JP2016098786A - Internal combustion engine control device - Google Patents

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晃次 市川
Koji Ichikawa
晃次 市川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To sufficiently suppress an engine stall and an increase of a rotating speed in a transient state while ensuring the stability of a control in a steady state when an intake amount and ignition timing are controlled on the basis of first and second demanded torques calculated in response to a rotating speed deviation ΔNE during idling driving.SOLUTION: When an engine rotating speed NE is lower than a target rotating speed NE0 in a transient state where a rotating speed deviation ΔNE is not smaller than a predetermined value, an increment of a second demanded torque by correcting ignition timing to be advanced is set larger than an increment of a first demanded torque by correcting an intake quantity to be increased. When the engine rotating speed NE is higher than the target rotating speed NE0 in the transient state, a decrement of the second demanded torque by correcting the ignition timing to be retarded is set greater than a decrement of the first demanded torque by correcting the intake quantity to be decreased.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、アイドル運転時などの機関回転数を制御する内燃機関の制御装置に関し、特に、負荷の変動によって機関回転数が急変する過渡状態に好適な制御の技術に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that controls the engine speed during idle operation, and more particularly to a control technique suitable for a transient state in which the engine speed changes suddenly due to load fluctuations.

従来より一般に車両などに搭載された内燃機関においては、アイドル運転時の機関回転数を目標回転数になるようにフィードバック制御しており、ISC(Idle Speed Control)制御と呼ばれている。これは、クランクポジションセンサの信号に基づいて算出される現在の機関回転数と目標回転数との偏差に応じて、吸気量や点火時期を補正することにより、機関回転数を目標回転数に近づくように制御するものである。   Conventionally, in an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like, feedback control is performed so that the engine speed during idle operation becomes a target speed, which is called ISC (Idle Speed Control) control. This is because the engine speed approaches the target speed by correcting the intake air amount and the ignition timing in accordance with the deviation between the current engine speed calculated based on the signal of the crank position sensor and the target speed. Is to control.

このようなISC制御のフィードバックゲインは、機関回転数の変動が比較的小さな定常状態でハンチングなど制御の不安定化を招かないように設定されているため、例えば、エアコンのコンプレッサなど補機の動作状態の変化によって、機関の負荷が大きく変動する過渡状態では、機関回転数の急変を十分に抑制することができず、一時的に回転が落ち込んだり、逆に吹け上がったりすることがある。   The feedback gain of such ISC control is set so as not to cause instability of control such as hunting in a steady state where the engine speed fluctuation is relatively small. In a transient state in which the engine load greatly fluctuates due to a change in state, a sudden change in the engine speed cannot be sufficiently suppressed, and the rotation may temporarily drop or may be increased.

これについて例えば特許文献1に記載の制御装置では、機関回転数に基づいてフィードバック補正を行うだけでなく、これと並行して、補機の動作状態に応じてフィードフォワードで吸気量を補正するようにしている。これにより、フィードバックゲインをあまり大きくしなくても、過渡状態では吸気量の補正量が大きくなって、機関回転数の急変を或る程度、抑制することができる。   In this regard, for example, the control device described in Patent Document 1 not only performs feedback correction based on the engine speed, but in parallel with this, the intake air amount is corrected by feedforward according to the operating state of the auxiliary machine. I have to. Thus, even if the feedback gain is not increased so much, the correction amount of the intake air amount becomes large in the transient state, and a sudden change in the engine speed can be suppressed to some extent.

特開平09−032612号公報JP 09-032612 A

ところで、前記のように負荷が大きく変動する過渡状態においては、内燃機関の吸気系における吸気の輸送遅れの影響が強く現れることから、吸気量の補正量を大きくしても、気筒内へ充填される吸気の量はすぐには変化しない。また、機関回転数が同じであっても、気筒内に充填される吸気の量にはばらつきがあり、これに応じて点火時期も進角寄り、或いは遅角寄りにばらつくことになる。   By the way, in the transient state in which the load greatly fluctuates as described above, the influence of the intake transport delay in the intake system of the internal combustion engine appears strongly, so that even if the correction amount of the intake air amount is increased, the cylinder is filled. The amount of intake air does not change immediately. Further, even if the engine speed is the same, the amount of intake air charged in the cylinder varies, and the ignition timing also varies toward an advance angle or a delay angle accordingly.

このため、例えば、負荷の急増によって機関回転数が落ち込み、目標回転数よりも低くなったとき、この回転数の偏差に応じて吸気量が増量補正されるとともに、点火時期が進角補正されても、これによる機関トルクの上昇が間に合わず、エンストするおそれがあった。すなわち、前記のように吸気量の遅れが大きいことから、気筒内の吸気量はすぐには十分に多くはならないので、このときに点火時期が遅角寄りにばらついていると、機関トルクの上昇が遅れてしまうからである。   For this reason, for example, when the engine speed drops due to a sudden increase in load and becomes lower than the target speed, the intake air amount is corrected to increase in accordance with the deviation in the engine speed, and the ignition timing is corrected to advance. However, the increase of the engine torque due to this could not be in time, and there was a risk of stalling. That is, since the intake air amount delay is large as described above, the intake air amount in the cylinder does not immediately increase sufficiently. If the ignition timing varies at this time, the engine torque increases. Because it will be delayed.

反対に、負荷の急減によって機関回転数が目標回転数よりも高くなると、この回転数の偏差に応じて吸気量が減量補正されるとともに、点火時期が遅角補正されることになるが、この場合も気筒内の吸気量はすぐには減少しないので、このときに点火時期が進角寄りにばらついていると、機関トルクの減少が間に合わず、回転が吹け上がってしまう。   On the other hand, if the engine speed becomes higher than the target speed due to a sudden decrease in load, the intake amount is corrected to decrease according to the deviation in the engine speed, and the ignition timing is retarded. In this case as well, the intake air amount in the cylinder does not decrease immediately. If the ignition timing varies at this time, the engine torque does not decrease in time and the rotation increases.

このような問題点を考慮して本発明の目的は、アイドル運転時の機関回転数の制御において、定常状態での制御の安定性を確保しながら、過渡状態におけるエンストや回転の吹け上がりを十分に抑制することである。   In consideration of such problems, the object of the present invention is to sufficiently control engine speed during idle operation while ensuring stability of steady-state control and sufficient engine stall and rotation in a transient state. It is to suppress.

本願の発明者は、前記のように過渡状態において吸気の遅れが大きくなることに着目し、遅れの少ない点火時期の制御をより効果的に行うことによって、機関回転数の制御性を高めるようにした。   The inventor of the present application pays attention to the fact that the delay of the intake air becomes large in the transient state as described above, and improves the controllability of the engine speed by more effectively controlling the ignition timing with less delay. did.

具体的に本発明は、内燃機関のアイドル運転時に、機関回転数の目標回転数からの偏差(回転数偏差)に応じて吸気量および点火時期を補正することにより、機関回転数が前記目標回転数に近づくようにフィードバック制御する内燃機関の制御装置を対象とし、この制御装置が、前記回転数偏差に基づいて、吸気量を制御するための第1の要求トルク、および点火時期を制御するための第2の要求トルクをそれぞれ算出するように構成されているものとする。   Specifically, the present invention corrects the intake air amount and the ignition timing in accordance with the deviation of the engine speed from the target speed (rotational speed deviation) during the idling operation of the internal combustion engine, so that the engine speed becomes the target speed. A control device for an internal combustion engine that performs feedback control so as to approach the number, and this control device controls the first required torque for controlling the intake air amount and the ignition timing based on the rotational speed deviation. It is assumed that each of the second required torques is calculated.

