(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットルバルブの開度と機関回転数とに基づいて基本燃料噴射量を決定して空燃比が理論空燃比となるようにフィードバック制御する内燃機関において、アイドル運転中においてスロットルバルブ近傍の吸気管内に付着した堆積物の推定量に応じてスロットルバルブの開度を補正する内燃機関のスロットル開度制御方法であって、
堆積物が除去された際には、完全に暖機運転した後の空燃比フィードバック制御を行っているアイドル運転中に、堆積物の推定量を減少させ、かつアイドル回転を制御するための少なくともアイドル運転制御におけるフィードバック補正量を同時に堆積物の推定量を減少させた量に対応する量減少させることを特徴とする内燃機関のスロットル開度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のスロットルバルブの開度と機関回転数とに基づいて空燃比を制御する内燃機関におけるスロットル開度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関であるエンジンのスロットルバルブ近傍の吸気管内壁に、潤滑油成分や燃焼生成物に由来する炭素微粒子等からなる堆積物いわゆるデポジットが堆積あるいは付着することが知られている。このようなデポジットは、通常、走行距離が長くなる程多くなり、スロットルバルブの開度が小さい場合にその影響が顕著に現れる。
【０００３】
このようなデポジットによる基本燃料噴射量への影響を解消するために、例えば特開平４−３２５７４５号公報に記載されたもののように、デポジットに吸収されて吸気管内壁面に付着する燃料を考慮して燃料付着補正係数を設定しておき、空燃比フィードバック補正係数等と合わせて用いて基本燃料噴射量を補正するものが知られている。
【０００４】
また、基本燃料噴射量をスロットルバルブの開度とエンジン回転数とに基づいて演算するいわゆるα−Ｎ方式の燃料噴射制御システムを採用するエンジンでは、このようなデポジットの付着により吸気管の断面積が減少するために、吸入空気量が減少する。その結果、検出されたスロットル開度に基づいて基本燃料噴射量を演算すると、実際の吸入空気量が減少しているために、空燃比がリッチ側に移動することがある。このような空燃比のリッチ側への移動を防ぐために、通常、デポジットの付着量は所定の周期で学習され、その学習値がスロットル開度に反映されて、空燃比が理論空燃比となるように学習制御するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、付着していたデポジットが例えば洗浄で除去された場合、除去されたデポジットの分だけ通路断面積が増加することにより洗浄前に比べて吸入空気量が増加するので、燃料噴射量が同量であれば空燃比がリーンになることがある。このような状態で、アイドル回転制御（以下、ＩＳＣと称する）中に、フィードバック制御により空燃比が補正されると、エンジン回転数が上昇する。
【０００６】
しかしながら、エンジン回転数が上昇しすぎると、フィードバック制御を実行しているために燃料カットが実行され、その結果エンジン回転数が降下する。エンジン回転数が降下すると、燃料カット復帰の条件を満たすことにより再び燃料が供給され、再度エンジン回転数が上昇することになる。このため、燃料カットと復帰とを周期的に繰り返し、よってエンジン回転が上下してハンチング状態が発生した。
【０００７】
本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係る内燃機関のスロットル開度制御方法は、堆積物が除去された際にはアイドル運転状態で所定の条件を満足する運転状態となった際に、堆積物の推定量を減少させてスロットルバルブの開度を補正すると同時に、ＩＳＣにおける少なくともフィードバック補正量を堆積物の推定量を減少させた量に対応する減少させる構成である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、スロットルバルブの開度と機関回転数とに基づいて基本燃料噴射量を決定して空燃比が理論空燃比となるようにフィードバック制御する内燃機関において、アイドル運転中においてスロットルバルブ近傍の吸気管内に付着した堆積物の推定量に応じてスロットルバルブの開度を補正する内燃機関のスロットル開度制御方法であって、堆積物が除去された際には、完全に暖機運転した後の空燃比フィードバック制御を行っているアイドル運転中に、堆積物の推定量を減少させ、かつアイドル回転を制御するための少なくともＩＳＣにおけるフィードバック補正量を同時に堆積物の推定量を減少させた量に対応する量減少させることを特徴とする内燃機関のスロットル開度制御方法である。
