JP2004100530A - 内燃機関のアイドル回転数制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】アイドル状態にあるとき、機関回転数と目標回転数の偏差を算出して上限値以下となるように最終点火時期を算出し、機関回転数を目標回転数に制御するアイドル回転数制御装置において、電気負荷によって負荷が増加したときに上限値を増加させて回転数の低下を防止する。
【解決手段】内燃機関の電気負荷による負荷変動ＤＥＬＮ（ＤＡＣＧＦＮ）を検出し、検出した負荷変動ＤＥＬＮが所定の負荷変動ＤＥＬＩＧＡＣＧを増加方向に超えるか否か検知し（Ｓ３６からＳ４８）、増加方向に超えることが検知されたとき、上限値を増加方向に補正し（Ｓ６２，Ｓ６４）、よって点火時期を上限値まで進角させて回転数の低下を防止することを可能とする。
【選択図】 図４
【解決手段】内燃機関の電気負荷による負荷変動ＤＥＬＮ（ＤＡＣＧＦＮ）を検出し、検出した負荷変動ＤＥＬＮが所定の負荷変動ＤＥＬＩＧＡＣＧを増加方向に超えるか否か検知し（Ｓ３６からＳ４８）、増加方向に超えることが検知されたとき、上限値を増加方向に補正し（Ｓ６２，Ｓ６４）、よって点火時期を上限値まで進角させて回転数の低下を防止することを可能とする。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関のアイドル回転数制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関のアイドル時に機関回転数と目標アイドル回転数との偏差が減少するようにアクチュエータを操作して吸入空気量の調整あるいは点火時期を介して機関回転数を制御することは良く行われている。この中、後者の例としては、特許文献１を挙げることができる。
【０００３】
【特許文献１】
実用新案登録第２５０６８６３号公報（第５欄５０行から第６欄１５行までの記載および第５図）
【０００４】
特許文献１においては、点火時期を介して機関回転数を目標アイドル回転数にフィードバック制御すると共に、パワーステアリングなどの外部負荷が作動して負荷の増加方向に変化したことが検出された時点から所定期間内、点火時期の上限値を減少補正する技術を開示する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、アイドル回転数制御においては吸入空気量の調整と点火時期の補正が併用されているが、点火時期の補正は吸入空気量の調整に比して応答性が良いため、負荷の変動による回転数の変化に対しては点火時期を補正する方が効果的である。
【０００６】
その点火時期の補正においては、通例、上下限値を設定してその範囲内で点火時期を補正することになるが、外部負荷が増加方向に変化したときは、上限値を増大させて点火時期を十分に進角させて機関回転数の低下を抑止する必要がある。
【０００７】
しかしながら、上記した従来技術においては、パワーステアリングなどが作動して外部負荷が増加方向に変化したことが検出されたとき、その時点から所定期間、上限値を小さくなるように補正し、よって点火時期が過度に進角されてノックが発生するのを回避している。従って、従来技術はノックの発生を防止できる利点はあるものの、負荷の増加による機関回転数の低下を防止できるものではなかった。
【０００８】
従って、この発明は上記した不都合を解消し、内燃機関がアイドル状態にあるとき、検出された機関回転数と目標回転数との偏差を算出して基本点火時期を補正し、上限値以下となるように最終点火時期を算出して機関回転数を目標回転数に制御するアイドル回転数制御装置において、電気負荷によって負荷が増加したときに上限値を増加させ、よって回転数の低下を防止するようにした内燃機関のアイドル回転数制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１項においては、内燃機関の回転数を含む運転状態を検出する運転状態検出手段、前記検出された運転状態から前記内燃機関がアイドル状態にあるか否か判定するアイドル状態判定手段、前記検出された運転状態に基づいて前記内燃機関に供給すべき基本点火時期を算出する基本点火時期算出手段、前記内燃機関がアイドル状態にあると判定されるとき、前記検出された機関回転数と目標回転数との偏差を算出する偏差算出手段、前記算出された偏差に基づいて前記基本点火時期の補正量を算出する点火時期補正量算出手段、前記算出された補正量に基づいて前記基本点火時期を補正し、所定の上限値以下となるように最終点火時期を算出する最終点火時期算出手段、および前記最終点火時期を出力して前記機関回転数を前記目標回転数に制御するアイドル回転数制御手段を備えた内燃機関のアイドル回転数制御装置において、前記内燃機関の電気負荷による負荷変動を検出する負荷変動検出手段、および前記検出された負荷変動が所定の負荷変動を増加方向に超えるか否か検知し、増加方向に超えることが検知されたとき、前記上限値を増加方向に補正する上限値補正手段を備える如く構成した。
【００１０】
内燃機関の電気負荷による負荷変動を検出し、検出された負荷変動が所定の負荷変動を増加方向に超えることが検知されたとき、点火時期の補正量の上限値を増加方向に補正する如く構成したので、点火時期を増加された上限値まで、例えば進角方向に補正することができ、よって機関回転数の低下を防止することができる。
【００１１】
請求項２項にあっては、前記上限値補正手段は、前記検出された負荷変動が所定の負荷変動を増加方向に超えることが検知されたとき、前記検知された時点から所定期間、前記上限値を増加方向に補正する如く構成した。
【００１２】
検知された時点から所定期間だけ上限値を増加方向に補正する如く構成したので、不要な場合に点火時期を過度に補正してアイドル回転数の制御性を低下させることがない。
【００１３】
請求項３項にあっては、前記負荷変動検出手段は、前記内燃機関に接続されたバッテリ電源の消費電流および発電機の発電量の少なくともいずれかを検出する検出手段を備え、前記検出されたバッテリ電源の消費電流および発電機の発電量の少なくともいずれかに基づいて前記内燃機関の電気負荷による負荷変動を検出する如く構成した。
【００１４】
内燃機関に接続されたバッテリ電源の消費電流および発電機の発電量の少なくともいずれかを検出し、少なくともいずれかに基づいて内燃機関の電気負荷による負荷変動を検出する如く構成したので、負荷変動を精度良く検出することができて、機関回転数の低下を確実に防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照してこの発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置を説明する。
【００１６】
図１は、この実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の全体構成を示す概略図である。
【００１７】
同図において符合１０は内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０は、例えば直列４気筒のＤＯＨＣエンジンからなる。
【００１８】
エンジン１０の吸気管１２の上流側にはスロットルバルブ１４が配置される。スロットルバルブ１４は、スロットルワイヤ１６を介して車両（エンジン１０が搭載される車両。図示せず）の運転席フロアに設けられたアクセルペダル２０に機械的に接続され、アクセルペダル２０の踏み量に応じて開閉してエンジン１０の吸入空気量を調量する。スロットルバルブ１４の付近にはスロットルバルブ開度センサ２２が設けられ、スロットルバルブ１４の開度（以下「スロットル開度」という）θＴＨに応じた信号を出力する。
【００１９】
スロットルバルブ１４の下流のインテークマニホルド（図示せず）の直後の吸気ポート付近には、気筒（図示せず）ごとにインジェクタ（燃料噴射弁）２４が設けられる。インジェクタ２４は燃料タンクに燃料供給管および燃料ポンプ（全て図示せず）を介して接続され、ガソリン燃料の圧送を受けて吸気ポート付近に噴射する。
