JP4848337B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、点火時期がアイドル運転中に点検者によって点検される内燃機関において、点検中のアイドル回転数を制御する内燃機関の制御装置に関する。

従来、内燃機関の制御装置として、特許文献１に記載されたものが知られており、この制御装置は、内燃機関のノッキングを検出するノッキングセンサなどを備えている。この制御装置では、以下に述べるように点火時期制御が実行される。すなわち、内燃機関の通常運転時、ノッキングセンサが正常であるときには、ノッキングセンサの検出信号に基づいて、基本点火時期を進角側または遅角側に補正することにより、点火時期が決定される。一方、通常運転時、ノッキングセンサが故障したときには、ノッキングを回避するために、基本点火時期を所定値分、遅角側に補正することにより、点火時期が決定される。

一方、点検者によって点火時期の点検が行われるときには、ノッキングセンサの故障の有無にかかわらず、上記のような基本点火時期の遅角補正を行うことなく、基本点火時期がそのまま点火時期として用いられるとともに、内燃機関がアイドル運転状態に制御される。

そして、内燃機関をアイドル運転状態に制御したままで、以下に述べるように、点火時期が点検される。まず、点検者によって点検用のタイミングライトがディストリビュータに向けられると、タイミングライトの点滅により、ディストリビュータの回転部の点検用マークがストロボ効果によって静止状態に見えるようになるので、その状態で、点検用マークとディストリビュータの回転しない部分の基準マークとの位置関係を、目視により確認する。そして、両者の位置が一致しているときには、点火時期が適切に調整されていると判断して点検を終了する。一方、両者の位置がずれているときには、両者の位置が一致するように、ディストリビュータを手動調整することによって、点火時期が適切に調整される。

特開平７−２０８３１１号公報

上記特許文献１の制御装置によれば、点検者が点火時期を点検する際、内燃機関がアイドル運転状態に制御されるものの、そのアイドル運転中、交流発電機や補機などの、内燃機関を動力源とする機器の動作状態すなわち内燃機関の負荷が変化すると、それに起因して、アイドル回転数が不安定になるおそれがあり、最悪の場合には、エンジンストールが発生するおそれがある。このように、アイドル回転数が不安定になった場合、点検用マークが見づらくなることで、点火時期を点検しにくくなってしまう。また、エンジンストールが発生した場合には、点火時期を点検できなくなってしまう。特に、小排気量の内燃機関のようにフライホイールが比較的小さい場合や、交流発電機の発電容量が大きい場合には、以上のような問題が顕著になりやすい。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、点検者が点火時期を点検する際に、アイドル回転数を安定した状態に保持することができ、それにより、点火時期を容易かつ適切に点検できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関３の点検時にアイドル運転状態で点火時期が点検される内燃機関３において、内燃機関３の実際のアイドル回転数ＮＥを目標アイドル回転数ＮＯＢＪになるように制御する内燃機関３の制御装置１であって、内燃機関３の運転状態を表す運転状態パラメータ（エンジン水温ＴＷ、エンジン回転数ＮＥ）を検出する運転状態パラメータ検出手段（水温センサ２１、クランク角センサ２３）と、基本点火時期（基本アイドル用値ＩＧ＿ＩＤＬＭＡＰ）を算出する基本点火時期算出手段（ＥＣＵ２、ステップ４１）と、内燃機関３の点検中であるか否かを判定する点検判定手段（ＥＣＵ２、ステップ２，６，７，４２〜４４）と、点検判定手段による判定の結果、内燃機関３の点検中でないとき（ステップ４２〜４４のいずれかの判別結果がＮＯのとき）に、算出された基本点火時期を検出された運転状態パラメータに応じて補正することにより、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧを算出する非点検時点火時期算出手段（ＥＣＵ２、ステップ４７）と、内燃機関３の点検中であるとき（ステップ４２〜４４の判別結果がＹＥＳのとき）に、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧを基本点火時期（基本アイドル用値ＩＧ＿ＩＤＬＭＡＰ）よりも遅角側の点検用値ＩＧ＿ＳＣＳに設定する点検時点火時期設定手段（ＥＣＵ２、ステップ４６）と、内燃機関３の点検中であるとき（ステップ２，６，７の判別結果がＹＥＳのとき）に、目標アイドル回転数ＮＯＢＪを点検中でないときよりも高い第１回転数（点検用回転数ＮＮＥＵ＿ＳＣＳ）に設定する目標アイドル回転数設定手段（ＥＣＵ２、ステップ８）と、内燃機関３の暖機が完了しているか否かを判定する暖機判定手段（ＥＣＵ２、ステップ４５）と、を備え、点検時点火時期設定手段は、内燃機関３の点検中である場合において、暖機判定手段によって内燃機関３の暖機が完了していると判定されたときに、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧを点検用値ＩＧ＿ＳＣＳに設定する（ステップ４２〜４６）ことを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、基本点火時期算出手段によって基本点火時期が算出され、点検判定手段による判定の結果、内燃機関の点検中でないときには、算出された基本点火時期を検出された運転状態パラメータに応じて補正することにより、点火時期が算出される。さらに、内燃機関の点検中であるときには、点火時期が基本点火時期よりも遅角側の点検用値に設定されるとともに、目標アイドル回転数が点検中でないときよりも高い第１回転数に設定される。この場合、点火時期を遅角側の値に設定することによって、ノッキングの発生を回避でき、混合気を安定した状態で燃焼させることができる。また、点火時期を遅角側の値に設定することで、実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数から低下した場合でも、アイドル回転数が目標アイドル回転数になるように、例えば吸入空気量を制御することによって、アイドル回転数を目標アイドル回転数に維持すべく、吸入空気量が増大し、空気流速が増大することになる。その結果、良好な燃焼状態が得られ、アイドル回転数が安定した状態になる。また、目標アイドル回転数自体を増大側の値に設定した場合、実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数になるように制御されることで、実際のアイドル回転数が上昇することになり、それにより、上記のような吸入空気量制御を実行した場合、吸入空気量が増大し、空気流速が増大することになる。その結果、良好な燃焼状態が得られ、アイドル回転数が安定した状態になる。以上のように、点火時期の遅角側への設定と、目標アイドル回転数の増大側への設定とを双方とも実行することによって、点火時期の過大な遅角（ひいては燃焼温度の大幅な上昇）やアイドル回転数の過剰な増大を回避しながら、アイドル回転数を安定した状態に保持でき、エンジンストールを回避できる。特に、小排気量の内燃機関のようにフライホイールが比較的小さい場合や、交流発電機の発電容量が大きい場合でも、以上のような作用効果を確実に得ることができる。さらに、内燃機関の点検中、内燃機関の暖機が完了していると判定されたとき、すなわち混合気の良好な燃焼状態が得られているときに、点火時期が点検用値に設定されるので、点火時期を暖機の完了前に点検用値に設定したときのような内燃機関の出力低下や出力変動を、回避することができる。その結果、第１回転数をより低い値に設定した場合でも、アイドル回転数を安定した状態に保持することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関３の制御装置１において、点火時期の点検は、アイドル運転中のクランクシャフト３ａの回転に伴って回転する回転部（クランクプーリ８）に設けられた被点検体（点検用マーク８ｂ）の、不動の基準部位（基準マーク１１）に対する位置関係を視認することによって行われることを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、前述したように、内燃機関の点火時期を点検する場合において、内燃機関の負荷が変化したときでも、アイドル回転数が安定した状態に保持され、エンジンストールが回避されるので、例えば点検用のタイミングライトなどを用いて、不動の基準部位に対する被点検体の位置関係を容易かつ適切に目で確認でき、点火時期を容易かつ適切に点検することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の内燃機関３の制御装置１において、内燃機関３の温度を機関温度（エンジン水温ＴＷ）として検出する機関温度検出手段（水温センサ２１）をさらに備え、暖機判定手段は、検出された機関温度が所定温度ＴＷ＿ＳＣＳ以上のとき（ステップ４５の判別結果がＹＥＳのとき）に、内燃機関３の暖機が完了したと判定することを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、機関温度が所定温度以上のときに、内燃機関の暖機が完了したと判定されるので、この所定温度を適切に設定することによって、暖機の完了判定を的確に行うことができる。