【００１０】
このような構成のものであれば、堆積物の推定量を減少させ、しかもＩＳＣにおけるフィードバック補正量を同時に堆積物の推定量を減少させた量に対応する量減少させることによってアイドル運転時の吸入空気量を減少させることができるので、空燃比がリーンになることを抑制することが可能になる。これにより、空燃比フィードバック制御により空燃比をストイキ側に制御した時にエンジン回転数が過剰に上昇することを防止することができ、エンジン回転数が上昇した際の燃料カットが実行されないことにより、燃料カット及び復帰を繰り返すことによるエンジン回転数のハンチングを防止することができる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を、図面を参照して説明する。
図１に概略的に示したエンジン１００は自動車用のもので、その吸気系１には図示しないアクセルペダルに応動して開閉するスロットルバルブ２が配設され、その下流側にはサージタンク３が設けられている。スロットルバルブ２には、その開度すなわちスロットル開度ＴＡを検出するために、スロットルセンサ１６がスロットルバルブ２の回動に応動するように連結してある。このエンジン１００には、後述するように、吸入空気量をスロットル開度ＴＡとエンジン回転数ＮＥとに基づいて演算して燃料噴射量を制御する、いわゆるα−Ｎ方式と呼ばれる燃料制御方式が適用されるものである。このようなα−Ｎ方式のものでは、スロットルバルブ２は、アイドル運転時にアイドル回転数を目標回転数に近似させるために、往復作動する電動式のアクチュエータ、あるいはスロットルバルブ２の回転軸を回動させる回転機構により、開閉されるものである。
【００１２】
サージタンク３に連通する吸気系１の吸気マニホルド４の一方の端部近傍には、さらに燃料噴射弁５が設けてあり、この燃料噴射弁５を、電子制御装置６により制御するようにしている。また排気系２０には、排気ガス中の酸素濃度を測定するためのＯ2センサ２１が、図示しないマフラに至るまでの管路に配設された三元触媒２２の上流の位置に取り付けられている。このＯ2センサ２１からは、酸素濃度に対応して電圧信号ｈが出力される。
【００１３】
電子制御装置６は、中央演算処理装置７と、プログラム及び後述するスロットル開度やＩＳＣのための補正量等を記憶する記憶装置８と、入力インターフェース９と、出力インターフェース１１とを具備してなるマイクロコンピュータシステムを主体に構成されている。入力インターフェース９には、エンジン回転数ＮＥ、気筒判別、及びクランク角度基準位置を検出するためのカムポジションセンサ１４から出力される回転数信号Ｎｅ、気筒判別信号Ｇ１、及びクランク角度基準位置信号Ｇ２、車速を検出するための車速センサ１５から出力される車速信号ｃ、スロットルセンサ１６から出力されるスロットル開度信号ｄ、スロットルバルブ２の閉成状態を検出するためのアイドルスイッチ１１６ｄから出力されるＩＤＬ信号ｋ、エンジン１００の冷却水温を検出するための水温センサ１７から出力される水温信号ｅ、上記したＯ2センサ２１から出力される電圧信号ｈ等が入力される。一方、出力インターフェース１１からは、燃料噴射弁５に対して燃料噴射信号ｆ、スパークプラグ１８に対してイグニッションパルスｇがそれぞれ出力されるようになっている。
【００１４】
電子制御装置６は、基本的には、つまりデポジットが付着していない状態では、スロットルセンサ１６から出力されるスロットル開度信号ｄに基づくスロットル開度ＴＡ２とカムポジションセンサ１４から出力される回転数信号Ｎｅに基づくエンジン回転数ＮＥとを主な情報として基本燃料噴射量に対応する基本噴射時間ＴＰを決定し、定常運転下で、空燃比を検出し、検出した空燃比が理論空燃比となるように、Ｏ２センサ２１からの電圧信号ｈに基づいて設定されるＡ／Ｆフィードバック補正係数を含む各種の補正係数にて基本燃料噴射量を補正して実際の燃料噴射量に対応する有効噴射時間ＴＴＡＵを演算してフィードバック制御する。基本噴射量を演算するためのスロットル開度ＴＡ２は、スロットル開度信号ｄをＡＤ変換して得られる入力値ＡＤＴＨＲＯＴ２と、スロットルバルブ２が全閉になった際の全閉基準開度ＴＡＭＩＮ２と、デポジットの付着量を例えば、アイドル運転時におけるアイドル開度から車両初期のアイドル開度である初期アイドル開度を減じて算出して、運転状態に応じて学習されるデポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯとにより、下式から演算される。
