JP4019621B2 - 内燃機関のアイドル回転制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガソリンエンジンなどの内燃機関のアイドル回転を制御するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関のアイドル回転数は、エンジン水温などに基づいて目標回転数を設定し、その目標回転数と実回転数との偏差に応じて吸入空気量をフィードバック制御することにより制御し、また、空調機などの補機の負荷変動があった場合には、アイドル回転数の変動を抑制するために、その負荷変動に基づいた空気量のフィードフォワード制御をおこなっている。例えば特開平１１−４４２４１号公報には、パワーステアリングポンプの負荷が操舵量に応じて増加するものの、その負荷を直接検出できないために、パワーステアリングポンプの負荷に応じた吸入空気量の補正量を固定値として用意しておき、パワーステアリングポンプの負荷変化に応じてその固定値に基づく吸入空気量の増量制御をおこなう装置が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
内燃機関のアイドル制御は、これを搭載している車両が停止している状態であっても内燃機関の自律回転を維持し、応答遅れのない発進を可能にするための制御である。したがってアイドル制御は、第１にエンジンストールを回避することを主眼として実行することになる。そのため、上述した公報に記載されているように、パワーステアリングポンプによる負荷が増大した場合、その負荷の大小に拘わらず確実にエンジンストールを防止するためには、前記補正量としての固定値を、パワーステアリングポンプによる負荷が最大の場合に適合する値に設定することによる。そのため、車両がアイドリング状態で停止している場合に僅かに操舵した場合、発生する負荷がいわゆる軽負荷であっても、吸入空気量の補正量は最大になる。
【０００４】
このように上記の公報に記載された発明では、アイドリング時にパワーステアリングポンプによって生じる負荷と、アイドル回転数を維持するための吸入空気量の補正量とが適合せずに、負荷補正が過剰におこなわれるため、アイドル回転数が増大するいわゆるオーバーシュートが生じる可能性があった。このような不都合を解消するために前記の補正量としての固定値を小さい値に設定した場合には、アイドリング状態で急激かつ大きく操舵されてパワーステアリングポンプによる負荷が急激に大きくなった場合には、吸入空気量の補正量が不足してアイドル回転数が低下し、極端な場合にはエンジンストールに到る可能性がある。このように従来の装置では、パワーステアリングポンプによって油圧を発生させることに伴う負荷補正が必ずしも適正におこなわれないので、アイドル回転数の安定性に欠ける不都合があった。
【０００５】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、補機による負荷変動があってもアイドル回転数を安定的に維持でき、ひいてはアイドル回転数を低下させて燃費を向上させることのできる制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の課題を解決するために、アイドル回転数の制御量の補正を、パワーステアリングポンプによる負荷に応じておこない、かつその補正量を油圧の高低に応じて設定するように構成したことを特徴とするものである。より具体的には、請求項１の発明は、内燃機関のアイドル回転数を目標回転数に維持する内燃機関のアイドル回転制御装置において、前記内燃機関によって駆動される補機としてのパワーステアリングポンプによる油圧を検出する油圧センサと、前記アイドル回転数を前記目標回転数に維持するための制御量についての補正量を、前記油圧センサで検出された油圧が高い場合に該油圧が低い場合に比較して大きい値に設定する補正量設定手段とを備え、前記補正量設定手段は、前記パワーステアリングポンプで発生させる油圧ごとに予め設定した変化量と実際の油圧の変化量との比に基づいて前記補正量を設定する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【０００７】
したがって請求項１の発明では、内燃機関で駆動されるパワーステアリングポンプによる負荷が発生した場合、これが油圧センサで検出される。その検出された油圧に応じて補正量設定手段が、アイドル回転を維持するための制御量についての補正量を設定する。そのため、油圧が高くなるほどその変化が大きくなる特性がアイドル回転数を維持する制御によりよく反映され、その結果、アイドル回転の制御が、過不足なく、かつ応答遅れを生じることなく実行され、内燃機関のアイドル回転数が安定した状態に制御される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図に示す具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする内燃機関の一例を図２に示してあり、ここに示す例は、ガソリンエンジン（以下、単にエンジンと記す）１である。すなわち、ピストン２を収容してあるシリンダ３の頂部に、吸気バルブ４によって開閉される吸気ポート５と、排気バルブ６によって開閉される排気ポート７とが形成されており、さらにそのシリンダ３の頂部に点火プラグ８が設けられている。この点火プラグ８は、従来一般のガソリンエンジンと同様に、コイル９の電流をイグナイタ１０によって制御することにより、所定の進角量もしくは遅角量をもって火花を飛ばすようになっている。
【００２５】
前記吸気ポート５に連通させた吸気管路１１は、その先端開口部に設けたエアークリーナ１２から電子スロットルバルブ１３およびサージタンク１４を経て吸気ポート５に到る管路として構成されている。そして、吸気ポート５の近傍には、電気的に制御されて所定のタイミングで所定量の燃料を噴射するインジェクター１５が設けられている。また、エアークリーナ１２の下流側に吸入空気量を検出するエアーフローメータ１６が設けられている。
【００２６】
前記電子スロットルバルブ１３はその開度を調整するスロットルモータ１７とその開度を電気的に検出するスロットルポジションセンサ１８とを備えており、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセルポジションセンサ１９の検出信号や車速を設定車速に維持するクルーズコントロールシステム（図示せず）からの出力要求信号に基づいてスロットルモータ１７を駆動して、所定のスロットル開度に設定するように構成されている。
【００２７】
上記のエンジン１に補機が連結されている。その補機は、パワーステアリング装置（油圧式操舵装置：図示せず）の油圧ポンプ（パワーステアリングポンプ）２０および空調機（図示せず）のコンプレッサー２１ならびにオルターネータ２２などであって、エンジン１によって駆動されるように構成されている。
【００２８】
上記の点火プラグ８による点火時期や電子スロットルバルブ１３の開度、インジェクター１５による燃料噴射量（燃料供給量）およびそのタイミングなどを制御するための電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）２３が設けられている。この電子制御装置２３はマイクロコンピュータを主体として構成され、エンジン出力が要求出力となるように、またアイドル回転数が目標回転数となるように、各種の入力データに基づいて点火時期や吸入空気量あるいは燃料噴射量を制御するように構成されている。そして、その制御のためにこの電子制御装置２３には、前記パワーステアリング２０の吐出圧を検出する油圧センサ２４の検出信号、前記コンプレッサー２１の入出力圧の差を検出する油圧センサ２５の検出信号、前記オルターネータ２２の電流を検出する電流センサ２６の検出信号、操舵装置による操舵角を検出する舵角センサ２７の検出信号、エンジン回転数センサ２８の検出信号、前記エアーフローメータ１６の検出信号、スロットルポジションセンサ１８の検出信号、アクセルポジションセンサ１９の検出信号などが入力されている。
【００２９】
上記のエンジン１のアイドル回転数の制御は、通常のエンジンと同様に、エンジン水温などに応じて目標回転数を設定し、実際のエンジン回転数がその目標回転数に一致するように吸入空気量すなわちスロットル開度を制御し、あるいはこれと併せて燃料噴射量を制御することによりおこなわれる。また、上記のエンジン１には各種の補機が連結されているので、アイドリング状態でそれらの補機のいずれかが動作した場合、エンジン１に掛かる負荷が増大するので、その分、出力トルクを増大してアイドル回転数を維持する必要がある。具体的には、アイドル回転数を維持するためのフィードフォワード制御の制御量を補正する必要がある。この発明に係る制御装置は、その補正制御を、吸入空気量の補正あるいは点火時期の補正もしくは燃料供給量の補正によっておこなうように構成されている。その一例として、パワーステアリングポンプ２０による負荷が増大し、それに伴って吸入空気量を補正する例を以下に説明する。
