応する制御プログラムは、ＥＣＵ５２に設けられた不揮発性のメモリ５２ｍに記憶される。
【００２０】
図２を参照して、ステップＳ１ではエンジン１２が始動したか否か（エンジン１２が停止状態から稼働状態に遷移したか否か）を判別し、ステップＳ１７ではエンジン１２が稼働中であるか否かを判別し、ステップＳ２３ではエンジン１２が停止したか否か（エンジン１２が稼働状態から停止状態に遷移したか否か）を判別する。
【００２１】
ステップＳ１の判別結果がＹＥＳであればステップＳ３に進み、時計回路５０を参照して現在時刻を取得する。取得した現在時刻は、メモリ５２ｍに保存される。ステップＳ５およびＳ７では、エンジン１２の総運転時間ＤＴおよび総吸入空気量ＩＡを取得する。総運転時間ＤＴおよび総吸入空気量ＩＡは後述するステップＳ２７およびＳ２９でメモリ５２ｍに保存されるところ、ステップＳ５ではこれを取得する。ステップＳ９では、オドメータ４８から車両１０の走行距離ＴＤを取得する。
【００２２】
こうしてエンジン１２の総運転時間ＤＴおよび総吸入空気量ＩＡと車両１０の走行距離ＴＤとが取得されると、ステップＳ１１で経年変化値ＳＣを算出する。経年変化値ＳＣは、数１に従って算出される。
［数１］
ＳＣ＝Ｋ１＊ＤＴ＋Ｋ２＊ＩＡ＋Ｋ３＊ＴＤ
ただし、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３は重み付け係数
【００２３】
ステップＳ１３では、算出された経年変化値ＳＣに対応する上限バルブ開度Ｖｍａｘを図４に示すグラフに描かれた特性直線Ｌｍａｘから特定する。また、ステップＳ１５では、算出された経年変化値ＳＣに対応する下限バルブ開度Ｖｍｉｎを同じグラフに描かれた特性直線Ｌｍｉｎから特定する。なお、図４に示すグラフは、メモリ５２ｍに予め保存されている。
【００２４】
数１によれば、経年変化値ＳＣは、総運転時間ＤＴ，総吸入空気量ＩＡまたは走行距離ＴＤが増えるほど増大する。また、図４に示す特性直線ＬｍａｘおよびＬｍｉｎによれば、上限バルブ開度Ｖｍａｘおよび下限バルブ開度Ｖｍｉｎは、経年変化値ＳＣが高くなるほど増大する。したがって、上限バルブ開度Ｖｍａｘおよび下限バルブ開度Ｖｍｉｎは、エンジン１２の経年変化に応じて増大する。
【００２５】
ステップＳ１の判別結果がＮＯでかつステップＳ１７の判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ１９に進む。ステップＳ１９では、フライホイール２６の近傍に設けられたロータリエンコーダ４６の出力に基づいてエンジン１２の回転数を測定する。続くステップＳ２１では、サージタンク４２内に設けられた圧力センサ４４の出力に基づいて吸気通路２８の圧力を測定する。今回のバルブ開度設定処理は、ステップＳ１５またはＳ２１の処理の後に終了される。
【００２６】
ステップＳ１およびＳ１７の判別結果がＮＯでかつステップＳ２３の判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ２５に進み、時計回路５０を参照して現在時刻を取得する。ステップＳ２７では、エンジン１２の総運転時間ＤＴを算出する。総運転時間ＤＴは、ステップＳ２５で取得された時刻からステップＳ５で取得された時刻を引き算し、引き算値をメモリ５２ｍに保存された総運転時間ＤＴに加算することで算出される。算出された総運転時間ＤＴは、メモリ５２ｍに保存される。前回のステップＳ２７の処理によって保存された総運転時間ＤＴは、今回のステップＳ２７の処理によって保存された総運転時間ＤＴによって上書きされる。
【００２７】