請求項４に係る発明は、内燃機関３の点検時にアイドル運転状態で点火時期が点検される内燃機関３において、内燃機関３の実際のアイドル回転数ＮＥを目標アイドル回転数ＮＯＢＪになるように制御する内燃機関３の制御装置１であって、内燃機関３の運転状態を表す運転状態パラメータ（エンジン水温ＴＷ、エンジン回転数ＮＥ）を検出する運転状態パラメータ検出手段（水温センサ２１、クランク角センサ２３）と、基本点火時期（基本アイドル用値ＩＧ＿ＩＤＬＭＡＰ）を算出する基本点火時期算出手段（ＥＣＵ２、ステップ４１）と、内燃機関３の点検中であるか否かを判定する点検判定手段（ＥＣＵ２、ステップ２，６，７，４２〜４４）と、点検判定手段による判定の結果、内燃機関３の点検中でないとき（ステップ４２〜４４のいずれかの判別結果がＮＯのとき）に、算出された基本点火時期を検出された運転状態パラメータに応じて補正することにより、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧを算出する非点検時点火時期算出手段（ＥＣＵ２、ステップ４７）と、内燃機関３の点検中であるとき（ステップ４２〜４４の判別結果がＹＥＳのとき）に、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧを基本点火時期（基本アイドル用値ＩＧ＿ＩＤＬＭＡＰ）よりも遅角側の点検用値ＩＧ＿ＳＣＳに設定する点検時点火時期設定手段（ＥＣＵ２、ステップ４６）と、内燃機関３の点検中であるとき（ステップ２，６，７の判別結果がＹＥＳのとき）に、目標アイドル回転数ＮＯＢＪを点検中でないときよりも高い第１回転数（点検用回転数ＮＮＥＵ＿ＳＣＳ）に設定する目標アイドル回転数設定手段（ＥＣＵ２、ステップ８）と、内燃機関３の温度を機関温度（エンジン水温ＴＷ）として検出する機関温度検出手段（水温センサ２１）と、検出された機関温度に応じて、目標アイドル回転数として第２回転数（通常用値ＮＯＢＪ２）を算出する第２回転数算出手段（ＥＣＵ２、ステップ５）と、を備え、目標アイドル回転数設定手段は、内燃機関３の点検中である場合において、算出された第２回転数が第１回転数（点検用回転数ＮＮＥＵ＿ＳＣＳ）よりも大きいときに、目標アイドル回転数ＮＯＢＪを第２回転数に設定する（ステップ８，１０，１２）ことを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、第２回転数算出手段によって、第２回転数が機関温度に応じて算出されるとともに、目標アイドル回転数設定手段によって、内燃機関の点検中である場合において、第２回転数が第１回転数よりも大きいときに、目標アイドル回転数が第２回転数に設定される。言い換えれば、第２回転数が第１回転数以下のときには、目標アイドル回転数が第１回転数に設定される。それにより、内燃機関の機関温度の高低（すなわち暖機の完了の有無）にかかわらず、内燃機関の実際のアイドル回転数が、第１回転数および第２回転数のうちのより大きい方の値になるように制御されることになるので、内燃機関の点検中、アイドル回転数を確実に安定した状態に保持できる。その結果、請求項１に係る発明の作用効果をさらに確実に得ることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。図１は、本実施形態の制御装置１およびこれを適用した内燃機関（以下「エンジン」という）３の概略構成を示している。同図に示すように、制御装置１は、ＥＣＵ２を備えており、このＥＣＵ２によって、後述するように各種の制御処理が実行される。

