JPH09324687A - 内燃機関のアイドル回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機関過渡時の機関回転数の落ち込みを抑え
る。 【解決手段】 アクセルＯＦＦ、冷却水温≧７０℃、ア
クセルＯＦＦ後３秒以上経過、機関負荷変動後３秒以上
経過、車両停止の条件が全て満たされた時には、機関回
転数Ｎｅを目標アイドル回転数Ｎｅｔに一致させるよう
にフィードバック制御し（２０７）、機関負荷に応じた
目標吸気量を学習する（２０８）。一方、アクセルＯＦ
Ｆ後３秒未満の場合又は機関負荷変動後３秒未満の場合
（つまり機関過渡時）には、通常のＩＳＣフィードバッ
ク制御では、機関回転数Ｎｅが落ち込むおそれがあるの
で、上記目標吸気量学習値からその時の機関負荷に応じ
た目標空気量Ｇaiscを設定し（２０９）、目標空気量Ｇ
aiscと吸気量Ｇa との偏差に応じてスロットル開度を補
正する（２１０）。これにより、機関過渡時に吸気量を
早めに増加させて、機関回転数Ｎｅの落ち込みを防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のアイド
ル回転数を制御する機能を備えた内燃機関のアイドル回
転数制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関のアイドル回転数制
御（以下「ＩＳＣ」と略記する）は、スロットルバルブ
をバイパスするバイパス空気量をアイドルスピードコン
トロールバルブ（ＩＳＣバルブ）で制御するバイパスエ
ア方式を採用したり、或は、スロットルバルブをモータ
で駆動する電子スロットルシステムでは、アイドル時に
スロットルバルブの開度を調整して吸気量を調整するよ
うにしている。これらいずれの方式のものでも、アイド
ル時に内燃機関に供給する吸気量を調整することで、機
関回転数を目標アイドル回転数に一致させるように制御
するようにしている。

【０００３】従来のＩＳＣは、アイドル時に機関回転数
と目標アイドル回転数とを比較してその差に応じて吸気
量（ＩＳＣバルブ開度又はスロットル開度）を調整する
機関回転数フィードバック制御を行うようにしている。
しかし、吸気量を調整してから機関回転数が変化するま
でには若干の時間遅れがあるため、上記従来の機関回転
数フィードバック制御によるＩＳＣでは、例えば無負荷
レーシング直後のように、機関回転数が高回転域から急
激に低回転域に低下する場合に、吸気量の増加補正が手
遅れになり、機関回転数が大きく落ち込んで、アイドル
回転が不安定になって運転者に不快な振動を与えたり、
最悪の場合にはエンジンストール（エンスト）を引き起
こすおそれがある。

【０００４】これを避けるために、特開平３−３７３５
１号公報に示すように、機関回転数の変化量を検出し、
その変化量が減少方向で且つ所定値以上の場合に該変化
量に応じてバイパス空気量を増加する方向に補正するこ
とが提案されている。このようにすれば、機関回転数が
目標アイドル回転数以上でも、機関回転数の低下量が所
定値以上になった時点で、バイパス空気量が増加方向に
補正されるので、バイパス空気量の増加補正が従来より
も早期に行われ、その分、機関回転数の落ち込みが抑え
られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報のＩＳＣでも、結局は機関回転数に応じた補正である
ため、機関回転数の落ち込み方によっては、吸気量の増
加補正が間に合わないことがあり、ＩＳＣの応答性が十
分ではない。つまり、機関回転数が目標アイドル回転数
付近で制御されている状態から瞬間的に低下する場合、
例えばアイドル中に新たにエアコン負荷、トルコン負
荷、電気負荷等が加えられた場合には、上記公報のよう
に機関回転数の変化量を見てバイパス空気量を増加補正
していたのでは、機関回転数が落ち込んでから吸気量の
増加補正を行う結果となり、吸気量の増加補正が明らか
に手遅れとなり、機関回転数が落ち込んでアイドル回転
が不安定になって運転者に不快な振動を与えたり、最悪
の場合にはエンストを引き起こすおそれがある。

【０００６】特に、電子スロットルでＩＳＣを行うもの
においては、スロットル開度を検出するスロットルセン
サの出力値でスロットル開度をフィードバック制御する
が、実際には、スロットルセンサの出力値の誤差により
スロットルバルブの位置決め誤差が発生するため、無負
荷レーシング直後の機関回転数の落ち込みがバイパスエ
ア方式のＩＳＣよりも更に大きくなる傾向があり、上述
したＩＳＣの応答性の遅れの問題が益々顕著になる。

【０００７】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、アイドル回転数制御
（ＩＳＣ）の応答性を向上できて、機関過渡時の機関回
転数の落ち込みを効果的に抑えることができる内燃機関
のアイドル回転数制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関のアイドル回転数制御
装置は、内燃機関のアイドル回転数制御時に過渡状態検
出手段により機関過渡状態が検出されたとき（以下「機
関過渡時」という）に、吸気量又は吸気管圧力に基づい
て補正手段により内燃機関の制御量を補正する。つま
り、機関回転数の変化は、吸気量又は吸気管圧力が変化
したことの結果として現れるため、吸気量又は吸気管圧
力に基づいて内燃機関の制御量を補正することで、機関
回転数に基づく補正よりも応答の速いアイドル回転数制
御が可能となる。これにより、無負荷レーシング直後
や、アイドル中に新たにエアコン負荷、トルコン負荷、
電気負荷等が加えられた場合でも、直ちに機関回転数の
落ち込みを抑えることができて、アイドル回転を安定さ
せることができ、内燃機関の不快な振動やエンストを未
然に防止することができる。

