JP3808200B2 - 堆積物除去検出方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として自動車用の内燃機関において、スロットルバルブ近傍に存在する堆積物が除去されたことを検出する堆積物除去検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、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の燃料噴射量に与える影響を排除するために、例えば特開昭61−129435号公報に記載のもののように、デポジットの付着量を検知し、検知したデポジットの付着量に応じて燃料噴射量の修正分を演算し、始動時にその修正分により燃料噴射量を修正して決定するものが知られている。このものでは、噴射した燃料がデポジットに吸着され、その結果、必要な燃料量が得られなくなることを、デポジットの付着量に応じて燃料噴射量を修正することにより改善するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一方、近年、スロットルバルブの開度すなわちスロットル開度とエンジン回転数とに基づいて燃料噴射量を決定するいわゆるα−Nシステムと呼ばれる燃料噴射方式を採用する内燃機関が知られている。このものでは、スロットル開度に基づいて吸入空気量を推定するため、スロットル開度の検出精度が低下すると燃料噴射量が要求量からずれて、空燃比がリーンあるいはリッチ側に偏ることがある。
【0004】
このような内燃機関において、スロットルバルブの近傍にデポジットが付着すると、そのデポジットの付着のためにスロットルバルブが開いているにもかかわらず吸気管の流路面積が減少し、吸入空気量が減少する。しかしながら、スロットル開度はデポジットがない状態と同じに検出するので、デポジットのために吸入空気量が実際には減少しているにもかかわらず、その時のスロットル開度に基づいて燃料噴射量を決定すると、燃料噴射量が過多になり、空燃比がリッチ側にずれることになった。
【0005】
このような不具合を解消するために、デポジットの付着量を検出し、その付着量に基づいて検出したスロットル開度を補正し、補正したスロットル開度と回転数とに基づいて燃料噴射量を演算することが考えられている。この場合、付着量の検出を誤ると、デポジットが付着していないあるいは人為的にデポジットが除去された場合に、スロットル開度を補正することにより、正確な燃料噴射量を演算することが困難なことがある。すなわち、付着していたデポジットが専用の洗浄液で除去されたり、あるいはスロットルボディの交換等で除去されると、検出したスロットル開度を付着量で補正することにより、正確なスロットル開度とならないため、デポジットが付着していない分に対応して吸入空気量が増加して空燃比がオーバーリーンになることがある。この結果、ドライバビリティが低下したり、エンジン回転が不安定になることがある。
【0006】
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。
【0007】
【発明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、本発明に係る堆積物除去検出方法は、スロットルバルブのアイドル開度の閉成側への変化と空燃比のリーン側への変化を検出し、そのそれぞれの変化に基づいて堆積物の除去を検出する構成である。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明は、アイドリング運転時にスロットルバルブ自体を直接開閉制御して吸入空気量を調整するスロットルバルブ直動式アイドル回転制御方式が適用され、スロットルバルブの開度を検出し、検出した開度を堆積物の量に応じて補正した補正後のスロットル開度と回転数とに基づいて燃料噴射量が電子制御装置により制御される内燃機関において、電子制御装置への電源供給はイグニッションスイッチをオフして所定時間後に切断されるもので、イグニッションスイッチをオフして内燃機関が運転を終了している間に堆積物が除去されたことを内燃機関の運転中に検出する堆積物除去検出方法であって、電子制御装置が、暖機完了後のアイドリング運転状態であることを検出し、その暖機完了後のアイドリング運転状態のアイドル回転制御におけるフィードバック補正値の学習値に基づいて演算された値が、イグニッションスイッチをオフにした後の所定時間内に前記値に基づいて演算されて保存されたイグニッションスイッチオフ直前の現アイドル開度から所定値を減じた値より小であることから現アイドル開度に対してアイドリング運転中のアイドル開度を示す前記値が閉成側に変化していることを検出し、暖機完了後のアイドリング運転状態における燃料噴射量の補正のためのフィードバック補正係数が所定値を上回っていることにより空燃比がリーン側に変化していることを検出し、検出した現アイドル開度に対する前記値の変化と空燃比の変化とに基づいてスロットルバルブ近傍の堆積物が除去されたことを検出することを特徴とする堆積物除去検出方法である。
