JP3855557B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の制御装置に関し、詳細には機関始動時に機関回転数を目標回転数に制御する内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機関始動時、特に機関の冷間始動時には燃焼の悪化が生じやすく機関回転数が不安定になる場合がある。燃焼の悪化が生じると機関始動性の悪化や機関排気性状の悪化、始動後の回転数不安定による振動、騒音の増大等の問題が生じる。
このため、機関始動時に燃焼の悪化を防止して機関回転数を安定させるための制御装置が種々提案されている。
【０００３】
例えば、この種の制御装置の例としては特開平５−２２２９９７号公報に記載されたものがある。同公報の装置は、機関始動後のアイドル運転時に機関回転数が予め定めた目標回転数に一致するように、機関吸入空気量と点火時期とをフィードバック制御することにより、アイドル回転数を一定に維持するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公報の装置のように機関始動直後の暖機運転時に吸入空気量により機関回転数を制御していると、特に冷間始動後のアイドル運転では機関の燃焼悪化が生じる場合がある。例えば、機関吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁を備えた機関では、機関冷間始動時には噴射された燃料が気化せずに液体のまま吸気ポート壁面に付着して気化燃料の濃度が不十分になる場合がある。特に、機関冷間始動時や揮発性の低い燃料（以下「重質燃料」という）を使用した場合には、燃料が充分に気化しないため実際に気筒内に吸入される気化燃料の量が減少して混合気の空燃比がリーン化してしまい燃焼が悪化するような場合がある。このような場合には、吸入空気量を増大するためにスロットル弁開度を増大すると、スロットル弁下流側の吸気管負圧が低下（絶対圧力が上昇）してしまうため、壁面に付着した燃料が更に気化しにくくなり燃焼の悪化が増大する場合が生じるのである。
【０００５】
本願出願人は、上記問題を解決するために既に特願平１１−９８８９７号で、機関始動時の回転数をスロットル弁開度（機関吸入空気量）を調整することにより制御するとともに、機関燃焼悪化が生じた場合にはスロットル弁開度調整による回転数制御を停止して機関点火時期調整による回転数制御に切り換える制御装置を提案している。
【０００６】
同公報の装置では機関始動時のピーク回転数や回転変動等に基づいて機関燃焼状態の悪化を判断し、悪化が生じている場合にはスロットル弁開度調整による回転数制御から、機関点火時期調整による回転数制御、またはスロットル弁開度調整による回転数制御から、燃料噴射量増量による回転数制御への切り換えを行うことにより燃焼悪化を防止するようにしている。
【０００７】
しかし、上記の出願の装置では機関始動時（本明細書では、機関始動操作（クランキング）開始から定常アイドル運転までの期間を「機関始動時」と呼ぶことにする）に回転数制御自体を開始するタイミングについては充分に考慮がされていない。例えば、機関回転数は始動操作（クランキング）開始後、機関の全気筒内で燃焼が開始されると急激に上昇し、始動時ピーク回転数に到達後再度低下して一定の回転数になる。機関始動時の回転数制御は、短時間で機関回転数を所定の目標回転数に収束させることが必要とされるが、機関始動操作開始後に上記のように回転数が変化している状態では、回転数制御を開始するタイミングによって回転数制御開始後の回転数収束までの時間が異なってくる。
【０００８】
また、上記出願の装置では、燃焼状態の悪化の有無により吸入空気量調整による回転数制御から点火時期調整による回転数制御への切り換えが行われるものの、切り換え後の点火時期調整による回転数制御の制御方法によっては、機関回転数を目標回転数に収束させる時間が長くなる問題が生じる。
本発明は上記問題に鑑み、機関始動時に短時間で機関回転数を目標回転数に収束させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、機関始動時に機関回転数を予め定めた目標回転数にフィードバック制御する回転数制御を行う内燃機関の制御装置であって、機関始動操作開始時からの機関吸入空気量を積算する積算手段を備え、前記積算手段により算出された吸入空気量積算値が、スロットル弁から各気筒入口までの吸気通路容積に等しい値に到達したときに前記回転数制御を開始する、内燃機関の制御装置が提供される。
【００１０】
すなわち、請求項１の発明では機関吸入空気量の積算値がスロットル弁下流側の吸気通路容積に等しくなった時点、つまり機関始動時にスロットル弁下流側の吸気通路内に貯留されていた空気の全量が機関に吸入された時点から機関始動時の回転数フィードバック制御開始を開始する。機関始動時に短時間で機関回転数を目標回転数に収束させるためにはできるだけ早く回転数制御を開始する必要がある。しかし、機関始動時にはスロットル弁下流側の吸気通路には大気圧の空気が貯留されており、機関始動操作が開始されるとこのスロットル弁下流側に貯留された空気はスロットル弁開度とは無関係に機関に吸入されてしまう。すなわち、この間はスロットル弁開度を変化させても機関の吸入空気量を精度良く制御することはできないため、例えば機関吸入空気量を調整することによる回転数制御を実施することはできない。そこで、本発明では機関始動操作開始後、スロットル弁下流側の吸気通路内の空気の全量が機関に吸入されたと判断される時点、すなわち、精度良い回転数制御が可能となったときに直ちに始動時回転数制御を開始するようにしている。これにより、機関始動時回転数は短時間で目標回転数に収束するようになる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明を自動車用内燃機関に適用した場合の全体構成を示す概略図である。図１において、１は内燃機関本体、２は機関１の吸気通路に設けられたサージタンク、２ａはサージタンク２と各気筒の吸気ポートを接続する吸気マニホルド、１６はサージタンク２の上流側の吸気通路に配置されたスロットル弁、７は機関１の各気筒の吸気ポートに加圧燃料を噴射する燃料噴射弁である。
【００３３】
本実施形態では、スロットル弁１６はステッパモータ等のアクチュエータ１６ａを備えており、後述するＥＣＵ１０から入力する制御信号に応じた開度をとる形式とされている。すなわち、本実施形態のスロットル弁１６としては、運転者のアクセルペダル操作量とは無関係な開度をとることができる、いわゆる電子制御スロットル弁が用いられている。また、スロットル弁１６にはスロットル弁の動作量（開度）に応じた電圧信号を発生するスロットル開度センサ１７が設けられている。
【００３４】
図１において１１は各気筒の排気ポートを共通の集合排気管１４に接続する排気マニホルド、２０は排気管１４に配置された三元触媒、１３は排気マニホルド１１の排気合流部（三元触媒２０上流側）に配置された上流側空燃比センサ、１５は三元触媒２０下流側の排気管１４に配置された下流側空燃比センサである。三元触媒２０は、流入する排気空燃比が理論空燃比近傍にあるときに排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯX の３成分を同時に浄化することができる。空燃比センサ１３、１５は機関通常運転時に機関空燃比が所定の目標空燃比になるように機関への燃料噴射量をフィードバック制御する際の排気空燃比検出に用いられる。
【００３５】
本実施形態では、吸気通路のサージタンク２にはサージタンク内の吸気圧力（絶対圧）に応じた電圧信号を発生する吸気圧センサ３が、また、機関本体１のシリンダブロックのウォータジャケット８には、冷却水の温度に応じたアナログ電圧の電気信号を発生する水温センサ９が設けられている。
なお、上述のスロットル弁開度センサ１７、吸気圧センサ３、水温センサ９及び空燃比センサ１３、１５の出力信号は、後述するＥＣＵ１０のマルチプレクサ内蔵Ａ／Ｄ変換器１０１に入力される。
【００３６】
図１に５、６で示すのは、機関１のカム軸とクランク軸（図示せず）とのそれぞれ近傍に配置されたクランク角センサである。クランク角センサ５は例えばクランク角に換算して７２０°毎に基準位置検出用パルス信号を発生し、クランク角センサ６は、クランク角３０°毎にクランク角検出用パルス信号を発生する。これらクランク角センサ５、６のパルス信号はＥＣＵ１０の入出力インターフェイス１０２に供給され、このうちクランク角センサ６の出力はＥＣＵ１０のＣＰＵ１０３の割込み端子に供給される。ＥＣＵ１０は、クランク角センサ６からのクランク角パルス信号間隔に基づいて機関１の回転数（回転速度）を算出し、種々の制御に使用している。
【００３７】
機関１の電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０は、たとえばマイクロコンピュータとして構成され、マルチプレクサ内蔵Ａ／Ｄ変換器１０１、入出力インターフェイス１０２、ＣＰＵ１０３の他に、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５、メインスイッチがオフにされた場合でも記憶保持可能なバックアップＲＡＭ１０６、クロック発生回路１０７等が設けられている。
【００３８】
ＥＣＵ１０は、吸気圧、スロットル弁開度及び機関回転数に基づいて機関１の燃料噴射量制御、点火時期制御等の機関１の基本制御を行う他、本実施形態では、後述するように機関始動時（クランキング開始から完爆後の定常アイドル運転まで）に機関回転数を目標回転数に維持する始動時回転数制御を行う。
上記制御を行うため、ＥＣＵ１０は一定時間毎に実行するＡ／Ｄ変換ルーチンにより、吸気圧センサ３からの吸気圧（ＰＭ）信号、スロットル開度センサ１７からのスロットル開度（ＴＡ）信号、水温センサ９からの冷却水温度（ＴＨＷ）信号をＡ／Ｄ変換して入力する。
【００３９】
また、ＥＣＵ１０の入出力インターフェイス１０２は駆動回路１０８を介して燃料噴射弁７に接続され、燃料噴射弁７からの燃料噴射量、噴射時期を制御している。
更に、ＥＣＵ１０の入出力インターフェイス１０２は、点火回路１１０を介して機関１の各点火プラグ１１１に接続され、機関の点火時期を制御するとともに、駆動回路１１３を介してスロットル弁１６のアクチュエータ１６ａに接続され、アクチュエータ１６ａを駆動してスロットル弁１６開度を制御している。
【００４０】
次に、本実施形態の始動時回転数制御について説明する。
本実施形態では、ＥＣＵ１０は機関始動時、すなわち機関始動操作開始（クランキング開始）から機関暖機完了後の安定したアイドル運転が行われるようになるまでの間、機関回転数を予め定めた目標回転数（一般的には機関暖機促進のためのファストアイドル回転数）に維持する始動時回転数制御を行う。通常、機関クランキング開始時には機関の燃料噴射量は冷却水温度と機関回転数とから定まる基本始動時噴射量に吸気温度（大気温度）と大気圧とに応じた補正を加えた量に設定される。そして、クランキング開始後、機関回転数がクランキング回転数より高い所定の回転数（例えば４００ｒｐｍ程度）を越えたあと、（すなわち、各気筒で燃焼が開始され機関が完爆状態になったと判断された後）は燃料噴射量は機関吸入空気量と機関回転数とに応じた基本燃料噴射量に所定の係数を乗じた量に設定される。基本燃料噴射量は、機関燃焼空燃比を理論空燃比に維持するために必要とされる燃料噴射量である。また、上記所定の係数は機関始動時の吸気ポート壁面への噴射燃料の付着や低温による燃料の気化状態の悪化を補償するためのものであり、機関始動時には上記所定の係数は１より大きな値に設定され機関燃焼空燃比は理論空燃比よりリッチ側に設定される。
【００４１】
また、機関始動時には排気通路に配置された排気浄化触媒（図１に２０で示す）の温度は低くなっており、触媒は排気浄化機能を発揮できない。従って、機関始動後は、できるだけ早く触媒温度を活性化温度まで上昇させて触媒による排気浄化を開始する必要がある。このため、通常機関始動時には排気温度を上昇させて短時間で触媒を昇温するために機関点火時期は通常運転時に較べて遅角される。
【００４２】
上記のように、機関始動時の燃料噴射量は種々の要因に応じて適切に設定されるため、本来機関が正常な状態にあれば機関始動時に燃焼悪化による回転数変動は生じにくくなっている。しかし、機関が正常であっても始動時の燃焼悪化による回転数変動が生じる場合がある。例えば、機関に使用する燃料（ガソリン）の性状が異なると始動時の燃焼悪化が生じやすい。機関始動時の燃料噴射量は標準の性状を有する燃料を使用した場合に基づいて設定されている。このため、例えば標準の燃料に較べて揮発性の低い燃料（以下、「重質燃料」と呼ぶ）が機関に使用されると、特に機関冷間始動時には燃焼の悪化が生じる場合がある。すなわち、重質燃料は揮発性が低いため、標準燃料と同量の燃料を噴射した場合でも気化せずに液体のまま吸気ポート壁面に付着する燃料の割合が増加し実際に気筒内に供給される燃料の量は少なくなる。このため、機関の燃焼空燃比が通常よりリーン側にシフトしてしまい、燃焼の悪化による機関回転数の不安定化が生じるのである。
【００４３】
一般に、始動時の機関回転数の不安定化を防止して機関回転数を所定の目標回転数に維持する方法としては、機関回転数に基づく機関吸入空気量のフィードバック制御（吸気量回転数制御）が行われる。吸気量回転数制御では、機関回転数が目標回転数より低い場合にはスロットル弁１６開度を増大（機関吸入空気量を増大）して回転数を上昇させ、回転数が目標回転数より高い場合にはスロットル弁開度を低減（吸入空気量を低減）して回転数を低下させる、回転数に基づくフィードバック制御を行うことにより回転数が目標回転数に維持される。しかし、重質燃料を使用した場合には、吸気量回転数制御では機関の燃焼悪化を抑制できず、始動時回転数を目標回転数に維持できない場合が生じる。
【００４４】
例えば、重質燃料を使用したために機関始動時に機関の燃焼空燃比がリーン空燃比になり燃焼が悪化したような場合、吸気量回転数制御では燃焼悪化により機関回転数が低下すると回転数を上昇させるためにスロットル弁開度は増大される。ところが、スロットル弁開度を増大するとスロットル弁下流側の吸気通路内負圧が低下（絶対圧が増大）するため、噴射された燃料がますます気化しにくくなる。このため、機関燃焼空燃比は更にリーン方向に移行して燃焼悪化が増大するような場合が生じるのである。
【００４５】
本実施形態では、吸気量回転数制御では燃焼の悪化による始動時回転数低下を補償できないと判断されたときには、吸気量回転数制御に代えて点火時期回転数制御を実施することにより、燃焼悪化時にも機関回転数を目標回転数に正確に維持するようにしている。
点火時期回転数制御では機関回転数に基づいて点火時期をフィードバック制御することにより機関回転数を目標回転数に維持する操作が行われる。機関始動時には、前述したように触媒暖機のため機関点火時期は遅角されている。一方、重質燃料を使用したような場合には、空燃比のリーン化等のため気筒内混合気の燃焼速度は低下している。このため、機関点火時期を進角させて燃焼速度の低下を補うことにより気筒での出力トルクが増大し、機関回転数は上昇する。これにより、重質燃料が使用されて機関燃焼が悪化したような場合でも機関回転数を正確に目標回転数に一致させることが可能となる。
【００４６】
なお、点火時期回転数制御が行われると一般に点火時期は点火時期回転数制御か実施されていない場合に較べて進角されるため、機関排気温度が低くなり触媒の暖機が遅くなる。このため、本実施形態では、機関始動時にはまず吸気量回転数制御を実施し、燃焼悪化が判断されたときにのみ吸気量回転数制御から点火時機械点数制御への切り換えを行うようにして触媒暖機の遅延による機関排気性状の悪化を抑制している。
【００４７】
また、本発明で使用する燃焼悪化の判定方法は特に制限はなく、燃焼悪化を正確に判定できる方法であればいかなる方法を使用しても良い。例えば、機関始動操作（クランキング）が開始された後、機関全気筒で燃焼が開始されると（すなわち機関が完爆状態になると）機関回転数は急上昇して始動時ピーク回転数に到達し、その後低下する。この始動時ピーク回転数は機関燃焼の悪化程度が大きいほど（使用される燃料の揮発性が低いほど）低くなる。このため、燃焼悪化が生じていないときの（揮発性の良好な通常の燃料を使用したときの）始動時ピーク回転数を基準ピーク回転数として予め設定しておき、実際の始動時ピーク回転数が基準ピーク回転数より所定値以上低い場合には燃焼の悪化が生じたと判定するようにすることも可能である。また、上記により燃焼悪化が生じていると判定された場合には、機関始動時に吸気量回転数制御を行うことなく直ちに点火時期回転数制御を開始するようにしても良いし、燃焼悪化時には機関始動時に最初は吸気量回転数制御を実施し、その後吸気量回転数制御では回転数を目標回転数に維持できないと判定された場合（例えば、吸気量回転数制御における吸気量フィードバック補正量が所定値を越えて増大した場合に）点火時期回転数制御に切り換えるようにしても良い。
【００４８】
ところで、上述のように吸気量回転数制御や点火時期回転数制御により始動時回転数制御を行う場合、始動時の回転数制御の開始タイミングや開始時の制御パラメータの設定等が問題となる。すなわち、始動時回転数制御においては機関始動操作開始後できるだけ短時間で機関回転数をファストアイドル回転数相当の目標回転数に収束させることが望ましい。しかし、制御開始のタイミングや制御開始時の制御パラメータの設定によっては、逆に回転数変動の増大や、目標回転数への追従速度の低下を生じ、目標回転数への収束が遅れる問題がある。例えば、後述するように機関始動操作開始後、機関回転数がピーク回転数に到達するまでの間は一般的には機関回転数を制御することはできない。このため、機関始動操作開始と同時に回転数制御を開始したのでは、正確な回転数制御が行えないのみならず回転数制御により吸入空気量や点火時期のフィードバック補正量が過度に大きな値に設定されてしまい、回転数制御か可能となった時に逆に回転数の変動が大きくなる場合がある。また、回転数制御開始時に実際の機関回転数が目標回転数近傍の領域にあるような場合に、例えばフィードバック制御ゲインなどの制御パラメータを大きな値に設定したのでは、回転数のオーバシュートやアンダシュートが発生し目標回転数への収束が遅れる場合が生じる。
【００４９】
以下に説明する本発明の始動時回転数制御では、回転数制御開始のタイミング、或いは制御開始時の回転数制御における制御パラメータ等を適切に設定することにより、機関回転数を円滑に、かつ短時間で目標回転数に収束させることを可能としている。
以下、本発明の始動時回転数制御の具体的な実施形態について説明する。
（１）第１の実施形態
本実施形態では、機関始動操作（クランキング）開始後、機関に吸入された空気量がスロットル弁下流側の吸気通路容積に等しくなった時点から回転数制御を開始することにより、回転数制御開始のタイミングを適切に設定し、制御開始後短時間で円滑に機関回転数を目標回転数に収束させる。
【００５０】
図２は、スロットル弁１６開度を一定にした状態で機関を始動したときの機関回転数の一般的な時間変化を示す図である。図２に示すように、機関回転数はクランキング開始後上昇し、全気筒内で爆発が生じると、急激に上昇してピーク回転数（図２、ａ点）に到達する。そしてピーク回転数に到達した後機関回転数は再度低下してアイドル回転になる（ｂ点）。
【００５１】
図２において、スロットル弁１６が一定に保持されているにもかかわらず、始動時に回転数が急激に上昇してピーク回転数が生じるのは以下の理由による。