そして、前記回転数偏差が所定以上に大きな過渡状態において、機関回転数が目標回転数よりも低い場合は、点火時期を進角補正するための第2の要求トルクの増大分が、吸気量を増量補正するための第1の要求トルクの増大分よりも大きくなるように、当該第1および第2の要求トルクを算出する一方、機関回転数が目標回転数よりも高い場合は、点火時期を遅角補正するための第2の要求トルクの減少分が、吸気量を減量補正するための第1の要求トルクの減少分よりも大きくなるように、当該第1および第2の要求トルクを算出する構成とした。   When the engine speed is lower than the target engine speed in a transient state where the engine speed deviation is larger than a predetermined value, the amount of increase in the second required torque for correcting the ignition timing leads to the intake air amount. The first and second required torques are calculated so as to be larger than the increase in the first required torque for correcting the increase amount. On the other hand, if the engine speed is higher than the target speed, the ignition timing is set. The first and second required torques are calculated so that the amount of decrease in the second required torque for correcting the retard angle is greater than the amount of decrease in the first required torque for correcting the amount of intake air. It was set as the structure to do.

前記のように構成された制御装置では、内燃機関のアイドル運転時に、回転数偏差に応じて吸気量および点火時期が補正されることで、機関回転数が目標回転数に近づくようにフィードバック制御される。すなわち、回転数偏差に基づいて第1および第2の要求トルクが算出され、その第1の要求トルクに基づいて吸気量の制御が行われるとともに、第2の要求トルクに基づいて点火時期の制御が行われる。   In the control device configured as described above, during the idling operation of the internal combustion engine, feedback control is performed so that the engine speed approaches the target speed by correcting the intake air amount and the ignition timing according to the speed deviation. The That is, the first and second required torques are calculated based on the rotational speed deviation, the intake amount is controlled based on the first required torque, and the ignition timing is controlled based on the second required torque. Is done.

ここで、まず、前記第1および第2の要求トルクを基本的には、回転数偏差が変動しても、あまり大きく変化しないように算出すれば、機関回転数の変動が比較的小さな定常状態において、ハンチングなどの制御の不安定化を招かないようにすることができる。そのためには、例えば、要求トルクの算出の際に回転数偏差に乗算する比例ゲインの値を小さめに設定すればよい。   Here, first, if the first and second required torques are basically calculated so that even if the rotational speed deviation fluctuates, it does not change so much, a steady state where the fluctuation of the engine rotational speed is relatively small. Therefore, it is possible to prevent instability of control such as hunting. For this purpose, for example, the value of the proportional gain that is multiplied by the rotational speed deviation when calculating the required torque may be set to be small.

また、例えば補機の動作状態が変化し、負荷の変動によって回転数偏差が所定以上に大きくなった過渡状態では、前記第2の要求トルクの増大変化を第1の要求トルクに比べて大きくする。例えば、補機が動作を開始し、負荷の急増によって機関回転数が落ち込んで、回転数偏差が大きくなったときは、点火時期を制御するための第2の要求トルクの増大分を、吸気量を制御するための第1の要求トルクの増大分よりも大きくする。   Further, for example, in a transient state where the operating state of the auxiliary machine has changed and the rotational speed deviation has become larger than a predetermined value due to a load change, the increase change of the second required torque is made larger than the first required torque. . For example, when the auxiliary machine starts operation and the engine speed drops due to a sudden increase in load and the speed deviation becomes large, the increase in the second required torque for controlling the ignition timing is calculated as the intake air amount. It is made larger than the increase amount of the first required torque for controlling.

こうすれば、第2の要求トルクに基づいて点火時期が、より早くより進角側に制御されることになるので、応答性の高い点火時期の進角制御によって、速やかに機関トルクを上昇させることができる。これにより、前記のように落ち込んだ機関回転数が上昇し、エンストが抑制される。つまり耐エンスト性が向上する。   In this way, the ignition timing is controlled to the advance side earlier based on the second required torque, and therefore the engine torque is quickly increased by the advance control of the ignition timing with high responsiveness. be able to. As a result, the engine speed that has fallen as described above increases, and engine stall is suppressed. That is, the engine stall resistance is improved.

一方、補機が動作を停止し、負荷の急減によって機関回転数が上昇して、回転数偏差が大きくなれば、点火時期を制御するための第2の要求トルクの減少分を、吸気量を制御するための第1の要求トルクの減少分よりも大きくする。こうすれば、第2の要求トルクに基づいて点火時期が、より早くより遅角側に制御されることになり、応答性の高い点火時期の遅角制御によって、速やかに機関トルクを低下させることができる。   On the other hand, if the auxiliary machine stops operating, the engine speed increases due to a sudden decrease in load, and the engine speed deviation increases, the decrease in the second required torque for controlling the ignition timing is reduced by the intake amount. It is made larger than the reduction amount of the first required torque for control. In this way, the ignition timing is controlled earlier and more retarded based on the second required torque, and the engine torque can be quickly reduced by retarding the ignition timing with high responsiveness. Can do.

よって、目標回転数を超えて上昇しようとする機関回転の吹け上がりを十分に抑制することができる。しかも、第1の要求トルクの減少分が相対的に少なくなるので、この第1の要求トルクに基づいて制御される吸気量があまり少なくはならない。よって、仮にその後、急に負荷が増大したとしても、これに応じて増量される吸気量の遅れが小さくなり、このことによっても耐エンスト性が向上する。   Therefore, it is possible to sufficiently suppress the engine speed from rising exceeding the target rotational speed. Moreover, since the amount of decrease in the first required torque is relatively small, the amount of intake air controlled based on the first required torque is not so small. Therefore, even if the load suddenly increases thereafter, the delay of the intake amount that is increased accordingly becomes small, and this also improves the engine stall resistance.

本発明によれば、内燃機関のアイドル運転時に、回転数偏差に基づいて算出した第1および第2の要求トルクに応じて、機関回転数が目標回転数に近づくように吸気量および点火時期をそれぞれ制御する場合に、吸気量の制御の遅れが大きくなる過渡状態においては、遅れの少ない点火時期の制御を効果的に行うことによって、機関回転数の制御性を高めることができ、これによりエンストや回転の吹け上がりを十分に抑制できる。   According to the present invention, during the idling operation of the internal combustion engine, the intake air amount and the ignition timing are set such that the engine speed approaches the target speed according to the first and second required torques calculated based on the speed deviation. When each control is performed, in a transient state in which the delay in control of the intake air becomes large, the control of the engine speed can be improved by effectively controlling the ignition timing with a small delay, thereby increasing the engine speed. And the rise of rotation can be sufficiently suppressed.

実施形態に係るエンジンの概略構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of an engine concerning an embodiment. 実施形態のISC制御におけるエンジンの回転数とトルクとの関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the rotation speed of an engine and torque in the ISC control of embodiment. ISC制御の具体的な処理の流れを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the flow of a specific process of ISC control. 定常状態における要求トルクを示す図2相当図である。FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2 showing a required torque in a steady state. 過渡状態における要求トルクを示す図2相当図である。FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2 showing a required torque in a transient state.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では一例として、ガソリンエンジンに本発明を適用した場合について説明するが、これに限らず、ガスエンジンやアルコール燃料を用いる内燃機関であってもよい。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the case where the present invention is applied to a gasoline engine will be described as an example. However, the present invention is not limited to this, and an internal combustion engine using a gas engine or alcohol fuel may be used.

(エンジンの概略構成)
図1は、本実施形態に係るエンジン1の概略構成を示す。このエンジン1は一例として多気筒ガソリンエンジンであって、各気筒2には燃焼室11を区画するようにピストン12が収容されている。ピストン12とクランクシャフト13はコンロッド14によって連結され、シリンダブロック17の下部には、クランクシャフト13の回転角(クランク角)を検出するクランクポジションセンサ61が配設されている。
(Schematic configuration of the engine)
FIG. 1 shows a schematic configuration of an engine 1 according to the present embodiment. The engine 1 is a multi-cylinder gasoline engine as an example, and each cylinder 2 accommodates a piston 12 so as to define a combustion chamber 11. The piston 12 and the crankshaft 13 are connected by a connecting rod 14, and a crank position sensor 61 that detects the rotation angle (crank angle) of the crankshaft 13 is disposed below the cylinder block 17.

