JP2007023904A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の始動後の吸入空気量の補正量がより適正な値に設定される内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の始動後のアイドリング運転時に、吸入空気量の目標値と吸入空気量の計測値に基づいて吸入空気量の補正量を算出し（ステップＳ３、ステップＳ７）、前記算出された補正量に基づいて吸入空気量を制御する内燃機関の制御装置であって、前記吸入空気量の目標値に対応するスロットル開度又はアイドルスピードコントロールバルブの開度を含むアイドルスピードコントロール制御量と、前記補正量が算出されたときの前記アイドルスピードコントロール制御量とに基づいて、前記吸入空気量を制御する（ステップＳ１１）。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

特開平１１−２１０６０８号公報（特許文献１）には、内燃機関の始動後に浄化装置を早期に活性化して所要の浄化性能を確保するために内燃機関の吸入空気量を通常のアイドリング運転時よりも増量させつつ、内燃機関の回転数を目標回転数に収束させるように点火時期をフィードバック制御する場合に、内燃機関の回転数の制御性や安定性を向上させることができる内燃機関の制御装置として以下の構成が開示されている。即ち、この内燃機関の制御装置は、排気ガスを浄化装置を介して放出する内燃機関の始動後のアイドリング運転時に、内燃機関の吸入空気量を通常のアイドリング運転時の吸入空気量よりも所定の増量分、増量させる吸入空気量制御手段と、その吸入空気量の増量開始後に内燃機関の回転数を所定の目標回転数に収束させるように該内燃機関の点火時期の指令値をフィードバック制御処理により生成し、その生成した点火時期の指令値に基づき内燃機関の点火時期を制御することにより、該点火時期を遅角側に補正する点火時期制御手段とを備えた内燃機関の制御装置において、前記点火時期制御手段が前記フィードバック制御処理により生成した点火時期の指令値が、内燃機関の正常動作が可能な点火時期の所定の許容範囲内で該点火時期の遅角側に設定した所定の閾値よりも遅角側の値になったとき、前記吸入空気量の増量分を該吸入空気量の減少側に修正する手段を前記吸入空気量制御手段に具備している。

上記特許文献１の内燃機関の制御装置では、以下のことが行われている。前記点火時期制御手段が前記フィードバック制御処理により生成した点火時期の指令値が前記閾値よりも進角側に変化したとき、前記吸入空気量の増量分の減少側への修正量を現状の修正量に保持する。また、前記吸入空気量制御手段は、前記吸入空気量の増量分の非修正状態における該増量分を前記内燃機関の機関温度に応じて設定する。また、前記吸入空気量制御手段は、前記吸入空気量の増量分の非修正状態における該増量分を、内燃機関の始動直後は、徐々に増加させるように制御する。前記吸入空気量制御手段は、前記吸入空気量の増量分の非修正状態における該増量分を、該吸入空気量の増量制御を開始してから所定時間が経過した後にはあらかじめ定めた形態で時間の経過と共に徐々に減少させるように制御する。

特開平１１−２１０６０８号公報 特開平９−６８０８４号公報

内燃機関の始動後の吸入空気量の補正量（制御量）がより適正な値に設定されることが望まれる。
以下に、吸入空気量の補正量が、結果として不適正な値に設定されるケース［１］，［２］について説明する。

［１］上記特許文献１の装置では、上記のように、前記吸入空気量制御手段は、前記吸入空気量の増量分の非修正状態における該増量分を、該吸入空気量の増量制御を開始してから所定時間が経過した後にはあらかじめ定めた形態で時間の経過と共に徐々に減少させるように制御するが、この場合、中間温度において、空気量の過不足が生じる可能性がある。吸入空気量の誤差要因として、ＩＳＣＶ又はスロットルバルブの特性（経時変化）によって吸入空気量が減ることが挙げられるが、その誤差は主に開度によって変わる。よって、時間により空気量増量分を減少させると、不整合が生じる。

［２］また、上記特許文献１の技術では、点火Ｆ／Ｂ制御により生成した点火時期の指令値に基づいて、吸入空気量を増減させている。ところが、その点火時期の指令値は、燃料性状やエンジンフリクション等の個体差によっても変わる。例えば、重質燃料が使用されているときには、Ａ／Ｆがリーンとなり、出力トルクが低下し、エンジン回転数が低下するため、点火Ｆ／Ｂ制御として、点火時期は、進角側に設定される。上記特許文献１の装置では、点火時期が進角側に設定された場合には、空気量が増量される可能性があるため、空気量は過剰となる可能性がある。エンジン回転数が目標回転数と異なる値となる要因としては、吸入空気量の過不足のみではなく、燃料性状やエンジンフリクション等の個体差もあることから、点火時期の指令値に基づいて、吸入空気量を増減させると、吸入空気量を過補正させてしまう可能性がある。そこで、実際の吸入空気量を直接計測することにより、目標空気量に対して実際の空気量が足りているか否かを検出し、また、足りていない場合にはその不足量を求め、その不足量に基づいて、吸入空気量の補正量を求めることが考えられる。しかしながら、この方法では、実際の吸入空気量を直接計測する計測器に誤差（製造誤差が含まれる）があると、吸入空気量を過剰に補正してしまい、点火時期が目標値に安定しない可能性がある。