【００２０】
噴射された燃料は吸気管１２を通って吸入される空気と混合して混合気を形成し、気筒燃焼室に流入する。流入した混合気は、イグナイタおよび点火プラグからなる点火装置２６によって着火されて燃焼する。
【００２１】
エンジン１０はエキゾーストマニホルド（図示せず）を介して排気管３０に接続され、燃焼によって生じた排出ガスは、排気管３０の途中に設けられた触媒装置（三元触媒装置）３２で浄化されて外部に排出される。排気管３０の触媒装置３２の上流位置には広域空燃比（ＬＡＦ）センサ３４が設けられ、リーンからリッチにわたる範囲において排出ガス中の酸素濃度に比例する出力を生じる。
【００２２】
吸気管１２には、スロットルバルブ１４の上流側と下流側とを連通してスロットルバルブ１４をバイパスするバイパス通路（２次空気通路）３６が接続される。バイパス通路３６の途中には２次空気量（バイパス空気量）を調整する制御バルブ（ＥＡＣＶ）４０が設けられる。
【００２３】
制御バルブ４０は常閉型であり、バイパス通路３６の開度（開口面積）を連続的に変化させるバルブ４０ａと、バルブ４０ａを閉塞方向に付勢するスプリング４０ｂと、通電時にバルブ４０ａをスプリング４０ｂの付勢力に抗して開放方向に移動させる電磁ソレノイド（リニアソレノイド（アクチュエータ））４０ｃを備える。
【００２４】
吸気管１２のスロットルバルブ１４の下流側には絶対圧センサ４２および吸気温センサ４４が装着され、吸気管内絶対圧（エンジン負荷）ＰＢＡおよび吸気温ＴＡを示す電気信号を出力する。また、エシジン１０のシリンダブロックの冷却水通路には水温センサ４６が取り付けられ、エンジン冷却水温ＴＷに応じた信号を出力する。
【００２５】
エンジン１０のカム軸またはクランク軸（共に図示せず）の付近には気筒判別センサ５０が取り付けられて特定気筒（例えば第１気筒）の所定クランク角度位置で気筒判別信号ＣＹＬを出力すると共に、ＴＤＣセンサ５２およびクランク角センサ５４が取り付けられ、各気筒のピストンのＴＤＣ位置に関連した所定のクランク角度位置でＴＤＣ信号を、ＴＤＣ信号よりも周期の短いクランク角度（例えば３０度）でＣＲＫ信号を出力する。
【００２６】
車両のドライブシャフト（図示せず）の付近には車速センサ６０が配置され、ドライブシャフトの所定回転ごとに信号を出力を生じる。また、車両の適宜位置には大気圧センサ６２が設けられ、車両が位置する場所の大気圧ＰＡに応じた信号を出力する。
【００２７】
上記した各種センサの出力は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）６４に送られる。
【００２８】
さらに、エンジン１０に接続されるバッテリ電源には電流センサ６８が配置されてバッテリ電源の消費電流（「ＥＬ」と示す）に応じた出力を生じると共に、エンジン１０に接続される発電機（ＡＣＧ）には電圧センサ７０が配置されて発電機の発電電圧に応じた出力を生じる。
【００２９】
図２は、図１に示すエンジン１０が搭載される車両の充電装置の構成を示す説明ブロック図である。
【００３０】
図示の如く、バッテリ電源７２に接続されてイグニション・スイッチ７４で開閉される電源回路にはリレーボックス７６に収容されたヒューズ７６ａと、ドライバヒューズボックス８０に収容されたヒューズ８０ａが介挿されると共に、リレーボックス７６にはセンサ（ＥＬＤユニット（電流センサ））６８が設けられ、バッテリ電源の消費電流ＥＬに応じた出力を生じる。電源回路には、図示の如く、スイッチ８２を介してランプ、エアコンディショナ、パワーステアリング用電動モータなどの電気負荷８４が接続される。
【００３１】
また、発電機（ＡＣＧ）８６には、フィールドコイル８６ａによって発生される交流を直流に整流する整流器９０と、フィールドコイル８６ａに流れる電流を制御して発電電圧を制御するレギュレータ９２を備えると共に、レギュレータ９２にはセンサ（電圧センサ）７０が接続され、発電機８６によって出力される電圧に応じた出力を生じる。
【００３２】
上記したセンサ６８，７０の出力もＥＣＵ６４に送出される。
【００３３】
ＥＣＵ６４はマイクロコンピュータからなり、制御演算を行なうＣＰＵ６４ａと、制御演算プログラムと各種のデータ（テーブルなど）を格納するＲＯＭ６４ｂと、ＣＰＵ６４ａの制御演算結果などを一時的に記憶するＲＡＭ６４ｃと、入力回路６４ｄと、出力回路６４ｅと、カウンタ（図示せず）を備える。
【００３４】
上記した各種センサ出力は、ＥＣＵ６４の入力回路６４ｄに入力される。入力回路６４ｄは、入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正すると共に、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する。ＣＰＵ６４ａはクランク角センサ５４が出力するＣＲＫ信号をカウンタでカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出すると共に、車速センサ６０が出力する信号をカウンタでカウントして車速の走行速度を示す車速ＶＰを検出する。また、ＣＰＵ６４ａは電圧センサ７０の出力から適宜な手法に従って発電機８６の発電量（「ＡＣＧＦ」と示す）を検出する。
【００３５】
ＣＰＵ６４ａはＲＯＭ６４ｂに格納されたプログラムに従って制御演算を実行し、アイドル状態にあっては出力回路６４ｅ（および図示しない駆動回路）を介して電磁ソレノイド４０ｃに駆動信号（通電指令値）を送出して制御バルブ４０ａの開度を調節し、２次空気量を調整（吸入空気量を補正）してエンジン回転数ＮＥを制御する。
【００３６】
さらに、ＣＰＵ６４ａは、エンジン１０に供給される燃料噴射量と点火時期を算出してインジェクタ２４と点火装置２６を駆動し、燃料噴射と点火を行うと共に、後述する如く、アイドル状態にあっては点火時期を介してエンジン回転数ＮＥを制御する。
【００３７】
続いて、図３フロー・チャート（および図４フロー・チャート）を参照してこの実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の動作を説明する。
【００３８】
尚、図３はこの装置の動作を示すフロー・チャートの前半部、図４はその後半部である。図３および図４フロー・チャートに示すプログラムは、各気筒のＴＤＣ付近の所定のクランク角度で実行される。
【００３９】
以下説明すると、Ｓ１０で検出された発電量ＡＣＧＦと消費電流ＥＬを読み込み、Ｓ１２に進み、フラグＦ．ＳＷＥＬＤのビットが１にセットされているか否か判断する。この実施の形態においてはセンサ６８，７０を備えて消費電流ＥＬと発電量ＡＣＧＦを共に検出しているが、場合によってはセンサ７０のみ備えて発電量ＡＣＧＦのみ検出することから、ＥＣＵ６４にスイッチＳＷＥＬＤ（図示せず）してその出力信号に応じてフラグＦ．ＳＷＥＬＤのビットを設定するようにした。
【００４０】
具体的には、この実施の形態におけるようにセンサ６８，７０を共に備えるときビットを１にセットすると共に、センサ７０のみ備えるときはビットを０にリセットするようにした。尚、センサ６８，７０を共に備えるときは、センサ６８で検出される消費電流ＥＬを使用する。
【００４１】
従って、この実施の形態にあってはＳ１２の判断は肯定されてＳ１４に進み、検出された消費電流ＥＬの今回値（今回プログラムループ時の値）から前回値（前回プログラムループ時の値）を減算して差ＤＥＬＮを求め、求めた差が０を超える、換言すれば消費電流（電気負荷）が増加しているか否か判断する。
【００４２】
Ｓ１４で肯定されるときはＳ１６に進み、差ＤＥＬＮが第１の所定値ＤＥＬＮＨを超えるか否か判断する。第１の所定値ＤＥＬＮＨは電気負荷が増加するときの電気負荷変動判定値を意味する。Ｓ１６で肯定されるときは負荷変動が大きいと判断してＳ１８に進み、ＣＩＡＣＧＭＯＤの値を１とする。ＣＩＡＣＧＭＯＤはＲＡＭ６４ｃに格納されるパラメータであって、電気負荷の状態を示し、１に設定されるとき、電気負荷が増加したことを示す。