【００３０】
図１はその制御例を説明するためのフローチャートであって、ここに示すルーチンは、所定の短い時間ごとに繰り返し実行される。先ず、パワーステアリングポンプ２０の油圧（吐出圧）ＰＰＳが判定値ＫＰＰＳＯＮより高圧か否かが判断される（ステップＳ１）。その油圧ＰＰＳは、前述した油圧センサ２４によって検出される。また、この判定値ＫＰＰＳＯＮは、エンジン１がアイドリング状態であって、かつ操舵されていない状態（操舵角度がゼロの状態）におけるパワーステアリングポンプ２０の油圧値である。したがってこのステップＳ１では、アイドリング状態で操舵されたか否かが判断される。
【００３１】
このステップＳ１で肯定的に判断された場合には、前記油圧ＰＰＳに基づく吸入空気の１次補正量ＱＰＳ１が求められる（ステップＳ２）。パワーステアリングポンプ２０の油圧ＰＰＳは、操舵角に応じて高くなり、またそのパワーステアリングポンプ２０はエンジン１によって駆動されるから、その油圧ＰＰＳを発生させるために必要な動力がエンジン１に対して負荷として作用する。したがって操舵角に応じてエンジン１に対する負荷が大きくなる。吸入空気量の１次補正量は、このような負荷の増大があってもアイドル回転数を維持するために必要なトルクを発生させる吸入空気量の増量分である。したがってこの１次補正量ＱＰＳ１は、図１に併せて記載してある油圧ＰＰＳと１次補正量ＱＰＳ１との二次元マップに基づいて求めることができる。
【００３２】
ついで、負荷の変化の程度に基づく２次補正量ＱＰＳ２が求められる。すなわち今回の走査過程で検出された油圧ＰＰＳが前回の走査過程で検出された油圧ＰＰＳ０以上か否かが判断される（ステップＳ３）。前述したようにパワーステアリングポンプ２０の油圧ＰＰＳは、操舵角に応じて高くなるから、ハンドルをいわゆる切り増して操舵角を更に増大させている場合あるいは所定の舵角に操作してその舵角を維持している場合には、ステップＳ３で肯定的に判断される。
【００３３】
このステップＳ３で肯定的に判断された場合には、基本空気量ＧＡ０と前記１次補正量ＱＰＳ１とを加えた空気量が、前記エアーフローメータ１６で検出されている現在の吸入空気量ＧＡ以上か否かが判断される（ステップＳ４）。ここで基本空気量ＧＡ０は、暖機が終了した後の通常状態におけるアイドリング状態でかつ前記パワーステアリングポンプ２０が駆動されていない状態での吸入空気量であり、エンジン１ごとに予め求められている値である。したがってファーストアイドリング時のように吸入空気量を増大させている場合などの特別な状態ではステップＳ４で否定的に判断されることがあるが、定常的なアイドリング状態でであれば、ステップＳ４で肯定的に判断される。
【００３４】
負荷が増大傾向にあり、かつ実際の吸入空気量が１次補正量で補正した量に対して不足している場合には、吸入空気量の増大に対するエンジントルクの増大の応答遅れを是正するために、吸入空気量の２次補正をおこなう。具体的には、前記油圧ＰＰＳに基づいた２次補正量ＱＰＳ２を求める（ステップＳ５）。図１に示す例では、油圧ＰＰＳとエンジン負荷に相当する１次補正された吸入空気量（ＧＡ＋ＱＰＳ１：負荷）とに対する２次補正量を定めた三次元マップに基づいて求めるように構成されている。
【００３５】
なお、図１に示す例では、補機負荷である油圧ＰＰＳが低圧であるほど、また吸入空気量が多いほど、２次補正量ＱＰＳ２が大きくなるように設定されている。これは以下の理由による。すなわち補機による負荷が小さい場合には、１次補正によって増量される空気量が少ないので、１次補正によって増量した空気は、サージタンク１４を含む吸気管路１１の内圧を高くすることに消費され、シリンダ３の内部に実際に供給される空気量は、直ちには多くならず、時間的な遅れが生じる。これに対して１次補正量が多い場合には、吸気管路１１の内圧が迅速に上昇し、それに伴ってシリンダ３の内部に供給される空気量も迅速に増大する。このように吸入空気量を１次補正してもその量によってはエンジントルクの増大に遅れが生じるので、これを是正するために、補機負荷の程度に応じて２次補正量を定めるようになっている。
【００３６】
また、吸入空気が吸気管路１１を通ってシリンダ３の内部に到るまでには、不可避的な流動抵抗があり、また空気の圧縮や膨張がある。このような要因による吸入空気量の実質的な補正の遅れを回避するために、上記の２次補正量を更に補正する。そのための係数ＫＰＰＳＤが算出される（ステップＳ６）。この係数ＫＰＰＳＤは、一例として前記油圧ＰＰＳの変化量（変化率）ΔＰＰＳ（＝ＰＰＳ−ＰＰＳ０）に応じた値とすることができ、したがって予めマップとして用意しておき、検出された油圧ＰＰＳの変化量ΔＰＰＳに対応する係数ＫＰＰＳＤをそのマップから求めることができる。なお、図１に示す例では、その係数ＫＰＰＳＤを１以下の値に設定してある。
【００３７】
上記の１次補正量ＱＰＳ１と、２次補正量ＱＰＳ２に係数ＫＰＰＳＤを掛けた値とを加算することにより、補機負荷に基づく吸入吸気量の最終的な補正量ＱＰＳが求められる（ステップＳ７）。そして、その補正量ＱＰＳの算定の基礎となった油圧ＰＰＳが、前回の油圧ＰＰＳ０として記憶される（ステップＳ８）。
【００３８】
一方、負荷が減少傾向にある場合、すなわち補機負荷となる前記油圧ＰＰＳが低下する傾向にある場合、前記ステップＳ３で否定的に判断される。その場合には、基本空気量ＧＡ０に１次補正量ＱＰＳ１を加えた空気量が、その時点の実際の吸入空気量ＧＡより少ないか否かが判断される（ステップＳ９）。すなわち実際の吸入空気量が過剰か否かが判断される。このステップＳ９で肯定的に判断された場合には、吸入空気量を減少させる必要があるので、そのための２次補正量ＱＰＳ２を算出する（ステップＳ１０）。この２次補正量ＱＰＳ２は、応答遅れを回避するように吸入空気量を減少させるためのものであるから、負の値を持った量であり、図１に示す例では、補機負荷である油圧ＰＰＳが低いほど、２次補正量が大きい値（負の大きい値）に設定されている。なお、この２次補正量ＱＰＳ２も、吸入空気量を増大させる場合と同様に、油圧ＰＰＳとエンジン負荷に相当する１次補正された吸入空気量（ＧＡ＋ＱＰＳ１：負荷）とに対する２次補正量を定めた三次元マップに基づいて求めることができる。
【００３９】
このステップＳ１０で２次補正量ＱＰＳ２を算出した後、ステップＳ６ないしステップＳ８に進んで、１次補正量ＱＰＳ１と２次補正量ＱＰＳ２とに基づいて吸入空気量の補正量ＱＰＳが求められる。
【００４０】
またさらに、エンジン１がアイドリング状態であって、かつパワーステアリングポンプ２０の油圧ＰＰＳが判定値ＫＰＰＳＯＮ以下であることにより、すなわち操舵されていないことにより、ステップＳ１で否定的に判断された場合には、その時点の吸入空気量ＧＡが基本空気量ＧＡ０として記憶される（ステップＳ１１）。また、吸入空気量の補正をおこなう必要がないので、１次補正量ＱＰＳ１および２次補正量ＱＰＳ２の値がそれぞれ“０”に設定され（ステップＳ１２、ステップＳ１３）、その後、ステップＳ７に進む。
【００４１】
そしてまた、補機負荷である油圧ＰＰＳが増大傾向にあるるものの、実際の吸入空気量ＧＡが１次補正した空気量より多いことによりステップＳ４で否定的に判断された場合、および補機負荷である油圧ＰＰＳが低下傾向にあるものの、実際の吸入空気量ＧＡが１次補正した空気量より少ないことによりステップＳ９で否定的に判断された場合、吸入空気量の２次補正が不要であるから、ステップＳ１３に進み、２次補正量ＱＰＳ２を“０”に設定する。
【００４２】
以上説明した図１に示す制御をおこなった場合における吸入空気量の補正量ＱＰＳおよびエンジン回転数ＮＥの変化を、従来の装置による変化と併せて図３に示してある。図３に示す例は、当初、小さく操舵し、その直後に大きく操舵した場合の例であり、したがってパワーステアリングポンプ２０の油圧ＰＰＳが当初、小さく上昇し、所定の油圧に維持された後、操舵量に応じて急激に増大している。この発明の装置による図３の（Ａ）に示す例では、油圧ＰＰＳの当初の上昇が小さいので、すなわち軽負荷状態なので、吸入空気量の補正量ＱＰＳが相対的に小さい値に設定される。したがって、負荷ＰＰＳに対する補正量ＱＰＳが過剰になることがないので、エンジン回転数ＮＥが過剰に増大するいわゆるオーバーシュートが生じることが回避される。なおその場合、負荷が小さいことによって１次補正量が小さくても、２次補正量が相対的に大きい値に設定されるので、補機負荷の発生に対してエンジントルクが遅れを生じることなく増大する。その結果、エンジン回転数ＮＥの低下が防止される。
【００４３】