本発明の目的は、内燃機関の始動後の吸入空気量の補正量がより適正な値に設定される内燃機関の制御装置を提供することである。

本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の始動後のアイドリング運転時に、吸入空気量の目標値と吸入空気量の計測値に基づいて吸入空気量の補正量を算出し、前記算出された補正量に基づいて吸入空気量を制御する内燃機関の制御装置であって、前記吸入空気量の目標値に対応するスロットル開度又はアイドルスピードコントロールバルブの開度を含むアイドルスピードコントロール制御量と、前記補正量が算出されたときの前記アイドルスピードコントロール制御量とに基づいて、前記吸入空気量を制御することを特徴としている。

本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の始動後のアイドリング運転時に、吸入空気量の計測値に基づいて吸入空気量の補正量を算出し、前記算出された補正量に基づいて吸入空気量を制御する内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の水温に基づいて、前記吸入空気量を制御することを特徴としている。

本発明の内燃機関の制御装置において、前記内燃機関の回転数が目標回転数よりも予め設定された所定値以上大きい場合には、前記吸入空気量の制御量を減少させることを特徴としている。

本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の始動後のアイドリング運転時に、吸入空気量の計測値に基づいて吸入空気量の補正量を算出し、前記算出された補正量に基づいて吸入空気量を制御する内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の回転数を目標値に収束させるように点火時期のフィードバック制御を行っているときに、点火時期のフィードバック補正量が遅角側の値になる場合には、前記吸入空気量を増量させる制御を禁止することを特徴としている。

以下、図１から図６を参照して、本発明の内燃機関の制御装置の一実施形態につき詳細に説明する。

図１及び図５に示すように、本実施形態の内燃機関の制御装置１０は、エンジン始動後のアイドル時にエアフロメーター（ＡＦＭ）１２による吸入空気量の計測値に基づいて吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊを算出し（ステップＳ１１）、その算出した吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊに基づいて、スロットル開度１４を制御することにより（ステップＳ９）、吸入空気量を制御する。

内燃機関の制御装置１０は、エンジンの始動後のアイドリング運転時に、吸入空気量の目標値と吸入空気量の計測値に基づいて吸入空気量の補正量（Δｑｇａ、ｅｑｇａａｄｊ）を算出し、前記算出された補正量（Δｑｇａ、ｅｑｇａａｄｊ）に基づいて吸入空気量を制御する内燃機関の制御装置であって、前記吸入空気量の目標値に対応するスロットル開度又はアイドルスピードコントロールバルブの開度を含むアイドルスピードコントロール制御量（ｅｑｃａｌｂ、ステップＳ１）と、前記補正量（Δｑｇａ）が算出されたときの前記アイドルスピードコントロール制御量（ｅｑｂａｓｅ、ステップＳ４）とに基づいて、前記吸入空気量を制御するものである（ステップＳ１１、ステップＳ９）。

内燃機関の制御装置１０は、エンジンの始動後のアイドリング運転時に、吸入空気量の計測値に基づいて吸入空気量の補正量（Δｑｇａ、ｅｑｇａａｄｊ）を算出し、前記算出された補正量（Δｑｇａ、ｅｑｇａａｄｊ）に基づいて吸入空気量を制御する内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の水温ｅｔｈｗに基づいて、前記吸入空気量を制御するものである（ステップＳ１１、ステップＳ９）。

内燃機関の制御装置１０において、前記内燃機関の回転数（ｅｎｅ）が目標回転数（ｅｎｔｃａｌ）よりも予め設定された所定値以上大きい場合（ステップＳ１２−Ｙ）には、前記吸入空気量の制御量（ｅｑｇａａｄｊ）を減少させるものである（ステップＳ１３）。

内燃機関の制御装置１０は、エンジンの始動後のアイドリング運転時に、吸入空気量の計測値に基づいて吸入空気量の補正量（Δｑｇａ、ｅｑｇａａｄｊ）を算出し、前記算出された補正量（Δｑｇａ、ｅｑｇａａｄｊ）に基づいて吸入空気量を制御する内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の回転数を目標値に収束させるように点火時期のフィードバック制御を行っているときに（ステップＳ２−Ｙ）、点火時期のフィードバック補正量が遅角側の値になる場合には（ステップＳ５−Ｎ）、前記吸入空気量を増量させる制御を禁止する（ステップＳ６、ステップＳ７）ものである。

本実施形態の内燃機関の制御装置１０は、以下の（１）〜（３）の３つの制御を行う。
（１）吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊには、ＩＳＣ制御量又はエンジン水温に基づく影響を反映させる（ステップＳ１１）。具体的には、目標空気量とエアフロメーターＡＦＭによる吸入空気量の計測値との差Δｑｇａ（ステップＳ３）に基づいて設定された値（ステップＳ７）に対して、ＩＳＣ制御量又はエンジン水温に基づいて設定される反映係数Ｋを乗算することにより、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊを算出する（ステップＳ１１）。これにより、Δｑｇａ（ステップＳ３）に基づいて設定された値（ステップＳ７）よりも、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊを減少させることができる（ステップＳ１１）。このことから、ＩＳＣ又はスロットルバルブの特性（経時変化）が考慮され、吸入空気量の過不足が抑制される。

