JP3089907B2 - 内燃機関のアイドル回転数制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関のアイドル回転
数制御装置に係り、特に内燃機関の運転状態に応じて適
切な運転特性を確保するために点火時期制御が実行され
る内燃機関のアイドル回転数制御に適した内燃機関のア
イドル回転数制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車載用内燃機関には、アイドリング時の
快適な乗り心地と低燃費とを両立させるため安定したア
イドル回転数を維持できることが要求される。このため
従来より、内燃機関のアイドル回転数を制御する装置が
普及している。このような装置としては、吸気管内に設
けたスロットルバルブをバイパスする通路を設け、この
通路の導通を制御することでアイドリング時においてス
ロットルバルブが全閉となった際に流通する空気量を制
御するものが広く知られている。

【０００３】ここで、上記したバイパス通路の導通制御
は、ＩＳＣＶ（Idle Speed ControlValve）と呼ばれる
バルブの開度を制御することで行うのが一般的である。
この場合、ＩＳＣＶを内燃機関の冷却水温度（ＴＨＷ）
等に基づいて設定した基準開度付近でフィードバック制
御することにより適正なアイドル回転数を維持すること
が可能である。

【０００４】ところで、車載用内燃機関には、良好な排
気エミッションを確保し得ることが要求される。このた
め、従来より車載用内燃機関の排気通路に排気ガス中の
未燃成分等を浄化する触媒装置を配設し、これにより適
切な排気エミッションを確保する手法が採用されてい
る。

【０００５】ここで、上記した触媒装置は、所定の活性
化温度領域に達するまでは浄化機能を発揮することがで
きず、内燃機関の始動直後等においては十分な浄化能力
を発揮することができないものである。言い換えれば、
良好な排気エミッションを得るためには、内燃機関の始
動後できるだけ早期に触媒装置の暖機を完了させる必要
がある。

【０００６】かかる要求を満たす手法としては、内燃機
関の始動直後における点火時期を遅角制御する手法が公
知である。点火時期を遅角させることにより混合気の燃
焼速度を遅らせ、燃焼中のガスを排気ガスとして排出す
ることにより排気温の高温化を図るものである。

【０００７】ところが、このような点火時期遅角制御
は、意識的に燃焼効率を悪化させることにより排気温を
高めるものであり、内燃機関に対して高い出力が要求さ
れている場合には実行すべくではない。従って、近年で
は運転者によって加速操作が行われた際には点火時期遅
角制御を解除して、良好な加速性を得るため反対に進角
側に制御するのが主流となっている。

【０００８】このように、近年では触媒装置の早期暖機
と内燃機関の良好な出力特性とを両立させるべく点火時
期の遅角、または進角制御が一般に行われている。そし
て、かかる機能を備える内燃機関においては、上記した
ＩＳＣＶの開度制御を行うにあたって点火時期をも考慮
する必要がある。点火時期によって混合気の燃焼特性が
変化する以上、何らかの処置を講じないとその燃焼特性
の変化に伴ってアイドル回転数が変動することになるか
らである。

【０００９】特開平１−２５３５４７号公報は、上記の
点に着目し、設定された点火時期に応じてＩＳＣＶの開
度を演算する装置を開示している。つまり、点火時期が
進角された場合は混合気の燃焼性が向上することに鑑み
てバルブ開度の基準値を小さく補正し、点火時期が遅角
された場合は、燃焼性が悪化することに鑑みてバルブ開
度の基準値を大きく補正して、アイドル回転数の安定化
を図ったものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
装置は、内燃機関がアイドリング状態であるか否かにか
かわらず点火時期の変動をＩＳＣＶの基準開度に反映さ
せる構成である。つまり、アイドリング状態中に徐々に
点火時期が変動する場合にその変動を相殺してアイドリ
ング回転数の安定化を図る他、加速時等アイドリング状
態が解除された状況下においても、点火時期さえ変動す
ればそれに連れてＩＳＣＶの基準開度が変更される構成
である。

【００１１】従って、点火時期の遅角制御の下アイドリ
ング状態でＩＳＣＶ開度が大きく確保された状況から内
燃機関が加速状態に移行して点火時期が進角制御に逆転
されると、これに伴ってＩＳＣＶの開度は小さく制御さ
れる。尚、この場合は、内燃機関の運転状況に影響する
のは吸気管とバイパス通路とを流通する空気量のトータ
ルであることから、ＩＳＣＶの開度変化は何らの弊害を
伴うものではない。

【００１２】ところが、かかる状況から再び内燃機関が
アイドリング状態となった場合、点火時期の遅角制御は
瞬時に復帰する一方、ＩＳＣＶの開度や、その開度に応
じてバイパス通路を流通する空気量が遅角制御に対応し
た大きな値に復帰するには一定の時間を要するため問題
がある。