一方、シリンダブロック17の上端にはシリンダヘッド18が締結されて、各気筒2の上端を閉ざしている。このシリンダヘッド18には、気筒2内に臨むように点火プラグ20が配設され、後述のECU6によって制御されるイグナイタ21から電圧の供給を受けて火花放電するようになっている。なお、シリンダブロック17の側壁の上部には、エンジン1の冷却水温を検出する水温センサ62が配設されている。   On the other hand, a cylinder head 18 is fastened to the upper end of the cylinder block 17 to close the upper end of each cylinder 2. The cylinder head 18 is provided with a spark plug 20 so as to face the cylinder 2, and is supplied with a voltage from an igniter 21 controlled by an ECU 6 described later to discharge sparks. A water temperature sensor 62 that detects the cooling water temperature of the engine 1 is disposed on the upper side wall of the cylinder block 17.

また、シリンダヘッド18には、各気筒2内の燃焼室11に連通するように吸気通路3および排気通路4が形成されている。燃焼室11に臨む吸気通路3の下流端(吸気流れの下流端)には吸気バルブ31が配設され、同様に排気通路4の上流端(排気流れの上流端)には排気バルブ41が配設されている。これら吸気バルブ31および排気バルブ41を動作させるための動弁系はシリンダヘッド18に設けられている。   An intake passage 3 and an exhaust passage 4 are formed in the cylinder head 18 so as to communicate with the combustion chamber 11 in each cylinder 2. An intake valve 31 is disposed at the downstream end of the intake passage 3 facing the combustion chamber 11 (downstream end of the intake flow), and similarly, an exhaust valve 41 is disposed at the upstream end of the exhaust passage 4 (upstream end of the exhaust flow). It is installed. A valve operating system for operating the intake valve 31 and the exhaust valve 41 is provided in the cylinder head 18.

一例として本実施形態の動弁系は、吸気バルブ31および排気バルブ41をそれぞれ駆動する吸気カムシャフト31aおよび排気カムシャフト41aを備えている。これらのカムシャフト31a,41aが、図示しないタイミングチェーンなどを介してクランクシャフト13により駆動されることで、吸気バルブ31および排気バルブ41が所定のタイミングで開閉される。   As an example, the valve train of the present embodiment includes an intake camshaft 31a and an exhaust camshaft 41a that drive the intake valve 31 and the exhaust valve 41, respectively. The camshafts 31a and 41a are driven by the crankshaft 13 via a timing chain (not shown), so that the intake valve 31 and the exhaust valve 41 are opened and closed at a predetermined timing.

そして、前記吸気通路3には、エアクリーナ32、エアフローメータ63、吸気温センサ64(エアフローメータ63に内蔵)、および、電子制御式のスロットルバルブ33が配設されている。このスロットルバルブ33はスロットルモータ34によって駆動され、吸気の流れを絞ってエンジン1の吸気量を調整するものであり、その開度(スロットル開度)は、後述のECU6によって制御される。   In the intake passage 3, an air cleaner 32, an air flow meter 63, an intake air temperature sensor 64 (built in the air flow meter 63), and an electronically controlled throttle valve 33 are disposed. The throttle valve 33 is driven by a throttle motor 34 to adjust the intake air amount of the engine 1 by restricting the flow of intake air, and the opening degree (throttle opening degree) is controlled by an ECU 6 described later.

また、吸気通路3には各気筒2毎に燃料噴射用のインジェクタ35も配設されており、このインジェクタ35が後述のECU6によって制御され、吸気通路3内に燃料を噴射する。こうして噴射された燃料が吸気と混合されて気筒2内に吸入され、点火プラグ20により点火されて燃焼する。これにより発生した既燃ガスは排気通路4へ流出し、触媒42によって浄化される。なお、触媒42の上流側には空燃比センサ65が配設されている。   The intake passage 3 is also provided with an injector 35 for fuel injection for each cylinder 2. The injector 35 is controlled by an ECU 6 to be described later and injects fuel into the intake passage 3. The fuel thus injected is mixed with the intake air and sucked into the cylinder 2, and is ignited by the spark plug 20 and burned. The burnt gas generated thereby flows out into the exhaust passage 4 and is purified by the catalyst 42. Note that an air-fuel ratio sensor 65 is disposed upstream of the catalyst 42.

−ECU−
ECU6は、公知の電子制御ユニット(Electronic Control Unit)からなり、図示は省略するが、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)およびバックアップRAMなどを備えている。CPUは、ROMに記憶された制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、RAMは、CPUでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶し、バックアップRAMは例えばエンジン1の停止時に保存すべきデータ等を記憶する。
-ECU-
The ECU 6 includes a known electronic control unit (Electronic Control Unit). Although not shown, the ECU 6 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a backup RAM, and the like. . The CPU executes various arithmetic processes based on the control program and map stored in the ROM. In addition, the RAM temporarily stores calculation results in the CPU, data input from each sensor, and the like, and the backup RAM stores data to be saved when the engine 1 is stopped, for example.

ECU6には、前記したようにクランクポジションセンサ61、水温センサ62、エアフローメータ63、吸気温センサ64、空燃比センサ65などが接続されており、また、図1に示すように、車室内に設けられたアクセルペダル7の操作量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ67も接続されている。さらに、ECU6には、各種補機の動作状態を示す信号が入力されるようになっており、例えばエアコンの動作状態を制御するエアコンコントローラ66からエアコンのオンオフを示す信号が入力される。   As described above, the ECU 6 is connected to the crank position sensor 61, the water temperature sensor 62, the air flow meter 63, the intake air temperature sensor 64, the air-fuel ratio sensor 65, and the like. As shown in FIG. An accelerator opening sensor 67 for detecting the operation amount (accelerator opening) of the accelerator pedal 7 is also connected. Further, the ECU 6 receives signals indicating the operating states of various auxiliary machines. For example, a signal indicating ON / OFF of the air conditioner is input from an air conditioner controller 66 that controls the operating state of the air conditioner.

そして、ECU6は、前記の各種センサなどから入力する信号に基づいて種々の制御プログラムを実行することにより、アクセル開度やエンジン1の負荷および回転数、或いは車速等に基づいてエンジン1の目標トルクを算出し、この目標トルクを出力するように、点火プラグ20による点火時期の制御、スロットルモータ34によるスロットル開度の制御(即ち、吸気量の制御)、およびインジェクタ35による燃料噴射の制御を実行する。   Then, the ECU 6 executes various control programs based on signals input from the various sensors and the like, so that the target torque of the engine 1 is determined based on the accelerator opening, the load and rotation speed of the engine 1, or the vehicle speed. And control of the ignition timing by the spark plug 20, control of the throttle opening by the throttle motor 34 (ie, control of the intake air amount), and control of fuel injection by the injector 35 so as to output this target torque. To do.

ここで、エンジン1の目標トルクは、エンジン1とトランスミッションとの協調制御によって、運転者が車両に対し要求する挙動を実現することができるようなトルクであり、このように運転者の操縦感覚と密接な関係がある「トルク」を基準とする制御とすることで、ドライバビリティを向上できる。つまり、本実施形態では、いわゆるトルクディマンド方式のエンジン制御を行うようになっている。   Here, the target torque of the engine 1 is a torque that can realize the behavior required by the driver with respect to the vehicle by cooperative control of the engine 1 and the transmission. By using the control based on “torque” that is closely related, drivability can be improved. That is, in the present embodiment, so-called torque demand type engine control is performed.

