JP3516211B2 - 内燃エンジンのアイドル回転数制御装置 - Google Patents
内燃エンジンのアイドル回転数制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃エンジンのアイドル
回転数制御装置に関し、より詳しくは内燃エンジンの燃
焼状態に応じてアイドル回転数を制御する内燃エンジン
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、内燃エンジンの各気筒の有効
平均圧力の変動に伴う回転変動を抑制するようにして気
筒別燃焼制御を行うことにより、アイドル時のエンジン
振動を低減しながらエンジンを所定のアイドル回転数に
維持するようにした技術が既に知られている（特開平２
−１６１１５５号公報）。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術においては、基本制御値を補正する燃焼補正量
をアイドル時の燃焼行程にある気筒相互間における角速
度の変化量の偏差に基づいて算出しているので、制御遅
れが生じ、各気筒毎の燃焼状態に応じたアイドル回転数
制御を高精度に行うことができない場合があるという問
題点があった。 【０００４】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであって、制御遅れを極力減少させて、より高精度
なアイドル時の回転数制御を行うことが可能な内燃エン
ジン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。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、内燃エンジンのアイドル運転状態を検出す
るアイドル状態検出手段と、エンジンに補助空気を供給
する補助空気供給手段と、エンジンの運転状態を検出す
る運転状態検出手段と、該運転状態検出手段の検出結果
に基づいて目標アイドル回転数を算出する目標アイドル
回転数算出手段と、アイドル状態のときに前記補助空気
供給手段を介してアイドル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第１の制御手段とを備えた内
燃エンジンのアイドル回転数制御装置において、前記運
転状態検出手段の検出結果に基づいてエンジンの基本点
火進角値を算出する点火進角値算出手段と、エンジンの
各気筒毎に、１サイクル中における燃焼状態の変動値を
燃焼変動値として検出する燃焼変動値検出手段と、前記
目標アイドル回転数に応じて目標燃焼変動値を設定する
目標燃焼変動値設定手段と、前記点火進角値を補正して
前記燃焼変動値を前記目標燃焼変動値にフィードバック
制御する第２の制御手段とを備え、前記目標燃焼変動値
設定手段は、前記目標アイドル回転数が大きくなるに従
って前記目標燃焼変動値を大きくするように設定し、前
記燃焼変動値検出手段は、点火指令を発する点火指令信
号発生後の点火電圧値が所定電圧値を越える期間を前記
燃焼変動値として検出することを特徴とする。 【０００６】 【０００７】 【作用】上記構成によれば、各気筒毎に１サイクル中に
おける燃焼変動値が算出されると共に、該燃焼変動値が
目標燃焼変動値に収束するように点火進角値が補正され
る。 【０００８】また、燃焼変動値は、具体的には、点火指
令信号発生後の点火電圧値が所定電圧値を越える期間と
して算出される。 【０００９】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳説す
る。 【００１０】図１は本発明に係る内燃エンジンのアイド
ル回転数制御装置の一実施例を示す全体構成図である。 【００１１】図中、１は各シリンダに吸気弁と排気弁
（図示せず）とを各１対宛設けたＤＯＨＣ直列４気筒の
内燃エンジン（以下、単に「エンジン」という）であっ
て、該エンジン１の吸気管２の途中にはスロットルボデ
ィ３が設けられ、その内部にはスロットル弁３′が配さ
れている。また、スロットル弁３′にはスロットル弁開
度（θＴＨ）センサ４が連結されており、スロットル弁
３′の開度に応じた電気信号を出力して電子コントロー
ルユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。 【００１２】燃料噴射弁６は吸気管２の途中であってエ
ンジン１の稍上流側に各気筒毎に配設されると共に図示
しない燃料ポンプに接続されている。さらに、燃料噴射
弁６は、ＥＣＵ５に電気的に接続され、当該ＥＣＵ５か
らの信号により燃料噴射の開弁時間が制御される。 【００１３】吸気管２のスロットル弁３′の稍下流側に
は補助空気吸入管７が分岐して設けられると共に、該補
助空気制御管７の先端には補助空気量制御弁（以下、
「ＡＩＣ弁」という）８が装着されている。 【００１４】ＡＩＣ弁８は、その大気側開口端にエアク
リーナ９が取り付けられると共に、常閉型の電磁弁１０
と、該電磁弁１０の励磁時に開弁して大気を補助空気吸
入管７に供給するための弁体１１とから構成されてい
る。また、電磁弁１０は、ＥＣＵ５に電気的に接続され
ており、該ＥＣＵ５からの指令により弁リフト指令値Ｉ
ＣＭＤが制御される。 【００１５】また、吸気管２の補助空気制御管７の下流
側には分岐管１２が設けられ、該分岐管１２の先端には
絶対圧（ＰＢＡ）センサ１３が取付けられている。該Ｐ
ＢＡセンサ１３はＥＣＵ５に電気的に接続されており、
吸気管２内の絶対圧ＰＢＡは前記ＰＢＡセンサ１３によ
り電気信号に変換されてＥＣＵ５に供給される。 【００１６】また、分岐管１２の下流側の吸気管２の管
壁には吸気温（ＴＡ）センサ１４が装着され、該ＴＡセ
ンサ１４により検出された吸気温ＴＡは電気信号に変換
され、ＥＣＵ５に供給される。 【００１７】エンジン１のシリンダブロックの冷却水が
充満した気筒周壁にはサーミスタ等からなるエンジン水
温（ＴＷ）センサ１５が挿着され、該ＴＷセンサ１５に
より検出されたエンジン冷却水温ＴＷは電気信号に変換
されてＥＣＵ５に供給される。 【００１８】また、エンジン１の図示しないカム軸周囲
又はクランク軸周囲にはエンジン回転数（ＮＥ）センサ
１６及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１７が取り付けられ
ている。 【００１９】ＮＥセンサ１６はエンジン１のクランク軸
の１８０度回転毎に所定のクランク角度位置でピストン
上死点位置を示す信号パルス（以下「ＴＤＣ信号パル
ス」という）を出力し、ＣＹＬセンサ１７は特定気筒
（例えば、＃１ＣＹＬ）の所定のクランク角度位置でＣ
ＹＬ信号パルスを出力し、これらのＴＤＣ信号パルス及
びＣＹＬ信号パルスはＥＣＵ５に供給される。 【００２０】エンジン１の各気筒の点火プラグ１８はデ
ィストリビュータ１９を介してＥＣＵ５に電気的に接続
されており、ＥＣＵ５により点火時期θＩＧが制御され
る。ディストリビュータ１９と点火プラグ１８とを接続
する接続線の途中には、その接続線と静電的に結合され
た（接続線と数ｐＦのコンデンサを形成する）点火電圧
センサ２０が設けられており、その検出信号はＥＣＵ５
に供給される。 【００２１】エンジン１の排気管２１の途中には排気ガ
ス中の酸素濃度に略比例した特性を出力する広域酸素濃
度センサ（以下、「ＬＡＦセンサ」と称する）２２が設
けられており、該ＬＡＦセンサ２２により検出された排
気ガス中の酸素濃度は電気信号に変換されてＥＣＵ５に
供給される。 【００２２】ＥＣＵ５には更にバッテリ電圧ＶＢを検出
するバッテリ電圧（ＶＢ）センサ２３が接続されてお
り、該ＶＢセンサ２３の出力信号はＥＣＵ５に供給され
る。 【００２３】さらに、大気圧（ＰＡ）センサ２４がエン