【００１３】つまり、内燃機関の状態からアイドリング
状態の復帰が検出されてから、その状態変化に応じてＩ
ＳＣＶが大きく開弁するまでに要する時間、及び大きく
開弁されたＩＳＣＶを通過した空気がバイパス通路等を
流通して実際に内燃機関に到達するまでに要する時間
は、加速時の進角制御時に小さく補正されたＩＳＣＶに
応じた過少な空気量でアイドル回転数制御が実行される
こととなり、一時的な回転数の低下の原因となる。

【００１４】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、内燃機関がアイドリング状態である場合は点火時
期に応じた基準開度でＩＳＣＶを駆動する一方、アイド
リング状態を脱した場合には、アイドリング状態が解除
された際の基準開度を基にＩＳＣＶを駆動することによ
り上記の課題を解決し得る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。

【００１５】

【課題を解決するための手段】図１は、上記の目的を達
成する内燃機関のアイドル回転数制御装置の原理構成図
を示す。すなわち、上記の目的は図１に示すように、内
燃機関１の運転状態に応じて点火時期を制御すべく、運
転状態を検出する運転状態検出手段２と、該運転状態検
出手段２の検出結果に基づいて演算した所定の点火時期
に点火プラグ３へ点火信号を供給する点火時期制御手段
４とを設けた内燃機関のアイドル回転数を制御する装置
であって、該内燃機関１の吸気管５内に設けられたスロ
ットルバルブ６をバイパスする通路の導通を制御するバ
イパスバルブ７と、アイドリング状態またはアイドリン
グ状態が解除された状態に拘わらず前記点火時期制御手
段４により設定された点火時期の変動に応じ適性なアイ
ドル回転数を確保し得る前記バイパスバルブ７の開度を
演算するバルブ開度演算手段８とを備える内燃機関のア
イドル回転数制御装置において、前記運転状態検出手段
２により前記内燃機関１がアイドリング状態にあること
が検出されている場合は、前記バルブ開度演算手段８の
演算結果に従って前記バイパスバルブ７を駆動し、前記
運転状態検出手段２により前記内燃機関１がアイドリン
グ状態でないことが検出された場合は、アイドリング状
態が解除された時点における前記バルブ開度演算手段８
の演算結果を基に設定した開度に前記バイパスバルブ７
を駆動するバルブ駆動手段９を備えてなる内燃機関のア
イドル回転数制御装置により達成される。

【００１６】

【作用】本発明に係る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１がアイドリング状態にある
場合は、前記スロットルバルブ６が全閉となるため前記
バイパスバルブ７を通過する空気の量によってアイドル
回転数が決定される。

【００１７】一方、前記内燃機関１は、前記点火時期制
御手段４を備えており前記運転状態検出手段２の検出す
る状態に応じて点火時期を変動させる機能を有してい
る。この場合、点火時期の変動は混合気の燃焼性の変化
を伴うため、安定したアイドル回転数を維持するために
は点火時期の変動に応じて前記バイパスバルブ７の開度
を補正する必要がある。

【００１８】前記バルブ開度演算手段８は、かかる特質
を考慮して前記点火時期制御手段４により設定された点
火時期に対して適正なアイドル回転数を確保し得る開度
を演算する。従って、前記内燃機関がアイドリング状態
にある場合は、前記バルブ開度演算手段８の演算結果に
従って前記バイパスバルブ７を駆動すれば、安定したア
イドル回転数が得られることになる。

【００１９】ところが、前記バルブ開度演算手段８は、
前記点火時期制御手段４の設定する点火時期が変動する
と、その変動の原因に関わらずバルブ開度を新たな値に
更新するものである。そして、前記点火時期制御手段４
は、前記運転状態検出手段２が点火時期を変動させるべ
き状態を検出すると、その状態変化に対応すべく点火時
期を更新するものである。

【００２０】このため、前記内燃機関１が点火時期の遅
角制御を伴うアイドリング状態から加速状態に移行した
場合にも、高出力を確保すべく点火時期が進角制御さ
れ、その結果前記バルブ開度演算手段８の演算結果が、
アイドリング時に比べて小さな開度に更新される。

【００２１】この場合において、前記バイパスバルブ７
の開度がかかる演算結果の更新に伴って変更されるとす
れば、再びアイドリング状態が復帰した直後において前
記バイパスバルブ７の応答速度や空気の流通時間等に起
因してアイドリング回転数の不当な低下が生ずることに
なる。

【００２２】これに対して本発明においては、前記バル
ブ駆動手段９が前記内燃機関１がアイドリング状態であ
る場合には前記バルブ開度演算手段８の演算結果に従っ
て前記バイパスバルブ７を駆動する一方、前記内燃機関
１がアイドリング状態でない場合にはアイドリング状態
が解除された時点における前記バルブ開度演算手段８の
演算結果を基に前記バイパスバルブ７を駆動する機能を
備えている。

【００２３】従って、前記内燃機関１がアイドリング状
態を脱した際に前記バルブ開度演算手段８で実行される
演算値の更新が前記バイパスバルブ７の開度に反映され
ることがなく、アイドリング状態の復帰時において即座
に適切なアイドル回転数が確保されることになる。