【0009】
このような構成のものであれば、堆積物の除去や消滅を特別なセンサを用いることなく精度よく検出することが可能になる。また、既存の内燃機関においても、内燃機関を機構的に改造することなく堆積物の除去を検出することが可能になる。しかも、センサが不要なため、堆積物の除去を検出するためのコストアップを最小限に抑えることが可能になる。
【0010】
すなわち、スロットルバルブ近傍に付着していた堆積物が除去されると、堆積物の付着により妨げられていた吸入空気量が吸入されることになる。これにより、同じアイドル開度であっても、吸入空気量が増加する側に変化するため、空燃比はリーン側に変化する。つまり、アイドル開度が同じであればそのアイドル開度に基づいて演算される燃料噴射量は、デポジットの有無にかかわらず同量であり、一方、吸入空気量は増加しているので空燃比はリーン側に変化する。したがって、アイドル開度の閉成側への変化と空燃比のリーン側への変化とを検出することにより、堆積物の除去を検出し得るものである。
【0011】
このように、アイドル開度及び空燃比の所定の変化を検出することにより、堆積物の除去検出できるので、スロットルバルブの開度を堆積物の付着量により補正して燃料噴射量を演算する制御において、堆積物の除去による不具合の発生を防止することが可能になる。
【0012】
【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。このエンジン100は、アイドル回転制御のための吸入空気量の調整を、スロットルバルブ2を迂回するバイパス通路の空気流量を調整して行う形式のものではなく、アイドリング運転時にスロットルバルブ2自体を直接開閉して吸入空気量を微調整する、いわゆるスロットルバルブ直動式アイドル回転制御方式が適用される形式のものである。
【0013】
このため、スロットルバルブ2を内蔵するスロットルボディ110は、図2に模式的に示すように、スロットルバルブ2を支持する回転軸113と、回転軸113に固定されるスロットルリンク114及びレバー115と、レバー115を押動する電動式のISCアクチュエータ116と、回転軸113に連結されてスロットルバルブ2の開度すなわちスロットル開度に対応する電気信号を出力するスロットルセンサ16とを備える。回転軸113は、スロットルバルブ2が閉成する回転方向に付勢してある。スロットルリンク114には、アクセルワイヤ114aが連結してあり、アクセルペダルを押圧操作することにより、アクセルワイヤ114aが引かれて、回転軸113が付勢力に抗して回転し、スロットルバルブ2が開成するものである。
【0014】
ISCアクチュエータ116は、モータ116aとギア装置116bとを備え、モータ116aが回転することにより、ギア装置116bを介してロッド116cが進退作動し、モータ116aが停止するとギア装置116bによりその位置でロッド116cは自己保持される構成である。このロッド116cの先端には、レバー115により押圧された際にオンとなるアイドルスイッチ116dが一体的に取り付けられている。通常、アクセルペダルが踏まれていない状態では、スロットルボディ110の内壁との間に所定の間隙を形成した状態でスロットルバルブ2が閉成しており、レバー115がロッド116cの先端に当接する。この場合、ロッド116cが最も引き込まれた位置までに引き代を残して保持されており、スロットルバルブ2は実質的な制御開始位置に停止している。
【0015】
スロットルバルブ2自体は、この制御開始位置よりさらに閉成する方向に移動することができ、ISCアクチュエータ116とは別に、機械的に閉成方向への移動を停止させるストッパ(図示しない)がスロットルボディ110の外壁に設けてある。このストッパにてスロットルバルブ2が停止する全閉状態つまりISCアクチュエータ116の動作範囲の限界の手前で、アイドルスイッチ116dはオフとなる。ISCアクチュエータ116は、この位置からさらにロッド116cを引き込んだところで、動作範囲の限界となる。