エンジン３は、多気筒ガソリンエンジンタイプのものであり、図示しない自動変速機付きの車両に搭載されている。このエンジン３は、燃料噴射弁４および点火プラグ５を気筒毎に備えており（いずれも１つのみ図示）、これらの燃料噴射弁４および点火プラグ５はいずれも、図示しないシリンダヘッドに取り付けられている。

また、燃料噴射弁４は、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２により、開弁時間および開弁タイミングが制御され、それにより、燃料噴射量が制御される。

さらに、点火プラグ５も、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２により、後述する点火時期ＩＧ＿ＬＯＧに応じたタイミングで燃焼室内の混合気を燃焼させるように、放電状態が制御される。

一方、エンジン３の吸気通路６の途中には、スロットル弁機構７が配置されており、このスロットル弁機構７は、スロットル弁７ａおよびこれを開閉駆動するアクチュエータ７ｂなどを備えている。アクチュエータ７ｂは、ＥＣＵ２に電気的に接続されたステッピングモータなどで構成されており、ＥＣＵ２からの後述する制御入力信号がアクチュエータ７ｂに入力されると、それに応じてスロットル弁７ａの開度（以下「スロットル弁開度」という）ＴＨを変更する。それにより、吸入空気量が制御される。

また、吸気通路６には、スロットル弁開度センサ２０が設けられている。このスロットル弁開度センサ２０は、例えばポテンショメータで構成され、スロットル弁開度ＴＨを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

さらに、エンジン３のクランクシャフト３ａの先端部には、クランクプーリ８（回転部）が取り付けられている。このクランクプーリ８は、ベルト９を介して、交流発電機（ＡＣＧ）１０のプーリ１０ａに連結されており、それにより、交流発電機１０は、エンジン３の運転中、エンジン３を動力源として発電動作を実行する。この交流発電機１０は、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、後述するように、その発電動作がＥＣＵ２によって制御される。

また、図２に示すように、クランクプーリ８のつば部には、溝状の３つの点検用マーク８ａ〜８ｃが形成されており、エンジン３のシリンダブロック３ｂには、先細の基準マーク１１が設けられている。

エンジン３の点検中、点検者によって点火時期の点検作業は以下のように実行される。まず、点検者が点検用のタイミングライト（図示せず）を点火プラグ５への電力供給線に電気的に接続すると、タイミングライトは、点火プラグ５への通電タイミングに同期して点灯するとともに、他のタイミングで消灯した状態になる。すなわち、タイミングライトが、点火プラグ５への通電・非通電に同期して点滅するようになる。そして、後述するようにエンジン３がアイドル運転状態に制御されている状態で、点検者が上記のように点滅するタイミングライトを手に持ちながらクランクプーリ８に向けると、タイミングライトの点滅に起因するストロボ効果によって、クランクプーリ８の３つの点検用マーク８ａ〜８ｃが静止状態に見えるようになる。そして、基準マーク１１（基準位置）に対する中央の点検用マーク８ｂ（被点検体）の位置関係を目で確認し、両者の位置が一致しているときには、点火時期が後述する所定の点検用値ＩＧ＿ＳＣＳに適切に調整されていると判断して、点火時期の点検を終了する。

一方、両者の位置がずれているときには、点火時期制御用プログラムの更新を行った後、上記のような点検動作を再度、実行する。そして、中央の点検用マーク８ｂと基準マーク１１の位置が一致しているときには、点火時期の点検を終了し、両者の位置がずれているときには、両者の位置が一致するように、クランク角センサ２３のマグネットロータとＭＲＥピックアップとの位置関係を手動調整することによって、点火時期が適切に調整される。

さらに、エンジン３のシリンダブロック３ｂには、サーミスタなどで構成された水温センサ２１が取り付けられている。水温センサ２１は、エンジン３のシリンダブロック３ｂ内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。なお、本実施形態では、水温センサ２１が機関温度検出手段に相当し、エンジン水温ＴＷが機関温度に相当する。

一方、ＥＣＵ２には、シフト位置センサ２２、クランク角センサ２３、アクセル開度センサ２４および車速センサ２５が接続されている。このシフト位置センサ２２は、自動変速機のシフトレバー１３が複数のシフト位置（例えば１，２，Ｄ，Ｎ，Ｒ，Ｐレンジなど）のいずれにあるかを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

また、クランク角センサ２３は、マグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、クランクシャフト３ａの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。このＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば１゜）毎に１パルスが出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、各気筒のピストンが吸気行程のＴＤＣ位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、所定クランク角毎に１パルスが出力される。なお、本実施形態では、クランク角センサ２３が運転状態パラメータ検出手段に相当し、エンジン回転数ＮＥが運転状態パラメータに相当する。

さらに、アクセル開度センサ２４は、車両の図示しないアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。また、車速センサ２５は、車両の図示しない車軸に取り付けられており、車両の走行速度（以下「車速」という）ＶＰを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

一方、ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されており、前述した各種のセンサ２０〜２５の検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別するとともに、各種の制御処理を実行する。具体的には、以下に述べるように、目標アイドル回転数ＮＯＢＪの算出処理、吸入空気量制御処理、交流発電機制御処理および点火時期制御処理などを実行する。

なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、基本点火時期算出手段、点検判定手段、非点検時点火時期算出手段、点検時点火時期設定手段、目標アイドル回転数設定手段、暖機判定手段および第２回転数算出手段に相当する。

次に、図３を参照しながら、ＥＣＵ２によって実行される目標アイドル回転数ＮＯＢＪの算出処理について説明する。本処理は、アイドル運転中のエンジン回転数ＮＥすなわちアイドル回転数ＮＥの目標となる目標アイドル回転数ＮＯＢＪを算出するものであり、所定の制御周期（例えば１０ｍｓｅｃ）で実行される。なお、以下の説明において算出される各種の値は、ＥＣＵ２のＲＡＭ内に記憶されるものとする。

この処理では、まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同じ）で、アイドル運転フラグＦ＿ＩＤＬＥが「１」であるか否かを判別する。このアイドル運転フラグＦ＿ＩＤＬＥは、アイドル運転条件が成立しているとき、すなわち、以下の３つの条件（ｆ１）〜（ｆ３）がいずれも成立しているときに「１」に設定され、それ以外のときに「０」に設定される。
（ｆ１）アクセル開度ＡＰが全閉状態を示す値であること。
（ｆ２）車速ＶＰが所定値（例えば３ｋｍ）以下であること。
（ｆ３）エンジン回転数ＮＥが所定値（例えば２００ｒｐｍ）以上であること。

ステップ１の判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ１の判別結果がＹＥＳで、アイドル運転条件が成立しているときには、ステップ２に進み、始動後フラグＦ＿ＡＳＴＮが「１」であるか否かを判別する。この始動後フラグＦ＿ＡＳＴＮは、エンジン３の始動後、所定時間（例えば４５ｓｅｃ）が経過したときに「１」に設定され、所定時間が経過していないときに「０」に設定される。

ステップ２の判別結果がＮＯのとき、すなわちエンジン３の始動後、所定時間が経過してないときには、ステップ３に進み、エンジン水温ＴＷに応じて、図４に示すテーブルを検索することにより、目標アイドル回転数の暖機用値ＮＯＢＪ１を算出する。同図に示すように、このテーブルでは、暖機用値ＮＯＢＪ１は、エンジン３のフリクションを考慮して、エンジン水温ＴＷが低いほど、より大きな値に設定されている。

次いで、ステップ４に進み、目標アイドル回転数ＮＯＢＪを暖機用値ＮＯＢＪ１に設定した後、本処理を終了する。

一方、ステップ２の判別結果がＹＥＳのとき、すなわちエンジン３の始動後、所定時間が経過したときには、ステップ５に進み、エンジン水温ＴＷに応じて、図４に示すテーブルを検索することにより、目標アイドル回転数の通常用値ＮＯＢＪ２（第２回転数）を算出する。同図に示すように、このテーブルでは、通常用値ＮＯＢＪ２は、エンジン水温ＴＷに対して、前述した暖機用値ＮＯＢＪ１と同様の傾向に設定されているとともに、ＮＯＢＪ１＞ＮＯＢＪ２が成立するように設定されている。このように、暖機用値ＮＯＢＪ１が通常用値ＮＯＢＪ２よりも大きい値に設定されているのは、エンジン始動時の大きな回転変動やエンジンストールなどを防止するためである。

次いで、ステップ６に進み、ニュートラルフラグＦ＿ＡＴＮＰが「１」であるか否かを判別する。このニュートラルフラグＦ＿ＡＴＮＰは、自動変速機のシフト位置がニュートラルレンジまたはパーキングレンジにあるときに「１」に設定され、それ以外のときに「０」に設定される。

このステップ６の判別結果がＹＥＳで、自動変速機のシフト位置がニュートラルレンジまたはパーキングレンジにあるときには、ステップ７に進み、点検中フラグＦ＿ＳＣＳが「１」であるか否かを判別する。この点検中フラグＦ＿ＳＣＳは、点検者がエンジン３の点検準備を実行済みであるか否かを表すものであり、点検者によって、図示しない点検装置がＥＣＵ２に接続された状態で点検装置の点検準備用スイッチがオンされたときに「１」に設定され、それ以外のときに「０」に設定される。

このステップ７の判別結果がＹＥＳで、点検者がエンジン３の点検準備を実行ずみであるときには、エンジン３の点検中であると判定して、ステップ８に進み、しきい値ＮＮＥＵＸを所定の点検用回転数ＮＮＥＵ＿ＳＣＳ（第１回転数）に設定する。この所定の点検用回転数ＮＮＥＵ＿ＳＣＳは、エンジン３の点検中、後述するように、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧが所定の点検用値ＩＧ＿ＳＣＳに設定されかつ交流発電機１０の高電圧制御処理が実行されている場合において、エンジン３の負荷が変化したときでも、エンジン３のアイドル回転数ＮＥを安定した状態に保持できるような値（例えば９００ｒｐｍ）に設定されている。

一方、ステップ７の判別結果がＮＯのときには、ステップ９に進み、しきい値ＮＮＥＵＸを所定回転数ＮＮＥＵに設定する。この所定回転数ＮＮＥＵは、上記の所定の点検用回転数ＮＮＥＵ＿ＳＣＳよりも低い値（例えば６５０ｒｐｍ）に設定されている。

ステップ８または９に続くステップ１０で、しきい値ＮＮＥＵＸが通常用値ＮＯＢＪ２以上であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、ＮＮＥＵＸ≧ＮＯＢＪ２が成立しているときには、ステップ１１に進み、目標アイドル回転数ＮＯＢＪをしきい値ＮＮＥＵＸに設定した後、本処理を終了する。