その後、補機負荷として現れる油圧ＰＰＳが急激かつ大きく増大すると、それに応じて吸入空気量の補正量ＱＰＳが大きく増大する。その場合、油圧ＰＰＳが高いことにより前述した１次補正量が大きくなり、これに対して２次補正量が相対的に小さくなるが、補正量ＱＰＳの全体としては油圧ＰＰＳに応じた量になるので、負荷に応じてエンジントルクを発生させ、エンジン回転数ＮＥが低下することが回避される。また、その場合、油圧ＰＰＳが高いことにより２次補正量ＱＰＳ２が相対的に小さい値となるが、補正量ＱＰＳが全体として大きい量なので、吸気管路１１の容積に起因する応答遅れが抑制もしくは防止され、その結果、補機負荷の発生に対してエンジントルクが遅れを生じることなく増大し、エンジン回転数ＮＥの低下が防止される。したがって燃費を向上させるためにアイドル回転数を低下させてもエンジンストールが生じにくく、いわゆる耐エンジンストール性が良好になる。
【００４４】
これに対して補機負荷の発生に対して固定値で補正をおこなう従来の装置では、図３の（Ｂ）に示すように、パワーステアリングポンプ２０の油圧ＰＰＳが当初、小さく増大した時点で、予め定められた固定値によって吸入空気量の補正がおこなわれるので、負荷に対するエンジントルクが過剰となってエンジン回転数ＮＥが一時的に増大する。また、操舵角が増大してその油圧ＰＰＳが更に増大した場合、負荷の変更に応じた制御をおこなっていないことにより、吸入空気量の補正がおこなわれず、そのためにエンジントルクが相対的に不足してエンジン回転数ＮＥが一時的に低下してしまう。このように、従来の固定値での制御では、エンジン１のアイドル回転数が不安定になり、燃費を向上させるためにアイドル回転数を低回転数に設定すると、エンジンストールに到る可能性が高くなる。言い換えれば、アイドル回転数を低下させて燃費を向上させることは困難である。
【００４５】
上記の図１に示す例では、そのルーチンを１回実行する間の油圧ＰＰＳの変化量、すなわち油圧ＰＰＳの変化率に基づいて２次補正量ＱＰＳ２を設定するように構成したが、これに替えて、パワーステアリングポンプ２０の油圧ＰＰＳが所定の圧力に達するまでの経過時間およびその圧力に基づいて２次補正量を設定することとしてもよい。その例を図４に示してあり、これは、図１に示すステップＳ５からステップＳ７に置き換えられる部分的なフローチャートである。
【００４６】
図４において、基本空気量ＧＡ０に１次補正量ＱＰＳ１を加算した空気量がその時点の実際の吸入空気量以上であることによりステップＳ４で肯定的に判断されると、前記油圧ＰＰＳが第１判定値Ｋ０に等しいか否かが判断される（ステップＳ４０１）。その第１判定値Ｋ０は、油圧ＰＰＳの最大値を第５判定値Ｋ４として５段階に区分した場合の最も低圧側の判定値であり、その一例を図５に模式的に示してある。
【００４７】
このステップＳ４０１で肯定的に判断された場合には、第１のカウンタＣ０をゼロリセットし、時間のカウントを開始する（ステップＳ４０２）。ついで、１次補正量ＱＰＳ１と２次補正量ＱＰＳ２とを加算して、吸入空気量の最終的な補正量ＱＰＳを求めるステップＳ４０３に進む。なお、この時点では、２次補正量ＱＰＳ２が求められていないので、１次補正量ＱＰＳ１がそのまま補正量ＱＰＳとされる。
【００４８】
これに対して前記油圧ＰＰＳが第１判定値Ｋ０と異なっていることによりステップＳ４０１で否定的に判断された場合には、その油圧ＰＰＳが第１判定値Ｋ０より大きいか否かが判断される（ステップＳ４０４）。このステップＳ４０４で否定的に判断された場合には、油圧ＰＰＳが上昇していないので、すなわち補機負荷が増大していないので、ステップＳ４０２に戻り、第１カウンタＣ０をゼロリセットする。これとは反対にステップＳ４０４で肯定的に判断された場合には、負荷すなわち油圧ＰＰＳが増大しているので、第１判定値Ｋ０からの経過時間を検出するために第１カウンタＣ０をインクリメント（ＩＮＣ）する（ステップＳ４０５）。
【００４９】
ついで、油圧ＰＰＳが第２判定値Ｋ１に一致したか否かが判断される（ステップＳ４０６）。このステップＳ４０６で肯定的に判断された場合には、第１カウンタＣ０のカウント値が経過時間ＣＰＳとして記憶され（ステップＳ４０７）、かつ第２カウンタＣ１がゼロリセットされて時間のカウントを開始する（ステップＳ４０８）。すなわち、油圧ＰＰＳが第１判定値Ｋ０から第２判定値Ｋ１に上昇するまでに要した時間が検出される。
【００５０】
そして、その経過時間ＣＰＳに基づいて、吸入空気量の２次補正量ＱＰＳ２が求められる（ステップＳ４０９）。その２次補正量ＱＰＳ２は、経過時間ＣＰＳとの関係を定めたマップに基づいて求めることができ、経過時間ＣＰＳの値が小さければ、油圧ＰＰＳが急激に増大したことになるので、２次補正量ＱＰＳ２として大きい値が設定される。これとは反対に経過時間ＣＰＳの値が大きければ、油圧ＰＰＳがゆっくり増大したことになるので、２次補正量ＱＰＳ２として相対的に小さい値が採用される。すなわち、負荷の増大に応じて吸入空気量を増大させる必要があるからである。
【００５１】
なお、上記の経過時間ＣＰＳは、パワーステアリングポンプ２０の油圧ＰＰＳが判定値ＫＰＰＳＯＮより高圧になった時点からの時間のカウント値であって、図４に併記してあるタイマールーチンによって、そのルーチンが繰り返し実行される都度、所定時間ずつカウント値をインクリメント（ＩＮＣ）される（ステップＳ１０００）。また、この経過時間ＣＰＳの値は、後述するように他のカウント値に読み替えられる。したがって油圧ＰＰＳが第２判定値Ｋ１に到達するまでは、その間の時間の経過と共に前記経過時間ＣＰＳのカウント値が大きくなり、それに伴って２次補正量ＱＰＳ２が次第に低下し、過度な補正が防止される。
【００５２】
ステップＳ４０９で求められた２次補正量ＱＰＳ２と前述した１次補正量ＱＰＳ１とが加算されて、吸入空気量の補正量ＱＰＳが求められる（ステップＳ４０３）。
【００５３】
一方、前記油圧ＰＰＳが第２判定値Ｋ１と異なっていることによりステップＳ４０６で否定的に判断された場合には、その油圧ＰＰＳが第２判定値Ｋ１より大きいか否かが判断される（ステップＳ４１０）。このステップＳ４１０で否定的に判断された場合には、油圧ＰＰＳが上昇していないので、すなわち補機負荷が増大していないので、ステップＳ４０８に戻り、第２カウンタＣ１をゼロリセットする。これとは反対にステップＳ４１０で肯定的に判断された場合には、負荷すなわち油圧ＰＰＳが増大しているので、第２判定値Ｋ１からの経過時間を検出するために第２カウンタＣ１をインクリメント（ＩＮＣ）する（ステップＳ４１１）。
【００５４】
ついで、油圧ＰＰＳが第３判定値Ｋ２に一致したか否かが判断される（ステップＳ４１２）。このステップＳ４１２で肯定的に判断された場合には、第２カウンタＣ１のカウント値が経過時間ＣＰＳとして記憶され（ステップＳ４１３）、かつ第３カウンタＣ２がゼロリセットされて時間のカウントを開始する（ステップＳ４１４）。すなわち、油圧ＰＰＳが第２判定値Ｋ１から第３判定値Ｋ２に上昇するまでに要した時間が検出される。
【００５５】
そして、その経過時間ＣＰＳに基づいて、吸入空気量の２次補正量ＱＰＳ２が求められる（ステップＳ４１５）。その２次補正量ＱＰＳ２は、経過時間ＣＰＳとの関係を定めたマップに基づいて求めることができ、経過時間ＣＰＳの値が小さければ、油圧ＰＰＳが急激に増大したことになるので、２次補正量ＱＰＳ２として大きい値が設定され、これとは反対に経過時間ＣＰＳの値が大きければ、油圧ＰＰＳがゆっくり増大したことになるので、２次補正量ＱＰＳ２として相対的に小さい値が採用される。すなわち、負荷の増大に応じて吸入空気量を増大させる必要があるからである。なお、この場合のマップとしては、油圧ＰＰＳが既にある程度上昇しているので、上記のステップＳ４０９で使用されるマップにおける２次補正量ＱＰＳ２に対して相対的に小さい２次補正量ＱＰＳ２を設定するマップが使用される。
【００５６】
ステップＳ４１５で求められた２次補正量ＱＰＳ２と前述した１次補正量ＱＰＳ１とが加算されて、吸入空気量の補正量ＱＰＳが求められる（ステップＳ４０３）。
【００５７】
以降、同様にして第３判定値Ｋ２から第４判定値Ｋ３に到達するまでの時間ＣＰＳが検出されるとともに、それに基づいた２次補正量ＱＰＳ２が求められ（ステップＳ４１６ないしステップＳ４２１）、さらに第４判定値Ｋ３から第５判定値Ｋ４に到達するまでの時間ＣＰＳが検出されるとともに、それに基づいた２次補正量ＱＰＳ２が求められる（ステップＳ４２２ないしステップＳ４２７）。なお、２次補正量ＱＰＳ２を求めるマップは、油圧ＰＰＳが高い場合に採用されるものほど、２次補正量ＱＰＳ２を相対的に小さい値に設定するようになっている。
【００５８】
上記の図４に示すルーチンを含む制御を実行した場合の補正量ＱＰＳの変化を、負荷として現れる油圧ＰＰＳの変化が大きい場合と小さい場合とについて示せば、図５の（Ａ）、（Ｂ）のとおりである。図５の（Ａ）に示すように、油圧ＰＰＳが急激に増大する場合には、吸入空気量の補正量ＱＰＳは 当初、大きく、油圧ＰＰＳが増大するに従って次第に低下する。そのため、負荷の発生に対して遅れを生じることなく実質的な吸入空気量すなわちエンジントルクを増大させることができるので、エンジン回転数の一時的な低下が生じることがなく、また反対に油圧ＰＰＳがある程度上昇した後は、補正量ＱＰＳが低下するので、エンジン回転数が過剰に増大するいわゆるオーバーシュートが生じることが回避される。また、図５の（Ｂ）に示すように、負荷すなわち油圧ＰＰＳがゆっくり増大する場合には、負荷の変化に併せて補正量ＱＰＳが設定されるので、エンジン回転数が過剰に増大するいわゆるオーバーシュートが生じることが回避される。