ＴＡ２＝ＡＤＴＨＲＯＴ２−ＴＡＭＩＮ２−ＴＡ２ＤＥＰＯ      …（Ｉ）
また、ＩＳＣにおけるスロットル開度ＴＡ２ＩＳＣは、入力値ＡＤＴＨＲＯＴ２から全閉基準開度ＴＡＭＩＮ２を減じて演算される。
ＴＡ２ＩＳＣ＝ＡＤＴＨＲＯＴ２−ＴＡＭＩＮ２              …（ＩＩ）
【００１５】
また、電子制御装置６は、アイドル運転中においてスロットルバルブ２近傍の吸気管内に付着した堆積物の推定量に応じてスロットルバルブ２の開度を補正するもので、完全に暖機運転した後の空燃比フィードバック制御を行っているアイドル運転中に堆積物が除去された際に、デポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯを減少させ、かつアイドル回転を制御するための少なくともＩＳＣにおけるフィードバック補正量ＤＦＢを同時に堆積物の推定量を減少させた量に対応する量減少させるようにプログラムしてある。
【００１６】
制御の概略的な構成は、図２〜４に示す通りである。
ステップＳ１では、スロットルバルブ２近傍の吸気管内が洗浄されてデポジットが除去された場合に、デポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯの減算を実行する運転状態であるか否かを所定条件に基づいて判定する。所定条件は、以下の通りである。
（１）アイドル運転中である（アイドル状態フラグＩＤＬＥＯＮがセット（＝１）されている）、
（２）完全に暖機運転が終了している（冷却水温ＣＯＯＬＤＥＧが判定温度ＫＴＨＷＫＧ以上である）、
（３）空燃比フィードバック中である（燃料フラグＣＬＦＵＥＬがセットされている）
（４）デポジット洗浄後のエンジン回転の上昇に対して、ＩＳＣフィードバック制御を行い、スロットル開度ＴＡ２のなまし値ＴＡ２Ｆが減少している、
｛ＴＡＩＤＬＦ−（ＴＡ２Ｆ＋ＴＡ２ＤＥＰＯ）＞ＫＴＡＥＲＤＣ｝
なお、ＴＡＩＤＬＦは、イグニッションオフ毎に更新するアイドル開度をなまして得られる学習値、ＫＴＡＥＲＤＣは、デポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯを減少制御を実施するための閾値である。
（５）空燃比Ａ／Ｆをストイキに維持するためにフィードバックがリッチ側に補正をかけている時（変数ＩＮＴＫＧが閾値ＫＩＴＫＧＤＣ以上である）、
（６）停車中である（走行フラグＶＥＨＭＯＶＥがリセット（＝０）されている）、
（７）デポジットの学習が行われている（デポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯが初期値の０．０を上回っている）。
上記の条件を同時に満たした場合に、ステップＳ２に進み、条件の内の１つでも満たさない場合はステップＳ３に移行する。なお、変数ＩＮＴＫＧは、アイドル運転状態でのＡ／Ｆフィードバック補正係数と、この時点で記憶されているフィードバック補正係数の学習値との積である。
【００１７】
ステップＳ２では、デポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯを演算する周期、例えば２１３．３ｍ秒を計時するためのカウンタＣＴＲＴＡＤＤのカウント値をインクリメント（＋１）する。なお、フローチャートにおいては、今回の値については、項目名に下付の文字「ｎ」を、また前回の値については、「ｎ−１」をそれぞれ付して表す。ステップＳ３では、カウンタＣＴＲＴＡＤＤをリセットする。ステップＳ４では、カウンタＣＴＲＴＡＤＤのカウント値がデポジット推定量減少フラグＸＴＡＤＤＥＣの時間条件である所定値ＫＴＴＡＤＰ以上となったか否かを判定し、以上となった場合はステップＳ５に進み、未満の場合はステップＳ６に移行する。ステップＳ５では、デポジット推定量減少フラグＸＴＡＤＤＥＣをセットする。
【００１８】
ステップＳ６では、デポジット推定量減少フラグＸＴＡＤＤＥＣをリセットする運転状態であるかを所定条件に基づいて判定する。この場合の所定条件は、以下の通りである。
（１）アイドル運転中である（アイドル状態フラグＩＤＬＥＯＮがセット（＝１）されている）、
