JPH11343915A

JPH11343915A - エンジンのアイドル回転数制御装置

Info

Publication number: JPH11343915A
Application number: JP11086069A
Authority: JP
Inventors: Eiji Nishimura; 栄持西村; Takahisa Ishihara; 隆久石原; Koji Miyamoto; 浩二宮本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 1999-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】アイドル回転数のフィードバック制御とラフ
ネス制御とを行うようにしたエンジンに対して、両制御
を調和させることができ制御精度を高めることができる
手段を提供する。【解決手段】エンジンシステムＡにおいては、エンジ
ン１の冷間始動時には、点火プラグ７の点火時期が大幅
に遅角され、これによりエンジン１の暖機と、触媒コン
バータ２７内の三元触媒の昇温とが促進される。そし
て、ＥＣＵ３５によってラフネス制御が行われ、点火時
期の大幅な遅角に起因するトルク変動が抑制され、トル
ク変動が許容範囲内に収められる。ここで、点火時期を
制御量とするアイドル回転数のフィードバック制御の制
御ゲインが、ラフネス制御により点火時期の遅角量に応
じて設定され、これによりフィードバック制御量に対す
るエンジン出力トルクが安定化され、両制御が調和され
て制御精度が高められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アイドル時にエン
ジン回転数が目標アイドル回転数となるようにアイドル
回転数をフィードバック制御する一方、冷間始動時に点
火時期を大幅に遅角させることにより、排気ガス浄化触
媒の昇温ないしはエンジンの暖機を促進するとともに該
遅角に起因するトルク変動を安定化させるラフネス制御
を行うようにしたエンジン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】一般に、自動車用エンジンにおいては、
アイドル時にはエンジン回転数が目標アイドル回転数と
なるように、例えば点火時期、空燃比等を変化させるこ
とにより、アイドル回転数をフィードバック制御するよ
うにしている（例えば、特公平７−９２０３７号公報参
照）。ここで、目標アイドル回転数は、エンジンの運転
状態（例えば、エンジン水温、エアコンの動作等）に応
じて、エンストを起こさずかつ不必要に燃料を消費しな
いような適正な値に設定される。なお、特公平７−９２
０３７号公報に開示されているエンジンにおいては、点
火時期を変化させることによりアイドル回転数をフィー
ドバック制御するようにした上で、点火時期のフィード
バック制御量を吸気充填量に応じて調整するようにして
いる。

【０００３】他方、自動車用エンジンにおいては、排気
ガスを浄化するために、排気ガス浄化触媒を備えた触媒
コンバータが排気通路に介設される。そして、かかる排
気ガス浄化触媒としては、従来よりＨＣとＣＯとＮＯx
とを同時に浄化することができる三元触媒が広く用いら
れているが、三元触媒は低温時には触媒活性が比較的低
く、排気ガス浄化性能を十分には発揮することができな
いといった特徴をもつ。したがって、排気ガス浄化触媒
として三元触媒を用いた触媒コンバータでは、エンジン
が冷機状態から始動されたとき（冷間始動時）には、エ
ンジン始動後に排気ガス温度を迅速に高め、これにより
排気ガス浄化触媒の昇温（活性化）を促進する必要があ
る。なお、排気ガス浄化触媒を加熱する電気ヒーターを
設けて排気ガス浄化触媒の昇温を促進するといった対応
も考えられるが、このようにすると、コストアップを招
くとともに電力消費量が増大するといった問題が生じ
る。

【０００４】また、一般に自動車においては、エンジン
が冷機状態から始動された場合、燃費性能の向上等を図
るといった観点から、ある程度エンジン温度（エンジン
水温）が高まってから発進するのが好ましい。したがっ
て、自動車用エンジンにおいては、エンジン温度を迅速
に高める必要がある。

【０００５】そこで、エンジンの冷間始動時には、点火
時期を大幅に遅角させてエンジン温度ないしは排気ガス
温度の上昇を促進するようにしたエンジンシステムが提
案されている（例えば、特開平８−２１８９９５号公報
参照）。すなわち、このように点火時期を大幅に遅角さ
せると、燃焼室内の混合気の着火・燃焼により生じた熱
エネルギーの力学的エネルギーへの変換率が低くなり、
その分、エンジン冷却水ないしは排気ガスに伝達される
熱エネルギーが増加し、エンジンの暖機が促進されると
ともに、排気ガスの昇温ひいては排気ガス浄化触媒の昇
温が促進されることになる。

【０００６】しかしながら、排気ガス浄化触媒の昇温な
いしはエンジンの暖機を促進するために、点火時期を大
幅に遅角させると、エンジンの出力トルクが低下すると
ともに燃焼性が不安定となるので、低出力時（低負荷・
低回転時）、例えばアイドル時にはトルク変動（ラフネ
ス）が大きくなり、エンジンの円滑な運転が損なわれる
といった問題が生じる。そこで、例えば特開平８−２１
８９９５号公報に開示されたエンジンシステムのよう
な、冷間始動時に排気ガス温度ないしはエンジン温度を
迅速に高めるために点火時期を大幅に遅角させるように
したエンジンシステムでは、所定の低出力領域では、ト
ルク変動が許容限界内に収まるようエンジンの出力トル
クを制御するといったラフネス制御を行うようにしてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、点
火時期を変化させることによりトルクを変化させてアイ
ドル回転数のフィードバック制御を行う一方、冷間始動
時に点火時期を大幅に遅角させるとともに該遅角に起因
するトルク変動を安定化させるために点火時期を補正し
てラフネス制御を行うようにしたエンジンにおいては、
アイドル回転数のフィードバック制御とラフネス制御と
はいずれも点火時期を制御量とする関係上、両制御を調
和させ、あるいは統一的に把握して制御の効率化を図る
ことが必要となるといった問題がある。なお、アイドル
回転数のフィードバック制御とラフネス制御とを、空燃
比を制御量として行う場合も同様である。

【０００８】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたものであって、アイドル回転数のフィードバ
ック制御を行う一方、冷間始動時に点火時期を大幅に遅
角させるとともに該遅角に起因するトルク変動を安定化
させるためにラフネス制御を行うようにしたエンジンに
対して、アイドル回転数のフィードバック制御とラフネ
ス制御とを調和させることができ、両制御の制御精度を
高めることができる手段を提供することを解決すべき課
題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた本発明の第１の態様にかかるエンジンのアイ
ドル回転数制御装置は、（ａ）アイドル時に、エンジン
の実回転数が目標アイドル回転数となるように、実回転
数と目標アイドル回転数との偏差に基づいて点火フィー
ドバック制御量を求め、該点火フィードバック制御量に
より点火時期を変化させてアイドル回転数をフィードバ
ック制御するアイドル回転数制御手段を備えたエンジン
のアイドル回転数制御装置において、（ｂ）少なくとも
アイドル時に、燃焼に起因するトルク変動状態が許容限
度内に収まるように、該トルク変動状態量に応じて点火
時期を補正してラフネス制御を行うラフネス制御手段が
設けられ、（ｃ）アイドル回転数制御手段が、アイドル
回転数のフィードバック制御における点火フィードバッ
ク制御量を、ラフネス制御手段のラフネス制御量により
変化させるようになっていることを特徴とするものであ
る。

【００１０】ここで、エンジンの基本点火時期が最大ト
ルクが得られる点火時期（ＭＢＴ）よりも遅角側にオフ
セットして設定されている場合は、アイドル回転数制御
手段は、ラフネス制御手段のラフネス制御量が遅角側に
あるときほど、アイドル回転数の点火フィードバック制
御における制御ゲインを小さくするなどといった手法
で、点火フィードバック制御量を変化させるようになっ
ているのが好ましい。また、エンジン冷機時の点火時期
が、最大トルクが得られる点火時期よりも所定量遅角側
に設定されている場合は、アイドル回転数制御手段が、
ラフネス制御手段のラフネス制御量が遅角側にあるとき
ほど、アイドル回転数の点火フィードバック制御におけ
る制御ゲインを小さくするようになっているのが好まし
い。さらに、ラフネス制御量は、トルク変動状態量が小
さいときほど点火時期を遅角側に補正するようになって
いるのが好ましい。なお、エンジンは、エンジン温度
（エンジン水温）に応じて点火時期を補正するようにな
っているのが好ましい。

【００１１】一般に、エンジンにおいては、点火時期以
外の条件が同一であれば、点火時期がＭＢＴにあるとき
に出力トルクが最大となり、点火時期がＭＢＴより遅角
すればするほど出力トルクは低下する。そして、点火時
期の遅角量に対する出力トルクの変化率は一定ではな
く、該変化率は遅角側ほど大きくなる（図１８、図２１
参照）。このため、点火時期を制御量としてアイドル回
転数のフィードバック制御を行う場合、点火時期が遅角
側にあるときほど点火時期の変化に対する出力トルクの
変化量が大きくなる。したがって、アイドル回転数のフ
ィードバック制御における点火フィードバック制御量
（点火時期）ないしは制御ゲインを一定にしたのでは、
点火時期の遅角の度合いによって出力トルクが大きく変
化し、制御精度が悪くなる。そこで、点火時期を制御量
とするアイドル回転数のフィードバック制御では、点火
時期の遅角の度合いに応じて点火フィードバック制御量
ないしは制御ゲインを設定し、その制御精度を高めるの
が好ましい。

【００１２】そして、このエンジンのアイドル回転数制
御装置においては、ラフネス制御により、トルク変動状
態（ラフネス）に応じてラフネス制御量すなわち点火時
期が変化させられる。他方、アイドル回転数の点火フィ
ードバック制御における点火フィードバック制御量（点
火時期）が、上記ラフネス制御量すなわち点火時期の遅
角の度合いに応じて好ましく変化させられる。例えば、
ラフネス制御量（点火時期）が遅角側にあるときほど、
アイドル回転数の点火フィードバック制御における制御
ゲインが小さく設定される。このため、点火フィードバ
ック制御量に対する出力トルクが安定化ないしは一定化
され、アイドル回転数の点火フィードバック制御の制御
精度が高められる。つまり、アイドル回転数の点火フィ
ードバック制御とラフネス制御とを調和させることがで
き、両制御の制御精度を高めることができる。よって、
冷間始動時等において、アイドル回転数を目標アイドル
回転数に高精度で追従させることができ、かつトルク変
動（ラフネス）を許容範囲内に収めつつ排気ガス浄化触
媒の昇温ないしはエンジンの暖機を促進することができ
る。このため、エミッション性能及び燃費性能が大幅に
高められる。

【００１３】また、上記エンジンのアイドル回転数制御
装置において、アイドル回転数のフィードバック制御と
ラフネス制御とが、点火時期ではなく空燃比を制御量と
している場合も、アイドル回転数制御手段が、アイドル
回転数のフィードバック制御における空燃比フィードバ
ック制御量（空燃比）を、ラフネス制御手段のラフネス
制御量により変化させるようになっているのが好まし
い。

【００１４】かくして、本発明の第２の態様にかかるエ
ンジンのアイドル回転数制御装置は、（ａ）アイドル時
に、エンジンの実回転数が目標アイドル回転数となるよ
うに、実回転数と目標アイドル回転数との偏差に基づい
て空燃比フィードバック制御量を求め、該空燃比フィー
ドバック制御量により空燃比を変化させてアイドル回転
数をフィードバック制御するアイドル回転数制御手段を
備えたエンジンのアイドル回転数制御装置において、
（ｂ）少なくともアイドル時に、燃焼に起因するトルク
変動状態が許容限度内に収まるように該トルク変動状態
量に応じて空燃比を補正してラフネス制御を行うラフネ
ス制御手段が設けられ、（ｃ）アイドル回転数制御手段
が、アイドル回転数のフィードバック制御における空燃
比フィードバック制御量を、ラフネス制御手段のラフネ
ス制御量により変化させるようになっていることを特徴
とする。

【００１５】このエンジンのアイドル回転数制御装置に
おいて、空燃比が、理論空燃比よりリッチ側の最大トル
クが得られる空燃比に対してリーン側に設定されている
場合は、アイドル回転数制御手段が、ラフネス制御手段
のラフネス制御量がリーン側にあるときほど、アイドル
回転数の空燃比フィードバック制御における制御ゲイン
を小さくするようになっているのが好ましい。また、ラ
フネス制御量は、トルク変動状態量が小さいときほど空
燃比をリーン側に補正するようになっているのが好まし
い。