【００５９】
上記のように図４に示す制御であってもエンジン１のアイドル回転数を安定させることができ、ひいては耐エンジンストール性を損なうことなく、アイドル回転数を低い回転数として燃費を向上させることができる。また特に、上記の図４に示す制御によれば、２次補正量ＱＰＳを設定する油圧ＰＰＳの値を固定することができるので、吸入空気量の補正を安定しておこなうことができ、それに伴いアイドル回転数をより安定させることができる。
【００６０】
ところで、パワーステアリング装置における油圧ＰＰＳは、配管経路やバルブなどの制御機器にオイルが充満し、かつクリアランスが詰まった後に上昇し始める。そのため操舵した直後では、油圧ＰＰＳの変化が小さく、その変化の絶対値のみをもって単純に負荷の変化を判定したのでは、判定の遅れが生じることがある。また、油圧ＰＰＳが高くなった状態では、低圧時に比較して油圧ＰＰＳの変化が大きくなる。このような状況を図に示せば、図６のとおりである。
【００６１】
検出される油圧ＰＰＳのこのような変化特性を、アイドル回転数を維持するための吸入空気量の補正に反映させることが好ましく、そのための制御は、例えば以下に説明するように実行すればよい。図７は、前述した図１に示すルーチンのうちステップＳ６およびステップＳ７を変更したものであり、前述したステップＳ５に続けて、２次補正量ＱＰＳ２の積算量ＱＰＳ２Ｔが上限値ＫＰＳ２Ｔ未満か否かが判断される（ステップＳ６１）。この上限値ＫＰＳ２Ｔは、２次補正による吸入空気量が、サージタンク１４もしくはこれを含む吸気管路１１の容積に達する値である。
【００６２】
このステップＳ６１で肯定的に判断された場合には、油圧変化基準値ＫΔＰＰＳが算出される（ステップＳ６２）。この油圧変化基準値ＫΔＰＰＳは、アイドリング状態で急激に操舵した場合の油圧ＰＰＳの変化特性に合わせた値であって、図８に示すように、油圧ＰＰＳが高いほど、その変化ΔＰＰＳが大きくなることに合わせて、油圧ＰＰＳが高い程、大きい値に設定されている。したがってこの油圧変化基準値ＫΔＰＰＳは、マップ値として予め用意しておき、検出された油圧ＰＰＳに適合する値をマップから求めればよい。
【００６３】
ついで、その油圧変化基準値ＫΔＰＰＳと油圧ＰＰＳの変化量ΔＰＰＳとの比（ΔＰＰＳ／ＫΔＰＰＳ）を、２次補正量ＱＰＳ２に掛け合わせる。すなわち、油圧ＰＰＳに基づいて求まる２次補正量ＱＰＳ２を、油圧ＰＰＳの変化特性に応じてなました値を求め、これを１次補正量に加算して、吸入空気量の補正量ＱＰＳを求める（ステップＳ６３）。その結果、応答遅れを是正する２次補正量ＱＰＳ２が、油圧ＰＰＳの変化特性を反映したものとなり、それに伴って吸入空気量の補正量ＱＰＳが、パワーステアリングポンプ２０が動作することによる負荷に適合した量となるので、エンジン１のアイドル回転数をより安定させることが可能になる。
【００６４】
なお、ステップＳ６４では、前記の比を２次補正量ＱＰＳ２に掛け合わせた値を、それまでの積算量ＱＰＳ２Ｔn-1 に加算するとともに、シリンダ３に吸入された空気量ＫＱＰＳ２Ｄを減算して、２次補正量の積算をおこなう。また、２次補正量ＱＰＳ２の積算量ＱＰＳ２Ｔが上限値ＫＰＳ２Ｔに達していることによりステップＳ６１で否定的に判断された場合には、ステップＳ１３に進み２次補正量ＱＰＳ２をゼロリセットする。このように吸気管路１１もしくはサージタンク１４の容量を限度として吸入空気の２次補正をおこなうので、応答遅れを回避できると同時に、補正量が過剰になったり、それに伴ってエンジン回転数が一時的に増大するなどの事態を未然に防止することができる。
【００６５】
ここで、上述した具体例とこの発明の関係を簡単に説明すると、図７に示すステップＳ６１〜Ｓ６４の機能的手段がこの発明における補正量設定手段に相当する。
【００６６】
なお、上記の具体例では、補機負荷が増大した場合に吸入空気量を増大させてアイドル回転数を維持するように構成したが、補機負荷に見合うようにエンジントルクを増大させれば、アイドル回転数を維持できるので、吸入空気量を増大させることに替えて、点火時期を変更することによりエンジントルクを増大させてアイドル回転数を維持し、あるいは燃料供給量（燃料噴射量）を増大させることによりエンジントルクを増大させてアイドル回転数を維持するように構成してもよい。その場合、点火時期の変更量あるいは燃料供給量の変更量を設定する手段がこの発明における補正量設定手段に相当する。
【００６８】
上述した具体例として開示されている発明は、特許請求の範囲に記載されているように表現できるが、これ以外に下記のように表現することができる。
▲１▼ 内燃機関のアイドル回転数を目標回転数に維持する内燃機関のアイドル回転制御装置において、前記内燃機関によって駆動される補機の負荷を検出する負荷検出手段と、前記アイドル回転数を前記目標回転数に維持するための制御量についての補正量として、前記負荷検出手段で検出された前記負荷に応じた１次補正量を設定する１次補正量設定手段と、前記１次補正量を増減する２次補正量を、前記負荷検出手段で検出された負荷の程度に応じた応答遅れの程度に基づいて設定する２次補正量設定手段とを備えていることを特徴とする内燃機関のアイドル回転制御装置。
▲２▼ 前記２次補正量設定手段は、前記負荷検出手段で検出された負荷が小さいほど、前記２次補正量を大きい値に設定する手段を含むことを特徴とする上記▲１▼に記載の内燃機関のアイドル回転制御装置。
▲３▼ 前記２次補正量設定手段は、前記負荷検出手段で検出された負荷の変化量が大きいほど、前記２次補正量を大きい値に設定する手段を含むことを特徴とする上記▲１▼に記載の内燃機関のアイドル回転制御装置。
▲４▼ 前記２次補正量設定手段は、前記内燃機関の負荷が大きいほど、前記２次補正量を大きい値に設定する手段を含むことを特徴とする上記▲１▼に記載の内燃機関のアイドル回転制御装置。
▲５▼ 前記補機は、油圧式操舵装置の油圧ポンプを含み、かつ前記２次補正量設定手段は、前記油圧ポンプで発生させる油圧ごとに予め設定した変化量と実際の油圧の変化量との比に基づいて前記２次補正量を設定する手段を含むことを特徴とする上記▲１▼に記載の内燃機関のアイドル回転制御装置。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、内燃機関で駆動されるパワーステアリングポンプによる負荷が発生した場合、これが油圧センサで検出され、その検出された油圧に応じて、アイドル回転を維持するための制御量についての補正量が設定されるので、パワーステアリングポンプによる負荷に応じたアイドル回転の制御が、過不足なく、かつ応答遅れを生じることなく実行され、その結果、内燃機関のアイドル回転数を安定させることができ、それに伴いいわゆる耐エンジンストール性を良好に維持してアイドル回転数を低下させることができるため、燃費を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図２】 この発明で対象とする内燃機関およびその制御系統を簡略化して示す模式図である。
【図３】 図１に示す制御をおこなった場合のアイドリング時のエンジン回転数の変化と、比較例として従来の装置による制御をおこなった場合のアイドリング時のエンジン回転数の変化とを示す図である。
【図４】 図１に示すステップＳ５ないしステップＳ７に置換して実行される２次補正量を算出するためのルーチンの一例を示す部分的なフローチャートである。
【図５】 図４に示す制御をおこなった場合の補正量の変化を、油圧の変化が大きい場合と小さい場合とについて示す図である。
【図６】 パワーステアリングポンプの油圧とその変化量との関係を模式的に示す図である。
【図７】 この発明の制御装置で実行される制御の他の例を説明するためのフローチャートである。
【図８】 図７に制御例で使用される油圧変化基準値と油圧の変化率との関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１…内燃機関（エンジン）、 １１…吸気管路、 １３…電子スロットルバルブ、 １４…サージタンク、 ２０…パワーステアリングポンプ、 ２１…コンプレッサー、 ２２…オルターネータ、 ２３…電子制御装置、 ２４…油圧センサ、 ２７…舵角センサ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガソリンエンジンなどの内燃機関のアイドル回転を制御するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関のアイドル回転数は、エンジン水温などに基づいて目標回転数を設定し、その目標回転数と実回転数との偏差に応じて吸入空気量をフィードバック制御することにより制御し、また、空調機などの補機の負荷変動があった場合には、アイドル回転数の変動を抑制するために、その負荷変動に基づいた空気量のフィードフォワード制御をおこなっている。例えば特開平１１−４４２４１号公報には、パワーステアリングポンプの負荷が操舵量に応じて増加するものの、その負荷を直接検出できないために、パワーステアリングポンプの負荷に応じた吸入空気量の補正量を固定値として用意しておき、パワーステアリングポンプの負荷変化に応じてその固定値に基づく吸入空気量の増量制御をおこなう装置が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