【０００９】この場合、請求項２のように、機関過渡時
に吸気量又は吸気管圧力の検出値又はその変化量に応じ
て内燃機関の制御量を補正するようにしても良い。つま
り、吸気量又は吸気管圧力の検出値又はその変化量から
機関回転数やその回転数変化量を予測できるため、吸気
量又は吸気管圧力の検出値又はその変化量に応じて制御
量を補正することで、機関過渡時の機関回転数の落ち込
みを効果的に抑えることができる。

【００１０】或は、請求項３のように、機関過渡時に吸
気量又は吸気管圧力が目標値に一致するようにフィード
バック補正するようにしても良い。このようにすれば、
機関過渡時に吸気量又は吸気管圧力が目標値付近に維持
され、機関回転数の落ち込みが抑えられる。

【００１１】更に、請求項４のように、アイドル回転数
制御中に吸気量又は吸気管圧力の目標値を学習手段によ
り学習するようにしても良い。このようにすれば、学習
効果により補正精度が向上する。

【００１２】この場合、請求項５のように、機関過渡時
に前記学習手段による学習値と吸気量又は吸気管圧力の
検出値との偏差に応じて内燃機関の制御量を補正するよ
うにしても良い。これにより、学習効果を更に的確に補
正量に反映させることができる。

【００１３】また、請求項６のように、前記補正手段に
よる補正の対象となる内燃機関の制御量を、アイドル回
転数制御時の吸気量としても良い。この場合、バイパス
エア方式のアイドル回転数制御システムでは、バイパス
路に設けられたＩＳＣバルブの開度を補正してバイパス
空気量を補正することで、内燃機関に供給する吸気量を
補正し、一方、電子スロットルシステムでは、請求項７
のようにスロットルバルブの開度を補正して吸気量を補
正すれば良い。このようにして吸気量を補正すること
で、効果的なアイドル回転数制御が可能となる。但し、
補正の対象となる制御量は、吸気量に限定されず、点火
時期や燃料噴射量等であっても良い。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
乃至図１６に基づいて説明する。まず、図１に基づいて
内燃機関１１の制御システム全体の概略構成を説明す
る。内燃機関１１の吸気管１２の上流側にはエアクリー
ナ１３が装着され、その下流側に吸気量Ｇa を測定する
エアフローメータ１４が設置され、更にその下流側にス
ロットルバルブ１５が設けられている。このスロットル
バルブ１５の回転軸には電磁クラッチ１６を介してＤＣ
モータ１７（スロットル駆動手段）が連結され、ＤＣモ
ータ１７の駆動力によってスロットルバルブ１５の開度
（スロットル開度）が制御され、このスロットル開度が
スロットルセンサ１８によって検出される。この場合、
アイドル時も、ＤＣモータ１７の駆動力によってスロッ
トル開度を制御し、それによって吸気量Ｇa を制御して
機関回転数を目標アイドル回転数に一致させるようにフ
ィードバック制御する。

【００１５】スロットルバルブ１５を通過した吸入空気
を内燃機関１１の各気筒に導入する吸気マニホールド１
９には、インジェクタ２０が取り付けられ、また、内燃
機関１１の各気筒のシリンダヘッドには点火プラグ２１
が取り付けられている。内燃機関１１のクランク軸２２
に嵌着されたシグナルロータ２３の外周に対向してクラ
ンク角センサ２４が取り付けられ、このクランク角セン
サ２４から出力されるパルス状の機関回転数信号Ｎｅが
電子制御ユニット（ＥＣＵ）２５に取り込まれ、機関回
転数信号Ｎｅのパルス間隔によって機関回転数が検出さ
れる。

【００１６】一方、アクセルペダル２６の踏込み量（ア
クセル操作量）がアクセルセンサ２７によって検出さ
れ、アクセル操作量に応じた電圧信号Ａｐが電子制御ユ
ニット２５にＡ／Ｄ変換器２８を介して取り込まれる。
エアフローメータ１４で検出した吸気量Ｇa やスロット
ルセンサ１８で検出したスロットル開度ＴＡの各電圧信
号も、電子制御ユニット２５にＡ／Ｄ変換器２８を介し
て取り込まれる。

【００１７】この電子制御ユニット２５は、ＣＰＵ２
９、ＲＯＭ３０、ＲＡＭ３１等を備えたマイクロコンピ
ュータを主体として構成され、ＲＯＭ３０に格納されて
いる内燃機関制御用の各種プログラムをＣＰＵ２９で実
行することで、点火プラグ２１の点火時期を制御すると
共に、インジェクタ駆動回路４５を介してインジェクタ
２０に与える噴射パルスを制御し、燃料噴射量を制御す
る。更に、この電子制御ユニット２５は、アクセルペダ
ル２６が全閉位置から踏み込まれた時に、電磁クラッチ
駆動回路４６を介して電磁クラッチ１６を接続（ＯＮ）
すると共に、アクセル操作量Ａｐに応じてドライバ３２
を介してＤＣモータ１７を制御し、その駆動力によって
後述するようにスロットル開度ＴＡを調整するスロット
ル制御手段として機能する。