【００１６】一般に、エンジンにおいては、空燃比以外
の条件が同一であれば、空燃比が理論空燃比（Ａ／Ｆ＝
１４.７）よりもややリッチ側（おおむね、Ａ／Ｆ＝１
３）にあるときに出力トルクが最大となり、空燃比がこ
れよりリーンになればなるほど出力トルクは低下する。
そして、空燃比に対する出力トルクの変化率は一定では
なく、該変化率はリーン側ほど大きくなる（図２３参
照）。このため、空燃比を制御量としてアイドル回転数
のフィードバック制御を行う場合、空燃比がリーンなと
きほど空燃比の変化に対する出力トルクの変化量が大き
くなる。したがって、アイドル回転数の空燃比フィード
バック制御における空燃比フィードバック制御量ないし
は制御ゲインを一定にしたのでは、空燃比によって出力
トルクが大きく変化し、制御精度が悪くなる。したがっ
て、空燃比を制御量とするアイドル回転数のフィードバ
ック制御では、空燃比に応じて空燃比フィードバック制
御量ないしは制御ゲインを設定し、その制御精度を高め
るのが好ましい。

【００１７】そして、この空燃比を制御量とするアイド
ル回転数制御装置においては、ラフネス制御により、ト
ルク変動状態（ラフネス）に応じてラフネス制御量すな
わち空燃比が変化させられる。他方、アイドル回転数の
フィードバック制御における空燃比フィードバック制御
量（空燃比）が、上記ラフネス制御量すなわち空燃比に
応じて好ましく変化させられる。例えば、ラフネス制御
量（空燃比）がリーンなときほど、アイドル回転数の空
燃比フィードバック制御における制御ゲインが小さく設
定される。このため、空燃比フィードバック制御量に対
する出力トルクが安定化ないしは一定化され、アイドル
回転数の空燃比フィードバック制御の制御精度が高めら
れる。つまり、前記の点火時期を制御量とする場合と同
様に、アイドル回転数のフィードバック制御とラフネス
制御とを調和させることができ、両制御の制御精度を高
めることができる。

【００１８】本発明の第３の態様にかかるエンジンのア
イドル回転数制御装置は、（ａ）アイドル運転状態にお
いて、エンジンの実回転数が目標アイドル回転数に収束
するように、実回転数と目標アイドル回転数との偏差に
基づいて点火時期フィードバック制御量の値を決定し、
この点火時期フィードバック制御量によりアイドル点火
時期を決定して点火時期フィードバック制御を実行する
アイドル回転数制御手段を備えたエンジンのアイドル回
転数制御装置において、（ｂ）運転状態に応じて点火時
期を、最大トルクが得られる点火時期よりもリタード側
のリタード補正値に設定する点火時期リタード設定手段
と、（ｃ）アイドル点火時期とリタード補正値とに基づ
いて、点火プラグによる点火を実行する点火実行手段
と、（ｄ）点火時期フィードバック制御量を決定するた
めの制御ゲインを、リタード補正値に基づいて補正する
補正手段とを備えていることを特徴とするものである。

【００１９】このエンジンのアイドル回転数制御装置に
おいて、エンジン温度を検出する手段が設けられている
場合、リタード補正値は、エンジン温度が所定の温度よ
りも低いときに、点火時期が、最大トルクが得られる点
火時期よりも所定量リタード側になるように設定される
ようになっているのが好ましい。ここで、リタード補正
値は、少なくともアイドル時にエンジンの燃焼に起因す
るトルク変動状態が許容限度範囲内に収まるように、検
出されたトルク変動状態量に応じて設定され、検出され
たトルク変動状態量が小さいときに、補正手段は制御ゲ
インを小さい値に補正するようになっているのが好まし
い。また、点火時期リタード設定手段は、検出されたト
ルク変動状態量が小さいときにリタード補正値をリター
ド側に補正し、補正手段は、リタード補正値がよりリタ
ード側に設定されるほど制御ゲインを小さい値に補正す
るようになっていてもよい。さらに、運転状態に基づい
て基本点火時期を設定する手段を備えている場合、点火
実行手段は、基本点火時期とリタード補正値とアイドル
点火時期とにより点火を実行し、補正手段は、基本点火
時期とリタード補正値とにより求まる点火時期がよりリ
タード側に設定されるほど、制御ゲインをより小さい値
に設定するようになっているのが好ましい。

【００２０】本発明の第４の態様にかかるエンジンのア
イドル回転数制御装置は、（ａ）アイドル運転状態にお
いて、エンジンの実回転数が目標アイドル回転数に収束
するように、実回転数と目標アイドル回転数との偏差に
基づいて空燃比フィードバック制御量の値を決定し、こ
の空燃比フィードバック制御量により空燃比を調整する
アイドル回転数制御手段を備えたエンジンのアイドル回
転数制御装置において、（ｂ）運転状態に基づいて空燃
比を、最大トルクが得られる空燃比よりもリーン側のリ
ーン補正値に設定する設定手段と、（ｃ）少なくとも、
空燃比フィードバック制御量とリーン補正値とにより空
燃比制御を行う空燃比制御手段と、（ｄ）アイドル時に
おける空燃比制御手段による空燃比制御における制御ゲ
インを、リーン補正値に基づいて補正する補正手段とが
設けられていることを特徴とするものである。

【００２１】このエンジンのアイドル回転数制御装置に
おいては、リーン補正値が、エンジンの燃焼に起因する
トルク変動状態が許容限度範囲内に収まるように、検出
されたトルク変動状態量に応じて設定され、補正手段
が、検出されたトルク変動状態量が小さいときには制御
ゲインを小さい値に設定するようになっているのが好ま
しい。ここで、設定手段は、トルク変動状態量が小さい
ときにはリーン補正値をリーン側の値に設定し、補正手
段は、設定手段により設定されたリーン補正値がリーン
側の値であればあるほど、制御ゲインを小さい値に補正
するようになっているのが好ましい。また、設定手段が
基本空燃比を設定する一方、空燃比制御手段が基本空燃
比とリーン補正値と空燃比フィードバック制御量の値と
により空燃比を制御し、補正手段が、基本空燃比とリー
ン補正値とにより求まる空燃比がよりリーン側に設定さ
れるほど、制御ゲインをより小さい値に補正するように
なっていてもよい。

【００２２】本発明の第５の態様にかかるエンジンのア
イドル回転数制御装置は、（ａ）アイドル時に、エンジ
ンの実回転数が目標アイドル回転数となるように、実回
転数と目標アイドル回転数との偏差に基づいて点火フィ
ードバック制御量を求め、該点火フィードバック制御量
により点火時期を変化させてアイドル回転数をフィード
バック制御するアイドル回転数制御手段を備えたエンジ
ンのアイドル回転数制御装置において、（ｂ）アイドル
時に、燃焼に起因するトルク変動状態が許容限度内に収
まるように、該トルク変動状態に応じてラフネス制御量
を演算して点火時期を補正することにより、トルク変動
におけるラフネス特性を制御する第１のラフネス制御手
段と、（ｃ）アイドル時に、エンジン回転数が目標アイ
ドル回転数となるように、空燃比を変化させてアイドル
回転数をフィードバック制御するとともに、燃焼に起因
するトルク変動状態が許容限度内に収まるように、該ト
ルク変動状態量に応じたラフネス制御量を演算して空燃
比を補正することにより、トルク変動におけるラフネス
特性を制御する第２のラフネス制御手段と、（ｄ）アイ
ドル時において、第１のラフネス制御手段と第２のラフ
ネス制御手段とのうちのいずれか一方を選択して動作さ
せる選択手段とを備えていて、（ｅ）第１のラフネス制
御手段が、アイドル回転数をフィードバック制御すると
きに演算する点火フィードバック制御量を、点火時期に
関連して生成する第１のラフネス制御量に応じて補正
し、（ｆ）第２のラフネス制御手段が、アイドル回転数
をフィードバック制御するときに演算する空燃比フィー
ドバック制御量を、空燃比に関連して生成する第２のラ
フネス制御量に応じて補正するようになっていることを
特徴とするものである。

【００２３】このエンジンのアイドル回転数制御装置に
おいては、選択手段が、第１のラフネス制御量と第２の
ラフネス制御量の各値を、それぞれ第１と第２の所定の
閾値と比較し、第１のラフネス制御量が第１の閾値より
大きいときは、第２のラフネス制御手段を動作させるよ
うになっているのが好ましい。また、選択手段が、第１
のラフネス制御量と第２のラフネス制御量の各値を、そ
れぞれ第１と第２の所定の閾値と比較し、第２のラフネ
ス制御量が第２の閾値より大きいときは、第１のラフネ
ス制御手段を動作させるようになっていてもよい。

【００２４】上記エンジンのアイドル回転数制御装置
は、排気ガス浄化触媒を備えた触媒コンバータが排気通
路に介設されているエンジンに設けられるのがとくに好
ましい。この場合、エンジンを冷機状態から始動させた
場合等において、排気ガス浄化触媒の昇温を促進するこ
とができ、エミッション性能の向上を図ることができ
る。なお、本発明はラフネス制御を行うエンジンに対し
てとくに有効であるが、ラフネス制御を行わないエンジ
ン、例えばエンジン水温に応じて点火時期を遅角させる
がラフネス制御は行わないエンジンについても有効であ
るのはもちろんである。

【００２５】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、本発明の
実施の形態１を具体的に説明する。図１に示すように、
本発明にかかるアイドル回転数制御装置を備えた自動車
用のエンジンシステムＡには、ガソリンを燃料とする直
列４気筒型の４サイクルエンジン１が設けられている。
このエンジン１には、詳しくは図示していないが、４つ
の気筒２（１つのみ図示)を備えたシリンダブロック３
と、該シリンダブロック３の上面に組付けられたシリン
ダヘッド４とが設けられている。そして、各気筒２内に
はそれぞれ、往復動可能にピストン５が嵌入され、ピス
トン５とシリンダヘッド４とによって燃焼室６が画成さ
れている。また、各燃焼室６の天井部にはそれぞれ点火
プラグ７が臨設され、この点火プラグ７は、点火時期の
電子制御が可能なイグナイタ等を含む点火回路８に接続
されている。

【００２６】さらに、このエンジンシステムＡには、各
気筒２の燃焼室６にエア（吸気）を供給するために、大
気中からエアを取り入れる単一の共通吸気通路９と、該
共通吸気通路９からエアを受け入れる各気筒毎の独立吸
気通路１０とが設けられている。ここで、共通吸気通路
９の上流端は、エア中のダストを除去するエアクリーナ
１１に接続され、下流端はエアの流れを安定させるサー
ジタンク１５に接続されている。また、各独立吸気通路
１０の上流端はそれぞれサージタンク１５に接続され、
下流端はそれぞれ吸気弁１２を介して燃焼室６と連通し
ている。

【００２７】そして、共通吸気通路９には、エアの流れ
方向（図１中の位置関係では左向き）にみて上流側から
順に、エアの流量（エンジン１に実際に吸入される吸入
空気量）を検出するホットワイヤ式のエアフローセンサ
１３と、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量に応
じて開閉されて共通吸気通路９を絞るスロットル弁１４
とが設けられている。また、各独立吸気通路１０にはそ
れぞれ、後で説明するＥＣＵ３５（エンジン・コントロ
ール・ユニット）からの燃料噴射信号(噴射パルス)を受
けて燃料を噴射するインジェクタ１６（燃料噴射弁）が
設けられている。なお、エアクリーナ１１には、吸気温
（エアの温度）を検出する吸気温センサ１７が付設され
ている。

【００２８】各独立吸気通路１０は、その下流端近傍で
は、図示していない第１吸気通路(吸気ポート)と第２吸
気通路１０ａ（吸気ポート）とに分岐され、第１と第２
の両吸気通路の分岐部の上流でインジェクタ１６の直上
流には、アクチュエータ１８ａによって開閉駆動される
開閉弁１８（吸気流動強化制御弁）が配設されている。
ここで、開閉弁１８は、閉弁時にインジェクタ１６側に
吸気を流通させる間隙部が形成されるよう、閉弁時にお
ける上端部側が切欠かれている。開閉弁１８が閉じられ
たときには、エアは実質的にこの切欠かれた切欠き部か
ら燃焼室６に供給され、このとき燃焼室６内に強いタン
ブルが生成され、混合気の燃焼性が高められる。