このようなトルクディマンド方式のエンジン制御では、運転者が車両に求める駆動力に対して、エンジン1や動力伝達系でロスとなる摩擦などの損失分のトルクを加えて、エンジン1への要求トルクを算出し、これを実現するように吸気量や燃料噴射量、点火時期等の制御を行う。さらに、ECU6は、以下に説明するようにアイドル運転時のエンジン回転数(機関回転数)を目標回転数になるようにフィードバック制御する(ISC制御)。   In such torque demand type engine control, a torque required for the engine 1 is obtained by adding a torque corresponding to a loss such as friction that is lost in the engine 1 or the power transmission system to the driving force required by the driver for the vehicle. And the intake air amount, fuel injection amount, ignition timing, and the like are controlled so as to realize this. Further, as described below, the ECU 6 performs feedback control so that the engine speed (engine speed) during idle operation becomes the target speed (ISC control).

(ISC制御)
ISC制御は、エンジン1のアイドル運転時に、エンジン回転数NEが目標回転数NE0になるように、それらの偏差(NE−NE0:以下、回転数偏差ΔNE)に応じて吸気量および点火時期をフィードバック補正するものである。本実施形態では、トルクディマンド方式のエンジン制御を基本とするので、ISC制御においても回転数偏差ΔNEに基づいて、吸気量および点火時期をそれぞれ制御するための要求トルクを算出するようにしている。
(ISC control)
In the ISC control, during the idling operation of the engine 1, the intake air amount and the ignition timing are fed back according to the deviation (NE-NE0: hereinafter, the rotational speed deviation ΔNE) so that the engine rotational speed NE becomes the target rotational speed NE0. It is to correct. In the present embodiment, torque demand type engine control is basically used, and therefore, in ISC control, the required torque for controlling the intake air amount and the ignition timing is calculated based on the rotational speed deviation ΔNE.

すなわち、一例として図2に示すグラフNのように、予めエンジン1には、その摩擦などによる損失を補い、エンジン回転数NEを目標回転数NE0に維持するために必要なトルクが設定されている。このグラフNは、エンジン回転数NEの上昇に伴い機械的な摩擦や油膜の剪断抵抗が増大することを考慮して、実験・計算等によって適合した「必要なトルク」の値をマップとして設定したものであって、例えば、ECU6のROMに記憶されている。   That is, as an example, as shown in a graph N shown in FIG. 2, the engine 1 is preliminarily set with a torque necessary to compensate for a loss due to friction or the like and maintain the engine speed NE at the target speed NE0. . In this graph N, the value of “necessary torque” adapted by experiments and calculations is set as a map in consideration of the increase in mechanical friction and the shear resistance of the oil film as the engine speed NE increases. For example, it is stored in the ROM of the ECU 6.

図2に現れているように「必要なトルク」は、エンジン回転数NEの上昇に連れて緩やかに上昇する右上がりのグラフNになる。これに対してアイドル運転時の要求トルクは、目標回転数NE0に対応する点P0でグラフNと交差する右下がりのグラフRとして表される。こうすれば、目標回転数NE0における要求トルクが「必要なトルク」と一致し、トルクの収支によってエンジン回転数NEが目標回転数NE0に維持されるようになる。   As shown in FIG. 2, the “necessary torque” becomes a graph N that rises to the right gradually increasing as the engine speed NE increases. On the other hand, the required torque during the idle operation is represented as a downward-sloping graph R that intersects the graph N at a point P0 corresponding to the target rotational speed NE0. In this way, the required torque at the target rotational speed NE0 matches the “necessary torque”, and the engine rotational speed NE is maintained at the target rotational speed NE0 by the balance of torque.

例えば、グラフR上の点P1のように、エンジン回転数NE1が目標回転数NE0よりも低いときには、回転数偏差ΔNE1に基づいて算出される要求トルクT1が「必要なトルク」よりも大きくなるので、エンジン1の出力トルク(以下、エンジントルク)が増大し、エンジン回転数NEが上昇する。一方、エンジン回転数NE2が目標回転数NE0よりも高い点P2では、回転数偏差ΔNE2に基づいて算出される要求トルクT2が「必要なトルク」よりも小さくなり、エンジン回転数NEは低下するようになる。   For example, when the engine speed NE1 is lower than the target speed NE0 as indicated by a point P1 on the graph R, the required torque T1 calculated based on the speed deviation ΔNE1 is larger than the “necessary torque”. The output torque of the engine 1 (hereinafter referred to as engine torque) increases, and the engine speed NE increases. On the other hand, at the point P2 where the engine speed NE2 is higher than the target speed NE0, the required torque T2 calculated based on the speed deviation ΔNE2 becomes smaller than the “necessary torque”, and the engine speed NE decreases. become.

つまり、回転数偏差ΔNEに基づいて算出される要求トルクの増減によって、エンジン回転数NEが目標回転数NE0に近づくようになっている。このような要求トルクは、詳しくは後述するが、エンジン回転数NEやエンジン水温などに基づいて設定されるベース値に、回転数偏差ΔNEに応じた補正係数kstb1,kstb2を乗算して得られる。また、補正係数kstb1,kstb2は、回転数偏差ΔNEおよび比例ゲインK1,K2の関数として得られる。   That is, the engine rotational speed NE approaches the target rotational speed NE0 by increasing or decreasing the required torque calculated based on the rotational speed deviation ΔNE. As will be described in detail later, such required torque is obtained by multiplying a base value set based on the engine speed NE, the engine water temperature, and the like by correction coefficients kstb1 and kstb2 corresponding to the speed deviation ΔNE. The correction coefficients kstb1 and kstb2 are obtained as a function of the rotational speed deviation ΔNE and the proportional gains K1 and K2.

一般にフィードバック制御の比例ゲインは、直接的に制御の応答性に関係するものであり、本実施形態では、エンジン回転数NEの変動が小さな定常状態でハンチングなど制御の不安定化を招かないよう、小さめの値に設定されている。そして、例えば、エアコンのコンプレッサなど補機の動作状態が変化し、負荷が大きく変動する過渡状態では、エンジン回転数NEの急変を抑制するために比例ゲインK1,K2の値を変更するようにしている。   In general, the proportional gain of feedback control is directly related to control responsiveness, and in this embodiment, in order to prevent instability of control such as hunting in a steady state where the fluctuation of the engine speed NE is small. It is set to a smaller value. For example, in a transient state where the operating state of an auxiliary machine such as an air conditioner compressor changes and the load fluctuates greatly, the values of the proportional gains K1 and K2 are changed in order to suppress a sudden change in the engine speed NE. Yes.

−具体的な処理の流れ−
以下にISC制御の具体的な処理の流れを、前記図2および図4〜5も参照しながら、図3のフローチャートに沿って説明する。なお、このISC制御ルーチンは、エンジン1の始動後にECU6において所定のタイミングで実行される。
-Specific processing flow-
Hereinafter, a specific flow of processing of the ISC control will be described along the flowchart of FIG. 3 with reference to FIG. 2 and FIGS. This ISC control routine is executed at a predetermined timing in the ECU 6 after the engine 1 is started.

まず、図3に示すスタート後のステップST1では、アクセル開度センサ67からの信号に基づいてエンジン1のアイドル運転時であるかどうか判定する。例えば、アクセル開度が所定の閾値(実質、ゼロとなるように予め設定した閾値)以下であれば、肯定判定(YES)してステップST2に進む一方、アクセル開度が前記の閾値を超えていれば否定判定(NO)して、ISC制御のルーチンを抜ける(エンド)。   First, in step ST1 after the start shown in FIG. 3, it is determined whether or not the engine 1 is idling based on a signal from the accelerator opening sensor 67. For example, if the accelerator opening is equal to or smaller than a predetermined threshold (substantially set to be zero in advance), an affirmative determination (YES) is made and the process proceeds to step ST2, while the accelerator opening exceeds the threshold. If so, a negative determination (NO) is made and the routine of ISC control is exited (END).