【００２４】

【実施例】図２は本発明の一実施例であるアイドル回転
数制御装置を備えた内燃機関のシステム構成図である。
本実施例は、多気筒４サイクル火花点火式内燃機関２０
に本願発明を適用した例を示しており、同図は多気筒の
内任意の一気筒の構造断面図を示している。この内燃機
関２０は、後述する電子制御装置（以下、ＥＣＵと称
す）２１によってシステム各部が制御される。

【００２５】同図において、内燃機関２０のシリンダブ
ロック２２内に図中、上下方向に往復運動するピストン
２３が収納され、また燃焼室２４が吸気弁２６を介して
インテークマニホルド２５に連通される一方、排気弁２
７を介してエキゾーストマニホルド２８に連通されてい
る。また、燃焼室２４にプラグギャップが突出するよう
に点火プラグ２９が設けられている。

【００２６】インテークマニホルド２５の上流側はサー
ジタンク３０を介して多気筒共通に吸気管３１に連通さ
れている。この吸気管３１には、流通する空気量に応じ
た電圧信号を発生する吸入空気量センサ３２、及び吸気
管３１内を流通する空気量を制御するスロットルバルブ
３３が設けられている。

【００２７】ここで、スロットルバルブ３３はアクセル
ペダルに連動して開度が調整される構成とされており、
アクセルペダルが全閉の場合は、吸気管３１の導通を遮
断すべく全閉状態となる。またその開度は、全閉状態を
検出するアイドルスイッチＬＬが組み込まれたスロット
ルポジションセンサ３４によって検出される構成であ
る。

【００２８】また、吸気管３１には、スロットルバルブ
３３をバイパスし、かつ、スロットルバルブ３３の上流
側と下流側とを連通するバイパス通路３６が設けられて
いる。そして、そのバイパス通路３６の途中には、駆動
電流のデューティ比に応じた弁開度が得られるＩＳＣＶ
（Idle Speed Control Valve）３７が取付けられてい
る。尚、このＩＳＣＶは前記したバイパスバルブに相当
するバルブである。

【００２９】従って、スロットルバルブ３３が全閉状態
であっても、ＩＳＣＶ３７が適当な弁開度で開弁してい
る場合、その弁開度に応じた空気がスロットルバルブ３
３をバイパスして流通することになる。本実施例のアイ
ドル回転数制御装置は、このＩＳＣＶ３７の開度を適切
に制御することによりスロットルバルブ３３の全閉時に
おけるアイドル回転数を制御するものである。

【００３０】ここで、上記した吸入空気量センサ３２
は、スロットルバルブ３３の開度やＩＳＣＶ３７の開度
に関わらず、常に吸気管３１を流通する空気量とバイパ
ス通路３６を流通する空気量とを合わせた流通量を検出
する構成である。従って、混合気を適切な空燃比とする
ためにインジェクタ３８から噴射すべき燃料の量は、Ｉ
ＳＣＶ３７の開度等に関わらず吸入空気量センサ３２の
検出結果に基づいて演算すれば足りる構成である。

【００３１】また、酸素濃度検出センサ（Ｏ₂ センサ）
３９はエキゾーストマニホルド２８を一部貫通突出する
ように設けられ、触媒装置４０に入る前の排気ガス中の
酸素濃度を検出するセンサである。この触媒装置４０
は、排気ガス中の未燃成分（ＣＯ，ＨＣ等）や酸化物
（ＮＯｘ等）を浄化する部材であり、混合気の空燃比が
理論空燃比付近に維持されている場合に最も効率よく排
気ガスを浄化することができる。上記したＯ₂ センサ３
９は、触媒装置４０のかかる特質に鑑み、内燃機関２０
に供給する混合気を精度良く理論空燃比付近に維持すべ
くフィードバック制御を実行するために設けたものであ
る。

【００３２】内燃機関２０のシリンダブロック２２に
は、その一部を貫通してウォータジャケット内に先端が
突出するように水温センサ４２が設けられている。この
水温センサ４２は、内燃機関の冷却水温ＴＨＷに応じた
電気信号を発するセンサであり、ＥＣＵ２１は供給され
た電気信号に基づいて内燃機関２０の暖機状態を検出
し、その暖機状態に応じた種々の制御を実行する。

【００３３】また、ＥＣＵ２１には、ＥＣＵ２１が所定
のタイミングで送信する点火時期信号に合わせて高圧の
点火信号を発生するイグナイタ４３が接続されている。
そして、このイグナイタ４３には、イグナイタ４３の発
生した点火信号をクランクシャフトの回転角に応じて適
宜各気筒の点火プラグ２９へ分配するディストリビュー
タ４４が接続されている。

