JP2002138885A - 内燃機関のアイドル回転制御装置 - Google Patents

内燃機関のアイドル回転制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部負荷が変化した場合に吸入空気量を補正
してエンジン回転数を維持し、かつその場合の応答遅れ
によるエンジン回転数の変動を防止する。 【解決手段】 外部負荷の作用する内燃機関のアイドル
回転数を吸入空気量と点火時期との少なくともいずれか
よって制御する内燃機関のアイドル回転制御装置であっ
て、外部負荷に基づいて補正された目標空気量を求める
目標空気量設定手段(ステップS6)と、吸入空気量を
その目標空気量に変更する際の過渡的な前記内燃機関の
回転数を推定する回転数推定手段(ステップS8)と、
その推定された回転数とその時点における前記内燃機関
の実回転数との偏差に基づいて、その偏差が小さくなる
ように前記吸入空気量を更に補正しもしくは点火時期を
補正する補正手段(ステップS9,S10)とを備えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガソリンエンジ
ンなどの内燃機関のアイドル回転数を制御するための装
置に関するものであり、特に外部負荷が変動した場合に
アイドル回転数を維持するための装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】ガソリンエンジンなどの内燃機関を起動
する場合、単に燃料を供給するだけでなく、外力によっ
て強制的に回転させる必要がある。したがって車両が停
止しているなどの動力を必要としない場合であっても、
その後の発進に備えて内燃機関を継続的に回転させてい
る。その状態がアイドリング状態であり、その回転数
(アイドル回転数)は、エンジンストール(すなわちエ
ンスト)に到らない範囲で可及的に低回転数に設定して
いる。より具体的には、暖機状態や補機による負荷など
の状態に応じて目標回転数を設定し、実回転数との偏差
に基づいて吸入空気量をフィードバック制御することに
より、アイドル回転数を維持している。
【0003】フィードバック制御は、実回転数が変化し
て目標回転数との偏差が生じることにより吸入空気量を
変化させる制御であるから、一時的な回転数の低下が生
じても、そのままエンストに到らない程度の回転数をア
イドリング時の目標回転数として設定している。そのた
め、定常的なアイドル回転数として、自律回転を維持で
きる最低回転数より幾分高い回転数を設定しており、そ
の分、燃料の消費量が多くなるから、燃費を向上させる
点では改善の余地があった。
【0004】アイドル回転数を上記のように幾分高めに
設定するのは、エンジン回転数の一時的な低下によって
エンストに到ることを回避するためであり、したがって
アイドル回転数を安定させれば、アイドル回転数を更に
低下させて燃費を向上させることができる。アイドル回
転数を変化させる要因は、主に補機などによる外部負荷
の変動であり、そこで従来、アイドル回転数を安定させ
るための外部負荷の変動に応じた各種の制御が実施され
ている。
【0005】すなわち、車両に搭載されている内燃機関
には、パワーステアリング装置の油圧ポンプや空調用の
コンプレッサーなどの補機類が連結されているので、ア
イドリング時であってもこれらの補機が動作した場合に
は、内燃機関に負荷が掛かり、その回転数が低下するこ
とがある。したがってこのような補機負荷が発生した場
合には、その負荷に応じて吸入空気量を増大させ、アイ
ドル回転数を維持するようにしている。なお、このよう
な補機負荷補正は、フィードバック制御によらずに、フ
ィードフォワード制御によっておこなっている。
【0006】外部負荷の増大や減少によって吸入空気量
を増減する場合、スロットルバルブやISC(アイドル
・スピード・コントロール)バルブなどの開度を変化さ
せても、これらのバルブからシリンダの吸気ポートまで
の間の容積が大きいために、シリンダに実際に吸入され
て燃焼の用に供される空気量は、前記のバルブの開度の
変化に対して所定の遅れをもって変化する。すなわち、
外部負荷の増大によって前記のバルブの開度を変化させ
ても、吸入空気量が遅れて増大するから、内燃機関の回
転数が一時的に低下する。また反対に、外部負荷の低下
によって前記バルブの開度を減少させる場合、吸入空気
量は外部負荷の低下に遅れて減少するから、内燃機関の
出力が外部負荷に対して相対的に大きくなり、その結
果、内燃機関の回転数が一時的に増大する。このよう
に、外部負荷(補機負荷)に基づいて吸入空気量を増減
する場合には、不可避的な遅れが原因となって内燃機関
の回転数が不安定になる。
【0007】吸入空気量の増減の遅れに起因する内燃機
関の回転数の低下あるいは増大を防止するために、特開
平7−63149号公報に記載された発明では、外部負
荷の変化に応じて吸入空気量を変更する一方、実際の吸
入空気量の変化に応じて点火時期を進角補正あるいは遅
角補正し、その結果、内燃機関の出力トルクの変化の遅
れを是正して内燃機関の回転数の一時的な低下や増大を
防止するようにしている。より具体的には、外部負荷の
変動があった場合に吸入空気量の増量分から必要トルク
を推定し、その推定されたトルクに応じて点火時期補正
量を求めている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記の公報に記載され
ているように、外部負荷の発生もしくは増大時に、トル
クを補償するべく点火時期の進角補正をおこなうとすれ
ば、その進角幅を事前に確保しておく必要があるので、
負荷のない状態での点火時期を遅らせておく必要があ
り、その結果、アイドリング時の燃費が悪化する可能性
がある。また、負荷トルクを推定し、その推定結果に基
づいて点火時期の補正量を求めているので、負荷の変化
途中では、実際に補正する点火時期の進角量もしくは遅
角量に過不足が生じ、これが原因で内燃機関の回転数が
不安定になる可能性がある。
【0009】特に内燃機関の出力トルクは、吸入空気量
が同じであっても回転数によって変わるので、単なるト
ルク目標制御では、回転数によって制御の感度が異な
り、トルク変化によって直ちに回転数変化が生じるアイ
ドリング時には、補正の誤差が大きくなって回転数制御
にハンチングが生じ、回転数が不安定になる。
【0010】また、吸入空気量の制御遅れを考慮して、
上記の点火時期の補正に替えて空気量を更に補正するこ
ともできる。しかしながら、吸気管路における実空気量
が反映されていないので、外部負荷のON−OFFが繰
り返し生じた場合には、補正量が過剰になり、これが原
因で内燃機関の回転数が不安定になることがある。
【0011】この発明は、上記の技術的課題に着目して
なされたものであり、外部負荷の変動に伴うアイドル回
転数の変化を抑制してアイドル回転数をより安定させる
ことのできる装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段およびその作用】この発明
は、上記の目的を達成するために、外部負荷が変化し、
それに伴って吸入空気量を補正した場合に、その過渡的
な状態を内燃機関の回転数を推定することにより判定
し、その判定の結果に基づいて吸入空気量を更に補正
し、もしくは点火時期を補正するように構成したことを
特徴とするものである。具体的には、請求項1の発明
は、外部負荷の作用する内燃機関のアイドル回転数を吸
入空気量と点火時期との少なくともいずれかよって制御
する内燃機関のアイドル回転制御装置において、外部負
荷に基づいて補正された目標空気量を求める目標空気量
設定手段と、吸入空気量をその目標空気量に変更する際
の過渡的な前記内燃機関の回転数を推定する回転数推定
手段と、その推定された回転数とその時点における前記
内燃機関の実回転数との偏差に基づいて、その偏差が小
さくなるように前記吸入空気量を更に補正しもしくは点
火時期を補正する補正手段とを備えていることを特徴と
するアイドル回転制御装置である。
【0013】したがって請求項1の発明では、アイドリ
ング状態で外部負荷が変動すると、それに基づいて補正
された吸入空気の目標量が求められ、吸入空気量をその
目標量に変更した場合の過渡的な内燃機関の回転数が推
定され、その推定された回転数とその時点における内燃
機関の実回転数との偏差に基づいて、その偏差が小さく
なるように吸入空気量と点火時期との少なくともいずれ
か一方が補正される。したがって外部負荷が変動した場
合に、その外部負荷に応じた吸入空気量が設定されると
ともに、その吸入空気量に応じた運転状態になる過渡状
態では、吸入空気量もしくは点火時期が補正されて、内
燃機関の回転数が、達成するべき回転数である推定回転
数を維持するように制御される。その結果、外部負荷に
基づいた吸入空気量の変化の遅れに起因する内燃機関の
出力トルクと外部負荷によるトルクとの齟齬やそれに起
因する内燃機関の回転数の変動を抑制し、内燃機関のア
イドル回転数を安定させることができる。
【0014】上記の内燃機関の過渡的な回転数を、請求
項2に記載してあるように、前記目標空気量とその時点
の実際の吸入空気量と目標とするアイドル回転数とに基
づいて推定するように構成することができる。
【0015】また、請求項3の発明は、請求項1におけ
る前記回転数推定手段が、前記外部負荷に応じた目標ト
ルクを求める目標トルク設定手段と、その目標トルクと