すなわち、機関停止時にはスロットル弁１６下流側の吸気通路圧力は大気圧に等しくなっており、スロットル弁１６と各気筒の間の吸気通路には比較的多量の空気が貯留されている。機関が回転を始めると、スロットル弁下流側に貯留された空気は一挙に気筒内に吸入される。このため、機関始動操作開始時にはスロットル弁が全開のときと同様に多量の空気が気筒内に吸入され、機関完爆とともに回転数が急激に上昇するようになる。しかし、スロットル弁下流側に貯留された空気の全量が気筒内に吸入された後は、気筒内にはスロットル弁開度に応じた量の空気しか供給されなくなるため回転数は低下する。このため、機関始動操作開始後、一時的に機関回転数が急上昇して始動時ピーク回転数が生じるようになる。
【００５２】
前述したように、早期に機関回転数を目標回転数に一致させるためにはできるだけ早い時期に回転数制御を開始することが望ましい。しかし、機関始動時にスロットル弁下流側の吸気通路に貯留された空気が気筒に吸入されている間は、いわばスロットル弁が全開に保持されているのと同様であるため、吸気量回転数制御、点火時期回転数制御のいずれによっても回転数を制御することは困難である。また、この時期に回転数制御を開始すると吸気量回転数制御と点火時期回転数制御では回転数を低下させるために吸気量を大幅に低減、或いは点火時期を大幅に遅角させる方向に制御が進んでしまう。このため、始動時ピーク回転数到達後、回転数低下時には目標回転数より大幅に回転数が低下してしまい、目標回転数への収束が遅れる問題が生じる。
【００５３】
本実施形態では、機関始動操作開始後に機関に吸入された空気量を積算し、この積算値がスロットル弁下流側の吸気通路容積に到達した時点から回転数制御を開始することにより、上記問題を解決している。すなわち、機関始動操作開始時にスロットル弁下流側の吸気通路に貯留された量の空気が機関に吸入された後は、回転数制御により機関回転数を制御することが可能である。そこで、本実施形態では、機関の吸入空気量の積算値からスロットル弁下流側に貯留された量に等しい量の吸気が機関に吸入されたことを判断し、その時点から回転数制御を開始する。これにより、機関始動操作開始後に回転数制御が可能となった時点から直ちに回転数制御を開始することができるため、短時間で機関回転数を目標回転数に収束させることが可能となる。
【００５４】
図３は、本実施形態の始動時回転数制御の開始操作を説明するフローチャートである。本操作は、ＥＣＵ１０により一定時間毎に実行されるルーチンとして行われる。
図３の操作がスタートすると、ステップ３０１では、それぞれ対応するセンサ６、１７で検出された機関回転数ＮＥとスロットル弁開度ＴＨＡとが読み込まれる。そして、ステップ３０３では上記ＮＥとＴＨＡとに基づいて現在の吸気体積効率ηV が算出される。体積効率ηV は、実際に機関に吸入される空気量と機関の総排気量との比であり、スロットル弁開度ＴＨＡと機関回転数ＮＥとの関数となる。本実施形態では、予めスロットル弁開度と機関回転数とを変化させて実際の機関を運転し、機関吸入空気量を実測することにより、ηV の値とＴＨＡ、ＮＥとの関係を求めてあり、ＥＣＵ１０のＲＯＭ１０４にηV の値をＴＨＡとＮＥとを用いた数値テーブルとして格納してある。ステップ３０３では、スロットル弁開度ＴＨＡと回転数ＮＥとに基づいてこの数値テーブルから体積効率ηV の値が読み出される。
【００５５】
次に、ステップ３０５では機関に実際に吸入された空気量（体積）の積算値が、（ηV ×Ｖd ／２）×ＮＥ×ＫT だけ増大される。
ここで、ηV はステップ３０３で算出した吸気体積効率、Ｖd は機関の排気量、ＮＥは機関回転数（ＲＰＭ）、ＫT はＫT ＝ΔＴ／６０で表される定数。ΔＴは本操作の実行間隔（秒）である。すなわち、本実施形態では、機関１は４サイクル機関とされるため、機関１回転当たりに吸入する空気量は（ηV ×Ｖd ／２）で表される。また、ＮＥ×ＫT は本操作を前回実行してから今回本操作を実行するまでの間に機関が何回転したかをあらわしている。従って、（ηV ×Ｖd ／２）×ＮＥ×ＫT の値は、前回本操作実行後機関に吸入された空気量（体積）を表すことになる。ΣＱの値の初期値は０とされているため、ステップ３０５を一定時間（ΔＴ）毎に実行することにより、ΣＱの値は現在までの機関吸入空気量の積算値を正確に表すことになる。
【００５６】
上記により、積算値ΣＱを算出後、ステップ３０７では現在の吸入空気量積算値ΣＱの値が所定値Ｖvol に到達したか否かが判定される。ここで、Ｖvol はスロットル弁１６下流側の吸気通路全容積である。ステップ３０７でΣＱ＜Ｖvol であった場合には、すなわち、スロットル弁１６下流側に貯留された空気の全量が機関に吸入されておらず、精度の良い回転数制御を行うことができないため、そのまま本操作は終了する。また、ΣＱ≧Ｖvol であった場合にはスロットル弁下流側に貯留された空気の全量が機関に吸入されており、精度の良い回転数制御を実施可能となっている。このため、この場合には、ステップ３０９に進み、回転数制御実行フラグＦＢの値を１にセットして操作を終了する。
【００５７】
フラグＦＢが１にセットされると、別途ＥＣＵ１０により実行されるルーチンにより、前述した吸気量回転数制御と点火時期回転数制御の実行が許可され、吸気量回転数制御、または燃焼が悪化している場合には点火時期回転数制御が実行される。
（２）第２の実施形態
次に、本発明の参考例としての機関始動時回転数制御の開始操作の実施形態について説明する。なお、本実施形態は本発明を構成するものではない。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に回転数制御が可能になると同時に制御を開始することにより、短時間で回転数を目標回転数に収束させるが、第１の実施形態では機関吸入空気量に基づいて制御開始時期を判定していたのに対して、本実施形態では機関回転数に基づいて制御開始時期を判定する点が相違している。
【００５８】
前述のように、機関始動操作開始後スロットル弁下流側に貯留された空気が機関に吸入されている間はスロットル弁開度にかかわらず機関回転数は上昇し、貯留された空気の全量が機関に吸入された後は機関回転数はスロットル弁開度に応じた回転数まで低下する。このため、機関回転数が低下を開始する時点、すなわち機関回転数が図２で説明した始動時ピーク回転数に到達した時点は、スロットル弁下流側に貯留された空気の全量が機関に吸入された時点であると考えることができる。
【００５９】
そこで、本実施形態では、機関始動操作開始後機関回転数を監視して、回転数が始動時ピーク回転数に到達したと判断される時点から回転数制御を開始するようにしている。
図４、図５は本実施形態の回転数制御開始操作を説明するフローチャートである。図４は、機関の始動操作開始後、機関回転数が始動ピーク回転数に到達したことを検出する検出操作を示すフローチャート、図５は、始動ピーク回転数到達の有無に基づく始動時回転数制御開始操作を示すフローチャートである。図４、図５の操作は、それぞれＥＣＵ１０により一定時間毎に実行されるルーチンにより行われる。
【００６０】
図４の操作では、まず、ステップ４０１でピーク検出フラグＦＰの値が１にセットされているか否かが判定される。ピーク検出フラグＦＰは、機関回転数が始動時ピーク回転数に到達したときに後述するステップ４１５で１にセットされるフラグであり、初期値は０にセットされている。
ステップ４０１でピーク検出フラグＦＰの値が１にセットされている場合には、再度ピーク検出を行う必要はないため本操作はステップ４０３以下を実行することなく終了する。
【００６１】
ステップ４０１でＦＰ≠１、すなわちピーク検出か完了していない場合には、次にステップ４０３で現在の機関回転数ＮＥを読み込むとともに、ステップ４０５と４０７とで現在ピーク検出条件が成立しているか否かが判断される。本実施形態では、ピーク検出操作は、機関回転数ＮＥが所定値ＮＥS 以上であり、（ステップ４０５）、かつ機関始動操作開始後所定時間が経過している場合（ステップ４０７）にのみ実施される。これらの条件は、始動時ピーク回転数の誤検出を防止するためのものである。すなわち、機関が完爆状態になる前は機関の燃焼が安定せず、機関回転数が一様に上昇しないで変動するため回転数に小さなピークが生じる場合がある。本実施形態では、この小さな回転数ピークを始動時ピーク回転数として誤検出することを防止するために、機関回転数が所定値ＮＥS 以上（ＮＥS は機関が完爆状態にあると判定される回転数）、かつ始動操作開始後所定時間（例えば１０００ｍｓ）経過した後にピーク回転数の検出を開始するようにしている。ステップ４０５、４０７のいずれか一方または両方の条件が成立しない場合には、本操作はステップ４０９以下を実行することなく直ちに終了する。
【００６２】
ステップ４０５、４０７の条件が成立していた場合には、次にステップ４０９に進み、前回操作実行時の機関回転数ＮＥi-1 とステップ４０３で読み込んだ現在の機関回転数ＮＥとを比較する。そして、ＮＥ≧ＮＥi-1 である場合、すなわち現在機関回転数が上昇中である場合には、始動時ピーク回転数ＮＥＰの値を今回測定した機関回転数ＮＥで置き換える操作（ステップ４１１）を行うとともに、次回の本操作実行に備えてＮＥi-1 の値を更新して本操作を終了する。
【００６３】
一方、ステップ４０９でＮＥ＜ＮＥi-1 であった場合、すなわち始動時ピーク回転数に到達して機関回転数が低下を始めている場合には、ステップ４１５に進み、ピーク検出フラグＦＰの値を１にセットして操作を終了する。これにより、機関回転数が上昇を続けている間はピーク回転数ＮＥＰは現在の機関回転数を用いて更新されるが、機関回転数が減少を開始するとＮＥＰの値は更新されなくなるため、ＮＥＰには始動時のピーク回転数がセットされるようになる。また、一旦始動時ピーク回転数が検出されるとピーク検出フラグＦＰが１にセットされるため、次回からはピーク検出操作は実行されなくなる（ステップ４０１）。
【００６４】
図５の操作では、まずステップ５０１で現在機関がアイドル運転中か否かが判定される。現在機関がアイドル運転中か否かは、スロットル弁開度ＴＨＡがアイドル時の所定開度にセットされているか否かに基づいて判定される。現在、機関がアイドル運転中である場合には、次にステップ５０３で、図４の操作でセットされるピーク検出フラグＦＰの値が１（検出済）になっているか否かを判定する。ＦＰ＝１である場合には、機関回転数は始動時ピーク回転数に到達したことを意味するため、ステップ５０５に進み、回転数制御実施フラグＦＢを１にセットして操作を終了する。これにより、第１の実施形態と同様に吸気量回転数制御（または点火時期回転数制御）が実行される。一方、ＦＰ≠１であった場合には、現在、まだ始動時ピーク回転数に到達しておらず、回転数制御を開始する時期ではないため、回転数制御フラグＦＢの値は変更せずにそのまま操作を終了する。
【００６５】
なお、ステップ５０１で現在、機関がアイドル運転中でない場合、すなわち現在車両が走行中である場合には、回転数制御を開始する必要はないため本操作は直ちに終了する。
本実施形態によれば、吸入空気量の積算値を算出することなく簡易に回転数制御の開始時期を判断することが可能となる。
（３）第３の実施形態
次に、本発明の参考例としての第３の実施形態について説明する。本実施形態は本発明を構成するものではない。
【００６６】
本実施形態では第２の実施形態と同様に、機関回転数が始動時ピーク回転数に到達したときに回転数制御を開始するが、回転数制御開始時には制御目標回転数を実際のピーク回転数に設定し、その後時間の経過とともに徐々に目標回転数を最終的な目標回転数（ファストアイドル回転数）まで変化させる。
始動時ピーク回転数到達時に回転数制御を開始すると、制御開始時の回転数はファストアイドル回転数よりかなり高くなっている。このため、制御開始時からファストアイドル回転数を目標回転数として設定すると、回転数制御では実際の回転数を低下させる方向に制御が行われる。一方、ピーク回転数到達後は機関回転数は自然に低下するため、この時期に回転数を大幅に低下させる方向に制御が行われると、回転数がファストアイドル回転数を越えて大幅に低下してしまい、最終的な目標回転数であるファストアイドル回転数に収束するまでに時間を要する場合がある。そこで、本実施形態では始動時ピーク回転数到達時に回転数制御を開始する際には、制御目標回転数を実際の始動時ピーク回転数に設定し、その後徐々に制御目標回転数を最終的な目標回転数であるファストアイドル回転数まで低下させる操作を行う。これにより、ピーク回転数到達後も実際の機関回転数と制御目標回転数との間に大きな偏差が生じないため、回転数を大幅に低下させる制御が行われず、制御開始後短時間で機関回転数が目標回転数に収束するようになる。
【００６７】
また、本実施形態では機関回転数が始動時ピーク回転数から低下中に、ファストアイドル回転数から所定値以内になった場合、すなわち回転数低下中に最終目標回転数に近づいた場合には、更に上記の制御目標回転数の低下速度が小さくなるような操作を行う。このように、最終目標回転数近傍では制御目標回転数の低下速度を小さくすることにより、回転数低下時にアンダシュートが生じることが更に抑制されるようになる。
【００６８】
図６は、本実施形態の目標回転数設定操作を具体的に説明するフローチャートである。本操作は、ＥＣＵ１０により一定時間毎に実行されるルーチンにより行われる。
図６において操作がスタートすると、ステップ６０１では、現在回転数制御実行フラグＦＢが１にセットされているか否かが判定され、ＦＢ≠１の場合にはステップ６０３以下を実行することなく直ちに本操作を終了する。
【００６９】
一方、ステップ６０１でＦＢ＝１であった場合には、ステップ６０３で今回の操作がフラグＦＢの値が０から１に変化した後最初に実行されているか否かが判定され、ＦＢの値変化後最初の実行である場合にのみステップ６０５を実行して後述する変数ＫＮＥの初期値を設定する操作を行う。
なお、本実施形態においても、図４、図５の操作が別途行われており、機関が始動ピーク回転数に到達すると同時にＦＢの値が１にセットされる。また、ステップ６０３、６０７のフラグＸはステップ６０５をＦＢの値が０から１に変化した直後に１回だけ実行するために使用されるフラグである。
【００７０】
ステップ６０５では、ＫＮＥの初期値は、ＫＮＥ＝ＮＥＰ−ＮＥ0 として設定される。ここで、ＮＥＰは今回機関始動時の実際の始動時ピーク回転数であり、図４の操作で設定される。また、ＮＥ0 は回転数制御の最終目標回転数（ファストアイドル回転数）である。後述するように、本実施形態では回転数制御の目標回転数はＴＮＥはＮＥ0 ＋ＫＮＥとして設定され、ＫＮＥの値は上記初期値から時間とともに低減される。
【００７１】
ステップ６１３と６１５はＫＮＥの低減操作である。本実施形態では実際の機関回転数ＮＥが最終目標値ＮＥ0 に近接したか否か、すなわちＮＥがＮＥ＋ΔＮＥ1 以下になったか否かに応じてＫＮＥの減少速度を変更する。すなわち、ステップ６１１では回転数ＮＥが、ＮＥ0 ＋ΔＮＥ1 以下になったか否かを判定し、ＮＥ＞ＮＥ0 ＋ΔＮＥ1 （実際の回転数が最終目標値に近接していない場合）には、操作実行毎にＫＮＥの値を比較的大きな一定値Ｋ1 ずつ低減する（ステップ６１３）これにより、ＫＮＥの値は比較的大きな速度で時間とともに減少する。また、ステップ６１１でＮＥ≦ＮＥ0 ＋ΔＮＥ1 （実際の回転数が最終目標値に近接した場合）には操作実行毎にＫＮＥの値を比較的小さな一定値Ｋ2 （Ｋ2 ＜Ｋ1 ）ずつ低減する（ステップ６１５）。これにより、ＫＮＥの値は制御開始から最終目標値に近接するまでは比較的大きな速度で時間とともに減少し、最終目標値に近づいた場合には減少速度が小さくなるように変化する。なお、本実施形態ではΔＮＥ1 の値は、例えば１００ＲＰＭ程度の一定値に設定されている。
【００７２】
そして、ステップ６１７では回転数制御における目標回転数ＴＮＥが、ＴＮＥ＝ＮＥ0 ＋ＫＮＥとして設定される。また、ＫＮＥの値が減少により負の値になった場合には、ＴＮＥの値は最終目標回転数ＮＥ0 に設定される（ステップ６０９、６１９）。
図６の操作により、本実施形態では始動時ピーク回転数到達時に回転数制御が開始されるときには、制御目標回転数ＴＮＥは実際のピーク回転数ＮＥＰに設定され（ステップ６０５、６１７）、その後最終目標回転数に実際の回転数が近づくまでは時間とともに比較的大きな速度で減少し（ステップ６１１、６１３）、実際の回転数が最終目標回転数ＮＥ0 に接近した領域では比較的小さな速度で減少して（ステップ６１５）、最終目標回転数ＮＥ0 に一致するようになる（ステップ６０９、６１９）。
【００７３】
なお、図６の操作はＥＣＵ１０により一定時間毎に実行されるが、図６の操作を機関クランク軸の一定回転角毎に実行するようにすれば、上記に加えて制御目標回転数の低下速度が機関回転数に応じて変化するようになるため、制御応答性を更に高めることが可能となる。
本実施形態では、上記のように制御目標回転数を実際のピーク回転数から最終目標回転数まで徐々に変化させることにより、実際の始動時ピーク回転数のばらつきが生じた場合にも、制御目標回転数と実際の回転数との間に大きな偏差が生じることがなく、短時間で機関回転数を最終目標回転数に収束させることが可能となる。また、本実施形態では実際の機関回転数が最終目標回転数に接近した場合には制御目標回転数の変化速度が小さく設定されるため、回転数のアンダシュートが生じることが防止され最終目標回転数への収束時間が更に短縮されるようになる。
（４）第４の実施形態
次に、本発明の参考例としての第４の実施形態について説明する。本実施形態は本発明を構成するものではない。
【００７４】
前述の第１から第３の実施形態では、機関始動操作開始後、回転数が始動時ピーク回転数付近になったときから回転数制御を開始している。このため、回転数制御開始時には実際の回転数は目標回転数（例えばファストアイドル回転数）より高くなっており、回転数制御が開始されると吸入空気量または点火時期は回転数を低下させる方向に補正されるようになる。しかし、実際には機関始動時に回転数はピーク回転数到達後急激に低下する。このため、ピーク回転数到達後急激な回転数低下が生じているときに回転数制御を開始すると、回転数が過度に低下してしまい目標回転数への収束が遅くなる場合がある。
【００７５】
そこで、本実施形態では機関始動操作開始後の機関回転数変化速度を検出し、変化速度が所定値以下になった時点から回転数制御を開始するようにして、機関回転数を目標回転数に短時間で収束させるようにしている。
図７は、本実施形態の始動時回転数制御開始操作を説明するフローチャートである。本操作は、ＥＣＵ１０により一定時間毎に実行されるルーチンにより行われる。
【００７６】
図７、ステップ７０１から７０５は回転数制御開始条件が成立しているか否かの判定を示す。すなわち、ステップ７０１ではスロットル弁１６開度に基づいて現在アイドル運転中か否かが判断され、ステップ７０３では既に回転数制御が開始されているか否かが回転数制御実行フラグＦＢに基づいて判定される。また、ステップ７０５では、現在機関始動操作（クランキング）開始後所定時間（例えば２０００ｍｓ程度）が経過したか否かが判定される。ステップ７０１で現在アイドル運転でない場合、及びステップ７０３で既に回転数制御が開始されている場合（ＦＢ＝１）には、更に回転数制御を開始する必要がないため、ステップ７０７以下の操作は実行せず直ちに本操作は終了する。ステップ７０５で、機関始動操作開始後所定時間が経過していない場合には、まだ機関回転数が始動時ピーク回転数に到達していない可能性がある。この場合には、始動時ピーク回転数付近での回転数変化速度の低下を検出することを避けるため、同様にステップ７０７以下は実行せずにそのまま操作を終了する。