上記において、ＩＳＣ制御とは、アイドルスピードコントロール制御の意味であり、電子スロットルの場合にはスロットル開度、メカ式スロットルの場合には、ＩＳＣＶ（アイドルスピードコントロールバルブ）により制御する。

（２）吸入空気量の補正を実施中にエンジン回転数ｅｎｅが目標エンジン回転数ｅｎｔｃａｌより所定値以上高い状態が継続した場合には（ステップＳ１２−Ｙ）、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊを再度算出する、又は減衰させる（ステップＳ１３）。これにより、エンジン回転数ｅｎｅが目標エンジン回転数ｅｎｔｃａｌに近づき、結果として、空気量が過度に吸入される状態が抑制される。

（３）点火時期によるエンジン回転数のフィードバック制御（点火Ｆ／Ｂ制御）の補正量が遅角側に制御された（図２、点火Ｆ／Ｂ補正量ｅａｎｅｆｂが０以下）場合には（ステップＳ５−Ｎ）、吸入空気量の増量補正を禁止する（ステップＳ６、ステップＳ７）。吸入空気量の増量補正によってエンジン回転数が目標値よりも上がり過ぎ、点火時期の遅角側制御によって、その上がり過ぎた分を低下させるという事態にならないようにするためである。これにより、実際の吸入空気量を直接計測する計測器に誤差（製造誤差が含まれる）がある場合であっても、エンジン回転数、及び点火時期を共に目標値に安定化させることができる。

本実施形態において、点火Ｆ／Ｂ制御とは、内燃機関の始動後に浄化装置を早期に活性化して所要の浄化性能を確保するために内燃機関の吸入空気量を通常のアイドリング運転時よりも増量させつつ、内燃機関の回転数を目標回転数に収束させるように点火時期をフィードバック制御することを意味する。また、ＩＳＣ制御量とは、吸入空気量の所定の要求流量（Ｌ／ｓ）を吸入すべく設定されたスロットル開度またはＩＳＣＶの開度（°）に対応している（要求流量（Ｌ／ｓ）とスロットル開度またはＩＳＣＶの開度（°）とは１対１に対応している）。

通常時（冷間時以外、即ち点火Ｆ／Ｂ制御停止時）には、エンジン回転数によるフィードバック制御により、ＩＳＣ制御量が決定される。本実施形態の前提として、エンジン暖機後の吸入空気量は、アイドル回転のフィードバック制御（又は学習）により、ＩＳＣ（電子スロットル）の特性が経年変化等によりずれている場合であっても補正される（図６の開度θ１、θ２参照）。

図６を参照して、従来技術の問題点について説明する。
図６は、電子スロットルの特性による誤差のイメージ図である。図６において、符号６１は通常品の特性を示し、符号６２は経時変化による流量低下品の特性を示している。また、Ｑ１は暖機後に必要な吸入空気量を示し、Ｑ２は冷間時に必要な吸入空気量を示している。制御装置は、通常品（６１）において暖機後に必要な空気量Ｑ１を吸入するために必要なスロットル開度θ１を記憶しており、また、経時変化により流量が低下した後（６２）においてもその空気量Ｑ１を吸入するために必要なスロットル開度θ２を学習し記憶している。即ち、制御装置は、経時変化により流量が低下した後（６２）は、暖機後に必要な空気量Ｑ１を吸入するためには、通常品（６１）よりも開度を（θ２−θ１）の開度分だけ大きく設定することを学習し記憶している。

一方、冷間時に必要な空気量を吸入するためのスロットル開度については以下の通りである。制御装置は、通常品（６１）において冷間時に必要な空気量Ｑ２を吸入するために必要なスロットル開度θ３を記憶しているが、経時変化により流量が低下した後（６２）は、上記暖機後と同様に、スロットル開度を（θ２−θ１）の開度分だけ大きく設定した場合であっても、開度はθ４（＝θ３＋θ２−θ１）に設定されるだけであり、その結果、空気量は（Ｑ２−Ｑ３）の分だけ不足することになる。

上記のように、通常時（冷間時以外、即ち点火Ｆ／Ｂ制御停止時）には、エンジン回転数によるフィードバック制御により、ＩＳＣ制御量が決定される。本実施形態において、冷間時には、エンジン回転数は、点火Ｆ／Ｂ制御により制御され、ＩＳＣ制御量（ＩＳＣ開度）は、エアフロメータＡＦＭにより計測された吸入空気量により補正される（後述するステップＳ３の空気量補正量Δｑｇａ）。

以下、図１を参照して、本実施形態の動作を詳細に説明する。図１において、符号（１）〜（３）は、上記本実施形態の制御内容として述べた上記（１）〜（３）に対応している。