その時点の実際の吸入空気量とに基づいて前記内燃機関
の過渡的な回転数を推定する手段とを含むことを特徴と
するアイドル回転制御装置である。
【0016】したがって請求項3の発明では、外部負荷
に応じた目標トルクを達成する回転数が推定され、実際
の回転数がその推定された回転数となるように吸入空気
量もしくは点火時期が補正される。そのため、外部負荷
が変動しても内燃機関の出力トルクの過不足が生じにく
く、アイドル回転数を安定させることができる。
【0017】そして、請求項4の発明は、請求項1ない
し3のいずれかにおける前記補正手段が、前記内燃機関
の出力トルクを低下させる場合には前記点火時期を遅角
する手段を含むことを特徴とするアイドル回転制御装置
である。
【0018】したがって請求項4の発明では、内燃機関
の出力トルクが点火時期の遅角制御によって低下させら
れ、そのため出力トルクの制御応答性が良好になってア
イドル回転数が更に安定する。
【0019】
【発明の実施の形態】つぎにこの発明を図に示す具体例
に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする内燃
機関について説明すると、この発明で対象とする内燃機
関は、要は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンな
どの供給された燃料を燃焼させて動力を出力する動力機
械であって、起動するためには外力によって強制的に回
転させる必要があり、したがって搭載された車両が停車
している状態では、アイドリング状態に維持される内燃
機関である。その一例を図16に示してあり、ここに示
す例は、ガソリンエンジン(以下、単にエンジンと記
す)1である。その吸気管路2はサージタンク(図示せ
ず)などの容量の大きい中空部分を備えている。また、
モータなどの電気的に制御されるアクチュエータ3によ
って開閉動作させられる電子スロットルバルブ4がその
吸気管路2に設けられている。
【0020】また、特には図示しないが、エンジン1
は、燃料の供給量(あるいは燃料噴射量)を電気的に制
御できる燃料供給装置や、シリンダの内部に吸入した混
合気に点火するタイミングをピストンの上死点に対して
進角あるいは遅角することのできる点火装置が備えられ
ている。さらにエンジン1には、パワーステアリング装
置の油圧ポンプ(パワーステアリングポンプ)5や空調
機のコンプレッサー6、オールタネータ7などの補機が
連結され、エンジン1の動力によってこれらの補機を駆
動するようになっている。
【0021】さらにまた、エンジン1の出力側に変速機
8が連結されている。この変速機8は、図示の例では、
手動変速機であって、シフトレバーなどのシフト装置9
によって変速比(変速段)を設定するように構成されて
いる。さらにこの変速機8は、クラッチペダル10によ
って断続操作(オン・オフ操作)されるクラッチ11を
介してエンジン1に連結されている。
【0022】上記のエンジン1を制御するための電子制
御装置(ECU)12が設けられている。この電子制御
装置12は、マイクロコンピュータを主体として構成さ
れたものであって、入力された信号および予め記憶して
いるデータならびにプログラムに基づいて演算をおこな
い、その結果に基づいてエンジン1を制御するように構
成されている。その入力信号としては、アイドリング状
態でオンとなるアイドルスイッチ(IDL)からの信
号、アクセルペダル13の踏み込み量であるアクセル開
度TA、前記変速機8がニュートラル状態か否かを示す
ニュートラル信号、前記クラッチ11の係合・解放の状
態を示すオン・オフ信号、エンジン回転数NEを示す信
号、エンジン水温THWを示す信号、吸入空気量GAを
示す信号、大気圧を示す信号、吸気温度を示す信号、車
速SPDを示す信号、エンジン1の排気系統に設けられ
ている排気浄化触媒の暖機のための遅角量ACAT、パ
ワーステアリングポンプ5の油圧PPSなどが入力され
ている。これらの入力データに基づいて前記電子スロッ
トルバルブ4の開度、燃料供給量(燃料噴射量)、点火
時期が制御される。
【0023】前記電子制御装置12を主体とするこの発
明に係る制御装置は、アイドル回転数を安定させるため
に、外部負荷が変動した場合に以下の制御を実行するよ
うに構成されている。図1はその制御例を示すフローチ
ャートであって、予め定めた短い時間ごとに実行され
る。この制御例は、負荷補正中のエンジン回転数を空気
量によって推定し、その推定された回転数と目標とする
アイドル回転数との偏差に基づいて、過渡的にいわゆる
2次補正をおこなうように構成した例である。
【0024】具体的に説明すると、例えばエンジン1を
搭載している車両が停止し、そのエンジンがアイドリン
グ状態にあるときに、エンジン水温THWが予め定めた
基準温度KTHW以上か否かが判断される(ステップS
1)。エンジン1の暖機中であれば、吸入空気量が増大
させられてエンジン回転数NEが、定常的なアイドリン
グ時より高い回転数に維持されるので、外部負荷が増大
してもエンストに到るほどにエンジン回転数NEが低下
することが少ないからである。
【0025】暖機が終了していてステップS1で肯定的
に判断された場合には、実際の吸入空気量GAが予め定
めた基準量KGA以下か否かが判断される(ステップS
2)。この判断をおこなうのは、吸入空気量GAが基準
量KGA以下であれば、エンジン1の出力トルクが小さ
く、パワーステアリングポンプ5などの外部負荷が掛か
った場合のエンジン回転数NEに対する影響が大きく、
これとは反対に吸入空気量GAが基準量KGAを超えて
いれば、エンジントルクが相対的に大きいことにより外
部負荷の影響が少ないので、負荷補正の必要度合いがそ
れぞれ異なるからである。
【0026】エンジントルクが小さいことによりステッ
プS2で肯定的に判断された場合には、その時点の実際
のエンジン回転数NEが基準回転数KNE以下か否かが
判断される(ステップS3)。この判断をおこなうので
は、エンジン回転数NEが基準回転数KNE以下であれ
ば、僅かな回転数の低下でエンストに到ることがあり、
これとは反対にエンジン回転数NEが高ければエンスト
しにくく、エンストに到る回転数の低下幅すなわちいわ
ゆる耐エンスト性が、エンジン回転数NEによって異な
るからである。
【0027】エンジン回転数NEが低く、エンストに到
りやすい状態にあることによりステップS3で肯定的に
判断された場合には、アクセル開度TAの変化量ΔTA
が小さいか否かが判断される(ステップS4)。これ
は、例えば所定時間内でのアクセル開度TAの差分が予
め定めた値以下か否かによって判断することができる。
一般に、アイドリング状態や定常走行状態では、アクセ
ルペダル(図示せず)を戻したままとし、あるいは一定
の踏み込み状態に維持するから、結局、このステップS
4では、アイドリング状態(フラグXIDL=ON)も
しくは定常走行状態か否かを判断することになる。
【0028】このステップS4で肯定的に判断された場
合には、パワーステアリングポンプ5などの外部負荷の
エンジン回転数に対する影響があるか否かが判断される
(ステップS5)。これは、例えばパワーステアリング
ポンプ5が動作していることを示すフラグXPSが0N
か否か、あるいはパワーステアリングポンプ5が0FF
になってから所定時間内か否か、さらには吸入空気量G
Aもしくは負荷GNがそれぞれの基準値に対して所定量
以上大きいか否かなどによって判断することができる。
【0029】外部負荷がエンジン回転数に影響を及ぼす
状態であることによりステップS5で肯定的に判断され
た場合には、その負荷に応じた吸入空気の増量分すなわ
ち1次空気補正量QHUKAが求められる(ステップS
6)。この1次空気補正量QHUKAは、外部負荷があ
る状態で従前の所定のエンジン回転数(アイドル回転
数)を維持するのに必要な空気の増量分であり、例えば
負荷をパラメータとして予め用意してある2次元マップ
から求めることができる。図1にはそのマップの一例を
模式的に示してある。
【0030】ついで、この1次空気補正量QHUKAを
利用して要求空気量TQHUKAが求められる(ステッ
プS7)。すなわち、外部負荷が発生する直前もしくは
外部負荷がエンジン回転数に影響する程度に増大する直
前のいわゆる基準空気量GA0に1次空気補正量QHU
KAを加算して要求空気量TQHUKAが求められる。
【0031】その要求空気量TQHUKAとその時点の
実際の吸入空気量GAとを利用して次の時点のエンジン
回転数(収束回転数)NEYが推定される(ステップS
8)。具体的には、その時点の吸入空気量GAとその時
点のアイドル回転数NEIdlとの積を、要求空気量T
QHUKAで除算することにより、次の時点のエンジン
回転数NEY(=GA/(TQHUKA/NEId
l))が算出される。
【0032】このようにして算出された推定回転数NE
Yとアイドル回転数NEIdlとの偏差が大きいほど、
空気量の不足の度合いもしくは過剰の度合いが大きいこ
とになるので、吸入空気量の2次補正をおこなう(ステ
ップS9)。すなわち、推定回転数NEYとアイドル回
転数NEIdlとの差(NEY−NEIdl)を求め、
その差が所定値より小さいほど、1次空気補正量QHU
KAに加える2次空気補正量QHUKA2を大きい値に
設定し、また反対にその差が所定値より大きいほど、1
次空気補正量QHUKAから減じる2次空気補正量QH