内燃機関のアイドル制御は、これを搭載している車両が停止している状態であっても内燃機関の自律回転を維持し、応答遅れのない発進を可能にするための制御である。したがってアイドル制御は、第１にエンジンストールを回避することを主眼として実行することになる。そのため、上述した公報に記載されているように、パワーステアリングポンプによる負荷が増大した場合、その負荷の大小に拘わらず確実にエンジンストールを防止するためには、前記補正量としての固定値を、パワーステアリングポンプによる負荷が最大の場合に適合する値に設定することによる。そのため、車両がアイドリング状態で停止している場合に僅かに操舵した場合、発生する負荷がいわゆる軽負荷であっても、吸入空気量の補正量は最大になる。
【０００４】
このように上記の公報に記載された発明では、アイドリング時にパワーステアリングポンプによって生じる負荷と、アイドル回転数を維持するための吸入空気量の補正量とが適合せずに、負荷補正が過剰におこなわれるため、アイドル回転数が増大するいわゆるオーバーシュートが生じる可能性があった。このような不都合を解消するために前記の補正量としての固定値を小さい値に設定した場合には、アイドリング状態で急激かつ大きく操舵されてパワーステアリングポンプによる負荷が急激に大きくなった場合には、吸入空気量の補正量が不足してアイドル回転数が低下し、極端な場合にはエンジンストールに到る可能性がある。このように従来の装置では、パワーステアリングポンプによって油圧を発生させることに伴う負荷補正が必ずしも適正におこなわれないので、アイドル回転数の安定性に欠ける不都合があった。
【０００５】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、補機による負荷変動があってもアイドル回転数を安定的に維持でき、ひいてはアイドル回転数を低下させて燃費を向上させることのできる制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の課題を解決するために、アイドル回転数の制御量の補正を、パワーステアリングポンプによる負荷に応じておこない、かつその補正量を油圧の高低に応じて設定するように構成したことを特徴とするものである。より具体的には、請求項１の発明は、内燃機関のアイドル回転数を目標回転数に維持する内燃機関のアイドル回転制御装置において、前記内燃機関によって駆動される補機としてのパワーステアリングポンプによる油圧を検出する油圧センサと、前記アイドル回転数を前記目標回転数に維持するための制御量についての補正量を、前記油圧センサで検出された油圧が高い場合に該油圧が低い場合に比較して大きい値に設定する補正量設定手段とを備え、前記補正量設定手段は、前記パワーステアリングポンプで発生させる油圧ごとに予め設定した変化量と実際の油圧の変化量との比に基づいて前記補正量を設定する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【０００７】
したがって請求項１の発明では、内燃機関で駆動されるパワーステアリングポンプによる負荷が発生した場合、これが油圧センサで検出される。その検出された油圧に応じて補正量設定手段が、アイドル回転を維持するための制御量についての補正量を設定する。そのため、油圧が高くなるほどその変化が大きくなる特性がアイドル回転数を維持する制御によりよく反映され、その結果、アイドル回転の制御が、過不足なく、かつ応答遅れを生じることなく実行され、内燃機関のアイドル回転数が安定した状態に制御される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図に示す具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする内燃機関の一例を図２に示してあり、ここに示す例は、ガソリンエンジン（以下、単にエンジンと記す）１である。すなわち、ピストン２を収容してあるシリンダ３の頂部に、吸気バルブ４によって開閉される吸気ポート５と、排気バルブ６によって開閉される排気ポート７とが形成されており、さらにそのシリンダ３の頂部に点火プラグ８が設けられている。この点火プラグ８は、従来一般のガソリンエンジンと同様に、コイル９の電流をイグナイタ１０によって制御することにより、所定の進角量もしくは遅角量をもって火花を飛ばすようになっている。
【００２５】
前記吸気ポート５に連通させた吸気管路１１は、その先端開口部に設けたエアークリーナ１２から電子スロットルバルブ１３およびサージタンク１４を経て吸気ポート５に到る管路として構成されている。そして、吸気ポート５の近傍には、電気的に制御されて所定のタイミングで所定量の燃料を噴射するインジェクター１５が設けられている。また、エアークリーナ１２の下流側に吸入空気量を検出するエアーフローメータ１６が設けられている。
【００２６】
前記電子スロットルバルブ１３はその開度を調整するスロットルモータ１７とその開度を電気的に検出するスロットルポジションセンサ１８とを備えており、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセルポジションセンサ１９の検出信号や車速を設定車速に維持するクルーズコントロールシステム（図示せず）からの出力要求信号に基づいてスロットルモータ１７を駆動して、所定のスロットル開度に設定するように構成されている。
【００２７】
上記のエンジン１に補機が連結されている。その補機は、パワーステアリング装置（油圧式操舵装置：図示せず）の油圧ポンプ（パワーステアリングポンプ）２０および空調機（図示せず）のコンプレッサー２１ならびにオルターネータ２２などであって、エンジン１によって駆動されるように構成されている。
【００２８】
上記の点火プラグ８による点火時期や電子スロットルバルブ１３の開度、インジェクター１５による燃料噴射量（燃料供給量）およびそのタイミングなどを制御するための電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）２３が設けられている。この電子制御装置２３はマイクロコンピュータを主体として構成され、エンジン出力が要求出力となるように、またアイドル回転数が目標回転数となるように、各種の入力データに基づいて点火時期や吸入空気量あるいは燃料噴射量を制御するように構成されている。そして、その制御のためにこの電子制御装置２３には、前記パワーステアリング２０の吐出圧を検出する油圧センサ２４の検出信号、前記コンプレッサー２１の入出力圧の差を検出する油圧センサ２５の検出信号、前記オルターネータ２２の電流を検出する電流センサ２６の検出信号、操舵装置による操舵角を検出する舵角センサ２７の検出信号、エンジン回転数センサ２８の検出信号、前記エアーフローメータ１６の検出信号、スロットルポジションセンサ１８の検出信号、アクセルポジションセンサ１９の検出信号などが入力されている。
【００２９】
上記のエンジン１のアイドル回転数の制御は、通常のエンジンと同様に、エンジン水温などに応じて目標回転数を設定し、実際のエンジン回転数がその目標回転数に一致するように吸入空気量すなわちスロットル開度を制御し、あるいはこれと併せて燃料噴射量を制御することによりおこなわれる。また、上記のエンジン１には各種の補機が連結されているので、アイドリング状態でそれらの補機のいずれかが動作した場合、エンジン１に掛かる負荷が増大するので、その分、出力トルクを増大してアイドル回転数を維持する必要がある。具体的には、アイドル回転数を維持するためのフィードフォワード制御の制御量を補正する必要がある。この発明に係る制御装置は、その補正制御を、吸入空気量の補正あるいは点火時期の補正もしくは燃料供給量の補正によっておこなうように構成されている。その一例として、パワーステアリングポンプ２０による負荷が増大し、それに伴って吸入空気量を補正する例を以下に説明する。
【００３０】