【００２９】共通吸気通路９の、スロットル弁１４より
上流側の部分と下流側の部分とは、ＩＳＣ（Idle Speed
Control）バイパス通路２０により接続され、該ＩＳＣ
バイパス通路２０には、アクチュエータ２１ａによって
開閉駆動されて該ＩＳＣバイパス通路２０を開閉するＩ
ＳＣバルブ２１が設けられている。このＩＳＣバルブ２
１の開度を制御することにより、エンジン１のアイドル
回転数が調整されるようになっている。なお、スロット
ル弁１４の近傍において共通吸気通路９には、スロット
ル弁１４の全閉状態を検出するアイドルスイッチ２２
と、スロットル弁１４の開度（スロットル開度）を検出
するスロットル開度センサ２３とが設けられている。

【００３０】さらに、エンジンシステムＡには、エンジ
ン１の排気ガスを大気中に排出する排気通路２５が設け
られ、この排気通路２５は、排気ガスの流れ方向（図１
中の位置関係では左向き）にみて上流端付近では４つに
分岐され、これらの各上流端（排気ポート）はそれぞれ
排気弁２４を介して、対応する燃焼室６と連通してい
る。そして、排気通路２５には、排気ガスの流れ方向に
みて上流側から順に、排気ガス中の酸素濃度（ひいては
空燃比）を検出するＯ₂センサ２６（λＯ₂センサ、リニ
アＯ₂センサ等）と、排気ガスを浄化する触媒コンバー
タ２７とが配設されている。Ｏ₂センサ２６は、排気ガ
ス中の酸素濃度に基づいて燃焼室６内の空燃比を検出す
るようになっている。なお、λＯ₂センサは、理論空燃
比（λ＝１）付近で出力が急変し、実質的に空燃比が理
論空燃比より高いか低いかを検出する形式のＯ₂センサ
である。また、リニアＯ₂センサは、基本的にはＯ₂濃度
をリニアに検出することができる形式のＯ₂センサであ
るが、とくに理論空燃比付近でのＯ₂濃度の検出精度が
高くなる（すなわち、Ｏ₂濃度の変化に対する出力変化
が大きい）。触媒コンバータ２７は、排気ガス中の炭化
水素(ＨＣ)と一酸化炭素(ＣＯ)と窒素酸化物(ＮＯx)と
を同時に浄化することができる三元触媒を排気ガス浄化
触媒として用いたものであり、リーン状態でもＮＯxを
浄化する性能を有するものが用いられている。

【００３１】また、エンジン１には、電磁ピックアップ
等からなるクランク角センサ３０が設けられている。こ
のクランク角センサ３０は、図示していないクランク軸
の端部に取り付けられた被検出用プレート３１の外周に
対応する位置に配置され、クランク軸の回転に伴って被
検出用プレート３１が回転したときには、その外周部に
設けられた４つの突起部３１ａの通過に伴ってパルス信
号を出力するようになっている。さらに、エンジン１に
は、ウォータジャケット内の冷却水の温度（エンジン水
温）を検出する水温センサ３２が設けられている。

【００３２】そして、エンジンシステムＡないしエンジ
ン１の各種制御を行うために、マイクロコンピュータ等
からなるＥＣＵ３５（エンジン・コントロール・ユニッ
ト)が設けられている。図２にも示すように、このＥＣ
Ｕ３５には、エアフローセンサ１３、吸気温センサ１
７、アイドルスイッチ２２、スロットル開度センサ２
３、Ｏ₂センサ２６、クランク角センサ３０、水温セン
サ３２等の各出力信号が入力されるようになっている。
他方、ＥＣＵ３５からは、インジェクタ１６に対して燃
料噴射を制御する信号(パルス信号)が出力されるととも
に、点火回路８に対して点火時期を制御する信号が出力
され、さらにＩＳＣバルブ２１のアクチュエータ２１ａ
及び開閉弁１８のアクチュエータ１８ａにも制御信号が
出力されるようになっている。

【００３３】具体的にはＥＣＵ３５には、開閉弁１８の
アクチュエータ１８ａを制御する開閉弁制御部３６と、
エンジン１のクランク角速度変動状態ないしはトルク変
動状態（以下、これを「ラフネス」ないし「ラフネス
値」という）を検出するラフネス検出部３７と、インジ
ェクタ１６の燃料噴射量すなわち空燃比を制御する空燃
比制御部３８と、点火回路８（点火プラグ７）の点火時
期を制御するとともにアイドル回転数をフィードバック
制御する点火時期制御部３９と、ＩＳＣバルブ２１のア
クチュエータ２１ａを制御するＩＳＣ制御部４０とが設
けられている。

【００３４】以下、ＥＣＵ３５によって実行されるエン
ジンシステムＡないしはエンジン１の各種制御の概要を
説明する。すなわち、開閉弁制御部３６は、所定の低出
力領域（低負荷・低回転領域）では、各気筒２のアクチ
ュエータ１８ａに開閉弁１８をほぼ閉じさせ、実質的に
切欠き部から燃焼室６にエアを供給させる。例えば、図
１５に示すように、この開閉弁１８が閉じられる開閉弁
閉弁領域（低出力領域）は、エンジン回転数と、吸気充
填効率（エンジン負荷）と、エンジン水温とに応じて設
定される。なお、この開閉弁閉弁領域は、エンジン回転
数と吸気充填効率とエンジン水温とをパラメータとする
マップを検索することにより設定される。

【００３５】この開閉弁閉弁領域では、燃焼室６内には
強いタンブルが形成されて吸気流動が強化され、これに
よって混合気の燃焼性が大幅に高められる。このとき、
開閉弁１８の切欠き部を介して燃焼室６に流入する高速
のエアによって、インジェクタ１６から噴射された燃料
の気化・霧化が促進され、これによっても混合気の燃焼
性が高められる。他方、エンジン１の運転状態が上記所
定の低出力領域に入っていないときには開閉弁１８が開
かれ、燃焼室６に十分な量のエアが供給され、吸気充填
効率ひいてはエンジン出力が高められる。

【００３６】ラフネス検出部３７は、後で説明するよう
に、エンジン１のラフネス値を検出し、このラフネス値
を空燃比制御部３８及び点火時期制御部３９に出力す
る。そして、空燃比制御部３８及び点火時期制御部３９
は、通常の空燃比制御及び点火時期制御を行う一方、後
で説明するラフネス制御（図３〜図８、図２５、図２９
参照）を行う。

【００３７】空燃比制御部３８は、基本的には、エアフ
ローセンサ１３によって検出される吸入空気量に基づい
て、各燃焼室６に供給される混合気の空燃比が所定の目
標空燃比（例えば、λ＝１、Ａ／Ｆ＝１４.７）となる
ようインジェクタ１６の燃料噴射量を制御する。そし
て、所定の運転領域では、Ｏ₂センサ２６によって検出
される排気ガス中のＯ₂濃度すなわち実際の空燃比の目
標空燃比に対する偏差に基づいて、空燃比のフィードバ
ック制御を行うようになっている。なお、後で説明する
ように、空燃比制御部３８は、エンジン１の冷間始動時
においては、適宜、空燃比（基本値）を変化させる（補
正する）ことによりＡ／Ｆラフネス制御を行うようにな
っている。

【００３８】点火時期制御部３９は、基本的には、次の
式１により、各気筒２の気筒番号（ｎ）の点火時期ＩＧ
Ｔ（ｎ）を演算し、該点火時期ＩＧＴ（ｎ）のタイミン
グに気筒番号（ｎ）の点火プラグ７に通電して燃焼室６
内の混合気を着火・燃焼させるようになっている。点火
時期ＩＧＴ（ｎ）は、所定値よりも大きいときに、点火
時期は進角側に設定されるものとして定義されると、次
の式１であらわされる。ＩＧＴ(ｎ)＝θ_BASE＋θ_IDFB＋θ_RTD ＋θ_rough(ｎ)……………式１なお、式１において、ｎは１〜４の整数であり、それぞ
れエンジン１の４つの気筒の点火順にみた気筒番号に対
応している。例えば、ｎ＝１が第１気筒に対応する場合
は、ｎ＝２は第３気筒に対応し、ｎ＝３は第４気筒に対
応し、ｎ＝４は第２気筒に対応する。

【００３９】式１において、θ_BASE は基本点火時期す
なわち点火時期の基本設定値であって、通常は、各気筒
毎にＭＢＴ、すなわちエンジン１が最大トルクを出力す
る点火時期(例えば、上死点前１０°ＣＡ)よりも若干遅
角側に、図示していない基本点火時期設定マップを用い
て、エンジン回転数及び吸気充填効率に応じて設定され
る。なお、この基本点火時期θ_BASEは、後で説明するよ
うに、アイドル時と非アイドル時（オフアイドル時）と
で、それぞれの運転状態に適するように個別に設定され
る。

【００４０】式１において、θ_IDFBは、アイドル時にお
いてエンジン回転数（アイドル回転数）を目標アイドル
回転数に追従するようフィードバック制御するための点
火時期のフィードバック制御量（補正量）である。例え
ば、図１６に示すように、目標アイドル回転数は、エン
ジン水温（エンジン温度）に応じて、エンジン水温の上
昇に伴ってリニアに低下するような特性で設定されてい
る。なお、エンジン１が暖機状態となったとき、例えば
エンジン水温が６０°Ｃを超えたときには、目標アイド
ル回転数は例えば６５０〜７００ｒ.ｐ.ｍ.の範囲内の
一定値とされる。

【００４１】例えば、図１７に示すように、フィードバ
ック制御量θ_IDFBは、基本的には、アイドル時における
エンジン回転数（アイドル回転数）の目標アイドル回転
数に対する偏差（図１７の横軸）に応じて好ましく設定
される（なお、後記のとおり、フィードバック制御量θ
_IDFB決定のための制御ゲインは点火時期の遅角量に応じ
て変化する）。図１７から明らかなとおり、例えばアイ
ドル回転数が目標アイドル回転数より高いとき（偏差が
＋）にはθ_IDFBが遅角方向に変化させられ、これにより
エンジン１の出力トルクが低下し、アイドル回転数が低
下して目標アイドル回転数に近づく。他方、アイドル回
転数が目標アイドル回転数より低いとき（偏差が−）に
はθ_IDFBが進角方向に変化させられ、これによりエンジ
ン１の出力トルクが上昇し、アイドル回転数が上昇して
目標アイドル回転数に近づく。

【００４２】例えば、図１８に示すように、ＭＢＴ（出
力トルクが最大となる点火時期）より遅角側では、点火
時期が遅角するほどエンジン１の出力トルクが低下する
ので、このように点火時期を進角又は遅角させることに
よりアイドル回転数を制御することができる。しかしな
がら、このエンジンシステムＡないしエンジン１では、
点火時期を制御量とするラフネス制御が行われるので、
ラフネス制御によって点火時期が変化させられる。そこ
で、後で説明するように、ラフネス制御による点火時期
の遅角の度合いに応じて、アイドル回転数のフィードバ
ック制御の制御ゲインを変化させてラフネス制御との調
和を図り、該フィードバック制御の制御精度を高めるよ
うにしている。

【００４３】また、式１において、θ_RTDは昇温促進制
御量であって、エンジン冷却水あるいは排気ガスの温度
を上昇させる目的で、点火時期を遅らせる制御量であ
る。このエンジンシステムＡないしエンジン１では、冷
機状態から始動する場合、すなわち冷間始動時には、点
火時期を大幅に遅角させ（例えば、概ね１５°ＣＡ）、
これにより混合気の燃焼によって生じた熱エネルギの排
気ガスあるいはエンジン冷却水への伝達率を高めて、排
気ガス温度の昇温を促進するとともに、エンジン１の暖
機を促進して触媒コンバータ２７内の三元触媒の昇温を
促進するようにしている。

【００４４】例えば、図１９中のグラフＧ₁で示すよう
に、エンジン水温が非常に低い場合を除いて、昇温促進
制御量θ_RTDはエンジン水温に応じて大幅に遅角側に設
定され、これによって触媒コンバータ２７内の三元触媒
の昇温ないしはエンジン１の暖機が促進される。これに
より、エンジンシステムＡないしはエンジン１のエミッ
ション性能及び燃費性能が高められる。