UKA2を大きい値に設定する。これは、一例として予
め用意したマップに基づいて求めることができ、そのマ
ップの例を図1に模式的に示してある。
【0033】上記の吸入空気量の2次補正は、外部負荷
の変化に応じて吸入空気量を変化させた場合の吸気管路
の容積や空気の圧力変化などによる過渡的な制御の遅れ
を是正するための補正であり、これと同様な機能を果た
す手段として点火時期の補正がある。すなわち点火時期
を進角すれば、エンジントルクが増大し、また反対に遅
角すれば、エンジントルクが低下する。これを利用し
て、上記の回転数差(NEY−NEIdl)に基づいて
点火時期の補正量AHUKAが求められる(ステップS
10)。具体的には、推定回転数NEYとアイドル回転
数NEIdlとの差(NEY−NEIdl)が所定値よ
り小さいほど、エンジントルクを増大させる進角補正量
を大きい値に設定し、また反対にその差が所定値より大
きいほど、エンジントルクを低下させる遅角補正量を大
きい値に設定する。これは、一例として予め用意したマ
ップに基づいて求めることができ、そのマップの例を図
1に模式的に示してある。
【0034】なお、上記のステップS1ないしステップ
S5のいずれかで否定的に判断された場合は外部負荷に
基づくエンジントルクの補正を必要としない状態であ
り、その場合には、その時点のパワーステアリングポン
プ5の油圧PPS、エンジントルクTQ、吸入空気量G
A、エンジン回転数NE、負荷GN、1回転当たりの吸
入空気量である負荷率KSLMのそれぞれを、基準値
(ベースデータ)PPS0,TQ0,GA0,NE0,
GN0,KSLM0として記憶する(ステップS1
1)。そして、点火時期補正量AHUKAをゼロリセッ
トする(ステップS12)。
【0035】したがって、上述した図1に示す制御によ
れば、外部負荷の発生もしくは増大に基づいて、エンジ
ン回転数を維持するべく吸入空気量が、その外部負荷に
基づいて補正され、その補正された空気量に基づいてエ
ンジン1がフィードフォワード制御される。その場合、
吸気管路2にある程度空気が充満した後に、シリンダに
実質的に供給される空気量が増大するので、過渡的な遅
れが生じるが、上記の制御では、その過渡状態を前述し
た推定回転数として検出し、その検出された過渡状態に
応じて吸入空気量が2次補正される。その結果、外部負
荷に対する吸入空気量(すなわちエンジン出力)を補正
する応答遅れが是正もしくは抑制されるので、エンジン
回転数(アイドル回転数)が安定する。このような状況
は、外部負荷が解消されることにより吸入空気量を低下
させる場合も同様である。そのため、アイドル回転数を
低回転数に設定しても、過渡的な状態としてエンジン回
転数が更に低下したり、それに起因してエンジンストー
ルに到ることがないので、アイドル回転数を低下して燃
費を向上することができる。
【0036】また、上記の図1に示す制御では推定回転
数とアイドル回転数との差に基づいて、すなわち外部負
荷に対する吸入空気量の補正の過渡状態に基づいて、吸
入空気量の過渡遅れを是正する方向に点火時期を補正す
るので、エンジントルクの制御遅れやそれに起因するエ
ンジン回転数の変動を防止することができる。その結
果、エンジンストールが生じにくくなるので、アイドル
回転数を低下して燃費を向上させることができる。
【0037】さらに、図1に示す制御例では、外部負荷
の発生前の空気量や回転数などをベースデータとして記
憶し、それを元に補正をおこなうので、暖機のためのフ
ァーストアイドル過程であっても、外部負荷発生時の回
転変動を抑制することができる。さらにまた、過渡状態
である推定回転数を、その時点の実際の吸入空気量に基
づいて求めているので、外部負荷の増減(ON−OF
F)が繰り返される状態であっても、吸入空気量を過剰
に補正することが回避され、その点でも燃料の消費を抑
制して燃費を向上させることができる。
【0038】そして、上記の制御例では、推定回転数を
吸入空気量に基づいて求め、かつその推定回転数に基づ
いて吸入空気量のいわゆる2次補正をおこなっているの
で、誤差の少ない制御をおこなうことができる。特に、
吸入空気量が少ないいわゆるホットアイドル時には、点
火時期を進角してもエンジントルクが増大しにくいが、
吸入空気量を上記のように2次補正することにより、外
部負荷に応じたエンジントルクに設定して、外部負荷に
基づくエンジン回転数の変動をより効果的に抑制するこ
とができる。
【0039】この発明の制御装置は、外部負荷に基づく
吸入空気量の補正をおこなった場合の応答遅れを是正す
るために、その過渡状態をエンジン回転数を推定するこ
とにより判断し、その推定された回転数に基づいて空気
量を2次補正するように構成されている。その過渡状態
としてのエンジン回転数の推定は、上記の図1に示す例
では、要求空気量と実空気量とアイドル回転数とに基づ
いておこなうように構成してあるが、これに替えてトル
クに基づいて推定し、かつ吸入空気量の2次補正をおこ
なってもよい。
【0040】その制御例を図2に示してある。この図2
は、図1に示すフローチャートにおけるステップS7お
よびステップS8に置き換えられる部分的なフローチャ
ートであって、前述したステップS6で1次空気補正量
QHUKAを求めた後、負荷に基づいて負荷トルクTH
UKAが求められる(ステップS21)。その負荷トル
クTHUKAは、例えばパワーステアリングポンプ5の
吐出圧PSに対応するトルクであり、負荷が大きいほ
ど、エンジン回転数を維持するために必要とするトルク
が大きくなるから、この関係を予め求めておき、検出さ
れた外部負荷に基づいて負荷トルクを求めることができ
る。これは、一例として予め用意したマップに基づいて
求めることができ、そのマップの例を図2に模式的に示
してある。
【0041】その負荷トルクTHUKAを基準トルクT
Q0に加算して要求トルクTQYが求められる(ステッ
プS22)。その基準トルクTQ0は、外部負荷が発生
する直前のエンジン回転数NEを維持しているトルクで
あり、エンジン回転数NEとその時点の吸入空気量GA
に基づいて求めることができる。すなわち、吸入空気量
GAとエンジン1の出力とは相互に所定の相関関係にあ
り、またトルクと回転数との積が出力であるから、エン
ジン回転数NEとトルクTQ0と吸入空気量GAとをマ
ップで示せば、図2に併記してある3次元マップとして
表される。したがって基準トルクTQ0は、外部負荷が
発生する直前のエンジン回転数NEとその時点の吸入空
気量GAとを検出し、その検出結果と図2に併記してあ
る3次元マップとに基づいて求めることができる。
【0042】このようにして要求トルクが算出される
と、トルクおよび回転数ならびに空気量の3次元マップ
から推定回転数NEYが算出される(ステップS2
3)。そのマップの一例を図2に模式的に示してある。
このようにして推定回転数(図1に示す収束回転数)N
EYを求めることができるので、その推定回転数NEY
と外部負荷がオフのときの基準回転数NE0(すなわち
アイドル回転数NEIdl)との偏差に基づいて2次空
気補正量QHUKA2が前述したステップS9で求めら
れる。
【0043】したがってこの図2に示すように外部負荷
分の空気量の補正を行い、かつ吸気管路2の容積に起因
する実質的の空気量の増大の遅れに伴うトルク差および
徐々に変化する実際のトルクと目標トルクとの実トルク
差に対応して吸入空気量の2次補正を行うので、エンジ
ン回転数NEを目標回転数に安定的に維持することがで
きる。それに伴い耐エンスト性を悪化させることなくア
イドル回転数を低下させて燃費の向上を図り、またエン
ジン回転数の上昇やそれに伴う燃費の悪化を防止するこ
とができる。さらに、上述したように、吸入空気量およ
びエンジン回転数に基づいてトルクを算出するようにす
れば、トルクセンサを必要とせずに制御が可能になり、
制御装置の低廉化を図ることができる。
【0044】前述した外部負荷は、例えばパワーステア
リングポンプ5が動作することによる負荷であり、した
がって操舵量を連続的に増大させるなどの操作をおこな
った場合には、外部負荷が連続的にかつ大きく変化す
る。このような場合、空気量の1次補正を、その変化に
基づいたものとすることが好ましい。その例を図3に示
してある。
【0045】この図3は、図1に示すフローチャートに
おけるステップS6に置き換えられる部分的なフローチ
ャートであって、パワーステアリングポンプ5の油圧P
PSが外部負荷として作用した場合の例である。すなわ
ちパワーステアリングポンプ5がオン状態となって外部
負荷が発生した場合、図1および図3に示すルーチンが
実行されるサイクルタイムごとに検出される油圧PPS
が、前回の値PPSn-1 に対して所定値KPPS1以上
大きいか否か、すなわち検出された油圧PPSが、前回
検出された油圧PPSn-1 に所定値KPPS1を加算し
た圧力以上か否かが判断される(ステップS31)。こ
のステップS31で否定的に判断された場合、すなわち
上記のサイクルタイムの間の油圧PPSの増大量が所定
値KPPS1以上でない場合には、検出された油圧PP
Sが、前回検出された油圧PPSn-1 に対して所定値K
PPS2以上に低圧か否か、すなわち検出された油圧P
PSが、前回検出された油圧PPSn-1 から所定値KP
PS2を減算した圧力以下か否かが判断される(ステッ
プS32)。
【0046】このステップS32で否定的に判断された