【００４３】
他方、Ｓ１６で否定されるときはＳ２０に進み、ＣＩＡＣＧＭＯＤの値を２とする。ＣＩＡＣＧＭＯＤは２に設定されるとき、電気負荷に変化がないことを示す。また、Ｓ１４で否定されるときはＳ２２に進み、差ＤＥＬＮの絶対値が第２の所定値ＤＥＬＮＬを超えるか否か判断する。第２の所定値ＤＥＬＮＬは電気負荷が減少するときの電気負荷変動判定値を意味する。Ｓ２２で否定されるときはＳ２０に進むと共に、肯定されるときはＳ２４に進み、ＣＩＡＣＧＭＯＤの値を０とする。ＣＩＡＣＧＭＯＤは０に設定されるとき、電気負荷が減少したことを示す。
【００４４】
尚、センサとして７０のみ備える構成の場合、Ｓ１２の判断は否定されてＳ２６に進み、検出された発電量ＡＣＧＦの今回値（今回プログラムループ時の値）から前回値（前回プログラムループ時の値）を減算して差ＤＡＣＧＦＮを求め、求めた差が０を超える、換言すれば発電量（電気負荷）が増加しているか否か判断する。
【００４５】
Ｓ２６で肯定されるときはＳ２８に進み、差ＤＡＣＧＦＮが第３の所定値ＤＡＣＧＦＮＨを超えるか否か判断する。第３の所定値ＤＡＣＧＦＮＨも、第１の所定値と同様に電気負荷が増加するときの電気負荷変動判定値を意味する。Ｓ２８で肯定されるときは負荷変動が大きいと判断してＳ３０に進み、ＣＩＡＣＧＭＯＤの値を１とする。
【００４６】
また、Ｓ２８で否定されるときはＳ２０に進んでＣＩＡＣＧＭＯＤの値を２とすると共に、Ｓ２６で否定されるときはＳ３２に進み、差ＤＡＣＧＦＮの絶対値が第４の所定値ＤＡＣＧＦＮＬを超えるか否か判断する。第４の所定値ＤＥＬＮＬも、第２の所定値と同様に電気負荷が減少するときの電気負荷変動判定値を意味する。Ｓ３２で否定されるときはＳ２０に進むと共に、肯定されるときはＳ３４に進み、ＣＩＡＣＧＭＯＤの値を０とする。
【００４７】
次いで図４フロー・チャートのＳ３６に進み、かく求めたＣＩＡＣＧＭＯＤの値が１（電気変動増加）か否か判断し、肯定されるときはＳ３８に進み、カウンタ（ダウンカウンタ）ＣＩＡＣＧに値ＣＴＩＡＣＧをセットし、Ｓ４０に進み、前記した差ＤＥＬＮが第５の所定値ＤＥＬＩＧＡＣＧを超える否か判断する。
【００４８】
第５の所定値ＤＥＬＩＧＡＣＧも、前記した第１の所定値ＤＥＬＮＨと同様に電気負荷が増加するときの電気負荷変動判定値を意味するが、第５の所定値ＤＥＬＩＧＡＣＧは、第１の所定値ＤＥＬＮＨより大きい値に設定される。即ち、Ｓ１６（あるいはＳ２８）の比較において電気負荷が第１（あるいは第３の）所定値を超えて大きいと検知されているが、ノイズなどによる一過性の事象に因ることも考えられるため、Ｓ４０で第５の所定値と比較し、電気負荷による負荷変動、より具体的には電気負荷の変動が所定負荷を超えるか否か確認的に検知する。従って、第５の所定値が、前記した所定負荷に相当する。
【００４９】
Ｓ４０で肯定されるときは電気負荷による負荷変動、より具体的には電気負荷の変動が所定負荷を超えることが検知されたと判断してＳ４２に進み、フラグＦ．ＩＧＡＣＧＡＧのビットを１にセットすると共に、否定されるときは負荷変動が大きくないと判断してＳ４２をスキップする。尚、センサとして７０のみ備える構成にあっては、図示は省略するが、第５の所定値に類似する値を使用して同様の処理を行う。
【００５０】
他方、Ｓ３６で否定されるときはＳ４４に進み、ＣＩＡＣＧＭＯＤの値が２（電気変動変化なし）か否か判断し、肯定されるときはＳ４６に進み、カウンタＣＩＡＣＧが０になったか否か判断する。最初のプログラムループではＳ４６の判断は通例否定されてＳ４８に進み、カウンタＣＩＡＣＧの値を１つデクリメントする。
【００５１】
これは、後に図６に示す如く、負荷変動は過渡的であってその後は変動幅は小さくなるためである。従って、ＣＩＡＣＧＭＯＤの値が１に設定され、所定負荷を超えたことが検知されてカウンタに値がセットされた後、通例、ＣＩＡＣＧＭＯＤの値は２に変更され、プログラムループでＳ４６で否定される度にＳ４８に進んでカウンタ値がデクリメントされる。そして、Ｓ４６の判断が肯定されると、Ｓ５０に進み、フラグＦ．ＩＧＡＣＧＡＧのビットを０にリセットする。尚、Ｓ４４で否定されるときは負荷が減少方向に変動することを意味するので、Ｓ５２に進んでカウンタＣＩＡＣＧの値を零にリセットする。
【００５２】
次いでＳ５４に進み、エンジン１０に供給すべき基本点火時期ＩＧＢＡＳＥを算出する。基本点火時期ＩＧＢＡＳＥは具体的には、検出されたエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡとから図示しないマップ値を検索して算出する。このように、基本点火時期ＩＧＢＡＳＥは、検出されたエンジン１０の運転状態に基づいて算出される。
【００５３】
次いでＳ５６に進み、エンジン１０がアイドル状態にあるか否か判断する。これは具体的には、検出された運転状態からスロットル開度θＴＨが全閉（あるいはその付近）の開度にあり、エンジン回転数ＮＥが所定回転数（例えば１０００ｒｐｍ）以下で、かつ車速ＶＰが所定車速（例えば４ｋｍ／ｈ）以下にあるとき、エンジン１０がアイドル状態にあると判定される。
【００５４】
Ｓ５６で肯定されるときはＳ５８に進み、検出されたエンジン回転数ＮＥから目標アイドル回転数（目標回転数）ＮＯＢＪを減算して偏差ＤＮＯＢＪＴを算出し、Ｓ６０に進み、算出された偏差ＤＮＯＢＪＴでテーブルを検索して前記した基本点火時期の補正量ＩＧＩＤＬを算出する。
【００５５】
図５はそのテーブルの特性を示す説明グラフである。図示の如く、補正量ＩＧＩＤＬは偏差ＤＮＯＢＪＴの正負に応じ、進角側を正値、遅角側を負値として設定される。即ち、偏差が正値であるとき、換言すれば、検出されたエンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数を超えるときは回転数を低下させる必要があることから、補正量は遅角値として設定されると共に、偏差が正方向に増加するにつれて遅角方向に増加するように設定される。
【００５６】
逆に、偏差が負値であるとき、換言すれば、検出されたエンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数を下回るときは回転数を上昇させる必要があることから、補正量は進角値として設定されると共に、偏差が負方向に増加するにつれて進角方向に増加するように設定される。
【００５７】
図４フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ６２に進み、フラグＦ．ＩＧＡＣＧＡＧのビットが１にセットされているか否か判断し、肯定されるときはＳ６４に進み、検出して得た補正量ＩＧＩＤＬを上限値値ｍａｘと下限値ｍｉｎの間に制限するリミット処理を行う。より具体的には、補正量ＩＧＩＤＬが、第１の上限値ＩＧＩＤＬＡＣＧを超えるときは第１の上限値に制限すると共に、下限値ＩＧＩＤＬＲＧＸを下回るときは下限値に制限する。図５にその第１の上限値と下限値を示す。尚、リミット処理を得た補正量をＩＧＩＤＬ０とする。
【００５８】
他方、Ｓ６２で否定されるときはＳ６６に進み、同様に検出して得た補正量ＩＧＩＤＬを上限値ｍａｘと下限値ｍｉｎの間に制限するリミット処理を行う。より具体的には、補正量ＩＧＩＤＬが、第２の上限値ＩＧＩＤＬＡＧを超えるときは第２の上限値に制限すると共に、下限値ＩＧＩＤＬＲＧＸを下回るときは下限値に制限する。図５にその第２の上限値と下限値を示す。同様に、リミット処理を得た補正量をＩＧＩＤＬ０とする。
【００５９】
図５から明らかな如く、第１の上限値ＩＧＩＤＬＡＣＧは、第２の上限値ＩＧＩＤＬＡＧより進角方向に大きい値に設定される。従って、フラグＦ．ＩＧＡＣＧＡＧのビットが１にセットされるとき、即ち、検出された負荷変動が所定の負荷変動より増加方向に変化したことが検知されたとき、所定期間（カウンタ値ＣＩＡＣＧに相当する期間）上限値が増加方向に補正される。
【００６０】