ステップST2では、エンジン水温に応じて設定した目標回転数NE0に対応する「必要なトルク」を、図2のマップから読み込んで設定する(必要なトルクの設定)。なお、エアコンコントローラ66からの信号に基づいて、動作中の補機があることを検出すれば、この補機を駆動するために必要なトルク(それぞれの補機について予め設定済み)を付加して、前記「必要なトルク」を設定する。   In step ST2, “necessary torque” corresponding to the target rotational speed NE0 set according to the engine water temperature is read from the map of FIG. 2 and set (setting of required torque). If it is detected based on a signal from the air conditioner controller 66 that there is an operating auxiliary machine, a torque necessary for driving this auxiliary machine (preset for each auxiliary machine) is added. The “necessary torque” is set.

そして、ステップST3では、「必要なトルク」に予め設定してあるリザーブトルクを加えて、第1の要求トルクのベース値を算出する。こうしてリザーブトルクを加えるのは、応答性の高い点火時期の制御によってエンジントルクを調整するためである。すなわち、前記の如く吸気量の制御には比較的大きな遅れがあるので、過渡的には応答性の高い点火時期の制御によってエンジントルクを増減させる必要がある。   In step ST3, a reserve torque set in advance to “necessary torque” is added to calculate a base value of the first required torque. The reason why the reserve torque is applied in this way is to adjust the engine torque by controlling the ignition timing with high responsiveness. That is, since there is a relatively large delay in the intake air amount control as described above, it is necessary to increase or decrease the engine torque by controlling the ignition timing with a high response.

そのために、予め点火時期はMBT(Minimum Advance for Best Torque)よりも或る程度、遅角側に設定しなくてはならないが、後述する空気量の制御においては、空燃比が理論空燃比であり、点火時期はMBTであると仮定して、吸気量(スロットル開度)の制御を行うようにしいているので、このことを前提に設定されている「必要なトルク」に、点火時期の遅角によるトルクの減少分をリザーブトルクとして加えるのである。   For this purpose, the ignition timing must be set to a retarded side to some extent with respect to MBT (Minimum Advance for Best Torque) in advance, but in the air amount control described later, the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio. Assuming that the ignition timing is MBT, the intake air amount (throttle opening) is controlled. Therefore, the “required torque” set on the assumption of the ignition timing is retarded. The decrease in torque due to is added as reserve torque.

このため、図4に実線のグラフR1として示すように、第1の要求トルクのベース値は、図2のマップを参照して上述したグラフR(図4には破線のグラフR2として示す)に比べて、前記リザーブトルクの分、大きな値になっている。なお、点火時期を制御するための第2の要求トルクのベース値は、前記「必要なトルク」を用いればよいので、これは図4に破線で示すグラフR2のようになる。   Therefore, as shown by a solid line graph R1 in FIG. 4, the base value of the first required torque is shown in the graph R described above with reference to the map of FIG. 2 (shown as a broken line graph R2 in FIG. 4). Compared with the reserve torque, the value is larger. Since the “necessary torque” may be used as the base value of the second required torque for controlling the ignition timing, this is as shown by a graph R2 indicated by a broken line in FIG.

続いてステップST4において、エンジン1が定常状態であるかどうか判定する。例えば、エアコンコントローラ66からの信号に基づいて、エアコンがオンからオフへ、或いはオフからオンへ切り替わった後の所定時間は、負荷の変動によってエンジン1の回転数偏差ΔNEが所定以上に大きな過渡状態であると判定できる。なお、エアコンなど補機の駆動トルクの変化量を推定し、これにより過渡状態を判定するようにしてもよい。   Subsequently, in step ST4, it is determined whether or not the engine 1 is in a steady state. For example, based on a signal from the air conditioner controller 66, a predetermined time after the air conditioner is switched from on to off or from off to on is a transient state in which the rotational speed deviation ΔNE of the engine 1 is larger than a predetermined value due to load fluctuation. Can be determined. It should be noted that the amount of change in the driving torque of an auxiliary device such as an air conditioner may be estimated, and the transient state determined by this.

そして、前記のように過渡状態であると判定した場合、ステップST4では否定判定(NO)となり、後述のステップST8に進む一方、それ以外の場合は定常状態であると肯定判定(YES)して、ステップST5に進む。このステップST5では、エンジン1の回転数偏差ΔNEに応じて第1および第2の要求トルクを補正するための補正係数kstb1,kstb2を算出する。   And when it determines with it being a transient state as mentioned above, it becomes negative determination (NO) in step ST4, and while progressing to step ST8 mentioned later, it affirmatively determines (YES) that it is a steady state in other cases. The process proceeds to step ST5. In step ST5, correction coefficients kstb1 and kstb2 for correcting the first and second required torques are calculated in accordance with the rotational speed deviation ΔNE of the engine 1.

第1の要求トルクを補正するための補正係数kstb1は、空気量の補正制御に好適な比例ゲインK1および回転数偏差ΔNEの関数であり、第2の要求トルクを補正するための補正係数kstb2は、点火時期の補正制御に好適な比例ゲインK2および回転数偏差ΔNEの関数である。一例として補正係数kstb1,kstb2は、以下の式によって算出することができる。 kstb1 = −K1×ΔNE+1 , kstb2 = −K2×ΔNE+1   The correction coefficient kstb1 for correcting the first required torque is a function of the proportional gain K1 and the rotation speed deviation ΔNE suitable for air amount correction control, and the correction coefficient kstb2 for correcting the second required torque is This is a function of a proportional gain K2 and a rotational speed deviation ΔNE suitable for ignition timing correction control. As an example, the correction coefficients kstb1 and kstb2 can be calculated by the following equations. kstb1 = −K1 × ΔNE + 1, kstb2 = −K2 × ΔNE + 1

このように算出される補正係数kstb1,kstb2の値は、回転数偏差ΔNE=0であれば、kstb1,kstb2=1になり、ΔNE<0であれば、kstb1,kstb2>1になり、ΔNE>0であれば、0<kstb1,kstb2<1になる。また、比例ゲインK1,K2の値はそれぞれ実験・計算等によって適合されており、ECU6のROMに記憶されている。制御の安定性を確保するために、定常状態の比例ゲインK1,K2の値は小さめに設定されており、これをエンジン水温が低いほど、大きな値になるような1次元のマップに設定してもよい。   The values of the correction coefficients kstb1 and kstb2 calculated in this way are kstb1 and kstb2 = 1 if the rotational speed deviation ΔNE = 0, and kstb1 and kstb2> 1 if ΔNE <0, and ΔNE>. If 0, 0 <kstb1, kstb2 <1. Further, the values of the proportional gains K1 and K2 are adapted by experiments and calculations, respectively, and are stored in the ROM of the ECU 6. In order to ensure the stability of the control, the values of the proportional gains K1 and K2 in the steady state are set to be small, and this is set to a one-dimensional map that becomes larger as the engine water temperature is lower. Also good.

そして、ステップST6では、第1および第2の要求トルクのベース値にそれぞれ補正係数kstb1,kstb2を乗算して、第1および第2の要求トルクを算出する。具体的に、図4のグラフR2(破線のグラフ)を参照して第2の要求トルクについて説明すると、エンジン回転数NEが目標回転数NE0と一致していて、回転数偏差ΔNE=0であれば、補正係数kstb2=1になるので、第2の要求トルクはベース値になる。   In step ST6, the first and second required torques are calculated by multiplying the base values of the first and second required torques by the correction coefficients kstb1 and kstb2, respectively. Specifically, the second required torque will be described with reference to the graph R2 (broken line graph) in FIG. 4. If the engine rotational speed NE matches the target rotational speed NE0 and the rotational speed deviation ΔNE = 0. For example, since the correction coefficient kstb2 = 1, the second required torque becomes the base value.