場合には、外部負荷である油圧PPSの変化幅が、上記
の二つの所定値KPPS1,KPPS2で決まる範囲内
であって外部負荷の変化が比較的小さいことになり、そ
の場合には、その検出された油圧PPSを吸入空気量の
1次補正量QHUKAの算出のための算出用負荷値tP
PSとして採用する(ステップS33)。そして、その
算出用負荷値tPPSに基づいて1次空気補正量QHU
KAを求める(ステップS35)。これは、例えば図3
に示すように、算出用負荷値tPPSと1次空気補正量
QHUKAとの関係をマップとして予め求めておき、そ
のマップから1次空気補正量QHUKAを求めればよ
い。
【0047】これに対して外部負荷である油圧PPSの
変化量が大きいことによりステップS31あるいはステ
ップS32で肯定的に判断された場合には、その油圧P
PSの変化を見込んだ圧力を算出用負荷値tPPSとし
て採用する(ステップS34)。すなわち上記のサイク
ルタイム内での油圧PPSの変化量(PPS−PPSn-
1 )を適当な値Kn で除し、その算出値を検出された油
圧PPSに加算した値(PPS+(PPS−PPSn-1
)/Kn )を算出用負荷値tPPSとして採用する。
その後、上述したステップS35に進んで、その算出用
負荷値tPPSに基づいて1次空気補正量QHUKAが
求められる。
【0048】したがって、こうして求められた1次空気
補正量QHUKAは、外部負荷としての油圧PPSが検
出された時点より所定時間先の時点における外部負荷に
応じた空気量となる。そのため、外部負荷が急速に大き
く増大する場合であっも、負荷の判定から空気量の制御
までの経過時間の間での負荷の変化を含んだ制御が可能
になり、エンジン回転数を安定状態に維持することがで
きる。また、図1を参照して説明したように、1次空気
補正量を利用して要求空気量TQHUKAを求め、さら
にその要求空気量TQHUKAに基づいて収束回転数N
EYおよび2次空気補正量QHUKA2ならびに点火時
期の補正量AHUKAを求めるから、結局、いわゆる先
読みした外部負荷が、2次空気補正量QHUKA2や点
火時期補正量AHUKAに反映される。そのため、外部
負荷が急激かつ大きく変化する場合であっても、エンジ
ン回転数が大小に変化するハンチングを防止し、エンジ
ン回転数を安定した状態に制御することが可能になる。
【0049】なお、外部負荷が大きく変化する場合、上
述した算出用負荷値tPPSを算出して空気補正量QH
UKAを求める替わりに、その外部負荷を直接利用して
空気補正量を求めることもできる。その例を図4に示し
てある。この図4に示す例は、上述した図3に示すステ
ップS33ないしステップS35を変更したものであっ
て、外部負荷である油圧PPSの変化量が小さい場合、
および外部負荷である油圧PPSが大きく低下した場
合、ならびに外部負荷である油圧PPSが大きく増大し
た場合のそれぞれについて、個別に用意したマップに基
づいて空気補正量QHUKAを求めるように構成した制
御例である。
【0050】具体的に説明すると、油圧PPSの変化量
が小さいことにより前述したステップS32で否定的に
判断された場合には、油圧PPSにほぼ比例して空気補
正量QHUKAが増大するように設定したマップに基づ
いて空気補正量QHUKAが求められる(ステップS3
6)。これに対して油圧PPSが大きく低下しているこ
とにより前述したステップS32で肯定的に判断された
場合には、外部負荷に基づく空気補正量QHUKAが、
相対的に少なくなるように設定したマップに基づいて空
気補正量QHUKAが求められる(ステップS37)。
さらに、油圧PPSが大きく増大していることによりス
テップS31で肯定的に判断された場合には、外部負荷
に基づく空気補正量QHUKAが、相対的に多くなるよ
うに設定したマップに基づいて空気補正量QHUKAが
求められる(ステップS38)。
【0051】このようにして求められた1次空気補正量
QHUKAに基づいて要求空気量TQHUKA、収束回
転数NEY、2次空気補正量QHUKA2が求められる
ので、上述した図3に基づく制御をおこなった場合と同
様に、エンジン回転数を安定させる制御のハンチングが
防止されて、エンジン回転数の変動を抑制もしくは防止
することができる。
【0052】上述したように空気量のいわゆる2次補正
は、空気量あるいはエンジン回転数の目標値との偏差に
基づいて制御されるので、その目標値の設定が実際のエ
ンジン1の状態と乖離している場合には、空気量の補正
に誤差が生じることになる。その例は、例えば外部負荷
が短時間の間にオン・オフを繰り返す場合であり、この
ような場合、直前の空気量の補正制御の影響が残ってい
るので、これを考慮した制御が好ましい。具体的には、
外部負荷の発生する直前の安定したエンジン回転数やそ
の状態での吸入空気量を目標値とした制御をおこなうこ
とが好ましく、その例を図5に示してある。
【0053】この図5に示すルーチンは、図1に示すフ
ローチャートにおけるステップS4とステップS5との
間で実行することのできるルーチンであって、外部負荷
としてのパワーステアリングポンプ5の油圧PPSが予
め定めた所定の基準値KPPSより大きいか否かが判断
される(ステップS41)。外部負荷が発生すればこの
ステップS41で肯定的に判断され、その場合には、オ
ンカウンタCPSONの値がゼロか否かが判断される
(ステップS42)。
【0054】このオンカウンタCPSONは、外部負荷
が発生してからの時間をカウントするカウンタであり、
したがってそのカウント値がゼロであってステップS4
2で肯定的に判断された場合には、直前の状態が外部負
荷の発生していない定常的な状態であり、エンジン回転
数NEが安定している状態であるから、外部負荷が発生
する直前の状態での基準回転数NE0がアイドル回転数
NEIdlとして記憶される(ステップS43)。ま
た、その定常的な状態で検出された吸入空気量GA00
が基準空気量GA0として記憶される(ステップS4
4)。
【0055】そして、オンカウンタCPSONがインク
リメント(INC)される(ステップS45)ととも
に、外部負荷である油圧PPSが基準値KPPS以下の
場合にカウントを開始するオフカウンタCPSOFFの
カウント値をクリア(CLR)する(ステップS4
6)。なお、既にオンカウンタCPSONによる時間の
カウントが開始されていることによりステップS42で
否定的に判断された場合には、直ちにステップS45に
進み、アイドル回転数NEIdlや基準空気量GA0は
更新しない。
【0056】これに対して外部負荷である油圧PPSが
基準値KPPS以下であることによりステップS41で
否定的に判断された場合には、オフカウンタCPSOF
Fがインクリメントされ(ステップS47)、かつオン
カウンタCPSONのカウント値がクリアされる(ステ
ップS48)。さらに、オフカウンタCPSOFFのカ
ウント値が判定基準時間KC1より大きいか否かが判断
される(ステップS49)。
【0057】このステップS49で否定的に判断された
場合には、特に制御をおこなうことなくこのルーチンか
ら抜ける。また反対にステップS49で肯定的に判断さ
れた場合には、外部負荷が発生していない状態、すなわ
ち油圧PPSが基準値KPPS以下の状態がある程度長
い時間継続していることになる。したがってこの場合に
は、その時点すなわち外部負荷がオンからオフに切り替
わって所定時間が経過した時点のエンジン回転数NEが
定常状態での基準回転数NE0として記憶され(ステッ
プS4A)、さらにその時点の吸入空気量GAが定常状
態での空気量GA00として記憶される(ステップS4
B)。
【0058】したがって図5に示す制御によれば、2次
空気補正量QHUKA2を求めるために使用する基準空
気量GA0やアイドル回転数NEIdlとして、外部負
荷が発生する直前の値が採用されるので、外部負荷が発
生する直前の状態を反映もしくは考慮した空気量の補正
制御が可能になる。そのため、外部負荷のオン・オフが
繰り返し生じた場合であってもエンジン回転数を目標と
する回転数に安定させることができ、またファーストア
イドル時などのエンジン回転数が相対的に高くなってい
る場合であっても、エンジン回転数を目標回転数に安定
させることができる。
【0059】なお、外部負荷がなくなった場合にその外
部負荷に応じた補正の影響を考慮した制御は、図6に示
すように実行することできる。この図6に示す制御は、
図5におけるステップS41とステップS47との間で
実行するように構成されており、油圧PPSが基準値K
PPS以下であることにより図5のステップS41で否
定的に判断された場合に、オフカウンタCPSOFFが
ゼロか否かが判断される(ステップS51)。オフカウ
ンタCPSOFFがゼロでないことによりこのステップ
S51で否定的に判断されれば、外部負荷がオフになっ
てからある程度の時間が経過していることになるので、
図6に示すルーチンを抜ける。
【0060】これに対してオフカウンタCPSOFFが
ゼロであることによりステップS51で肯定的に判断さ
れた場合には、外部負荷がオンからオフに切り替わった
ことになるので、この場合、その時点のエンジン回転数
NEを目標とするべくその回転数のアイドル回転数NE
Idlとして記憶する(ステップS52)。また、その
時点の吸入空気量GAからその空気量に含まれる負荷補
正分の空気量QHUKASAMを減じた空気量を基準空