図１はその制御例を説明するためのフローチャートであって、ここに示すルーチンは、所定の短い時間ごとに繰り返し実行される。先ず、パワーステアリングポンプ２０の油圧（吐出圧）ＰＰＳが判定値ＫＰＰＳＯＮより高圧か否かが判断される（ステップＳ１）。その油圧ＰＰＳは、前述した油圧センサ２４によって検出される。また、この判定値ＫＰＰＳＯＮは、エンジン１がアイドリング状態であって、かつ操舵されていない状態（操舵角度がゼロの状態）におけるパワーステアリングポンプ２０の油圧値である。したがってこのステップＳ１では、アイドリング状態で操舵されたか否かが判断される。
【００３１】
このステップＳ１で肯定的に判断された場合には、前記油圧ＰＰＳに基づく吸入空気の１次補正量ＱＰＳ１が求められる（ステップＳ２）。パワーステアリングポンプ２０の油圧ＰＰＳは、操舵角に応じて高くなり、またそのパワーステアリングポンプ２０はエンジン１によって駆動されるから、その油圧ＰＰＳを発生させるために必要な動力がエンジン１に対して負荷として作用する。したがって操舵角に応じてエンジン１に対する負荷が大きくなる。吸入空気量の１次補正量は、このような負荷の増大があってもアイドル回転数を維持するために必要なトルクを発生させる吸入空気量の増量分である。したがってこの１次補正量ＱＰＳ１は、図１に併せて記載してある油圧ＰＰＳと１次補正量ＱＰＳ１との二次元マップに基づいて求めることができる。
【００３２】
ついで、負荷の変化の程度に基づく２次補正量ＱＰＳ２が求められる。すなわち今回の走査過程で検出された油圧ＰＰＳが前回の走査過程で検出された油圧ＰＰＳ０以上か否かが判断される（ステップＳ３）。前述したようにパワーステアリングポンプ２０の油圧ＰＰＳは、操舵角に応じて高くなるから、ハンドルをいわゆる切り増して操舵角を更に増大させている場合あるいは所定の舵角に操作してその舵角を維持している場合には、ステップＳ３で肯定的に判断される。
【００３３】
このステップＳ３で肯定的に判断された場合には、基本空気量ＧＡ０と前記１次補正量ＱＰＳ１とを加えた空気量が、前記エアーフローメータ１６で検出されている現在の吸入空気量ＧＡ以上か否かが判断される（ステップＳ４）。ここで基本空気量ＧＡ０は、暖機が終了した後の通常状態におけるアイドリング状態でかつ前記パワーステアリングポンプ２０が駆動されていない状態での吸入空気量であり、エンジン１ごとに予め求められている値である。したがってファーストアイドリング時のように吸入空気量を増大させている場合などの特別な状態ではステップＳ４で否定的に判断されることがあるが、定常的なアイドリング状態でであれば、ステップＳ４で肯定的に判断される。
【００３４】
負荷が増大傾向にあり、かつ実際の吸入空気量が１次補正量で補正した量に対して不足している場合には、吸入空気量の増大に対するエンジントルクの増大の応答遅れを是正するために、吸入空気量の２次補正をおこなう。具体的には、前記油圧ＰＰＳに基づいた２次補正量ＱＰＳ２を求める（ステップＳ５）。図１に示す例では、油圧ＰＰＳとエンジン負荷に相当する１次補正された吸入空気量（ＧＡ＋ＱＰＳ１：負荷）とに対する２次補正量を定めた三次元マップに基づいて求めるように構成されている。
【００３５】
なお、図１に示す例では、補機負荷である油圧ＰＰＳが低圧であるほど、また吸入空気量が多いほど、２次補正量ＱＰＳ２が大きくなるように設定されている。これは以下の理由による。すなわち補機による負荷が小さい場合には、１次補正によって増量される空気量が少ないので、１次補正によって増量した空気は、サージタンク１４を含む吸気管路１１の内圧を高くすることに消費され、シリンダ３の内部に実際に供給される空気量は、直ちには多くならず、時間的な遅れが生じる。これに対して１次補正量が多い場合には、吸気管路１１の内圧が迅速に上昇し、それに伴ってシリンダ３の内部に供給される空気量も迅速に増大する。このように吸入空気量を１次補正してもその量によってはエンジントルクの増大に遅れが生じるので、これを是正するために、補機負荷の程度に応じて２次補正量を定めるようになっている。
【００３６】
また、吸入空気が吸気管路１１を通ってシリンダ３の内部に到るまでには、不可避的な流動抵抗があり、また空気の圧縮や膨張がある。このような要因による吸入空気量の実質的な補正の遅れを回避するために、上記の２次補正量を更に補正する。そのための係数ＫＰＰＳＤが算出される（ステップＳ６）。この係数ＫＰＰＳＤは、一例として前記油圧ＰＰＳの変化量（変化率）ΔＰＰＳ（＝ＰＰＳ−ＰＰＳ０）に応じた値とすることができ、したがって予めマップとして用意しておき、検出された油圧ＰＰＳの変化量ΔＰＰＳに対応する係数ＫＰＰＳＤをそのマップから求めることができる。なお、図１に示す例では、その係数ＫＰＰＳＤを１以下の値に設定してある。
【００３７】
上記の１次補正量ＱＰＳ１と、２次補正量ＱＰＳ２に係数ＫＰＰＳＤを掛けた値とを加算することにより、補機負荷に基づく吸入吸気量の最終的な補正量ＱＰＳが求められる（ステップＳ７）。そして、その補正量ＱＰＳの算定の基礎となった油圧ＰＰＳが、前回の油圧ＰＰＳ０として記憶される（ステップＳ８）。
【００３８】
一方、負荷が減少傾向にある場合、すなわち補機負荷となる前記油圧ＰＰＳが低下する傾向にある場合、前記ステップＳ３で否定的に判断される。その場合には、基本空気量ＧＡ０に１次補正量ＱＰＳ１を加えた空気量が、その時点の実際の吸入空気量ＧＡより少ないか否かが判断される（ステップＳ９）。すなわち実際の吸入空気量が過剰か否かが判断される。このステップＳ９で肯定的に判断された場合には、吸入空気量を減少させる必要があるので、そのための２次補正量ＱＰＳ２を算出する（ステップＳ１０）。この２次補正量ＱＰＳ２は、応答遅れを回避するように吸入空気量を減少させるためのものであるから、負の値を持った量であり、図１に示す例では、補機負荷である油圧ＰＰＳが低いほど、２次補正量が大きい値（負の大きい値）に設定されている。なお、この２次補正量ＱＰＳ２も、吸入空気量を増大させる場合と同様に、油圧ＰＰＳとエンジン負荷に相当する１次補正された吸入空気量（ＧＡ＋ＱＰＳ１：負荷）とに対する２次補正量を定めた三次元マップに基づいて求めることができる。
【００３９】
このステップＳ１０で２次補正量ＱＰＳ２を算出した後、ステップＳ６ないしステップＳ８に進んで、１次補正量ＱＰＳ１と２次補正量ＱＰＳ２とに基づいて吸入空気量の補正量ＱＰＳが求められる。
【００４０】
またさらに、エンジン１がアイドリング状態であって、かつパワーステアリングポンプ２０の油圧ＰＰＳが判定値ＫＰＰＳＯＮ以下であることにより、すなわち操舵されていないことにより、ステップＳ１で否定的に判断された場合には、その時点の吸入空気量ＧＡが基本空気量ＧＡ０として記憶される（ステップＳ１１）。また、吸入空気量の補正をおこなう必要がないので、１次補正量ＱＰＳ１および２次補正量ＱＰＳ２の値がそれぞれ“０”に設定され（ステップＳ１２、ステップＳ１３）、その後、ステップＳ７に進む。
【００４１】
そしてまた、補機負荷である油圧ＰＰＳが増大傾向にあるるものの、実際の吸入空気量ＧＡが１次補正した空気量より多いことによりステップＳ４で否定的に判断された場合、および補機負荷である油圧ＰＰＳが低下傾向にあるものの、実際の吸入空気量ＧＡが１次補正した空気量より少ないことによりステップＳ９で否定的に判断された場合、吸入空気量の２次補正が不要であるから、ステップＳ１３に進み、２次補正量ＱＰＳ２を“０”に設定する。
【００４２】
以上説明した図１に示す制御をおこなった場合における吸入空気量の補正量ＱＰＳおよびエンジン回転数ＮＥの変化を、従来の装置による変化と併せて図３に示してある。図３に示す例は、当初、小さく操舵し、その直後に大きく操舵した場合の例であり、したがってパワーステアリングポンプ２０の油圧ＰＰＳが当初、小さく上昇し、所定の油圧に維持された後、操舵量に応じて急激に増大している。この発明の装置による図３の（Ａ）に示す例では、油圧ＰＰＳの当初の上昇が小さいので、すなわち軽負荷状態なので、吸入空気量の補正量ＱＰＳが相対的に小さい値に設定される。したがって、負荷ＰＰＳに対する補正量ＱＰＳが過剰になることがないので、エンジン回転数ＮＥが過剰に増大するいわゆるオーバーシュートが生じることが回避される。なおその場合、負荷が小さいことによって１次補正量が小さくても、２次補正量が相対的に大きい値に設定されるので、補機負荷の発生に対してエンジントルクが遅れを生じることなく増大する。その結果、エンジン回転数ＮＥの低下が防止される。
【００４３】
その後、補機負荷として現れる油圧ＰＰＳが急激かつ大きく増大すると、それに応じて吸入空気量の補正量ＱＰＳが大きく増大する。その場合、油圧ＰＰＳが高いことにより前述した１次補正量が大きくなり、これに対して２次補正量が相対的に小さくなるが、補正量ＱＰＳの全体としては油圧ＰＰＳに応じた量になるので、負荷に応じてエンジントルクを発生させ、エンジン回転数ＮＥが低下することが回避される。また、その場合、油圧ＰＰＳが高いことにより２次補正量ＱＰＳ２が相対的に小さい値となるが、補正量ＱＰＳが全体として大きい量なので、吸気管路１１の容積に起因する応答遅れが抑制もしくは防止され、その結果、補機負荷の発生に対してエンジントルクが遅れを生じることなく増大し、エンジン回転数ＮＥの低下が防止される。したがって燃費を向上させるためにアイドル回転数を低下させてもエンジンストールが生じにくく、いわゆる耐エンジンストール性が良好になる。