また、目標回転数NE0よりも低回転側では回転数偏差ΔNE<0になって、補正係数kstb2>1になり、第2の要求トルクはベース値よりも大きくなる。このとき、より低回転側ほど第2の要求トルクは大きくなる。一方、目標回転数NE0よりも高回転側では、回転数偏差ΔNE>0になって、補正係数kstb2<1になり、第2の要求トルクはベース値よりも小さくなる。このとき、より高回転側ほど第2の要求トルクは小さくなる。   Further, at a lower speed side than the target rotational speed NE0, the rotational speed deviation ΔNE <0, the correction coefficient kstb2> 1, and the second required torque becomes larger than the base value. At this time, the second required torque increases as the speed decreases. On the other hand, on the higher rotation side than the target rotation speed NE0, the rotation speed deviation ΔNE> 0, the correction coefficient kstb2 <1, and the second required torque becomes smaller than the base value. At this time, the second required torque is smaller as the speed is higher.

そのように補正係数kstb1,kstb2を介して、第1および第2の要求トルクを補正する比例ゲインK1,K2の大きさは、図4のグラフR1,R2の傾きに反映される。すなわち、例えばグラフR2の傾きは、比例ゲインK2が小さいほど緩やかになって、回転数偏差ΔNEの大きさ(絶対値)に対する要求トルクの変化の度合いが小さくなる。反対に比例ゲインK2が大きいほどグラフR2の傾きは急峻になり、回転数偏差ΔNEの大きさに対する要求トルクの変化の度合いが大きくなるのである。   As described above, the magnitudes of the proportional gains K1 and K2 for correcting the first and second required torques are reflected in the slopes of the graphs R1 and R2 in FIG. 4 via the correction coefficients kstb1 and kstb2. That is, for example, the slope of the graph R2 becomes gentler as the proportional gain K2 decreases, and the degree of change in the required torque with respect to the magnitude (absolute value) of the rotational speed deviation ΔNE decreases. Conversely, as the proportional gain K2 increases, the slope of the graph R2 becomes steeper, and the degree of change in the required torque with respect to the magnitude of the rotational speed deviation ΔNE increases.

そのようにして算出される第1の要求トルクに基づいて、ステップST7では、空燃比が理論空燃比であり、点火時期はMBTであると仮定して、第1の要求トルクを得るために必要な気筒2内への吸気の充填量(吸気充填効率)を求め、エンジン回転数NEや吸気の温度および圧力なども考慮して、スロットル開度を制御する。また、前記のように算出した第2の要求トルクに基づいて、予め設定された1次元のマップを参照等して点火時期を制御する。   Based on the first required torque thus calculated, in step ST7, it is necessary to obtain the first required torque on the assumption that the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio and the ignition timing is MBT. The amount of intake air into the cylinder 2 (intake charging efficiency) is obtained, and the throttle opening is controlled in consideration of the engine speed NE and the intake air temperature and pressure. Further, the ignition timing is controlled by referring to a preset one-dimensional map based on the second required torque calculated as described above.

このようにエンジン1の定常状態では、補機の動作も考慮して設定されたベース値を、回転数偏差ΔNEに基づく補正係数kstb1,kstb2によって補正し、第1および第2の要求トルクを求めるようにしており、その補正のための比例ゲインK1,K2が小さめの値に設定されていることから、ハンチングなど制御の不安定化を招くことなく、エンジン回転数NEを目標回転数NE0に維持することができる。   As described above, in the steady state of the engine 1, the base value set in consideration of the operation of the auxiliary machine is corrected by the correction coefficients kstb1 and kstb2 based on the rotational speed deviation ΔNE to obtain the first and second required torques. Since the proportional gains K1 and K2 for the correction are set to smaller values, the engine speed NE is maintained at the target speed NE0 without causing instability of control such as hunting. can do.

−過渡状態でのゲインの切り替え−
前述した定常状態での制御に対して、図3のフローのステップST4において定常状態にないと否定判定(NO)して進んだステップST8では、エンジン1の回転数偏差ΔNEが所定以上に大きくなった過渡状態であるから、エンジン回転数NEの落ち込みなどを抑制するために、比例ゲインK1,K2の値を切り替える。これにより、第1および第2の要求トルクが過渡状態に適したものに変更される。
-Switching gain in transient state-
In contrast to the above-described control in the steady state, in step ST8 that proceeds with a negative determination (NO) in step ST4 of the flow of FIG. 3 that the engine 1 has not reached the steady state, the rotational speed deviation ΔNE of the engine 1 becomes greater than a predetermined value. Therefore, the values of the proportional gains K1 and K2 are switched in order to suppress a drop in the engine speed NE and the like. As a result, the first and second required torques are changed to those suitable for the transient state.

すなわち、前記のように回転数偏差ΔNEが大きくなった過渡状態においては、吸気の輸送遅れの影響が強く現れることから、第1の要求トルクを変化させても、気筒2内へ充填される吸気の量はすぐには変化しない。また、エンジン回転数NEが同じであっても、気筒2内に充填される吸気の量にはばらつきがあり、これに応じて点火時期も進角寄り、或いは遅角寄りにばらつくことになる。   That is, in the transient state in which the rotational speed deviation ΔNE is large as described above, the influence of the intake transportation delay appears strongly, so that the intake air that is charged into the cylinder 2 even if the first required torque is changed. The amount does not change immediately. Further, even if the engine speed NE is the same, the amount of intake air charged in the cylinder 2 varies, and the ignition timing also varies toward an advance angle or a delay angle accordingly.

このため、例えばエアコンがオンになり、負荷の急増によってエンジン回転数NEが急低下すると、上述したように回転数偏差ΔNEに応じて吸気量が増量補正され、点火時期が進角側に補正されても、これによるエンジントルクの上昇が間に合わず、エンストするおそれがあった。これは、吸気量の遅れが大きいことから、気筒2内の吸気量はすぐには十分に多くはならないので、このときに点火時期が遅角寄りにばらついていると、エンジントルクの上昇が遅れてしまうからである。   For this reason, for example, when the air conditioner is turned on and the engine speed NE suddenly decreases due to a sudden increase in load, the intake air amount is corrected to increase according to the engine speed deviation ΔNE as described above, and the ignition timing is corrected to the advance side. However, the increase in engine torque due to this could not be in time, and there was a risk of stalling. This is because the amount of intake air in the cylinder 2 does not immediately increase sufficiently because the delay in the intake amount is large. If the ignition timing varies at this time, the increase in engine torque is delayed. Because it will end up.

反対に、例えばエアコンのコンプレッサがオフになり負荷の急減によってエンジン回転数NEが目標回転数NE0よりも高くなると、回転数偏差ΔNEに応じて吸気量が減量補正され、点火時期が遅角側に補正されることになるが、この場合も気筒2内の吸気量はすぐには減少しないので、このときに点火時期が進角寄りにばらついていると、エンジントルクの減少が間に合わず、回転が吹け上がってしまう。   On the other hand, for example, when the compressor of the air conditioner is turned off and the engine speed NE becomes higher than the target speed NE0 due to a sudden decrease in the load, the intake air amount is corrected to decrease according to the rotational speed deviation ΔNE, and the ignition timing is retarded. In this case as well, the amount of intake air in the cylinder 2 does not decrease immediately. If the ignition timing varies at this time, the engine torque will not decrease in time, and the engine will not rotate. It blows up.