一方、ステップ６または１０の判別結果がＮＯのとき、すなわち自動変速機のシフト位置がニュートラルレンジおよびパーキングレンジ以外のとき、またはＮＮＥＵＸ＜ＮＯＢＪ２が成立しているときには、ステップ１２に進み、目標アイドル回転数ＮＯＢＪを通常用値ＮＯＢＪ２に設定した後、本処理を終了する。

次に、図５を参照しながら、ＥＣＵ２によって実行される吸入空気量制御処理について説明する。本処理は、吸入空気量を制御するために、スロットル弁機構７のアクチュエータ７ｂに供給される制御入力信号の値ＩＦＢＮを算出するものであり、所定の制御周期（例えば１０ｍｓｅｃ）で実行される。

この処理では、まず、ステップ２０で、前述したアイドル運転フラグＦ＿ＩＤＬＥが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、アイドル運転用の吸入空気量制御を実行すべきであると判定して、ステップ２１に進み、ＲＡＭ内に記憶されている目標アイドル回転数ＮＯＢＪを読み込む。

次いで、ステップ２２に進み、制御入力信号値ＩＦＢＮを算出する。具体的には、所定のフィードバック制御アルゴリズム（例えばＰＩＤ制御アルゴリズムやスライディングモード制御アルゴリズムなど）により、エンジン回転数ＮＥすなわちアイドル回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＯＢＪに収束するように、制御入力信号値ＩＦＢＮが算出される。その後、本処理を終了する。以上のように、制御入力信号値ＩＦＢＮが算出されると、これに応じた制御入力信号がスロットル弁機構７のアクチュエータ７ｂに供給され、それにより、アイドル回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＯＢＪに収束するように、吸入空気量がフィードバック制御される。

一方、ステップ２０の判別結果がＮＯのときには、ステップ２３で通常制御処理を実行する。この通常制御処理では、その詳細な説明は省略するが、エンジン３の運転状態（アクセル開度ＡＰおよびエンジン回転数ＮＥなど）に応じて、制御入力信号値ＩＦＢＮが算出される。以上のようにステップ２３を実行した後、本処理を終了する。

次に、図６を参照しながら、ＥＣＵ２によって実行される交流発電機制御処理について説明する。本処理は、交流発電機１０の発電動作を制御するものであり、所定の制御周期（例えば１０ｍｓｅｃ）で実行される。

この処理では、まず、ステップ３０で、前述した点検中フラグＦ＿ＳＣＳが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、点検者がエンジン３の点検準備を実行済みであるときには、エンジン３の点検中、図示しないバッテリの消費電力が増大するのに対応すべく、交流発電機１０の発生電力を高める必要があると判定して、ステップ３３に進み、高電圧制御処理を実行する。この高電圧制御処理では、交流発電機１０が、その発生電圧が所定の高電圧（例えばＡＣ１４．５Ｖ）になるように制御される。その後、本処理を終了する。

一方、ステップ３０の判別結果がＮＯのときには、ステップ３１に進み、高電圧要求フラグＦ＿ＨＩＧＨが「１」であるか否かを判別する。この高電圧要求フラグＦ＿ＨＩＧＨは、補機の動作状態などに起因して、交流発電機１０の発生電圧を上記所定の高電圧に制御する必要があるときに「１」に、それ以外のときに「０」に設定される。

ステップ３１の判別結果がＹＥＳのときには、交流発電機１０の発生電圧を所定の高電圧に制御する必要があると判定して、ステップ３３に進み、前述したように、高電圧制御処理を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ３１の判別結果がＮＯのときには、ステップ３２に進み、低電圧制御処理を実行する。この低電圧制御処理では、交流発電機１０が、その発生電圧が上記所定の高電圧よりも低い所定電圧（例えばＡＣ１２Ｖ）になるように制御される。その後、本処理を終了する。

次に、図７を参照しながら、ＥＣＵ２によって実行される点火時期制御処理について説明する。本処理は、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧを算出するものであり、ＴＤＣ信号の発生に同期するタイミングで実行される。

この処理では、まず、ステップ４０で、前述したアイドル運転フラグＦ＿ＩＤＬＥが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、アイドル運転用の点火時期制御を実行すべきであると判定して、ステップ４１に進み、エンジン水温ＴＷに応じて、図８に示すテーブルを検索することにより、点火時期の基本アイドル用値ＩＧ＿ＩＤＬＭＡＰを算出する。このテーブルでは、基本アイドル用値ＩＧ＿ＩＤＬＭＡＰは、圧縮行程のＴＤＣ位置よりも進角側の値に設定されているとともに、エンジン水温ＴＷが低いほど、より進角側の値に設定されている。これは、エンジン水温ＴＷが低いほど、混合気の燃焼状態が不安定になりやすいので、それに対応するためである。

次いで、ステップ４２に進み、前述した始動後フラグＦ＿ＡＳＴＮが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、エンジン３の始動後、所定時間が経過したときには、ステップ４３に進み、前述したニュートラルフラグＦ＿ＡＴＮＰが「１」であるか否かを判別する。

この判別結果がＹＥＳで、自動変速機のシフト位置がニュートラルレンジまたはパーキングレンジにあるときには、ステップ４４に進み、前述した点検中フラグＦ＿ＳＣＳが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、点検者がエンジン３の点検準備を実行ずみであるときには、エンジン点検中であると判定して、ステップ４５に進み、エンジン水温ＴＷが所定温度ＴＷ＿ＳＣＳ以上であるか否かを判別する。この所定温度ＴＷ＿ＳＣＳは、エンジン３の暖機が完了しているか否かを判別できるような値（例えば７５℃）に設定される。