【００４４】
これに対して補機負荷の発生に対して固定値で補正をおこなう従来の装置では、図３の（Ｂ）に示すように、パワーステアリングポンプ２０の油圧ＰＰＳが当初、小さく増大した時点で、予め定められた固定値によって吸入空気量の補正がおこなわれるので、負荷に対するエンジントルクが過剰となってエンジン回転数ＮＥが一時的に増大する。また、操舵角が増大してその油圧ＰＰＳが更に増大した場合、負荷の変更に応じた制御をおこなっていないことにより、吸入空気量の補正がおこなわれず、そのためにエンジントルクが相対的に不足してエンジン回転数ＮＥが一時的に低下してしまう。このように、従来の固定値での制御では、エンジン１のアイドル回転数が不安定になり、燃費を向上させるためにアイドル回転数を低回転数に設定すると、エンジンストールに到る可能性が高くなる。言い換えれば、アイドル回転数を低下させて燃費を向上させることは困難である。
【００４５】
上記の図１に示す例では、そのルーチンを１回実行する間の油圧ＰＰＳの変化量、すなわち油圧ＰＰＳの変化率に基づいて２次補正量ＱＰＳ２を設定するように構成したが、これに替えて、パワーステアリングポンプ２０の油圧ＰＰＳが所定の圧力に達するまでの経過時間およびその圧力に基づいて２次補正量を設定することとしてもよい。その例を図４に示してあり、これは、図１に示すステップＳ５からステップＳ７に置き換えられる部分的なフローチャートである。
【００４６】
図４において、基本空気量ＧＡ０に１次補正量ＱＰＳ１を加算した空気量がその時点の実際の吸入空気量以上であることによりステップＳ４で肯定的に判断されると、前記油圧ＰＰＳが第１判定値Ｋ０に等しいか否かが判断される（ステップＳ４０１）。その第１判定値Ｋ０は、油圧ＰＰＳの最大値を第５判定値Ｋ４として５段階に区分した場合の最も低圧側の判定値であり、その一例を図５に模式的に示してある。
【００４７】
このステップＳ４０１で肯定的に判断された場合には、第１のカウンタＣ０をゼロリセットし、時間のカウントを開始する（ステップＳ４０２）。ついで、１次補正量ＱＰＳ１と２次補正量ＱＰＳ２とを加算して、吸入空気量の最終的な補正量ＱＰＳを求めるステップＳ４０３に進む。なお、この時点では、２次補正量ＱＰＳ２が求められていないので、１次補正量ＱＰＳ１がそのまま補正量ＱＰＳとされる。
【００４８】
これに対して前記油圧ＰＰＳが第１判定値Ｋ０と異なっていることによりステップＳ４０１で否定的に判断された場合には、その油圧ＰＰＳが第１判定値Ｋ０より大きいか否かが判断される（ステップＳ４０４）。このステップＳ４０４で否定的に判断された場合には、油圧ＰＰＳが上昇していないので、すなわち補機負荷が増大していないので、ステップＳ４０２に戻り、第１カウンタＣ０をゼロリセットする。これとは反対にステップＳ４０４で肯定的に判断された場合には、負荷すなわち油圧ＰＰＳが増大しているので、第１判定値Ｋ０からの経過時間を検出するために第１カウンタＣ０をインクリメント（ＩＮＣ）する（ステップＳ４０５）。
【００４９】
ついで、油圧ＰＰＳが第２判定値Ｋ１に一致したか否かが判断される（ステップＳ４０６）。このステップＳ４０６で肯定的に判断された場合には、第１カウンタＣ０のカウント値が経過時間ＣＰＳとして記憶され（ステップＳ４０７）、かつ第２カウンタＣ１がゼロリセットされて時間のカウントを開始する（ステップＳ４０８）。すなわち、油圧ＰＰＳが第１判定値Ｋ０から第２判定値Ｋ１に上昇するまでに要した時間が検出される。
【００５０】
そして、その経過時間ＣＰＳに基づいて、吸入空気量の２次補正量ＱＰＳ２が求められる（ステップＳ４０９）。その２次補正量ＱＰＳ２は、経過時間ＣＰＳとの関係を定めたマップに基づいて求めることができ、経過時間ＣＰＳの値が小さければ、油圧ＰＰＳが急激に増大したことになるので、２次補正量ＱＰＳ２として大きい値が設定される。これとは反対に経過時間ＣＰＳの値が大きければ、油圧ＰＰＳがゆっくり増大したことになるので、２次補正量ＱＰＳ２として相対的に小さい値が採用される。すなわち、負荷の増大に応じて吸入空気量を増大させる必要があるからである。
【００５１】
なお、上記の経過時間ＣＰＳは、パワーステアリングポンプ２０の油圧ＰＰＳが判定値ＫＰＰＳＯＮより高圧になった時点からの時間のカウント値であって、図４に併記してあるタイマールーチンによって、そのルーチンが繰り返し実行される都度、所定時間ずつカウント値をインクリメント（ＩＮＣ）される（ステップＳ１０００）。また、この経過時間ＣＰＳの値は、後述するように他のカウント値に読み替えられる。したがって油圧ＰＰＳが第２判定値Ｋ１に到達するまでは、その間の時間の経過と共に前記経過時間ＣＰＳのカウント値が大きくなり、それに伴って２次補正量ＱＰＳ２が次第に低下し、過度な補正が防止される。
【００５２】
ステップＳ４０９で求められた２次補正量ＱＰＳ２と前述した１次補正量ＱＰＳ１とが加算されて、吸入空気量の補正量ＱＰＳが求められる（ステップＳ４０３）。
【００５３】
一方、前記油圧ＰＰＳが第２判定値Ｋ１と異なっていることによりステップＳ４０６で否定的に判断された場合には、その油圧ＰＰＳが第２判定値Ｋ１より大きいか否かが判断される（ステップＳ４１０）。このステップＳ４１０で否定的に判断された場合には、油圧ＰＰＳが上昇していないので、すなわち補機負荷が増大していないので、ステップＳ４０８に戻り、第２カウンタＣ１をゼロリセットする。これとは反対にステップＳ４１０で肯定的に判断された場合には、負荷すなわち油圧ＰＰＳが増大しているので、第２判定値Ｋ１からの経過時間を検出するために第２カウンタＣ１をインクリメント（ＩＮＣ）する（ステップＳ４１１）。
【００５４】
ついで、油圧ＰＰＳが第３判定値Ｋ２に一致したか否かが判断される（ステップＳ４１２）。このステップＳ４１２で肯定的に判断された場合には、第２カウンタＣ１のカウント値が経過時間ＣＰＳとして記憶され（ステップＳ４１３）、かつ第３カウンタＣ２がゼロリセットされて時間のカウントを開始する（ステップＳ４１４）。すなわち、油圧ＰＰＳが第２判定値Ｋ１から第３判定値Ｋ２に上昇するまでに要した時間が検出される。
【００５５】
そして、その経過時間ＣＰＳに基づいて、吸入空気量の２次補正量ＱＰＳ２が求められる（ステップＳ４１５）。その２次補正量ＱＰＳ２は、経過時間ＣＰＳとの関係を定めたマップに基づいて求めることができ、経過時間ＣＰＳの値が小さければ、油圧ＰＰＳが急激に増大したことになるので、２次補正量ＱＰＳ２として大きい値が設定され、これとは反対に経過時間ＣＰＳの値が大きければ、油圧ＰＰＳがゆっくり増大したことになるので、２次補正量ＱＰＳ２として相対的に小さい値が採用される。すなわち、負荷の増大に応じて吸入空気量を増大させる必要があるからである。なお、この場合のマップとしては、油圧ＰＰＳが既にある程度上昇しているので、上記のステップＳ４０９で使用されるマップにおける２次補正量ＱＰＳ２に対して相対的に小さい２次補正量ＱＰＳ２を設定するマップが使用される。
【００５６】
ステップＳ４１５で求められた２次補正量ＱＰＳ２と前述した１次補正量ＱＰＳ１とが加算されて、吸入空気量の補正量ＱＰＳが求められる（ステップＳ４０３）。
【００５７】
以降、同様にして第３判定値Ｋ２から第４判定値Ｋ３に到達するまでの時間ＣＰＳが検出されるとともに、それに基づいた２次補正量ＱＰＳ２が求められ（ステップＳ４１６ないしステップＳ４２１）、さらに第４判定値Ｋ３から第５判定値Ｋ４に到達するまでの時間ＣＰＳが検出されるとともに、それに基づいた２次補正量ＱＰＳ２が求められる（ステップＳ４２２ないしステップＳ４２７）。なお、２次補正量ＱＰＳ２を求めるマップは、油圧ＰＰＳが高い場合に採用されるものほど、２次補正量ＱＰＳ２を相対的に小さい値に設定するようになっている。
【００５８】
上記の図４に示すルーチンを含む制御を実行した場合の補正量ＱＰＳの変化を、負荷として現れる油圧ＰＰＳの変化が大きい場合と小さい場合とについて示せば、図５の（Ａ）、（Ｂ）のとおりである。図５の（Ａ）に示すように、油圧ＰＰＳが急激に増大する場合には、吸入空気量の補正量ＱＰＳは 当初、大きく、油圧ＰＰＳが増大するに従って次第に低下する。そのため、負荷の発生に対して遅れを生じることなく実質的な吸入空気量すなわちエンジントルクを増大させることができるので、エンジン回転数の一時的な低下が生じることがなく、また反対に油圧ＰＰＳがある程度上昇した後は、補正量ＱＰＳが低下するので、エンジン回転数が過剰に増大するいわゆるオーバーシュートが生じることが回避される。また、図５の（Ｂ）に示すように、負荷すなわち油圧ＰＰＳがゆっくり増大する場合には、負荷の変化に併せて補正量ＱＰＳが設定されるので、エンジン回転数が過剰に増大するいわゆるオーバーシュートが生じることが回避される。
【００５９】