次いでＳ６８に進み、基本点火時期ＩＧＢＡＳＥにリミット処理を経た補正量ＩＧＩＤＬ０を加算して最終点火時期を算出する。この場合、最終点火時期は、補正量が負値であれば基本点火時期を遅角方法に補正する値となり、正値であれば、基本点火時期を進角方法に補正する値となる。
【００６１】
尚、Ｓ５６で否定されるときはＳ７０に進み、基本点火時期ＩＧＢＡＳＥをそのまま最終点火時期とする。その際、最終点火時期は、実際には基本点火時期に水温補正など種々の補正を施して算出されるが、それは本願の要旨に直接関係しないため、説明を省略する。
【００６２】
尚、ＥＣＵ６４は、Ｓ６８，Ｓ７０で算出された最終点火時期に基づいて図示しないルーチンにおいて点火装置２６を駆動して点火を制御し、アイドル状態にあるときは、エンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＯＢＪとなるように制御する。
【００６３】
図６はこの実施の形態に係る制御を行った場合（ａ）を、行わなかった場合（ｂ）に対比して示すタイム・チャートである。
【００６４】
図６（ａ）に示すようにこの実施の形態にあっては、電気負荷ＯＮ（作動）に伴って電気負荷による負荷変動（消費電流ＥＬ）が検知され、負荷変動が所定負荷より大きいとき、カウンタＣＩＡＣＧの値が零に達するまでの所定期間、フラグＦ．ＩＧＡＣＧＡＧのビットが１にセットされ、点火時期の補正量が大きい方の上限値（進角方向の）ＩＧＩＤＬＡＣＧまで増加方向に補正される結果、点火時期の補正量もその進角限度いっぱいの値とすることができる。それによって、エンジン回転数ＮＥが低下することがない。
【００６５】
また、負荷変動が小さいときは点火時期の補正量は小さい方の上限値ＩＧＩＤＬＡＧとされるされる結果、点火時期の補正量も減少させられることとなり、よってエンジン回転数ＮＥが急上昇する不都合が生じることがない。
【００６６】
それに対し、図６（ｂ）に示すように、電気負荷の変動の多寡に関わらず、点火時期の補正量は１種類の上限値しか設定されないとすると、エンジン回転数ＮＥが低下する不都合が生じる。
【００６７】
上記のように、この実施の形態においては、エンジン（内燃機関）１０の回転数ＮＥを含む運転状態を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ５４、絶対圧センサ４２、ＥＣＵ６４）、前記検出された運転状態から前記エンジンがアイドル状態にあるか否か判定するアイドル状態判定手段（Ｓ５６）、前記検出された運転状態に基づいて前記エンジンに供給すべき基本点火時期ＩＧＢＡＳＥを算出する基本点火時期算出手段（Ｓ５４）、前記エンジンがアイドル状態にあると判定されるとき、前記検出された機関回転数ＮＥと目標回転数ＮＯＢＪとの偏差ＤＮＯＢＪＴを算出する偏差算出手段（Ｓ５８）、前記算出された偏差に基づいて前記基本点火時期の補正量ＩＧＩＤＬを算出する点火時期補正量算出手段（Ｓ６０）、前記算出された補正量に基づいて前記基本点火時期を補正し、所定の上限値以下となるように最終点火時期を算出する最終点火時期算出手段（Ｓ６８）、および前記最終点火時期を出力して前記機関回転数を前記目標回転数に制御するアイドル回転数制御手段（ＥＣＵ６４）を備えたエンジンのアイドル回転数制御装置において、前記エンジンの電気負荷による負荷変動ＤＥＬＮ（ＤＡＣＧＦＮ）を検出する負荷変動検出手段（電流センサ６８、電圧センサ７０、ＥＣＵ６４，Ｓ１４からＳ１６，Ｓ２６からＳ２８）、および前記検出された負荷変動ＤＥＬＮが所定の負荷変動ＤＥＬＩＧＡＣＧを増加方向に超えるか否か検知し（Ｓ３６からＳ４８）、増加方向に超えることが検知されたとき、前記上限値を増加方向に補正する上限値補正手段（Ｓ６２，Ｓ６４）を備える如く構成した。
【００６８】
また、前記上限値補正手段は、前記検出された負荷変動が所定の負荷変動を増加方向に超えることが検知されたとき、前記検知された時点から所定期間ＣＴＩＡＣＧ、前記上限値を増加方向に補正する（Ｓ３６からＳ４８）ように構成した。
【００６９】
また、前記負荷変動検出手段は、前記エンジンに接続されたバッテリ電源７２の消費電流ＥＬおよび発電機８６の発電量ＡＣＧＦの少なくともいずれかを検出する検出手段（電流センサ６８，電圧センサ７０，ＥＣＵ６４）を備え、前記検出されたバッテリ電源の消費電流および発電機の発電量の少なくともいずれかに基づいて前記エンジンの電気負荷による負荷変動を検出する如く構成した。
【００７０】
尚、上記において、電気負荷によるエンジン１０の負荷変動を、発電機１１の発電量およびバッテリ電源２２の消費電流の少なくともいずれかに基づいて検出するようにしたが、この実施の形態におけるように、発電機８６の発電量とバッテリ電源７２の消費電流を共に検出する構成を備えるものにあっては、発電量と消費電流の双方に基づいて検出しても良い。
【００７１】
尚、この発明は、エンジンの出力軸を鉛直方向とした、船外機などの船舶推進用エンジンのアイドル回転数制御装置にも適用することができる。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、内燃機関の電気負荷による負荷変動を検出し、検出された負荷変動が所定の負荷変動を増加方向に超えることが検知されたとき、点火時期の補正量の上限値を増加方向に補正する如く構成したので、点火時期を増加された上限値まで、例えば進角方向に補正することができ、よって機関回転数の低下を防止することができる。
【００７３】
請求項２項にあっては、検知された時点から所定期間だけ上限値を増加方向に補正する如く構成したので、不要な場合に点火時期を過度に補正してアイドル回転数の制御性を低下させることがない。
【００７４】
請求項３項にあっては、内燃機関に接続されたバッテリ電源の消費電流および発電機の発電量の少なくともいずれかを検出し、少なくともいずれかに基づいて内燃機関の電気負荷による負荷変動を検出する如く構成したので、負荷変動を精度良く検出することができて、機関回転数の低下を確実に防止することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す内燃機関が搭載される車両の充電装置の構成を示す説明ブロック図である。
【図３】図１に示す装置の動作を示すフロー・チャートの前半部である。
【図４】図１に示す装置の動作を示すフロー・チャートの後半部である。
【図５】図４フロー・チャートで使用される基本点火時期の補正量ＩＧＩＤＬのテーブルの特性を示す説明グラフである。
【図６】図３および図４フロー・チャートに示す、この実施の形態に係る制御を行った場合を、行わなかった場合と対比して示すタイム・チャートである。
【符号の説明】
１０ 内燃機関（エンジン）
１４ スロットルバルブ
２２ スロットルバルブ開度センサ
２６ 点火装置
６４ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
６８ 電流センサ
７０ 電圧センサ
７２ バッテリ電源
８４ 電気負荷
８６ 発電機（ＡＣＧ）
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関のアイドル回転数制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関のアイドル時に機関回転数と目標アイドル回転数との偏差が減少するようにアクチュエータを操作して吸入空気量の調整あるいは点火時期を介して機関回転数を制御することは良く行われている。この中、後者の例としては、特許文献１を挙げることができる。
【０００３】
【特許文献１】
実用新案登録第２５０６８６３号公報（第５欄５０行から第６欄１５行までの記載および第５図）
【０００４】
特許文献１においては、点火時期を介して機関回転数を目標アイドル回転数にフィードバック制御すると共に、パワーステアリングなどの外部負荷が作動して負荷の増加方向に変化したことが検出された時点から所定期間内、点火時期の上限値を減少補正する技術を開示する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、アイドル回転数制御においては吸入空気量の調整と点火時期の補正が併用されているが、点火時期の補正は吸入空気量の調整に比して応答性が良いため、負荷の変動による回転数の変化に対しては点火時期を補正する方が効果的である。