このステップ４５の判別結果がＹＥＳで、エンジン３の暖機が完了しているときには、ステップ４６に進み、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧを所定の点検用値ＩＧ＿ＳＣＳに設定した後、本処理を終了する。この所定の点検用値ＩＧ＿ＳＣＳは、前述した基本アイドル用値ＩＧ＿ＩＤＬＭＡＰよりも遅角側の、圧縮行程のＴＤＣ位置に相当する値に設定されている。

一方、ステップ４２〜４５のいずれかの判別結果がＮＯのとき、すなわちエンジン３の始動後、所定時間が経過していないとき、自動変速機のシフト位置がニュートラルレンジおよびパーキングレンジにないとき、点検者がエンジン３の点検準備を実行ずみでないとき、またはエンジン３の暖機が完了していないときには、ステップ４７に進み、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧを算出する。具体的には、運転状態パラメータとしてのアイドル回転数ＮＥに応じて、図示しないテーブルを検索することによって、補正値（値０を含む）を算出し、この補正値を、ステップ４１で算出した基本アイドル用値ＩＧ＿ＩＤＬＭＡＰに加算することによって、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧが算出される。ステップ４７で以上のように点火時期ＩＧ＿ＬＯＧを算出した後、本処理を終了する。

一方、前述したステップ４０の判別結果がＮＯのときには、ステップ４８に進み、通常制御処理を実行する。この通常制御処理では、エンジン３の運転状態を表す運転状態パラメータ（例えばエンジン回転数ＮＥ、エンジン水温ＴＷおよびアクセル開度ＡＰなど）に応じて、図示しないマップやテーブルを検索することよって、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧが算出される。ステップ４８で以上のように通常制御処理を実行した後、本処理を終了する。

以上のように、本実施形態の制御装置１によれば、点火時期制御処理において、エンジン３の点検中でかつ暖機が完了していると判定されたとき（ステップ４２〜４５の判別結果がＹＥＳのとき）には、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧが、基本アイドル用値ＩＧ＿ＩＤＬＭＡＰよりも遅角側の所定の点検用値ＩＧ＿ＳＣＳに設定される（ステップ４６）。このように、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧを基本アイドル用値ＩＧ＿ＩＤＬＭＡＰよりも遅角側の所定の点検用値ＩＧ＿ＳＣＳに設定することによって、ノッキングの発生を回避でき、混合気を安定した状態で燃焼させることができる。また、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧを点検用値ＩＧ＿ＳＣＳに設定することで、実際のアイドル回転数ＮＥが一時的に目標アイドル回転数ＮＯＢＪから低下した場合でも、前述した吸入空気量制御処理によって、アイドル回転数ＮＥを目標アイドル回転数ＮＯＢＪに維持すべく、吸入空気量が増大側に制御され、空気流速が増大することになる。その結果、良好な燃焼状態が得られ、アイドル回転数が安定した状態になる。

また、目標アイドル回転数ＮＯＢＪの算出処理において、エンジン３の点検中であると判定されたとき（ステップ２，６，７の判別結果がＹＥＳのとき）には、しきい値ＮＮＥＵが所定の点検用回転数ＮＮＥＵ＿ＳＣＳに設定され（ステップ８）、ＮＮＥＵＸ≧ＮＯＢＪ２のときには、目標アイドル回転数ＮＯＢＪがしきい値ＮＮＥＵＸに設定される（ステップ１１）。すなわち目標アイドル回転数ＮＯＢＪが所定の点検用回転数ＮＮＥＵ＿ＳＣＳに設定される。この所定の点検用回転数ＮＮＥＵ＿ＳＣＳは、前述したように、エンジン３の点検中、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧが所定の点検用値ＩＧ＿ＳＣＳに設定されかつ交流発電機１０の高電圧制御処理が実行されている場合において、エンジン３の負荷が変化したときでも、エンジン３のアイドル回転数ＮＥを安定した状態に保持できるような値に設定されているので、エンジン３の点検中、混合気を安定した状態で燃焼させることができ、それにより、アイドル回転数を安定した状態に保持でき、エンジンストールを回避できる。

以上のように、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧの遅角側への設定処理と、目標アイドル回転数ＮＯＢＪの増大側への設定処理とを双方とも実行することによって、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧの過大な遅角（ひいては燃焼温度の大幅な上昇）やアイドル回転数ＮＥの過剰な増大を回避しながら、アイドル回転数ＮＥを安定した状態に保持でき、エンジンストールを回避できる。特に、小排気量の内燃機関のようにフライホイールが比較的小さい場合や、交流発電機の発電容量が大きい場合でも、以上のような作用効果を確実に得ることができる。その結果、点検用のタイミングライトなどを用いて、基準マーク１１に対する点検用マーク８ｂの位置関係を容易かつ適切に目で確認でき、点検者が点火時期を容易かつ適切に点検することができる。

さらに、エンジン３の暖機が完了したときすなわち混合気の良好な燃焼状態が得られているときに、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧが所定の点検用値ＩＧ＿ＳＣＳに設定されるので、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧを暖機の完了前に所定の点検用値ＩＧ＿ＳＣＳに設定したときのようなエンジン３の出力低下や出力変動を、回避することができる。その結果、所定の点検用回転数ＮＮＥＵ＿ＳＣＳをより低い値に設定した場合でも、アイドル回転数を安定した状態に保持することができる。

これに加えて、しきい値ＮＮＥＵと通常用値ＮＯＢＪ２のうちの大きい方が目標アイドル回転数ＮＯＢＪとして設定される（ステップ１０〜１２）ので、エンジン水温ＴＷの高低すなわち暖機の完了の有無にかかわらず、アイドル回転数が、しきい値ＮＮＥＵと通常用値ＮＯＢＪ２のうちの大きい方の値になるように制御されることによって、エンジン３の点検中、アイドル回転数を確実に安定した状態に保持できる。