【００１８】次に、図２に基づいて電子スロットルシス
テムの構成を説明する。アクセルペダル２６は、ワイヤ
３３を介してアクセルレバー３４に連結されている。こ
のアクセルレバー３４は、アクセルリターンスプリング
３５，３６によって図示下方（アクセル閉鎖方向）に付
勢されている。そして、アクセルペダル２６を操作しな
い状態（アクセルＯＦＦ）では、アクセルレバー３４は
アクセルリターンスプリング３５，３６によってアクセ
ル全閉ストッパ３７に当接した状態に保持される。機関
運転中は、アクセルレバー３４の位置がアクセルセンサ
２７によってアクセル操作量Ａｐとして検出される。

【００１９】一方、スロットルバルブ１５の回動軸には
バルブレバー３８が連結され、このバルブレバー３８が
退避走行用スプリング３９によって図示上方（スロット
ルバルブ１５の開放方向）に付勢されている。ＤＣモー
タ１７とスロットルバルブ１５との間に介在された電磁
クラッチ１６が切られているとき（クラッチＯＦＦ時）
には、図２（ｂ）に示すように、退避走行用スプリング
３９によってバルブレバー３８が中間レバー４０に当接
した状態に保持される。この中間レバー４０は、バルブ
リターンスプリング４１によって図示下方（スロットル
バルブ１５の閉鎖方向）に付勢されている。

【００２０】このバルブリターンスプリング４１の引張
力は退避走行用スプリング３９の引張力よりも大きく設
定されている。従って、電磁クラッチ１６が切られてい
るとき（クラッチＯＦＦ時）には、図２（ｂ）に示すよ
うに、バルブリターンスプリング４１の引張力が退避走
行用スプリング３９の引張力に打ち勝って、中間レバー
４０が中間ストッパ４２に当接した状態に保持され、そ
れによって、スロットルバルブ１５の開度が中間ストッ
パ４２で規制される開度（約３ｄｅｇ）に保持される。

【００２１】一方、電磁クラッチ１６が接続されている
とき（クラッチＯＮ時）には、アクセルペダル２６の操
作に応じてＤＣモータ１７を正転又は逆転させてスロッ
トルバルブ１５の開度を調整し、そのときのスロットル
バルブ１５の開度（スロットル開度）ＴＡがスロットル
センサ１８によって検出される。この際、スロットル開
度ＴＡを開く場合には、ＤＣモータ１７を正回転させ
て、図２（ａ）に示すようにバルブレバー３８がバルブ
リターンスプリング４１の引張力に抗して中間レバー４
０を押し上げながら、スロットルバルブ１５の開度を開
く方向に駆動する。これとは逆に、スロットル開度ＴＡ
を閉じる場合には、ＤＣモータ１７を逆回転させてバル
ブレバー３８を下降させながらスロットルバルブ１５を
閉じる方向に駆動し、スロットルバルブ１５を全閉スト
ッパ位置（スロットル開度＝０ｄｅｇ）まで閉じたとき
に、バルブレバー３８がスロットル全閉ストッパ４３に
突き当たって、それ以上の回動が阻止される。

【００２２】内燃機関１１の運転中に、アクセルペダル
２６を操作すると、電子制御ユニット２５は、アクセル
センサ２７で検出されるアクセル操作量Ａｐに応じて目
標開度ＴＡＣＣを演算し、スロットル開度ＴＡを目標開
度ＴＡＣＣに一致させるようにスロットルセンサ１８の
出力信号に基づいてフィードバック制御すると共に、ア
クセル全閉後又は機関負荷変動後の機関過渡時に吸気量
Ｇa に基づいてスロットル開度を補正する補正手段とし
て機能する。以下、この電子制御ユニット２５によるス
ロットル開度の制御・補正のための各処理について説明
する。

【００２３】図３に示すメインルーチンは、イグニッシ
ョンスイッチ（図示せず）のＯＮ後に、電子制御ユニッ
ト２５によって例えば４ｍｓの周期にて繰り返し実行さ
れる。このメインルーチンの処理が開始されると、まず
ステップ１０１で、イニシャルチェック（初期化処理）
を実行する。このイニシャルチェックでは、電気系統各
部の通信異常の有無についてのチェックやＲＡＭ３１の
初期値のミラーチェック等が行われる。この後、ステッ
プ１０２で、上述した各種センサやスイッチからの信号
を読み込み、次のステップ１０３で、上記各種の信号に
基づいて非線形制御ルーチンを実行し、図４に示すマッ
プを用いて、アクセル操作量Ａｐに対して非線形に制御
するスロットルバルブ１５の目標開度ＴＡＣＣを演算す
る。

【００２４】この後、ステップ１０４で、トラクション
制御ルーチンを実行し、車両のトラクション制御量に応
じたスロットルバルブ１５の目標開度ＴＴＲＣを演算す
る。そして、次のステップ１０５で、定速走行制御ルー
チンを実行し、定速走行制御モード移行時のスロットル
バルブ１５の初期開度を演算すると共に、車速センサ
（図示せず）を通じて検出される車両の実車連を目標車
速に一致させるためのスロットルバルブ１５の目標開度
ＴＣＲＣを演算する。