ジン１の適所に配設されると共に、該ＰＡセンサ２４は
ＥＣＵ５に電気的に接続され、その検出信号をＥＣＵ５
に供給する。 【００２４】しかして、ＥＣＵ５は、上述の各種センサ
からの入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベル
に修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する
等の機能を有する入力回路５ａと、中央演算処理回路
（以下「ＣＰＵ」という）５ｂと、該ＣＰＵ５ｂで実行
される各種演算プログラムや後述する各種マップ及び演
算結果等を記憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶手段
５ｃと、前記燃料噴射弁６、電磁弁１０及び点火プラグ
１８等に駆動信号を供給する出力回路５ｄとを備えてい
る。 【００２５】また、ＣＰＵ５ｂは上述の各種センサから
のエンジンパラメータ信号に応じ、数式（１）に基づい
てエンジンの点火進角値θＩＧを算出する。 【００２６】θＩＧ＝θＩＧＭ＋θＩＧＸ …（１） ここで、θＩＧＭは基本点火進角値であって、エンジン
の運転状態、例えばエンジン回転数ＮＥとエンジンの負
荷状態を表す吸気管内絶対圧ＰＢＡとに応じ、記憶手段
５ｃに予め記憶されている基本点火時期マップ（図示せ
ず）を検索して読み出され、或いは補間法により算出さ
れる。また、θＩＧＸは進遅角補正値であって、後述す
るようにエンジンの燃焼状態に応じ所望の進角補正値又
は遅角補正値に設定される。 【００２７】また、ＥＣＵ５は、点火指令を発する点火
指令信号Ａ発生後の点火電圧値が所定電圧値を越える期
間を前記内燃エンジンの燃焼変動値（燃焼ラフネス値）
として検出する燃焼変動値検出手段を有している。 【００２８】図２は、ＥＣＵ５内の要部を示す電気回路
図であって、バッテリ電圧ＶＢが供給される電源端子Ｔ
１は一次側コイル２５と二次側コイル２６とからなる点
火コイル２７に接続されている。一次側コイル２５と二
次側コイル２６とは互いにその一端で接続され、一次側
コイル２５の他端はトランジスタ２８のコレクタに接続
され、該トランジスタ２８のベースは駆動回路２９を介
してＣＰＵ５ｂに接続され、そのエミッタは接地されて
いる。前記トランジスタ２８のベースには、駆動回路２
９を介してＣＰＵ５ｂより点火指令信号Ａが供給され
る。また、二次側コイル２６の他端は、ディストリビュ
ータ１９を介して点火プラグ１８の中心電極１８ａに接
続され、点火プラグ１８の他方の電極１８ｂは接地され
て接地電極とされている。 【００２９】点火電圧センサ２０は、入力回路５ａ’を
介してピークホールド回路３０及び比較器３１の非反転
入力に接続されている。ピークホールド回路３０の出力
は、比較レベル設定回路３２を介して比較器３１の反転
入力に接続されている。そして、比較器３１の出力はＣ
ＰＵ５ｂに入力される。また、ピークホールド回路３０
のリセット入力にはＣＰＵ５ｂが接続されおり、ＣＰＵ
５ｂから適切なタイミングでピークホールド値をリセッ
トするリセット信号が供給される。尚、二次側コイル２
６とディストリビュータ１９との間にはダイオード３３
が介装されている。 【００３０】図３は、入力回路５ａ’、ピークホールド
回路３０及び比較レベル設定回路３２の詳細図であっ
て、入力端子Ｔ２は、抵抗３４を介して演算増幅器（以
下「オペアンプ」という）３５の非反転入力に接続され
ている。また入力端子Ｔ２は、コンデンサ３６と抵抗３
７とダイオード３８とを並列に接続した回路を介してア
ースに接続されるとともに、ダイオード３９を介して電
源ラインＶＢＳに接続されている。コンデンサ３６は、
例えば１０4ｐＦ程度のものを使用し、前記点火電圧セ
ンサ２０によって検出される電圧を数千分の１に分圧す
る働きをする。また、抵抗３７は例えば５００ＫΩ程度
のものを使用する。ダイオード３８及びダイオード３９
は、オペアンプ３５の入力電圧がほぼ０〜電源ラインＶ
ＢＳの範囲内に入るようにするために設けられている。
オペアンプ３５の反転入力はその出力と接続されてお
り、オペアンプ３５はバッファアンプ（インピーダンス
変換回路）として動作する。 【００３１】入力回路５ａ’のオペアンプ３５の出力
は、比較器３１の非反転入力及びオペアンプ４０の非反
転入力に接続されている。オペアンプ４０の出力はダイ
オード４１を介してオペアンプ４２の非反転入力に接続
され、オペアンプ４０及びオペアンプ４２の反転入力は
いずれもオペアンプ４２の出力に接続されている。従っ
て、これらのオペアンプ４０、４２もバッファアンプと
して動作する。 【００３２】オペアンプ４２の非反転入力は抵抗４３及
びコンデンサ４４を介して接地され、抵抗４３とコンデ
ンサ４４の接続点は、抵抗４５を介してトランジスタ４
６のコレクタに接続されている。該トランジスタ４６の
エミッタは接地され、ベースにはリセット時に高レベル
となるリセット信号がＣＰＵ５ｂより入力される。 【００３３】オペアンプ４２の出力は、比較レベル設定
回路３２を構成する抵抗４７及び抵抗４８を介して接地
され、抵抗４７と抵抗４８の接続点が比較器３１の反転
入力に接続されている。 【００３４】図３の回路によれば、検出された点火電圧
Ｖ（オペアンプ３５の出力）のピーク値がピークホール
ド回路３０によって保持され、そのピークホールド値は
比較レベル設定回路３２により「１」より小さい所定数
倍され、比較レベルＶＣＯＭＰとして比較器３１に供給
される。従って、端子Ｔ４にはＶ＞ＶＣＯＭＰが成立す
るとき高レベルとなるパルス信号（判定パルス）が出力
される。 【００３５】しかして、上記制御装置においては、圧縮
行程中の所定クランク角度位置で点火電圧を印加して点
火プラグ１８を火花放電させた後、所定時間経過後に二
次放電を行う。そして、二次放電電圧Ｖ２が所定基準電
圧ＶＲＥＦを越えている時間を燃焼ラフネス値（時間）
ＴＭＦＰとし、該燃焼ラフネス値ＴＭＦＰに応じ燃焼状
態を補正している。 【００３６】図４は点火電圧特性を示す特性図であっ
て、同図（Ｉ）は点火指令信号Ａ、同図（II）は燃料リ
ッチのときの点火電圧特性、同図（III）は燃料リーン
のときの点火電圧特性、を示し、横軸は時間Ｔ、縦軸は
点火電圧Ｖを示す。 【００３７】点火指令信号Ａ発生時刻ｔ０の直後におい
ては点火電圧は燃料混合気（点火プラグの放電ギャップ
間）の絶縁を破壊する値まで上昇し、絶縁破壊後は、絶
縁破壊前の容量放電状態（数百アンペア程度の電流によ
る非常に短い時間の放電状態）から放電電圧が略一定の
誘導放電状態へと移行する（数十ミリアンペア程度の電
流により、数ミリ秒程度の放電期間）。 【００３８】尚、ダイオード３３と点火プラグ１８との
間の浮遊容量に蓄えられた電荷（電極間で放電しきれず
に残った電荷）は、ダイオード３３があるため、点火コ
イル２７側へは放電されないが、点火プラグ１８の電極
近傍に存在するイオンによって中和されるため、容量放
電終了時の点火電圧Ｖは速やかに減少する。 【００３９】次いで、ピストン上死点（ＴＤＣ）が経過
した圧縮行程終了後の燃焼行程中に二次放電を行う。燃
料リッチのときは点火プラグ１８周囲の燃料混合気が良
好な状態でイオン化しているため、点火プラグ１８のプ
ラグギャップ間における電気抵抗が低く、図４（II）に
示すように、前記二次放電電圧Ｖ２は比較的速やかに減
少し、したがって所定基準電圧ＶＲＥＦを越える時間、
すなわち燃焼ラフネス値（時間）ＴＭＦＰも小さい。一
方、燃料リーンのときは燃料リッチのときに比し燃料混
合気のイオン化が悪く、プラグギャップ間の電気抵抗が
高くなる。このため、二次放電電圧Ｖ２は、図４（II
I）に示すように、極めて緩やかに減少し、前記燃焼ラ
フネス値ＴＭＦＰも大きくなる。 【００４０】しかして、上記制御装置は、エンジン冷却