【０００６】
その点火時期の補正においては、通例、上下限値を設定してその範囲内で点火時期を補正することになるが、外部負荷が増加方向に変化したときは、上限値を増大させて点火時期を十分に進角させて機関回転数の低下を抑止する必要がある。
【０００７】
しかしながら、上記した従来技術においては、パワーステアリングなどが作動して外部負荷が増加方向に変化したことが検出されたとき、その時点から所定期間、上限値を小さくなるように補正し、よって点火時期が過度に進角されてノックが発生するのを回避している。従って、従来技術はノックの発生を防止できる利点はあるものの、負荷の増加による機関回転数の低下を防止できるものではなかった。
【０００８】
従って、この発明は上記した不都合を解消し、内燃機関がアイドル状態にあるとき、検出された機関回転数と目標回転数との偏差を算出して基本点火時期を補正し、上限値以下となるように最終点火時期を算出して機関回転数を目標回転数に制御するアイドル回転数制御装置において、電気負荷によって負荷が増加したときに上限値を増加させ、よって回転数の低下を防止するようにした内燃機関のアイドル回転数制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１項においては、内燃機関の回転数を含む運転状態を検出する運転状態検出手段、前記検出された運転状態から前記内燃機関がアイドル状態にあるか否か判定するアイドル状態判定手段、前記検出された運転状態に基づいて前記内燃機関に供給すべき基本点火時期を算出する基本点火時期算出手段、前記内燃機関がアイドル状態にあると判定されるとき、前記検出された機関回転数と目標回転数との偏差を算出する偏差算出手段、前記算出された偏差に基づいて前記基本点火時期の補正量を算出する点火時期補正量算出手段、前記算出された補正量に基づいて前記基本点火時期を補正し、所定の上限値以下となるように最終点火時期を算出する最終点火時期算出手段、および前記最終点火時期を出力して前記機関回転数を前記目標回転数に制御するアイドル回転数制御手段を備えた内燃機関のアイドル回転数制御装置において、前記内燃機関の電気負荷による負荷変動を検出する負荷変動検出手段、および前記検出された負荷変動が所定の負荷変動を増加方向に超えるか否か検知し、増加方向に超えることが検知されたとき、前記上限値を増加方向に補正する上限値補正手段を備える如く構成した。
【００１０】
内燃機関の電気負荷による負荷変動を検出し、検出された負荷変動が所定の負荷変動を増加方向に超えることが検知されたとき、点火時期の補正量の上限値を増加方向に補正する如く構成したので、点火時期を増加された上限値まで、例えば進角方向に補正することができ、よって機関回転数の低下を防止することができる。
【００１１】
請求項２項にあっては、前記上限値補正手段は、前記検出された負荷変動が所定の負荷変動を増加方向に超えることが検知されたとき、前記検知された時点から所定期間、前記上限値を増加方向に補正する如く構成した。
【００１２】
検知された時点から所定期間だけ上限値を増加方向に補正する如く構成したので、不要な場合に点火時期を過度に補正してアイドル回転数の制御性を低下させることがない。
【００１３】
請求項３項にあっては、前記負荷変動検出手段は、前記内燃機関に接続されたバッテリ電源の消費電流および発電機の発電量の少なくともいずれかを検出する検出手段を備え、前記検出されたバッテリ電源の消費電流および発電機の発電量の少なくともいずれかに基づいて前記内燃機関の電気負荷による負荷変動を検出する如く構成した。
【００１４】
内燃機関に接続されたバッテリ電源の消費電流および発電機の発電量の少なくともいずれかを検出し、少なくともいずれかに基づいて内燃機関の電気負荷による負荷変動を検出する如く構成したので、負荷変動を精度良く検出することができて、機関回転数の低下を確実に防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照してこの発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置を説明する。
【００１６】
図１は、この実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の全体構成を示す概略図である。
【００１７】
同図において符合１０は内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０は、例えば直列４気筒のＤＯＨＣエンジンからなる。
【００１８】
エンジン１０の吸気管１２の上流側にはスロットルバルブ１４が配置される。スロットルバルブ１４は、スロットルワイヤ１６を介して車両（エンジン１０が搭載される車両。図示せず）の運転席フロアに設けられたアクセルペダル２０に機械的に接続され、アクセルペダル２０の踏み量に応じて開閉してエンジン１０の吸入空気量を調量する。スロットルバルブ１４の付近にはスロットルバルブ開度センサ２２が設けられ、スロットルバルブ１４の開度（以下「スロットル開度」という）θＴＨに応じた信号を出力する。
【００１９】
スロットルバルブ１４の下流のインテークマニホルド（図示せず）の直後の吸気ポート付近には、気筒（図示せず）ごとにインジェクタ（燃料噴射弁）２４が設けられる。インジェクタ２４は燃料タンクに燃料供給管および燃料ポンプ（全て図示せず）を介して接続され、ガソリン燃料の圧送を受けて吸気ポート付近に噴射する。
【００２０】
噴射された燃料は吸気管１２を通って吸入される空気と混合して混合気を形成し、気筒燃焼室に流入する。流入した混合気は、イグナイタおよび点火プラグからなる点火装置２６によって着火されて燃焼する。
【００２１】
エンジン１０はエキゾーストマニホルド（図示せず）を介して排気管３０に接続され、燃焼によって生じた排出ガスは、排気管３０の途中に設けられた触媒装置（三元触媒装置）３２で浄化されて外部に排出される。排気管３０の触媒装置３２の上流位置には広域空燃比（ＬＡＦ）センサ３４が設けられ、リーンからリッチにわたる範囲において排出ガス中の酸素濃度に比例する出力を生じる。
【００２２】
吸気管１２には、スロットルバルブ１４の上流側と下流側とを連通してスロットルバルブ１４をバイパスするバイパス通路（２次空気通路）３６が接続される。バイパス通路３６の途中には２次空気量（バイパス空気量）を調整する制御バルブ（ＥＡＣＶ）４０が設けられる。
【００２３】
制御バルブ４０は常閉型であり、バイパス通路３６の開度（開口面積）を連続的に変化させるバルブ４０ａと、バルブ４０ａを閉塞方向に付勢するスプリング４０ｂと、通電時にバルブ４０ａをスプリング４０ｂの付勢力に抗して開放方向に移動させる電磁ソレノイド（リニアソレノイド（アクチュエータ））４０ｃを備える。
【００２４】
吸気管１２のスロットルバルブ１４の下流側には絶対圧センサ４２および吸気温センサ４４が装着され、吸気管内絶対圧（エンジン負荷）ＰＢＡおよび吸気温ＴＡを示す電気信号を出力する。また、エシジン１０のシリンダブロックの冷却水通路には水温センサ４６が取り付けられ、エンジン冷却水温ＴＷに応じた信号を出力する。
【００２５】
エンジン１０のカム軸またはクランク軸（共に図示せず）の付近には気筒判別センサ５０が取り付けられて特定気筒（例えば第１気筒）の所定クランク角度位置で気筒判別信号ＣＹＬを出力すると共に、ＴＤＣセンサ５２およびクランク角センサ５４が取り付けられ、各気筒のピストンのＴＤＣ位置に関連した所定のクランク角度位置でＴＤＣ信号を、ＴＤＣ信号よりも周期の短いクランク角度（例えば３０度）でＣＲＫ信号を出力する。
【００２６】
車両のドライブシャフト（図示せず）の付近には車速センサ６０が配置され、ドライブシャフトの所定回転ごとに信号を出力を生じる。また、車両の適宜位置には大気圧センサ６２が設けられ、車両が位置する場所の大気圧ＰＡに応じた信号を出力する。