【００２５】次のステップ１０６では、後述する図１１
のアイドル回転数制御（ＩＳＣ）ルーチンを実行し、ア
イドル時におけるスロットルバルブ１５の目標開度ＴＩ
ＤＬを演算する。この後、ステップ１０７で、フェイル
制御ルーチンを実行し、例えば電磁クラッチ１６の固着
フェイル又はリターンスプリング４１切損時等、モータ
１７の制御により退避走行する場合のスロットルバルブ
１５の開度、すなわちフェイル時のスロットルバルブ１
５の目標開度ＴＦＡＩＬを演算する。

【００２６】この後、ステップ１０８にて、上述したス
テップ１０３〜１０７で演算した非線形制御、トラクシ
ョン制御、定速走行制御、１ＳＣ、及びフェイル制御に
関する各目標開度に基づいて最終目標開度ＴＴＡを演算
する。この演算方法は、図５に示すように、非線形目標
開度ＴＡＣＣと定速走行目標開度ＴＣＲＣとを比較して
大きい方を選択した後、この選択値とトラクション目標
開度ＴＴＲＣとを比較して小さい方を選択し、更に、こ
の選択値とフェイル目標開度ＴＦＡＩＬとを比較して小
さい方を選択し、最後に、この選択値にＩＳＣ目標開度
ＴＩＤＬを加算して最終目標開度ＴＴＡを算出する。

【００２７】一般に、ポテンショメータで構成されるス
ロットルセンサ１８は、取付誤差や温度特性、軸のがた
つき等によって図６に示すようにセンサ出力に誤差が生
じる。このため、スロットルセンサ１８の出力電圧が同
じでも、制御されるスロットル開度が誤差δθの範囲で
ばらつく。このような状況で、スロットルセンサ１８の
出力信号に基づいて従来同様のフィードバック制御を行
うと、例えば無負荷レーシング直後に図７に示すように
スロットル開度が誤差δθ分だけ絞られ過ぎるおそれが
あり、それによって機関回転数Ｎｅが極端に落ち込んで
アイドル回転が不安定になって運転者に不快な振動を与
えたり、最悪の場合にはエンストを引き起こすおそれが
ある。

【００２８】これを回避するために、図３のステップ１
０８で、最終目標開度ＴＴＡを演算した後、ステップ１
０９で、基準位置学習ルーチンを実行し、基準位置（全
閉ストッパ位置）でのスロットルセンサ１８の出力ＯＴ
Ｐo により基準位置（図１０に示す基準電圧ＯＴＰ）を
補正する。これにより、スロットルセンサ１８の取付誤
差や温度特性、軸のがたつき等によるスロットルセンサ
出力の誤差が吸収される。

【００２９】ここで、基準位置の学習方法としては図８
と図９に示す２通りの方法がある。図８に示す基準位置
学習ルーチンは、例えば８ｍｓ毎に繰り返し処理され、
イグニッションスイッチ（ＩＧ）がＯＦＦからＯＮに切
り替えられた直後に、ステップ１２１からステップ１２
２に進み、スロットルバルブ１５を全閉ストッパ４３に
当接させるまで駆動し、その全閉ストッパ位置でのスロ
ットルセンサ１８の出力を読み込んでＯＴＰo とする。
そして、次のステップ１２３で、この全閉ストッパ位置
でのスロットルセンサ出力ＯＴＰo に後述する図１４の
開度補正ルーチンによって演算された補正量Δθを加算
して基準位置（基準電圧ＯＴＰ）を補正する。これによ
り、図１０に示す開度−電圧変換マップが補正される。

【００３０】また、図８の基準位置学習ルーチンに代え
て、図９の基準位置学習ルーチンを実行しても良い。図
９の基準位置学習ルーチンでは、図８のステップ１２２
に代えて、ステップ１２２ａの処理を実行する。すなわ
ち、イグニッションスイッチ（ＩＧ）がＯＦＦからＯＮ
に切り替えられた直後に、ステップ１２１からステップ
１２２ａに進み、電磁クラッチ１６がＯＮする前にスロ
ットルセンサ１８の出力を読み込み、この出力値から全
閉ストッパ位置でのスロットルセンサ出力ＯＴＰo を推
定する。つまり、電磁クラッチ１６がＯＮする前（ＯＦ
Ｆ状態のとき）は、図２（ｂ）に示すように、バルブレ
バー３８が中間レバー４０に当接し、且つ中間レバー４
０が中間ストッパ４２に当接した位置（以下この位置を
「中間ストッパ位置」という）に保持される。このよう
にして、電磁クラッチ１６がＯＮする前は、スロットル
バルブ１５の開度が中間ストッパ位置（約３ｄｅｇ）に
保持されるため、この中間ストッパ位置でのスロットル
センサ出力から全閉ストッパ位置でのスロットルセンサ
出力ＯＴＰo を推定することができる。これの処理は、
図８の基準位置学習ルーチンと同じである。