上記のように図４に示す制御であってもエンジン１のアイドル回転数を安定させることができ、ひいては耐エンジンストール性を損なうことなく、アイドル回転数を低い回転数として燃費を向上させることができる。また特に、上記の図４に示す制御によれば、２次補正量ＱＰＳを設定する油圧ＰＰＳの値を固定することができるので、吸入空気量の補正を安定しておこなうことができ、それに伴いアイドル回転数をより安定させることができる。
【００６０】
ところで、パワーステアリング装置における油圧ＰＰＳは、配管経路やバルブなどの制御機器にオイルが充満し、かつクリアランスが詰まった後に上昇し始める。そのため操舵した直後では、油圧ＰＰＳの変化が小さく、その変化の絶対値のみをもって単純に負荷の変化を判定したのでは、判定の遅れが生じることがある。また、油圧ＰＰＳが高くなった状態では、低圧時に比較して油圧ＰＰＳの変化が大きくなる。このような状況を図に示せば、図６のとおりである。
【００６１】
検出される油圧ＰＰＳのこのような変化特性を、アイドル回転数を維持するための吸入空気量の補正に反映させることが好ましく、そのための制御は、例えば以下に説明するように実行すればよい。図７は、前述した図１に示すルーチンのうちステップＳ６およびステップＳ７を変更したものであり、前述したステップＳ５に続けて、２次補正量ＱＰＳ２の積算量ＱＰＳ２Ｔが上限値ＫＰＳ２Ｔ未満か否かが判断される（ステップＳ６１）。この上限値ＫＰＳ２Ｔは、２次補正による吸入空気量が、サージタンク１４もしくはこれを含む吸気管路１１の容積に達する値である。
【００６２】
このステップＳ６１で肯定的に判断された場合には、油圧変化基準値ＫΔＰＰＳが算出される（ステップＳ６２）。この油圧変化基準値ＫΔＰＰＳは、アイドリング状態で急激に操舵した場合の油圧ＰＰＳの変化特性に合わせた値であって、図８に示すように、油圧ＰＰＳが高いほど、その変化ΔＰＰＳが大きくなることに合わせて、油圧ＰＰＳが高い程、大きい値に設定されている。したがってこの油圧変化基準値ＫΔＰＰＳは、マップ値として予め用意しておき、検出された油圧ＰＰＳに適合する値をマップから求めればよい。
【００６３】
ついで、その油圧変化基準値ＫΔＰＰＳと油圧ＰＰＳの変化量ΔＰＰＳとの比（ΔＰＰＳ／ＫΔＰＰＳ）を、２次補正量ＱＰＳ２に掛け合わせる。すなわち、油圧ＰＰＳに基づいて求まる２次補正量ＱＰＳ２を、油圧ＰＰＳの変化特性に応じてなました値を求め、これを１次補正量に加算して、吸入空気量の補正量ＱＰＳを求める（ステップＳ６３）。その結果、応答遅れを是正する２次補正量ＱＰＳ２が、油圧ＰＰＳの変化特性を反映したものとなり、それに伴って吸入空気量の補正量ＱＰＳが、パワーステアリングポンプ２０が動作することによる負荷に適合した量となるので、エンジン１のアイドル回転数をより安定させることが可能になる。
【００６４】
なお、ステップＳ６４では、前記の比を２次補正量ＱＰＳ２に掛け合わせた値を、それまでの積算量ＱＰＳ２Ｔn-1 に加算するとともに、シリンダ３に吸入された空気量ＫＱＰＳ２Ｄを減算して、２次補正量の積算をおこなう。また、２次補正量ＱＰＳ２の積算量ＱＰＳ２Ｔが上限値ＫＰＳ２Ｔに達していることによりステップＳ６１で否定的に判断された場合には、ステップＳ１３に進み２次補正量ＱＰＳ２をゼロリセットする。このように吸気管路１１もしくはサージタンク１４の容量を限度として吸入空気の２次補正をおこなうので、応答遅れを回避できると同時に、補正量が過剰になったり、それに伴ってエンジン回転数が一時的に増大するなどの事態を未然に防止することができる。
【００６５】
ここで、上述した具体例とこの発明の関係を簡単に説明すると、図７に示すステップＳ６１〜Ｓ６４の機能的手段がこの発明における補正量設定手段に相当する。
【００６６】
なお、上記の具体例では、補機負荷が増大した場合に吸入空気量を増大させてアイドル回転数を維持するように構成したが、補機負荷に見合うようにエンジントルクを増大させれば、アイドル回転数を維持できるので、吸入空気量を増大させることに替えて、点火時期を変更することによりエンジントルクを増大させてアイドル回転数を維持し、あるいは燃料供給量（燃料噴射量）を増大させることによりエンジントルクを増大させてアイドル回転数を維持するように構成してもよい。その場合、点火時期の変更量あるいは燃料供給量の変更量を設定する手段がこの発明における補正量設定手段に相当する。
【００６８】
上述した具体例として開示されている発明は、特許請求の範囲に記載されているように表現できるが、これ以外に下記のように表現することができる。
▲１▼ 内燃機関のアイドル回転数を目標回転数に維持する内燃機関のアイドル回転制御装置において、前記内燃機関によって駆動される補機の負荷を検出する負荷検出手段と、前記アイドル回転数を前記目標回転数に維持するための制御量についての補正量として、前記負荷検出手段で検出された前記負荷に応じた１次補正量を設定する１次補正量設定手段と、前記１次補正量を増減する２次補正量を、前記負荷検出手段で検出された負荷の程度に応じた応答遅れの程度に基づいて設定する２次補正量設定手段とを備えていることを特徴とする内燃機関のアイドル回転制御装置。
▲２▼ 前記２次補正量設定手段は、前記負荷検出手段で検出された負荷が小さいほど、前記２次補正量を大きい値に設定する手段を含むことを特徴とする上記▲１▼に記載の内燃機関のアイドル回転制御装置。
▲３▼ 前記２次補正量設定手段は、前記負荷検出手段で検出された負荷の変化量が大きいほど、前記２次補正量を大きい値に設定する手段を含むことを特徴とする上記▲１▼に記載の内燃機関のアイドル回転制御装置。
▲４▼ 前記２次補正量設定手段は、前記内燃機関の負荷が大きいほど、前記２次補正量を大きい値に設定する手段を含むことを特徴とする上記▲１▼に記載の内燃機関のアイドル回転制御装置。
▲５▼ 前記補機は、油圧式操舵装置の油圧ポンプを含み、かつ前記２次補正量設定手段は、前記油圧ポンプで発生させる油圧ごとに予め設定した変化量と実際の油圧の変化量との比に基づいて前記２次補正量を設定する手段を含むことを特徴とする上記▲１▼に記載の内燃機関のアイドル回転制御装置。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、内燃機関で駆動されるパワーステアリングポンプによる負荷が発生した場合、これが油圧センサで検出され、その検出された油圧に応じて、アイドル回転を維持するための制御量についての補正量が設定されるので、パワーステアリングポンプによる負荷に応じたアイドル回転の制御が、過不足なく、かつ応答遅れを生じることなく実行され、その結果、内燃機関のアイドル回転数を安定させることができ、それに伴いいわゆる耐エンジンストール性を良好に維持してアイドル回転数を低下させることができるため、燃費を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図２】 この発明で対象とする内燃機関およびその制御系統を簡略化して示す模式図である。
【図３】 図１に示す制御をおこなった場合のアイドリング時のエンジン回転数の変化と、比較例として従来の装置による制御をおこなった場合のアイドリング時のエンジン回転数の変化とを示す図である。
【図４】 図１に示すステップＳ５ないしステップＳ７に置換して実行される２次補正量を算出するためのルーチンの一例を示す部分的なフローチャートである。
【図５】 図４に示す制御をおこなった場合の補正量の変化を、油圧の変化が大きい場合と小さい場合とについて示す図である。
【図６】 パワーステアリングポンプの油圧とその変化量との関係を模式的に示す図である。
【図７】 この発明の制御装置で実行される制御の他の例を説明するためのフローチャートである。
【図８】 図７に制御例で使用される油圧変化基準値と油圧の変化率との関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１…内燃機関（エンジン）、 １１…吸気管路、 １３…電子スロットルバルブ、 １４…サージタンク、 ２０…パワーステアリングポンプ、 ２１…コンプレッサー、 ２２…オルターネータ、 ２３…電子制御装置、 ２４…油圧センサ、 ２７…舵角センサ。
Claims (1)
- 内燃機関のアイドル回転数を目標回転数に維持する内燃機関のアイドル回転制御装置において、
前記内燃機関によって駆動される補機としてのパワーステアリングポンプによる油圧を検出する油圧センサと、
前記アイドル回転数を前記目標回転数に維持するための制御量についての補正量を、前記油圧センサで検出された油圧が高い場合に該油圧が低い場合に比較して大きい値に設定する補正量設定手段と
を備え、
前記補正量設定手段は、前記パワーステアリングポンプで発生させる油圧ごとに予め設定した変化量と実際の油圧の変化量との比に基づいて前記補正量を設定する手段を含むこと
を特徴とする内燃機関のアイドル回転制御装置。
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