ステップＳ２９では、ステップＳ１９で測定された回転数とステップＳ２１で測定された圧力とに基づいて、エンジン１２の総吸入空気量ＩＡを算出する。算出された総吸入空気量ＩＡもまた、メモリ５２ｍに保存される。総吸入空気量ＩＡは、総運転時間ＤＴにおいてエンジン１２が吸入した空気の総合計量である。前回のステップＳ２９の処理によって保存された総吸入空気量ＩＡは、今回のステップＳ２９の処理によって保存された総吸入空気量ＩＡによって上書きされる。こうして保存された総運転時間ＤＴおよび総吸入空気量ＩＡは、エンジン１２を次回始動するときに、ステップＳ５およびＳ７で取得される。
【００２８】
今回のバルブ開度設定処理は、ステップＳ２９の処理の後に終了される。また、ステップＳ１，Ｓ１７およびＳ２３のいずれもがＮＯであれば、今回のバルブ開度設定処理は速やかに終了される。
【００２９】
図５を参照して、ステップＳ３１では、ステップＳ１９で測定されたエンジン１２の回転数を取得する。ステップＳ３３では、エンジン１２の回転数が所定値を示す適正バルブ開度Ｖｓを、ステップＳ３１で取得された回転数に基づいて算出する。ステップＳ３５では適正バルブ開度Ｖｓが上限バルブ開度Ｖｍａｘを上回るか否かを判別し、ステップＳ３７では適正バルブ開度Ｖｓが下限バルブ開度Ｖｍｉｎを下回るか否かを判別する。
【００３０】
ステップＳ３５の判別結果がＹＥＳであればステップＳ３９に進み、ＩＳＣＶ３８の開度を上限バルブ開度Ｖｍａｘに設定する。ステップＳ３５の判別結果がＮＯでかつステップＳ３７の判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ４１に進み、ＩＳＣＶ３８の開度を下限バルブ開度Ｖｍｉｎに設定する。ステップＳ３５およびＳ３７の判別結果がＮＯであれば、ステップＳ４３に進み、ＩＳＣＶ３８の開度を適正バルブ開度Ｖｓに設定する。
【００３１】
以上の説明から分かるように、ＩＳＣＶ３８は、エンジン１２に空気を供給する吸気通路２８内の空気流量を開閉によって調整する。ＥＣＵ５２は、アイドリング時のエンジン１２の回転数が所定値を示す適正バルブ開度Ｖｓを算出し(S31~S33)、かつエンジン１２の経年変化に応じて増大する値を示すように上限バルブ開度Ｖｍａｘを調整する(S5~S13)。ＥＣＵ５２はさらに、アイドリング時におけるＩＳＣＶ３８の開度を、算出された適正バルブ開度Ｖｓに従い、かつ調整された上限バルブ開度Ｖｍａｘを超えない範囲で制御する(S35, S39, S43)。
【００３２】
アイドリング時におけるＩＳＣＶ３８の開度は上限バルブ開度Ｖｍａｘを超えない範囲で制御されるところ、上限バルブ開度Ｖｍａｘはエンジン１２の経年変化に応じて増大する値を示すように調整される。これによって、エンジン１２の使用開始当初から長期にわたって、アイドリング回転数を安定させることができる。
【００３３】
なお、この実施例では、スロットルバルブ３２とは別にＩＳＣＶ３８を設け、アイドリング時の空気流量をＩＳＣＶ３８によって調整するようにしている。しかし、ＩＳＣＶ３８を省略し、スロットルバルブ３２の開閉によってアイドリング時の空気流量を制御するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１０  …車両
１２  …エンジン
２８  …吸気通路
３２  …スロットルバルブ
３６  …バイパス流路
３８  …ＩＳＣＶ
４４  …圧力センサ
４６  …ロータリエンコーダ
４８  …オドメータ
５０  …時計回路
５２  …ＥＣＵ
【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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