【００３１】以上のようにして図８又は図９に示す基準
位置学習ルーチンを実行した後、図３のステップ１１０
に戻り、図１０に示す開度−電圧変換マップを用い、ス
テップ１０８で求めた最終的な目標開度ＴＴＡを目標電
圧ＴＴＰに変換する。この後、ステップ１１１で、目標
電圧ＴＴＰとスロットルセンサ１８の出力電圧ＴＡとを
比較し、その偏差を小さくすべく、比例（Ｐ）・積分
（Ｉ）・微分（Ｄ）処理をしてＤＣモータ１７の駆動量
（制御量）を演算する。

【００３２】そして、次のステップ１１２で、上記駆動
量をデューティ比信号に変換し、このデューティ比信号
をドライバ３２を介してＤＣモータ１７に印加するＰＷ
Ｍ出力処理を行う。これにより、スロットルバルブ１５
は、ＤＣモータ１７の駆動によって、上記目標電圧ＴＴ
Ｐにより指令される開度にフィードバック制御されるこ
ととなる。このフィードバック制御中は、電磁クラッチ
１６がＯＮ状態に保持される。

【００３３】一方、図１１に示すアイドル回転数制御
（ＩＳＣ）ルーチンでは、まずステップ２０１で、アク
セルセンサ２７の出力に基づいてアクセルＯＦＦである
か否かを判定し、アクセルＯＮの場合には、ＩＳＣの処
理を行わずに、ステップ２１１に進み、機関負荷に応じ
た見込み補正を行う。これに対し、アクセルＯＦＦの場
合には、ステップ２０１からステップ２０２に進み、冷
却水温センサ（図示せず）により検出された冷却水温Ｔ
ＨＷが７０℃以上（つまり暖機完了温度以上）であるか
否かを判定し、７０℃未満（暖機完了前）の場合には、
ステップ２０５に進み、予め設定された所定のマップに
従って冷却水温ＴＨＷに応じて目標開度ＴＩＤＬを設定
して、ステップ２１１に進む。

【００３４】また、アクセルＯＦＦで、冷却水温ＴＨＷ
が７０℃以上の場合には、ステップ２０３〜２０５で、
アクセルＯＦＦ後３秒以上経過したか、機関負荷変
動後３秒以上経過したか、車両停止か否かを判定す
る。ここで、とは内燃機関１１が過渡状態でないた
めの条件であり、従って、との判定を行うステップ
２０３，２０４の処理は、特許請求の範囲でいう過渡状
態検出手段として機能する。そして、アクセルＯＦＦ後
３秒以上経過し、且つ機関負荷変動後３秒以上経過して
いる場合（つまり機関過渡時ではない場合）でも、車両
が動いている場合には、ＩＳＣフィードバック処理を行
わない。上記〜の条件を全て満した時に、ステップ
２０７に進み、機関回転数Ｎｅが目標アイドル回転数Ｎ
ｅｔに一致するように目標開度ＴＩＤＬを下記式により
設定し、機関回転数Ｎｅをフィードバック制御する。

【００３５】 ＴＩＤＬ(i) ＝ＴＩＤＬ(i-1) ＋ｆ（Ｎｅｔ−Ｎｅ） ここで、ＴＩＤＬの添字の(i) は今回の値を示し、(i-
1) は前回の値を示す。ｆ（Ｎｅｔ−Ｎｅ）は開度補正
量であり、予め設定されたマップによりＮｅｔ−Ｎｅに
応じて設定される。

【００３６】そして、次のステップ２０８で、後述する
図１２の目標吸気量学習ルーチンを実行し、その後、ス
テップ２１１に進み、機関負荷に応じた見込み補正を行
い、本ルーチンを終了する。

【００３７】ところで、機関回転数Ｎｅを目標アイドル
回転数Ｎｅｔに制御するために必要な吸気量は、内燃機
関１１に加わる負荷の大小で異なるため、図１２の目標
吸気量学習ルーチンでは、機関負荷に応じて４つの学習
値Ｇaisc1 〜Ｇaisc4 を次のようにして求める。まず、
ステップ１３１で、機関回転数Ｎｅが目標アイドル回転
数Ｎｅｔ付近であるか否かを判定し、機関回転数Ｎｅが
目標アイドル回転数Ｎｅｔ付近である場合に、ステップ
１３２以降の学習処理を行う。この学習処理では、まず
ステップ１３２〜１３４で、エアコンのＯＮ／ＯＦＦと
自動変速機のシフト位置とに基づいて機関負荷を判定
し、その判定結果に応じて次の〜のいずれかの学習
処理が行われる。

【００３８】エアコンがＯＮで自動変速機のシフトが
Ｄレンジの場合には、ステップ１３５に進み、その時の
吸気量Ｇa を用いて目標空気量の学習値Ｇaisc1 を次式
により１／８なまし処理して求める。 Ｇaisc1(i)＝｛Ｇa ＋７・Ｇaisc1(i-1)｝／８ ここで、Ｇaisc1 の添字の(i) は今回の学習値を示し、
(i-1) は前回の学習値を示す（以下、同様）。

【００３９】エアコンがＯＮで自動変速機のシフトが
Ｎレンジの場合には、ステップ１３６に進み、その時の
吸気量Ｇa を用いて目標空気量の学習値Ｇaisc2 を次式
により１／８なまし処理して求める。 Ｇaisc2(i)＝｛Ｇa ＋７・Ｇaisc2(i-1)｝／８