【００７７】
ステップ７０１から７０３の条件が全て成立した場合には、ステップ７０７で現在の機関回転数ＮＥを読み込み、前回操作実行時の回転数ＮＥi-1 から現在までの回転数変化速度ＲＮＥが、ＲＮＥ＝｜ＮＥ−ＮＥi-1 ｜として算出される。そして、ステップ７１１で次回のＲＮＥ算出操作に備えてＮＥi-1 の値を更新すした後、ステップ７１３に進む。
【００７８】
ステップ７１３では、ステップ７１１で算出した回転数変化速度が予め定めた所定値ＲＮＥ0 以下になったか否かが判定され、ＲＮＥ≦ＲＮＥ0 の場合には回転数制御実行フラグＦＢの値が１にセットされる。
これにより、本実施形態では回転数の変化速度が小さくなった時点から回転数制御が開始されるようになり、回転数が短時間で目標回転数に収束するようになる。
（５）第５の実施形態
次に、本発明の参考例としての第５の実施形態について説明する。本実施形態は本発明を構成するものではない。
【００７９】
本実施形態では、機関始動操作開始後、機関回転数が始動時ピーク回転数を通過した後に低下する際に、目標回転数を横切った時点から回転数制御を開始するようにしている。
前述したように、始動時ピーク回転数を過ぎると機関回転数は急激に低下する。このため、ピーク回転数通過後まだ回転数が目標回転数より高い状態から回転数制御を開始すると、機関回転数が低下中であるにもかかわらず回転数制御はさらに回転数を低下させる方向に作用してしまい、回転数が過度に低下する場合が生じる。
【００８０】
本実施形態では、機関回転数がピーク回転数到達後の低下中に目標回転数（ファストアイドル回転数）を横切ったとき、すなわち実際の回転数が目標回転数に等しくなった時点から回転数制御を開始することにより、回転数の過度の低下を防止するようにしている。すなわち、本実施形態では回転数制御開始時には実際の回転数と目標回転数との差は極めて小さくなっているため、実際の回転数が大幅に低下方向に制御されることがない。このため、制御開始時の回転数の過度の低下が防止され短時間で回転数が目標回転数に収束するようになる。
【００８１】
図８は、本実施形態の回転数制御開始操作を説明するフローチャートである。
本操作は、ＥＣＵ１０により一定時間毎に実行されるルーチンにより行われる。
図８、ステップ８０１、８０３は図７、ステップ７０１、７０３と同様な回転数制御開始条件成立の有無の判定を示す。また、ステップ８０５は現在回転数が始動時ピーク回転数を通過したか否かの判定を示す。ＦＰは、別途ＥＣＵ１０により実行される図４と同様な操作により設定されるピーク検出フラグである。ステップ８０５でＦＰ≠１、すなわち回転数が始動時ピーク回転数到達していない場合には、回転数上昇中に機関回転数が目標回転数に一致したときに回転数制御が開始されてしまうことを防止するためステップ８０７以下の操作は実行しない。
【００８２】
ステップ８０５で現在ピーク回転数通過後である場合には、ステップ８０７で回転数ＮＥを読み込み、ステップ８０９では読み込んだ回転数ＮＥが目標回転数ＮＥ0 以下に低下したか否かを判定する。そして、ＮＥ≦ＮＥ0 であった場合にはステップ８１１で回転数制御実行フラグＦＢの値を１にセットして操作を終了する。これにより、始動時ピーク回転数通過後に機関回転数が目標回転数まで低下すると回転数制御が開始されるようになる。
【００８３】
また、ステップ８０９で機関回転数ＮＥが未だ目標回転数ＮＥ0 まで低下していない場合には、ステップ８１３に進み、現在、機関始動操作開始時から所定時間（例えば３０００ｍｓ程度）が経過したか否かを判定し、所定時間が経過した場合には、機関回転数が目標回転数まで低下していない場合であってもステップ８１１に進み回転数制御を開始する。これは、始動時ピーク到達後の機関回転数の低下が比較的緩やかなような場合には機関回転数が目標回転数まで低下するのに比較的長い時間が係るため、目標回転数まで低下するのを待たずに回転数制御を開始して早期に回転数を目標回転数に収束させるためである。この場合、機関回転数の低下速度は比較的緩やかであるため、回転数が目標回転数に低下する前に回転数制御を開始しても、大幅な回転数低下は生じない。
（６）第６の実施形態
次に、本発明の参考例としての第６の実施形態について説明する。本実施形態は本発明を構成するものではない。
【００８４】
本実施形態では、機関の燃焼悪化時に吸気量回転数制御から点火時期回転数制御に切り換える際に、点火時期をステップ的に所定量だけ進角させた状態で点火時期回転数制御を開始するようにしている。通常、燃焼悪化時にはピーク回転数到達後の回転数低下が大きいため、機関燃焼悪化時に吸気量回転数制御から点火時期回転数制御への切り換えが行われる時点では、機関回転数は目標回転数より低くなっている。このため、点火時期回転数制御への切り換え後には早期に回転数を上昇させる必要がある。
【００８５】
そこで、本実施形態では点火時期回転数制御への切り換え時には、切り換え前に較べて所定量点火時期を進角させた状態で点火時期回転数制御を開始するようにしている。これにより、点火時期回転数制御の開始と同時に機関回転数は上昇し、短時間で目標回転数に到達するようになる。
以下に、図９から図１２を用いて機関燃焼悪化時の回転数制御切り換え操作と、吸気量回転数制御操作及び点火時期回転数操作について具体的に説明する。
【００８６】
本実施形態では、図４の操作で検出した始動時ピーク回転数ＮＥＰと予め定めた基準ピーク回転数ＮＥＰ0 とを比較することにより、機関燃焼の悪化が生じているか否かを判定する。機関の燃焼が悪化すると、始動時ピーク回転数ＮＥＰは燃焼悪化の程度に応じて低下する。このため、例えば適宜な基準ピーク回転数ＮＥＰ0 （一定値）を予め設定しておき、この基準ピーク回転数ＮＥＰ0 と実際の始動時ピーク回転数ＮＥＰとの差ＤＮＰ（＝ＮＥＰ0 −ＮＥＰ）を算出すれば、燃焼の悪化の程度が大きいほどＤＮＰの値が大きくなる。このため、ＤＮＰの値を用いて燃焼悪化の程度を表すことができる。
【００８７】
本実施形態では、回転数制御開始時には、まず吸気量回転数制御を実施するとともに、上記ピーク回転数差ＤＮＰの値に基づいて燃焼悪化の有無を判定するとともに、燃焼悪化の程度に応じて吸気量回転数制御から点火時期制御への切り換え時期を設定している。
図９は、本実施形態の始動時回転数制御操作を説明するフローチャートである。本操作はＥＣＵ１０により一定時間毎に実行されるルーチンとして行われる。
【００８８】
図９において操作がスタートすると、ステップ９０１では現在アイドル運転中か否かが、またステップ９０３では回転数制御実行フラグＦＢの値が１か否かが判定される。
現在アイドル運転中で、かつ回転数制御実行フラグＦＢの値が１（実行）にセットされている場合には、次にステップ９０５に進み、予め定めた基準ピーク回転数ＮＥＰ0 と図４の操作で検出した始動時ピーク回転数ＮＥＰとの差ＤＮＰを算出する。そして、ステップ９０７では吸気量回転数制御のフィードバック補正量ＥＱの上限値ＥＱMAX をＤＮＰの値に応じて設定して操作を終了する。
【００８９】
一方、ステップ９０１、９０３のいずれかの条件が成立しなかった場合にはステップ９０９に進み、吸気量回転数制御実行フラグＣＮと点火時期回転数制御実行フラグＩＮとの値をともに０にセットして操作を終了する。
本実施形態では、吸気量回転数制御実行フラグＣＮが１にセットされると後述の吸気量回転数制御が実行され、点火時期回転数制御実行フラグＩＮが１にセットされると点火時期回転数制御が実行される。なお、吸気量回転数制御実行フラグＣＮの初期値は１（実行）に設定されている。このため、アイドル運転時にフラグＦＢの値が１にセットされると（ステップ９０１、９０３）、まず吸気量回転数制御が開始されるようになる。
【００９０】
図１０は、吸気量回転数制御操作を説明するフローチャートである。本操作では、目標回転数ＮＥ0 と実際の機関回転数ＮＥとの差ＤＮＥに基づいて吸入空気量フィードバック補正量ＥＱの値が設定される。また、フィードバック補正量ＥＱの値が上限値ＥＱMAX に到達すると吸気量回転数制御から点火時期回転数制御への切り換えが行われる。
【００９１】
すなわち、ステップ１００１では、吸気量回転数制御実行フラグＣＮの値が１（実行）か否かが判断され、ＣＮ＝１の場合にはステップ１００３、１００５でＤＮＥの値が算出され、ステップ１００７では偏差ＤＮＥの積分値ＩＤＮＥが算出される。また、ステップ１００９では、偏差ＤＮＥの微分値ＤＤＮＥが、ＤＤＮＥ＝ＤＮＥ−ＤＮＥi-1 として算出される。ＤＮＥi-1 は前回本操作実行時のＤＮＥの値である。ＤＮＥi-1 の値は、操作実行毎にステップ１０１１で更新される。
【００９２】
そして、ステップ１０１３では吸入空気量のフィードバック補正量ＥＱの値がＥＱ＝α1 ×ＤＮＥ＋α2 ×ＩＤＮＥ＋α3 ×ＤＤＮＥとして算出される。すなわち、フィードバック補正量ＥＱの値は目標回転数と実際の回転数との差ＤＮＥに基づく比例微分積分制御により設定される。
上記により、補正量ＥＱの値を設定後、ステップ１０１５では補正量ＥＱの値が図９の操作で設定した上限値ＥＱMAX に到達したか否かが判定され、上限値に到達していない場合には、ステップ１０１７に進み、機関吸入空気量の目標値ＱＴが、ＱＴ＝ＱCAL ＋ＥＱとして算出される。ＱCAL は、機関回転数と運転者のアクセルペダル踏込み量とにより定まる目標吸入空気量である。そして、ステップ１０１９では算出した機関吸入空気量ＱＴに応じてスロットル弁１６の開度が制御される。
【００９３】
また、ステップ１０１５でフィードバック補正量ＥＱが上限値ＥＱMAX に到達していた場合には、ステップ１０２１に進み吸気量回転数制御実行フラグＣＮの値が０（停止）にセットされ、点火時期回転数制御フラグＩＮの値が１（実行）にセットされる。これにより、次回からは吸気量回転数制御は停止され（ステップ１００１）、後述する点火時期回転数制御が開始される。すなわち、吸気量回転数制御から点火時期回転数制御への切り換えが行われる。
【００９４】
本実施形態で、フィードバック補正量ＥＱが上限値ＥＱMAX に到達したときに点火時期回転数制御への切り換えを行うのは以下の理由による。
すなわち、点火時期回転数制御が実施されると点火時期は一般に進角されるため、排気温度が低下して排気浄化触媒の温度上昇に時間を要するようになる。このため、点火時期回転数制御への切り換えが行われると、排気浄化触媒が活性温度に到達しない状態での機関運転時間が長くなり、全体として機関始動時の排気性状が悪化する傾向になる。本実施形態ではできるだけ吸気量回転数制御で回転数制御を行うようにして排気性状の悪化を防止し、燃焼悪化等により吸気量回転数では回転数を制御できないと判断された場合にのみ点火時期回転数制御への切り換えを行うようにしている。例えば、機関燃焼の悪化が生じて回転数が目標回転数より低下すると吸気量回転数制御では機関回転数を上昇させるためにフィードバック補正量ＥＱは増大設定される。また、ＥＱの値は積分項ＩＤＮＥの作用により、実際の機関回転数ＮＥが目標回転数より低い値である限り増大を続ける。このため、ＥＱの値がある程度の大きな値に到達した場合には吸気量回転数制御では機関回転数を目標回転数に制御することが困難であると判定できる。そこで、本実施形態ではＥＱの値がある上限値ＥＱMAX に到達した場合には、吸気量回転数制御によっては燃焼の悪化による回転数の低下を回復できないと判断して点火時期回転数制御への切り換えを行うようにしている。
【００９５】
また、前述したように、本実施形態では上記上限値ＥＱMAX の値はピーク回転数差ＤＮＰの値に応じて設定するようにしている（図９、ステップ９０７）。
図１１は、図９、ステップ９０７で設定されるＥＱMAX の値を示す図である。図１１に示すように、ＥＱMAX の値はＤＮＰが負の値の領域では（機関始動時ピーク回転数ＮＥＰが基準回転数ＮＥＰ0 より高い場合）比較的大きな正の一定値ＥＱMAX0に設定される。またＥＱMAX の値はＤＮＰが正の値の領域ではＤＮＰが大きいほど低減され、ＤＮＰが予め定めた値ＤＮＰ1 以上では０に設定される。
【００９６】
前述したように、ＤＮＰの値は燃焼悪化の程度を表しており、ＤＮＰの値が大きくなるほど燃焼は悪化している。このため、本実施形態では燃焼の悪化の程度が大きいほど、上限値ＥＱMAX の値を小さく設定して吸気量回転数制御から点火時期回転数制御への切り換えタイミングが早くなるようにしている。また、ＤＮＰの値が所定値ＤＮＰ1 より大きい場合、すなわち燃焼の悪化がかなり大きいと判断される場合には上限値ＥＱMAX の値は０にセットされるため、回転数制御開始後直ちに吸気量回転数制御から点火時期回転数制御への切り換えが行われる。
【００９７】
次に、本実施形態の点火時期回転数制御操作について説明する。本実施形態では、上述したように吸気量回転数から点火時期回転数制御への切り換えが行われると、吸気量回転数制御と同様に目標回転数ＮＥ0 と実際の回転数ＮＥとの偏差ＤＮＥに基づいて点火時期のフィードバック補正量が比例積分微分制御により設定される。しかし、本実施形態では、上記フィードバック補正量の他に点火時期回転数制御が開始されると点火時期が所定量Ｋ3 だけ進角される。吸気量回転数制御から点火時期回転数制御に回転数制御が切り換えられるときは、燃焼の悪化が生じたときであるため、機関回転数は燃焼の悪化に応じて低下している。このため、点火時期回転数制御が開始された時点では、点火時期を大幅に進角させて機関回転数を目標回転数まで上昇させる必要がある。この場合、回転数差に基づくフィードバック制御により点火時期フィードバック補正量が増大するのを待っていたのでは回転数の上昇が遅くなる可能性がある。そこで、本実施形態では、点火時期回転数制御が開始された場合には、機関回転数に関係なく開始前に較べて一律に点火時期を所定値Ｋ3 だけ進角するようにしている。これにより、点火時期回転数制御開始と同時に機関回転数は上昇し、短時間で目標回転数に収束するようになる。
【００９８】
図１２は、本実施形態の点火時期回転数制御操作を説明するフローチャートである。本操作は、ＥＣＵ１０により一定時間毎に実行されるルーチンとして行われる。
図１２において、操作がスタートすると、ステップ１２０１では点火時期回転数制御実行フラグＩＮの値が１にセットされているか否かが判定される。本操作は、フラグＩＮの値が１にセットされた場合にのみ実行される。これにより、図１０の吸気量回転数制御操作でフラグＩＮの値が１にセットされると直ちに吸気量回転数制御から点火時期回転数制御への切り換えが行われる。
【００９９】
ステップ１２０３から１２０７では、図１０、ステップ１００３から１００９と同様に、目標回転数ＮＥ0 と実際の回転数ＮＥとの差ＤＮＥ、及びＤＮＥの積分値ＩＤＮＥ、微分値ＤＤＮＥが算出される。
また、本実施形態では機関点火時期ＡＯＰは上記ＤＮＥ、ＩＤＮＥ、ＤＤＮＥを用いて、

Figure 0003855557
として設定される。そして、ステップ１２１５では、上記により設定した点火時期ＡＯＰは点火回路１１０にセットされ、本操作は終了する。
【０１００】
上記の式において、点火時期ＡＯＰは各気筒の上死点までのクランク角で表されており、ＡＯＰの値が増大すると点火時期は進角する。また、ＥＡCAL は機関冷却水温度から定まる基本点火時期、β1 、β2 、β3 はそれぞれ比例項、積分項、微分項の係数（フィードバック制御定数）である。また、Ｋ3 は正の所定値、ＥＡＣＡＴは触媒暖機遅角量である。触媒暖機遅角量ＥＡＣＡＴについては後述する。
【０１０１】
上述のように、点火時期回転数制御においても、フィードバック補正量（β1 ×ＤＮＥ＋β2 ×ＩＤＮＥ＋β3 ×ＤＤＮＥ）は目標回転数と実際の回転数との差ＤＮＥに基づく比例積分微分制御により設定されるが、点火時期制御においては、基本点火時期ＥＡCAL に対して進角量Ｋ3 が一律に加算されている点が相違する。
【０１０２】
すなわち、点火時期回転角制御が開始されると、開始前に較べて点火時期はステップ状にＫ3 だけ進角されることになる。これにより、回転数の上昇速度が速くなり、短時間で機関回転数が目標回転数ＮＥ0 に収束するようになる。
次に、点火時期開始時のステップ進角量Ｋ3 について説明する。
ステップ進角量Ｋ3 は一定値として設定しても良いが、本実施形態では、燃焼の悪化の程度に応じてＫ3 の値を設定するようにしている。すなわち、燃焼悪化の程度が大きければ点火時期回転数制御開始時の機関回転数の低下も大きくなっており、回転数の上昇速度を大きく設定する必要がある。本実施形態では、燃焼悪化の程度、すなわちピーク回転数差ＤＮＰの値がが大きいほどステップ進角量Ｋ3 の値を大きく設定するようにして、回転数の上昇を早めている。
【０１０３】
図１３は、本実施形態のステップ進角量Ｋ3 とピーク回転数差ＤＮＰとの関係を示す図である。
図１３に示すように、ステップ進角量Ｋ3 は、ＤＮＰの値が負の領域では０に設定され、ＤＮＰの値が０から所定値ＤＮＰ2 の間では直線的に増大し、ＤＮＰの値がＤＮＰ2 以上の領域では一定値となるように設定される。これにより、ステップ進角量Ｋ3 は燃焼の悪化が大きいほど大きな値に設定されるようになる。
【０１０４】
次に、ＤＮＰの算出に用いる基準ピーク回転数ＮＥＰ0 について説明する。ＮＥＰ0 の値は、燃焼悪化が生じていない時の始動時ピーク回転数を予め実験により測定しておき、この始動時ピーク回転数を基準ピーク回転数ＮＥＰ0 としてＥＣＵ１０のＲＯＭに記憶するようにしても良い。しかし、始動時ピーク回転数は機関の個体差や経年変化による内部摩擦の変化により機関毎にばらつきを生じる場合がある。そこで、本実施形態では実際の機関始動毎に検出した始動時ピーク回転数ＮＥＰに基づいて基準ピーク回転数ＮＥＰ0 を設定するようにしている。
【０１０５】
すなわち、ＥＣＵ１０は機関始動時に検出したピーク回転数ＮＥＰをＲＡＭに記憶し、機関暖機が完了して通常運転になった時点で点火時期回転数制御実行フラグＩＮの値が１にセットされたか否か、すなわち今回の機関始動時に点火時期回転数制御が実行されたか否かを判断する。今回の機関始動時に点火時期回転数制御が実行されなかった場合には、今回の始動時に燃焼の悪化は生じなかったと判断できる。そこで、この場合には、基準ピーク回転数ＮＥＰ0 の値として今回始動時に記憶した始動時ピーク回転数を採用し、バックアップＲＡＭに記憶して次回の機関始動操作時に使用する。今回の機関始動時に点火時期回転数制御が実行された場合には、前回までの基準ピーク回転数ＮＥＰ0 は更新せずに次回の機関始動操作にも使用する。これにより、機関毎、或いは経年変化による内部摩擦の変化等が生じた場合でも正確に機関燃焼の悪化を判定することが可能となる。
（７）第７の実施形態
次に、本発明の参考例としての第７の実施形態について説明する。本実施形態は本発明を構成するものではない。
【０１０６】
第６の実施形態では、吸気量回転数制御と点火時期回転数制御とは目標回転数ＮＥ0 と実際の回転数ＮＥとの差ＤＮＥに基づく比例積分微分制御とされていたが、比例項α1 ×ＤＮＥ、β1 ×ＤＮＥ、積分項α2 ×ＩＤＮＥ、β2 ×ＩＤＮＥ及び微分項α3 ×ＤＤＮＥ、β3 ×ＤＤＮＥの各係数（フィードバック制御定数）α1 、α2 、α3 、及びβ1 、β2 、β3 の値は一定値に固定されていた。これに対して、本実施形態では、フィードバック制御定数の値を回転数差ＤＮＥとその変化率ＤＤＮＥとに応じて設定するようにしている。
【０１０７】
例えば、機関回転数が目標回転数より大幅に下回っており、しかも目標回転数との差ＤＮＥが増大しつつあるような場合には、回転数を大幅に上昇させるためにフィードバック補正量（α1 ×ＤＮＥ＋α2 ×ＩＤＮＥ＋α3 ×ＤＤＮＥ）、（β1 ×ＤＮＥ＋β2 ×ＩＤＮＥ＋β3 ×ＤＤＮＥ）を大きく増大させる必要がある。
【０１０８】