【００４５】しかしながら、このように点火時期を大幅
に遅角させて触媒コンバータ２７内の三元触媒の昇温な
いしはエンジン１の暖機を促進した場合、エンジン１の
出力トルクが比較的低くなるので、燃料の性状（重質か
軽質か）、あるいは燃焼室６内での混合気の燃焼状態の
変動等に起因してクランク角速度変動ないしはトルク変
動（ラフネス）が生じ、エンジン１の円滑な運転が損な
われる場合がある。そこで、式１に示すように、（θ
_BASE＋θ_IDFB＋θ_RTD）で演算された基本的な点火時期
（基本値）を、さらにＩＧラフネス制御量θ
_rough(ｎ)、すなわち点火時期制御によりラフネス制御
を行うための制御量であるＩＧラフネス制御量θ
_roug _h(ｎ)で補正して、ラフネスを抑制するようにして
いる。なお、このＩＧラフネス制御量θ_rough(ｎ)は、
後で説明するラフネス制御ルーチン（図３〜図８）で設
定される。

【００４６】かくして、点火時期制御部３９は、クラン
ク角センサ３０から入力される信号に基づいて、点火時
期ＩＧＴ(n)になったか否かを判定し、点火時期になっ
た時点で点火回路８に点火プラグ７に通電させ、各気筒
毎に混合気を着火・燃焼させる。なお、ＩＳＣ制御部４
０は、よく知られた普通のＩＳＣ制御手法を用いて、Ｉ
ＳＣバイパス通路２０内を流れるバイパスエアの流量を
制御する。

【００４７】ところで、このエンジンシステムＡないし
エンジン１においては、前記のとおり、点火時期を大幅
に遅角させることにより、触媒コンバータ２７内の三元
触媒の昇温ないしはエンジン１の暖機を促進するように
しているので、低出力領域ではクランク角速度変動ない
しはトルク変動（ラフネス）が生じやすくなり、エンジ
ンの回転安定性が損なわれるおそれがある。そこで、ア
イドル領域ないしは所定の低出力領域（ラフネス制御領
域）では、点火時期あるいは空燃比を補正することによ
り、上記ラフネスを抑制してエンジンの回転安定性を高
めるといったラフネス制御を行うようにしている。

【００４８】しかしながら、このラフネス制御と前記の
アイドル回転数のフィードバック制御とは、いずれも点
火時期を制御量とする関係上、両制御を調和させあるい
は統一的に把握して制御の効率化を図り、両制御の制御
精度を高めることが必要である。そこで、エンジンシス
テムＡでは、ラフネス制御量（点火時期）が遅角側にあ
るときほどアイドル回転数のフィードバック制御におけ
る制御ゲインを小さくして、フィードバック制御量の変
化に対する出力トルク変化を一定化しアイドル回転数の
フィードバック制御の安定性ないしは精度を高めるよう
にしている。

【００４９】なお、図２０に示すように、エンジン１の
図示平均有効圧力Ｐｉの変動率は、一般的傾向として
は、点火時期が遅角するほど大きくなるが、燃料（ガソ
リン）の性状、例えば重質（燃料の気化・霧化が相対的
に悪い性質）であるか軽質（燃料の気化・霧化が相対的
に良い性質）であるかによって大きく異なる。したがっ
て、燃料の性状によってアイドル回転数のフィードバッ
ク制御の制御安定性が大きく左右される。また、エンジ
ン１の個体差によっても、アイドル回転数のフィードバ
ック制御の制御安定性が左右される。このため、例えば
エンジン水温等に基づいて一義的にアイドル回転数のフ
ィードバック制御における制御ゲインを設定したので
は、制御精度を十分に高めることはできない。しかしな
がら、本発明にかかるアイドル回転数のフィードバック
制御では、前記のように制御の安定性が大幅に高められ
るので、燃料の性状あるいはエンジンの個体差のいかん
にかかわらず、アイドル回転数のフィードバック制御の
制御精度が十分に高められる。

【００５０】図２１に示すように、点火時期以外の条件
が同一である場合においてＭＢＴより遅角側では、点火
時期が遅角すればするほど、点火時期の遅角量に対する
出力トルクの変化率ΔＴは大きくなる。このため、点火
時期を制御量としてアイドル回転数のフィードバック制
御を行う場合、点火時期が遅角側にあるときほど点火時
期の変化に対する出力トルクの変化量が大きくなる。し
たがって、アイドル回転数のフィードバック制御におけ
る制御ゲインを一定にしたのでは、点火時期の遅角の度
合いによって出力トルクが大きく変化し、制御精度が悪
くなる。

【００５１】そこで、図２２に示すように、アイドル回
転数のフィードバック制御における制御ゲインθ
_CFBを、点火時期が遅角側にあるときほど小さくするよ
うにしている。なお、図２２では、横軸は点火時期遅角
量を示しており、横軸の右側になるほど、遅角量の値が
大きくなることから、点火時期はより遅れていることに
なることを意味する。これにより、フィードバック制御
量に対する出力トルクが安定化ないしは一定化され、ア
イドル回転数のフィードバック制御の安定性ないしは制
御精度が高められる。つまり、アイドル回転数のフィー
ドバック制御とラフネス制御とを調和させることがで
き、両制御の制御精度を高めることができる。よって、
冷間始動時等において、アイドル回転数を目標アイドル
回転数に高精度で追従させることができ、かつトルク変
動（ラフネス）を許容範囲内に収めつつ排気ガス浄化触
媒の昇温ないしはエンジンの暖機を促進することができ
る。このため、エミッション性能及び燃費性能が大幅に
高められる。

【００５２】なお、アイドル回転数のフィードバック制
御とラフネス制御とを、点火時期ではなく空燃比を制御
量として行う場合は、ラフネス制御量（空燃比）がリー
ン側にあるときほど、アイドル回転数のフィードバック
制御における制御ゲインλ_CF _Bを小さくするのが好まし
い。すなわち、図２３に示すように、空燃比以外の条件
が同一である場合において空燃比（Ａ／Ｆ）がおおむね
１３よりリーン側の領域では、空燃比がリーンなときほ
ど、空燃比の変化ΔＡ／Ｆに対する出力トルクの変化Δ
Ｔの割合（出力トルクの変化率）［（ΔＴ）／（ΔＡ／
Ｆ）］が大きくなる。このため、空燃比を制御量として
アイドル回転数のフィードバック制御を行う場合、空燃
比がリーンなときほど空燃比の変化に対する出力トルク
の変化量が大きくなる。したがって、アイドル回転数の
フィードバック制御における制御ゲインλ_CFBを一定に
したのでは、空燃比によって出力トルクが大きく変化
し、制御精度が悪くなる。

【００５３】そこで、図２４に示すように、アイドル回
転数のフィードバック制御における制御ゲインλ
_CFBを、空燃比がリーンなときほど小さくするのが好ま
しい。具体的には、図２４にその一例を示すように、空
燃比が１３未満のリッチな領域では、フィードバック
（Ｆ／Ｂ）制御ゲインλ_CFBが一定値に保たれるが、出
力トルクの変化率が次第に大きな負の値に変化してゆく
ところの空燃比が１３以上１４.４未満の領域では、Ｆ
／Ｂ制御ゲインλ_CFBは空燃比が大きくなる（よりリー
ンとなる）につれて減少する。なお、空燃比が１４.４
以上のリーンな領域、すなわちおおむね理論空燃比以上
の大きな空燃比領域では、燃焼安定性を確保するために
Ｆ／Ｂ制御ゲインλ_CFBを一定にする。空燃比に対する
Ｆ／Ｂ制御ゲインλ_C _FBを図２４に示すような設定とす
ることにより、フィードバック制御量に対する出力トル
クが安定化ないしは一定化され、アイドル回転数のフィ
ードバック制御の制御精度が高められる。つまり、アイ
ドル回転数のフィードバック制御とラフネス制御とを調
和させることができ、両制御の制御精度を高めることが
できる。

【００５４】以下、図３〜図８に示すフローチャートに
従って、このラフネス制御の具体的な制御方法を説明す
る。図３〜図８に示すように、このラフネス制御におい
ては、まずステップＳ１で、クランク角センサ３０の出
力信号に基づいて、上死点後のクランク角が１０４°か
ら１７４°（ＡＴＤＣ１０４°ＣＡ〜ＡＴＤＣ１７４°
ＣＡ）になるまでの時間間隔Ｔ（ｉ）が計測される。続
いてステップＳ２で、次の式２を用いて、ステップＳ１
で計測された時間間隔Ｔ（ｉ）に基づいて、クランク角
速度ω（ｉ）が算出される。すなわち、ＡＴＤＣ１０４
°ＣＡからＡＴＤＣ１７４°ＣＡまでは７０°ＣＡであ
るから、 ω（ｉ）＝７０・１０⁶／Ｔ（ｉ）……………………………………式２Ｔ（ｉ）：時間間隔［マイクロ秒］ ω（ｉ）：クランク角速度［クランク角（°ＣＡ）／
秒］となる。

【００５５】ここで、クランク角速度ω（ｉ）の検出を
行うべきクランク角期間の好ましい設定手法について、
図９〜図１１に基づいて説明する。図９は、直列４気筒
型の４サイクルエンジンについて、トルク及び角速度の
上死点後のクランク角（ＡＴＤＣＣＡ）に対する変化
特性の一例を示す図である。図９に示すように、各気筒
における慣性トルク(破線)とガス圧トルク(一点鎖線)と
の合成トルクは、図９中に太い実線で示されているよう
に、正常燃焼時は１８０°ＣＡ間隔で周期的に変化し、
この合成トルクによって回転されるクランク軸の角速度
(実線Ａ)も周期的に変化する。他方、例えば第１気筒に
おいて燃焼状態が不安定になって失火に近い状態が生じ
た場合、エンジンの合成トルクは、図９中に二点鎖線で
示されているように、極めて低くなってしまう。その結
果、クランク角速度は、破線Ｂで示すように第１気筒の
膨張行程半ばから顕著に低下し、正常燃焼時との差が大
きくなる。また、次に点火される気筒(第３気筒)では、
前回点火された気筒（第１気筒）の影響が残る膨張行程
の全般では角速度が低くなるが、行程が進むに連れて次
第に正常時の値に近づく。

【００５６】図１０は、燃焼圧と角速度変動(ラフネス
状態)との相関関係を示すグラフである。図１０におい
て、横軸は、１つの気筒についての圧縮上死点後(ＡＴ
ＤＣ)のクランク角(ＡＴＤＣＣＡ)をあらわし、縦軸
は、当該気筒の燃焼状態(ガス圧)が角速度に及ぼす影響
の度合いを示す相関係数をあらわしている。ここで、相
関係数が正であれば当該気筒の燃焼圧の変動と角速度の
変動との相関性が高いことを意味し、他方負であれば当
該気筒よりもその前気筒の燃焼圧変動の影響が大きいこ
とを意味する。

【００５７】そして、図９及び図１０から明らかなよう
に、燃焼がほぼ終了するクランク角（ＡＴＤＣ４０°Ｃ
Ａ程度）から次に点火される気筒の燃焼開始時期付近の
クランク角（ＡＴＤＣ２００°ＣＡ程度）までの範囲で
燃焼圧と角速度変動との相関性が高く、とくにガス圧ト
ルクが低下してからトルク変曲点（ＡＴＤＣ９０°ＣＡ
程度）を経た後の、慣性トルクが大きくなる期間Ｘ（Ａ
ＴＤＣ１００°ＣＡ〜ＡＴＤＣ２００°ＣＡ）におい
て、相関関係が高くなっている。したがって、例えばＡ
ＴＤＣ１００°ＣＡ〜ＡＴＤＣ２００°ＣＡの範囲内で
角速度を検出するようにすれば、この角速度の変動（ラ
フネス状態）に基づいて当該気筒の燃焼状態を精度良く
判定することができる。また、角速度検出時間を十分に
確保するために、角速度検出のためのクランク角期間は
６０°ＣＡ以上とすることが好ましい。

【００５８】そこで、例えば図１１に示すように、この
実施の形態では、各気筒のＡＴＤＣ１０４°ＣＡとＡＴ
ＤＣ１７４°ＣＡとが検出されるように、被検出プレー
ト３１の各突起部３１ａを設け、各気筒におけるＡＴＤ
Ｃ１０４°ＣＡ〜１７４°ＣＡの７０°ＣＡの期間のク
ランク角速度を検出するようにしている。

【００５９】次に、ステップＳ３で、次の式３を用い
て、気筒毎に燃焼状態の判別にとってノイズとなる要素
を除去するためのコムフィルタ処理により、クランク角
速度ω（ｉ）の差分ｄω（ｉ）、すなわちクランク角速
度変動ｄω（ｉ）が演算される。なお、気筒の識別は、
図示していないカムシャフトの回転角を検出するセンサ
からの信号に基づいて行われる。ｄω（ｉ）＝ω（ｉ−４）−ω（ｉ）…………………………………式３ ω（ｉ−４）：４回前のクランク角速度演算値 ω（ｉ）：今回のクランク角速度演算値