【００４０】エアコンがＯＦＦで自動変速機のシフト
がＤレンジの場合には、ステップ１３７に進み、その時
の吸気量Ｇa を用いて目標空気量の学習値Ｇaisc3 を次
式により１／８なまし処理して求める。 Ｇaisc3(i)＝｛Ｇa ＋７・Ｇaisc3(i-1)｝／８

【００４１】エアコンがＯＦＦで自動変速機のシフト
がＮレンジの場合には、ステップ１３８に進み、その時
の吸気量Ｇa を用いて目標空気量の学習値Ｇaisc4 を次
式により１／８なまし処理して求める。 Ｇaisc4(i)＝｛Ｇa ＋７・Ｇaisc4(i-1)｝／８

【００４２】一方、図１１のステップ２０３，２０４の
いずれかで「Ｎｏ」と判定された場合、つまりアクセル
ＯＦＦ後３秒未満の場合、又は機関負荷変動後３秒未満
の場合（つまり機関過渡時の場合）には、通常のＩＳＣ
フィードバック制御（ステップ２０７の処理）では、機
関回転数Ｎｅが極端に落ち込んでアイドル回転が不安定
になったり、最悪の場合にはエンストを引き起こすおそ
れがあるので、これをステップ２０９，２１０の処理に
よって未然に防ぐ。

【００４３】この場合、ステップ２０９では、図１３に
示す目標空気量設定ルーチンを実行し、機関負荷に応じ
て目標空気量Ｇaiscを次のように設定する。まずステッ
プ１４１〜１４３で、エアコンのＯＮ／ＯＦＦと自動変
速機のシフト位置とに基づいて機関負荷を判定し、エ
アコンがＯＮで自動変速機のシフトがＤレンジの場合に
は、ステップ１４４に進み、目標空気量Ｇaiscとして図
１１のステップ１３５で求めた学習値Ｇaisc1 を選択す
る。エアコンがＯＮで自動変速機のシフトがＮレンジ
の場合には、ステップ１４５に進んで、目標空気量Ｇai
scとして図１１のステップ１３６で求めた学習値Ｇaisc
2 を選択する。エアコンがＯＦＦで自動変速機のシフ
トがＤレンジの場合には、ステップ１４６に進んで、目
標空気量Ｇaiscとして図１１のステップ１３７で求めた
学習値Ｇaisc3 を選択する。エアコンがＯＦＦで自動
変速機のシフトがＮレンジの場合には、ステップ１４７
に進み、目標空気量Ｇaiscとして図１１のステップ１３
８で求めた学習値Ｇaisc4を選択する。

【００４４】以上のようにして機関負荷に応じて目標空
気量Ｇaiscを設定した後、図１１のステップ２１０に進
み、図１４に示す開度補正量算出ルーチンを実行し、吸
気量Ｇa と目標空気量Ｇaiscとに基づいて目標開度を補
正し、その後、ステップ２１１に進み、機関負荷に応じ
た見込み補正を行い、本ルーチンを終了する。

【００４５】図１４に示す開度補正量算出ルーチンは、
ＩＳＣが行われる毎に、そのＩＳＣ開始当初に開度補正
量Δθを１回だけ演算する。具体的には、まずステップ
１５１で、アクセルＯＮになったか（つまりアクセルペ
ダル２６が踏まれたか）否かを判定し、アクセルＯＮに
なった場合には、ステップ１５２に進み、ＩＳＣ補正フ
ラグＸＩＳＣを０にセットして本ルーチンを終了する。
一方、アクセルＯＦＦの場合には、ステップ１５３に進
み、ＩＳＣ補正フラグＸＩＳＣが０か否かを判定し、Ｘ
ＩＳＣ＝１の場合には、既に開度補正量Δθを算出済み
であるので、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを
終了する。

【００４６】これに対し、ＸＩＳＣ＝０の場合、つまり
ＩＳＣ開始当初で、開度補正量Δθが算出されていない
場合には、ステップ１５４に進み、吸気量Ｇa を目標空
気量Ｇaiscと比較し、Ｇa ＜Ｇaisc−α（但しαはしき
い値）であるか否かを判定する。もし、Ｇa ＜Ｇaisc−
αであれば、ステップ１５５に進み、開度補正量Δθを
０．５ｄｅｇに設定する。これにより、スロットル開度
を０．５ｄｅｇ開く方向に補正して、機関回転数Ｎｅの
落ち込みを防ぐ。そして、次のステップ１５６で、ＩＳ
Ｃ補正フラグＸＩＳＣを１にセットして本ルーチンを終
了する。

【００４７】一方、Ｇa ≧Ｇaisc−αの場合には、ステ
ップ１５４からステップ１５７に進み、吸気量Ｇa の変
化量の絶対値｜Ｇa(i)−Ｇa(i-1)｜が所定値Ｋ以下であ
るか否かを判定し、｜Ｇa(i)−Ｇa(i-1)｜≦Ｋの場合に
は、ステップ１５８に進み、予め設定された補正マップ
を用いて、開度補正量Δθを目標空気量Ｇaiscと吸気量
Ｇa との偏差に応じて設定する。この後、ステップ１５
６で、ＩＳＣ補正フラグＸＩＳＣを１にセットして本ル
ーチンを終了する。