一方、機関回転数が目標回転数に近づいており、回転数差ＤＮＥの値が比較的小さく、回転数差ＤＮＥが減少しつつあるような場合には、回転数の上昇速度は小さく設定しないと目標回転数に対してオーバシュートを生じる可能性があるため、フィードバック補正量は小さく設定する必要がある。
この場合、フィードバック制御定数を一定値に固定していると、フィードバック補正量が必ずしも最適に設定されず、目標回転数への収束が遅くなる場合が生じる。
【０１０９】
本実施形態では、回転数差ＤＮＥと、その増減傾向（すなわちＤＮＥの微分値ＤＤＮＥ）に応じてフィードバック制御定数の値を設定することにより、フィードバック補正量が回転数の変化傾向に応じて最適な値に設定されるようにして、回転数が目標回転数に収束する時間を更に短縮する。
本実施形態では、フィードバック制御定数のうち積分項係数α2 、β2 を実際の回転数変化傾向に応じて変化させるようにしている。積分項は、回転数差の積算値であるため、回転数差が変化しても積分項自身の変化は比較的小さい。このため、比例項、微分項に較べて積分項には回転数の変化傾向が反映されにくくなっている。従って、回転数変化傾向に応じてフィードバック制御定数を変化させる場合には、積分項係数を回転数変化傾向に応じて変化させ、積分項への回転数変化傾向の反映の度合いを大きくすることが回転数の収束時間を短縮する上で最も効果的なためである。なお、当然ながら比例項、微分項についても回転数変化傾向に応じて変化させるようにすれば更に大きな効果が得られる。
【０１１０】
まず、本実施形態における積分項について説明する。
第６の実施形態では、積分項ＩＤＮＥは回転数差ＤＮＥの積算値ΣＤＮＥとして算出され、フィードバック補正量算出の際にＩＤＮＥに一定の係数α2 、β2 を乗じていた。すなわち、図１０の吸気量回転数制御の場合についていえば、フィードバック補正量ＥＱは、（１）ＥＱ＝α1 ×ＤＮＥ＋α2 ×ＩＤＮＥ（＝ΣＤＮＥ）＋α3 ×ＤＤＮＥとして算出されていた。これに対して、本実施形態では、積分項ＩＤＮＥは予め積算の際にＤＮＥにα2 を乗じておき、Σ（α2 ×ＤＮＥ）として算出し、その代わりにフィードバック補正量ＥＱは、（２）ＥＱ＝α1 ×ＤＮＥ＋ＩＤＮＥ（＝Σ（α2 ×ＤＮＥ））＋α3 ×ＤＤＮＥとして算出される。（１）式と（２）式とは、α2 が一定値である場合には同一になる。
【０１１１】
しかし、本実施形態では積分項係数α2 の値を、回転数差ＤＮＥとその変化率ＤＤＮＥの値に応じて変化させる。これにより、回転数の変化傾向がより適切に積分項に反映されるようになる。
すなわち、α2 の値はＤＮＥとＤＤＮＥとの値に応じて設定されるが、本実施形態では実際にはＤＮＥとＤＤＮＥの各組合せに応じて最適なα2 （点火時期回転数制御の場合にはβ2 ）の値を実験等により設定しておき、ＤＮＥにα2 を乗じた値ＱＩＤＮＥ（＝α2 ×ＤＮＥ）をＤＮＥとＤＤＮＥとを用いた数値マップの形でＥＣＵ１０のＲＯＭ１０４に格納してある。そして、図１０の操作実行毎に算出したＤＮＥとＤＤＮＥとの値を用いて、この数値マップから積分項の増減量としてＱＩＤＮＥ（＝α2 ×ＤＮＥ）の値を読み出し、上記（２）式を用いてフィードバック補正量ＥＱの値を、ＥＱ＝α1 ×ＤＮＥ＋ＩＤＮＥ（＝ΣＱＩＤＮＥ）＋α3 ×ＤＤＮＥとして算出するようにしている。
【０１１２】
図１８は、上記積分項の変化量ＱＩＤＮＥ（＝α2 ×ＤＮＥ）の値の設定を示す図である。
図１８において、横軸は回転数差ＤＮＥ（＝ＮＥ0 −ＮＥ）を、縦軸はその辺か率ＤＤＮＥを、それぞれ表している。また、図１８において直線Ｎ1 は回転数差ＤＮＥ＝０（目標回転数と実際の回転数とが一致している状態）、直線Ｎ2 はＤＤＮＥ＝０（機関回転数が安定している状態）、をそれぞれ表している。更に、直線Ｉは後述するように、ＱＩＤＮＥ＝０となる状態であり、本実施形態では、ＤＮＥ＝０、ＤＤＮＥ＝０の点を通り傾きが４５度の右下がりの直線として与えられている。
【０１１３】
いま、図１８においてＤＮＥ＜０、かつＤＤＮＥ＜０である場合（図１８、Ａ点）について考える。この場合は、ＤＮＥ（＝ＮＥ0 −ＮＥ）＜０であるので、機関回転数ＮＥは目標回転数ＮＥ0 より高くなっており、しかもＤＤＮＥ＜０であるので回転数差は前回より大きな負の値になっている。すなわちこの場合は回転数はすでに目標回転数より高くなっているのに、更に回転数が上昇傾向にあることを意味する。このため、この場合には積分項ＩＤＮＥの値を低下させてフィードバック補正量ＥＱの値を減少させる必要がある。そこで、本実施形態ではこのような場合には積分項変化量ＱＩＤＮＥ（＝α2 ×ＤＮＥ）の値が負になり、かつ回転数差ＤＮＥが負の大きな値であるほど（回転数が高いほど）、また変化率ＤＤＮＥが負の大きな値であるほど（回転数の上昇が急なほど）、ＱＩＤＮＥが負の大きな値になるようにα2 の値を設定する。
【０１１４】
一方、ＤＮＥ＞０、かつＤＤＮＥ＞０（図１８、Ｂ点）の場合には、回転数は目標回転数より低く、しかも回転数差が増大（すなわち回転数が低下）しつつある。このため、この場合には積分項ＩＤＮＥの値を早く増大させてフィードバック補正量ＥＱの値を増大する必要がある。そこで、この場合には積分項変化量ＱＩＤＮＥ（＝α2 ×ＤＮＥ）の値は正になり、かつ回転数差ＤＮＥが正の大きな値であるほど（回転数が低いほど）、また変化率ＤＤＮＥが正の大きな値であるほど（回転数の低下が急なほど）、ＱＩＤＮＥが正の大きな値になるようにα2 の値を設定する。
【０１１５】
次に、図１８、Ｃ点、Ｄ点の場合について考える。この場合にはともに、ＤＮＥ＜０、ＤＤＮＥ＞０であり、回転数は目標回転数より高いが回転数差は縮小（回転数が低下）しつつある状態である。この場合には、ＤＮＥとＤＤＮＥとの大きさに応じてＱＩＤＮＥの正負を変える必要がある。
例えば、図１８、Ｃ点では、ＤＮＥの値が負の比較的大きい値になっているため、回転数が目標回転数より大きく上回っている。このため、回転数は低下傾向にあるものの、回転数の低下速度を多少大きくして回転数が早く目標回転数に到達するようにすることが好ましい。そこで、この場合には、ＱＩＤＮＥの値は比較的小さい負の値に設定される。一方、Ｄ点ではＤＮＥの値が負の比較的小さい値になっているため、回転数は目標回転数より高いものの、比較的目標回転数に近い値になっている。しかも、ＤＤＮＥ＞０であるため回転数差は縮小（回転が低下）しつつある。このため、ＩＤＮＥの値が大きいままだとオーバシュートを生じ、回転数が目標回転数を越えて低下してしまう可能性がある。そこで、Ｄ点ではＱＩＤＮＥの値は比較的小さい正の値に設定し、ＩＤＮＥの値を緩やかに増大させるようにする。
【０１１６】
上記と同様に、図１８、Ｅ、Ｆ点（ＤＮＥ＞０、ＤＤＮＥ＜０）について見ると、ＱＩＤＮＥの値はＥ点では比較的小さい負の値に、Ｆ点では比較的小さい正の値に、それぞれ設定される。
また、図１８の直線Ｉ上の点では、回転数差ＤＮＥと差の変化傾向ＤＤＮＥとの影響が互いに相殺するため、積分項ＩＤＮＥの値は増減せずに前回の値をそのまま保持するようにする。このため、この線上の点ではＱＩＤＮＥ＝０に設定される。このため、直線ＩはＱＩＤＮＥが正になる領域と負になる領域との境界線になっている。また、本実施形態では制御を安定させるために、直線Ｉから一定の距離内の領域（図１８に斜線で示す領域）を設け、この領域内ではＱＩＤＮＥの値を０に設定して、ＤＮＥとＩＤＮＥとの値が変化してもＩＤＮＥの値が増減しないようにしている。
【０１１７】
上述のように、本実施形態では、ＱＩＤＮＥ（＝α2 ×ＤＮＥ）の値は、図１８の斜線領域の上側の部分では正の、下側の部分では負の値をとり、その絶対値は直線Ｉからの距離が大きい程大きな値になるように設定されることになる。
このように、フィードバック制御定数（α2 、β2 ）の値を回転数差ＤＮＥとその変化率ＤＤＮＥとに応じて操作実行毎に設定することにより、フィードバック補正量が回転数の変化傾向に応じて適切に設定されるようになり、回転数の目標回転数への収束時間が短縮されるようになる。
（８）第８の実施形態
次に、本発明の参考例としての第８の実施形態について説明する。本実施形態は本発明を構成するものではない。
【０１１８】
本実施形態では、点火時期回転数制御実施中の触媒暖機のための点火時期遅角量を調整することにより、点火時期回転数制御と触媒暖機のための点火時期遅角との干渉を防止し短時間で機関回転を目標回転数に収束させる。
図１２で説明したように、点火時期回転数制御中は機関点火時期ＡＯＰは、機関冷却水温度から定まる基本点火時期ＥＡCAL （図１２の例ではＥＡCAL ＋Ｋ3 ）とフィードバック補正量（図１２の例ではβ1 ×ＤＮＥ＋β2 ×ＩＤＮＥ＋β3 ×ＩＤＮＥ）との和に触媒暖機遅角量（−ＥＡＣＡＴ）を加えた量として設定される。触媒暖機遅角量ＥＡＣＡＴは、機関始動時に排気温度を上昇させ排気浄化触媒を短時間で活性化温度まで到達させるために設けられており、機関始動操作開始後徐々に増大し、その後緩やかに減少して始動操作開始後所定時間経過後に０になるように変化する。
【０１１９】
実際には、触媒暖機遅角量ＥＡＣＡＴは、ＥＡＣＡＴ＝ＲＦ×ＥＡＣＡＴBASEの形で与えられる。ここで、ＥＡＣＡＴBASEは基本触媒暖機遅角量であり、予め機関冷却水温度の関数として与えられる。また、ＲＦは反映係数であり、機関始動操作開始からの時間の関数として与えられる。
図１４は、ＲＦの機関始動操作開始後の時間変化を示す図である。
【０１２０】
図１４に示すように、反映係数ＲＦは、機関始動操作開始時から所定時間ｔ1 までは機関始動を容易にするために０にセットされ、始動操作開始後数秒経過すると増大を開始する。そして、ＲＦ＝１まで増大すると、その後徐々に減少を開始し、０まで減少するように設定されている。このため、触媒暖機遅角量ＥＡＣＡＴも、機関始動操作開始後、図１４に示したと同様な変化をすることになる。ところが、点火時期回転数制御は機関点火時期を変化させて回転数を目標回転数に一致させるものであるため、点火時期回転数制御を実施中に触媒暖機遅角量ＥＡＣＡＴが増減変化すると回転数制御による点火時期調整とＥＡＣＡＴの増減とが干渉してしまい、短時間で機関回転数を目標回転数に収束させることができなくなる場合が生じる。
【０１２１】
そこで、本実施形態では点火時期回転数制御が開始された場合には、触媒暖機遅角量ＥＡＣＡＴ（反映係数ＲＦ）を早くゼロまで減衰させて触媒暖機のための点火時期遅角が点火時期回転数制御と干渉することを防止している。
図１５は、本実施形態の触媒暖機遅角量制御操作を説明するフローチャートである。本操作は、ＥＣＵ１０により一定時間毎に実行されるルーチンとして行われる。
【０１２２】
本操作では、点火時期遅角制御が実行されていない場合には通常通りＥＡＣＡＴの値を、ＥＡＣＡＴ＝ＲＦ×ＥＡＣＡＴBASEとして設定するが、点火時期遅角制御が開始されると、触媒暖機遅角量ＥＡＣＡＴを上記の計算式により設定することを中止し、遅角量ＥＡＣＡＴを現在の値から０まで一定量ずつ減少させる。すなわち、本実施形態では点火時期回転数制御が実行されていないときには、触媒暖機遅角量ＥＡＣＡＴは図１４に実線で示したように変化するが、例えば図１４のＳ点で点火時期回転数制御が開始されると、その後は点線で示したように触媒暖機遅角量ＥＡＣＡＴが直線的に減少し、点火時期回転数制御が実行されていない時に較べて短時間で０になるように制御される。
【０１２３】
すなわち、図１５で操作がスタートすると、ステップ１５０１では、現在点火時期回転数制御が実行されているか否かが、点火時期回転数制御実行フラグＩＮの値から判定される。そして、ＩＮ≠１の場合、すなわち現在点火時期回転数制御が実行されていない場合には、ステップ１５０３に進み、触媒暖機遅角量ＥＡＣＡＴを、ＥＡＣＡＴ＝ＲＦ×ＥＡＣＡＴBASEとして設定する。これにより、触媒暖機遅角量ＥＡＣＡＴは、機関始動操作開始後図１４に実線（通常時）で示したように変化する。
【０１２４】
一方、ステップ１５０１で現在点火時期回転数制御が実行中であった場合（ＩＮ＝１の場合）には、ステップ１５０５に進み、現在の触媒暖機遅角量を一定値ΔＥＡだけ減少させるとともに、ステップ１５０７と１５０９でＥＡＣＡＴの最小値が０になるように制限する。これにより、ＥＡＣＡＴの値は点火時期回転数制御が開始された時点から本操作実行毎に一定値ΔＥＡずつ減少し（図１４、点線）、通常時（図１４、実線）より早く減衰し短時間で０になる。
【０１２５】
このため、点火時期回転数制御による点火時期調整と触媒暖機遅角とが干渉することが防止され、短時間で機関回転数を目標回転数に収束させることが可能となる。
なお、本実施形態では点火時期回転数制御の開始とともに触媒暖機遅角量の減少を開始しているが、例えば燃焼の悪化が比較的少ないため点火時期回転数制御が開始されても点火時期があまり大きく進角されない場合がある。このような場合には触媒暖機遅角量を早期に減衰させてしまうと触媒暖機が遅れるために、全体として排気性状が悪化する可能性がある。このため、例えば点火時期回転数制御の開始と同時に触媒暖機遅角量の減少を開始するのではなく、点火時期回転数制御により点火時期がある程度以上進角されたとき、すなわち燃焼の悪化の程度がある程度大きいと判断されたときから触媒暖機遅角量の減少を開始するようにしてもよい。
【０１２６】
この場合には、図１５ステップ１５０１で、点火時期回転数制御実行フラグＩＮの値が１になったときにステップ１５０５以下の減少操作を行う代りに、ステップ１５０１で点火時期回転数制御におけるフィードバック補正量（図１２の例では、β1 ×ＤＮＥ＋β2 ×ＩＤＮＥ＋β3 ×ＤＤＮＥ）の値が所定値以上に大きくなったか否か、すなわち点火時期回転数制御により点火時期が所定値以上進角されようとしているか否かを判断し、フィードバック補正量が所定値以上になったときにステップ１５０７以下の減少操作を行うようにしても良い。
（９）第９の実施形態
次に、本発明の参考例としての第９の実施形態について説明する。本実施形態は本発明を構成するものではない。
本実施形態では、第８の実施形態と同様に点火時期回転数制御実施時に触媒暖機遅角量を低減する操作を行うが、第８の実施形態では一律に触媒暖機遅角量ＥＡＣＡＴを減少させていたのに対して本実施形態では燃焼の悪化の程度に応じてＥＡＣＡＴを減少させる点が相違している。
【０１２７】
前述したように、燃焼悪化の程度が大きいときには点火時期回転数制御における点火時期進角量は大きくなる。このため、燃焼悪化の程度が大きいときに触媒暖機遅角量が大きい値になると点火時期回転数制御による精度の良い回転数制御を行うことができなくなる可能生がある。
そこで、本実施形態では前述した機関始動時のピーク回転数ＮＥＰの基準ピーク回転数ＮＥＰ0 からの偏差（ＤＮＰ＝ＮＥ0 −ＮＥＰ）を燃焼悪化程度のパラメータとして用い、燃焼悪化が大きいとき（ＤＮＰが大きいとき）には触媒暖機遅角量の減少が大きく、燃焼悪化が小さい時に（ＤＮＰが小さいとき）には触媒暖機遅角量の減少が小さくなるように触媒暖機遅角量を調整している。
【０１２８】
図１６は、本実施形態の触媒暖機遅角量制御操作を説明するフローチャートである。本操作は、ＥＣＵ１０により一定時間毎に実行されるルーチンとして行われる。
図１６において操作がスタートすると、ステップ１６０１では、まず、触媒暖機遅角量ＥＡＣＡＴが、ＥＡＣＡＴ＝ＲＦ×ＥＡＣＡＴBASEとして算出される。そして、ステップ１６０３では、現在点火時期回転数制御が実行されているか否かが点火時期回転数制御実行フラグＩＮの値に基づいて判定される。現在点火時期回転数制御が実行されていない場合（ＩＮ≠１の場合）には、本操作は直ち終了する。この場合、触媒暖機遅角量はステップ１６０１で設定された通常の値になる。一方、現在点火時期回転数制御が実行されている場合（ＩＮ＝１の場合）には、次にステップ１６０５で、機関始動時に検出された始動時ピーク回転数ＮＥＰの予め定めた基準ピーク回転数ＮＥＰ0 からの偏差ＤＮＰに基づいて、触媒暖機遅角量の低減係数Ｋ4 （Ｋ4 ≦１）が決定される。そして、ステップ１６０７では、ステップ１６０１で算出された通常時のＥＡＣＡＴの値に係数Ｋ4 を乗じた値を触媒暖機遅角量ＥＡＣＡＴとしてセットして操作を終了する。
【０１２９】
図１７は、係数Ｋ4 の設定を示すグラフである。図１７に示すように、Ｋ4 の値はピーク回転数差ＤＮＰの値が負の領域ではＫ4 ＝１に設定され、ＤＮＰが正の領域ではＤＮＰの値が大きくなるほど（すなわち燃焼悪化の程度が大きいほど）小さな値に設定される。これにより、図１６ステップ１６０７では燃焼悪化の程度が大きいほど触媒暖機遅角量は小さな値に設定されるため、点火時期回転数制御と触媒暖機のための点火時期遅角とが干渉することが防止される。
【０１３０】
なお、本実施形態では、図１７に示したように係数Ｋ4 の値をピーク回転数差ＤＮＰの値に応じて連続的に変化させているが、例えばＤＮＰの値が所定値以上か否かに応じてＫ4 の値を２段階に設定するようにして制御の簡素化を図ることも可能である。
また、本実施形態ではピーク回転数差ＤＮＰに応じて係数Ｋ4 を設定しているが、点火時期回転数操作開始後のフィードバック補正量（図１２の例では、β1 ×ＤＮＥ＋β2 ×ＩＤＮＥ＋β3 ×ＤＤＮＥ）は点火時期回転数操作による進角量を表している。そこで、このフィードバック補正量の値に応じて、図１７と同様な関係を用いてＫ4 の値を設定するようにすることも可能である。
【０１３１】
【発明の効果】
本発明によれば、機関始動時の回転数制御において、機関回転数を短時間で円滑に目標回転数に収束させることが可能となる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を自動車用内燃機関に適用した場合の実施形態の概略構成を説明する図である。
【図２】機関始動時の回転数の時間変化を説明する図である。
【図３】機関始動時の回転数制御開始操作の一例を説明するフローチャートである。
【図４】機関始動時のピーク回転数検出操作を説明するフローチャートである。
【図５】機関始動時の回転数制御開始操作を説明するフローチャートである。
【図６】回転数制御における目標回転数設定操作の一例を示すフローチャートである。
【図７】機関始動時の回転数制御開始操作の別の例を説明するフローチャートである。
【図８】機関始動時の回転数制御開始操作の別の例を説明するフローチャートである。
【図９】吸気量回転数制御と点火時期回転数制御との切り換え操作を説明するフローチャートである。
【図１０】吸気量回転数制御操作の一例を説明するフローチャートである。
【図１１】図１０の操作におけるパラメータの設定を示す図である。
【図１２】点火時期回転数制御操作の一例を説明するフローチャートである。
【図１３】図１３の操作におけるパラメータの設定を示す図である。
【図１４】触媒暖機遅角量の時間変化を示す図である。
【図１５】触媒暖機遅角量制御操作の一例を説明するフローチャートである。
【図１６】触媒暖機遅角量制御操作の他の実施形態を説明するフローチャートである。
【図１７】図１６の操作におけるパラメータの設定を示す図である。
【図１８】図１０の操作におけるパラメータの設定の例を示す図である。
【符号の説明】
１…内燃機関本体
５、６…クランク角センサ
１０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１６…電子制御スロットル弁
１１０…点火回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for an internal combustion engine that controls the engine speed to a target speed when the engine is started.