水温ＴＷに基づいて目標アイドル回転数ＮＥＩＤＬＯを
算出する目標アイドル回転数算出手段と、アイドル状態
のときに前記ＡＩＣ弁８を介してアイドル回転数ＮＥＩ
ＤＬを目標アイドル回転数ＮＥＩＤＬＯにフィードバッ
ク制御する第１の制御手段と、目標アイドル回転数ＮＥ
ＩＤＬＯに応じて目標燃焼変動値ＴＭＦＰＯを算出する
目標燃焼変動値算出手段と、前記点火進角値θＩＧを補
正して前記燃焼変動値ＴＭＦＰを目標燃焼変動値ＴＭＦ
ＰＯにフィードバック制御する第２の制御手段とを有し
ている。 【００４１】図５はアイドル回転数制御ルーチンのフロ
ーチャートであって、本プログラムはＴＤＣ信号パルス
と同期して実行される。 【００４２】まず、ステップＳ１では、フラグＦＳＭＯ
Ｄが「０」か否かを判別し、エンジンが基本モードにあ
るか否かを判断する。ここで、基本モードにあるか否か
は、例えば、図示しないエンジンのスタータスイッチが
オンで且つエンジン回転数が所定の始動時回転数（クラ
ンキング回転数）以上か否かにより判断する。そして、
フラグＦＳＭＯＤが「０」でないとき、すなわちフラグ
ＦＳＭＯＤが「１」に設定されているときは始動モード
にあると判断して本プログラムを終了する。一方、フラ
グＦＳＭＯＤが「０」に設定されているときはエンジン
が基本モードにあると判断し、ステップＳ２でＩＣＭＤ
算出ルーチンを実行し、ＡＩＣ弁８の弁リフト指令値Ｉ
ＣＭＤを算出してステップＳ３に進む。 【００４３】図６は上記ＩＣＭＤ算出ルーチンのフロー
チャートであって、本プログラムはＴＤＣ信号パルスの
発生に同期して実行される。 【００４４】まず、ステップＳ１１ではフラグＦＩＤＬ
が「１」か否かを判別し、エンジンがアイドル運転状態
にあるか否かを判別する。前記アイドル運転状態にある
か否かは、エンジン回転数ＮＥが低回転数（例えば９０
０ｒｐｍ以下）であってスロットル弁３′の弁開度θＴ
Ｈ（θＴＨセンサ４により検出される）がアイドル時の
所定弁開度θｉｄ１以下にあるか、あるいはエンジン回
転数ＮＥが前記低回転数であって吸気管２内の絶対ＰＢ
Ａ（ＰＢＡセンサ１３により検出される）が所定値より
も低負荷側にあるときアイドル運転状態にあると判断さ
れる。 【００４５】そして、エンジンがアイドル運転状態にな
いとき（ＦＩＤＬ＝０）はそのまま本プログラムを終了
する一方、エンジンがアイドル運転状態にあるとき（Ｆ
ＩＤＬ＝１）はフラグＦＦＢが前回ループで「０」か否
かを判別し（ステップＳ１２）、前回ループがフィード
バック制御状態になかったか否かを判別する。つまり、
後述のステップＳ２３で求められるフィードバック制御
値ＩＦＢ（ｎ）の積分項ＩＡＩ（ｎ−１）を今回ループ
で初期化すべきか否かを判別する。 【００４６】そして、フラグＦＦＢが前回ループで
「０」のときは前回ループがフィードバック制御状態で
はなく、前回ループから今回ループに移ったときにエン
ジンがオープンループ制御状態からフィードバック制御
状態に移行したと判断して、ステップＳ１３で積分項Ｉ
ＡＩ（ｎ−１）を後述の手法により初期化し、ステップ
Ｓ１４に進む。一方、フラグＦＦＢが前回ループで既に
「１」のときは、前回ループから今回ループの間でエン
ジンが引き続きフィードバック制御状態にあると判断
し、前記積分項ＩＡＩ（ｎ−１）を初期化することなく
ステップＳ１４に進む。 【００４７】しかして、前記ステップＳ１３で実行され
る積分項ＩＡＩ（ｎ−１）の初期化は、数式（２）に示
すように、エンジンが後述する所定の運転状態を満たし
た時点で得られる積分項ＩＡＩ（ｎ）の学習値（平均
値）ＩＸＲＥＦに、エンジン冷却水温に応じて設定され
るアイドル時水温補正値ＩＴＷを加算することによって
行われる。 【００４８】 ＩＡＩ（ｎ−１）＝ＩＸＲＥＦ＋ＩＴＷ …（２） 前記水温補正値ＩＴＷは、記憶手段５ｃ内に予め記憶さ
れた図示しないＴＷ〜ＩＴＷテーブルからエンジン冷却
水温Ｔｗに応じて読み出され、冷却水温ＴＷの上昇に伴
い小なる値となるように設定される。 【００４９】次に、ステップＳ１４，Ｓ１５では、目標
アイドル回転数ＮＩＤＬＯの設定及びフィードバック利
得のための制御ゲインを算出する。 【００５０】すなわち、ステップＳ１４において、目標
アイドル回転数ＮＩＤＬＯがＮＩＤＬ０テーブルを検索
して算出される。ＮＩＤＬ０テーブルは、エンジン冷却
水温ＴＷが上昇するに伴い小さい値となるように設定さ
れ、目標回転数ＮＩＤＬ０は、該ＮＩＤＬ０テーブルを
検索することにより読み出され、或いは補間法により算
出される。尚、前記目標アイドル回転数ＮＩＤＬＯは、
その上限値ＮＩＤＬ０Ｈと下限値ＮＩＤＬ０Ｌとを算術
平均して算出される。 【００５１】ステップＳ１５では、ＫＰ，ＫＩ，ＫＤマ
ップを検索してアイドル時フィードバック制御ゲインの
比例項（Ｐ項）係数ＫＰ、積分項（Ｉ項）係数ＫＩ、微
分項（Ｄ項）係数ＫＤを算出する。 【００５２】次に、ステップＳ１６でＮＥセンサ１６に
より検出されたエンジン回転数ＮＥを読み込み、次いで
ステップＳ１７，Ｓ１８ではエンジン回転数ＮＥと前記
目標アイドル回転数ＮＩＤＬＯとの偏差ΔＮＩＤＬ０及
びエンジン回転数ＮＥの変化量である今回ループで検出
されたエンジン回転数ＮＥと４ＴＤＣパルス前に検出さ
れたエンジン回転数ＮＥ（ｎ−４）との差ΔＮＥとを算
出する。 【００５３】次いで、ステップＳ１９〜Ｓ２１では、数
式（３）〜（５）に基づき、フィードバック制御の比例
項ＩＰ、積分補正値ＩＩ及び微分項ＩＤを算出する。 【００５４】 ＩＰ＝ＫＰ×ΔＮＩＤＬ０ …（３） ＩＩ＝ＫＩ×ΔＮＩＤＬ１ …（４） ＩＤ＝ＫＤ×ΔＮＥ …（５） 次に、ステップＳ２２に進み、今回ループの積分項ＩＡ
Ｉ（ｎ）を数式（６）に示す如く、値ＩＡＩ（ｎ−１）
に前記ステップＳ２０で求められた積分補正値ＩＩを加
算することにより算出し、次いでステップＳ２２では数
式（７）に従い、斯く算出した積分項ＩＡＩ（ｎ）に前
記比例項ＩＰ及び微分項ＩＤを加算して、その値を今回
ループでのフィードバック制御値ＩＦＢ（ｎ）を算出
し、次いで、数式（８）に従い、かかるＩＦＢ（ｎ）値
を用いて弁開度指令値ＩＣＭＤを算出する（ステップＳ
２４）。 【００５５】 ＩＡＩ（ｎ）＝ＩＡＩ（ｎ−１）＋ＩＩ …（６） ＩＦＢ（ｎ）＝ＩＡＩ（ｎ）＋ＩＰ＋ＩＤ …（７） ＩＣＭＤ＝（ＩＦＢ（ｎ）＋ＩＥＸ）×ＫＰＡＤ＋ＩＰＡ …（８） ここで、ＩＥＸはエアコンディショナ等の電気負荷装置
などの作動に対処するための電気負荷補正項である。 【００５６】また、ＫＰＡＤは大気圧補正係数であっ
て、ＡＩＣ弁８から吸入される空気量が大気圧の変化に
伴って変化する為、これを補償するべく大きな値となる
ように設定される。ＩＰＡは前記ＡＩＣ弁８以外の吸気
系、例えばスロットル弁３′から吸入される空気量が大
気圧の変化によって変動する吸入空気量を補正するため
の大気圧補正値である。 【００５７】次に、ステップＳ２５では、フィードバッ
ク制御量の学習値（基準値）ＩＸＲＥＦを上記ステップ
Ｓ２２で求めた積分項ＩＡＩ（ｎ）に基いて、例えば数
式（９）に従って算出し、本プログラムを終了してメイ
ンルーチン（図５）に戻る。 【００５８】 【数１】 ここで、ＣＸＲＥＦは実験的に設定される変数で１〜６
５５３６のうち適当な値に設定される。また、ＩＸＲＥ
Ｆ（ｎ−１）は今回ループが該当する冷却水温範囲にお
いて前記ループまでに得られたＩＡＩ（ｎ）の平均値で
ある。 【００５９】次いで、図５のステップＳ３では、エンジ
ン回転数が目標アイドル回転数の範囲内、すなわちエン
ジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数の上限値ＮＩＤＬ
ＯＨと下限値ＮＩＤＬＯＬの範囲内にあるか否かを判別