【００２７】
上記した各種センサの出力は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）６４に送られる。
【００２８】
さらに、エンジン１０に接続されるバッテリ電源には電流センサ６８が配置されてバッテリ電源の消費電流（「ＥＬ」と示す）に応じた出力を生じると共に、エンジン１０に接続される発電機（ＡＣＧ）には電圧センサ７０が配置されて発電機の発電電圧に応じた出力を生じる。
【００２９】
図２は、図１に示すエンジン１０が搭載される車両の充電装置の構成を示す説明ブロック図である。
【００３０】
図示の如く、バッテリ電源７２に接続されてイグニション・スイッチ７４で開閉される電源回路にはリレーボックス７６に収容されたヒューズ７６ａと、ドライバヒューズボックス８０に収容されたヒューズ８０ａが介挿されると共に、リレーボックス７６にはセンサ（ＥＬＤユニット（電流センサ））６８が設けられ、バッテリ電源の消費電流ＥＬに応じた出力を生じる。電源回路には、図示の如く、スイッチ８２を介してランプ、エアコンディショナ、パワーステアリング用電動モータなどの電気負荷８４が接続される。
【００３１】
また、発電機（ＡＣＧ）８６には、フィールドコイル８６ａによって発生される交流を直流に整流する整流器９０と、フィールドコイル８６ａに流れる電流を制御して発電電圧を制御するレギュレータ９２を備えると共に、レギュレータ９２にはセンサ（電圧センサ）７０が接続され、発電機８６によって出力される電圧に応じた出力を生じる。
【００３２】
上記したセンサ６８，７０の出力もＥＣＵ６４に送出される。
【００３３】
ＥＣＵ６４はマイクロコンピュータからなり、制御演算を行なうＣＰＵ６４ａと、制御演算プログラムと各種のデータ（テーブルなど）を格納するＲＯＭ６４ｂと、ＣＰＵ６４ａの制御演算結果などを一時的に記憶するＲＡＭ６４ｃと、入力回路６４ｄと、出力回路６４ｅと、カウンタ（図示せず）を備える。
【００３４】
上記した各種センサ出力は、ＥＣＵ６４の入力回路６４ｄに入力される。入力回路６４ｄは、入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正すると共に、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する。ＣＰＵ６４ａはクランク角センサ５４が出力するＣＲＫ信号をカウンタでカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出すると共に、車速センサ６０が出力する信号をカウンタでカウントして車速の走行速度を示す車速ＶＰを検出する。また、ＣＰＵ６４ａは電圧センサ７０の出力から適宜な手法に従って発電機８６の発電量（「ＡＣＧＦ」と示す）を検出する。
【００３５】
ＣＰＵ６４ａはＲＯＭ６４ｂに格納されたプログラムに従って制御演算を実行し、アイドル状態にあっては出力回路６４ｅ（および図示しない駆動回路）を介して電磁ソレノイド４０ｃに駆動信号（通電指令値）を送出して制御バルブ４０ａの開度を調節し、２次空気量を調整（吸入空気量を補正）してエンジン回転数ＮＥを制御する。
【００３６】
さらに、ＣＰＵ６４ａは、エンジン１０に供給される燃料噴射量と点火時期を算出してインジェクタ２４と点火装置２６を駆動し、燃料噴射と点火を行うと共に、後述する如く、アイドル状態にあっては点火時期を介してエンジン回転数ＮＥを制御する。
【００３７】
続いて、図３フロー・チャート（および図４フロー・チャート）を参照してこの実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の動作を説明する。
【００３８】
尚、図３はこの装置の動作を示すフロー・チャートの前半部、図４はその後半部である。図３および図４フロー・チャートに示すプログラムは、各気筒のＴＤＣ付近の所定のクランク角度で実行される。
【００３９】
以下説明すると、Ｓ１０で検出された発電量ＡＣＧＦと消費電流ＥＬを読み込み、Ｓ１２に進み、フラグＦ．ＳＷＥＬＤのビットが１にセットされているか否か判断する。この実施の形態においてはセンサ６８，７０を備えて消費電流ＥＬと発電量ＡＣＧＦを共に検出しているが、場合によってはセンサ７０のみ備えて発電量ＡＣＧＦのみ検出することから、ＥＣＵ６４にスイッチＳＷＥＬＤ（図示せず）してその出力信号に応じてフラグＦ．ＳＷＥＬＤのビットを設定するようにした。
【００４０】
具体的には、この実施の形態におけるようにセンサ６８，７０を共に備えるときビットを１にセットすると共に、センサ７０のみ備えるときはビットを０にリセットするようにした。尚、センサ６８，７０を共に備えるときは、センサ６８で検出される消費電流ＥＬを使用する。
【００４１】
従って、この実施の形態にあってはＳ１２の判断は肯定されてＳ１４に進み、検出された消費電流ＥＬの今回値（今回プログラムループ時の値）から前回値（前回プログラムループ時の値）を減算して差ＤＥＬＮを求め、求めた差が０を超える、換言すれば消費電流（電気負荷）が増加しているか否か判断する。
【００４２】
Ｓ１４で肯定されるときはＳ１６に進み、差ＤＥＬＮが第１の所定値ＤＥＬＮＨを超えるか否か判断する。第１の所定値ＤＥＬＮＨは電気負荷が増加するときの電気負荷変動判定値を意味する。Ｓ１６で肯定されるときは負荷変動が大きいと判断してＳ１８に進み、ＣＩＡＣＧＭＯＤの値を１とする。ＣＩＡＣＧＭＯＤはＲＡＭ６４ｃに格納されるパラメータであって、電気負荷の状態を示し、１に設定されるとき、電気負荷が増加したことを示す。
【００４３】
他方、Ｓ１６で否定されるときはＳ２０に進み、ＣＩＡＣＧＭＯＤの値を２とする。ＣＩＡＣＧＭＯＤは２に設定されるとき、電気負荷に変化がないことを示す。また、Ｓ１４で否定されるときはＳ２２に進み、差ＤＥＬＮの絶対値が第２の所定値ＤＥＬＮＬを超えるか否か判断する。第２の所定値ＤＥＬＮＬは電気負荷が減少するときの電気負荷変動判定値を意味する。Ｓ２２で否定されるときはＳ２０に進むと共に、肯定されるときはＳ２４に進み、ＣＩＡＣＧＭＯＤの値を０とする。ＣＩＡＣＧＭＯＤは０に設定されるとき、電気負荷が減少したことを示す。
【００４４】
尚、センサとして７０のみ備える構成の場合、Ｓ１２の判断は否定されてＳ２６に進み、検出された発電量ＡＣＧＦの今回値（今回プログラムループ時の値）から前回値（前回プログラムループ時の値）を減算して差ＤＡＣＧＦＮを求め、求めた差が０を超える、換言すれば発電量（電気負荷）が増加しているか否か判断する。
【００４５】
Ｓ２６で肯定されるときはＳ２８に進み、差ＤＡＣＧＦＮが第３の所定値ＤＡＣＧＦＮＨを超えるか否か判断する。第３の所定値ＤＡＣＧＦＮＨも、第１の所定値と同様に電気負荷が増加するときの電気負荷変動判定値を意味する。Ｓ２８で肯定されるときは負荷変動が大きいと判断してＳ３０に進み、ＣＩＡＣＧＭＯＤの値を１とする。
【００４６】
また、Ｓ２８で否定されるときはＳ２０に進んでＣＩＡＣＧＭＯＤの値を２とすると共に、Ｓ２６で否定されるときはＳ３２に進み、差ＤＡＣＧＦＮの絶対値が第４の所定値ＤＡＣＧＦＮＬを超えるか否か判断する。第４の所定値ＤＥＬＮＬも、第２の所定値と同様に電気負荷が減少するときの電気負荷変動判定値を意味する。Ｓ３２で否定されるときはＳ２０に進むと共に、肯定されるときはＳ３４に進み、ＣＩＡＣＧＭＯＤの値を０とする。
【００４７】
次いで図４フロー・チャートのＳ３６に進み、かく求めたＣＩＡＣＧＭＯＤの値が１（電気変動増加）か否か判断し、肯定されるときはＳ３８に進み、カウンタ（ダウンカウンタ）ＣＩＡＣＧに値ＣＴＩＡＣＧをセットし、Ｓ４０に進み、前記した差ＤＥＬＮが第５の所定値ＤＥＬＩＧＡＣＧを超える否か判断する。
【００４８】