[0002]
[Prior art]
When the engine is started, particularly when the engine is cold, combustion is likely to deteriorate, and the engine speed may become unstable. When combustion deteriorates, problems such as deterioration of engine startability, deterioration of engine exhaust properties, vibration due to unstable rotation speed after start-up, and noise increase occur.
For this reason, various control devices have been proposed for stabilizing the engine speed by preventing the deterioration of combustion when the engine is started.
[0003]
For example, an example of this type of control device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-222997. The device disclosed in this publication keeps the idling engine speed constant by feedback controlling the engine intake air amount and the ignition timing so that the engine speed coincides with a predetermined target engine speed during idling after the engine is started. I try to keep it.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the engine speed is controlled by the amount of intake air during warm-up operation immediately after engine startup as in the above-mentioned publication, engine combustion may worsen particularly during idle operation after cold start. For example, in an engine equipped with a fuel injection valve that injects fuel into the engine intake port, the injected fuel does not vaporize and adheres to the intake port wall surface in a liquid state when the engine is cold start, and the concentration of vaporized fuel is insufficient It may become. In particular, when the engine is cold-started or when low-volatile fuel (hereinafter referred to as “heavy fuel”) is used, the amount of vaporized fuel actually sucked into the cylinder is reduced because the fuel is not sufficiently vaporized. As a result, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture may become lean and combustion may worsen. In such a case, if the throttle valve opening is increased in order to increase the intake air amount, the intake pipe negative pressure on the downstream side of the throttle valve decreases (absolute pressure increases). However, it may become difficult to vaporize and the deterioration of combustion may increase.
[0005]
In order to solve the above problem, the applicant of the present application has already controlled the engine speed by adjusting the throttle valve opening (engine intake air amount) and the engine combustion in Japanese Patent Application No. 11-989797. In the case where deterioration occurs, a control device is proposed in which the rotational speed control by adjusting the throttle valve opening is stopped and switched to rotational speed control by adjusting the engine ignition timing.
[0006]
In the device of the publication, the deterioration of the engine combustion state is judged based on the peak rotational speed and the rotational fluctuation at the time of starting the engine, and when the deterioration occurs, the engine ignition timing is determined from the rotational speed control by adjusting the throttle valve opening. The deterioration of combustion is prevented by switching from the rotational speed control by adjustment or the rotational speed control by adjusting the throttle valve opening to the rotational speed control by increasing the fuel injection amount.
[0007]
However, in the apparatus of the above-mentioned application, the engine speed control itself is performed at the time of engine start (in this specification, the period from the start of the engine start operation (cranking) to the steady idle operation is referred to as “engine start”). The timing to start is not fully considered. For example, after the start operation (cranking) is started, the engine speed rapidly increases when combustion is started in all cylinders of the engine, reaches a peak speed at start, and then decreases again to a constant speed. . The engine speed control at the time of engine start requires that the engine speed be converged to a predetermined target engine speed in a short time, but in a state where the engine speed has changed as described above after the engine start operation is started. Depending on the timing at which the rotational speed control is started, the time until the rotational speed converges after the rotational speed control is started differs.
[0008]
Further, in the device of the above application, although switching from the rotational speed control by adjusting the intake air amount to the rotational speed control by adjusting the ignition timing is performed depending on the deterioration of the combustion state, the rotational speed control by adjusting the ignition timing after switching is performed. Depending on the control method, there is a problem that it takes a long time to converge the engine speed to the target speed.
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can converge an engine speed to a target speed in a short time when the engine is started.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a control device for an internal combustion engine that performs rotational speed control for feedback control of an engine rotational speed to a predetermined target rotational speed when the engine is started, the engine from the start of the engine starting operation An integrating means for integrating the intake air amount is provided, and the rotation speed control is started when the integrated intake air amount calculated by the integrating means reaches a value equal to the intake passage volume from the throttle valve to each cylinder inlet. An internal combustion engine control apparatus is provided.
[0010]
That is, according to the first aspect of the present invention, when the integrated value of the engine intake air amount becomes equal to the intake passage volume downstream of the throttle valve, that is, the total amount of air stored in the intake passage downstream of the throttle valve when the engine is started. Starts the rotational speed feedback control when starting the engine from the time when the engine is sucked into the engine. In order to converge the engine speed to the target speed in a short time when starting the engine, it is necessary to start the speed control as soon as possible. However, when the engine is started, atmospheric pressure air is stored in the intake passage on the downstream side of the throttle valve. When the engine start operation is started, the air stored on the downstream side of the throttle valve has no relation to the throttle valve opening. Inhaled by the engine. That is, during this time, even if the throttle valve opening is changed, the intake air amount of the engine cannot be controlled with high accuracy, and therefore, for example, the rotation speed control cannot be performed by adjusting the engine intake air amount. Therefore, in the present invention, after the start of the engine start operation, the engine is immediately started when it is determined that the entire amount of air in the intake passage on the downstream side of the throttle valve has been sucked into the engine, that is, when accurate rotation speed control becomes possible. Rotational speed control is started. As a result, the engine speed at the start of the engine converges to the target speed in a short time.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing the overall configuration when the present invention is applied to an automobile internal combustion engine. In FIG. 1, 1 is an internal combustion engine body, 2 is a surge tank provided in the intake passage of the engine 1, 2a is an intake manifold that connects the surge tank 2 and the intake port of each cylinder, and 16 is an upstream side of the surge tank 2. A throttle valve 7 disposed in the intake passage is a fuel injection valve that injects pressurized fuel into the intake port of each cylinder of the engine 1.
[0033]
In this embodiment, the throttle valve 16 is provided with an actuator 16a such as a stepper motor, and takes a degree of opening corresponding to a control signal input from the ECU 10 described later. That is, as the throttle valve 16 of the present embodiment, a so-called electronically controlled throttle valve that can take an opening degree that is independent of the driver's accelerator pedal operation amount is used. The throttle valve 16 is provided with a throttle opening sensor 17 for generating a voltage signal corresponding to the operation amount (opening) of the throttle valve.
[0034]
In FIG. 1, 11 is an exhaust manifold for connecting the exhaust ports of the cylinders to a common collective exhaust pipe 14, 20 is a three-way catalyst disposed in the exhaust pipe 14, and 13 is an exhaust merging portion (three-way catalyst 20) of the exhaust manifold 11. An upstream air-fuel ratio sensor 15 disposed upstream) is a downstream air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust pipe 14 downstream of the three-way catalyst 20. The three-way catalyst 20 is configured so that when the inflowing exhaust air-fuel ratio is close to the theoretical air-fuel ratio, HC, CO, NOXThese three components can be purified simultaneously. The air-fuel ratio sensors 13 and 15 are used for exhaust air-fuel ratio detection when feedback-controlling the fuel injection amount to the engine so that the engine air-fuel ratio becomes a predetermined target air-fuel ratio during normal engine operation.
[0035]
In the present embodiment, an intake pressure sensor 3 for generating a voltage signal corresponding to the intake pressure (absolute pressure) in the surge tank is provided in the surge tank 2 in the intake passage, and the water jacket 8 of the cylinder block of the engine body 1 is also provided. Is provided with a water temperature sensor 9 that generates an electrical signal of an analog voltage corresponding to the temperature of the cooling water.
The output signals of the throttle valve opening sensor 17, the intake pressure sensor 3, the water temperature sensor 9, and the air-fuel ratio sensors 13 and 15 are input to the A / D converter 101 with a built-in multiplexer of the ECU 10 described later.
[0036]
Reference numerals 5 and 6 in FIG. 1 denote crank angle sensors disposed in the vicinity of a cam shaft and a crank shaft (not shown) of the engine 1. The crank angle sensor 5 generates a reference position detection pulse signal every 720 °, for example, in terms of the crank angle, and the crank angle sensor 6 generates a crank angle detection pulse signal every 30 ° of the crank angle. The pulse signals of the crank angle sensors 5 and 6 are supplied to the input / output interface 102 of the ECU 10, and the output of the crank angle sensor 6 is supplied to the interrupt terminal of the CPU 103 of the ECU 10. The ECU 10 calculates the rotational speed (rotational speed) of the engine 1 based on the crank angle pulse signal interval from the crank angle sensor 6 and uses it for various controls.
[0037]
The electronic control unit (ECU) 10 of the engine 1 is configured as, for example, a microcomputer, and when the ROM 104, RAM 105, and main switch are turned off in addition to the A / D converter 101 with built-in multiplexer, the input / output interface 102, and the CPU 103. However, a backup RAM 106, a clock generation circuit 107, and the like that can be stored are provided.
[0038]
The ECU 10 performs basic control of the engine 1 such as fuel injection amount control and ignition timing control of the engine 1 based on the intake pressure, the throttle valve opening, and the engine speed. In this embodiment, the engine is started as described later. At the time of the engine (from the start of cranking to the steady idle operation after the complete explosion), the engine speed is controlled at the start to maintain the engine speed at the target speed.
In order to perform the above control, the ECU 10 performs an A / D conversion routine executed at regular intervals, an intake pressure (PM) signal from the intake pressure sensor 3, a throttle opening (TA) signal from the throttle opening sensor 17, a water temperature The coolant temperature (THW) signal from the sensor 9 is A / D converted and input.
[0039]
The input / output interface 102 of the ECU 10 is connected to the fuel injection valve 7 via a drive circuit 108 to control the fuel injection amount and the injection timing from the fuel injection valve 7.
Further, the input / output interface 102 of the ECU 10 is connected to each ignition plug 111 of the engine 1 via the ignition circuit 110 to control the ignition timing of the engine and to the actuator 16a of the throttle valve 16 via the drive circuit 113. The actuator 16a is driven to control the throttle valve 16 opening.
[0040]
Next, the engine speed control of the present embodiment will be described.
In this embodiment, the ECU 10 sets a predetermined engine speed at the time of engine start, that is, from the start of the engine start operation (start of cranking) until the stable idle operation after completion of engine warm-up is performed. The engine speed is controlled at the time of starting to maintain the engine speed (generally, a fast idle engine speed for promoting engine warm-up). Normally, at the start of engine cranking, the fuel injection amount of the engine is set to an amount obtained by adding a correction corresponding to the intake air temperature (atmospheric temperature) and atmospheric pressure to the basic start injection amount determined from the coolant temperature and the engine speed. The Then, after the cranking is started, it is determined that the engine speed has exceeded a predetermined speed (for example, about 400 rpm) higher than the cranking speed (that is, combustion has started in each cylinder and the engine has reached a complete explosion state). After that, the fuel injection amount is set to an amount obtained by multiplying the basic fuel injection amount according to the engine intake air amount and the engine speed by a predetermined coefficient. The basic fuel injection amount is a fuel injection amount required for maintaining the engine combustion air-fuel ratio at the stoichiometric air-fuel ratio. The predetermined coefficient is for compensating for the fuel adhering to the intake port wall surface at the start of the engine and the deterioration of the fuel vaporization state due to the low temperature. The predetermined coefficient is a value greater than 1 at the time of engine start. The engine combustion air-fuel ratio is set to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio.
[0041]
Further, when the engine is started, the temperature of the exhaust purification catalyst (shown by 20 in FIG. 1) disposed in the exhaust passage is low, and the catalyst cannot exhibit the exhaust purification function. Therefore, after the engine is started, it is necessary to raise the catalyst temperature to the activation temperature as soon as possible and to start exhaust purification by the catalyst. For this reason, in order to raise the exhaust gas temperature during normal engine start and raise the catalyst temperature in a short time, the engine ignition timing is retarded compared to during normal operation.
[0042]
As described above, the fuel injection amount at the time of starting the engine is appropriately set according to various factors. Therefore, if the engine is originally in a normal state, fluctuations in the rotational speed due to deterioration of combustion are less likely to occur when the engine is started. . However, even if the engine is normal, there may be a case where the rotational speed fluctuates due to deterioration of combustion at the start. For example, if the properties of fuel (gasoline) used in the engine are different, combustion deterioration at the time of starting tends to occur. The fuel injection amount at the time of starting the engine is set based on the use of fuel having standard properties. For this reason, for example, when a fuel having lower volatility than the standard fuel (hereinafter, referred to as “heavy fuel”) is used in the engine, deterioration of combustion may occur particularly at the time of engine cold start. That is, since the heavy fuel has low volatility, even when the same amount of fuel as the standard fuel is injected, the ratio of the fuel adhering to the wall surface of the intake port without being vaporized increases and is actually supplied into the cylinder. The amount of fuel that can be reduced. For this reason, the combustion air-fuel ratio of the engine shifts to a leaner side than usual, and the engine rotational speed becomes unstable due to deterioration of combustion.
[0043]
In general, as a method of preventing instability of the engine speed at the start and maintaining the engine speed at a predetermined target speed, feedback control of the engine intake air amount based on the engine speed (intake amount speed control) ) Is performed. In the intake air amount speed control, when the engine speed is lower than the target speed, the throttle valve 16 opening is increased (the engine intake air amount is increased) to increase the speed, and the speed is higher than the target speed. In this case, the rotational speed is maintained at the target rotational speed by performing feedback control based on the rotational speed, which reduces the rotational speed by reducing the throttle valve opening (reducing the intake air amount). However, when heavy fuel is used, the deterioration of engine combustion cannot be suppressed by the intake air amount rotational speed control, and the starting rotational speed cannot be maintained at the target rotational speed.
[0044]
For example, if heavy combustion fuel is used and the combustion air-fuel ratio of the engine becomes a lean air-fuel ratio and the combustion deteriorates when the engine is started, the intake air speed control increases the engine speed when the engine speed decreases due to combustion deterioration. Therefore, the throttle valve opening is increased. However, when the throttle valve opening is increased, the negative pressure in the intake passage on the downstream side of the throttle valve is reduced (the absolute pressure is increased), so that the injected fuel becomes more difficult to vaporize. For this reason, the engine combustion air-fuel ratio further shifts in the lean direction, resulting in an increase in combustion deterioration.
[0045]
In this embodiment, when it is determined that the reduction in the engine speed at the start due to the deterioration of combustion cannot be compensated for by the intake air amount rotational speed control, the combustion deterioration is performed by performing the ignition timing rotational speed control instead of the intake air amount rotational speed control. Sometimes the engine speed is accurately maintained at the target speed.
In the ignition timing rotational speed control, an operation for maintaining the engine rotational speed at the target rotational speed is performed by feedback control of the ignition timing based on the engine rotational speed. When the engine is started, as described above, the engine ignition timing is retarded due to catalyst warm-up. On the other hand, when heavy fuel is used, the combustion speed of the air-fuel mixture in the cylinder decreases due to the lean air-fuel ratio. For this reason, by advancing the engine ignition timing to compensate for the decrease in the combustion speed, the output torque in the cylinder increases, and the engine speed increases. As a result, even when heavy fuel is used and engine combustion deteriorates, the engine speed can be accurately matched with the target speed.
[0046]
When the ignition timing rotation speed control is performed, the ignition timing is generally advanced as compared with the case where the ignition timing rotation speed control is not performed, so that the engine exhaust temperature is lowered and the catalyst warm-up is delayed. For this reason, in the present embodiment, when the engine is started, first, the intake air amount rotational speed control is performed, and only when the deterioration of combustion is determined, the switching from the intake air amount rotational speed control to the mechanical point control during ignition is performed. Suppressing deterioration of engine exhaust properties due to warm-up delay.
[0047]
Further, the method for determining combustion deterioration used in the present invention is not particularly limited, and any method may be used as long as it can accurately determine combustion deterioration. For example, after the engine start operation (cranking) is started, when the combustion is started in all the cylinders (that is, when the engine is in a complete explosion state), the engine speed rapidly increases and reaches the peak speed at start-up. Then decline. The peak rotational speed at start-up decreases as the degree of deterioration of engine combustion increases (the lower the volatility of the fuel used). For this reason, the starting peak rotational speed (when using normal fuel with good volatility) when combustion deterioration has not occurred is set in advance as the reference peak rotational speed, and the actual starting peak rotational speed is set. It is also possible to determine that the deterioration of combustion has occurred when is lower than the reference peak rotational speed by a predetermined value or more. In addition, when it is determined that the deterioration of combustion occurs due to the above, the ignition timing rotation speed control may be started immediately without performing the intake air amount rotation speed control at the time of starting the engine, When starting, the intake air amount rotational speed control is performed first, and then it is determined that the intake air amount rotational speed control cannot maintain the rotational speed at the target rotational speed (for example, the intake air amount feedback correction amount in the intake air amount rotational speed control is predetermined). It is also possible to switch to ignition timing rotational speed control (when it increases beyond the value).