する。そして、エンジン回転数ＮＥが前記上限値ＮＩＤ
ＬＯＨと前記下限値ＮＩＤＬＯＬの範囲外にあるときは
本プログラムを終了する一方、上記範囲内にあるときは
ステップＳ４に進み、点火時期補正ルーチンを実行して
本プログラムを終了する。 【００６０】図７は上記した点火時期補正ルーチンのフ
ローチャートであって、本プログラムはＴＤＣ信号パル
スの発生と同期して各気筒毎に、すなわち、＃１ＣＹ
Ｌ、＃３ＣＹＬ、＃４ＣＹＬ、＃２ＣＹＬの順序で順次
実行される。 【００６１】まず、ステップＳ３１で点火電圧センサ２
０等を介して燃焼ラフネス値ＴＭＦＰを検出し、記憶手
段５ｃに記憶させる。続くステップＳ３２ではＴＭＦＰ
Ｏテーブルを検索して目標アイドル回転数ＮＥＩＤＬＯ
に応じた目標燃焼ラフネス値ＴＭＦＰＯを算出する。 【００６２】ＴＭＦＰＯテーブルは、図８に示すよう
に、目標アイドル回転数ＮＥＩＤＬＯ１〜ＮＥＩＤＬＯ
１０に応じてテーブル値ＴＭＦＰＯ１〜ＴＭＦＰＯ１０
が与えられており、目標燃焼ラフネス値ＴＭＦＰＯは、
斯かるＴＭＦＰＯテーブルを検索して読み出され、或い
は補間法により算出される。尚、この図８から明らかな
ように目標アイドル回転数ＮＥＩＤＬＯが大きい程目標
燃焼ラフネス値も大きくなる。これは、目標アイドル回
転数ＮＥＩＤＬＯが大きくなる程、吸入空気量も増加し
て燃料リーンとなり目標燃焼ラフネス値ＴＭＦＰＯも大
きく設定すべきことを考慮したものである。 【００６３】次いで、ステップＳ３３ではステップＳ３
１で検出された燃焼ラフネス値ＴＭＦＰが所定値ＴＭＦ
ＰＸ以上か否かを判別する。そして、燃焼ラフネス値Ｔ
ＭＦＰが所定値ＴＭＦＰＸ以下のときは所望のアイドル
回転数制御がなされていると判断して点火時期の進遅角
補正を実行することなく本プログラムを終了する。 【００６４】一方、ステップＳ３３で前記燃焼ラフネス
値ＴＭＦＰが所定値ＴＭＦＰＸ以上と判別されたときは
燃焼ラフネスが大きく所望のアイドル回転数フィードバ
ック制御が行われていないと判断し、進遅角補正値θＩ
ＧＸを算出して本プログラムを終了する。すなわち、ス
テップＳ３４でθＩＧＸマップを検索して進遅角補正値
θＩＧＸを算出し、本プログラムを終了する。 【００６５】θＩＧＸマップは、図９に示すように、燃
焼ラフネス値ＴＭＦＰ１〜ＴＭＦＰ６及び目標燃焼ラフ
ネス値ＴＭＦＰＯ１〜ＴＭＦＰＯ６に対してマップ値θ
ＩＧＸ（０、０）〜（６、６）がマトリックス状に与え
られており、前記進遅角補正値θＩＧＸは、斯かるθＩ
ＧＸマップを検索することにより読み出され、或いは補
間法により算出される。具体的には、θＩＧＸマップ
は、燃焼ラフネス値ＴＭＦＰが目標燃焼ラフネス値ＴＭ
ＦＰＯに収束するように所定の進遅角補正値θＩＧＸが
マップ値として与えられている。これにより、エンジン
の燃焼状態に応じ、基本点火進角値θＩＧＭに対して進
角側或いは遅角側に補正された進遅角補正値θＩＧＸが
算出され、上記した数式（１）により点火進角値θＩＧ
が算出される。そして、上記進遅角補正値θＩＧＸによ
る点火時期の補正が気筒毎に順次実行されることによ
り、燃焼ラフネス値ＴＭＦＰが目標燃焼ラフネス値ＴＭ
ＦＰＯにフィードバック制御され、各気筒の燃焼状態に
応じた図示平均有効圧力を反映した制御遅れの減少した
アイドル回転数制御を実行することができる。また、点
火進角値を予め遅角させることなく安定した制御を行う
ことができるため、燃費の向上を図ることができる。さ
らに、目標燃焼ラフネス値ＴＭＦＰＯを車輌の共振点を
避けて設定することにより、アイドル時の運転性能を向
上させることができる。 【００６６】 【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る内燃エ
ンジンのアイドル回転数制御装置によれば、各気筒の燃
焼状態に応じた図示平均有効圧力を反映した制御遅れの
少ないアイドル回転数制御を実行することができ、フィ
ードバック制御の収束性を向上させることができ、高精
度なアイドル時の回転数制御を行うことができる。ま
た、点火進角値を予め遅角させることなく、安定した制
御を行うことができ、燃費の向上を図ることができる。
さらに、目標アイドル回転数が大きくなるに従って目標
燃焼変動値を大きくするように設定したので、目標アイ
ドル回転数が大きくなる程、吸入空気量も増加して燃料
リーンとなることに対応でき、安定したアイドル回転数
制御を行うことが可能になる。また、点火指令を発する
点火指令信号発生後の点火電圧値が所定電圧値を越える
期間を内燃エンジンの燃焼変動値としたので、エンジン
燃焼室の燃焼状態を容易に把握することができ、燃焼変
動に応じたアイドル回転数制御を容易に行うことができ
る。 【００６７】
回転数制御装置に関し、より詳しくは内燃エンジンの燃
焼状態に応じてアイドル回転数を制御する内燃エンジン
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、内燃エンジンの各気筒の有効
平均圧力の変動に伴う回転変動を抑制するようにして気
筒別燃焼制御を行うことにより、アイドル時のエンジン
振動を低減しながらエンジンを所定のアイドル回転数に
維持するようにした技術が既に知られている（特開平２
−１６１１５５号公報）。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術においては、基本制御値を補正する燃焼補正量
をアイドル時の燃焼行程にある気筒相互間における角速
度の変化量の偏差に基づいて算出しているので、制御遅
れが生じ、各気筒毎の燃焼状態に応じたアイドル回転数
制御を高精度に行うことができない場合があるという問
題点があった。 【０００４】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであって、制御遅れを極力減少させて、より高精度
なアイドル時の回転数制御を行うことが可能な内燃エン
ジン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。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、内燃エンジンのアイドル運転状態を検出す
るアイドル状態検出手段と、エンジンに補助空気を供給
する補助空気供給手段と、エンジンの運転状態を検出す
る運転状態検出手段と、該運転状態検出手段の検出結果
に基づいて目標アイドル回転数を算出する目標アイドル
回転数算出手段と、アイドル状態のときに前記補助空気
供給手段を介してアイドル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第１の制御手段とを備えた内
燃エンジンのアイドル回転数制御装置において、前記運
転状態検出手段の検出結果に基づいてエンジンの基本点
火進角値を算出する点火進角値算出手段と、エンジンの
各気筒毎に、１サイクル中における燃焼状態の変動値を
燃焼変動値として検出する燃焼変動値検出手段と、前記
目標アイドル回転数に応じて目標燃焼変動値を設定する
目標燃焼変動値設定手段と、前記点火進角値を補正して
前記燃焼変動値を前記目標燃焼変動値にフィードバック
制御する第２の制御手段とを備え、前記目標燃焼変動値
設定手段は、前記目標アイドル回転数が大きくなるに従
って前記目標燃焼変動値を大きくするように設定し、前
記燃焼変動値検出手段は、点火指令を発する点火指令信
号発生後の点火電圧値が所定電圧値を越える期間を前記
燃焼変動値として検出することを特徴とする。 【０００６】 【０００７】 【作用】上記構成によれば、各気筒毎に１サイクル中に
おける燃焼変動値が算出されると共に、該燃焼変動値が
目標燃焼変動値に収束するように点火進角値が補正され