【0016】
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。
【0017】
電子制御装置6は、中央演算処理装置7と、全閉基準開度TAMINを記憶するバックアップRAM、及び初期アイドル開度TAIDLINIを記憶するEEPROM(電気的に書き込み消去可能なPROM)を含む記憶装置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、スロットルバルブ2の開度すなわちスロットル開度を検出するためのスロットルセンサ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、イグニッションスイッチIGSWがオフされたことを示すオフ信号x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、ISCアクチュエータ116のモータ116aを駆動するための駆動信号pが、それぞれ出力されるようになっている。
【0018】
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TAa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噴射時間TPすなわち基本燃料噴射量を決定する。また、電子制御装置6は、この基本燃料噴射量を、スロットルバルブ2近傍の堆積物の量を検出し、検出した堆積量に基づいて検出した開度を補正し、補正した開度とエンジン回転数NEとに基づいて決定するようにプログラムしてある。
【0019】
そして、定常時ではフィードバック制御を実行するために、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FAF、その学習値KGやその他の補正係数によりその基本噴射時間TPを補正して有効噴射時間TAUを決定し、決定した有効噴射時間TAUに基づく噴射量の燃料を、エンジン回転に同期して噴射するプログラムが電子制御装置6には格納してある。
【0020】
基本噴射時間TPを決定するにあたっては、堆積物であるデポジットの付着を考慮して、式(1)で示すように、スロットル開度信号dをアナログ/デジタル変換(A/D変換)して検出される現在のスロットル開度TAaであるA/D入力開度VTHADから、スロットルバルブ2全閉時の開度である全閉基準開度TAMINと検出したデポジットの付着量DEPOにより設定するデポジット補正開度FDEPOとを加算した合計値を減算し、その時点の実質的すなわち補正後のスロットル開度TAとして採用する。全閉基準開度TAMINは、工場出荷の段階でアイドルスイッチ116dがオンしている状態のスロットル開度TAaに基づいて適合値が記憶装置8に格納してある。
TA=VTHAD−(TAMIN+FDEPO) (1)
【0021】
基本燃料噴射量を決定するためのプログラムの概要は、図3に示すようなものである。
まず、ステップS1では、この時点のスロットル開度TAaをスロットル開度信号dをアナログ/デジタル変換(A/D変換)して、A/D入力開度VTHADを検出する。このA/D入力開度VTHADは、デポジットの付着の有無にかかわらず検出されたその時点の実際のスロットル開度TAaを示すものである。ステップS2では、スロットルバルブ2近傍のデポジットの基本となる付着量DEPOを演算する。この付着量DEPOは、開度に換算した数値で示され、後述するように、アイドリング運転時における現アイドル開度TAIDLFから車両初期のアイドル開度である初期アイドル開度TAIDLINIを減じて算出するものである。そして、付着量DEPOを算出すると、その算出した付着量DEPOに基づいて、デポジットが付着した場合の開度補正値であるデポジット補正開度FDEPOを演算する。
【0022】
次に、ステップS3では、A/D入力開度VTHADと演算したデポジット補正開度FDEPOと全閉基準開度TAMINとから、式(1)により基本噴射時間TPを演算するためのスロットル開度TAを演算する。ステップS4では、演算したスロットル開度TA及びこの時点のエンジン回転数NEを用いて基本噴射時間TPを演算して決定する。
【0023】