【００４８】このようにして、ステップ１５５又は１５
８で算出された開度補正量Δθは、前述した図８又は図
９の基準位置学習ルーチンのステップ１２３において基
準位置（スロットル全閉位置）の基準電圧ＯＴＰを補正
するのに用いられ、これによりアクセルＯＦＦ後又は機
関負荷変動後の機関過渡時にスロットル開度が補正さ
れ、機関回転数Ｎｅが落ち込むことが未然に防止され
る。

【００４９】以上の処理を行った場合の挙動を図１５の
タイムチャートに従って説明する。アクセルが全閉（Ｏ
ＦＦ）されると、直ちにスロットル開度が絞られて、吸
気量Ｇa が急激に減少する。そして、ＩＳＣフィードバ
ック制御時の目標吸気量学習値Ｇaiscと吸気量Ｇa との
偏差ΔＧa ＝Ｇaisc−Ｇa がしきい値αを越えると、基
準位置（スロットル全閉位置）の基準電圧ＯＴＰをΔθ
補正する。これにより、スロットル開度が増加し、吸気
量Ｇa が増加して、機関回転数Ｎｅの落ち込みを防止す
る。

【００５０】図１６のタイムチャートは、目標アイドル
回転数＝６５０ｒｐｍ、スロットルセンサ誤差＝−０．
４ｄｅｇの条件で試験した無負荷レーシング直後の機関
回転数Ｎｅ、吸気量Ｇa 、スロットルセンサ出力（バル
ブ開度）の変化を示したものであり、（ａ）は基準位置
の補正なしの場合（従来例に相当）、（ｂ）は基準位置
の補正ありの場合（本実施形態）である。

【００５１】（ａ）基準位置の補正なしの場合には、機
関回転数Ｎｅが落ち込んでからでないと、Ｎｅフィード
バック制御によるスロットル開度の増加補正が行われな
いため、機関回転数Ｎｅが大きく落ち込んでしまい、最
悪の場合にエンストしてしまう。

【００５２】これに対し、（ｂ）基準位置の補正ありの
場合には、吸気量Ｇa がＧaisc−αより低下した時点
で、スロットル開度が例えば０．４８ｄｅｇ増加補正さ
れ、それによって吸気量Ｇa が早めに増加されて、機関
回転数Ｎｅの落ち込みが防止される。

【００５３】この図１６（ａ），（ｂ）のタイムチャー
トに示すように、吸気量Ｇa が減少してから少し遅れて
機関回転数Ｎｅが低下するため、無負荷レーシング直後
に吸気量Ｇa がＧaisc−αより低下した時点でも、まだ
機関回転数Ｎｅが１０００ｒｐｍ以上である。従って、
（ｂ）のように、Ｇa ＜Ｇaisc−αになった時点で、直
ちにスロットル開度を増加補正すれば、機関回転数Ｎｅ
が目標アイドル回転数に低下する前に速やかに吸気量Ｇ
a を増加させることができ、それによって、機関回転数
Ｎｅの落ち込みを防止しながら、速やかに機関回転数Ｎ
ｅを目標アイドル回転数付近で安定させることができ
る。

【００５４】以上説明した一実施形態では、図１４の処
理によりスロットル開度が開側／閉側のいずれの方向に
も補正されるが、図１７に示す他の実施形態では、スロ
ットル開度の補正を閉側のみ行って、機関回転数Ｎｅの
落ち込みを防止する。図１７の開度補正ルーチンは、ア
クセル全閉後又は機関負荷変動後の機関過渡時に実行さ
れる。本ルーチンでは、まずステップ３０１で、吸気量
Ｇa をＩＳＣフィードバック制御時の目標吸気量学習値
Ｇaiscと比較し、Ｇa ＞Ｇaiscの場合には、スロットル
開度を補正することなく、本ルーチンを終了する。一
方、Ｇa ＞Ｇaiscの場合には、ステップ３０２に進み、
吸気量Ｇa を目標吸気量学習値Ｇaiscに一致させるよう
に、目標開度ＴＩＤＬを次式により算出して、スロット
ル開度をＰＩＤフィードバック制御する。

【００５５】

【数１】 ここで、Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄは比例、積分、微分動作のパ
ラメータである。

【００５６】以上説明した各実施形態は、いずれも、ア
クセル全閉後又は機関負荷変動後の機関過渡時に吸気量
Ｇa に基づいてスロットル開度を補正するようにした
が、機関過渡時には吸気管圧力の変化から少し遅れて機
関回転数Ｎｅが変化するため、吸気量Ｇa に代えて吸気
管圧力を用いることが可能である。従って、吸気管圧力
を検出する機関制御システムに本発明を適用する場合に
は、機関過渡時に吸気管圧力に基づいてスロットル開度
を補正するようにすれば良く、この場合でも、機関回転
数Ｎｅの落ち込みを防止できる。

【００５７】また、上記各実施形態は、いずれも、本発
明を電子スロットルシステムに適用したものであるが、
バイパスエア式のＩＳＣシステムにも適用可能である。
バイパスエア式のＩＳＣシステムの場合には、図１１と
同様の処理によってＩＳＣバルブの開度を補正すれば良
い。