る。 【０００８】また、燃焼変動値は、具体的には、点火指
令信号発生後の点火電圧値が所定電圧値を越える期間と
して算出される。 【０００９】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳説す
る。 【００１０】図１は本発明に係る内燃エンジンのアイド
ル回転数制御装置の一実施例を示す全体構成図である。 【００１１】図中、１は各シリンダに吸気弁と排気弁
（図示せず）とを各１対宛設けたＤＯＨＣ直列４気筒の
内燃エンジン（以下、単に「エンジン」という）であっ
て、該エンジン１の吸気管２の途中にはスロットルボデ
ィ３が設けられ、その内部にはスロットル弁３′が配さ
れている。また、スロットル弁３′にはスロットル弁開
度（θＴＨ）センサ４が連結されており、スロットル弁
３′の開度に応じた電気信号を出力して電子コントロー
ルユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。 【００１２】燃料噴射弁６は吸気管２の途中であってエ
ンジン１の稍上流側に各気筒毎に配設されると共に図示
しない燃料ポンプに接続されている。さらに、燃料噴射
弁６は、ＥＣＵ５に電気的に接続され、当該ＥＣＵ５か
らの信号により燃料噴射の開弁時間が制御される。 【００１３】吸気管２のスロットル弁３′の稍下流側に
は補助空気吸入管７が分岐して設けられると共に、該補
助空気制御管７の先端には補助空気量制御弁（以下、
「ＡＩＣ弁」という）８が装着されている。 【００１４】ＡＩＣ弁８は、その大気側開口端にエアク
リーナ９が取り付けられると共に、常閉型の電磁弁１０
と、該電磁弁１０の励磁時に開弁して大気を補助空気吸
入管７に供給するための弁体１１とから構成されてい
る。また、電磁弁１０は、ＥＣＵ５に電気的に接続され
ており、該ＥＣＵ５からの指令により弁リフト指令値Ｉ
ＣＭＤが制御される。 【００１５】また、吸気管２の補助空気制御管７の下流
側には分岐管１２が設けられ、該分岐管１２の先端には
絶対圧（ＰＢＡ）センサ１３が取付けられている。該Ｐ
ＢＡセンサ１３はＥＣＵ５に電気的に接続されており、
吸気管２内の絶対圧ＰＢＡは前記ＰＢＡセンサ１３によ
り電気信号に変換されてＥＣＵ５に供給される。 【００１６】また、分岐管１２の下流側の吸気管２の管
壁には吸気温（ＴＡ）センサ１４が装着され、該ＴＡセ
ンサ１４により検出された吸気温ＴＡは電気信号に変換
され、ＥＣＵ５に供給される。 【００１７】エンジン１のシリンダブロックの冷却水が
充満した気筒周壁にはサーミスタ等からなるエンジン水
温（ＴＷ）センサ１５が挿着され、該ＴＷセンサ１５に
より検出されたエンジン冷却水温ＴＷは電気信号に変換
されてＥＣＵ５に供給される。 【００１８】また、エンジン１の図示しないカム軸周囲
又はクランク軸周囲にはエンジン回転数（ＮＥ）センサ
１６及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１７が取り付けられ
ている。 【００１９】ＮＥセンサ１６はエンジン１のクランク軸
の１８０度回転毎に所定のクランク角度位置でピストン
上死点位置を示す信号パルス（以下「ＴＤＣ信号パル
ス」という）を出力し、ＣＹＬセンサ１７は特定気筒
（例えば、＃１ＣＹＬ）の所定のクランク角度位置でＣ
ＹＬ信号パルスを出力し、これらのＴＤＣ信号パルス及
びＣＹＬ信号パルスはＥＣＵ５に供給される。 【００２０】エンジン１の各気筒の点火プラグ１８はデ
ィストリビュータ１９を介してＥＣＵ５に電気的に接続
されており、ＥＣＵ５により点火時期θＩＧが制御され
る。ディストリビュータ１９と点火プラグ１８とを接続
する接続線の途中には、その接続線と静電的に結合され
た（接続線と数ｐＦのコンデンサを形成する）点火電圧
センサ２０が設けられており、その検出信号はＥＣＵ５
に供給される。 【００２１】エンジン１の排気管２１の途中には排気ガ
ス中の酸素濃度に略比例した特性を出力する広域酸素濃
度センサ（以下、「ＬＡＦセンサ」と称する）２２が設
けられており、該ＬＡＦセンサ２２により検出された排
気ガス中の酸素濃度は電気信号に変換されてＥＣＵ５に
供給される。 【００２２】ＥＣＵ５には更にバッテリ電圧ＶＢを検出
するバッテリ電圧（ＶＢ）センサ２３が接続されてお
り、該ＶＢセンサ２３の出力信号はＥＣＵ５に供給され
る。 【００２３】さらに、大気圧（ＰＡ）センサ２４がエン
ジン１の適所に配設されると共に、該ＰＡセンサ２４は
ＥＣＵ５に電気的に接続され、その検出信号をＥＣＵ５
に供給する。 【００２４】しかして、ＥＣＵ５は、上述の各種センサ
からの入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベル
に修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する
等の機能を有する入力回路５ａと、中央演算処理回路
（以下「ＣＰＵ」という）５ｂと、該ＣＰＵ５ｂで実行
される各種演算プログラムや後述する各種マップ及び演
算結果等を記憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶手段
５ｃと、前記燃料噴射弁６、電磁弁１０及び点火プラグ
１８等に駆動信号を供給する出力回路５ｄとを備えてい
る。 【００２５】また、ＣＰＵ５ｂは上述の各種センサから
のエンジンパラメータ信号に応じ、数式（１）に基づい
てエンジンの点火進角値θＩＧを算出する。 【００２６】θＩＧ＝θＩＧＭ＋θＩＧＸ …（１） ここで、θＩＧＭは基本点火進角値であって、エンジン
の運転状態、例えばエンジン回転数ＮＥとエンジンの負
荷状態を表す吸気管内絶対圧ＰＢＡとに応じ、記憶手段
５ｃに予め記憶されている基本点火時期マップ（図示せ
ず）を検索して読み出され、或いは補間法により算出さ
れる。また、θＩＧＸは進遅角補正値であって、後述す
るようにエンジンの燃焼状態に応じ所望の進角補正値又
は遅角補正値に設定される。 【００２７】また、ＥＣＵ５は、点火指令を発する点火
指令信号Ａ発生後の点火電圧値が所定電圧値を越える期
間を前記内燃エンジンの燃焼変動値（燃焼ラフネス値）
として検出する燃焼変動値検出手段を有している。 【００２８】図２は、ＥＣＵ５内の要部を示す電気回路
図であって、バッテリ電圧ＶＢが供給される電源端子Ｔ
１は一次側コイル２５と二次側コイル２６とからなる点
火コイル２７に接続されている。一次側コイル２５と二
次側コイル２６とは互いにその一端で接続され、一次側
コイル２５の他端はトランジスタ２８のコレクタに接続
され、該トランジスタ２８のベースは駆動回路２９を介
してＣＰＵ５ｂに接続され、そのエミッタは接地されて
いる。前記トランジスタ２８のベースには、駆動回路２
９を介してＣＰＵ５ｂより点火指令信号Ａが供給され
る。また、二次側コイル２６の他端は、ディストリビュ
ータ１９を介して点火プラグ１８の中心電極１８ａに接
続され、点火プラグ１８の他方の電極１８ｂは接地され
て接地電極とされている。 【００２９】点火電圧センサ２０は、入力回路５ａ’を
介してピークホールド回路３０及び比較器３１の非反転
入力に接続されている。ピークホールド回路３０の出力
は、比較レベル設定回路３２を介して比較器３１の反転
入力に接続されている。そして、比較器３１の出力はＣ
ＰＵ５ｂに入力される。また、ピークホールド回路３０
のリセット入力にはＣＰＵ５ｂが接続されおり、ＣＰＵ
５ｂから適切なタイミングでピークホールド値をリセッ
トするリセット信号が供給される。尚、二次側コイル２
６とディストリビュータ１９との間にはダイオード３３
が介装されている。 【００３０】図３は、入力回路５ａ’、ピークホールド
回路３０及び比較レベル設定回路３２の詳細図であっ