このような問題点を考慮して本実施形態では、過渡状態では前記のように吸気の遅れが大きくなることに着目し、遅れの少ない点火時期の補正制御を効果的に行うことによって、エンジン回転数NEの制御性を高めるようにしている。具体的に前記のステップST8においては、エンジン回転数NEが目標回転数NE0よりも低い場合、比例ゲインK1は変更せず、比例ゲインK2の値は大きくする。また、前記ステップST8においては、エンジン回転数NEが目標回転数NE0よりも高い場合、比例ゲインK1の値は小さくし、比例ゲインK2の値は大きくする。   In consideration of such problems, in the present embodiment, focusing on the fact that the delay of the intake air becomes large in the transient state as described above, by effectively performing the correction control of the ignition timing with a small delay, the engine rotation The controllability of several NEs is improved. Specifically, in step ST8, when the engine speed NE is lower than the target speed NE0, the proportional gain K1 is not changed and the value of the proportional gain K2 is increased. In step ST8, when the engine speed NE is higher than the target speed NE0, the value of the proportional gain K1 is decreased and the value of the proportional gain K2 is increased.

このように変更する過渡状態の比例ゲインK1,K2の値についても、定常状態の値と同様にそれぞれ実験・計算等によって適合されて、ECU6のROMに記憶されている。なお、過渡状態の比例ゲインK1,K2の値についても、エンジン水温が低いほど、大きな値になるような1次元のマップに設定してもよい。   The values of the proportional gains K1 and K2 in the transient state that are changed in this way are also adapted by experiments, calculations, and the like as in the steady state values, and are stored in the ROM of the ECU 6. The values of the proportional gains K1 and K2 in the transient state may also be set to a one-dimensional map that becomes larger as the engine coolant temperature is lower.

そして、前記のように比例ゲインK1,K2の値を変更すると、図4を参照して上述した第1および第2の要求トルクのグラフR1,R2がそれぞれ以下のように変化する。すなわち、吸気量の制御に関わる第1の要求トルクのグラフR1は、図5において仮想線から実線のように変化し、目標回転数NE0よりも低回転側では変化しないが、高回転側では傾きが緩くなる。   When the values of the proportional gains K1 and K2 are changed as described above, the first and second required torque graphs R1 and R2 described above with reference to FIG. 4 change as follows. That is, the first required torque graph R1 related to the control of the intake air amount changes from a virtual line to a solid line in FIG. 5 and does not change on the low rotation side than the target rotation speed NE0, but the inclination on the high rotation side. Becomes loose.

つまり、エンジン1が定常状態から過渡状態になったとき、目標回転数NE0よりも低回転側では、回転数偏差ΔNEに対応する第1の要求トルクの増大量が定常状態と同じになる一方、高回転側では、回転数偏差ΔNEに対応する第1の要求トルクの減少量が定常状態に比べて小さくなる。   That is, when the engine 1 changes from the steady state to the transient state, the amount of increase in the first required torque corresponding to the rotational speed deviation ΔNE becomes the same as that in the steady state on the lower rotational side than the target rotational speed NE0. On the high speed side, the amount of decrease in the first required torque corresponding to the rotational speed deviation ΔNE is smaller than in the steady state.

また、点火時期の制御に関わる第2の要求トルクのグラフR2は、図5において仮想線から波線のように変化し、目標回転数NE0の低回転側および高回転側の両方において傾きが急になる。すなわち、目標回転数NE0よりも低回転側では、回転数偏差ΔNEに対応する第2の要求トルクの増大量が大きくなり、反対に高回転側では、回転数偏差ΔNEに対応する第2の要求トルクの減少量が大きくなる。   In addition, the second required torque graph R2 related to the ignition timing control changes from a virtual line to a wavy line in FIG. 5, and the slope is steep on both the low speed side and the high speed side of the target rotational speed NE0. Become. That is, the amount of increase in the second required torque corresponding to the rotational speed deviation ΔNE increases on the low rotational side from the target rotational speed NE0, and conversely, on the high rotational side, the second demand corresponding to the rotational speed deviation ΔNE. The amount of torque reduction increases.

言い換えると、エンジン1が定常状態から過渡状態になれば、目標回転数NE0よりも低回転側では、第2の要求トルクの増大分が第1の要求トルクの増大分よりも大きくなる一方、高回転側では第2の要求トルクの減少分が第1の要求トルクの減少分よりも大きくなるのである。なお、本実施形態では、エンジン回転数NEが所定回転数NE*以下の場合のみ、比例ゲインK1,K2が切り替えられる。   In other words, if the engine 1 changes from the steady state to the transient state, the increase in the second required torque becomes larger than the increase in the first required torque on the low rotation side from the target rotational speed NE0, On the rotation side, the decrease in the second required torque is larger than the decrease in the first required torque. In the present embodiment, the proportional gains K1 and K2 are switched only when the engine speed NE is equal to or lower than the predetermined speed NE *.

そのように切り替えられた比例ゲインK1,K2の値を用いて、前記のステップST7では、第1の要求トルクに基づいてスロットル開度の制御が行われ、第2の要求トルクに基づいて点火時期の制御が行われる。これにより、例えばエアコンがオンになり、エンジン回転数NEが落ち込んで、回転数偏差ΔNEが大きくなったとき、これに応じて増大量の大きくなる第2の要求トルクに基づいて、点火時期がより早くより進角側に制御されるようになる。   In step ST7, the throttle opening is controlled based on the first required torque using the values of the proportional gains K1, K2 thus switched, and the ignition timing is determined based on the second required torque. Is controlled. Thereby, for example, when the air conditioner is turned on, the engine speed NE falls, and the speed deviation ΔNE increases, the ignition timing is further increased based on the second required torque that increases in accordance with this. It will be controlled to the more advanced side sooner.

この際、第1の要求トルクに基づいて制御されるスロットル開度については、定常状態と同様に増大することになるが、応答性の高い点火時期の制御が前記のように、より早くより進角側の点火時期に制御されるのでて、速やかにエンジントルクを上昇させることができる。よって、前記のように落ち込んだエンジン回転数NEが上昇し、エンストが抑制される。つまり耐エンスト性が向上する。   At this time, the throttle opening controlled based on the first required torque increases in the same manner as in the steady state. However, as described above, the control of the highly responsive ignition timing proceeds more quickly. Since the ignition timing on the corner side is controlled, the engine torque can be quickly increased. Therefore, the engine speed NE that has fallen as described above increases, and engine stall is suppressed. That is, the engine stall resistance is improved.

一方、例えばエアコンがオフになり、エンジン回転数NEが上昇して、回転数偏差ΔNEが大きくなったときには、これに応じて減少量の大きくなる第2の要求トルクに基づいて、点火時期がより早くより遅角側に制御されることになる。よって、応答性の高い点火時期の遅角制御によって速やかにエンジントルクを低下させることができ、目標回転数NE0を超えて上昇しようとするエンジン回転数の吹け上がりを十分に抑制できる。   On the other hand, for example, when the air conditioner is turned off and the engine speed NE rises and the engine speed deviation ΔNE increases, the ignition timing is further increased based on the second required torque that increases in accordance with this. It will be controlled to the retard side earlier. Therefore, the engine torque can be quickly reduced by the retarding control of the ignition timing with high responsiveness, and the engine speed increase that exceeds the target rotational speed NE0 can be sufficiently suppressed.

この際、回転数偏差ΔNEに対応する第1の要求トルクの減少量は定常状態に比べて小さくなっているので、スロットル開度はあまり小さくはならないが、吸気量は遅れが大きいので、その影響は小さい。むしろ、スロットル開度があまり小さくならず、吸気量があまり少なくならないことから、仮にその後、急に負荷が増大した場合に、これに応じて増量される吸気量の遅れが小さくなって、耐エンスト性がさらに向上する。   At this time, since the amount of decrease in the first required torque corresponding to the rotational speed deviation ΔNE is smaller than that in the steady state, the throttle opening is not so small, but the intake amount has a large delay. Is small. Rather, since the throttle opening does not become too small and the intake air amount does not decrease too much, if the load suddenly increases after that, the delay in the intake air amount increased accordingly becomes small, and the The nature is further improved.