なお、実施形態は、点検用マーク８ａ〜８ｃを回転部としてクランクプーリ８に設けた例であるが、本願発明の点検用マークを設ける回転部はこれに限らず、内燃機関のクランクシャフトの回転に伴って回転する部分であればよい。例えば、点検用マークをカムシャフトやディストリビュータなどに設けるように構成してもよい。

また、実施形態は、点検者が基準マーク１１に対する点検用マーク８ｂの位置関係を目で確認することによって、点火時期を点検した例であるが、本願発明の点火時期の点検手法はこれに限らず、点火時期を点検できるものであればよい。例えば、クランク角センサ２３からのＴＤＣ信号と点火プラグ５への通電信号に基づき、点火時期を電気的に点検するように構成してもよい。

さらに、実施形態は、エンジン３の点検中であるか否かの判定を、３つのフラグＦ＿ＡＳＴＮ，Ｆ＿ＡＴＮＰ，Ｆ＿ＳＣＳの値に基づいて実行した例であるが、本願発明における内燃機関の点検中の判定手法はこれに限らず、内燃機関の点検中であることを適切に判定できるものであればよい。例えば、上記３つのフラグに加えて、実施形態のアイドル運転フラグＦ＿ＩＤＬＥを内燃機関の点検中であるか否かを判定する条件として付加してもよく、車速ＶＰおよびアクセル開度ＡＰなどのパラメータを所定値と比較することを判定条件として付加してもよい。

また、実施形態は、エンジン水温ＴＷを所定温度ＴＷ＿ＳＣＳと比較することによって、エンジン３の暖機が完了しているか否かを判定した例であるが、本願発明の内燃機関の暖機完了の判定手法はこれに限らず、内燃機関の暖機完了を適切に判定できるものであればよい。例えば、エンジン３の始動後、暖機が完了したと推定される所定時間が経過したか否かを判定することで、暖機の完了判定を行うように構成してもよい。

一方、実施形態は、機関温度としてエンジン水温ＴＷを用いた例であるが、本願発明の機関温度はこれに限らず、内燃機関の温度を表すものであればよい。例えば、内燃機関の潤滑油の温度を検出する油温センサを設け、これによって検出された潤滑油の温度を機関温度として用いてもよい。その場合には、前述した暖機完了の判定手法として、潤滑油の温度が所定温度以上であるか否かを判定するように構成すればよい。

また、前述した点火時期制御処理において、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧを所定の点検用値ＩＧ＿ＳＣＳに設定した直後、アイドル回転数ＮＥが一時的に低下する可能性があるので、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧを所定の点検用値ＩＧ＿ＳＣＳに設定した時点から所定時間が経過するまで、吸入空気量制御において、吸入空気量を増大側に補正するように構成してもよい。

さらに、実施形態は、点検用値として一定の値ＩＧ＿ＳＣＳを用いた例であるが、本願発明の点検用値はこれに限らず、所定条件に応じて可変設定される値を用いてもよい。例えば、点検用値を、エンジン３の運転状態を表す運転状態パラメータ（エンジン水温ＴＷなど）に応じて、図示しないテーブルを検索することによって算出してもよい。

また、実施形態の図７のステップ４６において、基本点火時期としての基本アイドル用値ＩＧ＿ＩＤＬＭＡＰから所定値を減算することによって、点検用値ＩＧ＿ＳＣＳを算出するとともに、そのように算出した点検用値ＩＧ＿ＳＣＳを点火時期ＩＧ＿ＬＯＧとして設定するように構成してもよい。これは、前述した実施形態の場合、点検中フラグＦ＿ＳＣＳ＝１で、かつエンジン水温ＴＷが所定温度ＴＷ＿ＳＣＳ以上のときすなわちエンジン３の暖機が完了しているときに、アイドル運転状態での点火時期の点検が実施されていると判定して、点火時期ＩＧ＿ＬＯＧが点検用値ＩＧ＿ＳＣＳに設定されるものであるため、エンジン水温ＴＷに応じて算出される基本アイドル用値ＩＧ＿ＩＤＬＭＡＰも、点検時にはある一定値に設定されているとの前提が成立するからである。

一方、実施形態は、第１回転数として一定値ＮＮＥＵ＿ＳＣＳを用いた例であるが、本願発明の第１回転数はこれに限らず、所定条件に応じて可変設定される値を用いてもよい。例えば、第１回転数を、エンジン３の運転状態を表す運転状態パラメータ（エンジン水温ＴＷなど）に応じて、図示しないテーブルを検索することによって算出してもよい。

また、実施形態は、基本点火時期としての基本アイドル用値ＩＧ＿ＩＤＬＭＡＰをエンジン水温ＴＷに応じて算出した例であるが、本願発明の基本点火時期はこれに限らず、基本点火時期として、他の運転状態パラメータに応じて算出した値を用いてもよく、一定値を用いてもよい。また、基本点火時期として一定値を用いた場合において、この一定値をエンジン水温ＴＷに応じて補正するように構成してもよい。

さらに、実施形態は、基本点火時期としての基本アイドル用値ＩＧ＿ＩＤＬＭＡＰを補正する際、その補正値をエンジン回転数ＮＥに応じて算出した例であるが、本願発明の基本点火時期の補正手法はこれに限らず、基本点火時期の補正に用いる補正値を、他の運転状態パラメータに応じて算出してもよい。例えば、エアコンなどの補機のＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて、補正値を算出してもよい。