（２）完全に暖機運転が終了している（冷却水温ＣＯＯＬＤＥＧが判定温度ＫＴＨＷＫＧ以上である）、
（３）空燃比フィードバック中である（燃料フラグＣＬＦＵＥＬがセットされている）
（４）デポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯの減少中である（デポジット推定量減少フラグＸＴＡＤＤＥＣがセットされている）、
（５）空燃比Ａ／Ｆをストイキに維持するためにフィードバックがリーン側に補正をかけている時（変数ＩＮＴＫＧが閾値ＫＩＴＫＧＤＲ以下である）。
上記の条件を同時に満たした場合に、ステップＳ７に進み、条件の内の１つでも満たさない場合はステップＳ８に移行する。
【００１９】
ステップＳ７では、デポジット推定量減少フラグＸＴＡＤＤＥＣをリセットするとともに、アイドル開度変化量ＴＡＥＲＲＯＲを下式により演算する。
ＴＡＥＲＲＯＲ＝ＴＡＩＤＬＦ−（ＴＡＩＤＬＩＮＩ＋ＴＡ２ＤＥＰＯ）
…（ａ）
なお、ＴＡＩＤＬＩＮＩは、車両初期の安定したアイドル開度の学習値である。
ステップＳ８では、デポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯが０か否かを判定する。
【００２０】
ステップＳ９では、デポジット減量制御が所定減算周期例えば８５３．８ｍ秒毎か否かを判定し、所定減算周期毎の場合はステップＳ１０に進み、所定減算周期毎でない場合は制御を終了する。この減算周期をデポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯの演算周期よりも長くしているのは、スロットルバルブ２を内蔵するスロットルボディ（図示しない）が洗浄された際に、付着していたデポジットが全て除去されたとしても、デポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯが急激に減少されて、制御状態が急変するのを防止するためである。ステップＳ１０では、デポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯの減算を実行する状態となったか否かを、次の条件に基づいて判定する。
（１）デポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯの減少中である（デポジット推定量減少フラグＸＴＡＤＤＥＣがセットされている）、
（２）アイドル運転中である（アイドル状態フラグＩＤＬＥＯＮがセットされている）、
（３）デポジットの学習が行われている（デポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯが初期値を上回っている）。
【００２１】
上記の条件を同時に満たした場合に、ステップＳ１１に進み、条件の内の１つでも満たさない場合は制御を終了する。ステップＳ１１では、下式により示すように、デポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯを減少させるとともに、デポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯの減少に対応して、フィードバック補正量ＤＦＢ、ＩＳＣ学習制御値ＤＬＲＮ、ＩＳＣ学習制御ガード基準値ＤＨＬＤを減少させる。
ＴＡ２ＤＥＰＯn＝ＴＡ２ＤＥＰＯn-1−＄０１                    …（ｂ）
ＤＬＲＮ＝ＦＤＬＲＮＩＮＩ（ＦＴＡＳＥＴ２（ＤＦＢ）−＄０１）…（ｃ）
ＤＨＬＤ＝ＦＤＬＲＮＩＮＩ（ＦＴＡＳＥＴ２（ＤＦＢ）−＄０１）…（ｄ）
ＤＦＢ＝ＦＤＬＲＮＩＮＩ（ＦＴＡＳＥＴ２（ＤＦＢ）−＄０１）  …（ｅ）
【００２２】
上式において、フィードバック補正量ＤＦＢは、ＩＳＣの補正量であるため吸入空気量のパーセンテージで示され、これを関数ＦＴＡＳＥＴ２により角度で示されるＩＳＣ開度に変換し、関数ＦＤＬＲＮＩＮＩにより再度ＩＳＣの補正量（パーセンテージ）に変換するものである。ここで、フィードバック補正量ＤＦＢを減少させるのと同時に、ＩＳＣ学習制御値ＤＬＲＮ、ＩＳＣ学習制御ガード基準値ＤＨＬＤもフィードバック補正量ＤＦＢの減少量に基づいて減少させるのは、これら２項によりフィードバック補正量ＤＦＢの変更が規制されるのを防止するためである。
【００２３】