したがって、本実施形態のISC制御によれば、回転数偏差ΔNEに基づいて算出する第1および第2の要求トルクに応じて、吸気量および点火時期をそれぞれ好適に制御することができる。すなわち、定常状態では比例ゲインK1,K2を小さめの値に設定して、制御の安定性を確保しながら、負荷の変動する過渡状態では、遅れの少ない点火時期の制御を効果的に行うことによってエンジン回転数NEの制御性を高めて、エンストや回転の吹け上がりを十分に抑制できる。   Therefore, according to the ISC control of the present embodiment, the intake air amount and the ignition timing can be suitably controlled according to the first and second required torques calculated based on the rotational speed deviation ΔNE. That is, by setting the proportional gains K1 and K2 to a small value in the steady state and ensuring the stability of the control, in the transient state where the load fluctuates, the ignition timing is effectively controlled with little delay. The controllability of the engine speed NE can be improved, and engine stall and engine speed can be sufficiently suppressed.

(他の実施形態)
上述した実施形態の記載はあくまで例示に過ぎず、本発明の構成や用途などについても限定することを意図しない。すなわち、前記の実施形態では過渡状態におけるISC制御の比例ゲインK1を、エンジン回転数NEが目標回転数NE0よりも低い場合は変更せず、目標回転数NE0よりも高い場合は小さな値に変更する一方、比例ゲインK2の値は、エンジン回転数NEに依らず大きくするようにしているが、これには限定されない。
(Other embodiments)
The description of the above-described embodiment is merely an example, and is not intended to limit the configuration or application of the present invention. That is, in the above-described embodiment, the proportional gain K1 of the ISC control in the transient state is not changed when the engine speed NE is lower than the target speed NE0, and is changed to a small value when the engine speed NE is higher than the target speed NE0. On the other hand, the value of the proportional gain K2 is increased regardless of the engine speed NE, but is not limited thereto.

例えば、過渡状態においても比例ゲインK1の値は変更しないようにしてもよいし、エンジン回転数NEに依らず小さくするようにしてもよい。また、比例ゲインK1の値を、エンジン回転数NEが目標回転数NE0よりも低い場合は小さな値に変更し、目標回転数NE0よりも高い場合は変更しないようにしてもよい。   For example, the value of the proportional gain K1 may not be changed even in a transient state, or may be decreased regardless of the engine speed NE. Further, the value of the proportional gain K1 may be changed to a smaller value when the engine speed NE is lower than the target speed NE0, and may not be changed when the engine speed NE is higher than the target speed NE0.

さらに、過渡状態において比例ゲインK1の値も大きくするようにしてもよいが、この場合でも比例ゲインK1の増大量は、比例ゲインK2の増大に比べて小さくする。つまり、過渡状態においてエンジン回転数NEが目標回転数NE0よりも低い場合は、第2の要求トルクの増大分が第1の要求トルクの増大分よりも大きくなる一方、目標回転数NE0よりも高い場合は、第2の要求トルクの減少分が第1の要求トルクの減少分よりも大きくなるように、比例ゲインK1,K2の値を設定すればよい。   Furthermore, the value of the proportional gain K1 may be increased in the transient state, but even in this case, the increase amount of the proportional gain K1 is made smaller than the increase of the proportional gain K2. In other words, when the engine speed NE is lower than the target speed NE0 in the transient state, the increase in the second required torque is larger than the increase in the first required torque, but is higher than the target speed NE0. In this case, the values of the proportional gains K1 and K2 may be set so that the decrease amount of the second required torque is larger than the decrease amount of the first request torque.

或いは、そうして比例ゲインK1,K2の値を変更することにも限定されず、例えば、回転数偏差ΔNEに基づいてマップなどを参照し、第1および第2の要求トルクを算出するようにしてもよい。この場合は、定常状態のマップとは別に過渡状態のマップを設定して、前記のように過渡状態で目標回転数NE0よりも低回転側では、第2の要求トルクの増大分が第1の要求トルクの増大分よりも大きくなる一方、高回転側では第2の要求トルクの減少分が第1の要求トルクの減少分よりも大きくなるようにすればよい。   Alternatively, it is not limited to changing the values of the proportional gains K1 and K2, and for example, the first and second required torques are calculated by referring to a map or the like based on the rotational speed deviation ΔNE. May be. In this case, a transient state map is set separately from the steady state map, and as described above, the increase in the second required torque is the first increase amount on the lower side of the target rotational speed NE0 in the transient state. While the increase is larger than the increase in the required torque, the decrease in the second request torque may be larger than the decrease in the first request torque on the high rotation side.

また、前記の実施形態では、過渡状態になったときに比例ゲインK1,K2を切り替える際、比例ゲインK1,K2の値を直ちに過渡状態に対応するものに変更するようにしているが、比例ゲインK1,K2の値を定常状態に対応して設定されたものから過渡状態に対応して設定されたものへ、徐々に変更するようにしてもよい。   In the above embodiment, when the proportional gains K1 and K2 are switched in the transient state, the values of the proportional gains K1 and K2 are immediately changed to those corresponding to the transient state. The values of K1 and K2 may be gradually changed from those set corresponding to the steady state to those set corresponding to the transient state.

本発明は、アイドル運転時の回転数制御の安定性を確保しながら、負荷の変動に対してエンストや回転の吹け上がりを十分に抑制できるものなので、例えば乗用車に搭載するガソリンエンジンに適用して優れた効果を奏する。   Since the present invention can sufficiently suppress engine stalls and engine speed up against load fluctuations while ensuring stability of rotational speed control during idling, it can be applied to, for example, a gasoline engine installed in a passenger car. Excellent effect.

1 エンジン(内燃機関)
6 ECU(制御装置)
NE エンジン回転数(機関回転数)
NE0 目標回転数
ΔNE 回転数偏差(偏差)
R1 第1の要求トルクのグラフ(第1の要求トルク)
R2 第2の要求トルクのグラフ(第2の要求トルク)
1 engine (internal combustion engine)
6 ECU (control device)
NE engine speed (engine speed)
NE0 Target rotational speed ΔNE rotational speed deviation (deviation)
R1 First required torque graph (first required torque)
R2 Second required torque graph (second required torque)

Claims (1)

内燃機関のアイドル運転時に、機関回転数の目標回転数からの偏差に応じて吸気量および点火時期を補正することにより、機関回転数が前記目標回転数に近づくようにフィードバック制御するようにした内燃機関の制御装置であって、
前記偏差に基づいて、吸気量を制御するための第1の要求トルク、および点火時期を制御するための第2の要求トルクをそれぞれ算出するように構成され、
前記偏差が所定以上に大きな過渡状態において、機関回転数が目標回転数よりも低い場合は、点火時期を進角補正するための第2の要求トルクの増大分が、吸気量を増量補正するための第1の要求トルクの増大分よりも大きくなるように、当該第1および第2の要求トルクを算出する一方、
前記過渡状態において機関回転数が目標回転数よりも高い場合は、点火時期を遅角補正するための第2の要求トルクの減少分が、吸気量を減量補正するための第1の要求トルクの減少分よりも大きくなるように、当該第1および第2の要求トルクを算出する構成としたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
An internal combustion engine that performs feedback control so that the engine speed approaches the target speed by correcting the intake air amount and the ignition timing according to the deviation of the engine speed from the target speed during idle operation of the internal combustion engine. An engine control device,
Based on the deviation, a first required torque for controlling the intake air amount and a second required torque for controlling the ignition timing are respectively calculated.
In a transient state where the deviation is larger than a predetermined value, when the engine speed is lower than the target speed, the increase in the second required torque for correcting the advance of the ignition timing is used to increase the intake amount. While calculating the first and second required torques so as to be larger than the increase in the first required torque,
If the engine speed is higher than the target speed in the transient state, the decrease in the second required torque for correcting the ignition timing is the same as the first required torque for correcting the intake amount to be reduced. A control apparatus for an internal combustion engine, characterized in that the first and second required torques are calculated so as to be larger than a decrease.
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