【００３４】また、ディストリビュータ４４は、クラン
クシャフトの基準位置検出信号を発生する気筒判別セン
サ４５と、内燃機関の回転数信号を例えば３０℃Ａ毎に
発生する回転角センサ４６とを内蔵しており、これら気
筒判別センサ４５及び回転各センサ４６の発するパルス
信号をＥＣＵ２１に供給している。そして、ＥＣＵ２１
は、これらのパルス信号を基準信号として上記した点火
時期信号の送信タイミングを決定する。

【００３５】ところで、上記した触媒装置４０は、所定
の活性化温度領域にまで昇温されて始めて排気ガス中の
未燃成分等を浄化する機能を発揮する特性を有してい
る。従って、内燃機関２０の始動直後等においては排気
ガス上記機能が発揮されず、排気エミッションを向上さ
せるためにはできる限り早期に活性化温度領域まで暖機
する必要がある。

【００３６】この場合、点火時期を遅角制御して排気温
を高温化するのが有効であることは上記した通りであ
る。このため、本実施例のＥＣＵ２１は、水温センサ４
２によって検出された冷却水温ＴＨＷが十分に暖機され
ていない場合、一定の条件下で点火時期を遅角制御し、
以後ＴＨＷの上昇と共に遅角量を小さくし、やがて遅角
制御を終了する処理を行うこととしている。

【００３７】ところで、内燃機関２０のアイドリング時
にこのような点火時期の変動が生ずると、吸入空気量が
同一であれば当然にアイドル回転数が変動することにな
る。従って、本実施例の如くＩＳＣＶ３７の開度を調整
してアイドル回転数の安定化を図る装置にあっては、点
火時期の変動に応じてＩＳＣＶ３７の開度を補正する必
要がある。このため、本実施例においては、ＩＳＣＶ３
７の弁開度を決める駆動電流のデューティ比Ｄｕｔｙ
を、図３に示す如き構成で設定している。

【００３８】ここで、図３中ＤＧは、基本となるデュー
ティ成分であり本実施例においては約７％に設定してい
る。また、ＤＴＨＷは冷却水温ＴＨＷに応じて設定され
るデューティ成分であり、以下の表１に示す如く３５％
の範囲内で適当な値が設定されるものである。

【００３９】

【表１】

【００４０】そして、図３中にＤＡＣＬＤで示す成分が
上記した点火時期の変動に対応したデューティ成分であ
り、本実施例においては以下の表２に示す如く１８％の
範囲で適当な値を設定することとしている。

【００４１】

【表２】

【００４２】ここで、上記表２中においてＡＣＬＤは点
火時期の進角量を表しており、上死点前（ＢＴＤＣ）何
度の時点を点火時期として設定しているかを示す値であ
る。つまり、ＡＣＬＤが０［°ＢＴＤＣ］の場合を基準
とし、これより遅角されている場合（ＡＣＬＤが負の場
合）は混合気の燃焼性の悪化を補うべく、これより進角
されている場合（ＡＣＬＤが正の場合）は燃焼性向上の
要求に応えるべく、それぞれＤＡＣＬＤ成分により弁開
度を大きく補正しようとするものである。

【００４３】ところで、点火時期の遅角制御により触媒
装置４０の早期暖機を図る場合、暖機中に加速要求が生
じた際にも遅角制御が解除されないとすると、著しく運
転特性が悪化することになる。点火時期の遅角制御は、
意識的に混合気の燃焼性を悪化させることにより排気温
度を高めるものであり、出力特性の悪化を伴うものだか
らである。

【００４４】このため、本実施例においては、以下の表
３に示す如く、アイドルスイッチＬＬがオンの場合、
内燃機関２０の負荷状態を表す機関１回転あたりの吸入
空気量Ｑ／Ｎが小さい場合、及び大きい場合の３つ
のケースに分けて点火時期の進角量を設定することとし
ている。

【００４５】

【表３】

【００４６】この場合、上記表３中〜に設定した進
角量ＡＣＬＤは、冷却水温ＴＨＷが−１０℃を下回る極
寒時には共に進角側（正の値）に設定されている。かか
る状況下では内燃機関２０を安定した状態で運転させる
ことが触媒装置４０の早期暖機に優先するため、混合気
の燃焼に有利な進角制御を行うべきだからである。

【００４７】そして、ＴＨＷが０℃付近の場合は、表３
中に示すようにアイドリング時は点火時期の遅角制御
を実行すべく負の値を、表３中、に示すようにアイ
ドリング状態が解除されている場合は良好な出力特性を
確保すべく正の値を、それぞれＡＣＬＤとして設定して
いる。

【００４８】このため、上記図３及び表２に示すＤＡＣ
ＬＤ成分は、冷却水温ＴＨＷの関数として変動するだけ
でなく内燃機関の負荷状態によっても変動することにな
り、例えばＴＨＷが１０℃であるときにアイドリング状
態から急加速された場合、ＡＣＬＤが“−１０”から
“３”へと変化する（表３）のに伴い、１４％から
０％付近まで減少する（表２）ことになる。