[0048]
By the way, when starting speed control is performed by intake air amount speed control and ignition timing speed control as described above, the start timing of start speed control, setting of control parameters at the start, and the like become problems. That is, in starting speed control, it is desirable that the engine speed is converged to a target speed corresponding to the fast idle speed in as short a time as possible after the start of the engine starting operation. However, depending on the control start timing and the control parameter setting at the start of the control, there is a problem that the rotation speed fluctuation increases or the tracking speed to the target rotation speed decreases, and the convergence to the target rotation speed is delayed. . For example, as will be described later, it is generally impossible to control the engine speed until the engine speed reaches the peak speed after the start of the engine starting operation. For this reason, if the engine speed control is started simultaneously with the start of the engine start operation, the engine speed cannot be accurately controlled, and the intake air amount and the feedback correction amount of the ignition timing are set to an excessively large value by the engine speed control. If the rotational speed control becomes possible, the fluctuation of the rotational speed may increase. Also, when the actual engine speed is in the region near the target speed at the start of the speed control, for example, if a control parameter such as the feedback control gain is set to a large value, the engine speed overshoot or undershoot There is a case where a chute occurs and the convergence to the target rotational speed is delayed.
[0049]
In the engine speed control according to the present invention, which will be described below, the engine speed can be made smooth and short by appropriately setting the control timing in the engine speed control at the start of the engine speed control or the engine speed control. It is possible to converge to the target speed over time.
Hereinafter, specific embodiments of the engine speed control at the start of the present invention will be described.
(1) First embodiment
In this embodiment, after starting the engine starting operation (cranking), the rotational speed control is started by starting the rotational speed control when the amount of air sucked into the engine becomes equal to the intake passage volume on the downstream side of the throttle valve. The engine speed is smoothly converged to the target speed in a short time after the start of control.
[0050]
FIG. 2 is a diagram showing a general change over time in the engine speed when the engine is started with the throttle valve 16 opening being constant. As shown in FIG. 2, the engine speed increases after cranking starts, and when an explosion occurs in all the cylinders, it suddenly increases and reaches the peak speed (point a in FIG. 2). Then, after reaching the peak rotational speed, the engine rotational speed decreases again and becomes idling (point b).
[0051]
In FIG. 2, although the throttle valve 16 is held constant, the rotational speed suddenly rises at the time of start and the peak rotational speed is generated for the following reason.
That is, when the engine is stopped, the intake passage pressure downstream of the throttle valve 16 is equal to the atmospheric pressure, and a relatively large amount of air is stored in the intake passage between the throttle valve 16 and each cylinder. When the engine starts to rotate, the air stored on the downstream side of the throttle valve is drawn into the cylinder all at once. For this reason, at the start of the engine starting operation, a large amount of air is sucked into the cylinder in the same manner as when the throttle valve is fully opened, and the engine speed rapidly increases with the complete explosion of the engine. However, after the entire amount of air stored on the downstream side of the throttle valve is sucked into the cylinder, only the amount of air corresponding to the throttle valve opening is supplied into the cylinder, so that the rotational speed decreases. For this reason, after starting the engine starting operation, the engine speed temporarily rises temporarily, and a starting peak speed is generated.
[0052]
As described above, in order to make the engine speed coincide with the target speed at an early stage, it is desirable to start the speed control as early as possible. However, while the air stored in the intake passage on the downstream side of the throttle valve is being sucked into the cylinder when the engine is started, it is the same as the throttle valve being held fully open, It is difficult to control the rotational speed by any of the ignition timing rotational speed controls. In addition, when the engine speed control is started at this time, the intake air speed control and the ignition timing engine speed control control the engine so that the intake air amount is significantly reduced or the ignition timing is greatly retarded in order to reduce the engine speed. Proceed. For this reason, after reaching the peak rotational speed at start-up, when the rotational speed is reduced, the rotational speed is significantly reduced from the target rotational speed, and there is a problem that convergence to the target rotational speed is delayed.
[0053]
In the present embodiment, the amount of air sucked into the engine after the start of the engine start operation is integrated, and the rotational speed control is started when this integrated value reaches the intake passage volume on the downstream side of the throttle valve. It has been solved. That is, after the amount of air stored in the intake passage on the downstream side of the throttle valve is drawn into the engine at the start of the engine starting operation, the engine speed can be controlled by the speed control. Therefore, in this embodiment, it is determined from the integrated value of the intake air amount of the engine that the amount of intake air equal to the amount stored downstream of the throttle valve has been sucked into the engine, and the rotational speed control is started from that point. . Thus, since the engine speed can be controlled immediately after the engine start operation is started, the engine speed can be converged to the target engine speed in a short time.
[0054]
FIG. 3 is a flowchart for explaining the start operation of the rotational speed control at the start of the present embodiment. This operation is performed as a routine executed by the ECU 10 at regular intervals.
When the operation of FIG. 3 starts, in step 301, the engine speed NE and the throttle valve opening THA detected by the corresponding sensors 6 and 17 are read. In step 303, the current intake volume efficiency η is based on the NE and THA.VIs calculated. Volumetric efficiency ηVIs a ratio between the amount of air actually taken into the engine and the total exhaust amount of the engine, and is a function of the throttle valve opening THA and the engine speed NE. In the present embodiment, the actual engine is operated by changing the throttle valve opening and the engine speed in advance, and the engine intake air amount is measured, so that ηVAnd the relationship between THA, NE and the ROM 104 of the ECU 10VAre stored as a numerical table using THA and NE. In step 303, the volumetric efficiency η is calculated from this numerical table based on the throttle valve opening THA and the rotational speed NE.VThe value of is read.
[0055]
Next, in step 305, the integrated value of the amount of air (volume) actually taken into the engine is (ηV× Vd/ 2) x NE x KTOnly increased.
Where ηVIs the intake volume efficiency calculated in step 303, VdIs the engine displacement, NE is the engine speed (RPM), KTIs KT= Constant represented by ΔT / 60. ΔT is the execution interval (seconds) of this operation. That is, in the present embodiment, the engine 1 is a four-cycle engine, and therefore the amount of air sucked per one rotation of the engine is (ηV× Vd/ 2). NE x KTIndicates how many revolutions of the engine have occurred between the previous execution of this operation and the execution of this operation. Therefore, (ηV× Vd/ 2) x NE x KTThe value of represents the amount of air (volume) sucked into the engine after the previous execution of this operation. Since the initial value of ΣQ is set to 0, the value of ΣQ accurately represents the integrated value of the engine intake air amount up to the present by executing step 305 at regular time intervals (ΔT). .
[0056]
After calculating the integrated value ΣQ as described above, in step 307, the current intake air amount integrated value ΣQ is set to the predetermined value V.volIt is determined whether or not it has been reached. Where VvolIs the total intake passage volume downstream of the throttle valve 16. In step 307, ΣQ <VvolIn other words, the entire amount of air stored on the downstream side of the throttle valve 16 is not sucked into the engine, and accurate rotation speed control cannot be performed. Also, ΣQ ≧ VvolIn this case, the entire amount of air stored on the downstream side of the throttle valve is sucked into the engine, and it is possible to carry out accurate rotation speed control. Therefore, in this case, the process proceeds to step 309, the value of the rotation speed control execution flag FB is set to 1, and the operation is ended.
[0057]
  When the flag FB is set to 1, execution of the intake air amount rotational speed control and ignition timing rotational speed control described above is permitted by a routine separately executed by the ECU 10, and the intake air amount rotational speed control or combustion deteriorates. If so, ignition timing rotational speed control is executed.
(2) Second embodiment
  next,As a reference example of the present inventionStart operation of engine speed controlThe fruitAn embodiment will be described.Note that this embodiment does not constitute the present invention.
  Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the rotational speed can be controlled, and at the same time, the control is started to converge the rotational speed to the target rotational speed in a short time. In the first embodiment, however, the engine Whereas the control start time is determined based on the intake air amount, the present embodiment is different in that the control start time is determined based on the engine speed.
[0058]
As described above, while the air stored on the downstream side of the throttle valve is being sucked into the engine after the engine start operation is started, the engine speed increases regardless of the throttle valve opening, and the total amount of the stored air is After being drawn into the engine, the engine speed decreases to a speed corresponding to the throttle valve opening. Therefore, when the engine speed starts to decrease, that is, when the engine speed reaches the starting peak speed described with reference to FIG. 2, the entire amount of air stored on the downstream side of the throttle valve is sucked into the engine. Can be thought of as
[0059]
Therefore, in this embodiment, the engine speed is monitored after the start of the engine starting operation, and the rotational speed control is started from the time when it is determined that the rotational speed has reached the starting peak rotational speed.
4 and 5 are flowcharts for explaining the rotation speed control start operation of the present embodiment. FIG. 4 is a flowchart showing a detection operation for detecting that the engine speed has reached the start peak speed after the start operation of the engine is started, and FIG. 5 is a start speed control based on whether or not the start peak speed has been reached. It is a flowchart which shows start operation. The operations shown in FIGS. 4 and 5 are performed by routines executed by the ECU 10 at regular intervals.
[0060]
In the operation of FIG. 4, first, in step 401, it is determined whether or not the value of the peak detection flag FP is set to 1. The peak detection flag FP is a flag that is set to 1 in step 415, which will be described later, when the engine speed reaches the starting peak speed, and the initial value is set to 0.
When the value of the peak detection flag FP is set to 1 in step 401, it is not necessary to perform peak detection again, and thus this operation ends without executing step 403 and the subsequent steps.
[0061]
If FP ≠ 1 in step 401, that is, if peak detection has not been completed, then in step 403, the current engine speed NE is read, and whether or not the current peak detection condition is satisfied in steps 405 and 407. Is judged. In the present embodiment, in the peak detection operation, the engine speed NE is a predetermined value NE.SThis is the case only (step 405) and only when a predetermined time has elapsed after the start of the engine starting operation (step 407). These conditions are for preventing erroneous detection of the starting peak rotational speed. That is, before the engine reaches a complete explosion state, the combustion of the engine is not stable, and the engine speed fluctuates without increasing uniformly, so that a small peak may occur in the engine speed. In the present embodiment, in order to prevent this small rotational speed peak from being erroneously detected as the starting peak rotational speed, the engine rotational speed is a predetermined value NE.S(NESThe engine speed is determined to be in the complete explosion state), and detection of the peak engine speed is started after a predetermined time (for example, 1000 ms) has elapsed after the start of the start operation. If one or both of the steps 405 and 407 are not satisfied, this operation is immediately terminated without executing step 409 and the subsequent steps.
[0062]
If the conditions of Steps 405 and 407 are satisfied, the process proceeds to Step 409, where the engine speed NE at the time of the previous operation is executed.i-1Is compared with the current engine speed NE read in step 403. And NE ≧ NEi-1In other words, when the engine speed is currently increasing, an operation of replacing the value of the starting peak speed NEP with the engine speed NE measured this time (step 411) is performed, and the next main operation is executed. In preparation for NEi-1Update the value of and end this operation.
[0063]
On the other hand, at step 409, NE <NEi-1If this is the case, that is, if the engine speed has started to decrease after reaching the starting peak speed, the routine proceeds to step 415 where the value of the peak detection flag FP is set to 1 and the operation is terminated. As a result, while the engine speed continues to increase, the peak engine speed NEP is updated using the current engine speed, but when the engine speed starts decreasing, the value of NEP is not updated. Is set to the peak rotational speed at the start. Also, once the starting peak rotational speed is detected, the peak detection flag FP is set to 1, so that the peak detection operation is not executed from the next time (step 401).
[0064]
In the operation of FIG. 5, it is first determined in step 501 whether or not the engine is currently idling. Whether or not the engine is currently in idling is determined based on whether or not the throttle valve opening THA is set to a predetermined opening during idling. If the engine is currently idling, it is next determined in step 503 whether the value of the peak detection flag FP set by the operation of FIG. 4 is 1 (detected). If FP = 1, it means that the engine speed has reached the starting peak speed, so the routine proceeds to step 505, the speed control execution flag FB is set to 1, and the operation is terminated. Thus, the intake air amount rotational speed control (or ignition timing rotational speed control) is executed as in the first embodiment. On the other hand, if FP ≠ 1, since the engine speed has not yet reached the starting peak rotational speed and it is not time to start the rotational speed control, the value of the rotational speed control flag FB is not changed. The operation is finished as it is.
[0065]
  If it is determined in step 501 that the engine is not currently idling, that is, if the vehicle is currently running, this operation is immediately terminated because it is not necessary to start the rotational speed control.
  According to the present embodiment, it is possible to easily determine the start time of the rotational speed control without calculating the integrated value of the intake air amount.
(3) Third embodiment
  Next, the present inventionAs a reference exampleA third embodiment will be described.This embodiment does not constitute the present invention.
[0066]
In the present embodiment, as in the second embodiment, the engine speed control is started when the engine speed reaches the starting peak engine speed. At the start of the engine speed control, the control target engine speed is set to the actual peak engine speed. After that, the target rotational speed is gradually changed to the final target rotational speed (fast idle rotational speed) with the passage of time.
When the rotational speed control is started when the peak rotational speed at the start is reached, the rotational speed at the start of the control is considerably higher than the fast idle rotational speed. For this reason, when the fast idle rotation speed is set as the target rotation speed from the start of the control, the rotation speed control is performed in a direction to decrease the actual rotation speed. On the other hand, the engine speed naturally decreases after reaching the peak speed, so if control is performed in a direction that significantly reduces the engine speed at this time, the engine speed will greatly decrease beyond the fast idle speed. Therefore, it may take time to converge to the fast idle speed that is the final target speed. Therefore, in this embodiment, when starting the rotational speed control when the starting peak rotational speed is reached, the control target rotational speed is set to the actual starting peak rotational speed, and then the control target rotational speed is gradually set to the final rotational speed. An operation to reduce the target engine speed to the fast idle speed is performed. As a result, there is no large deviation between the actual engine speed and the target control speed even after the peak speed is reached, so control that greatly reduces the speed is not performed, and the engine speed is reduced in a short time after the start of control. The number will converge to the target speed.
[0067]
Further, in the present embodiment, when the engine speed is decreasing from the starting peak rotational speed and within a predetermined value from the fast idle rotational speed, that is, when the engine speed approaches the final target rotational speed while the rotational speed is decreasing, Further, an operation is performed so as to reduce the rate of decrease in the control target rotational speed. As described above, by reducing the decrease speed of the control target rotation speed in the vicinity of the final target rotation speed, occurrence of undershoot when the rotation speed decreases is further suppressed.
[0068]
FIG. 6 is a flowchart for specifically explaining the target rotational speed setting operation of the present embodiment. This operation is performed by a routine executed by the ECU 10 at regular intervals.
When the operation starts in FIG. 6, in step 601, it is determined whether or not the current rotational speed control execution flag FB is set to 1. If FB ≠ 1, this operation is immediately performed without executing step 603 and subsequent steps. Exit.
[0069]
On the other hand, if FB = 1 in step 601, it is determined in step 603 whether or not the current operation is executed first after the value of the flag FB changes from 0 to 1, and the FB value changes. Only when it is the first execution after that, step 605 is executed to perform an operation of setting an initial value of a variable KNE described later.
Also in this embodiment, the operations of FIGS. 4 and 5 are performed separately, and the value of FB is set to 1 at the same time as the engine reaches the starting peak rotational speed. A flag X in steps 603 and 607 is a flag used to execute step 605 only once immediately after the value of FB changes from 0 to 1.
[0070]
In step 605, the initial value of KNE is KNE = NEP-NE.0Set as Here, NEP is the actual starting peak rotational speed at the time of starting the engine this time, and is set by the operation of FIG. NE0Is the final target rotational speed (fast idle rotational speed) of the rotational speed control. As will be described later, in this embodiment, the target rotational speed of the rotational speed control is TNE is NE.0It is set as + KNE, and the value of KNE is reduced with time from the initial value.
[0071]
Steps 613 and 615 are KNE reduction operations. In the present embodiment, the actual engine speed NE is the final target value NE.0Whether NE is close to NE, that is, NE is equal to NE + ΔNE1The rate of decrease in KNE is changed depending on whether or not That is, in step 611, the rotational speed NE is changed to NE.0+ ΔNE1It is determined whether or not the following is satisfied, NE> NE0+ ΔNE1When the actual rotational speed is not close to the final target value, the value of KNE is set to a relatively large constant value K for each execution of the operation.1Decrease step by step (step 613). As a result, the value of KNE decreases with time at a relatively large rate. In step 611, NE ≦ NE0+ ΔNE1When the actual rotational speed is close to the final target value, the value of KNE is set to a relatively small constant value K every time the operation is executed.2(K2<K1) (Step 615). As a result, the value of KNE decreases with time at a relatively large speed from the start of control until it approaches the final target value, and changes so that the decreasing speed decreases when it approaches the final target value. In the present embodiment, ΔNE1Is set to a constant value of about 100 RPM, for example.
[0072]
In step 617, the target rotational speed TNE in the rotational speed control is set to TNE = NE.0Set as + KNE. In addition, when the value of KNE becomes negative due to the decrease, the value of TNE becomes the final target rotational speed NE.0(Steps 609 and 619).
According to the operation of FIG. 6, in this embodiment, when the rotational speed control is started when the starting peak rotational speed is reached, the control target rotational speed TNE is set to the actual peak rotational speed NEP (steps 605 and 617), and then the final Until the actual rotational speed approaches the target rotational speed, the actual rotational speed decreases with time (steps 611 and 613), and the actual rotational speed becomes the final target rotational speed NE.0In the region approaching the speed decreases at a relatively small speed (step 615), and the final target rotational speed NE is reached.0(Steps 609 and 619).
[0073]
  6 is executed at regular time intervals by the ECU 10. However, if the operation of FIG. 6 is executed at every constant rotation angle of the engine crankshaft, in addition to the above, the control target rotational speed decrease speed is reduced. As the engine speed changes according to the engine speed, the control response can be further improved.
  In the present embodiment, as described above, the control target rotational speed is gradually changed from the actual peak rotational speed to the final target rotational speed, so that the control target rotational speed also varies even when the actual starting peak rotational speed varies. A large deviation does not occur between the rotational speed and the actual rotational speed, and the engine rotational speed can be converged to the final target rotational speed in a short time. Further, in this embodiment, when the actual engine speed approaches the final target speed, the change speed of the control target speed is set to be small, so that an undershoot of the speed is prevented and the final target speed is prevented. The convergence time to the number is further shortened.
(4) Fourth embodiment
  Next, the present inventionAs a reference exampleA fourth embodiment will be described.This embodiment does not constitute the present invention.
[0074]
In the first to third embodiments described above, after the engine start operation is started, the rotation speed control is started when the rotation speed is in the vicinity of the starting peak rotation speed. For this reason, when the rotational speed control is started, the actual rotational speed is higher than the target rotational speed (for example, the fast idle rotational speed), and when the rotational speed control is started, the intake air amount or the ignition timing decreases the rotational speed. Will be corrected. However, in actuality, at the start of the engine, the rotational speed rapidly decreases after reaching the peak rotational speed. For this reason, if the rotational speed control is started when the rapid rotational speed reduction has occurred after reaching the peak rotational speed, the rotational speed may be excessively decreased, and convergence to the target rotational speed may be delayed.
[0075]
Therefore, in this embodiment, the engine speed change speed after the start of the engine start operation is detected, and the engine speed is set to the target speed by starting the speed control from the time when the change speed becomes a predetermined value or less. It tries to converge in a short time.
FIG. 7 is a flowchart for explaining the start-up rotation speed control start operation according to this embodiment. This operation is performed by a routine executed by the ECU 10 at regular intervals.
[0076]
In FIG. 7, steps 701 to 705 indicate whether or not the rotation speed control start condition is satisfied. That is, in step 701, it is determined whether or not the engine is currently idling based on the opening of the throttle valve 16, and in step 703, it is determined based on the rotational speed control execution flag FB whether or not rotational speed control has already been started. The In step 705, it is determined whether or not a predetermined time (for example, about 2000 ms) has elapsed since the start of the engine start operation (cranking). When it is not the idling operation at step 701 and when the rotation speed control has already been started at step 703 (FB = 1), it is not necessary to start the rotation speed control further, so the operations after step 707 are executed. This operation is finished immediately. If it is determined in step 705 that the predetermined time has not elapsed since the start of the engine starting operation, the engine speed may not yet reach the starting peak speed. In this case, in order to avoid detecting a decrease in the rotational speed change speed in the vicinity of the starting peak rotational speed, the operation is similarly terminated without executing step 707 and subsequent steps.