［ステップＳ１］
図１のステップＳ１では、エンジン水温ｅｔｈｗ、点火遅角量ｅａｃａｔ、外部負荷に基づいて、ＩＳＣ制御量（スロットル開度に対応）ｅｑｃａｌｂが算出される。エンジンの冷間運転時には、エミッション（触媒暖機）やアイドル安定性の要求から、アイドル回転数が高く設定されるとともに、点火時期の遅角制御が行われることから、ＩＳＣ制御量ｅｑｃａｌｂは、通常時よりも大きな値に設定される。一方、暖機が進むに連れて、ステップＳ１で求められるＩＳＣ制御量は、冷間時にステップＳ１で求められたＩＳＣ制御量に比べて、小さな値となる。

［ステップＳ２］
ステップＳ２では、エアフロメータＡＦＭを用いた吸入空気量の補正の実施条件が成立しているか否かが判定される。この場合、具体的には、点火Ｆ／Ｂ制御が実行中であるか否かが判定される。点火Ｆ／Ｂ制御は、冷間始動直後であって暖機前に行われるため、ステップＳ２では、結局、冷間始動直後であって暖機前の状態であるか否かが判定される。

この場合、ステップＳ２では、例えば、冷間始動後、所定期間内か否かが判定されることができる。ステップＳ２の判定の結果、エアフロメータＡＦＭを用いた吸入空気量の補正の実施条件が成立している場合（ステップＳ２−Ｙ）には、ステップＳ３に進み、そうでない場合（ステップＳ２−Ｎ、暖機過程を含む）には、ステップＳ１０に進む。

［ステップＳ３］
ステップＳ３では、目標空気量と、エアフロメータＡＦＭにより実測された吸入空気量の差が空気量補正量Δｑｇａとして求められる。ここで、目標空気量とは、上記ステップＳ１で求められたＩＳＣ制御量ｅｑｃａｌｂと、エンジン回転数に基づいて求められる。

後述するように、このステップＳ３で求められた空気量補正量Δｑｇａに基づいて、空気量補正量ｅｑｇａａｄｊが求められる（ステップＳ７）。ここで、上記のように、上記特許文献１の技術では、点火Ｆ／Ｂ制御により生成した点火時期の指令値に基づいて、吸入空気量を増減させている。ところが、その点火時期の指令値は、燃料性状やエンジンフリクション等の個体差によっても変わる。例えば、重質燃料が使用されているときには、Ａ／Ｆがリーンとなり、出力トルクが低下し、エンジン回転数が低下するため、点火Ｆ／Ｂ制御として、点火時期は、進角側に設定される。上記特許文献１の装置では、点火時期が進角側に設定された場合には、空気量が増量される可能性があるため、空気量は過剰となる可能性がある。エンジン回転数が目標回転数と異なる値となる要因としては、吸入空気量の過不足のみではなく、燃料性状やエンジンフリクション等の個体差があることから、点火時期の指令値に基づいて、吸入空気量を増減させると、吸入空気量を過補正させてしまう可能性がある。

これに対して、本実施形態では、吸入空気量をエアフロメータＡＦＭにより直接計測
することにより、目標空気量に対して実際の空気量が足りているか否かを検出することができ、また、足りていない場合にはその不足量を上記空気量補正量Δｑｇａとして求めることができ（ステップＳ３）、その空気量補正量Δｑｇａに基づいて、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊを求めることができる（ステップＳ７）。このため、燃料性状やエンジンフリクション等の個体差によって、点火Ｆ／Ｂ制御による点火時期の指令値が変動する場合であっても、吸入空気量を過補正させてしまうことが抑制される。ステップＳ３の次には、ステップＳ４に進む。

［ステップＳ４］
ステップＳ４では、上記ステップＳ３において空気量補正量Δｑｇａが求められた時のＩＳＣ制御量ｅｑｃａｌｂがデータｅｑｂａｓｅとして記憶される。ステップＳ４の次にステップＳ５が行われる。

［ステップＳ５］、［ステップＳ６］及び［ステップＳ７］
ステップＳ５では、点火Ｆ／Ｂ補正量ｅａｎｅｆｂ（図２）が０よりも大きい値であるか否か、即ち、点火Ｆ／Ｂ制御により点火時期が進角制御されているか否かが判定される。その判定の結果、点火Ｆ／Ｂ補正量ｅａｎｅｆｂが０よりも大きい値である場合（ステップＳ５−Ｙ）には、ステップＳ７に進み、前回の吸入空気量の空気量補正値ｅｑｇａａｄｊの値に上記ステップＳ３にて求められた空気量補正量Δｑｇａが加算されることにより、吸入空気量の空気量補正値ｅｑｇａａｄｊの更新（吸入空気量の増量補正）が行われる。一方、ステップＳ５にて否定的に判定された場合には、ステップＳ６に進み、空気量補正量Δｑｇａが０以下の値に抑えられ、吸入空気量の増量補正が禁止される（ステップＳ７）。以下、ステップＳ５〜ステップＳ７の上記動作について説明する。