【００４９】図４は、かかる状況が生じた場合の機関回
転数ＮＥの変化状況（同図（Ａ））、アイドルスイッチ
ＬＬの変化状況（同図（Ｂ））、点火時期の進角値ＡＣ
ＬＤの変化状況（同図（Ｃ））、上記ＤＡＣＬＤ成分の
変化状況（同図（Ｄ））、及びバイパス通路３６経由で
内燃機関２０に供給される１回転あたりの吸入空気量Ｇ
／Ｎの変化状況（同図（Ｅ））を表したものである。

【００５０】すなわり、時刻ｔ₁ にアイドリング状態が
解除され（同図（Ｂ））、これに伴ってＮＥが上昇する
と（同図（Ａ））、その変化に対応すべく上記したよう
にＡＣＬＤ（同図（Ｃ））及びＤＡＣＬＤが変化する
（同図（Ｄ）中破線で示す状況）。

【００５１】このため、バイパスバルブ３７の開度にこ
のＤＡＣＬＤの変化が反映されるとすれば、バイパス通
路３６を経由して内燃機関２０に到達するＱ／Ｎは、バ
イパスバルブ３７の応答遅れ、及びバイパスバルブ３７
から内燃機関２０までの流通時間に起因する遅延を伴っ
て同図（Ｅ）中に破線で示すように減少することにな
る。

【００５２】そして、このようにＱ／Ｎが減少した場合
は、時刻ｔ₂ にスロットルバルブ３３が全閉となりアイ
ドリング状態が復帰し（同図（Ｂ））、これと同時にＡ
ＣＬＤ（同図（Ｃ））及びＤＡＣＬＤが復帰しても（同
図（Ｄ）中破線で示す状況）、同図（Ｅ）に示すように
所定の遅延時間が経過するまではればＱ／Ｎが復帰しな
いことから、一時的に機関回転数ＮＥが不当に低下する
ことになる（同図（Ａ）中破線で示す状況）。

【００５３】本実施例のアイドル回転数制御装置は、か
かる機関回転数ＮＥの低下を防止して、図４（Ａ）中に
実線または一点鎖線で示す如く円滑に安定したアイドリ
ング状態への復帰を図り得る点に特徴を有している。

【００５４】以下、かかる機能を発揮すべくＥＣＵ２１
が実行する処理について詳細に説明する。

【００５５】図５及び図６は、ＥＣＵ２１に接続される
各種センサの出力より、内燃機関２０の運転状態を表す
パラメータ値を演算するためのＡ／Ｄ変換ルーチン、及
びメインルーチンの一例のフローチャートを示す。本実
施例においては、ＥＣＵ２１がこれらの処理を行うこと
により前記した運転状態検出手段２を実現している。

【００５６】すなわち、図５に示すようにＥＣＵ２１
は、比較的頻繁に状態が変化するスロットル開度ＴＡに
ついては８ms毎にスロットルポジションセンサ３４の出
力信号をＡ／Ｄ変換し（ステップ１００）、比較的緩や
かに変化する冷却水温ＴＨＷについては６４ms毎に水温
センサ４２の出力信号をＡ／Ｄ変換し（ステップ１０
２）、また頻繁に変化する吸入空気量ＧＡについては４
ms毎に吸入空気量センサ３２の出力信号をＡ／Ｄ変換し
て（ステップ１０４）状況変化を把握している。

【００５７】そして、上記ルーチンを実行することによ
りディジタル信号化した値、及び回転角センサ４６から
供給されるＮＥを表すパルス信号に基づいて図６に示す
メインルーチンを実行し、スロットル開度ＴＡ，冷却水
温ＴＨＷ，及び吸入空気量ＧＡと機関回転数ＮＥとから
求める１回転あたりの吸入空気量Ｇ／Ｎをそれぞれ算出
する（ステップ２００〜２０８）。

【００５８】図７は、上記図５及び図６に示すルーチン
を実行することにより検出した内燃機関２０の運転状
態、及び予めＥＣＵ２１が記憶している上記表３に示す
ＡＣＬＤマップに基づいて、点火時期の進角量を演算す
るルーチンの一例のフローチャートを示す。尚、本実施
例においては、ＥＣＵ２１がかかるルーチンを実行する
ことにより前記した点火時期制御手段４を実現するもの
である。

【００５９】すなわち、図７に示すルーチンが起動する
と先ずステップ３００において冷却水温ＴＨＷの値を入
力し、続くステップ３０２でアイドルスイッチＬＬがオ
ンであるか、すなわち内燃機関２０がアイドリング状態
であるかを判別する。そしてＬＬがオンしていないと判
別された場合は、ステップ３０４へ進んで内燃機関２０
の負荷状態を表すＧ／Ｎが所定値を越えているかを判別
する。

【００６０】上記表３に示すように、本実施例において
はＴＨＷに対して内燃機関２０の負荷状態に応じて３つ
のマップ（表３〜）を設定しており、何れのマップ
を参照するべきかを判断するためである。