[0077]
If all the conditions of steps 701 to 703 are satisfied, the current engine speed NE is read in step 707, and the speed NE at the time of the previous operation execution is read.i-1The speed change speed RNE from the present to the present is RNE = | NE-NEi-1Is calculated as |. In step 711, the NE is prepared for the next RNE calculation operation.i-1After updating the value of, go to step 713.
[0078]
  In step 713, the rotational speed change speed calculated in step 711 is set to a predetermined value RNE.0 It is determined whether or not: RNE ≦ RNE0 In this case, the value of the rotation speed control execution flag FB is set to 1.
  As a result, in the present embodiment, the rotational speed control is started from the point of time when the rotational speed change speed becomes small, and the rotational speed converges to the target rotational speed in a short time.
(5) Fifth embodiment
  Next, the present inventionAs a reference exampleA fifth embodiment will be described.This embodiment does not constitute the present invention.
[0079]
In the present embodiment, after the engine start operation is started, when the engine speed decreases after passing the starting peak speed, the speed control is started from the time when the target speed is crossed.
As described above, the engine speed decreases sharply after the starting peak speed is exceeded. For this reason, if the engine speed is started from a state in which the engine speed is still higher than the target engine speed after passing the peak engine speed, the engine speed control will further decrease the engine speed even though the engine engine speed is decreasing. In some cases, the rotational speed is excessively reduced.
[0080]
In this embodiment, the engine speed is controlled when the engine speed crosses the target engine speed (fast idle engine speed) while the engine engine speed decreases after reaching the peak engine speed, that is, when the actual engine speed becomes equal to the target engine speed. By starting the operation, an excessive decrease in the rotational speed is prevented. In other words, in the present embodiment, when the rotational speed control is started, the difference between the actual rotational speed and the target rotational speed is extremely small, and thus the actual rotational speed is not controlled in a significantly decreasing direction. For this reason, excessive reduction of the rotational speed at the start of control is prevented, and the rotational speed converges to the target rotational speed in a short time.
[0081]
FIG. 8 is a flowchart for explaining the rotation speed control start operation of the present embodiment.
This operation is performed by a routine executed by the ECU 10 at regular intervals.
Steps 801 and 803 in FIG. 8 show the determination of whether or not the rotation speed control start condition is satisfied, which is similar to steps 701 and 703 in FIG. Step 805 indicates whether or not the current rotational speed has passed the starting peak rotational speed. FP is a peak detection flag set by the same operation as that of FIG. If FP ≠ 1 in step 805, that is, if the engine speed has not reached the starting peak engine speed, the engine speed control is started when the engine engine speed matches the target engine speed while the engine speed is increasing. In order to prevent this, the operations after step 807 are not executed.
[0082]
If it is after passing the current peak rotational speed in step 805, the rotational speed NE is read in step 807, and in step 809, the read rotational speed NE is the target rotational speed NE.0It is determined whether or not the following has decreased. And NE ≦ NE0If YES, the value of the rotation speed control execution flag FB is set to 1 in step 811 and the operation is terminated. As a result, the rotational speed control is started when the engine rotational speed decreases to the target rotational speed after passing the starting peak rotational speed.
[0083]
  In step 809, the engine speed NE is still set to the target speed NE.0 If not, the process proceeds to step 813, where it is determined whether or not a predetermined time (for example, about 3000 ms) has elapsed since the start of the engine start operation. Even if the number has not decreased to the target rotational speed, the routine proceeds to step 811 and rotational speed control is started. This is because, when the decrease in the engine speed after reaching the peak at the time of starting is relatively gradual, it takes a relatively long time for the engine speed to decrease to the target speed. This is because the rotational speed control is started without waiting for this to quickly converge the rotational speed to the target rotational speed. In this case, since the speed of decrease of the engine speed is relatively moderate, even if the speed control is started before the speed decreases to the target speed, no significant speed reduction occurs.
(6) Sixth embodiment
  Next, the present inventionAs a reference exampleA sixth embodiment will be described.This embodiment does not constitute the present invention.
[0084]
In the present embodiment, when switching from the intake air amount rotational speed control to the ignition timing rotational speed control when the combustion of the engine deteriorates, the ignition timing rotational speed control is started with the ignition timing advanced by a predetermined amount stepwise. I have to. Normally, when the combustion deteriorates, the decrease in the rotation speed after reaching the peak rotation speed is large, so at the time when switching from the intake air amount rotation speed control to the ignition timing rotation speed control is performed when the engine combustion deterioration is worse, the engine rotation speed is higher than the target rotation speed. It is low. For this reason, it is necessary to increase the rotational speed early after switching to the ignition timing rotational speed control.
[0085]
  Therefore,This embodimentThen, at the time of switching to the ignition timing rotational speed control, the ignition timing rotational speed control is started in a state where the ignition timing is advanced by a predetermined amount compared to before the switching. As a result, the engine speed increases simultaneously with the start of the ignition timing speed control, and reaches the target speed in a short time.
  The engine speed control switching operation, the intake air quantity engine speed control operation, and the ignition timing engine speed operation when the engine combustion deteriorates will be specifically described below with reference to FIGS. 9 to 12.
[0086]
In this embodiment, the starting peak rotational speed NEP detected by the operation of FIG. 4 and a predetermined reference peak rotational speed NEP0Is compared to determine whether or not deterioration of engine combustion has occurred. When the combustion of the engine deteriorates, the starting peak rotational speed NEP decreases according to the degree of deterioration of combustion. For this reason, for example, an appropriate reference peak rotational speed NEP0(Constant value) is set in advance, and this reference peak rotational speed NEP0And DNP (= NEP) between the actual starting peak rotational speed NEP0-NEP), the value of DNP increases as the degree of deterioration of combustion increases. For this reason, the degree of combustion deterioration can be expressed using the value of DNP.
[0087]
In this embodiment, at the start of the rotational speed control, the intake air quantity rotational speed control is first performed, the presence / absence of combustion deterioration is determined based on the value of the peak rotational speed difference DNP, and the intake air is determined according to the degree of combustion deterioration. The timing for switching from quantity rotation speed control to ignition timing control is set.
FIG. 9 is a flowchart for explaining the engine speed control operation at the start of the present embodiment. This operation is performed as a routine executed by the ECU 10 at regular intervals.
[0088]
When the operation starts in FIG. 9, it is determined in step 901 whether or not the engine is currently idling, and in step 903 whether or not the value of the rotation speed control execution flag FB is 1.
If the engine is currently idling and the value of the rotation speed control execution flag FB is set to 1 (execution), the routine proceeds to step 905, where a predetermined reference peak rotation speed NEP is set.0And a difference DNP between the starting peak rotational speed NEP detected by the operation of FIG. 4 is calculated. In step 907, the upper limit EQ of the feedback correction amount EQ of the intake air amount rotational speed control is determined.MAXIs set according to the value of DNP and the operation is terminated.
[0089]
On the other hand, if either of the conditions in steps 901 and 903 is not satisfied, the process proceeds to step 909, and both the values of the intake air amount rotational speed control execution flag CN and the ignition timing rotational speed control execution flag IN are set to 0. To finish the operation.
In the present embodiment, when the intake air amount rotational speed control execution flag CN is set to 1, the later-described intake air amount rotational speed control is executed, and when the ignition timing rotational speed control execution flag IN is set to 1, the ignition timing rotational speed. Control is executed. Note that the initial value of the intake air amount rotational speed control execution flag CN is set to 1 (execution). For this reason, when the value of the flag FB is set to 1 during the idling operation (steps 901 and 903), the intake air amount rotational speed control is started first.
[0090]
FIG. 10 is a flowchart for explaining the intake air amount rotational speed control operation. In this operation, the target rotational speed NE0Based on the difference DNE between the actual engine speed NE and the intake air amount feedback correction amount EQ is set. Further, the value of the feedback correction amount EQ is the upper limit value EQ.MAXIs reached, switching from intake air amount rotational speed control to ignition timing rotational speed control is performed.
[0091]
That is, in step 1001, it is determined whether or not the value of the intake air speed control execution flag CN is 1 (execution). If CN = 1, the value of DNE is calculated in steps 1003 and 1005, and in step 1007 An integral value IDNE of the deviation DNE is calculated. In step 1009, the differential value DDNE of the deviation DNE is calculated as DDNE = DNE−DNE.i-1Is calculated as DNEi-1Is the value of DNE at the previous execution of this operation. DNEi-1Is updated at step 1011 every time the operation is executed.
[0092]
In step 1013, the value of the feedback correction amount EQ for the intake air amount is set to EQ = α.1× DNE + α2× IDNE + αThree* Calculated as DDNE. That is, the value of the feedback correction amount EQ is set by proportional differential control based on the difference DNE between the target rotational speed and the actual rotational speed.
After the value of the correction amount EQ is set as described above, in step 1015, the value of the correction amount EQ is set to the upper limit value EQ set by the operation of FIG.MAXIs reached, and if the upper limit has not been reached, the routine proceeds to step 1017, where the target value QT of the engine intake air amount is QT = QCALCalculated as + EQ. QCALIs a target intake air amount determined by the engine speed and the accelerator pedal depression amount of the driver. In step 1019, the opening degree of the throttle valve 16 is controlled in accordance with the calculated engine intake air amount QT.
[0093]
In step 1015, the feedback correction amount EQ is changed to the upper limit value EQ.MAXIs reached, the routine proceeds to step 1021, where the value of the intake air speed control execution flag CN is set to 0 (stop), and the value of the ignition timing speed control flag IN is set to 1 (execution). . As a result, the intake air amount rotational speed control is stopped from the next time (step 1001), and ignition timing rotational speed control described later is started. That is, switching from intake air amount rotational speed control to ignition timing rotational speed control is performed.
[0094]
In this embodiment, the feedback correction amount EQ is the upper limit EQ.MAXThe reason why the control is switched to the ignition timing rotation speed control when it reaches is as follows.
That is, when the ignition timing rotation speed control is performed, the ignition timing is generally advanced, so that the exhaust temperature decreases and it takes time to increase the temperature of the exhaust purification catalyst. For this reason, when switching to the ignition timing rotation speed control is performed, the engine operation time in a state where the exhaust purification catalyst does not reach the activation temperature becomes long, and the exhaust property at the time of engine start tends to deteriorate as a whole. In the present embodiment, the engine speed is controlled as much as possible by controlling the intake air amount to prevent the deterioration of the exhaust properties, and the ignition timing only when it is determined that the engine speed cannot be controlled by the intake air amount due to combustion deterioration or the like. Switching to rotation speed control is performed. For example, when engine combustion deteriorates and the rotational speed falls below the target rotational speed, the feedback correction amount EQ is set to increase in order to increase the engine rotational speed in the intake air amount rotational speed control. Further, the value of EQ continues to increase as long as the actual engine speed NE is lower than the target speed by the action of the integral term IDNE. Therefore, when the value of EQ reaches a certain large value, it can be determined that it is difficult to control the engine speed to the target speed by the intake air speed control. Therefore, in the present embodiment, the upper limit EQ with a certain EQ value is set.MAXIs reached, it is determined that the reduction in the rotational speed due to the deterioration of the combustion cannot be recovered by the intake amount rotational speed control, and switching to the ignition timing rotational speed control is performed.
[0095]
Further, as described above, in the present embodiment, the above upper limit EQMAXIs set according to the value of the peak rotational speed difference DNP (FIG. 9, step 907).
FIG. 11 shows the EQ set in step 907 of FIG.MAXIt is a figure which shows the value of. As shown in FIG.MAXIn the region where DNP is a negative value (the peak engine speed NEP at engine start is the reference engine speed NEP0If higher) a relatively large positive constant EQMAX0Set to EQMAXIn the region where DNP is a positive value, the value of DNP decreases as DNP increases, and DNP is a predetermined value DNP.1In the above, it is set to 0.
[0096]
As described above, the value of DNP represents the degree of deterioration of combustion, and the combustion becomes worse as the value of DNP increases. For this reason, in this embodiment, the larger the degree of deterioration of combustion, the upper limit EQMAXIs set to a small value so that the switching timing from the intake air amount rotational speed control to the ignition timing rotational speed control is advanced. Further, the value of DNP is a predetermined value DNP.1If it is larger, that is, if it is judged that the deterioration of combustion is considerably large, the upper limit EQMAXSince the value of is set to 0, immediately after the start of the rotational speed control, switching from the intake amount rotational speed control to the ignition timing rotational speed control is performed.
[0097]
Next, the ignition timing rotation speed control operation of this embodiment will be described. In the present embodiment, as described above, when switching from the intake air amount rotational speed to the ignition timing rotational speed control is performed, the target rotational speed NE is similar to the intake air amount rotational speed control.0The ignition timing feedback correction amount is set by proportional-integral-derivative control based on the difference DNE between the actual rotational speed NE and the actual rotational speed NE. However, in the present embodiment, when the ignition timing rotation speed control is started in addition to the feedback correction amount, the ignition timing is a predetermined amount KThreeOnly advanced. When the engine speed control is switched from the intake air quantity engine speed control to the ignition timing engine speed control, the deterioration of the combustion occurs, and therefore the engine speed decreases according to the deterioration of the combustion. For this reason, when the ignition timing rotational speed control is started, it is necessary to significantly advance the ignition timing to increase the engine rotational speed to the target rotational speed. In this case, if waiting for the ignition timing feedback correction amount to increase by feedback control based on the rotational speed difference, the increase in the rotational speed may be delayed. Therefore, in the present embodiment, when the ignition timing rotation speed control is started, the ignition timing is uniformly set to a predetermined value K compared to before the start regardless of the engine rotation speed.ThreeOnly to advance. As a result, the engine speed increases simultaneously with the start of the ignition timing speed control, and converges to the target speed in a short time.
[0098]
FIG. 12 is a flowchart for explaining the ignition timing rotation speed control operation of the present embodiment. This operation is performed as a routine executed by the ECU 10 at regular intervals.
In FIG. 12, when the operation starts, it is determined in step 1201 whether or not the value of the ignition timing rotation speed control execution flag IN is set to 1. This operation is executed only when the value of the flag IN is set to 1. Thus, as soon as the value of the flag IN is set to 1 by the intake air amount rotational speed control operation of FIG. 10, switching from the intake air amount rotational speed control to the ignition timing rotational speed control is performed.
[0099]
In steps 1203 to 1207, as in FIG. 10 and steps 1003 to 1009, the target rotational speed NE is set.0The difference DNE between the actual rotational speed NE, the integral value IDNE, and the differential value DDNE of DNE are calculated.
In the present embodiment, the engine ignition timing AOP is calculated using the above DNE, IDNE, and DDNE.
Figure 0003855557
Set as In step 1215, the ignition timing AOP set as described above is set in the ignition circuit 110, and this operation ends.
[0100]
In the above equation, the ignition timing AOP is represented by the crank angle up to the top dead center of each cylinder, and the ignition timing advances when the value of AOP increases. Also, EACALIs the basic ignition timing determined from the engine coolant temperature, β1, Β2, ΒThreeAre the coefficients (feedback control constants) of the proportional term, integral term, and derivative term, respectively. KThreeIs a positive predetermined value, and EACAT is a catalyst warm-up delay amount. The catalyst warm-up retarding amount EACAT will be described later.
[0101]
As described above, the feedback correction amount (β1× DNE + β2× IDNE + βThreeXDDNE) is set by proportional-integral-derivative control based on the difference DNE between the target rotational speed and the actual rotational speed. In the ignition timing control, the basic ignition timing EACALLead angle KThreeThe point that is added uniformly.
[0102]
That is, when the ignition timing rotation angle control is started, the ignition timing is stepwise compared to before the start.ThreeWill be advanced only. As a result, the speed of increase of the rotational speed is increased, and the engine rotational speed is set to the target rotational speed NE in a short time.0To converge.
Next, the step advance amount K at the start of the ignition timingThreeWill be described.
Step advance KThreeMay be set as a constant value, but in this embodiment, K depends on the degree of deterioration of combustion.ThreeThe value of is set. That is, if the degree of deterioration of combustion is large, the decrease in engine speed at the start of ignition timing rotational speed control is also large, and it is necessary to set the speed of increase in rotational speed to be large. In the present embodiment, the step advance amount K increases as the degree of combustion deterioration, that is, the value of the peak rotational speed difference DNP increases.ThreeThe value of is set to a large value to speed up the rotation speed.
[0103]
FIG. 13 shows the step advance amount K of this embodiment.ThreeIt is a figure which shows the relationship between and peak rotational speed difference DNP.
As shown in FIG. 13, the step advance amount KThreeIs set to 0 when the DNP value is negative, and the DNP value is changed from 0 to a predetermined value DNP.2Increases linearly, and the value of DNP is DNP2In the above region, it is set to be a constant value. As a result, the step advance amount KThreeIs set to a larger value as the deterioration of combustion is larger.
[0104]
Next, the reference peak rotational speed NEP used for calculating DNP0Will be described. NEP0As for the value of, the peak rotational speed at start-up when combustion deterioration has not occurred is measured in advance by experiment, and this peak rotational speed at start-up is determined as the reference peak rotational speed NEP.0May be stored in the ROM of the ECU 10. However, the starting peak rotational speed may vary from engine to engine due to individual differences in the engine or changes in internal friction due to aging. Therefore, in the present embodiment, the reference peak rotational speed NEP is based on the starting peak rotational speed NEP detected at each actual engine start.0Is set.
[0105]
  That is, the ECU 10 stores the peak rotational speed NEP detected at the time of starting the engine in the RAM, and whether or not the value of the ignition timing rotational speed control execution flag IN is set to 1 when the engine warm-up is completed and the normal operation is started. That is, it is determined whether or not the ignition timing rotation speed control is executed at the time of the current engine start. If ignition timing rotation speed control is not executed at the time of the current engine start, it can be determined that the deterioration of combustion did not occur at the time of the current start. Therefore, in this case, the reference peak rotational speed NEP0 The starting peak rotational speed stored at the time of starting this time is adopted as the value of the value, stored in the backup RAM, and used at the next engine starting operation. If ignition timing speed control is executed at the time of the engine start this time, the reference peak speed NEP up to the previous time0 Is used for the next engine start operation without updating. This makes it possible to accurately determine the deterioration of engine combustion even when there is a change in internal friction or the like due to each engine or due to aging.
(7) Seventh embodiment
  Next, the present inventionAs a reference exampleA seventh embodiment will be described.This embodiment does not constitute the present invention.
[0106]
In the sixth embodiment, the intake air amount rotational speed control and the ignition timing rotational speed control are the target rotational speed NE.0The proportional integral derivative control based on the difference DNE between the actual rotational speed NE and the proportional term α1× DNE, β1× DNE, integral term α2× IDNE, β2× IDNE and differential term αThree× DDNE, βThreeX DDNE coefficient (feedback control constant) α1, Α2, ΑThree, And β1, Β2, ΒThreeThe value of was fixed at a constant value. On the other hand, in this embodiment, the value of the feedback control constant is set according to the rotational speed difference DNE and the change rate DDNE.
[0107]
For example, when the engine speed is significantly lower than the target speed and the difference DNE from the target speed is increasing, the feedback correction amount (α1× DNE + α2× IDNE + αThree× DDNE), (β1× DNE + β2× IDNE + βThreeXDDNE) needs to be greatly increased.
[0108]
On the other hand, when the engine speed is approaching the target speed, the value of the rotational speed difference DNE is relatively small, and the rotational speed difference DNE is decreasing, the speed of increase of the rotational speed must be set small. Since an overshoot may occur with respect to the target rotational speed, the feedback correction amount needs to be set small.