て、入力端子Ｔ２は、抵抗３４を介して演算増幅器（以
下「オペアンプ」という）３５の非反転入力に接続され
ている。また入力端子Ｔ２は、コンデンサ３６と抵抗３
７とダイオード３８とを並列に接続した回路を介してア
ースに接続されるとともに、ダイオード３９を介して電
源ラインＶＢＳに接続されている。コンデンサ３６は、
例えば１０4ｐＦ程度のものを使用し、前記点火電圧セ
ンサ２０によって検出される電圧を数千分の１に分圧す
る働きをする。また、抵抗３７は例えば５００ＫΩ程度
のものを使用する。ダイオード３８及びダイオード３９
は、オペアンプ３５の入力電圧がほぼ０〜電源ラインＶ
ＢＳの範囲内に入るようにするために設けられている。
オペアンプ３５の反転入力はその出力と接続されてお
り、オペアンプ３５はバッファアンプ（インピーダンス
変換回路）として動作する。 【００３１】入力回路５ａ’のオペアンプ３５の出力
は、比較器３１の非反転入力及びオペアンプ４０の非反
転入力に接続されている。オペアンプ４０の出力はダイ
オード４１を介してオペアンプ４２の非反転入力に接続
され、オペアンプ４０及びオペアンプ４２の反転入力は
いずれもオペアンプ４２の出力に接続されている。従っ
て、これらのオペアンプ４０、４２もバッファアンプと
して動作する。 【００３２】オペアンプ４２の非反転入力は抵抗４３及
びコンデンサ４４を介して接地され、抵抗４３とコンデ
ンサ４４の接続点は、抵抗４５を介してトランジスタ４
６のコレクタに接続されている。該トランジスタ４６の
エミッタは接地され、ベースにはリセット時に高レベル
となるリセット信号がＣＰＵ５ｂより入力される。 【００３３】オペアンプ４２の出力は、比較レベル設定
回路３２を構成する抵抗４７及び抵抗４８を介して接地
され、抵抗４７と抵抗４８の接続点が比較器３１の反転
入力に接続されている。 【００３４】図３の回路によれば、検出された点火電圧
Ｖ（オペアンプ３５の出力）のピーク値がピークホール
ド回路３０によって保持され、そのピークホールド値は
比較レベル設定回路３２により「１」より小さい所定数
倍され、比較レベルＶＣＯＭＰとして比較器３１に供給
される。従って、端子Ｔ４にはＶ＞ＶＣＯＭＰが成立す
るとき高レベルとなるパルス信号（判定パルス）が出力
される。 【００３５】しかして、上記制御装置においては、圧縮
行程中の所定クランク角度位置で点火電圧を印加して点
火プラグ１８を火花放電させた後、所定時間経過後に二
次放電を行う。そして、二次放電電圧Ｖ２が所定基準電
圧ＶＲＥＦを越えている時間を燃焼ラフネス値（時間）
ＴＭＦＰとし、該燃焼ラフネス値ＴＭＦＰに応じ燃焼状
態を補正している。 【００３６】図４は点火電圧特性を示す特性図であっ
て、同図（Ｉ）は点火指令信号Ａ、同図（II）は燃料リ
ッチのときの点火電圧特性、同図（III）は燃料リーン
のときの点火電圧特性、を示し、横軸は時間Ｔ、縦軸は
点火電圧Ｖを示す。 【００３７】点火指令信号Ａ発生時刻ｔ０の直後におい
ては点火電圧は燃料混合気（点火プラグの放電ギャップ
間）の絶縁を破壊する値まで上昇し、絶縁破壊後は、絶
縁破壊前の容量放電状態（数百アンペア程度の電流によ
る非常に短い時間の放電状態）から放電電圧が略一定の
誘導放電状態へと移行する（数十ミリアンペア程度の電
流により、数ミリ秒程度の放電期間）。 【００３８】尚、ダイオード３３と点火プラグ１８との
間の浮遊容量に蓄えられた電荷（電極間で放電しきれず
に残った電荷）は、ダイオード３３があるため、点火コ
イル２７側へは放電されないが、点火プラグ１８の電極
近傍に存在するイオンによって中和されるため、容量放
電終了時の点火電圧Ｖは速やかに減少する。 【００３９】次いで、ピストン上死点（ＴＤＣ）が経過
した圧縮行程終了後の燃焼行程中に二次放電を行う。燃
料リッチのときは点火プラグ１８周囲の燃料混合気が良
好な状態でイオン化しているため、点火プラグ１８のプ
ラグギャップ間における電気抵抗が低く、図４（II）に
示すように、前記二次放電電圧Ｖ２は比較的速やかに減
少し、したがって所定基準電圧ＶＲＥＦを越える時間、
すなわち燃焼ラフネス値（時間）ＴＭＦＰも小さい。一
方、燃料リーンのときは燃料リッチのときに比し燃料混
合気のイオン化が悪く、プラグギャップ間の電気抵抗が
高くなる。このため、二次放電電圧Ｖ２は、図４（II
I）に示すように、極めて緩やかに減少し、前記燃焼ラ
フネス値ＴＭＦＰも大きくなる。 【００４０】しかして、上記制御装置は、エンジン冷却
水温ＴＷに基づいて目標アイドル回転数ＮＥＩＤＬＯを
算出する目標アイドル回転数算出手段と、アイドル状態
のときに前記ＡＩＣ弁８を介してアイドル回転数ＮＥＩ
ＤＬを目標アイドル回転数ＮＥＩＤＬＯにフィードバッ
ク制御する第１の制御手段と、目標アイドル回転数ＮＥ
ＩＤＬＯに応じて目標燃焼変動値ＴＭＦＰＯを算出する
目標燃焼変動値算出手段と、前記点火進角値θＩＧを補
正して前記燃焼変動値ＴＭＦＰを目標燃焼変動値ＴＭＦ
ＰＯにフィードバック制御する第２の制御手段とを有し
ている。 【００４１】図５はアイドル回転数制御ルーチンのフロ
ーチャートであって、本プログラムはＴＤＣ信号パルス
と同期して実行される。 【００４２】まず、ステップＳ１では、フラグＦＳＭＯ
Ｄが「０」か否かを判別し、エンジンが基本モードにあ
るか否かを判断する。ここで、基本モードにあるか否か
は、例えば、図示しないエンジンのスタータスイッチが
オンで且つエンジン回転数が所定の始動時回転数（クラ
ンキング回転数）以上か否かにより判断する。そして、
フラグＦＳＭＯＤが「０」でないとき、すなわちフラグ
ＦＳＭＯＤが「１」に設定されているときは始動モード
にあると判断して本プログラムを終了する。一方、フラ
グＦＳＭＯＤが「０」に設定されているときはエンジン
が基本モードにあると判断し、ステップＳ２でＩＣＭＤ
算出ルーチンを実行し、ＡＩＣ弁８の弁リフト指令値Ｉ
ＣＭＤを算出してステップＳ３に進む。 【００４３】図６は上記ＩＣＭＤ算出ルーチンのフロー
チャートであって、本プログラムはＴＤＣ信号パルスの
発生に同期して実行される。 【００４４】まず、ステップＳ１１ではフラグＦＩＤＬ
が「１」か否かを判別し、エンジンがアイドル運転状態
にあるか否かを判別する。前記アイドル運転状態にある
か否かは、エンジン回転数ＮＥが低回転数（例えば９０
０ｒｐｍ以下）であってスロットル弁３′の弁開度θＴ
Ｈ（θＴＨセンサ４により検出される）がアイドル時の
所定弁開度θｉｄ１以下にあるか、あるいはエンジン回
転数ＮＥが前記低回転数であって吸気管２内の絶対ＰＢ
Ａ（ＰＢＡセンサ１３により検出される）が所定値より
も低負荷側にあるときアイドル運転状態にあると判断さ
れる。 【００４５】そして、エンジンがアイドル運転状態にな
いとき（ＦＩＤＬ＝０）はそのまま本プログラムを終了
する一方、エンジンがアイドル運転状態にあるとき（Ｆ
ＩＤＬ＝１）はフラグＦＦＢが前回ループで「０」か否
かを判別し（ステップＳ１２）、前回ループがフィード
バック制御状態になかったか否かを判別する。つまり、
後述のステップＳ２３で求められるフィードバック制御
値ＩＦＢ（ｎ）の積分項ＩＡＩ（ｎ−１）を今回ループ
で初期化すべきか否かを判別する。 【００４６】そして、フラグＦＦＢが前回ループで
「０」のときは前回ループがフィードバック制御状態で
はなく、前回ループから今回ループに移ったときにエン
ジンがオープンループ制御状態からフィードバック制御
状態に移行したと判断して、ステップＳ１３で積分項Ｉ
ＡＩ（ｎ−１）を後述の手法により初期化し、ステップ
Ｓ１４に進む。一方、フラグＦＦＢが前回ループで既に
「１」のときは、前回ループから今回ループの間でエン
ジンが引き続きフィードバック制御状態にあると判断
し、前記積分項ＩＡＩ（ｎ−１）を初期化することなく