【００６１】上記ステップ３０２，３０４の処理により
内燃機関２０の負荷状態が特定されたら、その状態に応
じてステップ３０６，３０８，３１０の何れかのステッ
プへ進み、上記表３に示すＡＣＬＤマップ〜中の対
応するマップをＴＨＷで検索する。そして、このように
して内燃機関２０の負荷状態、及び暖機状態に応じた進
角量ＡＣＬＤの検索を行ったら、ステップ３１２で検索
結果をメモリに記憶した後ステップ３１４へと進む。

【００６２】ステップ３１４は、点火時期の最終演算値
ＡＯＰを求めるステップである。本実施例においては、
上記したＡＣＬＤの他、内燃機関２０の特性に応じて種
々のパラメータより演算した基準進角値ＡＢＳＥの概念
をも導入しており、これらの加算値を最終演算値ＡＯＰ
としている。

【００６３】以後、ステップ３０６へ進み、このように
して求めた点火時期ＡＯＰを基準としてイグナイタ４３
へ向けて点火時期信号を出力して本ルーチンを終了す
る。この結果、内燃機関２０においては、触媒装置４０
の早期暖機と暖機中における運転特性とが両立されるこ
とになる。

【００６４】そして、このようにして実行する点火時期
制御に対して、ＥＣＵ２１は図８に示すＩＳＣＶデュー
ティ比演算ルーチンを実行することによりアイドル回転
数の安定化を図るものである。以下、ＩＳＣＶデューテ
ィ比演算ルーチンの一例のフローチャートである図８を
参照して、ＥＣＵ２１が前記したバルブ開度演算手段８
及びバルブ駆動手段９を実現すべく実行する処理の内容
について説明する。

【００６５】図８に示すルーチンが起動すると、先ずス
テップ４００において上記図７に示すルーチン内で演算
した進角量ＡＣＬＤを入力する。本ルーチンは点火時期
の変動をも考慮して安定したアイドル回転数を維持すべ
く実行するルーチンであり、設定された進角量ＡＣＬＤ
を検出することが前提となるからである。

【００６６】そして、ＡＣＬＤの入力を終えたら、ステ
ップ４０２へ進んで入力したＡＣＬＤで上記表２に示す
ＤＡＣＬＤマップを検索し、検索結果をｔＤＡＣＬＤと
して記憶する。本実施例のアイドル回転数制御装置は、
この様にして記憶したｔＤＡＣＬＤを内燃機関２０がア
イドリング状態にある場合にのみ用いる点に特徴を有し
ている。

【００６７】すなわち、上記ステップ４０２の処理を終
えたら、続くステップ４０４においてアイドルスイッチ
ＬＬがオンであるかを判別し、ＬＬがオンでないと判別
された場合には、ステップ４０６において前回のＤＡＣ
ＬＤの値ＤＡＣＬＤ０をロードする処理を行う。そし
て、ステップ４１０でこのＤＡＣＬＤ０を今回のＤＡＣ
ＬＤとしてストアし、またステップ４１２において新た
なＤＡＣＬＤ０として再度前回のＤＡＣＬＤ０をストア
する。

【００６８】尚、アイドリング状態か否かは、上記した
如くアイドルスイッチＬＬがオンか否かのほか、吸入空
気量Ｇ／Ｎの変化量ΔＧ／Ｎが所定の判定値より大きい
か、またはスロットルバルブ３３の開度ＴＡの変化量Δ
ＴＡが所定の判定値を越えているか、等によっても判断
可能である。

【００６９】一方、上記ステップ４０４においてＬＬが
オンである、すなわち内燃機関２０がアイドリング状態
であると判別された場合は、その後ステップ４１０へと
ジャンプし、今回求めてｔＤＡＣＬＤにストアしておい
た値を新たなＤＡＣＬＤとしてストアし、またステップ
４１２においてはその値を新たなＤＡＣＬＤ０としてス
トアする。

【００７０】この結果、ステップ４１０においてストア
されるＤＡＣＬＤの値は、内燃機関２０がアイドリング
状態である場合には適宜新たな値に更新されるが、アイ
ドリング状態が解除された場合には、解除直前に求めら
れたＤＡＣＬＤに固定されることになる。

【００７１】つまり、内燃機関２０が冷間始動されて暖
機が進行するにつれてアイドリング時における進角量Ａ
ＣＬＤが変動する場合には、このＡＣＬＤの変動が適切
にＤＡＣＬＤに反映され、安定したアイドル回転数を維
持し得る弁開度にＩＳＣＶが制御されることになるが、
上記図４に示すように内燃機関２０の負荷状態の変化に
伴ってＡＣＬＤが変化する場合には、図４（Ｄ）中に実
線で示すようにＤＡＣＬＤがその変動に影響されること
がない。

【００７２】このため、本実施例のアイドル回転数制御
装置においては、図４中時刻ｔ₁ 以後ＩＳＣＶ３７の開
度が変動することがなく、従ってＩＳＣＶ３７を経由し
て内燃機関２０に到達するＧ／Ｎも図４（Ｅ）中に実線
で示すように変化することがなく、時刻ｔ₂ においてア
イドリング状態が復帰すると、図４（Ａ）中に実線で示
すようにその後即座に安定したアイドル回転数が確保さ
れることになる。