第５の所定値ＤＥＬＩＧＡＣＧも、前記した第１の所定値ＤＥＬＮＨと同様に電気負荷が増加するときの電気負荷変動判定値を意味するが、第５の所定値ＤＥＬＩＧＡＣＧは、第１の所定値ＤＥＬＮＨより大きい値に設定される。即ち、Ｓ１６（あるいはＳ２８）の比較において電気負荷が第１（あるいは第３の）所定値を超えて大きいと検知されているが、ノイズなどによる一過性の事象に因ることも考えられるため、Ｓ４０で第５の所定値と比較し、電気負荷による負荷変動、より具体的には電気負荷の変動が所定負荷を超えるか否か確認的に検知する。従って、第５の所定値が、前記した所定負荷に相当する。
【００４９】
Ｓ４０で肯定されるときは電気負荷による負荷変動、より具体的には電気負荷の変動が所定負荷を超えることが検知されたと判断してＳ４２に進み、フラグＦ．ＩＧＡＣＧＡＧのビットを１にセットすると共に、否定されるときは負荷変動が大きくないと判断してＳ４２をスキップする。尚、センサとして７０のみ備える構成にあっては、図示は省略するが、第５の所定値に類似する値を使用して同様の処理を行う。
【００５０】
他方、Ｓ３６で否定されるときはＳ４４に進み、ＣＩＡＣＧＭＯＤの値が２（電気変動変化なし）か否か判断し、肯定されるときはＳ４６に進み、カウンタＣＩＡＣＧが０になったか否か判断する。最初のプログラムループではＳ４６の判断は通例否定されてＳ４８に進み、カウンタＣＩＡＣＧの値を１つデクリメントする。
【００５１】
これは、後に図６に示す如く、負荷変動は過渡的であってその後は変動幅は小さくなるためである。従って、ＣＩＡＣＧＭＯＤの値が１に設定され、所定負荷を超えたことが検知されてカウンタに値がセットされた後、通例、ＣＩＡＣＧＭＯＤの値は２に変更され、プログラムループでＳ４６で否定される度にＳ４８に進んでカウンタ値がデクリメントされる。そして、Ｓ４６の判断が肯定されると、Ｓ５０に進み、フラグＦ．ＩＧＡＣＧＡＧのビットを０にリセットする。尚、Ｓ４４で否定されるときは負荷が減少方向に変動することを意味するので、Ｓ５２に進んでカウンタＣＩＡＣＧの値を零にリセットする。
【００５２】
次いでＳ５４に進み、エンジン１０に供給すべき基本点火時期ＩＧＢＡＳＥを算出する。基本点火時期ＩＧＢＡＳＥは具体的には、検出されたエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡとから図示しないマップ値を検索して算出する。このように、基本点火時期ＩＧＢＡＳＥは、検出されたエンジン１０の運転状態に基づいて算出される。
【００５３】
次いでＳ５６に進み、エンジン１０がアイドル状態にあるか否か判断する。これは具体的には、検出された運転状態からスロットル開度θＴＨが全閉（あるいはその付近）の開度にあり、エンジン回転数ＮＥが所定回転数（例えば１０００ｒｐｍ）以下で、かつ車速ＶＰが所定車速（例えば４ｋｍ／ｈ）以下にあるとき、エンジン１０がアイドル状態にあると判定される。
【００５４】
Ｓ５６で肯定されるときはＳ５８に進み、検出されたエンジン回転数ＮＥから目標アイドル回転数（目標回転数）ＮＯＢＪを減算して偏差ＤＮＯＢＪＴを算出し、Ｓ６０に進み、算出された偏差ＤＮＯＢＪＴでテーブルを検索して前記した基本点火時期の補正量ＩＧＩＤＬを算出する。
【００５５】
図５はそのテーブルの特性を示す説明グラフである。図示の如く、補正量ＩＧＩＤＬは偏差ＤＮＯＢＪＴの正負に応じ、進角側を正値、遅角側を負値として設定される。即ち、偏差が正値であるとき、換言すれば、検出されたエンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数を超えるときは回転数を低下させる必要があることから、補正量は遅角値として設定されると共に、偏差が正方向に増加するにつれて遅角方向に増加するように設定される。
【００５６】
逆に、偏差が負値であるとき、換言すれば、検出されたエンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数を下回るときは回転数を上昇させる必要があることから、補正量は進角値として設定されると共に、偏差が負方向に増加するにつれて進角方向に増加するように設定される。
【００５７】
図４フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ６２に進み、フラグＦ．ＩＧＡＣＧＡＧのビットが１にセットされているか否か判断し、肯定されるときはＳ６４に進み、検出して得た補正量ＩＧＩＤＬを上限値値ｍａｘと下限値ｍｉｎの間に制限するリミット処理を行う。より具体的には、補正量ＩＧＩＤＬが、第１の上限値ＩＧＩＤＬＡＣＧを超えるときは第１の上限値に制限すると共に、下限値ＩＧＩＤＬＲＧＸを下回るときは下限値に制限する。図５にその第１の上限値と下限値を示す。尚、リミット処理を得た補正量をＩＧＩＤＬ０とする。
【００５８】
他方、Ｓ６２で否定されるときはＳ６６に進み、同様に検出して得た補正量ＩＧＩＤＬを上限値ｍａｘと下限値ｍｉｎの間に制限するリミット処理を行う。より具体的には、補正量ＩＧＩＤＬが、第２の上限値ＩＧＩＤＬＡＧを超えるときは第２の上限値に制限すると共に、下限値ＩＧＩＤＬＲＧＸを下回るときは下限値に制限する。図５にその第２の上限値と下限値を示す。同様に、リミット処理を得た補正量をＩＧＩＤＬ０とする。
【００５９】
図５から明らかな如く、第１の上限値ＩＧＩＤＬＡＣＧは、第２の上限値ＩＧＩＤＬＡＧより進角方向に大きい値に設定される。従って、フラグＦ．ＩＧＡＣＧＡＧのビットが１にセットされるとき、即ち、検出された負荷変動が所定の負荷変動より増加方向に変化したことが検知されたとき、所定期間（カウンタ値ＣＩＡＣＧに相当する期間）上限値が増加方向に補正される。
【００６０】
次いでＳ６８に進み、基本点火時期ＩＧＢＡＳＥにリミット処理を経た補正量ＩＧＩＤＬ０を加算して最終点火時期を算出する。この場合、最終点火時期は、補正量が負値であれば基本点火時期を遅角方法に補正する値となり、正値であれば、基本点火時期を進角方法に補正する値となる。
【００６１】
尚、Ｓ５６で否定されるときはＳ７０に進み、基本点火時期ＩＧＢＡＳＥをそのまま最終点火時期とする。その際、最終点火時期は、実際には基本点火時期に水温補正など種々の補正を施して算出されるが、それは本願の要旨に直接関係しないため、説明を省略する。
【００６２】
尚、ＥＣＵ６４は、Ｓ６８，Ｓ７０で算出された最終点火時期に基づいて図示しないルーチンにおいて点火装置２６を駆動して点火を制御し、アイドル状態にあるときは、エンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＯＢＪとなるように制御する。
【００６３】
図６はこの実施の形態に係る制御を行った場合（ａ）を、行わなかった場合（ｂ）に対比して示すタイム・チャートである。
【００６４】
図６（ａ）に示すようにこの実施の形態にあっては、電気負荷ＯＮ（作動）に伴って電気負荷による負荷変動（消費電流ＥＬ）が検知され、負荷変動が所定負荷より大きいとき、カウンタＣＩＡＣＧの値が零に達するまでの所定期間、フラグＦ．ＩＧＡＣＧＡＧのビットが１にセットされ、点火時期の補正量が大きい方の上限値（進角方向の）ＩＧＩＤＬＡＣＧまで増加方向に補正される結果、点火時期の補正量もその進角限度いっぱいの値とすることができる。それによって、エンジン回転数ＮＥが低下することがない。
【００６５】
また、負荷変動が小さいときは点火時期の補正量は小さい方の上限値ＩＧＩＤＬＡＧとされるされる結果、点火時期の補正量も減少させられることとなり、よってエンジン回転数ＮＥが急上昇する不都合が生じることがない。
【００６６】
それに対し、図６（ｂ）に示すように、電気負荷の変動の多寡に関わらず、点火時期の補正量は１種類の上限値しか設定されないとすると、エンジン回転数ＮＥが低下する不都合が生じる。
【００６７】