ステップＳ１４に進む。 【００４７】しかして、前記ステップＳ１３で実行され
る積分項ＩＡＩ（ｎ−１）の初期化は、数式（２）に示
すように、エンジンが後述する所定の運転状態を満たし
た時点で得られる積分項ＩＡＩ（ｎ）の学習値（平均
値）ＩＸＲＥＦに、エンジン冷却水温に応じて設定され
るアイドル時水温補正値ＩＴＷを加算することによって
行われる。 【００４８】 ＩＡＩ（ｎ−１）＝ＩＸＲＥＦ＋ＩＴＷ …（２） 前記水温補正値ＩＴＷは、記憶手段５ｃ内に予め記憶さ
れた図示しないＴＷ〜ＩＴＷテーブルからエンジン冷却
水温Ｔｗに応じて読み出され、冷却水温ＴＷの上昇に伴
い小なる値となるように設定される。 【００４９】次に、ステップＳ１４，Ｓ１５では、目標
アイドル回転数ＮＩＤＬＯの設定及びフィードバック利
得のための制御ゲインを算出する。 【００５０】すなわち、ステップＳ１４において、目標
アイドル回転数ＮＩＤＬＯがＮＩＤＬ０テーブルを検索
して算出される。ＮＩＤＬ０テーブルは、エンジン冷却
水温ＴＷが上昇するに伴い小さい値となるように設定さ
れ、目標回転数ＮＩＤＬ０は、該ＮＩＤＬ０テーブルを
検索することにより読み出され、或いは補間法により算
出される。尚、前記目標アイドル回転数ＮＩＤＬＯは、
その上限値ＮＩＤＬ０Ｈと下限値ＮＩＤＬ０Ｌとを算術
平均して算出される。 【００５１】ステップＳ１５では、ＫＰ，ＫＩ，ＫＤマ
ップを検索してアイドル時フィードバック制御ゲインの
比例項（Ｐ項）係数ＫＰ、積分項（Ｉ項）係数ＫＩ、微
分項（Ｄ項）係数ＫＤを算出する。 【００５２】次に、ステップＳ１６でＮＥセンサ１６に
より検出されたエンジン回転数ＮＥを読み込み、次いで
ステップＳ１７，Ｓ１８ではエンジン回転数ＮＥと前記
目標アイドル回転数ＮＩＤＬＯとの偏差ΔＮＩＤＬ０及
びエンジン回転数ＮＥの変化量である今回ループで検出
されたエンジン回転数ＮＥと４ＴＤＣパルス前に検出さ
れたエンジン回転数ＮＥ（ｎ−４）との差ΔＮＥとを算
出する。 【００５３】次いで、ステップＳ１９〜Ｓ２１では、数
式（３）〜（５）に基づき、フィードバック制御の比例
項ＩＰ、積分補正値ＩＩ及び微分項ＩＤを算出する。 【００５４】 ＩＰ＝ＫＰ×ΔＮＩＤＬ０ …（３） ＩＩ＝ＫＩ×ΔＮＩＤＬ１ …（４） ＩＤ＝ＫＤ×ΔＮＥ …（５） 次に、ステップＳ２２に進み、今回ループの積分項ＩＡ
Ｉ（ｎ）を数式（６）に示す如く、値ＩＡＩ（ｎ−１）
に前記ステップＳ２０で求められた積分補正値ＩＩを加
算することにより算出し、次いでステップＳ２２では数
式（７）に従い、斯く算出した積分項ＩＡＩ（ｎ）に前
記比例項ＩＰ及び微分項ＩＤを加算して、その値を今回
ループでのフィードバック制御値ＩＦＢ（ｎ）を算出
し、次いで、数式（８）に従い、かかるＩＦＢ（ｎ）値
を用いて弁開度指令値ＩＣＭＤを算出する（ステップＳ
２４）。 【００５５】 ＩＡＩ（ｎ）＝ＩＡＩ（ｎ−１）＋ＩＩ …（６） ＩＦＢ（ｎ）＝ＩＡＩ（ｎ）＋ＩＰ＋ＩＤ …（７） ＩＣＭＤ＝（ＩＦＢ（ｎ）＋ＩＥＸ）×ＫＰＡＤ＋ＩＰＡ …（８） ここで、ＩＥＸはエアコンディショナ等の電気負荷装置
などの作動に対処するための電気負荷補正項である。 【００５６】また、ＫＰＡＤは大気圧補正係数であっ
て、ＡＩＣ弁８から吸入される空気量が大気圧の変化に
伴って変化する為、これを補償するべく大きな値となる
ように設定される。ＩＰＡは前記ＡＩＣ弁８以外の吸気
系、例えばスロットル弁３′から吸入される空気量が大
気圧の変化によって変動する吸入空気量を補正するため
の大気圧補正値である。 【００５７】次に、ステップＳ２５では、フィードバッ
ク制御量の学習値（基準値）ＩＸＲＥＦを上記ステップ
Ｓ２２で求めた積分項ＩＡＩ（ｎ）に基いて、例えば数
式（９）に従って算出し、本プログラムを終了してメイ
ンルーチン（図５）に戻る。 【００５８】 【数１】 ここで、ＣＸＲＥＦは実験的に設定される変数で１〜６
５５３６のうち適当な値に設定される。また、ＩＸＲＥ
Ｆ（ｎ−１）は今回ループが該当する冷却水温範囲にお
いて前記ループまでに得られたＩＡＩ（ｎ）の平均値で
ある。 【００５９】次いで、図５のステップＳ３では、エンジ
ン回転数が目標アイドル回転数の範囲内、すなわちエン
ジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数の上限値ＮＩＤＬ
ＯＨと下限値ＮＩＤＬＯＬの範囲内にあるか否かを判別
する。そして、エンジン回転数ＮＥが前記上限値ＮＩＤ
ＬＯＨと前記下限値ＮＩＤＬＯＬの範囲外にあるときは
本プログラムを終了する一方、上記範囲内にあるときは
ステップＳ４に進み、点火時期補正ルーチンを実行して
本プログラムを終了する。 【００６０】図７は上記した点火時期補正ルーチンのフ
ローチャートであって、本プログラムはＴＤＣ信号パル
スの発生と同期して各気筒毎に、すなわち、＃１ＣＹ
Ｌ、＃３ＣＹＬ、＃４ＣＹＬ、＃２ＣＹＬの順序で順次
実行される。 【００６１】まず、ステップＳ３１で点火電圧センサ２
０等を介して燃焼ラフネス値ＴＭＦＰを検出し、記憶手
段５ｃに記憶させる。続くステップＳ３２ではＴＭＦＰ
Ｏテーブルを検索して目標アイドル回転数ＮＥＩＤＬＯ
に応じた目標燃焼ラフネス値ＴＭＦＰＯを算出する。 【００６２】ＴＭＦＰＯテーブルは、図８に示すよう
に、目標アイドル回転数ＮＥＩＤＬＯ１〜ＮＥＩＤＬＯ
１０に応じてテーブル値ＴＭＦＰＯ１〜ＴＭＦＰＯ１０
が与えられており、目標燃焼ラフネス値ＴＭＦＰＯは、
斯かるＴＭＦＰＯテーブルを検索して読み出され、或い
は補間法により算出される。尚、この図８から明らかな
ように目標アイドル回転数ＮＥＩＤＬＯが大きい程目標
燃焼ラフネス値も大きくなる。これは、目標アイドル回
転数ＮＥＩＤＬＯが大きくなる程、吸入空気量も増加し
て燃料リーンとなり目標燃焼ラフネス値ＴＭＦＰＯも大
きく設定すべきことを考慮したものである。 【００６３】次いで、ステップＳ３３ではステップＳ３
１で検出された燃焼ラフネス値ＴＭＦＰが所定値ＴＭＦ
ＰＸ以上か否かを判別する。そして、燃焼ラフネス値Ｔ
ＭＦＰが所定値ＴＭＦＰＸ以下のときは所望のアイドル
回転数制御がなされていると判断して点火時期の進遅角
補正を実行することなく本プログラムを終了する。 【００６４】一方、ステップＳ３３で前記燃焼ラフネス
値ＴＭＦＰが所定値ＴＭＦＰＸ以上と判別されたときは
燃焼ラフネスが大きく所望のアイドル回転数フィードバ
ック制御が行われていないと判断し、進遅角補正値θＩ
ＧＸを算出して本プログラムを終了する。すなわち、ス
テップＳ３４でθＩＧＸマップを検索して進遅角補正値
θＩＧＸを算出し、本プログラムを終了する。 【００６５】θＩＧＸマップは、図９に示すように、燃
焼ラフネス値ＴＭＦＰ１〜ＴＭＦＰ６及び目標燃焼ラフ
ネス値ＴＭＦＰＯ１〜ＴＭＦＰＯ６に対してマップ値θ
ＩＧＸ（０、０）〜（６、６）がマトリックス状に与え
られており、前記進遅角補正値θＩＧＸは、斯かるθＩ
ＧＸマップを検索することにより読み出され、或いは補
間法により算出される。具体的には、θＩＧＸマップ
は、燃焼ラフネス値ＴＭＦＰが目標燃焼ラフネス値ＴＭ
ＦＰＯに収束するように所定の進遅角補正値θＩＧＸが
マップ値として与えられている。これにより、エンジン
の燃焼状態に応じ、基本点火進角値θＩＧＭに対して進
角側或いは遅角側に補正された進遅角補正値θＩＧＸが
算出され、上記した数式（１）により点火進角値θＩＧ
が算出される。そして、上記進遅角補正値θＩＧＸによ
る点火時期の補正が気筒毎に順次実行されることによ
り、燃焼ラフネス値ＴＭＦＰが目標燃焼ラフネス値ＴＭ
ＦＰＯにフィードバック制御され、各気筒の燃焼状態に
応じた図示平均有効圧力を反映した制御遅れの減少した
アイドル回転数制御を実行することができる。また、点