【００６０】ここで、燃焼状態の変動以外で角速度変動
を生じさせる要素としては、爆発を加振源とした共振の
影響による角速度変動、車輪や駆動系のアンバランスに
起因する車輪回転に伴う角速度変動、路面からタイヤに
作用する振動の影響による角速度変動等があげられる。
図１２に示すように、共振の影響による爆発回転次数成
分のノイズはエンジン回転の０.５次及びその整数倍の
周波数で生じ、アンバランスに起因する車輪回転に伴う
ノイズや路面の影響によるノイズはエンジン回転の０.
５次よりも低い低周波数域内で生じる。

【００６１】そこで、このステップＳ３では、コムフィ
ルタ処理によりエンジン回転の０.５次及びその整数倍
の周波数成分を除去することにより、上記３つのノイズ
成分を角速度変動から除去して、クランク角速度変動ｄ
ω（ｉ）を演算するようにしている。すなわち、図１３
に示すように、同一気筒におけるクランク角速度の今回
値ω（ｉ）と前回値ω（ｉ−４）との偏差を求めること
により、コムフィルタ処理によりエンジン回転の０.５
次及びその整数倍の周波数成分を除いたクランク角速度
変動ｄω（ｉ）のデータが得られることになる。

【００６２】続いて、ステップＳ４で、次の式４を用い
て、ハイパスフィルタ処理によりラフネス値ｄωｆ
（ｉ）が演算される。つまり、エンジン回転の０.５次
よりも低い周波数成分のノイズを除くために、ステップ
Ｓ３で得られたクランク角速度変動ｄω（ｉ）の８サイ
クル前までのデータに基づいてなまし処理が行われ、ラ
フネス値ｄωｆ（ｉ）が演算される。ｄωｆ（ｉ）＝ｋ１・ｄω（ｉ−４）＋ｋ２・（ｄω（ｉ−３）＋ｄω（ｉ−５））＋ｋ３・（ｄω（ｉ−２）＋ｄω（ｉ−６））＋ｋ４・（ｄω（ｉ−１）＋ｄω（ｉ−７））＋ｋ５・（ｄω（ｉ）＋ｄω（ｉ−８））……………式４なお、式４において、ｋ１〜ｋ５はなまし係数（定数）
である。

【００６３】図１４に示すように、このハイパスフィル
タ処理によりエンジン回転の０.５次よりも低い周波数
成分が十分に減衰され除去される。このようにして、各
気筒毎に燃焼状態を高精度に反映したラフネス値ｄωｆ
（ｉ）、すなわちクランク角速度変動値ないしはトルク
変動値を得ることができる。

【００６４】次に、ステップＳ５とステップＳ６とで、
ステップＳ４で演算されたラフネス値ｄωｆ（ｉ）が、
その上限しきい値ｄωｆｍａｘを超えているか、又はそ
の下限しきい値ｄωｆｍｉｎ以下であるか、それとも上
限しきい値ｄωｆｍａｘ以下の範囲内において下限しき
い値ｄωｆｍｉｎを超えているかが判定される。ここ
で、上限しきい値ｄωｆｍａｘは、ラフネス値がこれを
超えるとクランク角速度変動ないしはトルク変動（ラフ
ネス）が非常に大きくなり、エンジン１の円滑な運転が
損なわれるおそれが生じるので、ラフネス値を迅速に減
少させること、すなわち点火時期を進角側に進ませるこ
とが要求される限界値である。この上限しきい値ｄωｆ
ｍａｘは、エンジン回転数と吸気充填効率（エンジン負
荷）とをパラメータとするマップを検索することによ
り、エンジン回転数と吸気充填効率とに応じて好ましく
設定される。

【００６５】他方、下限しきい値ｄωｆｍｉｎは、ラフ
ネス値がこれ以下になるとクランク角速度変動ないしは
トルク変動が非常に小さくなり、エンジン１の運転が十
分に安定化されているものと考えられ、ラフネス値の抑
制を緩和してもよい、すなわち点火時期を遅らせてもよ
いと考えられる限界値である。この下限しきい値ｄωｆ
ｍｉｎは、エンジン回転数と吸気充填効率（エンジン負
荷）とをパラメータとするマップを検索することによ
り、エンジン回転数と吸気充填効率とに応じて好ましく
設定される。

【００６６】かくして、ステップＳ５で、ラフネス値ｄ
ωｆ（ｉ）が上限しきい値ｄωｆｍａｘを超えていると
判定された場合は（ステップＳ５でＹＥＳ）、ステップ
Ｓ７でラフネス大判定フラグＦ₁に１がセットされ、続
いてステップＳ８でラフネス小判定フラグＦ₂に０がセ
ットされる。

【００６７】ステップＳ５とステップＳ６とで、ラフネ
ス値ｄωｆ（ｉ）が下限しきい値ｄωｆｍｉｎ以下であ
ると判定された場合は（ステップＳ５でＮＯ、かつステ
ップＳ６でＹＥＳ）、ステップＳ９でラフネス大判定フ
ラグＦ₁に０がセットされ、続いてステップＳ１０でラ
フネス小判定フラグＦ₂に１がセットされる。

【００６８】また、ステップＳ５とステップＳ６とで、
ラフネス値ｄωｆ（ｉ）が上限しきい値ｄωｆｍａｘ以
下の範囲内において下限しきい値ｄωｆｍｉｎを超えて
いる、つまりラフネス値ｄωｆ（ｉ）が上限しきい値ｄ
ωｆｍａｘと下限しきい値ｄωｆｍｉｎとの間にあると
判定された場合は（ステップＳ５でＮＯ、かつステップ
Ｓ６でＮＯ）、ステップＳ１１でラフネス大判定フラグ
Ｆ₁に０がセットされ、続いてステップＳ１２でラフネ
ス小判定フラグＦ₂に０がセットされる。

【００６９】この後、ステップＳ１３で、ラフネス制御
実行条件が成立しているか否かが判定される。このラフ
ネス制御では、次の３つの条件がともに成立したときに
ラフネス制御実行条件が成立しているものと判定し、ラ
フネス制御を実行するようにしている。

【００７０】＜ラフネス制御実行条件＞（１）エンジン始動時において、完爆後、所定時間（例
えば、１秒）を経過していること。なお、ここではクラ
ンキング後においてエンジン回転数が５００r.p.m.まで
上昇したときに完爆したものと判定するようにしてい
る。完爆直後は、エンジン１の回転が比較的不安定であ
るので、このようなときにラフネス制御を実行すること
は好ましくないから、上記の所定時間の経過を待つよう
にしている。（２）エンジン水温が所定温度（例えば、６０°Ｃ）以
下であること。すなわち、後で説明するエンジン暖機フ
ラグＦ₄が０であること。なお、エンジン暖機フラグＦ₄
は、図８に示すように、ステップＳ５１でエンジン水温
が所定温度Ｋ（例えば、６０°Ｃ）を超えていると判定
されたときにはステップＳ５２で１がセットされ、所定
温度Ｋ以下であると判定されたときにはステップＳ５３
で０がセットされるフラグである。エンジン水温が上記
所定温度を超えているときにはエンジン１がすでに暖機
状態にあるので、三元触媒の昇温あるいはエンジン１の
暖機を促進するための点火時期の大幅な遅角は行われ
ず、したがってラフネス制御を行う必要がないからであ
る。（３）エンジン１の運転状態が、前記の図１５中の開閉
弁閉弁領域（吸気流動強化領域）に入っていること。ラ
フネス制御を行うときには、エンジン１の回転安定性を
高めるために、燃焼室６内での混合気の燃焼性を高める
必要があるからである。

【００７１】かくして、ステップＳ１３で、ラフネス制
御実行条件が成立していないと判定された場合（Ｎ
Ｏ）、すなわち前記の各ラフネス制御実行条件の少なく
とも１つが成立しないときには、ラフネス制御を一時的
に停止させ、又は終了させるために、後で説明するステ
ップＳ３２（図６）にスキップする。

【００７２】他方、ステップＳ１３で、ラフネス制御実
行条件が成立していると判定された場合（ＹＥＳ）、す
なわち前記のすべてのラフネス制御実行条件が成立して
いるときには、ステップＳ１４が実行される。このステ
ップＳ１４では、エンジン１の運転状態が、点火時期の
制御によりラフネス制御を行うべきＩＧラフネス制御領
域に入っているか、それとも空燃比（燃料噴射量）の制
御によりラフネス制御を行うべきＡ／Ｆラフネス制御領
域に入っているかが判定される。

【００７３】このステップＳ１４では、ＩＧラフネス制
御禁止フラグＦ₃が０でありかつエンジン１がアイドル
状態にあるときにはＩＧラフネス制御を行い、他方ＩＧ
ラフネス制御禁止フラグＦ₃が１であるか、又はエンジ
ン１が非アイドル（オフアイドル）状態にあるときには
Ａ／Ｆラフネス制御を行うようにしている。なお、ＩＧ
ラフネス制御禁止フラグＦ₃は、ＩＧラフネス制御にお
けるラフネス制御量（補正量）が最大限進角側となった
ときに１がセット（ステップＳ２０において）されるフ
ラグである。したがって、このＩＧラフネス制御禁止フ
ラグＦ₃が１であるときには、点火時期の制御によりエ
ンジン１の出力トルクを高めることはできず、したがっ
てＩＧラフネス制御は実質的に不可能となる。

【００７４】かくして、ステップＳ１４で、エンジン１
の運転状態がＩＧラフネス制御領域に入っていると判定
された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ１５〜ステップＳ
２３でＩＧラフネス制御量が演算され、又は保持（現状
維持）される。具体的には、まずステップＳ１５でラフ
ネス大判定フラグＦ₁が１であるか否かが判定される。
ラフネス大判定フラグＦ₁が１であると判定された場合
（ＹＥＳ）、すなわちステップＳ５でｄωf（ｉ）＞ｄ
ωｆｍａｘの状態が検出されていた場合には、点火時期
を進角させてトルクを増加させるべきであるから、ステ
ップＳ１７で、次の式５を用いて今回の気筒別のＩＧラ
フネス制御量θ_rough（ｉ）が演算される。この気筒別
のＩＧラフネス制御量θ_rough（ｉ）は、基本的には、
前回の気筒別のＩＧラフネス制御量θ_rough（ｉ−１）
を進角側に補正したものである。

【００７５】 θ_rough（ｉ）＝θ_rough（ｉ−１）＋ min［K１・（dωf(i)−dωfmax），Δigad］……式５ θ_rough（ｉ）：今回の気筒別のＩＧラフネス制御量 θ_rough（ｉ−１）：前回の気筒別のＩＧラフネス制御
量ｍｉｎ［α，β，…］：α、β、…のうちの最小値Ｋ１：比例定数ｄωｆ（ｉ）：ラフネス値ｄｆｍａｘ：上限しきい値 Δｉｇａｄ：進角補正量なお、Δｉｇａｄは、エンジン回転数及び吸気充填効率
をパラメータとするマップを検索することにより、エン
ジン回転数及び吸気充填効率に応じて好ましく設定され
る。すなわち、Δｉｇａｄはエンジン回転数（Ｎ_E）と
吸気充填効率（γ）の関数である。 Δｉｇａｄ＝Δｉｇａｄ（Ｎ_E，γ）……………………………………式６

【００７６】ただし、ステップＳ１７では、式５により
演算された気筒別のθｒ_ough（ｉ）の演算値が所定の限
界値ＩＭＸよりも大きいときには、θ_rough（ｉ）はＩ
ＭＸとされる。ここで、限界値ＩＭＸは、気筒別のθ
_rough（ｉ）の進角側への限界値すなわちリミッタであ
り、θ_rough（ｉ）がＩＭＸに達したときには、θ_rough
（ｉ）はこれ以上は進角側に変化させることはできな
い。