上記のように、この実施の形態においては、エンジン（内燃機関）１０の回転数ＮＥを含む運転状態を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ５４、絶対圧センサ４２、ＥＣＵ６４）、前記検出された運転状態から前記エンジンがアイドル状態にあるか否か判定するアイドル状態判定手段（Ｓ５６）、前記検出された運転状態に基づいて前記エンジンに供給すべき基本点火時期ＩＧＢＡＳＥを算出する基本点火時期算出手段（Ｓ５４）、前記エンジンがアイドル状態にあると判定されるとき、前記検出された機関回転数ＮＥと目標回転数ＮＯＢＪとの偏差ＤＮＯＢＪＴを算出する偏差算出手段（Ｓ５８）、前記算出された偏差に基づいて前記基本点火時期の補正量ＩＧＩＤＬを算出する点火時期補正量算出手段（Ｓ６０）、前記算出された補正量に基づいて前記基本点火時期を補正し、所定の上限値以下となるように最終点火時期を算出する最終点火時期算出手段（Ｓ６８）、および前記最終点火時期を出力して前記機関回転数を前記目標回転数に制御するアイドル回転数制御手段（ＥＣＵ６４）を備えたエンジンのアイドル回転数制御装置において、前記エンジンの電気負荷による負荷変動ＤＥＬＮ（ＤＡＣＧＦＮ）を検出する負荷変動検出手段（電流センサ６８、電圧センサ７０、ＥＣＵ６４，Ｓ１４からＳ１６，Ｓ２６からＳ２８）、および前記検出された負荷変動ＤＥＬＮが所定の負荷変動ＤＥＬＩＧＡＣＧを増加方向に超えるか否か検知し（Ｓ３６からＳ４８）、増加方向に超えることが検知されたとき、前記上限値を増加方向に補正する上限値補正手段（Ｓ６２，Ｓ６４）を備える如く構成した。
【００６８】
また、前記上限値補正手段は、前記検出された負荷変動が所定の負荷変動を増加方向に超えることが検知されたとき、前記検知された時点から所定期間ＣＴＩＡＣＧ、前記上限値を増加方向に補正する（Ｓ３６からＳ４８）ように構成した。
【００６９】
また、前記負荷変動検出手段は、前記エンジンに接続されたバッテリ電源７２の消費電流ＥＬおよび発電機８６の発電量ＡＣＧＦの少なくともいずれかを検出する検出手段（電流センサ６８，電圧センサ７０，ＥＣＵ６４）を備え、前記検出されたバッテリ電源の消費電流および発電機の発電量の少なくともいずれかに基づいて前記エンジンの電気負荷による負荷変動を検出する如く構成した。
【００７０】
尚、上記において、電気負荷によるエンジン１０の負荷変動を、発電機１１の発電量およびバッテリ電源２２の消費電流の少なくともいずれかに基づいて検出するようにしたが、この実施の形態におけるように、発電機８６の発電量とバッテリ電源７２の消費電流を共に検出する構成を備えるものにあっては、発電量と消費電流の双方に基づいて検出しても良い。
【００７１】
尚、この発明は、エンジンの出力軸を鉛直方向とした、船外機などの船舶推進用エンジンのアイドル回転数制御装置にも適用することができる。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、内燃機関の電気負荷による負荷変動を検出し、検出された負荷変動が所定の負荷変動を増加方向に超えることが検知されたとき、点火時期の補正量の上限値を増加方向に補正する如く構成したので、点火時期を増加された上限値まで、例えば進角方向に補正することができ、よって機関回転数の低下を防止することができる。
【００７３】
請求項２項にあっては、検知された時点から所定期間だけ上限値を増加方向に補正する如く構成したので、不要な場合に点火時期を過度に補正してアイドル回転数の制御性を低下させることがない。
【００７４】
請求項３項にあっては、内燃機関に接続されたバッテリ電源の消費電流および発電機の発電量の少なくともいずれかを検出し、少なくともいずれかに基づいて内燃機関の電気負荷による負荷変動を検出する如く構成したので、負荷変動を精度良く検出することができて、機関回転数の低下を確実に防止することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す内燃機関が搭載される車両の充電装置の構成を示す説明ブロック図である。
【図３】図１に示す装置の動作を示すフロー・チャートの前半部である。
【図４】図１に示す装置の動作を示すフロー・チャートの後半部である。
【図５】図４フロー・チャートで使用される基本点火時期の補正量ＩＧＩＤＬのテーブルの特性を示す説明グラフである。
【図６】図３および図４フロー・チャートに示す、この実施の形態に係る制御を行った場合を、行わなかった場合と対比して示すタイム・チャートである。
【符号の説明】
１０ 内燃機関（エンジン）
１４ スロットルバルブ
２２ スロットルバルブ開度センサ
２６ 点火装置
６４ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
６８ 電流センサ
７０ 電圧センサ
７２ バッテリ電源
８４ 電気負荷
８６ 発電機（ＡＣＧ）
Claims (3)
- ａ．内燃機関の回転数を含む運転状態を検出する運転状態検出手段、
ｂ．前記検出された運転状態から前記内燃機関がアイドル状態にあるか否か判定するアイドル状態判定手段、
ｃ．前記検出された運転状態に基づいて前記内燃機関に供給すべき基本点火時期を算出する基本点火時期算出手段、
ｄ．前記内燃機関がアイドル状態にあると判定されるとき、前記検出された機関回転数と目標回転数との偏差を算出する偏差算出手段、
ｅ．前記算出された偏差に基づいて前記基本点火時期の補正量を算出する点火時期補正量算出手段、
ｆ．前記算出された補正量に基づいて前記基本点火時期を補正し、所定の上限値以下となるように最終点火時期を算出する最終点火時期算出手段、
および
ｇ．前記最終点火時期を出力して前記機関回転数を前記目標回転数に制御するアイドル回転数制御手段、
を備えた内燃機関のアイドル回転数制御装置において、
ｈ．前記内燃機関の電気負荷による負荷変動を検出する負荷変動検出手段、
および
ｉ．前記検出された負荷変動が所定の負荷変動を増加方向に超えるか否か検知し、増加方向に超えることが検知されたとき、前記上限値を増加方向に補正する上限値補正手段、
を備えたことを特徴とする内燃機関のアイドル回転数制御装置。 - 前記上限値補正手段は、前記検出された負荷変動が所定の負荷変動を増加方向に超えることが検知されたとき、前記検知された時点から所定期間、前記上限値を増加方向に補正することを特徴とする請求項１項記載の内燃機関のアイドル回転数制御装置。
- 前記負荷変動検出手段は、
ｊ．前記内燃機関に接続されたバッテリ電源の消費電流および発電機の発電量の少なくともいずれかを検出する検出手段、
を備え、前記検出されたバッテリ電源の消費電流および発電機の発電量の少なくともいずれかに基づいて前記内燃機関の電気負荷による負荷変動を検出することを特徴とする請求項１項または２項記載の内燃機関のアイドル回転数制御装置。
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| JP2002262000A JP2004100530A (ja) | 2002-09-06 | 2002-09-06 | 内燃機関のアイドル回転数制御装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN103291483A (zh) * | 2013-05-21 | 2013-09-11 | 潍柴动力股份有限公司 | 负载突增防熄火方法、装置和使用该装置的电控发动机 |
| KR20180080042A (ko) * | 2017-01-03 | 2018-07-11 | 엘지전자 주식회사 | 엔진 발전 시스템 및 그 제어 방법 |
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2002
- 2002-09-06 JP JP2002262000A patent/JP2004100530A/ja active Pending
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| KR101926136B1 (ko) * | 2017-01-03 | 2018-12-06 | 엘지전자 주식회사 | 엔진 발전 시스템 및 그 제어 방법 |
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