気量GA0として記憶する(ステップS53)。なお、
その負荷補正分の空気量QHUKASAMは、直前まで
生じていた外部負荷(油圧PPS)に基づいて図1に示
す制御で実行された吸入空気の補正量の総計として積算
した値を採用することができる。
【0061】したがってこの図6に示す制御を上記の図
5および図1に示す制御に組み込んで実行すれば、外部
負荷がなくなった場合に、その時点のエンジン回転数や
その外部負荷に応じた空気量を減じた空気量を目標値と
して吸入空気量(すなわちエンジン出力)を制御するこ
とになる。その結果、何らかの要因でエンジン回転数が
増大させられていた場合であっても、そのエンジン回転
数を目標として制御が可能になり、そのためエンジン回
転数を安定させることができる。
【0062】上述した図5に示す制御は、外部負荷が発
生する直前の定常状態あるいは外部負荷がなくなった後
の定常状態を目標とする状態として制御するように構成
されている。この制御をおこなう場合、それらの定常状
態が変化途中の状態であれば、その変化が原因となって
空気量の補正に誤差が生じることが考えられる。そのよ
うな変化の一例は、温度の変化に基づくファーストアイ
ドル回転数や吸入空気量の変化である。
【0063】図7に示す制御例は、ファーストアイドル
回転数や温度による吸入空気量の変化の影響を排除する
ように構成した制御例であり、前述した図5に示すステ
ップS4BおよびステップS46に続けて実行する制御
の内容を示している。先ず、外部負荷がなくなってから
所定時間が経過した時点の実吸入空気量GAを定常状態
の空気量GA00として記憶(ステップS4B)した
後、その時点のファーストアイドル回転数FIを記憶
(記憶値:NFI)する(ステップS61)。また、そ
の時点の温度に基づく吸入空気の増量分QTHWを記憶
(記憶値:QTHW0)する(ステップS62)。
【0064】一方、外部負荷である油圧PPSが基準値
KPPSより大きいことにより前述したオフカウンタC
PSOFFがステップS46でクリアされた後、外部負
荷が生じていない状態での基準回転数NE0から記憶さ
れているファーストアイドル回転数NFIとその時点の
温度に応じたファーストアイドル回転数FIとを減じた
回転数が目標とするアイドル回転数NEIdlとして設
定される(ステップS63)。また、外部負荷が生じて
いない状態での基準空気量GA00から記憶されている
吸入空気の増量分QTHW0とその時点における温度に
基づいて決まる空気の増量分QTHWとを減じた空気量
が外部負荷のない状態での基準空気量GA0として設定
される(ステップS64)。なお、エンジン水温THW
に応じたファーストアイドル回転数FIと空気の増量分
QTHWとは、図7に併記してある線図のとおりであ
り、したがって検出されたエンジン水温THWに基づい
て求めることができる。
【0065】したがって図7に示すように制御すること
により、レーシング途中などのエンジン回転数が変化し
ている状態で外部負荷の発生あるいは外部負荷の解消な
どの事態が生じても、レーシング終了後の状態を目標状
態として吸入空気量の補正がおこなわれるので、誤補正
を防止でき、かつエンジン回転数のアイドル回転数への
収束性が良好になる。
【0066】なお、レーシング途中などのエンジン回転
数が不安定な状態による負荷補正に対する影響を排除す
るためには、その不安定状態のデータを制御のデータと
して取り込まなければよい。したがって図8に示すよう
に、アイドリング状態であってもエンジン回転数NEが
不安定な状態を検出し、その場合には、基準回転数NE
0を更新しない制御を採用することが好ましい。
【0067】この図8に示す制御は、図5に示すフロー
チャートにおけるステップS49とステップ4Aとの間
で実行される制御であって、オフカウンタCPSOFF
のカウント値が判定基準値KC1より大きいことにより
ステップS49で肯定的に判断された場合、アイドリン
グ状態か否かが判断される(ステップS71)。これ
は、アクセル開度や車速あるいはエンジン水温、外部負
荷などに基づいて判断することができる。
【0068】アイドリング状態でないことによりステッ
プS71で否定的に判断された場合には、図5および図
8のルーチンを終了し、また肯定的に判断された場合に
は、外部負荷が0FFの状態での基準回転数NE0に判
定基準値KNEを加えた回転数よりエンジン回転数NE
が低回転数か否かが判断される(ステップS72)。エ
ンジン回転数NEが高い場合には、ステップS72で肯
定的に判断され、その場合には、このルーチンを終了す
る。また反対に、エンジン回転数NEが基準回転数NE
0に近似した回転数であることによりステップS72で
肯定的に判断されれば、エンジン回転数NEの変化量Δ
NEが判定基準値ΔKNEより小さいか否かが判断され
る(ステップS73)。エンジン回転数NEの変化量Δ
NEが大きいことによりステップS73で否定的に判断
された場合に、このルーチンを終了し、また反対にエン
ジン回転数NEの変化量ΔNEが小さいことによりステ
ップS73で肯定的に判断された場合には、前述したス
テップS4A,4Bに進んで基準回転数NE0および外
部負荷がない状態での基準空気量GA00が更新され
る。
【0069】すなわち、図8に示す制御を実行すれば、
アイドリング状態であってもエンジン回転数NEが所定
値以上の高回転数の場合、およびエンジン回転数NEが
不安定な場合には、その状態でのエンジン回転数および
吸入空気量をそれぞれの基準値として取り込むことがな
い。その結果、エンジン回転数NEの不安定状態がアイ
ドル回転数制御に影響しないので、外部負荷が生じた場
合の誤補正を防止して、アイドル回転数への収束性を向
上させることができる。
【0070】なお、上述した制御例では、吸入空気量の
いわゆる2次補正を、次の時点に生じることが推定され
る推定エンジン回転数NEYとアイドル回転数NEId
lとの偏差に基づいておこなう(ステップS9)ことと
したが、これに替えて外部負荷の状態ごとに2次空気補
正量QHUKA2を求めることとしてもよい。図9はそ
の一例を示しており、図1あるいは図2に示すステップ
S9に替えて実行される。
【0071】図9において、パワーステアリングポンプ
5がオン状態となって外部負荷が発生した場合、外部負
荷に基づく空気量の補正が実行されるサイクルタイムご
とに検出される油圧PPSが、前回の値PPSn-1 に対
して所定値KPPS1以上大きいか否か、すなわち検出
された油圧PPSが、前回検出された油圧PPSn-1に
所定値KPPS1を加算した圧力以上か否かが判断され
る(ステップS81)。このステップS31で否定的に
判断された場合、すなわち上記のサイクルタイムの間の
油圧PPSの増大量が所定値KPPS1以上でない場合
には、検出された油圧PPSが、前回検出された油圧P
PSn-1 に対して所定値KPPS2以上に低圧か否か、
すなわち検出された油圧PPSが、前回検出された油圧
PPSn-1 から所定値KPPS2を減算した圧力以下か
否かが判断される(ステップS82)。
【0072】このステップS82で否定的に判断された
場合には、外部負荷である油圧PPSの変化幅が、上記
の二つの所定値KPPS1,KPPS2で決まる範囲内
であって外部負荷の変化が比較的小さいことになり、そ
の場合には、前述したステップS9での制御と同様に、
推定回転数NEYと基準回転数NE0との偏差に基づい
て2次空気補正量QHUKA2が求められる(ステップ
S83)。そのためのマップの一例を図9に模式的に示
してある。
【0073】これに対して油圧PPSが大きく低下して
いることにより前述したステップS82で肯定的に判断
された場合には、推定回転数NEYと基準回転数NE0
との偏差に基づいて求まる2次空気補正量QHUKA2
が負の値となるように、かつ空気量を減量補正する場合
の制御特性に適合するように設定したマップに基づい
て、2次空気補正量QHUKA2が求められる(ステッ
プS84)。そのためのマップの一例を図9に模式的に
示してある。
【0074】さらに、油圧PPSが大きく増大している
ことによりステップS81で肯定的に判断された場合に
は、推定回転数NEYと基準回転数NE0との偏差に基
づいて求まる2次空気補正量QHUKA2が正の値とな
るように、かつ空気量を増量補正する場合の制御特性に
適合するように設定したマップに基づいて、2次空気補
正量QHUKA2が求められる(ステップS85)。そ
のためのマップの一例を図9に模式的に示してある。
【0075】したがってこの図9に示す制御によれば、
外部負荷の増大減少ならびにその中間の状態のそれぞれ
に応じて吸入空気量のいわゆる2次補正をおこなうこと
になるので、アイドル回転数に対する収束性を優先する
大きい補正と、ハンチングを抑制する小さい補正とを、
状況に応じて実行でき、その結果、エンジン回転数の安
定性が良好になる。
【0076】図1に示す制御例では、外部負荷に基づく
エンジン回転数の変動を抑制するための点火時期の遅角
・進角補正を、推定回転数NEYとアイドル回転数NE
Idlとの偏差に基づいておこなうよう(ステップS1
0)に構成されているが、これに替えてエンジン回転数
と空気量とから点火時期の補正量を求めることもでき
る。図10は、その一例を示しており、前述した図1の
ステップS10に替えて実行される制御例である。
【0077】すなわち図10において、エンジン回転数