このように、検出された実際のスロットル開度VTHADを、スロットル開度補正のためのデポジットの付着量に対応するデポジット補正開度FDEPOにより補正することで、スロットルバルブ2の有効作動領域の全域にわたって、補正後のスロットル開度TAの特性をデポジットが付着していない場合の実際のスロットル開度TAaの特性に略一致させることができる。すなわち、このスロットル開度の補正は、スロットルバルブ2の実際の開度とスロットルセンサ16のスロットル開度信号dとのズレすなわちオフセット量を、デポジット補正開度FDEPOに応じて調整するのと等価なものである。
【0024】
したがって、補正後のスロットル開度TAに対する吸入空気量特性C1は、図4に実線で示すように、デポジットが付着していない場合の特性C2(想像線で示す)を、開度に対して平行に移動したものと略一致するものとなる。このため、スロットルバルブ2の開き方が小さい低開度領域においてその特性C1が特性C2に略一致するため、吸入空気量をデポジットの付着していない場合と略同一に補正することができる。この結果、演算される基本噴射時間TPは、補正後のスロットル開度TAにより演算するため、図5に示すように、デポジットの付着により減少する実際の吸入空気量に対して過多とはならず、空燃比がオーバーリッチになることを確実に防止することができる。それゆえ、デポジットが付着していても適正な空燃比を保持することができ、ドライバビリティが低下することがない。また、A/D入力開度VTHADを補正して基本噴射量TPを演算しているので、基本噴射量TPを演算するプログラムをデポジット付着時のものに変更する必要がなく、製造コストの上昇を抑えることができる。
【0025】
上記において、デポジット付着量DEPOは、エンジン100が始動時や暖機途中等の特定の運転状態でない、完全に暖機運転が完了した後の安定したアイドリング運転時のスロットル開度TAaつまりアイドル開度に基づいて計算する。これは、完全暖機後のアイドリング運転状態において必要な吸入空気量が、デポジットの付着の有無にかかわらず一定であることを利用するものである。
【0026】
デポジットの付着量DEPOを演算するための、現アイドル開度TAIDLF及び初期アイドル開度TAIDLINIは、アイドリング運転時のアイドル回転制御におけるフィードバック補正値DFBのISC学習値DLRNに基づいて設定する。
すなわち、アイドリング運転時には、吸入空気の要求空気量DISCをその時点のエンジン100の運転状態に基づいて各種の補正値から設定するものである。完全暖機が完了している状態では、水温補正値DAAV、始動時補正値DSTA、負荷補正値DSET、負荷予想値DSKP及びフィードバック補正値DFBを加算して演算する。
DISC=DAAV+DSTA+DSET+DSKP+DFB (2)
【0027】
この場合、例えばヘッドライト等の電気的負荷等が生じた場合、そのために増量すべき吸入空気量は負荷補正値DSETにより増量補正しているので、負荷がエンジン100にかかる毎に実際のアイドル開度TAaは、図6に示すように、時間の経過にともなって変動するが、ISC学習値DLRNの変動は小さく、これに基づくアイドル開度検出値CDLRNの変動も同様に小さい。また、エアコンディショナが作動した場合には、そのための補正値により要求空気量DISCを補正し、代わりにISC学習値DLRNを固定しているので、アイドル開度検出値には影響は生じない。
【0028】
ISC学習値DLRNは、予測可能な負荷の要因を排除した値であり、フィードバック制御を行っている場合に制御中心とのずれを反映している。したがって、ISC学習値DLRNを監視することにより、スロットル開度信号dを利用することなくアイドル開度を検出することが可能になる。そして、ISC学習値DLRNをさらになまし処理して、ISC学習値DLRNの突発的な変動がアイドル開度の検出に影響を及ぼさないようにして、そのなまし処理後のISC学習値DLRNすなわち開度なまし処理値TAIDLN(図7にその経時変化を示す)から現アイドル開度TAIDLF及び初期アイドル開度TAIDLINIを設定するものである。
【0029】
現アイドル開度TAIDLF検出プログラムの概要は、図8に示すようなものである。
まず、ステップS11において、この時点のISC学習値DLRNを読み込み、そのISC学習値DLRNに基づいてアイドル開度検出値CDLRNを換算する。ISC学習値DLRNの学習は、例えば、始動後で、暖機運転が完了している、車速が設定車速以下である、電気負荷等が変化していない状態が所定時間持続している等の条件を満たす運転状態になった際にフィードバック制御が実施されている間に、所定の条件が満たされれば実施する。ステップS12では、ステップS11で換算したアイドル開度検出値CDLRNをなまし処理して今回の開度なまし処理値TAIDLNを算出する。なまし処理は、次の式により算出する。