【００７７】次に、ステップＳ１９で、ステップＳ１７
で演算されたＩＧラフネス制御量θ _rough（ｉ）が限界
値ＩＭＸと等しいか否かが判定され、θ_rough（ｉ）＝
ＩＭＸであれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２０でＩＧラフ
ネス制御禁止フラグＦ₃に１がセットされる。なお、ス
テップＳ１９でθ_rough（ｉ）＝ＩＭＸでなければ（Ｎ
Ｏ）、ステップＳ２０をスキップする。このＩＧラフネ
ス制御禁止フラグＦ₃は、ＩＧラフネス制御におけるラ
フネス制御量（補正量）が最大限に進角側となったとき
に１がセットされるフラグであるので、このＩＧラフネ
ス制御禁止フラグＦ₃が１であるときには、点火時期の
制御によりエンジン１の出力トルクを高めることはでき
ず、ＩＧラフネス制御は実行不可能となる。したがっ
て、このＩＧラフネス制御禁止フラグＦ₃に１がセット
されたときには、後記のＡ／Ｆラフネス制御が実行され
ることになる。この後、制御はステップＳ４４（図７参
照）に進められる。

【００７８】前記のステップＳ１５で、ラフネス大判定
フラグＦ₁が１でないと判定された場合は（ＮＯ）、ス
テップＳ１６でラフネス小判定フラグＦ₂が１であるか
否かが判定される。ここで、ラフネス小判定フラグＦ₂
が１であると判定された場合（ＹＥＳ）、すなわち、ス
テップＳ６でｄωf（ｉ）≦ｄωｆｍｉｎであると判定
されていた場合には、点火時期を遅角させてトルクを低
下させるべきであるから、ステップＳ２１で、次の式７
を用いて今回の気筒別のＩＧラフネス制御量θ
_rough（ｉ）が演算される。この気筒別のＩＧラフネス
制御量θ_rough（ｉ）は、基本的には、前回の気筒別の
ＩＧラフネス制御量θ_rough（ｉ−１）を遅角側に補正
したものである。 θ_rough（ｉ）＝θ_rough（ｉ−１）＋ min［K１・（dωf(i)−dωfmax），Δigret］……式７ θ_rough（ｉ）：今回の気筒別のＩＧラフネス制御量 θ_rough（ｉ−１）：前回の気筒別のＩＧラフネス制御
量ｍｉｎ［α，β，…］：α、β、…のうちの最小値Ｋ１：比例定数ｄωｆ（ｉ）：ラフネス値ｄｆｍａｘ：上限しきい値 Δｉｇｒｅｔ：遅角補正量

【００７９】なお、Δｉｇｒｅｔは、Δｉｇａｄと同じ
ように、エンジン回転数及び吸気充填効率をパラメータ
とするマップを検索することにより、エンジン回転数及
び吸気充填効率に応じて好ましく設定される。すなわ
ち、Δｉｇｒｅｔはエンジン回転数（Ｎ_E）と吸気充填
効率（γ）の関数である。 Δｉｇｒｅｔ＝Δｉｇｒｅｔ（Ｎ_E，γ）………………………………式８ただし、ステップＳ２１では、式７により演算された気
筒別のθ_rough（ｉ）の演算値が所定の限界値ＩＭＮよ
りも小さいときには、θ_rough（ｉ）はＩＭＮとされ
る。ここで、限界値ＩＭＮは、気筒別のθ_rough（ｉ）
の遅角側への限界値すなわちリミッタであり、θ_rough
（ｉ）がＩＭＮに達したときには、θ_rough（ｉ）はこ
れ以上は遅角側に変化させることはできない。この後、
制御はステップＳ４４に進められる。

【００８０】前記のステップＳ１６でラフネス小判定フ
ラグＦ₂が１でないと判定された場合（ＮＯ）、すなわ
ちラフネス値が上限しきい値ｄωｆｍａｘ以下であり、
かつ下限しきい値ｄωｆｍｉｎを超えている、つまりラ
フネス値が上限しきい値ｄωｆｍａｘと下限しきい値ｄ
ωｆｍｉｎとの間にあると判定された場合は、クランク
角速度変動ないしはトルク変動（ラフネス）が、さほど
大きくもなく、また点火時期をさらに遅角させられるほ
どには小さくないので、現在のＩＧラフネス制御量がそ
のまま保持される。

【００８１】すなわち、この場合は、ステップＳ２３
で、前回の気筒別のＩＧラフネス制御量θ_rough（ｉ−
１）が今回の気筒別のＩＧラフネス制御量θ
_rough（ｉ）として保持される。この後、制御はステッ
プＳ４４（図７）に進められる。なお、図７のステップ
Ｓ４４ないしステップＳ５０までの制御手順では、点火
時期θ_BASEを決定する。

【００８２】かくして、ステップＳ４４では、エンジン
の運転状態がアイドル領域に入っているか否かが判定さ
れ、アイドル領域に入っていれば（ＹＥＳ）、ステップ
Ｓ４５で開閉弁１８が閉弁領域（図１５参照）に入って
いるか否かが判定され、閉弁領域に入っていれば（ＹＥ
Ｓ）、ステップＳ４６で基本点火時期θ_BASEに、開閉弁
１８の閉弁時におけるアイドル時用に前もって設定され
ている閉弁時の点火時期基本値θ_IDCLSがセットされ
る。他方、閉弁領域に入っていなければ（ＮＯ）、ステ
ップＳ４７で基本点火時期θ_BASEに、開閉弁１８の開弁
時におけるアイドル時用に前もって設定されている開弁
時の点火時期基本値θ_IDOPNがセットされる。また、ス
テップＳ４４での判定で、エンジン１の運転状態が非ア
イドル領域であれば（ＮＯ）、ステップＳ４８でステッ
プＳ４５と同様に開閉弁１８が閉弁領域に入っているか
否かが判定され、閉弁領域に入っていれば（ＹＥＳ）、
ステップＳ４９で基本点火時期θ_BASEに開閉弁１８の閉
弁時における非アイドル時用に前もって設定されている
非アイドル閉時の点火時期基本値θ_NIDCLSがセットされ
る。他方、閉弁領域に入っていなければ（ＮＯ）、ステ
ップＳ５０で基本点火時期θ_BASEに、開閉弁１８の開弁
時における非アイドル時用に前もって設定されている非
アイドル開時の点火時期基本値θ_NIDOPNがセットされ
る。このエンジンシステムＡないしエンジン１では、非
アイドル時にはエンジン出力を高めるために、基本点火
時期θ_BASEをアイドル時よりも進角側に設定するように
している。また、開閉弁１８の閉弁時は切欠き部の影響
により燃焼速度が速くなるため、基本点火時期θ_BASEを
開閉弁１８の開弁時よりも遅角側に設定するようにして
いる。そこで、ステップＳ４４〜ステップＳ５０で、ア
イドル時であるか非アイドル時であるかに応じて、また
開閉弁１８の開閉状態に応じて個別に基本点火時期θ_BA
_SEを設定するようにしている。

【００８３】前記のステップＳ１４で、エンジン１の運
転状態がＩＧラフネス制御領域に入っていないと判定さ
れた場合（ＮＯ）、すなわちＡ／Ｆラフネス制御領域に
入っていると判定された場合は、ステップＳ２５〜ステ
ップＳ３１でＡ／Ｆラフネス制御量が演算され、又は保
持（現状維持）される（図５参照）。つまり、この場合
は、点火時期を変化させることによりラフネス制御を行
うことが困難ないしは実質的に不可能であるので、空燃
比を変化させることにより出力トルクを増減させてラフ
ネス制御を行う。

【００８４】具体的には、まずステップＳ２５でラフネ
ス大判定フラグＦ₁が１であるか否かが判定される。ラ
フネス大判定フラグＦ₁が１であると判定された場合
（ＹＥＳ）、すなわち空燃比（Ａ／Ｆ）をリッチ側に変
化させてトルクを増加させるべき場合は、ステップＳ２
７で、次の式９を用いて今回の気筒別のＡ／Ｆラフネス
制御量λ_rough（ｉ）が演算される。この気筒別のＡ／
Ｆラフネス制御量λ_rough（ｉ）は、基本的には、前回
の気筒別のＡ／Ｆラフネス制御量λ_rough（ｉ−１）を
リッチ側に一定量だけ補正したものである。 λ_rough（ｉ）＝λ_rough（ｉ−１）＋ＫＬ…………………………式９ λ_rough（ｉ）：今回の気筒別のＡ／Ｆラフネス制御量 λ_rough（ｉ−１）：前回の気筒別のＡ／Ｆラフネス制
御量ＫＬ：リッチ側ラフネス制御量補正値（一定値）

【００８５】ただし、ステップＳ２７では、式９により
演算された気筒別のλ_rough（ｉ）の演算値が所定の限
界値ＦＭＸよりも大きいときには、λ_rough（ｉ）はＦ
ＭＸとされる。ここで、限界値ＦＭＸは、気筒別のλ
_rough（ｉ）のリッチ側への限界値すなわちリミッタで
あり、λ_rough（ｉ）がＦＭＸに達したときには、λ_rou
_gh（ｉ）はこれ以上はリッチ側に変化させることはでき
ない。この後、制御はステップＳ３９（図７参照）に進
められる。

【００８６】前記のステップＳ２５で、ラフネス大判定
フラグＦ₁が１でないと判定された場合は（ＮＯ）、ス
テップＳ２６でラフネス小判定フラグＦ₂が１であるか
否かが判定される。ここで、ラフネス小判定フラグＦ₂
が１であると判定された場合（ＹＥＳ）、すなわち空燃
比をリーン側に変化させてトルクを低下させるべき場合
は、ステップＳ２８で、次の式１０を用いて今回の気筒
別のＡ／Ｆラフネス制御量λ_rough（ｉ）が演算され
る。この気筒別のＡ／Ｆラフネス制御量λ_rough（ｉ）
は、基本的には、前回の気筒別のＡ／Ｆラフネス制御量
λ_rough（ｉ−１）をリーン側に一定量だけ補正したも
のである。 λ_rough（ｉ）＝λ_rough（ｉ−１）−ＫＲ………………………式１０ λ_rough（ｉ）：今回の気筒別のＡ／Ｆラフネス制御量 λ_rough（ｉ−１）：前回の気筒別のＡ／Ｆラフネス制
御量ＫＲ：リーン側ラフネス制御量補正値（一定値）

【００８７】次に、ステップＳ２９で、全気筒ともＩＧ
ラフネス制御量が０であるか否かが判定され、全気筒と
もＩＧラフネス制御量が０であれば（ＹＥＳ）、ステッ
プＳ３０でＩＧラフネス制御禁止フラグＦ₃に０がセッ
トされる。なお、少なくとも１つの気筒のＩＧラフネス
制御量が０でなければ（ＮＯ）、ステップＳ３０をスキ
ップする。ステップＳ３０で、このＩＧラフネス制御禁
止フラグＦ₃に０がセットされたときには、前記のＩＧ
ラフネス制御に復帰することになる。この後、制御はス
テップＳ３９（図７）に進められる。

【００８８】前記のステップＳ２６でラフネス小判定フ
ラグＦ₂が１でないと判定された場合（ＮＯ）、すなわ
ちラフネス値が上限しきい値ｄωｆｍａｘ以下であり、
かつ下限しきい値ｄωｆｍｉｎを超えていると判定され
た場合は、クランク角速度変動ないしはトルク変動（ラ
フネス）が、さほど大きくもなく、またさほど小さくも
ないので、現在のＡ／Ｆラフネス制御量がそのまま保持
される。すなわち、この場合は、ステップＳ３１で、前
回の気筒別のＡ／Ｆラフネス制御量λ_rough（ｉ−１）
が今回の気筒別のＡ／Ｆラフネス制御量λ_rough（ｉ）
とされる。この後、制御はステップＳ３９に進められ
る。

【００８９】ステップＳ３９では、空燃比フィードバッ
ク制御フラグＦ₅が１であるか否かが判定される。この
空燃比フィードバック制御フラグＦ₅は、１がセットさ
れたときには、空燃比を理論空燃比、つまりλ＝１にし
ようとする空燃比のフィードバック制御が許可され、０
がセットされたときにはこの空燃比のフィードバック制
御が禁止されるフラグである。このＡ／Ｆラフネス制御
においては、少なくとも１つの気筒のＡ／Ｆラフネス制
御量λ_rough（ｉ）が所定の設定値を超えているときに
は空燃比のフィードバック制御を禁止し、全気筒につい
てＡ／Ｆラフネス制御量が０となったときに空燃比のフ
ィードバック制御を許可するようにしている。