NEと空気量GAと点火時期補正量AHUKAとの三者
の関係を、対象とするエンジンについて実験などによっ
て予め求め、その予め用意されたデータと、推定回転数
NEYおよび空気量GAならびに目標とするアイドル回
転数NEIdlとの関係から点火時期の補正量が求めら
れる(ステップS91)。具体的には、図10に示す例
は、外部負荷としての油圧PPSがオフとなった場合の
例を示しており、先ず、点火時期の補正量がゼロでかつ
エンジン回転数NEが推定回転数NEYの点を通る等空
気量線(等GA線)上に、遅角側で、アイドル回転数N
EIdlに相当する点を取る。そしてその点に対応する
遅角量を点火時期補正量AHUKAとして採用する。
【0078】この図10に示す制御によれば、点火時期
の補正を、実際のエンジン1を運転して得られたデータ
に基づいて制御できるので、点火時期の補正精度が向上
し、その結果、エンジン回転数の変動をより効果的に抑
制もしくは防止することができる。また、図1に示すス
テップS10あるいは図10に示すステップS91によ
る点火時期の補正を上述した吸入空気量のいわゆる2次
補正と併せて実行するので、空気量の遅れを、点火時期
の補正によるエンジントルクの補正で補うことができ、
その結果、外部負荷が変化することに伴う過渡的なエン
ジン回転数の変動を効果的に抑制もしくは防止すること
ができる。それに伴い、アイドリング状態での耐エンス
ト性が向上し、アイドル回転数を低下させることができ
るので、燃費を向上させることができる。さらに、トル
クの制御幅が拡大するために、外部負荷が複合して変化
する場合であっても、効果的にエンジン回転数の変動を
抑制もしくは防止することができる。
【0079】さらに、点火時期の補正は空気量のいわゆ
る2次補正に替えて実行することもできる。例えば、空
気量が多いときは、空気量を補正するよりも点火時期を
補正する方がトルク感度が優れているので、外部負荷の
オフに伴うトルク補正を点火時期の遅角補正によってお
こなうことが好ましく、こうすることにより、外部負荷
の変動に伴う回転変化を効果的に抑制もしくは防止する
ことができる。
【0080】ところでエンジン1の点火時期は、排ガス
の性状やエンジントルクに影響するので、各種の要因で
補正されている。したがって前述した外部負荷に変化に
伴う過渡的なエンジントルクの制御のための点火時期の
補正が、他の要因による点火時期の補正と重畳すると、
点火時期の補正が過剰になり、これが原因でエンジン回
転数が変化してしまう可能性がある。図11はそのよう
に事態を未然に解消するための制御例であって、図1に
示すステップS10に替えて実行することができる。
【0081】具体的に説明すると、先ず、点火時期補正
ベース値AF1が算出される(ステップS101)。こ
れは、前述したステップS8で算出された推定回転数
(収束回転数)NEYとアイドル回転数NEIdlとの
偏差に基づいてマップから求めることができる。その点
では、前述したステップS10の制御と同様である。
【0082】その点火時期補正ベース値AF1を補正す
るための係数として、先ず、排ガス浄化触媒の暖機のた
めに実行されている遅角量ACATに基づく補正係数K
ABSが求められる(ステップS102)。すなわち排
ガス浄化触媒を活性温度にまで高めるために、エンジン
1の始動直後に点火時期を遅角制御し、排ガス浄化触媒
での酸化反応を活発化してその温度を高くする制御が実
行される。その場合に、外部負荷に伴う高く制御を重畳
的に実施すると、遅角量が過剰になるので、触媒暖機遅
角量ACATが大きいほど、補正係数KABSとして
“1”より小さい値が設定される。これは具体的にマッ
プ基づいて求めることができ、そのマップの一例を図1
1に模式的に示してある。
【0083】また、吸入空気量が多いほど、空気量の補
正によるトルク感度が向上するので、点火時期の補正を
併用した場合のトルクの変化が過剰になることを防止す
るために、空気量に基づいた補正係数KAGAが求めら
れる(ステップS103)。具体的には、空気量GAが
多くなるに従って、補正係数KAGAが“1”より小さ
い値に設定される。これは具体的にマップ基づいて求め
ることができ、そのマップの一例を図11に模式的に示
してある。
【0084】さらに、エンジン水温THWに応じて吸入
空気の温度が高くなると、その体積が増大して酸素密度
が低下するので、点火時期の補正量を大きくする。した
がってエンジン水温THWに基づいて補正係数KATH
Wが求められる(ステップS104)。すなわち、エン
ジン水温THWが高いほど、補正係数KATHWが
“1”に近い値もしくは“1”に設定される。これは具
体的にマップ基づいて求めることができ、そのマップの
一例を図11に模式的に示してある。
【0085】そして、点火時期補正ベース値AF1に上
記の各補正係数KABS,KAGA,KATHWを掛け
合わせて点火時期補正量AHUKAが算出される(ステ
ップS105)。したがってこのようにして求められた
点火時期補正量AHUKAによって点火時期を補正すれ
ば、外部負荷に変動に伴う空気量の応答遅れを是正する
補正量と他の要因による補正量とが単純に重畳されるこ
とがなく、その結果、点火時期の補正を適正化し、ひい
ては点火時期の過不足のない補正をおこなってエンジン
回転数を安定化することができる。
【0086】なお、点火時期を変更することに伴ってエ
ンジントルクが変化するから、上述した点火時期の補正
量を、外部負荷がなくなることによって直ちにゼロにす
ると、エンジントルクの変化がショックとして現れるこ
とになる。このような不都合を解消するために、点火時
期の補正を解除する際の点火時期の変更をいわゆるなま
し制御することが好ましい。図12はその一例を示して
おり、この図12に示すステップS111は、前述した
図1におけるステップS12に置換して実施することが
できる。
【0087】具体的に説明すると、その時点の点火時期
補正量AHUKAを点火時期補正ベース値AF1として
保持する。また、その点火時期補正量AHUKAは、そ
の時点に保持されている点火時期補正ベース値AF1を
所定の値KNMで割った値を、その時点の点火時期補正
ベース値AF1から減じた補正量として算出される。す
なわち、点火時期の補正量は、“0”からの偏差を所定
値KNMで分割した値ずつ減じられることになる。した
がって点火時期の補正量を、外部負荷がなくなることに
より“0”に戻す場合、点火時期が徐々に変化すること
になるので、エンジントルクの変化が緩和され、ショッ
クを防止することができる。
【0088】上述した吸入空気量の制御には、増量する
場合に限らず、減量する場合であっても吸気管路2の容
積などに起因した遅れが生じる。したがって外部負荷が
低下もしくは解消されて吸入空気量の補正を解除する場
合、外部負荷が低下もしくは解消された時点から所定時
間の間は、空気量の応答遅れを考慮した制御を継続する
ことが好ましい。すなわち、前述した図1におけるステ
ップS5では、外部負荷がオフになった時点から所定の
時間もしくは所定の状態変化が生じるまでの間は、外部
負荷の影響があると判断して補正制御を継続することが
好ましい。その継続の判定の一例を図13に示してあ
る。
【0089】この図13に示すルーチンは、図1におけ
るステップS5に替えて実行することのできるルーチン
であって、先ず、外部負荷としての前記油圧PPSの変
化を見込んだ圧力を算出用負荷値tPPSとして採用す
る(ステップS34)。すなわち上記のサイクルタイム
内での油圧PPSの変化量(PPS−PPSn-1 )を適
当な値Kn で除し、その算出値を検出された油圧PPS
に加算した値(PPS+(PPS−PPSn-1 )/Kn
)を算出用負荷値tPPSとして採用する。その後、
上述したステップS35に進んで、その算出用負荷値t
PPSに基づいて1次空気補正量QHUKAが求められ
る。
【0090】したがって、こうして求められた1次空気
補正量QHUKAは、外部負荷としての油圧PPSが判
定値KPPSより大きいか否かが判断される(ステップ
S121)。外部負荷が低下もしくは解消されると、油
圧PPSが判定値KPPS以下になるので、その場合
は、ステップS121で否定的に判断され、オフカウン
タCPSOFFがインクリメントされる(ステップS1
22)。また、オンカウンタCPSONがクリアされる
(ステップS123)。
【0091】そして、そのオフカウンタCPSOFFの
カウント値が予め定めた判定基準値KC2より大きいか
否かが判断される(ステップS124)。このオフカウ
ンタCPSOFFは、外部負荷である油圧PPSが低下
して判定値KPPS以下になった時点からの時間、すな
わち外部負荷が解消してからの経過時間をカウントする
ためのものであり、したがってその経過時間が判定基準
値KC2以下であれば、外部負荷がなくなってからの経
過時間が短く、吸入空気の補正量の影響が残っているの
で、前述したステップS6に進んで、吸入空気量の補正
が継続される。
【0092】これに対して外部負荷がなくなってからの
経過時間が判定基準値KC2を超えていることによりス
テップS124で肯定的に判断された場合には、吸入空
気量が補正の影響を受けていない状態に戻っているか否
かが判断される(ステップS125)。すなわちその時
点の実際の吸入空気量GAが、外部負荷のないときの基
準空気量GA0を中心とした所定の範囲に入っているか
否か、換言すれば、基準空気量GA0に対する偏差が所