このような構成において、暖機運転が完了した状態の車両が停止中のアイドル運転中で、燃料カットが実施されていない、つまり空燃比フィードバック制御中で、アイドル開度が閉成側にあって空燃比Ａ／Ｆをストイキに維持するためにリッチ側に補正を行っており、デポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯの学習が実施されている場合は、ステップＳ１→Ｓ２と進み、カウンタＣＴＲＴＡＤＤのカウント値が所定値ＫＴＴＡＤＰ以上であれば、その後ステップＳ４→Ｓ５と進んで、デポジット推定量減少フラグＸＴＡＤＤＥＣをセットする。つまり、この時点で、アイドル運転中にアイドル開度が閉成側にあって空燃比Ａ／Ｆがストイキからリーンぎみである状態が連続して発生していることを判定して、デポジットが洗浄により除去されたことを判定する。
【００２４】
さらに、デポジット推定量減少フラグＸＴＡＤＤＥＣがセットされた上記の運転状態において、空燃比Ａ／Ｆがストイキからリーン側にずれており、しかもデポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯの学習が実施されているので、ステップＳ５→Ｓ６→Ｓ８→Ｓ９と進み、所定減算周期である場合には、ステップＳ１０→Ｓ１１と進んで、デポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯを減少させるとともに、フィードバック補正量ＤＦＢ、ＩＳＣ学習制御値ＤＬＲＮ及びＩＳＣ学習ガード基準値ＤＨＬＤを減少させる。
【００２５】
これにより、デポジットが削除されたことにより空燃比Ａ／Ｆがリーンになったことを解消でき、アイドル回転数が上昇することを防止することができる。しかも、エンジン回転数が過剰に上昇しないため、燃料カットを行うことがなく、よってエンジン回転数が降下することがなく、燃料カットの実施及び復帰によりエンジン回転数がハンチングすることを防止することができる。
【００２６】
以上のようにしてデポジット推定量ＴＡ２の減量制御を行った後、空燃比Ａ／Ｆがリーンでなくなった場合には、制御は、ステップＳ１→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ６→Ｓ７と進み、また、デポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯがなくなった場合には、ステップＳ１→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ６→Ｓ８→ＳＳ７と進み、デポジット推定量減少フラグＸＴＡＤＤＥＣをリセットし、アイドル開度変化量ＴＡＥＲＲＯＲを演算し、デポジットが増加しているか否かを判定する。したがって、洗浄後、再度デポジットが付着した場合は、アイドル開度変化量ＴＡＥＲＲＯＲによりデポジットの付着を検出し、デポジット推定量ＴＡ２ＤＥＰＯを増加させることにより適正なスロットル開度ＴＡ２を設定することができる。
【００２７】
なお、本発明は以上に説明した実施例に限定されるものではない。
その他、各部の構成は図示例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、堆積物の推定量を減少させ、しかもＩＳＣにおけるフィードバック補正量を同時に堆積物の推定量を減少させた量に対応する量減少させることによってアイドル運転時の吸入空気量を減少させることができるので、空燃比がリーンになることを抑制することができる。これにより、空燃比フィードバック制御により空燃比をストイキ側に制御した時にエンジン回転数が過剰に上昇することを防止することができ、エンジン回転数が上昇した際の燃料カットが実行されないことにより、燃料カット及び復帰を繰り返すことによるエンジン回転数のハンチングを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。
【図２】同実施例の概略的な制御手順を示すフローチャート。
【図３】同実施例の概略的な制御手順を示すフローチャート。
【図４】同実施例の概略的な制御手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
２…スロットルバルブ
６…電子制御装置
７…中央演算処理装置
８…記憶装置
９…入力インターフェース
１１…出力インターフェース
【図１】
0003751448.tif 000002
【図２】
0003751448.tif 000003
【図３】
0003751448.tif 000004
【図４】
0003751448.tif 000005