TAIDLNn = TAIDLNn-1 + (CDLRNn − TAILDNn-1) / 32 (3)
【0030】
算出された開度なまし処理値TAIDLNは、付着量DEPOを演算するために、記憶装置8にその最新の、つまりイグニッションスイッチIGSWオフ時のものが記憶される。
次に、ステップS13では、イグニッションスイッチIGSWがオフになったか否かを判定する。これは、イグニッションスイッチIGSWがオフになった時点で電子制御装置6の電源がオフするのではなく、イグニッションスイッチIGSWオフの判定から所定時間後、電源がオフする構成になっている。この所定時間の間に、開度なまし処理値TAIDLNのなまし処理を行う。すなわちステップS14では、現アイドル開度TAIDLFを、開度なまし処理値TAIDLNを次の式によりなまし処理して算出する。このなまし処理は、例えば走行場所の標高の高低差により生じる大気圧の変化等で、長期間の開度なまし処理値TAIDLNの変動を抑制するためである。
TAIDLFn = TAIDLFn-1 + (TAIDLNn − TAIDLFn-1) / 32 (4)
【0031】
検出した最新の、すなわちイグニッションスイッチIGSWオフ直前の現アイドル開度TAIDLFは、開度なまし処理値TAIDLNと同様、記憶装置8に保存される。
このような構成において、現アイドル開度TAIDLFは、イグニッションスイッチIGSWがオフする毎に検出される。すなわち、イグニッションスイッチIGSWがオフになるまでのアイドリング運転中において、制御は、ステップS11→S12→S13を繰り返して実行する。このようにして、ICS学習値DLRNをなますことにより、アイドリング運転中のISC学習値DLRNの検出時の変動が、開度なまし処理値TAIDLNに及ぼす影響を抑制することができる(図9に示す)。
【0032】
さらに、エンジン100の運転が終了してイグニッションスイッチIGSWがオフになった場合には、電子制御装置6への電源供給切断までの遅延時間内に、制御は、ステップS11〜ステップS14を実行して、現アイドル開度TAIDLFを検出する。イグニッションスイッチIGSWがオフになる直前に算出したつまり最新の開度なまし処理値TAIDLNをなまして現アイドル開度TAIDLFを検出するので、大気圧の変化を含む環境の変化、つまり長期間における開度なまし処理値TAIDLNの変動の影響を抑制して、現アイドル開度TAIDLFを検出することができる。
【0033】
これに対し、初期アイドル開度TAIDLINIは、現アイドル開度TAIDLFの変動量が所定の条件を満たした場合に、現アイドル開度TAIDLFが安定したと判定して検出するものである。すなわち、現アイドル開度TAIDLFは、図10に示すように、エンジン100のメカニカルロス等のある初期のならし運転時には、時間の経過とともにその開度が減少する特性を有し、一定のならし運転が完了した後にはほぼ変化のない状態が持続するものである。さらにその後、デポジットの付着により時間の経過とともにスロットル開度TAaは大きくなる特性を示すものである。
【0034】
初期アイドル開度TAIDLINI検出プログラムの概要は、図11に示すようなものである。
まず、ステップS21において、初期アイドル開度TAIDLINIを更新したか否かを判定する。ステップS22では、今回検出した現アイドル開度TAIDLFnから前回検出した現アイドル開度TAIDLFn-1を減算した絶対値が、所定値δを下回るか否かを判定する。ステップS23では、ステップS21及びステップS22が成立した回数が所定回数K以上であるか否かを判定する。このステップS21,22,及び23により、現アイドル開度TAIDLFが安定したか否かを判定している。ステップS24では、この時点で検出した現アイドル開度TAIDLFを初期アイドル開度TAIDLINIとして設定する。
【0035】
このような構成において、エンジン100をならし運転している状態では、現アイドル開度TAIDLFが時間の経過とともに減少するので、初期アイドル開度TAIDLINIは変動が大きく、その変動量の絶対値が所定値δより小さくなることがない。したがって、制御は、ステップS21→S22と進み、初期アイドル開度TAIDLINIは設定されない。そして、ならし運転が終わり、現アイドル開度TAIDLFが安定して、変動量の絶対値が所定値δを下回る場合は、制御は、ステップS21→S22→S23と進み、さらに変動量の絶対値が所定値δを所定回数K以上上回って検出された場合は、制御は、ステップS21〜ステップS24を実行して、その時点の現在のアイドル開度TAIDLFを初期アイドル開度TAIDLINIに設定する。