定範囲内か否かが判断される。これは、例えば実際の吸
入空気量GAが、基準空気量GA0に所定値KGA1を
加えた値より小さく、かつ基準空気量GA0から所定値
KGA2を減じた値より大きいか否かによって判断する
ことができる。
【0093】このステップS125で否定的に判断され
た場合には、その時点の実際の吸入空気量GAが、基準
空気量GA0にまで未だ戻っていずに従前の補正の影響
が残っていることになるので、この場合も前述したステ
ップS6に進んで、吸入空気量の補正が継続される。こ
れとは反対にステップS125で肯定的に判断された場
合には、その時点の推定回転数NEYが補正の影響を受
けていない状態に戻っているか否かが判断される(ステ
ップS126)。すなわちその時点の推定回転数NEY
が、外部負荷のないときの基準回転数NE0を中心とし
た所定の範囲に入っているか否か、換言すれば、基準回
転数NE0に対する偏差が所定範囲内か否かが判断され
る。これは、例えば推定回転数NEYが、基準回転数N
E0に所定値KNE1を加えた値より小さく、かつ基準
回転数NE0から所定値KNE2を減じた値より大きい
か否かによって判断することができる。
【0094】このステップS126で否定的に判断され
た場合には、その時点の推定回転数NEYが、基準回転
数NE0にまで未だ戻っていずに従前の補正の影響が残
っていることになるので、この場合も前述したステップ
S6に進んで、吸入空気量の補正が継続される。これに
対してこのステップS126で肯定的に判断されれば、
実際の吸入空気量の制御およびエンジン回転数NEに、
外部負荷に基づく補正の影響がなくなっていると判断で
きるので、前述したステップS11に進み、ベースデー
タを記憶する。
【0095】したがってこの図12に示す制御によれ
ば、外部負荷がなくなって吸入空気量の補正を解除する
場合に、吸入空気量の補正の応答遅れを抑制もしくは解
消できるので、エンジン回転数を安定させることができ
る。
【0096】ところで、外部負荷はパワーステアリング
ポンプ5や空調機用コンプレッサー6などが動作するこ
とにより発生し、その動作が停止することにより解消さ
れるから、比較的短時間のうちに外部負荷が変化するこ
とがある。そのような場合、従前の外部負荷の変化に対
する吸入空気の2次補正が継続していた場合には、後続
の外部負荷の変化に対する吸入空気の2次補正が影響を
受けてしまうことがある。このような不都合を解消する
ためには、外部負荷の変化が大きい場合に、その後の所
定時間の間だけ、吸入空気量のいわゆる2次補正をおこ
なうこととすればよい。
【0097】図14はその制御例を示しており、ここに
示すルーチンは、図1におけるステップS9の前で実行
される。具体的に説明すると、外部負荷としての前記油
圧PPSが減少方向に変化した場合に時間をカウントす
るオフカウンタCΔPSOFFをインクリメントし(ス
テップS131)、かつ外部負荷としての前記油圧PP
Sが増大方向に変化した場合に時間をカウントするオン
カウンタCΔPSONをインクリメント(ステップS1
32)する。ついで油圧PPSの変化量ΔPPSが予め
定めた判定値KΔPS1より小さいか否か、すなわち油
圧PPSが大きく低下しているか否かが判断される(ス
テップS133)。
【0098】油圧PPSが大きく低下していることによ
りステップS133で肯定的に判断された場合には、オ
ンカウンタCΔPSONをクリアする(ステップS13
4)。そして、オフカウンタCΔPSOFFのカウント
値が判定基準値KC2より大きいか否かが判断される
(ステップS135)。このステップS135で肯定的
に判断される場合は、外部負荷としての油圧PPSが大
きく低下してからの経過時間が長い場合であり、その場
合には、前述した図1およびこの図14のルーチンを終
了する。すなわち吸入空気量のいわゆる2次補正をおこ
なわない。
【0099】これに対してステップS135で否定的に
判断される場合は、外部負荷としての油圧PPSが大き
く低下してからの経過時間が短い場合であり、この場合
は、オンカウンタCΔPSONのカウント値が他の判定
基準値KC1より大きいか否かが判断される(ステップ
S136)。このオンカウンタCΔPSONのカウント
値はステップS134で既にクリアされているので、こ
のステップS136では否定的に判断される。そしてそ
の後、図1に示すステップS9に進んで吸入空気量の2
次補正をおこなう。
【0100】一方、油圧PPSの変化量ΔPPSが判定
値KΔPS1以上であることによりステップS133で
否定的に判断された場合には、油圧PPSの変化量ΔP
PSが他の判定値KΔPS2より大きいか否か、すなわ
ち油圧PPSが大きく増大しているか否かが判断される
(ステップS137)。油圧PPSが増大する方向に大
きく変化していることによりステップS137で肯定的
に判断された場合には、オフカウンタCΔPSOFFを
クリアする(ステップS138)。そして、前述したス
テップS135に進むが、オフカウンタCΔPSOFF
は既にクリアされているので、このステップS135で
は否定的に判断される。したがってこれに続けてオンカ
ウンタCΔPSONのカウント値、すなわち外部負荷で
ある油圧PPSが増大方向に大きく変化した後の経過時
間が他の判定基準値KC1より大きいか否かが判断され
る(ステップS136)。
【0101】油圧PPSが大きく変化した直後であれ
ば、経過時間が短いので、ステップS136で否定的に
判断され、その場合には、図1に示すステップS9に進
み、吸入空気量のいわゆる2次補正がおこなわれる。こ
れに対して油圧PPSが大きく変化してからの経過時間
が長いことによりステップS136で肯定的に判断され
た場合には、前述した図1およびこの図14のルーチン
を終了する。すなわち吸入空気量のいわゆる2次補正を
おこなわない。
【0102】なお、上記のステップS137で否定的に
判断される状態は、外部負荷としての油圧PPSの変化
量ΔPPSが増大方向および低下方向にいずれにも大き
くない状態である。この場合、いずれのカウンタCΔP
SON,CΔPSOFFもクリアせずにステップS13
5に進む。したがっていずれかのカウンタCΔPSO
N,CΔPSOFFのカウント値が大きくなっているこ
とにより、ステップS135もしくはステップS136
で肯定的に判断され、その結果、吸入空気量のいわゆる
2次補正がおこなわれない。
【0103】したがって上記の図14に示す制御によれ
ば、外部負荷である油圧PPSが大きく変化した後の所
定時間の間だけ、吸入空気量のいわゆる1次補正による
空気量の変化の遅れを是正するためのいわゆる2次補正
が実行される。その結果、外部負荷が短時間のうちに再
度変化するような場合であっても、後続する外部負荷の
変化に応じて吸入空気量を補正することができ、そのた
めにエンジン回転数を効果的に安定させることができ
る。
【0104】図15はこの発明による制御装置によって
外部負荷が変化した場合に吸入空気量の1次補正および
2次補正をおこない、併せて点火時期の補正をおこなっ
た場合の外部負荷、オフカウンタCPOFF、空気補正
量の和(QHUKA1+QHUKA2)、点火時期AO
P、エンジン回転数NEの変化を示すタイムチャートで
ある。すなわちt1 時点に外部負荷(例えばパワーステ
アリングポンプの油圧PPS)が発生すると、これとほ
ぼ同時に吸入空気量の補正量として1次補正量QHUK
A1と2次補正量QHUKA2とが設定される。また同
時に、点火時期の進角補正がおこなわれ、点火時期AO
Pが進角される。その後、推定回転数NEYとアイドル
回転数NEIdlとの偏差が小さくなることにより、吸
入空気量の2次補正量QHUKA2が次第に減少し、t
2 時点に空気補正量は1次空気補正量QHUKA1のみ
となる。またこれと併せて点火時期の進角量が次第にゼ
ロに減少させられる。その結果、エンジン回転数NEは
僅か低下した後、直ちにアイドル回転数に安定されられ
る。
【0105】また、外部負荷である油圧PPSがt3 時
点に低下すると、すなわち外部負荷が解消すると、これ
と同時に吸入空気量の1次補正と2次補正とがおこなわ
れ、また同時に点火時期の遅角補正がおこなわれる。そ
して、推定回転数NEYとアイドル回転数NEIdlと
の偏差が小さくなることにより、空気補正量が次第にゼ
ロに戻される。すなわち外部負荷が発生する前の基準空
気量に戻される。これと併せて点火時期の遅角補正量が
ゼロに戻されるが、その場合、上述したなまし制御が実
行されるので、点火時期AOPは徐々に遅角補正のない
値に復帰し、その結果、エンジントルクの変化が緩やか
になるので、ショックが回避される。したがってエンジ
ン回転数NEは、僅か増大した後、目標とするアイドル
回転数NEIdlに安定する。
【0106】図15には比較のために前述した吸入空気
量の2次補正および点火時期の補正をおこなわない場合
のエンジン回転数すなわち従来の制御によるエンジン回
転数NE(前述した推定回転数NEYに相当する)の変
化を破線で示してある。すなわち、従来の制御では、エ
ンジン回転数NEの変動が大きく、また目標アイドル回
転数NEIdlに対する収束性が悪く、その結果、アイ
ドル回転数を低くした場合にはエンストを生じ、またエ
ンジン回転数が増大することによる燃費が悪くなる。
【0107】ここで、上述した具体例とこの発明との関
係を簡単に説明すると、この発明における目標空気量設