火進角値を予め遅角させることなく安定した制御を行う
ことができるため、燃費の向上を図ることができる。さ
らに、目標燃焼ラフネス値ＴＭＦＰＯを車輌の共振点を
避けて設定することにより、アイドル時の運転性能を向
上させることができる。 【００６６】 【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る内燃エ
ンジンのアイドル回転数制御装置によれば、各気筒の燃
焼状態に応じた図示平均有効圧力を反映した制御遅れの
少ないアイドル回転数制御を実行することができ、フィ
ードバック制御の収束性を向上させることができ、高精
度なアイドル時の回転数制御を行うことができる。ま
た、点火進角値を予め遅角させることなく、安定した制
御を行うことができ、燃費の向上を図ることができる。
さらに、目標アイドル回転数が大きくなるに従って目標
燃焼変動値を大きくするように設定したので、目標アイ
ドル回転数が大きくなる程、吸入空気量も増加して燃料
リーンとなることに対応でき、安定したアイドル回転数
制御を行うことが可能になる。また、点火指令を発する
点火指令信号発生後の点火電圧値が所定電圧値を越える
期間を内燃エンジンの燃焼変動値としたので、エンジン
燃焼室の燃焼状態を容易に把握することができ、燃焼変
動に応じたアイドル回転数制御を容易に行うことができ
る。 【００６７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃エンジンのアイドル回転数制
御装置の一実施例を示す全体構成図である。 【図２】ＥＣＵの要部回路構成図である。 【図３】図２の詳細な回路構成図である。 【図４】燃焼ラフネス値の測定原理を説明するための点
火電圧特性図である。 【図５】アイドル回転数制御ルーチンのフローチャート
である。 【図６】ＡＩＣ弁の弁リフト指令値ＩＣＭＤを算出する
ＩＣＭＤ算出ルーチンのフローチャートである。 【図７】点火時期算出ルーチンのフローチャートであ
る。 【図８】目標燃焼ラフネス値ＴＭＦＰＯを算出するＴＭ
ＦＰＯテーブルである。 【図９】補正進遅角値θＩＧＸを算出するθＩＧＸ算出
ルーチンのフローチャートである。 【符号の説明】 １ 内燃エンジン ５ ＥＣＵ（第１の制御手段、点火進角値算出手段、
目標燃焼ラフネス算出手段、第２の制御手段） ８ ＡＩＣ弁（補助空気供給手段） １５ ＴＷセンサ（運転状態検出手段） ３２ 比較レベル設定回路（燃焼変動値検出手段）
御装置の一実施例を示す全体構成図である。 【図２】ＥＣＵの要部回路構成図である。 【図３】図２の詳細な回路構成図である。 【図４】燃焼ラフネス値の測定原理を説明するための点
火電圧特性図である。 【図５】アイドル回転数制御ルーチンのフローチャート
である。 【図６】ＡＩＣ弁の弁リフト指令値ＩＣＭＤを算出する
ＩＣＭＤ算出ルーチンのフローチャートである。 【図７】点火時期算出ルーチンのフローチャートであ
る。 【図８】目標燃焼ラフネス値ＴＭＦＰＯを算出するＴＭ
ＦＰＯテーブルである。 【図９】補正進遅角値θＩＧＸを算出するθＩＧＸ算出
ルーチンのフローチャートである。 【符号の説明】 １ 内燃エンジン ５ ＥＣＵ（第１の制御手段、点火進角値算出手段、
目標燃焼ラフネス算出手段、第２の制御手段） ８ ＡＩＣ弁（補助空気供給手段） １５ ＴＷセンサ（運転状態検出手段） ３２ 比較レベル設定回路（燃焼変動値検出手段）
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フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02D 41/00 - 41/04
F02D 43/00 - 45/00
F02P 5/145 - 5/155
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 内燃エンジンのアイドル運転状態を検出
するアイドル状態検出手段と、エンジンに補助空気を供
給する補助空気供給手段と、エンジンの運転状態を検出
する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段の検出結
果に基づいて目標アイドル回転数を算出する目標アイド
ル回転数算出手段と、アイドル状態のときに前記補助空
気供給手段を介してアイドル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第１の制御手段とを備えた
内燃エンジン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の検出結果に基づいてエンジンの基
本点火進角値を算出する点火進角値算出手段と、エンジ
ンの各気筒毎に、１サイクル中における燃焼状態の変動
値を燃焼変動値として検出する燃焼変動値検出手段と、
前記目標アイドル回転数に応じて目標燃焼変動値を設定
する目標燃焼変動値設定手段と、前記点火進角値を補正
して前記燃焼変動値を前記目標燃焼変動値にフィードバ
ック制御する第２の制御手段とを備え、前記目標燃焼変
動値設定手段は、前記目標アイドル回転数が大きくなる
に従って前記目標燃焼変動値を大きくするように設定
し、前記燃焼変動値検出手段は、点火指令を発する点火
指令信号発生後の点火電圧値が所定電圧値を越える期間
を前記燃焼変動値として検出することを特徴とする内燃
エンジンのアイドル回転数制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31738793A JP3516211B2 (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | 内燃エンジンのアイドル回転数制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31738793A JP3516211B2 (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | 内燃エンジンのアイドル回転数制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07145749A JPH07145749A (ja) | 1995-06-06 |
| JP3516211B2 true JP3516211B2 (ja) | 2004-04-05 |
Family
ID=18087689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31738793A Expired - Fee Related JP3516211B2 (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | 内燃エンジンのアイドル回転数制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3516211B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6789752B2 (ja) * | 2016-10-14 | 2020-11-25 | 新電元工業株式会社 | 内燃機関制御装置、内燃機関制御システム、および、内燃機関制御装置の制御方法 |
-
1993
- 1993-11-24 JP JP31738793A patent/JP3516211B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07145749A (ja) | 1995-06-06 |
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