【0036】
したがって、エンジン単体毎にスロットルセンサ16から出力されるスロットル開度信号dとスロットル開度との関係にバラツキがあっても、所定の条件が成立した際にその時点の現アイドル開度TAIDLFを初期アイドル開度TAIDLINIとして設定するので、検出精度を高くすることができる。その結果、後述するデポジットの付着量DEPOの演算を正確に行うことができ、デポジット付着を誤って検出することがない。
【0037】
このような構成において、デポジットが除去された場合に対応するために、デポジットの除去を検出するものである。デポジット除去検出プログラムの概要は、図12に示すようなものである。
まず、ステップS101では、アイドリング運転中か否かを判定する。アイドリング運転中の判定は、例えば、スロットルバルブ2が全閉状態であること、車速が所定速度以下であること、減速時のフューエルカット中でないこと等が成立することにより行う。ステップS102では、エンジン100の温度、例えば冷却水温が所定温度以上であることにより、エンジン100が完全暖機状態であるか否かを判定する。ステップS103では、エンジン100を始動した後停止するまでのアイドリング運転中のアイドル開度を示す開度なまし処理値TAIDLNが現アイドル開度TAIDLFから所定値k1を減算した値を下回るか否かを判定する。これは、この時点のアイドル開度が、本来開成しているべきアイドル開度である現アイドル開度TAIDLFに対して、どれだけ閉成側に変化しているか否か、つまりスロットルバルブ2が閉成側に変化しているか否かを判定するものである。
【0038】
ステップS104では、フィードバック学習値KGを加えたA/Fフィードバック補正係数FAFが所定値k2を上回っているか否かを判定する。この判定により、デポジットの除去を誤って検出することを防止している。すなわち、同一のスロットル開度TAaであっても、デポジットが除去されている場合には、吸入空気量が増加するために、空燃比が高く、つまりリーンになる。これに伴って空燃比が低くなるようにA/Fフィードバック補正値FAFを補正するが、その結果が所定値k2を上回っている場合は、デポジットの付着により空燃比が低くなっていると判定するものである。一方、スロットル開度TAaが適正であるにもかかわらず、空燃比が低い場合は、A/Fフィートバック補正値FAFを小さくするように制御するので、所定値以下となり、デポジットの付着を誤判定することがない。ステップS105では、今回のデポジット補正開度FDEPOnを、前回のデポジット補正開度FDEPOn−1に所定開度γを減算した値に設定する。これは、例えばスロットルボディの交換等でデポジットが一気に全て除去される場合ばかりとは限らないため、徐々にデポジット補正開度FDEPOを減少させて、急激なデポジット補正開度FDEPOの変化により空燃比が急変してアイドル回転が目標回転数から大きくずれることを防止している。
【0039】
このような構成において、アイドリング運転中で、かつエンジン100が完全に暖機完了状態になっており、しかもデポジットが付着している場合は、アイドリング運転状態に応じてスロットルバルブ2が開成側に変化する、つまり、開度なまし処理値TAIDLNが大きくなるので、制御は、ステップS101→S103と進んで、デポジット補正開度FDEPOを演算せずに他のルーチンに移行する。
【0040】
これに対し、洗浄液等によりデポジットが除去された場合は、デポジットが除去された分だけ開度なまし処理値TAIDLNが小さくなり、それに伴って吸入空気量が増加して空燃比がリーンになるため、フィードバック補正値FAF及びその学習値KGを大きくする。このため、完全暖機後のアイドリング運転中において、制御は、ステップS101〜ステップS104と進んで、デポジットが除去されたことを検出し、その後ステップS105を実行して、今回のデポジット補正開度FDEPOnを演算する。演算されたデポジット補正開度FDEPOnは、前回のデポジット補正開度FDEPOn-1より所定開度γだけ小さくなっている。したがって、補正後のスロットル開度TAは、前回の補正後のスロットル開度TAより所定開度γだけ大きくなり、デポジットが除去されたことに対して吸入空気量が増加することに対応する。