【００７３】尚、上記したようにＩＳＣＶ３７の駆動信
号のデューティ比Ｄｕｔｙは、進角量ＡＣＬＤに応じた
変動成分ＤＡＣＬＤに、冷却水温ＴＨＷに応じた変動成
分と固定成分ＤＧとを加算した値である。このため、ス
テップ４１２までの処理を終えたら、その後ステップ４
１４へ進んでＤｕｔｙ＝ＤＴＨＷ＋ＤＡＣＬＤ＋ＤＧを
演算し、ステップ４１６においてその演算値に基づいて
ＩＳＣＶ３７を駆動して本ルーチンを終了する。

【００７４】図９は、本実施例のＥＣＵ２１が前記した
バルブ開度演算手段８及びバルブ駆動手段９を実行すべ
く実行するＩＳＣＶデューテュ比演算ルーチンの他の例
のフローチャートを示す。尚、同図中ステップ５００〜
５０４、５１０〜５１６については、上記図８中ステッ
プ４００〜４０４、４１０〜４１６と処理内容が同一で
あるため説明は省略する。

【００７５】すなわち、図９に示すルーチンは、ステッ
プ５０４においてアイドルスイッチＬＬがオンではない
と判別された際に実行されるステップ５０６，５０８の
処理内容に特徴を有するものである。

【００７６】つまり、ステップ５０４でＬＬがオフ（内
燃機関２０が非アイドリング状態）であることが検出さ
れた場合、本ルーチンにおいてはステップ５０６におい
てアイドリング状態が解除される直前のＤＡＣＬＤ、す
なわち前回のＤＡＣＬＤの値ＤＡＣＬＤ０から所定値α
を減算し、その値をＤＡＣＬＤ１としてストアする。

【００７７】また、ステップ５０８は、ＤＡＣＬＤ１が
所定値β未満となることがないようにガードするステッ
プであり、上記ステップ５０６で演算したＤＡＣＬＤ１
がβ未満である場合は、ＤＡＣＬＤ１にβを代入する処
理を行う。

【００７８】このようにしてＤＡＣＬＤ１の値が定まっ
たら、以後上記図８に示すルーチンと同様にＤＡＣＬＤ
１の値を新たなＤＡＣＬＤ，ＤＡＣＬＤ０としてストア
し（ステップ５１０，５１２）、新たなＤＡＣＬＤに基
づいてＩＳＣＶ３７を駆動して（ステップ５１４，５１
６）今回の処理を終了する。

【００７９】以後本ルーチンが起動される度に上記ステ
ップ５００以降の処理が繰り返し実行され、ステップ５
０４において内燃機関２０が非アイドリング状態である
と判別され続ける場合は、ＤＡＣＬＤがβを最小値とし
て所定値αの幅で徐々に減少することになる。そして、
アイドリング状態が復帰次第、点火時期の進角量ＡＣＬ
Ｄに応じて設定した値がＤＡＣＬＤとして採用されるこ
とになる（ステップ５００〜５０４，５１０）。

【００８０】このような処理を行うこととすると、図４
中に一点鎖線で示すように時刻ｔ₁において内燃機関２
０のアイドリング状態が解除されると、その後徐々にＤ
ＡＣＬＤが減少し、その結果ＩＳＣＶ３７を経由して内
燃機関２０に到達する空気量Ｇ／Ｎも所定の遅延時間を
伴って徐々に減少する。

【００８１】ところで、内燃機関２０が時刻ｔ₁ におい
てアイドリング状態から非アイドリング状態に移行し、
その後非アイドリング状態が比較的長期間に渡って継続
すると、その間に内燃機関２０の暖機が進行してＴＨＷ
が上昇することになる。この場合、アイドリング状態復
帰時に要求される遅角量はアイドリング状態が解除され
る以前に比べて小さくて足り、復帰直後（図４中時刻ｔ
₂ 直後）のＤＡＣＬＤがアイドリング状態解除時（図４
中時刻ｔ₁ ）のＤＡＣＬＤに比べて適当に減少している
ことが望ましい。

【００８２】これに対して本ルーチンを実行する場合
は、上記したように非アイドリング状態におけるＤＡＣ
ＬＤが徐々に減少する構成である。このため、アイドリ
ング状態の復帰時におけるＤＡＣＬＤの要求値と、非ア
イドリング状態におけるＤＡＣＬＤの値とを適切に整合
させることが可能であり、上記図８に示すルーチンを実
行する場合に比べて更に実情に沿った制御を実現するこ
とができる。

【００８３】尚、時刻ｔ₂ においてアイドリング状態が
復帰した際に、未だ時刻ｔ₁ 以前に要求されていたＤＡ
ＣＬＤと同等のＤＡＣＬＤが要求されていたとしても、
ＤＡＣＬＤがβ以上にガードされていることからそのギ
ャップは小さく、図４（Ａ）中に一点鎖線で示すように
機関回転数ＮＥが不当に低下することはない。