【００５８】また、機関過渡時に補正の対象とする内燃
機関１１の制御量は、スロットル開度やＩＳＣバルブの
開度（つまり吸気量）に限定されず、点火時期や燃料噴
射量等であっても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す内燃機関制御システ
ム全体の概略構成図

【図２】電子スロットルシステムの概略構成図で、
（ａ）は通常制御時（クラッチＯＮ時）の状態を示す
図、（ｂ）はクラッチＯＦＦ時の状態を示す図

【図３】メインルーチンの処理の流れを示すフローチャ
ート

【図４】アクセル操作量Ａｐから非線形目標開度ＴＡＣ
Ｃを設定するためのマップを示す図

【図５】非線形目標開度ＴＡＣＣ、定速走行目標開度Ｔ
ＣＲＣ、トラクション目標開度ＴＴＲＣ、フェイル目標
開度ＴＦＡＩＬ、ＩＳＣ目標開度ＴＣＲＣから最終目標
開度ＴＴＡを設定する手順を説明する図

【図６】スロットル開度ＴＡとスロットルセンサ出力の
誤差との関係を説明する図

【図７】無負荷レーシング直後のスロットル開度と機関
回転数Ｎｅに対してスロットルセンサ出力の誤差が及ぼ
す影響を説明する図

【図８】基準位置学習ルーチンの処理の流れを示すフロ
ーチャート

【図９】他の基準位置学習ルーチンの処理の流れを示す
フローチャート

【図１０】目標開度ＴＴＡを目標電圧ＴＴＰに変換する
マップを示す図

【図１１】アイドル回転数制御ルーチンの処理の流れを
示すフローチャート

【図１２】目標吸気量学習ルーチンの処理の流れを示す
フローチャート

【図１３】目標吸気量設定ルーチンの処理の流れを示す
フローチャート

【図１４】開度補正量算出ルーチンの処理の流れを示す
フローチャート

【図１５】無負荷レーシング直後のスロットル開度、吸
気量Ｇa 、基準位置（基準電圧ＯＴＰ）の変化の一例を
説明するタイムチャート

【図１６】無負荷レーシング直後の機関回転数Ｎｅ、吸
気量Ｇa 、スロットルセンサ出力の実測値を示すタイム
チャートで、（ａ）は基準位置の補正なしの場合のタイ
ムチャート、（ｂ）は基準位置の補正ありの場合のタイ
ムチャート

【図１７】本発明の他の実施形態における開度補正ルー
チンの処理の流れを示すフローチャート

【符号の説明】

１１…内燃機関、１２…吸気管、１４…エアフローメー
タ、１５…スロットルバルブ、１６…電磁クラッチ、１
７…ＤＣモータ（スロットル駆動手段）、１８…スロッ
トルセンサ、２５…電子制御ユニット（過渡状態検出手
段，補正手段，スロットル制御手段）、２６…アクセル
ペダル、２７…アクセルセンサ、３４…アクセルレバ
ー、３５，３６…アクセルリターンスプリング、３７…
アクセル全閉レバー、３８…バルブレバー、３９…退避
走行用スプリング、４０…中間レバー、４１…バルブリ
ターンスプリング、４２…中間ストッパ、４３…スロッ
トル全閉ストッパ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクセル全閉後又は機関負荷変動後の機
   関過渡状態を検出する過渡状態検出手段と、 内燃機関のアイドル回転数制御時に前記過渡状態検出手
   段により機関過渡状態が検出されたとき（以下「機関過
   渡時」という）に、吸気量又は吸気管圧力に基づいて内
   燃機関の制御量を補正する補正手段とを備えた内燃機関
   のアイドル回転数制御装置。
2. 【請求項２】 前記補正手段は、機関過渡時に吸気量又
   は吸気管圧力の検出値又はその変化量に応じて内燃機関
   の制御量を補正することを特徴とする請求項１に記載の
   内燃機関のアイドル回転数制御装置。
3. 【請求項３】 前記補正手段は、機関過渡時に吸気量又
   は吸気管圧力が目標値に一致するようにフィードバック
   補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の
   アイドル回転数制御装置。
4. 【請求項４】 内燃機関のアイドル回転数制御中に吸気
   量又は吸気管圧力の目標値を学習する学習手段を備えて
   いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
   の内燃機関のアイドル回転数制御装置。
5. 【請求項５】 前記補正手段は、機関過渡時に前記学習
   手段による学習値と吸気量又は吸気管圧力の検出値との
   偏差に応じて内燃機関の制御量を補正することを特徴と
   する請求項４に記載の内燃機関のアイドル回転数制御装
   置。
6. 【請求項６】 前記補正手段による補正の対象となる内
   燃機関の制御量を、アイドル回転数制御時の吸気量とし
   たことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の
   内燃機関のアイドル回転数制御装置。
7. 【請求項７】 アクセル操作量を検出するアクセルセン
   サと、スロットルバルブを駆動するスロットル駆動手段
   と、前記アクセル操作量に応じたスロットル開度となる
   ように前記スロットル駆動手段を制御すると共にアクセ
   ル全閉後のアイドル回転数制御を前記スロットル開度の
   調整により行うスロットル制御手段とを備えた電子スロ
   ットルシステムに適用され、前記補正手段による補正の
   対象となる内燃機関の制御量を、スロットル開度とした
   ことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関のアイドル
   回転数制御装置。