一方、実施形態は、スロットル弁機構７を制御することによって、吸入空気量を制御した例であるが、本願発明の吸入空気量を制御するのに用いるデバイスはこれに限らず、アイドル回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＯＢＪに収束するように、吸入空気量をフィードバック制御できるものであれば構成してもよい。例えば、吸気弁の最大揚程を自在に変更可能な可変リフト機構を用い、これを制御することによって、吸入空気量を制御するように構成してもよい。また、上記可変リフト機構７０に加えて、吸気カムのクランクシャフト３ａに対する位相を自在に変更可能な可変カム位相機構を用い、これらの２つの機構を制御することにより、吸入空気量を制御するように構成してもよい。

また、実施形態は、本発明の制御装置１を車両用の内燃機関３に適用した例であるが、本発明の制御装置はこれに限らず、船舶用および発電用などの様々な用途の内燃機関に適用可能である。

本発明の一実施形態に係る制御装置およびこれを適用した内燃機関の概略構成を示す図である。 クランクプーリの外観を示す図である。 目標アイドル回転数ＮＯＢＪの算出処理を示すフローチャートである。 目標アイドル回転数の暖機用値ＮＯＢＪ１および通常用値ＮＯＢＪ２の算出に用いるテーブルの一例を示す図である。 吸入空気量制御処理を示すフローチャートである。 交流発電機制御処理を示すフローチャートである。 点火時期制御処理を示すフローチャートである。 基本アイドル用値ＩＧ＿ＩＤＬＭＡＰの算出に用いるテーブルの一例を示す図である。

符号の説明

１ 制御装置
２ ＥＣＵ（基本点火時期算出手段、点検判定手段、非点検時点火時期算出手段、点検
時点火時期設定手段、目標アイドル回転数設定手段、暖機判定手段、第２回転数算
出手段）
３ 内燃機関
３ａ クランクシャフト
８ クランクプーリ（回転部）
８ｂ 点検用マーク（被点検体）
１１ 基準マーク（基準部位）
２１ 水温センサ（機関温度検出手段、運転状態パラメータ検出手段）
２３ クランク角センサ（運転状態パラメータ検出手段）
ＮＥ エンジン回転数、アイドル回転数（運転状態パラメータ）
ＮＯＢＪ 目標アイドル回転数
ＮＮＥＵ＿ＳＣＳ 点検用回転数（第１回転数）
ＮＯＢＪ２ 通常用値（第２回転数）
ＩＧ＿ＬＯＧ 点火時期
ＩＧ＿ＩＤＬＭＡＰ 基本アイドル用値（基本点火時期）
ＩＧ＿ＳＣＳ 点検用値
ＴＷ エンジン水温（機関温度、運転状態パラメータ）
ＴＷ＿ＳＣＳ 所定温度

Claims (4)

1. 当該内燃機関の点検時にアイドル運転状態で点火時期が点検される内燃機関において、当該内燃機関の実際のアイドル回転数を目標アイドル回転数になるように制御する内燃機関の制御装置であって、
   当該内燃機関の運転状態を表す運転状態パラメータを検出する運転状態パラメータ検出手段と、
   基本点火時期を算出する基本点火時期算出手段と、
   前記内燃機関の点検中であるか否かを判定する点検判定手段と、
   当該点検判定手段による判定の結果、前記内燃機関の点検中でないときに、前記算出された基本点火時期を前記検出された運転状態パラメータに応じて補正することにより、前記点火時期を算出する非点検時点火時期算出手段と、
   前記内燃機関の点検中であるときに、前記点火時期を前記基本点火時期よりも遅角側の点検用値に設定する点検時点火時期設定手段と、
   前記内燃機関の点検中であるときに、前記目標アイドル回転数を点検中でないときよりも高い第１回転数に設定する目標アイドル回転数設定手段と、
   前記内燃機関の暖機が完了しているか否かを判定する暖機判定手段と、
   を備え、
   前記点検時点火時期設定手段は、前記内燃機関の点検中である場合において、前記暖機判定手段によって前記内燃機関の暖機が完了していると判定されたときに、前記点火時期を前記点検用値に設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記点火時期の点検は、アイドル運転中のクランクシャフトの回転に伴って回転する回転部に設けられた被点検体の、不動の基準部位に対する位置関係を視認することによって行われることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記内燃機関の温度を機関温度として検出する機関温度検出手段をさらに備え、
   前記暖機判定手段は、前記検出された機関温度が所定温度以上のときに、前記内燃機関の暖機が完了したと判定することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 当該内燃機関の点検時にアイドル運転状態で点火時期が点検される内燃機関において、当該内燃機関の実際のアイドル回転数を目標アイドル回転数になるように制御する内燃機関の制御装置であって、
   当該内燃機関の運転状態を表す運転状態パラメータを検出する運転状態パラメータ検出手段と、
   基本点火時期を算出する基本点火時期算出手段と、
   前記内燃機関の点検中であるか否かを判定する点検判定手段と、
   当該点検判定手段による判定の結果、前記内燃機関の点検中でないときに、前記算出された基本点火時期を前記検出された運転状態パラメータに応じて補正することにより、前記点火時期を算出する非点検時点火時期算出手段と、
   前記内燃機関の点検中であるときに、前記点火時期を前記基本点火時期よりも遅角側の点検用値に設定する点検時点火時期設定手段と、
   前記内燃機関の点検中であるときに、前記目標アイドル回転数を点検中でないときよりも高い第１回転数に設定する目標アイドル回転数設定手段と、
   前記内燃機関の温度を機関温度として検出する機関温度検出手段と、
   当該検出された機関温度に応じて、前記目標アイドル回転数として第２回転数を算出する第２回転数算出手段と、
   を備え、
   前記目標アイドル回転数設定手段は、前記内燃機関の点検中である場合において、前記算出された第２回転数が前記第１回転数よりも大きいときに、前記目標アイドル回転数を前記第２回転数に設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。

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