【００８４】ところで、上記図８及び図９に示すルーチ
ンにおいては、ＤＡＣＬＤを進角量ＡＣＬＤに応じて随
時更新するか更新を凍結するかの判断を、アイドルスイ
ッチＬＬの状態に基づいて実行しているが、この他にも
例えば進角量ＡＣＬＤの符号、ＤＡＣＬＤの値、または
ＤＡＣＬＤの変化量（ＤＡＣＬＤ０−ＤＡＣＬＤの大き
さ）等に着目してかかる判断を実行することとしてもよ
い。

【００８５】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、内燃機関
の運転状態の変化に伴って点火時期が変動すると、その
変動に応じてバイパスバルブの開度が変動する。このた
め、点火時期の変動による混合気の燃焼性の変化が、ア
イドリング時に内燃機関に供給される空気量の変化によ
って相殺され、適切なアイドル回転数が維持されること
になる。

【００８６】そして、バイパスバルブの開度が直接内燃
機関の運転特性に意味を持たない非アイドリング時にお
いては、点火時期が変動してもその変動がバイパスバル
ブの開度の変動として反映されることがないため、アイ
ドリング状態が復帰した際のバイパスバルブの開度が、
適切なアイドル回転数を確保し得る開度から大きく外れ
ていることがなく、安定したアイドリング状態を円滑に
復帰させることができる。

【００８７】このように、本発明に係る内燃機関のアイ
ドル回転数制御装置によれば、点火時期制御を行うこと
により内燃機関に要求される諸特性を適切に確保しつ
つ、アイドリング時において、常時適切なアイドル回転
数を確保することができるという特長を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃機関のアイドル回転数制御装
置の原理構成図である。

【図２】本発明の一実施例である内燃機関のアイドル回
転数制御装置の全体構成図である。

【図３】ＩＳＣＶの駆動信号のデューティ比の成分を表
す図である。

【図４】本実施例装置の動作を説明するためのタイムチ
ャートである。

【図５】本実施例装置の電子制御装置が実行するＡ／Ｄ
変換ルーチンの一例のフローチャートである。

【図６】本実施例装置の電子制御装置が実行するメイン
ルーチンの一例のフローチャートである。

【図７】本実施例装置の電子制御装置が実行する進角値
演算ルーチンの一例のフローチャートである。

【図８】本実施例装置の電子制御装置が実行するＩＳＣ
Ｖデューティ比演算ルーチンの一例のフローチャートで
ある。

【図９】本実施例装置の電子制御装置が実行するＩＳＣ
Ｖデューティ比演算ルーチンの他の例のフローチャート
である。

【符号の説明】

１，２０ 内燃機関 ２ 運転状態検出手段 ３，２９ 点火プラグ ４ 点火時期制御手段 ５，３１ 吸気管 ６，３３ スロットルバルブ ７ バイパスバルブ ８ バルブ開度演算手段 ９ バルブ駆動手段 ２１ 電子制御装置（ＥＣＵ） ３２ 吸入空気量センサ ３４ スリットルポジションセンサ ３６ バイパス通路 ３７ ＩＳＣＶ ３８ インジェクタ ３９ Ｏ₂ センサ ４０ 触媒装置 ４２ 水温センサ ４６ 回転角センサ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−253547（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−195855（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−269377（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−99062（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−122251（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−37148（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−156227（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−233156（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−176445（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−119860（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−3037（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/00 - 41/40 F02P 5/15 F02D 43/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の運転状態に応じて点火時期を
   制御すべく、運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   該運転状態検出手段の検出結果に基づいて演算した所定
   の点火時期に点火プラグへ点火信号を供給する点火時期
   制御手段とを設けた内燃機関のアイドル回転数を制御す
   る装置であって、該内燃機関の吸気管内スロットルバル
   ブをバイパスする通路の導通を制御するバイパスバルブ
   と、アイドリング状態またはアイドリング状態が解除さ
   れた状態に拘わらず前記点火時期制御手段により設定さ
   れた点火時期の変動に応じ適性なアイドル回転数を確保
   し得る前記バイパスバルブの開度を演算するバルブ開度
   演算手段とを備える内燃機関のアイドル回転数制御装置
   において、 前記運転状態検出手段により前記内燃機関がアイドリン
   グ状態にあることが検出されている場合は、前記バルブ
   開度演算手段の演算結果に従って前記バイパスバルブを
   駆動し、前記運転状態検出手段により前記内燃機関がア
   イドリング状態でないことが検出された場合は、アイド
   リング状態が解除された時点における前記バルブ開度演
   算手段の演算結果を基に設定した開度に前記バイパスバ
   ルブを駆動するバルブ駆動手段を備えてなることを特徴
   とする内燃機関のアイドル回転数制御装置。