【００９０】かくして、ステップＳ３９で、空燃比フィ
ードバック制御フラグＦ₅が１であると判定されたとき
（ＹＥＳ）、すなわち空燃比のフィードバック制御が許
可された状態にあるときには、ステップＳ４０で、上述
のステップＳ２７、ステップＳ２８で演算されたＡ／Ｆ
ラフネス制御量λ_rough（ｉ）のうちの少なくとも１つ
の気筒のＡ／Ｆラフネス制御量が所定の設定値を超えて
いるか否かが判定される。ここで、少なくとも１つの気
筒のＡ／Ｆラフネス制御量が所定の設定値を超えていれ
ば（ＹＥＳ）、空燃比フィードバックによるＡ／Ｆラフ
ネス制御ができないために、ステップＳ４１で空燃比フ
ィードバック制御フラグＦ₅に０がセットされ、したが
って空燃比のフィードバック制御が禁止される。他方、
ステップＳ４０で、少なくとも１つの気筒のＡ／Ｆラフ
ネス制御量が所定の設定値以下であれば（ＮＯ）、ステ
ップＳ４１をスキップし、空燃比フィードバック制御フ
ラグＦ₅が１のまま保持され、したがって空燃比のフィ
ードバック制御が続行される。この後、前記のステップ
Ｓ４４〜ステップＳ５０が実行される。

【００９１】前記のステップＳ３９で、空燃比フィード
バック制御フラグＦ₅が１でないと判定されたとき（Ｎ
Ｏ）、すなわち空燃比のフィードバック制御が禁止され
た状態にあるときには、ステップＳ４２で全気筒のＡ／
Ｆラフネス制御量が０であるか否かが判定される。ここ
で、全気筒のＡ／Ｆラフネス制御量が０であれば（ＹＥ
Ｓ）、空燃比フィードバック制御しても気筒別のＡ／Ｆ
ラフネス制御が実行可能であるので、ステップＳ４３で
空燃比フィードバック制御フラグＦ₅に１がセットさ
れ、したがって空燃比のフィードバック制御が許可され
る。他方、ステップＳ４２で、少なくとも１つの気筒の
Ａ／Ｆラフネス制御量が０でなければ（ＮＯ）、ステッ
プＳ４３をスキップし、空燃比フィードバック制御フラ
グＦ₅が０のまま保持され、したがって空燃比のフィー
ドバック制御が禁止されたままとなる。

【００９２】ところで、前記のステップＳ１３で、ラフ
ネス制御実行条件が成立していないと判定された場合
（ＮＯ）、すなわち前記の各ラフネス制御実行条件の少
なくとも１つが成立しないときには、ラフネス制御は一
時停止又は終了される。この場合、まずステップＳ３２
で、前記のエンジン暖機フラグＦ₄が１であるか否か、
すなわちエンジン水温が所定温度（例えば、６０°Ｃ）
を超えているか否かが判定され、エンジン暖機フラグＦ
₄が１でなければ（ＮＯ）、ラフネス制御は一時的に停
止され、ステップＳ３３〜ステップＳ３５で、それぞ
れ、気筒別のＩＧラフネス制御量と、気筒別のＡ／Ｆラ
フネス制御量とが保持（現状維持）される。なお、ステ
ップＳ３３では、前回の気筒別のＩＧラフネス制御量θ
_rough（ｉ−１）が今回の気筒別のＩＧラフネス制御量
θ_rough（ｉ）とされる。

【００９３】この後、前記のステップＳ３９〜ステップ
Ｓ５０が実行される。しかしながら、この場合、前記の
とおりラフネス制御は一時的に停止されているので、ス
テップＳ３３〜ステップＳ３５で保持された各ラフネス
制御量はラフネス制御に用いられるわけではない。つま
り、ラフネス制御が一時的に停止されたときには、停止
直前における各ラフネス制御量が保持されるが、これら
のラフネス制御量は、この後ラフネス制御が再開される
場合に備えて保持（記憶）されているだけである。

【００９４】このように、ラフネス制御実行条件が不成
立となってラフネス制御が一時的に停止された後、ラフ
ネス制御条件が再び成立したときには、保持されている
ラフネス制御量を用いてラフネス制御が再開される。こ
のため、該ラフネス制御が早期に安定化され、したがっ
て該制御の応答性が高められ、トルク変動を許容範囲内
に収めつつ、触媒コンバータ２７内の三元触媒の昇温あ
るいはエンジン１の暖機を大幅に促進することができ、
エミッション性能及び燃費性能を高めることができる。

【００９５】前記のステップＳ３２で、エンジン暖機フ
ラグＦ₄が１であると判定された場合は（ＹＥＳ）、エ
ンジン１がすでに暖機状態にあり、また触媒コンバータ
２７内の三元触媒も十分に昇温されているものと考えら
れるので、ラフネス制御は終了される。しかしながら、
ラフネス制御を急激に（ステップ状に）終了させると、
ラフネス制御量が突然消滅するので、出力トルクが急変
してトルクショックが生じるおそれがある。そこで、こ
の場合、ステップＳ３６〜ステップＳ３８で、それぞ
れ、気筒別のＩＧラフネス制御量と、気筒別のＡ／Ｆラ
フネス制御量とを徐々に小さくして（漸減させる）リセ
ットし、ラフネス制御を比較的緩やかに終了させるよう
にしている。これにより、ラフネス制御終了時のトルク
ショックの発生が防止される。

【００９６】かくして、点火時期あるいは空燃比につい
てのラフネス制御量が、前記の図３〜図７に示す制御手
順により決定された後は、図２５に示す制御手順に従っ
て、点火時期の最終決定と、燃料噴射量の決定と、燃料
噴射と、点火とが行われる。

【００９７】すなわち、図２５に示す制御手順では、ま
ずステップＳ６１で、例えば図１７に示すような特性を
備えたマップに従って、点火時期フィードバック制御量
θ_ID _FBが設定される。次に、ステップＳ６２で、例えば
図２6に示すような特性を備えたマップに基づいて、前
述の制御手順に従って演算されたＩＧラフネス制御量θ
_roughの値に対応するフィードバック制御ゲインθ_CFBの
値が決定される。そして、ステップＳ６３では、次の式
１１に従って、フィードバック制御量θ_IDFBが、フィー
ドバック制御ゲインθ_CFBによって更新される。 θ_IDFB＝θ_IDFB×θ_CFB……………………………………………式１１

【００９８】前述したように、このフィードバック制御
ゲインθ_CFBは、図２６から明らかなとおり、点火時期
の遅角量がより大きい（点火時期の変化量に対する出力
トルクの変化量の割合が大きい）ほど、より小さな値を
とる。したがって、この制御ゲインθ_CFBは、式１１に
従って点火時期フィードバック制御量θ_IDFBをより小さ
な値に設定する（点火時期フィードバック制御において
大きな出力トルクの変化が発生しないようにする）機能
を有するので、効果的にラフネスが解消されることにな
る。

【００９９】次に、ステップＳ６４で、前記の式１（Ｉ
ＧＴ(ｎ)＝θ_BASE＋θ_IDFB＋θ_RTD＋θ_rough(ｎ)）に従
って、点火時期ＩＧＴが最終的に決定される。さらに、
ステップＳ６５で、エンジン回転数と吸気充填率とに基
づいて、所定のマップ（図示せず）により基本燃料噴射
量Ｔ_BASEが計算される。続いて、ステップＳ６６で、例
えば図２７に示すような特性を備えたマップに基づい
て、エンジン回転数と目標回転数との偏差（図２７の横
軸）に応じて、空燃比フィードバック制御における燃料
噴射補正量Ｔ_IDFBが決定される。次に、ステップＳ６７
で、例えば図２８に示すような特性を備えたマップに基
づいて、空燃比（Ａ／Ｆ）ラフネス制御量λ_roughの値
に応じて、フィードバック制御ゲインλ_CFBの値が決定
される。

【０１００】さらに、ステップＳ６８で、次の式１２を
用いて、空燃比フィードバック制御における燃料噴射補
正量Ｔ_IDFBが更新される。Ｔ_IDFB＝Ｔ_IDFB×λ_CFB……………………………………………式１２前述したように、フィードバック制御ゲインλ_CFBは、
図２８から明らかなとおり、Ａ／Ｆラフネス制御量λ
_roughがより大きいリーン側（空燃比の変化に対する出
力トルクの変化割合が大きい側）ほど、より小さな値を
とる。したがって、フィードバック制御ゲインλ
_CFBは、式１２に従って空燃比フィードバック制御にお
ける燃料噴射補正量Ｔ_IDFBをより小さな値に設定する
（空燃比フィードバック制御において大きな出力トルク
の変化が発生しないようにする）機能を有するので、効
果的にラフネスが解消されることになる。

【０１０１】続いて、ステップＳ６９で、次の式１３を
用いて、燃料噴射量Ｔ_TOT（総量）が決定される。Ｔ_TOT＝Ｔ_BASE＋Ｔ_IDFB＋λ_rough………………………………式１３以上の制御手順により、ラフネス制御と回転数フィード
バック制御とが調和された形で、燃料噴射量Ｔ_TOTと、
点火時期ＩＧＴとが適正に決定されることになる。

【０１０２】この後、ステップＳ７０で、噴射時期（噴
射タイミング）であるか否かが判定される。そして、噴
射時期であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ７１で、燃料噴
射量Ｔ_TOTでもって燃料噴射が行われる。次に、ステッ
プＳ７２で、設定された点火時期（点火タイミング）に
到達したか否かが判定される。そして、点火時期に到達
していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ７３で、点火が実行
される。この後、前記のステップＳ１に復帰する（リタ
ーン）。

【０１０３】（実施の形態２）以下、本発明の実施の形
態２を具体的に説明する。なお、実施の形態２にかかる
エンジンシステムないしその制御手法の基本構成（大
半）は、実施の形態１の場合と共通であるので、以下で
は、説明の重複を避けるため、主として実施の形態１と
異なる点についてのみ説明する。

【０１０４】前記のとおり、実施の形態１では、空燃比
フィードバック制御と点火時期フィードバック制御との
調和を達成するため、点火時期ラフネス制御量θ_rough
の値、あるいはＡ／Ｆラフネス制御量λ_roughの値に応
じて、フィードバック制御ゲインを設定している（図２
５中のステップＳ６２、ステップＳ６７）。しかしなが
ら、ラフネスは、好ましくは、最終的に点火時期あるい
は燃料噴射量がいかなる値をとるかによって決定される
べきである。例えば、点火時期ラフネス制御量θ_rough
の値が小さい場合でも、前記の式１に従えば、その他の
制御量（θ_BASE、θ_IDFB）の値によっては、点火時期Ｉ
ＧＴがトルク変動に影響を与える値となる可能性があ
る。そこで、この実施の形態２では、制御ゲインの設定
を、ラフネス制御量（θ_rough、λ_rough等）に基づくの
ではなく、例えば、基本点火時期θ _BASEやθ_RTD等を参
照して決定することにより、制御ゲインを決定する上に
おいて、制御量の最終値により大きな考慮が払われるよ
うにしている。

【０１０５】図２９は、実施の形態２にかかるエンジン
システムにおける部分的な制御手順を示すフローチャー
トである。前記の実施の形態１では、図７に示す制御手
順に続いて、図２５のステップＳ６１が実行されるよう
になっているが、この実施の形態２では、図７に示す制
御手順に続いて、図２９のステップＳ１０１が実行され
る。すなわち、図２５に示す制御手順に代えて図２９に
示す制御手順が実行される。

【０１０６】かくして、ステップＳ１０１では、次の式
１４に従って、点火時期ＩＧＴ（ｎ）が演算される。ＩＧＴ（ｎ）＝θ_BASE＋θ_RTD＋θ_rough（ｎ）…………………式１４式１４が、前記の式１と異なる点は、右辺に点火時期フ
ィードバック制御量θ _IDFBの項を含まないことである。
しかしながら、点火時期フィードバック制御量θ
_IDFBは、次のステップＳ１０２で計算される。すなわ
ち、ステップＳ１０２では、実施の形態１の場合と同様
に、例えば図１７に示すような特性を備えたマップに従
って、点火時期フィードバック制御量θ_IDFBが設定され
る。

【０１０７】次に、ステップＳ１０３で、例えば図３０
に示すような特性を備えたマップに基づいて、前述の制
御手順に従って演算された点火時期ＩＧＴの値に対応す
るフィードバック制御ゲインθ_CFBが決定される。続い
て、ステップＳ１０４で、前記の式１１（θ_IDFB＝θ
_IDFB×θ_CFB）に従って、点火時期フィードバック制御
量θ_IDFBが、フィードバック制御ゲインθ_CFBによって
更新される。