ステップＳ７にて行われる吸入空気量の空気量補正値ｅｑｇａａｄｊの更新は、点火Ｆ／Ｂ制御を実施していることが前提となる（ステップＳ７は、ステップＳ２で肯定的に判定された後の流れにある）。目標空気量と実測した空気量の相関をとるときに、エンジン回転数（アイドル回転数）がその都度変わっていると、同一条件での制御ができなくなる。そのため、ステップＳ７は、点火Ｆ／Ｂ制御によって、エンジン回転数が目標値に制御されている必要がある。ステップＳ５〜ステップＳ７は、エンジン回転数が一定の条件で、空気量と点火時期の関係だけを制御しようとするものである。

上記のように、吸入空気量の増量補正（ステップＳ７）は、点火Ｆ／Ｂ補正量ｅａｎｅｆｂが０よりも大きい値であるとき（点火Ｆ／Ｂ制御により点火時期が進角制御されているとき）のみ行われ（ステップＳ５−Ｙ）、点火Ｆ／Ｂ補正量ｅａｎｅｆｂが０以下の値であるとき（点火時期の補正量が０であるとき又は点火時期が遅角制御されているとき）には、吸入空気量の増量補正は行われない（ステップＳ５−Ｎ、ステップＳ６）。

図２に示すように、符号ｔ０の時点では、エンジン回転数が目標値になるように点火Ｆ／Ｂ制御によって、点火時期が進角されている（点火Ｆ／Ｂ補正量ｅａｎｅｆｂが正の値になっている）。このことは、ｔ０の時点で仮に点火時期が進角されていないとすると、エンジン回転数が目標値よりも低くなることを意味している。このｔ０の時点で、エアフロメータＡＦＭにより計測された空気量が目標空気量に比べて少ない場合には、仮に点火時期が進角されていないとした場合にエンジン回転数が目標値よりも低くなる理由は、吸入空気量が少ないことにあることが分かる。このことから、吸入空気量を増やすとともに、それに対応して、点火時期の進角量（点火Ｆ／Ｂ補正量ｅａｎｅｆｂ）を小さくすることとする。即ち、符号ｔ１の時点から吸入空気量の増量補正が行われ（ステップＳ５−Ｙ、ステップＳ７）、これにより、出力トルクが増加し、エンジン回転数が上昇傾向となるため、点火Ｆ／Ｂ制御は相対的に遅角側に制御される（点火Ｆ／Ｂ補正量ｅａｎｅｆｂが減少する）。

このように、吸入空気量の増量補正がなされるとともに、点火Ｆ／Ｂ制御が相対的に遅角側に制御され、符号ｔ２の時点において点火Ｆ／Ｂ補正量ｅａｎｅｆｂが０となると（ステップＳ５−Ｎ）、それ以上の吸入空気量の増量が禁止される（ステップＳ６）。即ち、エアフロメータＡＦＭにより計測された空気量が目標空気量に比べて少ない場合であっても、点火Ｆ／Ｂ補正量ｅａｎｅｆｂが０となると（ステップＳ５−Ｎ）、それ以上の吸入空気量の増量が禁止される（ステップＳ６）。その理由は以下の通りである。

エアフロメータＡＦＭには、例えば±５％程度の製品誤差が含まれていることがある。本実施形態では、そのエアフロメータＡＦＭによる実測値に基づいて吸入空気量の増量補正（ステップＳ７）が行われるので、実際には、エアフロメータＡＦＭの製品誤差の分だけ目標空気量よりも多く空気量が吸入されてしまう可能性がある。この場合には、エンジン回転数が目標値よりも上昇するか、そのエンジン回転数の上昇を抑制するために点火時期を目標値よりも遅角側に制御することのいずれかが行われてしまう。そこで、本実施形態では、点火時期が目標値（点火Ｆ／Ｂ制御量ｅｑｎｅｆｂが０）となった時点で、それ以上の吸入空気量の増量を禁止することとしている（ステップＳ６）。

即ち、点火Ｆ／Ｂ補正量ｅａｎｅｆｂを負の値（点火時期を遅角制御、最終点火時期が目標値よりも遅角側に設定）にしてまでも、吸入空気量の増量補正を行うことは、過剰補正となるため行わない。点火Ｆ／Ｂ制御を行うことにより、エンジン回転数を目標値に安定させることができ、更に、その点火Ｆ／Ｂ補正量ｅａｎｅｆｂが０となった時点で（ステップＳ５−Ｎ）、それ以上の吸入空気量の増量を禁止すること（ステップＳ６）により点火時期を目標値に安定させることができる。これにより、エンジン回転数、及び点火時期の両方を共に目標値に安定化させることができる。エアフロメータＡＦＭによる実測値が目標空気量よりも少なくても、エンジン回転数、及び点火時期の両方が共に目標値に安定化していれば、問題は無い。ステップＳ７の次には、ステップＳ８に進む。