【0041】
したがって、補正後のスロットル開度TAとエンジン回転数NEとに基づいて噴射される基本噴射時間TPつまり基本燃料噴射量は減量され、アイドル回転を目標回転数に収束することができる。しかも、デポジット補正開度FDEPOを一度に0にしないため、基本噴射時間TPが急変することを抑制でき、よってアイドル回転が不安定になることを防止することができ、ドライバビリティの低下を確実に防止することができる。
【0042】
なお、上記実施例において、デポジットの付着を検出する手順を以下に説明する。
デポジットの付着検出プログラムの概要は、図13及び図14に示すようなものである。最初に、基本となるデポジット付着量DEPOの検出プログラムを説明する。
【0043】
ステップS31では、この時点の現アイドル開度TAIDLFを読み込む。ステップS32では、初期アイドル開度TAIDNINIを読み込む。ステップS33では、現アイドル開度TAIDLFから初期アイドル開度TAIDLINIを減じて付着量DEPOを演算して検出する。
このように、上記したISC学習値DLRNに基づいて検出した現アイドル開度TAIDLFと初期アイドル開度TAIDLINIとから付着量DEPOを検出することにより、特別なセンサを必要としないものである。したがって、既存のエンジン100において付着量DEPOを検出することができるとともに、新規のものにおいては、部品の増加を抑えることができ、製造コストの上昇を抑制することができる。
【0044】
このようにして検出した付着量DEPOに基づいて、デポジット補正開度FDEPOを演算する。
デポジット補正開度FDEPO演算プログラムの概要は、図14に示すようなものである。
まず、ステップS41では、アイドリング運転中か否かを判定する。アイドリング運転中の判定は、例えば、スロットルバルブ2が全閉状態であること、車速が所定速度以下であること、減速時のフューエルカット中でないこと等が成立することにより行う。ステップS42では、エンジン100の温度、例えば冷却水温が所定温度以上であることにより、エンジン100が完全暖機状態であるか否かを判定する。ステップS43では、付着量DEPOを現アイドル開度TAIDLFから初期アイドル開度TAIDLINIを減じて算出し、算出した付着量DEPOが前回検出したデポジット補正開度FDEPOn-1に所定値αを加算した値より大であるか否かを判定する。これは、アイドリング運転時のスロットル開度TAaの変化を考慮するためで、ドライバビリティの低下が予想されるデポジット付着量DEPOを判定するものである。この判定により、デポジットが付着している場合でも、ドライバビリティに影響が出ない付着量DEPOに対しては、デポジットの付着によるスロットル開度TAaの補正を実施しないようにしている。
【0045】
ステップS44では、フィードバック学習値KGを加えたA/Fフィードバック補正係数FAFが所定値βより小であるか否かを判定する。この判定により、デポジットの付着を誤って検出することを防止している。すなわち、同一のスロットル開度TAaであっても、デポジットが付着している場合には、吸入空気量が減少するために、空燃比が低く、つまりリッチになる。これに伴って空燃比が高くなるようにA/Fフィードバック補正値FAFを補正するが、その結果が所定値βを下回っている場合は、デポジットの付着により空燃比が低くなっていると判定するものである。一方、スロットル開度TAaが適正であるにもかかわらず、空燃比が高い場合は、A/Fフィートバック補正値FAFを大きくするように制御するので、所定値β以上となり、デポジットの付着を誤判定することがない。ステップS45では、今回のデポジット補正開度FDEPOnを、デポジット補正量DEPOに前回のデポジット補正開度FDEPOn-1を加算した値に設定する。
【0046】
このような構成において、デポジットが付着していない、あるいは付着していてもドライバビリティに影響を与えない少量である場合は、暖機完了後のアイドリング運転状態であれば、制御は、ステップS41→S42→S43と進み、この制御を終了する。また、デポジットの付着量DEPOがドライバビリティに影響を与える範囲であるが、A/Fフィードバック補正値FAFにフィードバック学習値を加算した値が所定値β以上であれば(ステップS44)、空燃比がリッチ側に変化していないので、制御を終了する。
【0047】