In this case, if the feedback control constant is fixed to a constant value, the feedback correction amount is not necessarily set optimally, and convergence to the target rotational speed may be delayed.
[0109]
In the present embodiment, by setting the value of the feedback control constant according to the rotational speed difference DNE and the increasing / decreasing tendency thereof (that is, the differential value DDNE of DNE), the feedback correction amount is optimized according to the changing tendency of the rotational speed. By setting the value, the time for the rotation speed to converge to the target rotation speed is further shortened.
In the present embodiment, the integral term coefficient α among the feedback control constants.2, Β2Is changed according to the actual rotational speed change tendency. Since the integral term is an integrated value of the rotational speed difference, even if the rotational speed difference changes, the change of the integral term itself is relatively small. For this reason, compared with the proportional term and the differential term, the integral term is less likely to reflect the changing tendency of the rotational speed. Therefore, when changing the feedback control constant according to the rotational speed change trend, the integral term coefficient may be changed according to the rotational speed change tendency to increase the degree of reflection of the rotational speed change tendency to the integral term. This is because it is most effective in reducing the convergence time of the rotational speed. Of course, if the proportional term and the differential term are also changed in accordance with the change tendency of the rotational speed, a greater effect can be obtained.
[0110]
First, the integral term in the present embodiment will be described.
In the sixth embodiment, the integral term IDNE is calculated as an integrated value ΣDNE of the rotational speed difference DNE, and a constant coefficient α is added to IDNE when calculating the feedback correction amount.2, Β2Was multiplied. That is, in the case of the intake air amount rotation speed control of FIG. 10, the feedback correction amount EQ is (1) EQ = α1× DNE + α2× IDNE (= ΣDNE) + αThreeX Calculated as DDNE. On the other hand, in this embodiment, the integral term IDNE is preliminarily set to DNE by α during integration.2Multiplied by Σ (α2× DNE), and instead, the feedback correction amount EQ is (2) EQ = α1× DNE + IDNE (= Σ (α2× DNE)) + αThree* Calculated as DDNE. Equations (1) and (2)2It becomes the same when is a constant value.
[0111]
However, in this embodiment, the integral term coefficient α2Is changed in accordance with the value of the rotational speed difference DNE and the rate of change DDNE. Thereby, the change tendency of the rotation speed is more appropriately reflected in the integral term.
That is, α2Is set according to the values of DNE and DDNE, but in the present embodiment, the optimum α is actually set according to each combination of DNE and DDNE.2(Β for ignition timing speed control2) Is set by experiment etc. and α is set in DNE.2Multiplied by QIDNE (= α2× DNE) is stored in the ROM 104 of the ECU 10 in the form of a numerical map using DNE and DDNE. Then, using the values of DNE and DDNE calculated for each execution of the operation in FIG. 10, QIDNE (= α2XDNE) is read out, and the value of the feedback correction amount EQ is calculated using the above equation (2) as EQ = α1× DNE + IDNE (= ΣQIDNE) + αThreeXDDNE is calculated.
[0112]
FIG. 18 shows a change amount QIDNE (= α2It is a figure which shows the setting of the value of * DNE).
In FIG. 18, the horizontal axis represents the rotational speed difference DNE (= NE0-NE), and the vertical axis represents the side or rate DDNE. In FIG. 18, a straight line N1Is the rotational speed difference DNE = 0 (a state where the target rotational speed and the actual rotational speed match), straight line N2Represents DDNE = 0 (state where engine speed is stable). Further, as will be described later, the straight line I is in a state where QIDNE = 0, and in this embodiment, the straight line I is given as a straight line having a slope of 45 degrees passing through points DNE = 0 and DDNE = 0.
[0113]
Consider the case where DNE <0 and DDNE <0 in FIG. 18 (point A in FIG. 18). In this case, DNE (= NE0−NE) <0, so the engine speed NE is equal to the target speed NE.0Since it is higher and DDNE <0, the rotational speed difference is a negative value larger than the previous value. That is, in this case, the rotational speed is already higher than the target rotational speed, but the rotational speed is further increasing. Therefore, in this case, it is necessary to reduce the value of the feedback correction amount EQ by reducing the value of the integral term IDNE. Therefore, in this embodiment, in such a case, the integral term change amount QIDNE (= α2× DNE) is negative and the rotational speed difference DNE is a negative value (the higher the rotational speed), and the change rate DDNE is a negative value (the rotational speed increases more rapidly). So that QIDNE becomes a large negative value.2Set the value of.
[0114]
On the other hand, when DNE> 0 and DDNE> 0 (FIG. 18, point B), the rotational speed is lower than the target rotational speed, and the rotational speed difference is increasing (that is, the rotational speed is decreasing). For this reason, in this case, it is necessary to increase the value of the feedback term EQ by quickly increasing the value of the integral term IDNE. Therefore, in this case, the integral term change amount QIDNE (= α2The value of × DNE) becomes positive and the rotational speed difference DNE is a large positive value (the rotational speed is low), and the change rate DDNE is a large positive value (the rotational speed decreases more rapidly). So that QIDNE becomes a large positive value.2Set the value of.
[0115]
Next, consider the case of point C and point D in FIG. In this case, both DNE <0 and DDNE> 0, and the rotational speed is higher than the target rotational speed, but the rotational speed difference is being reduced (the rotational speed is decreasing). In this case, it is necessary to change the sign of QIDNE according to the size of DNE and DDNE.
For example, at point C in FIG. 18, the DNE value is a relatively large negative value, so the rotational speed is much higher than the target rotational speed. For this reason, although the rotational speed tends to decrease, it is preferable that the rotational speed decrease rate is slightly increased so that the rotational speed reaches the target rotational speed quickly. Therefore, in this case, the value of QIDNE is set to a relatively small negative value. On the other hand, since the DNE value is a relatively small negative value at point D, the rotational speed is higher than the target rotational speed, but is relatively close to the target rotational speed. Moreover, since DDNE> 0, the rotational speed difference is being reduced (rotation is reduced). For this reason, if the value of IDNE remains large, overshooting occurs, and the rotational speed may drop beyond the target rotational speed. Therefore, at point D, the value of QIDNE is set to a relatively small positive value, and the value of IDNE is gradually increased.
[0116]
Similarly to the above, when looking at points E and F (DNE> 0, DDNE <0) in FIG. 18, the value of QIDNE is a relatively small negative value at point E and a relatively small positive value at point F. , Respectively.
Further, at the point on the straight line I in FIG. 18, the influence of the rotational speed difference DNE and the change tendency DDNE cancel each other, so that the value of the integral term IDNE is not increased or decreased and the previous value is maintained as it is. To do. For this reason, QIDNE = 0 is set at the points on this line. For this reason, the straight line I is a boundary line between a region where QIDNE is positive and a region where QIDNE is negative. Further, in this embodiment, in order to stabilize the control, an area within a certain distance from the straight line I (area shown by hatching in FIG. 18) is provided, and in this area, the value of QIDNE is set to 0, and DNE and Even if the value of IDNE changes, the value of IDNE is not increased or decreased.
[0117]
  As described above, in this embodiment, QIDNE (= α2 The value of × DNE) is set so that it is positive in the upper part of the hatched area in FIG. 18 and negative in the lower part, and its absolute value increases as the distance from the straight line I increases. Will be.
  Thus, the feedback control constant (α2 , Β2 ) Is set for each operation execution in accordance with the rotational speed difference DNE and its change rate DDNE, so that the feedback correction amount is appropriately set according to the change tendency of the rotational speed. The convergence time to the target rotational speed is shortened.
(8) Eighth embodiment
  Next, the present inventionAs a reference exampleAn eighth embodiment will be described.This embodiment does not constitute the present invention.
[0118]
In the present embodiment, by adjusting the ignition timing retard amount for catalyst warm-up during execution of the ignition timing rotation speed control, interference between the ignition timing speed control and the ignition timing retard angle for catalyst warm-up is reduced. Prevents the engine speed to converge to the target speed in a short time.
As described with reference to FIG. 12, during the ignition timing rotational speed control, the engine ignition timing AOP is the basic ignition timing EA determined from the engine coolant temperature.CAL(In the example of FIG. 12, EACAL+ KThree) And feedback correction amount (β in the example of FIG. 12)1× DNE + β2× IDNE + βThreeXIDNE) is added to the catalyst warm-up delay amount (-EACAT). The catalyst warm-up retarding amount EACAT is provided to increase the exhaust temperature at the time of starting the engine and allow the exhaust purification catalyst to reach the activation temperature in a short time, and gradually increases after the start of the engine start operation and then gradually increases. It decreases and changes to 0 after a predetermined time has elapsed after the start operation is started.
[0119]
Actually, the catalyst warm-up retarding amount EACAT is EACAT = RF × EACATBASEIs given in the form of Where EACATBASEIs the basic catalyst warm-up delay amount, which is given in advance as a function of the engine coolant temperature. RF is a reflection coefficient, which is given as a function of time from the start of the engine start operation.
FIG. 14 is a diagram showing a time change after the start of the RF engine starting operation.
[0120]
As shown in FIG. 14, the reflection coefficient RF is a predetermined time t from the start of the engine start operation.1Is set to 0 for facilitating engine start, and starts increasing after a few seconds have elapsed since the start of the start operation. And when it increases to RF = 1, it is set so that it may start decreasing gradually after that and may decrease to 0. Therefore, the catalyst warm-up retarding amount EACAT also changes in the same manner as shown in FIG. 14 after the engine start operation is started. However, since the ignition timing rotation speed control is to change the engine ignition timing so that the rotation speed matches the target rotation speed, the rotation is performed when the catalyst warm-up delay amount EACAT increases or decreases during the ignition timing rotation speed control. The ignition timing adjustment by the number control and the increase / decrease of EACAT interfere with each other, and the engine speed cannot be converged to the target speed in a short time.
[0121]
Therefore, in the present embodiment, when the ignition timing rotational speed control is started, the catalyst warm-up delay amount EACAT (reflection coefficient RF) is quickly attenuated to zero, and the ignition timing retard for catalyst warm-up is ignited. This prevents interference with the rotational speed control.
FIG. 15 is a flowchart for explaining the catalyst warm-up retardation amount control operation of the present embodiment. This operation is performed as a routine executed by the ECU 10 at regular intervals.
[0122]
In this operation, when the ignition timing retarding control is not executed, the value of EACAT is set to EACAT = RF × EACAT as usual.BASEHowever, when ignition timing retard control is started, setting of the catalyst warm-up retard amount EACAT by the above formula is stopped, and the retard amount EACAT is incremented by a certain amount from the current value to zero. Decrease. That is, in this embodiment, when the ignition timing rotational speed control is not executed, the catalyst warm-up retarding amount EACAT changes as shown by the solid line in FIG. 14, but for example, at the S point in FIG. When the control is started, the catalyst warm-up retarding amount EACAT decreases linearly as shown by the dotted line thereafter, and becomes zero in a shorter time than when the ignition timing rotational speed control is not executed. Be controlled.
[0123]
That is, when the operation starts in FIG. 15, in step 1501, it is determined from the value of the ignition timing rotation speed control execution flag IN whether or not the ignition timing rotation speed control is currently being executed. If IN ≠ 1, that is, if the ignition timing rotational speed control is not currently being executed, the routine proceeds to step 1503, where the catalyst warm-up retarding amount EACAT is set to EACAT = RF × EACAT.BASESet as. As a result, the catalyst warm-up delay amount EACAT changes as indicated by the solid line (normal time) in FIG. 14 after the engine start operation is started.
[0124]
On the other hand, if the ignition timing rotation speed control is currently being executed at step 1501 (IN = 1), the routine proceeds to step 1505, where the current catalyst warm-up delay amount is decreased by a constant value ΔEA, and In steps 1507 and 1509, the minimum value of EACAT is limited to zero. As a result, the value of EACAT decreases by a constant value ΔEA every time this operation is performed from the time when ignition timing rotation speed control is started (FIG. 14, dotted line), decays faster than normal time (FIG. 14, solid line), and decreases for a short time. 0.
[0125]
For this reason, the ignition timing adjustment by the ignition timing rotation speed control and the catalyst warm-up delay angle are prevented from interfering with each other, and the engine rotation speed can be converged to the target rotation speed in a short time.
In the present embodiment, the catalyst warm-up delay amount starts decreasing with the start of the ignition timing rotational speed control. However, for example, the ignition timing rotational speed control is started even if the ignition timing rotational speed control is started because the deterioration of combustion is relatively small. May not be advanced too much. In such a case, if the catalyst warm-up retardation amount is attenuated early, the catalyst warm-up is delayed, so that the exhaust properties as a whole may deteriorate. For this reason, for example, instead of starting to decrease the catalyst warm-up delay amount simultaneously with the start of the ignition timing rotation speed control, when the ignition timing is advanced more than a certain degree by the ignition timing rotation speed control, that is, the deterioration of the combustion The decrease in the catalyst warm-up retardation amount may be started when it is determined that the degree is somewhat large.
[0126]
  In this case, instead of performing a decrease operation after step 1505 when the value of the ignition timing rotation speed control execution flag IN becomes 1 in step 1501 in FIG. 15, feedback correction in the ignition timing rotation speed control is performed in step 1501. Amount (in the example of FIG.1 × DNE + β2 × IDNE + βThree XDDNE) is determined whether or not the value is greater than or equal to a predetermined value, that is, whether or not the ignition timing is advanced by a predetermined value or more by controlling the ignition timing rotation speed, and the feedback correction amount becomes equal to or greater than the predetermined value. In this case, the decreasing operation in step 1507 and the subsequent steps may be performed.
(9) Ninth embodiment
  Next, a ninth embodiment as a reference example of the present invention will be described. This embodiment does not constitute the present invention.
  In the present embodiment, an operation for reducing the catalyst warm-up delay amount is performed when the ignition timing rotation speed control is performed as in the eighth embodiment. In the eighth embodiment, the catalyst warm-up delay amount EACAT is uniformly set. The present embodiment is different from the present embodiment in that EACAT is decreased according to the degree of deterioration of combustion.
[0127]
As described above, when the degree of combustion deterioration is large, the ignition timing advance amount in the ignition timing rotation speed control becomes large. For this reason, if the catalyst warm-up retardation amount becomes a large value when the degree of deterioration of combustion is large, there is a possibility that accurate rotation speed control by ignition timing rotation speed control cannot be performed.
Therefore, in the present embodiment, the reference peak rotational speed NEP of the above-described peak rotational speed NEP at the time of engine start is described.0Deviation from (DNP = NE0-NEP) is used as a parameter for the degree of combustion deterioration. When the combustion deterioration is large (when DNP is large), the catalyst warm-up retardation amount is greatly decreased, and when the combustion deterioration is small (when DNP is small), the catalyst The catalyst warm-up retard amount is adjusted so that the decrease in the warm-up retard amount becomes small.
[0128]
FIG. 16 is a flowchart for explaining the catalyst warm-up retardation amount control operation of the present embodiment. This operation is performed as a routine executed by the ECU 10 at regular intervals.
When the operation starts in FIG. 16, first, in step 1601, the catalyst warm-up delay amount EACAT is set to EACAT = RF × EACAT.BASEIs calculated as In step 1603, it is determined based on the value of the ignition timing rotation speed control execution flag IN whether or not the ignition timing rotation speed control is currently being executed. If ignition timing rotation speed control is not currently being executed (when IN ≠ 1), this operation ends immediately. In this case, the catalyst warm-up retardation amount becomes the normal value set in step 1601. On the other hand, if the ignition timing rotation speed control is currently being executed (IN = 1), then in step 1605, a predetermined reference peak rotation speed of the starting peak rotation speed NEP detected at the time of engine start is determined. NEP0Based on the deviation DNP from the catalyst, the reduction factor K of the catalyst warm-up delay amountFour(KFour≦ 1) is determined. In step 1607, the coefficient K is added to the normal EACAT value calculated in step 1601.FourThe value multiplied by is set as the catalyst warm-up delay amount EACAT, and the operation is terminated.
[0129]
FIG. 17 shows the coefficient KFourIt is a graph which shows the setting of. As shown in FIG.FourThe value of K is K in the region where the peak rotational speed difference DNP is negative.FourIn the region where DNP is positive, the value is set to a smaller value as the value of DNP increases (that is, the degree of deterioration of combustion increases). Accordingly, in step 1607 of FIG. 16, the larger the degree of combustion deterioration, the smaller the catalyst warm-up delay amount is set to a smaller value. Therefore, the ignition timing rotation speed control and the ignition timing retard for catalyst warm-up interfere with each other. It is prevented.
[0130]
In the present embodiment, as shown in FIG.FourIs continuously changed according to the value of the peak rotational speed difference DNP. For example, depending on whether the value of DNP is equal to or greater than a predetermined value, KFourIt is also possible to simplify the control by setting the value of 2 in two stages.
In the present embodiment, the coefficient K depends on the peak rotational speed difference DNP.FourIs set, but the feedback correction amount after starting the ignition timing rotation speed operation (in the example of FIG. 12, β1× DNE + β2× IDNE + βThreeXDDNE) represents the amount of advance by ignition timing rotation speed operation. Therefore, according to the value of the feedback correction amount, the relationship similar to that in FIG.FourIt is also possible to set the value of.
[0131]
【The invention's effect】
  The present inventionAccordingly, in the engine speed control at the time of starting the engine, the engine speed can be smoothly converged to the target engine speed in a short time.EffectPlay the fruit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an embodiment when the present invention is applied to an automobile internal combustion engine.
FIG. 2 is a diagram for explaining the change over time in the number of revolutions when the engine is started.
FIG. 3 is a flowchart for explaining an example of a rotation speed control start operation at the time of engine start.
FIG. 4 is a flowchart for explaining a peak speed detection operation at the time of engine start.
FIG. 5 is a flowchart for explaining a rotation speed control start operation when the engine is started.
FIG. 6 is a flowchart showing an example of a target rotational speed setting operation in rotational speed control.
FIG. 7 is a flowchart for explaining another example of the rotation speed control start operation when the engine is started.
FIG. 8 is a flowchart for explaining another example of the rotation speed control start operation at the time of engine start.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a switching operation between intake air amount rotation speed control and ignition timing rotation speed control.
FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of an intake air amount rotation speed control operation.
11 is a diagram showing parameter settings in the operation of FIG. 10;
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of an ignition timing rotation speed control operation.
FIG. 13 is a diagram showing parameter settings in the operation of FIG. 13;
FIG. 14 is a graph showing a change over time in the catalyst warm-up retardation amount.
FIG. 15 is a flowchart for explaining an example of a catalyst warm-up retardation amount control operation.
FIG. 16 is a flowchart for explaining another embodiment of a catalyst warm-up retarding amount control operation.
FIG. 17 is a diagram illustrating parameter settings in the operation of FIG. 16;
18 is a diagram showing an example of parameter setting in the operation of FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... Internal combustion engine body
5, 6 ... Crank angle sensor
10: Electronic control unit (ECU)
16 ... Electronically controlled throttle valve
110 ... Ignition circuit

Claims (1)

機関始動時に機関回転数を予め定めた目標回転数にフィードバック制御する回転数制御を行う内燃機関の制御装置であって、
機関始動操作開始時からの機関吸入空気量を積算する積算手段を備え、前記積算手段により算出された吸入空気量積算値が、スロットル弁から各気筒入口までの吸気通路容積に等しい値に到達したときに前記回転数制御を開始する、内燃機関の制御装置。A control device for an internal combustion engine that performs rotational speed control for feedback control of the engine rotational speed to a predetermined target rotational speed when the engine is started,
An integrating means for integrating the engine intake air amount from the start of the engine starting operation is provided, and the intake air amount integrated value calculated by the integrating means has reached a value equal to the intake passage volume from the throttle valve to each cylinder inlet A control device for an internal combustion engine, which sometimes starts the rotational speed control.
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