［ステップＳ８］及び［ステップＳ９］
ステップＳ８において、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊの値が０以上の値に制限された後、ステップＳ９において、ＩＳＣ制御量ｅｑｃａｌｂに吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊが加算され、その加算結果がＩＳＣ制御量（ｅｑｃａｌ）として求められる。スロットル開度（ＩＳＣ制御量）は、ステップＳ９にて求められたＩＳＣ制御量（ｅｑｃａｌ）だけ制御される。これにより、スロットル開度は、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊの分だけ開度が調整されるため、実際に吸入される空気量が目標空気量に近づくように補正される。ステップＳ９が行われた後には、ステップＳ１に戻る。

［ステップＳ１０］及び［ステップＳ１４］
ステップＳ１０では、空気量補正値ｅｑｇａａｄｊ（ステップＳ７）の算出量があるか否かが判定される。上記ステップＳ２において否定的に判定される場合には、点火Ｆ／Ｂ制御が終了した場合と、エンジン始動時に触媒暖機を行う必要が無い程度に温度が高く点火Ｆ／Ｂ制御が行われなかった場合の２パターンがある。この２パターンのうち後者の場合は、一度もステップＳ２において肯定的に判定されず、空気量補正値ｅｑｇａａｄｊが算出されたことがない場合であるため、ステップＳ１０では否定的に判定され、ステップＳ１４に進み、空気量補正値ｅｑｇａａｄｊが０に設定される。一方、前者の場合には、空気量補正値ｅｑｇａａｄｊが算出されているため、ステップＳ１０にて肯定的に判定され、上記ステップＳ１１に進む。

［ステップＳ１１］
ステップＳ１１では、反映係数Ｋが算出され、その算出された反映係数Ｋに基づいて、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊが決定される。上述のように、吸入空気量の誤差要因として、ＩＳＣ又はスロットルバルブの特性（経時変化を含む）が挙げられ、その誤差は主に開度によって変わる。このことから、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊは、スロットル特性の影響を考慮して決定すべく、スロットル特性の影響を反映させた反映係数Ｋが算出され、その算出された反映係数Ｋに基づいて、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊが決定される。

反映係数Ｋは、ＩＳＣ制御量に基づいて、算出される。即ち、反映係数Ｋは、ステップＳ４において上記データｅｑｂａｓｅとして記憶された、空気量補正量Δｑｇａが算出されたときのＩＳＣ制御量（ｅｑｃａｌｂ）に基づいて決定される。反映係数Ｋの算出において、その上記データｅｑｂａｓｅは、具体的には、現在の（ステップＳ１１が行われている時点での）ＩＳＣ制御量（ｅｑｃａｌｂ）と上記データｅｑｂａｓｅの比率（ｅｑｃａｌｂ／ｅｑｂａｓｅ）として反映され、そのＩＳＣ開度の比率（ｅｑｃａｌｂ／ｅｑｂａｓｅ）を反映係数Ｋとして求めることができる。
即ち、反映係数Ｋ＝（ｅｑｃａｌｂ／ｅｑｂａｓｅ）である。反映係数Ｋは、１以下の値となり、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊを減らす働きをする。

以下、具体的数値を用いて説明する。なお、ここで用いる具体的数値は、説明を簡略化するための数値であり、具体的な物理量の意味はない。例えば、冷間始動時のある制御サイクルのステップＳ１でＩＳＣ制御量がｅｑｃａｌｂが１０として求められ、点火Ｆ／Ｂ制御の実行中であるため（ステップＳ２−Ｙ）、ステップＳ３において、目標空気量（数値：１０）と、エアフロメーターＡＦＭによる実測値（例えば８）の差（例えば２）がΔｑｇａとして求められる。ステップＳ４では、このときのｅｑｃａｌｂ（本例では１０）がｅｑｂａｓｅとして、記憶される。その後、ステップＳ５〜Ｓ８を経て、ＩＳＣ開度ｅｑｃａｌが制御される（ステップＳ９）。その次の制御サイクルにおいて、暖機過程に入り（これにより点火Ｆ／Ｂ制御も終了）、エンジン水温ｅｔｈｗが上昇すると、ステップＳ１では、ＩＳＣ制御量がｅｑｃａｌｂが例えば５として求められ、点火Ｆ／Ｂ制御の実行中ではないと判定され（ステップＳ２−Ｎ）、ステップＳ１０において肯定的に判定されると、ステップＳ１１において、Ｋ＝（ｅｑｃａｌｂ／ｅｑｂａｓｅ）＝（５／１０）＝１／２と求められる。反映係数Ｋが乗算されることにより、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊを減らす働きをする。例えば、前回の制御サイクルの、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊが２であった場合（上記Δｑｇａと同じ値であるケースの場合）には、その吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊに、反映係数Ｋである１／２が乗算されることにより、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊが１となる。以上のように、反映係数Ｋにより、点火Ｆ／Ｂ制御の終了後（ステップＳ２−Ｎ）に、吸入空気量を減らす制御を行うとき（ステップＳ１０−Ｙ）に、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊに、スロットル特性の影響を反映させることができる。