定手段には、上述したステップS6の機能的手段、ステ
ップS35の機能的手段、ステップS36ないしステッ
プS38の機能的手段が相当する。また、この発明にお
ける回転数推定手段には、上述したステップS8の機能
的手段、ステップS23の機能的手段が相当する。さら
に、この発明における補正手段には、上述したステップ
S9の機能的手段、ステップS10の機能的手段、ステ
ップS83ないしステップS85の機能的手段、ステッ
プS91の機能的手段、ステップS101ないしステッ
プS105の機能的手段、ステップS111の機能的手
段が相当する。
【0108】なお、上記の具体例では、アイドル回転数
を制御するために吸入空気量を電子スロットルバルブに
よって制御するように構成した例を示したが、この発明
は、上記の具体例に限定されないのであって、スロット
ルバルブと並列に設けたアイドルスピードコントロール
バルブ(ISCバルブ)によって吸入空気量を制御する
ように構成した内燃機関を対象に実施することができ
る。また、上記の具体例では、点火時期を遅角もしくは
進角してエンジントルクを一時的に変更するように構成
したが、これに替えてもしくはこれと同時に、燃料の供
給量を変更して内燃機関の出力トルクを一時的に増大も
しくは減少させるよう構成してもよい。
【0109】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1あるいは
請求項2の発明によれば、外部負荷が変動した場合に、
その外部負荷に応じた吸入空気量が設定されるととも
に、その吸入空気量に応じた運転状態になる過渡状態で
は、吸入空気量もしくは点火時期が補正されて、内燃機
関の回転数が、達成するべき回転数である推定回転数を
維持するように制御される。その結果、外部負荷に基づ
いた吸入空気量の変化の遅れに起因する内燃機関の出力
トルクと外部負荷によるトルクとの齟齬やそれに起因す
る内燃機関の回転数の変動を抑制し、内燃機関のアイド
ル回転数を安定させることができる。
【0110】また、請求項3の発明によれば、外部負荷
に応じた目標トルクを達成する回転数が推定され、実際
の回転数がその推定された回転数となるように吸入空気
量もしくは点火時期が補正されるので、外部負荷が変動
しても内燃機関の出力トルクの過不足が生じにくく、ア
イドル回転数を安定させることができる。
【0111】そして、請求項4の発明によれば、内燃機
関の出力トルクが点火時期の遅角制御によって低下させ
られるので、出力トルクの制御応答性が良好になってア
イドル回転数を更に安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の制御装置で実行される制御の一例
を説明するためのフローチャートである。
【図2】 図1に示す制御ルーチンのうちエンジン回転
数の推定を空気量に替えて負荷トルクに基づいておこな
う例を示す部分的なフローチャートである。
【図3】 図1に示す制御ルーチンのうち1次空気補正
量の算出を外部負荷の変化が大きい場合と小さい場合と
で異ならせるように構成した例を示す部分的なフローチ
ャートである。
【図4】 図1に示す制御ルーチンのうち1次空気補正
量の算出を外部負荷の変化が大きい場合と小さい場合と
で異ならせるように構成した他の例を示す部分的なフロ
ーチャートである。
【図5】 エンジン回転数および吸入空気量の基準値を
設定する制御例を示すフローチャートである。
【図6】 エンジン回転数および吸入空気量の基準値を
設定する他の制御例を示すフローチャートである。
【図7】 図5に示すルーチンにおいてエンジン回転数
が変化している状態でエンジン回転数および吸入空気量
の基準値を設定する制御例を示す部分的なフローチャー
トである。
【図8】 図5に示すルーチンにおいてエンジン回転数
が不安定な状態では目標回転数を更新しないように構成
した場合の制御例を示す部分的なフローチャートであ
る。
【図9】 図1に示すルーチンのうち外部負荷の変化の
大小に合わせて2次空気補正量を設定するように構成し
た場合の制御例を示す部分的なフローチャートである。
【図10】 図1に示すルーチンのうち推定回転数と吸
入空気量とから点火時期補正量を求めるように構成した
場合の制御例を示す部分的なフローチャートである。
【図11】 点火時期の補正が他の要因による補正と重
畳する場合の補正制御例を示すフローチャートである。
【図12】 図1に示すルーチンのうち点火時期の補正
を終了する場合のなまし制御の例を示す部分的なフロー
チャートである。
【図13】 図1に示すルーチンのうち下外部負荷の影
響を判断するためのルーチンの一例を示す部分的なフロ
ーチャートである。
【図14】 図1に示すルーチンのうち外部負荷の変化
が大きい場合にその後の所定時間の間だけ吸入空気の2
次補正をおこなう場合の制御例を示す部分的なフローチ
ャートである。
【図15】 この発明の装置による制御をおこなった場
合のエンジン回転数の変化を従来の制御による変化と合
わせて示すタイムチャートである。
【図16】 この発明で対象とする内燃機関およびその
制御系統を簡略化して示す模式図である。
【符号の説明】
1…内燃機関(エンジン)、 2…吸気管路、 4…電
子スロットルバルブ、8…変速機、 11…クラッチペ
ダル、 12…電子制御装置、 13…アクセルペダ
ル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 29/04 F02D 29/04 G 41/08 310 41/08 310 45/00 301 45/00 301B 301K 312 312L 362 362H 366 366Z F02P 5/15 F02P 5/15 E K Fターム(参考) 3G022 CA03 DA01 DA02 DA07 EA07 FA04 FA06 GA05 GA06 GA08 GA09 GA17 GA19 GA20 3G065 CA15 DA05 DA06 DA15 EA02 EA03 FA12 FA14 GA05 GA09 GA10 GA11 GA13 GA27 GA28 GA32 GA35 GA36 GA37 GA41 GA46 HA21 HA22 JA04 JA09 JA11 KA02 3G084 AA01 BA03 BA05 BA06 BA17 CA02 CA03 CA05 CA09 DA00 DA02 DA34 EA07 EA11 EB08 EB12 EB24 EC02 EC03 FA00 FA06 FA07 FA10 FA20 FA33 FA34 3G093 AA04 AA11 AB01 BA05 BA14 BA19 CA03 CA04 CA11 DA01 DA05 DA06 DA14 DB05 DB11 DB24 DB27 EA02 EA03 EA07 EA09 EA13 EC01 EC02 FA07 FA11 FB01 FB02 3G301 HA01 HA02 JA02 JA06 JA31 KA05 KA07 KA10 KA11 KA21 KA25 LA00 LA03 LA04 MA11 NA08 NB02 NC01 NC02 NC08 ND02 ND42 NE23 PA01Z PA14Z PA17Z PD12Z PE01Z PE02Z PE06Z PE08Z PF01Z PF03Z PF04Z PF06Z PF09Z PF10Z PF14Z

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部負荷の作用する内燃機関のアイドル
    回転数を吸入空気量と点火時期との少なくともいずれか
    よって制御する内燃機関のアイドル回転制御装置におい
    て、 外部負荷に基づいて補正された目標空気量を求める目標
    空気量設定手段と、 吸入空気量をその目標空気量に変更する際の過渡的な前
    記内燃機関の回転数を推定する回転数推定手段と、 その推定された回転数とその時点における前記内燃機関
    の実回転数との偏差に基づいて、その偏差が小さくなる
    ように前記吸入空気量を更に補正しもしくは点火時期を
    補正する補正手段とを備えていることを特徴とする内燃
    機関のアイドル回転制御装置。
  2. 【請求項2】 前記回転数推定手段が、前記目標空気量
    とその時点の実際の吸入空気量と目標とするアイドル回
    転数とに基づいて前記内燃機関の過渡的な回転数を推定
    するように構成されていることを特徴とする請求項1に
    記載の内燃機関のアイドル回転制御装置。
  3. 【請求項3】 前記回転数推定手段が、前記外部負荷に
    応じた目標トルクを求める目標トルク設定手段と、その
    目標トルクとその時点の実際の吸入空気量とに基づいて
    前記内燃機関の過渡的な回転数を推定する手段とを含む
    ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のアイドル
    回転制御装置。
  4. 【請求項4】 前記補正手段は、前記内燃機関の出力ト
    ルクを低下させる場合には前記点火時期を遅角する手段
    を含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに
    記載の内燃機関のアイドル回転制御装置。
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