一方、付着量DEPOが所定量を上回って付着しており、つまり、スロットルバルブ2のアイドル開度が開成する方向に変化しており、かつA/Fフィードバック補正量FAFとフィードバック学習値KGの合計値が所定値βを下回っている、空燃比がリッチ側に変化している場合には、制御は、ステップS1→S42→S43→S44と進み、デポジットが開度補正が必要となる量付着していることを検出する。この後ステップSS45を実行して、今回のデポジット補正開度FDEPOnを演算する。そして、この今回のデポジット補正開度FDEPOnを上記式(1)にあてはめてスロットル開度TAの演算を行う。
【0048】
このように、デポジットの付着を、付着量DEPO言い換えればアイドル開度の変化と、A/Fフィードバック補正係数FAFの変化つまり空燃比の変化とにより検出するので、デポジット検出のために特別なセンサを準備する必要がなく、部品点数の増加を抑制でき、製造コストの上昇を抑えることができる。また、空燃比のずれを監視することにより、デポジットの付着を誤って検出することを防止することができる。
【0049】
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。
【0050】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、暖機後のアイドリング運転状態におけるスロットルバルブの開度に基づいて、スロットルバルブ近傍の堆積物が除去されたことを検出するので、特段のセンサを使用することを排除することができる。このため、既存の内燃機関においても、内燃機関を機構的に改造することなく堆積物の除去を検出することができる。しかも、センサが不要なため、堆積物の除去を検出するためのコストアップを最小限に抑えることができる。
【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】同実施例のスロットルボディの構成を模式的に示す概略構成説明図。
【図3】同実施例のスロットル開度補正の制御手順を示すフローチャート。
【図4】同実施例の作用説明図。
【図5】同実施例の作用説明図。
【図6】同実施例のアイドル開度検出の原理を説明するための作用説明図。
【図7】同実施例のアイドル開度検出の原理を説明するための作用説明図。
【図8】同実施例のアイドル開度検出の制御手順を示すフローチャート。
【図9】同実施例のアイドル開度検出の原理を説明するための作用説明図。
【図10】同実施例のアイドル開度検出の原理を説明するための作用説明図。
【図11】同実施例の初期アイドル開度検出の制御手順を示すフローチャート。
【図12】同実施例のデポジットの除去検出の制御手順を示すフローチャート。
【図13】同実施例のデポジットの付着量検出の制御手順を示すフローチャート。
【図14】同実施例のデポジット補正開度演算の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
Claims (1)
- アイドリング運転時にスロットルバルブ自体を直接開閉制御して吸入空気量を調整するスロットルバルブ直動式アイドル回転制御方式が適用され、スロットルバルブの開度を検出し、検出した開度を堆積物の量に応じて補正した補正後のスロットル開度と回転数とに基づいて燃料噴射量が電子制御装置により制御される内燃機関において、電子制御装置への電源供給はイグニッションスイッチをオフして所定時間後に切断されるもので、イグニッションスイッチをオフして内燃機関が運転を終了している間に堆積物が除去されたことを内燃機関の運転中に検出する堆積物除去検出方法であって、
電子制御装置が、暖機完了後のアイドリング運転状態であることを検出し、
その暖機完了後のアイドリング運転状態のアイドル回転制御におけるフィードバック補正値の学習値に基づいて演算された値が、イグニッションスイッチをオフにした後の所定時間内に前記値に基づいて演算されて保存されたイグニッションスイッチオフ直前の現アイドル開度から所定値を減じた値より小であることから現アイドル開度に対してアイドリング運転中のアイドル開度を示す前記値が閉成側に変化していることを検出し、
暖機完了後のアイドリング運転状態における燃料噴射量の補正のためのフィードバック補正係数が所定値を上回っていることにより空燃比がリーン側に変化していることを検出し、
検出した現アイドル開度に対する前記値の変化と空燃比の変化とに基づいてスロットルバルブ近傍の堆積物が除去されたことを検出することを特徴とする堆積物除去検出方法。
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