図３は、エンジン水温とＩＳＣ開度の関係を示した図である。図３において、反映係数Ｋは、上記ＩＳＣ開度の比率（ｅｑｃａｌｂ／ｅｑｂａｓｅ）であり、最大で１．０という値となっている。上記比率の分子である上記ｅｑｃａｌｂは、図３に示すように、エンジン水温ｅｔｈｗとほぼ相関があるため（図中、Ｎレンジ、Ｄレンジ参照）、上記ＩＳＣ開度の比率（ｅｑｃａｌｂ／ｅｑｂａｓｅ）に代えて、エンジン水温ｅｔｈｗに基づいて、反映係数Ｋを求めることができる（図３及び図４参照）。上記ＩＳＣ開度の比率（ｅｑｃａｌｂ／ｅｑｂａｓｅ）に代えて、エンジン水温ｅｔｈｗに基づいて、反映係数Ｋを求める方が計算する必要が無い分だけ、容易に反映係数Ｋを求めることができる。

図３及び図４に示すように、点火Ｆ／Ｂ制御が終了する程度に（ステップＳ２−Ｎ、ステップＳ１０−Ｙ）、暖機が進んでエンジン水温が上昇したときには、反映係数Ｋは小さな値となり、これにより、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊも小さな値となる。ステップＳ１１の次には、ステップＳ１２が行われる。

［ステップＳ１２］及び［ステップＳ１３］
ステップＳ１２では、現在のエンジン回転数ｅｎｅと目標エンジン回転数ｅｎｔｃａｌとの差が予め設定された所定値よりも大きいか否かが判定される。その判定の結果、上記の差が上記所定値よりも大きい場合には、ステップＳ１３に進み、上記ステップＳ１１にて決定された吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊから予め設定された所定の減衰量（ＤＥＣ）だけ減算した値が吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊとされる。ここで、所定の減衰量（ＤＥＣ）は、パラメータによって変化しない任意の固定値である。なお、図１のステップＳ１２に関して、図示されないが、現在のエンジン回転数ｅｎｅと目標エンジン回転数ｅｎｔｃａｌとの差が予め設定された所定値よりも大きい状態が所定時間継続した場合に初めて、ステップＳ１３が行われる。ステップＳ１３の次、又は、ステップＳ１２において否定的に判定された場合には、ステップＳ８が行われる。

なお、このステップＳ８において、空気量補正制御は、増量側へ制限されている（減量側の補正は行わない）が、これは、上記図６を参照して説明したように、スロットルバルブが経時変化した場合には、デポジットの付着等により、通常品に比べて、吸入空気量が不足することに対応させて、増量側補正のみを実行するものである。

点火Ｆ／Ｂ制御の実行中（ステップＳ２−Ｙ）は、エンジン回転数が目標値になるように点火時期がフィードバック制御されるため、エンジン回転数が目標値よりも上昇することはない。また、上記ステップＳ５及びステップＳ６により、点火時期が目標値よりも遅角側にいこうとするときには吸入空気量の増量補正が禁止されるため、吸入空気量の増大によりエンジン回転数が目標値よりも上昇することはない。

一方、点火Ｆ／Ｂ制御の終了後（ステップＳ２−Ｎ）には、ステップＳ１１において反映係数Ｋにより吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊを小さくした上で、空気量補正（ステップＳ９）を行うが、その場合に、例えば外乱等の影響や、デポジットの付着によりスロットル特性がある開度を境に急変しており反映係数Ｋでは対応しきれなかった場合や、エンジン水温ｅｔｈｗが中間域であって反映係数Ｋ自身が急変する領域などで、吸入空気量が過多な状態となると、エンジン回転数ｅｎｅが目標エンジン回転数ｅｎｔｃａｌより大きく上昇し、不都合な状態（エンジン振動やオーバーランなど）となる。ステップＳ１２及びステップＳ１３は、このような場合に備えた動作である。

即ち、ステップＳ１３では、上記の場合の処理として、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊから所定量ＤＥＣだけ減算し、その減算後の値が新たな吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊとなるようにしている。即ち、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊを所定量ＤＥＣだけ減衰させ、又は、再度補正量ｅｑｇａａｄｊを算出させる（反省処理）。このように、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊを所定量ＤＥＣずつ減らすことにより、エンジン回転数ｅｎｅが目標エンジン回転数ｅｎｔｃａｌに近づくようにしている。

なお、点火Ｆ／Ｂ制御の終了後（ステップＳ２−Ｎ）には、上記のように、エンジン回転数が目標値となるようにＩＳＣ量（吸入空気量）がフィードバック制御されており、エンジン回転数と目標値との偏差が小さい場合には、このＩＳＣ量のフィードバック制御により、エンジン回転数を目標値に安定化させることができる。しかしながら、上記外乱等の影響により吸入空気量が過多な状態となり、エンジン回転数が目標値よりも大きく上昇することは不都合であることから、吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊがある場合（ステップＳ１０−Ｙ）には、その吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊから所定量ＤＥＣだけ減算し、その減算後の値が新たな吸入空気量の補正量ｅｑｇａａｄｊとなるようにしている（ステップＳ１３）。

以上述べた本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。

内燃機関の制御装置１０は、エンジンの始動後のアイドリング運転時に、吸入空気量の目標値と吸入空気量の計測値に基づいて吸入空気量の補正量（Δｑｇａ、ｅｑｇａａｄｊ）を算出し、前記算出された補正量（Δｑｇａ、ｅｑｇａａｄｊ）に基づいて吸入空気量を制御する内燃機関の制御装置であって、前記吸入空気量の目標値に対応するスロットル開度又はアイドルスピードコントロールバルブの開度を含むアイドルスピードコントロール制御量（ｅｑｃａｌｂ、ステップＳ１）と、前記補正量（Δｑｇａ）が算出されたときの前記アイドルスピードコントロール制御量（ｅｑｂａｓｅ、ステップＳ４）とに基づいて、前記吸入空気量を制御するものである（ステップＳ１１、ステップＳ９）ため、ＩＳＣＶ又はスロットルバルブの特性（経時変化）により吸入空気量が減る場合であって、しかも、その誤差が開度によって異なる場合であっても、吸入空気量の補正量をより適正な値に設定することができる。

内燃機関の制御装置１０は、エンジンの始動後のアイドリング運転時に、吸入空気量の計測値に基づいて吸入空気量の補正量（Δｑｇａ、ｅｑｇａａｄｊ）を算出し、前記算出された補正量（Δｑｇａ、ｅｑｇａａｄｊ）に基づいて吸入空気量を制御する内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の水温ｅｔｈｗに基づいて、前記吸入空気量を制御するものである（ステップＳ１１、ステップＳ９）ため、上記の効果に加えて、より簡易な方法で、吸入空気量の補正量をより適正な値に設定することができるという効果が得られる
。

内燃機関の制御装置１０において、前記内燃機関の回転数（ｅｎｅ）が目標回転数（ｅｎｔｃａｌ）よりも予め設定された所定値以上大きい場合（ステップＳ１２−Ｙ）には、前記吸入空気量の制御量（ｅｑｇａａｄｊ）を減少させるものであるため（ステップＳ１３）、例えば外乱等の影響により、吸入空気量が過多な状態となり、エンジン回転数が目標値よりも大きく上昇しようとする場合であっても、吸入空気量を減少させることができ、これにより、エンジン回転数を目標値に近づけることができる。

内燃機関の制御装置１０は、エンジンの始動後のアイドリング運転時に、吸入空気量の計測値に基づいて吸入空気量の補正量（Δｑｇａ、ｅｑｇａａｄｊ）を算出し、前記算出された補正量（Δｑｇａ、ｅｑｇａａｄｊ）に基づいて吸入空気量を制御する内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の回転数を目標値に収束させるように点火時期のフィードバック制御を行っているときに（ステップＳ２−Ｙ）、点火時期のフィードバック補正量が遅角側の値になる場合には（ステップＳ５−Ｎ）、前記吸入空気量を増量させる制御を禁止する（ステップＳ６、ステップＳ７）ものであるため、実際の吸入空気量を直接計測する計測器に誤差（製造誤差が含まれる）がある場合であっても、吸入空気量の過剰な補正が抑制され、点火時期を目標値に安定化させることができる。

本発明の内燃機関の制御装置の第１実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の内燃機関の制御装置の第１実施形態の動作を示すグラフである。 本発明の内燃機関の制御装置の第１実施形態のエンジン水温とＩＳＣ開度との関係を示すグラフである。 本発明の内燃機関の制御装置の第１実施形態のエンジン水温と反映係数との関係を示すグラフである。 本発明の内燃機関の制御装置の第１実施形態が適用された概略構成を示すブロック図である。 一般の通常品と流量低下品のスロットル開度特性との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ 内燃機関の制御装置
１２ エアフロメーター
１４ スロットル開度

Claims (4)

1. 内燃機関の始動後のアイドリング運転時に、吸入空気量の目標値と吸入空気量の計測値に基づいて吸入空気量の補正量を算出し、前記算出された補正量に基づいて吸入空気量を制御する内燃機関の制御装置であって、
   前記吸入空気量の目標値に対応するスロットル開度又はアイドルスピードコントロールバルブの開度を含むアイドルスピードコントロール制御量と、前記補正量が算出されたときの前記アイドルスピードコントロール制御量とに基づいて、前記吸入空気量を制御する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 内燃機関の始動後のアイドリング運転時に、吸入空気量の計測値に基づいて吸入空気量の補正量を算出し、前記算出された補正量に基づいて吸入空気量を制御する内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の水温に基づいて、前記吸入空気量を制御する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記内燃機関の回転数が目標回転数よりも予め設定された所定値以上大きい場合には、前記吸入空気量の制御量を減少させる
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 内燃機関の始動後のアイドリング運転時に、吸入空気量の計測値に基づいて吸入空気量の補正量を算出し、前記算出された補正量に基づいて吸入空気量を制御する内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の回転数を目標値に収束させるように点火時期のフィードバック制御を行っているときに、点火時期のフィードバック補正量が遅角側の値になる場合には、前記吸入空気量を増量させる制御を禁止する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。

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