【０１０８】前述したとおり、このフィードバック制御
ゲインθ_CFBは、式１４及び図３０から明らかなよう
に、ラフネス制御量θ_rough（ｎ）の寄与を含むもので
あり、点火時期ＩＧＴが最大トルクが得られる点火時期
よりも遅角側にあればあるほど（出力トルクがより小さ
く、点火時期の変化量に対する出力トルクの変化量の割
合が大きい）、より小さな値をとる。したがって、この
フィードバック制御ゲインθ_CFBは、式１１に従って、
点火時期フィードバック制御量θ_IDFBをより小さな値に
設定する（点火時期フィードバック制御において大きな
出力トルクの変化が発生しないようにする）機能を有す
るので、効果的にラフネスが解消されることになる。

【０１０９】次に、ステップＳ１０５で、ステップＳ１
０４で決定された点火時期フィードバック制御量θ_IDFB
等も考慮して、前記の式１（ＩＧＴ(ｎ)＝θ_BASE＋θ
_IDFB＋θ_RTD ＋θ_rough(ｎ)）に従って、点火時期ＩＧ
Ｔが最終的に決定される。続いて、ステップＳ１０６
で、エンジン回転数と吸気充填率とに基づいて、所定の
マップ（図示せず）を用いて、基本燃料噴射量Ｔ_BASEが
演算される。

【０１１０】さらに、ステップＳ１０７で、次の式１５
に従って、燃料噴射制御量Ｔ_Aが演算される。Ｔ_A＝Ｔ_BASE＋λ_rough………………………………………………式１５ここで、留意すべきことは、燃料噴射制御量Ｔ_AがＡ／
Ｆラフネス制御量λ_rou _ghを含んでいることである。続
いて、ステップＳ１０８で、実施の形態１の場合と同様
に、例えば図２７に示すような特性を備えたマップに基
づいて、エンジン回転数と目標回転数との偏差（図２７
の横軸）に従って、空燃比フィードバック制御における
燃料噴射補正量Ｔ_IDFBが決定される。

【０１１１】次に、ステップＳ１０９で、例えば図３１
に示すような特性を備えたマップに基づいて、Ａ／Ｆラ
フネス制御量λ_roughを一部に含む燃料噴射制御量Ｔ_Aに
応じて、フィードバック制御ゲインλ_CFBの値が決定さ
れる。続いて、ステップＳ１１０で、前記の式１２（Ｔ
_IDFB＝Ｔ_IDFB＋λ_CFB）に従って、Ａ／Ｆフィードバッ
ク制御における燃料噴射補正量Ｔ_IDFBが更新される。前
述したとおり、このフィードバック制御ゲインλ
_CFBは、図３１から明らかなように燃料噴射制御量Ｔ_Aが
より小さい（よりリーン側）ほど、より小さな値をと
る。したがって、このフィードバック制御ゲインλ_CFB
は、式１２に従って、Ａ／Ｆフィードバック制御の燃料
噴射補正量Ｔ_IDFBをより小さな値に設定する（このフィ
ードバック制御時において大きな出力トルクの変化が生
じないようにする）機能を有するので、効果的にラフネ
スが解消されることになる。次に、ステップＳ１１１
で、実施の形態１の場合と同様に、燃料噴射量Ｔ
_TOT（総量）が、式１３（Ｔ_TOT＝Ｔ_BASE＋Ｔ_IDFB＋λ
_rough）に従って決定される。以上の制御手順により、
ラフネス制御と回転数フィードバック制御とが調和され
た形で、燃料噴射量Ｔ_TOTと、点火時期ＩＧＴとが適正
に決定されることになる。

【０１１２】この後、ステップＳ１１２で、噴射時期
（噴射タイミング）であるか否かが判定される。そし
て、噴射時期であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１１３
で、燃料噴射量Ｔ_TOTでもって燃料噴射が行われる。次
に、ステップＳ１１４で、設定された点火時期（点火タ
イミング）に到達したか否かが判定される。そして、点
火時期に到達していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１１５
で、点火が実行される。

【０１１３】（変形例）前記の実施の形態１及び実施の
形態２では、各気筒別にＩＧラフネス制御量θ _roughと
Ａ／Ｆラフネス制御量λ_roughとを設定するようにして
いるが、このようにせずに、全気筒に対して１つのラフ
ネス制御量θ’_rough及びλ’_roughを設定するようにし
てもよい。この全気筒ラフネス制御量とは、次の式１６
に示すように、各気筒別に求めたトルク変動量ｄｆω
（ｉ）の平均値を求め、この平均値が大きいときに全気
筒のラフネス制御量θ’_rough及びλ’_roughを一律に大
きくするものである。なお、式１６において、Σはｉに
ついての積算である。 Σｄｆω（ｉ）／Σ１…………………………………………………式１６

【０１１４】なお、この場合、ＩＧラフネス制御量θ’
_roughの演算は、ステップＳ１７、ステップＳ２１、ス
テップＳ２３の処理内容（動作）を、それぞれ、ＩＧラ
フネス制御量θ’_roughを、進角側に変更する、遅角側
に変更する、保持する、と変更することにより行うこと
になる。また、Ａ／Ｆラフネス制御量λ’_roughの演算
は、ステップＳ２７、ステップＳ２８、ステップＳ３１
の処理内容を、それぞれ、Ａ／Ｆラフネス制御量λ’
_roughを、リッチ側に変更する、リーン側に変更する、
保持する、と変更することにより行うことになる。図６
中の各ステップ（ステップＳ３３、ステップＳ３６、ス
テップＳ３５、ステップＳ３８）についても同様であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる制御装置を備えたエンジンシ
ステムの全体構成図である。

【図２】図１に示すエンジンシステムに設けられてい
るＥＣＵの機能ブロック図である。

【図３】ＥＣＵによるラフネス制御の制御方法を示す
フローチャートの一部である。

【図４】ＥＣＵによるラフネス制御の制御方法を示す
フローチャートの一部である。

【図５】ＥＣＵによるラフネス制御の制御方法を示す
フローチャートの一部である。

【図６】ＥＣＵによるラフネス制御の制御方法を示す
フローチャートの一部である。

【図７】ＥＣＵによるラフネス制御の制御方法を示す
フローチャートの一部である。

【図８】ＥＣＵによるラフネス制御におけるエンジン
暖機フラグの設定方法を示すフローチャートである。

【図９】直列４気筒型の４サイクルエンジンの各気筒
の行程と、クランク角の変化に対するトルク及び角速度
の変化とを示す図である。

【図１０】燃焼圧と角速度変動との相関関係を示す図
である。

【図１１】クランク角検出のための、被検出プレート
及びクランク角センサの概略構成を示す図である。

【図１２】ノイズ的要素による角速度変動を示す図で
ある。

【図１３】検出した角速度のデータからエンジン回転
の０.５次及びその整数倍の成分を除去すべくコムフィ
ルタを通した後の減衰特性を示す図である。

【図１４】図１３に示すデータからエンジン回転の
０.５次より低い周波数成分を除去すべくハイパスフィ
ルタを通した後の減衰特性を示す図である。

【図１５】開閉弁の開弁領域及び閉弁領域を、エンジ
ン回転数と吸気充填効率とエンジン水温とをパラメータ
としてあらわした図である。

【図１６】冷間始動時における目標アイドル回転数の
エンジン水温に対する変化特性を示す図である。

【図１７】点火時期のフィードバック制御量のアイド
ル回転数偏差に対する変化特性を示す図である。

【図１８】エンジンの出力トルクの点火時期に対する
依存性を示す図である。

【図１９】点火時期の昇温促進制御量のエンジン水温
に対する変化特性を示す図である。

【図２０】図示平均有効圧力の点火時期（遅角量）に
対する変化特性を、燃料の性状をパラメータとして示し
た図である。

【図２１】エンジンの出力トルクの点火時期に対する
依存性を示す図である。

【図２２】点火時期を制御量とするアイドル回転数の
フィードバック制御の制御ゲインの点火時期遅角量に対
する変化特性を示す図である。

【図２３】エンジン出力トルクの空燃比に対する依存
性を示す図である。

【図２４】空燃比を制御量とするアイドル回転数のフ
ィードバック制御の制御ゲインの空燃比に対する変化特
性を示す図である。

【図２５】実施の形態１において、決定された各種制
御量に基づいて燃料噴射及び点火実行するための制御手
順を示すフローチャートである。

【図２６】実施の形態１において、点火時期ラフネス
制御量に対応して、点火時期フィードバック制御の制御
ゲインを決定するためのマップの特性を示すグラフであ
る。

【図２７】実施の形態１において、回転数偏差に対応
して、空燃比フィードバック制御における燃料噴射補正
量を決定するためのマップの特性を示すグラフである。

【図２８】実施の形態１において、空燃比ラフネス制
御量に対応して、空燃比フィードバック制御の制御ゲイ
ンを決定するためのマップの特性示すグラフである。

【図２９】実施の形態２において、決定された各種制
御量に基づいて燃料噴射及び点火実行するための制御手
順を示すフローチャートである。

【図３０】実施の形態２において、点火時期に対応し
て、点火時期フィードバック制御の制御ゲインを決定す
るためのマップの特性を示すグラフである。

【図３１】実施の形態２において、燃料噴射制御量に
対応して、空燃比フィードバック制御の制御ゲインを決
定するためのマップの特性を示すグラフである。

【符号の説明】

Ａ…エンジンシステム、１…エンジン、２…気筒、３…
シリンダブロック、４…シリンダヘッド、５…ピスト
ン、６…燃焼室、７…点火プラグ、８…点火回路、９…
共通吸気通路、１０…独立吸気通路、１０ａ…第２独立
吸気通路、１１…エアクリーナ、１２…吸気弁、１３…
エアフローセンサ、１４…スロットル弁、１５…サージ
タンク、１６…インジェクタ、１７…吸気温センサ、１
８…開閉弁、１８ａ…アクチュエータ、２０…ＩＳＣバ
イパス通路、２１…ＩＳＣバルブ、２１ａ…アクチュエ
ータ、２２…アイドルスイッチ、２３…スロットル開度
センサ、２４…排気弁、２５…排気通路、２６…Ｏ２セ
ンサ、２７…触媒コンバータ、３０…クランク角セン
サ、３１…被検出プレート、３１ａ…突起部、３２…水
温センサ、３５…ＥＣＵ、３６…開閉弁制御部、３７…
ラフネス検出部、３８…空燃比制御部、３９…点火時期
制御部、４０…ＩＳＣ制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｐ 5/15 ＥＢ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アイドル時に、エンジンの実回転数が目
標アイドル回転数となるように、実回転数と目標アイド
ル回転数との偏差に基づいて点火フィードバック制御量
を求め、該点火フィードバック制御量により点火時期を
変化させてアイドル回転数をフィードバック制御するア
イドル回転数制御手段を備えたエンジンのアイドル回転
数制御装置において、少なくともアイドル時に、燃焼に起因するトルク変動状
態が許容限度内に収まるように、該トルク変動状態量に
応じて点火時期を補正してラフネス制御を行うラフネス
制御手段が設けられ、上記アイドル回転数制御手段が、アイドル回転数のフィ
ードバック制御における上記点火フィードバック制御量
を、上記ラフネス制御手段のラフネス制御量により変化
させるようになっていることを特徴とするエンジンのア
イドル回転数制御装置。
【請求項２】エンジン温度に応じて点火時期を補正す
るようになっていることを特徴とする請求項１に記載の
エンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項３】基本点火時期が、最大トルクが得られる
点火時期よりも遅角側にオフセットして設定されてい
て、上記アイドル回転数制御手段が、上記ラフネス制御手段
のラフネス制御量が遅角側にあるときほど、アイドル回
転数の点火フィードバック制御における制御ゲインを小
さくするようになっていることを特徴とする請求項１に
記載のエンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項４】エンジン冷機時の点火時期が、最大トル
クが得られる点火時期よりも所定量遅角側に設定されて
いて、上記アイドル回転数制御手段が、上記ラフネス制御手段
のラフネス制御量が遅角側にあるときほど、アイドル回
転数の点火フィードバック制御における制御ゲインを小
さくするようになっていることを特徴とする請求項２に
記載のエンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項５】上記ラフネス制御量は、上記トルク変動
状態量が小さいときほど点火時期を遅角側に補正するよ
うになっていることを特徴とする請求項３又は４に記載
のエンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項６】アイドル時に、エンジンの実回転数が目
標アイドル回転数となるように、実回転数と目標アイド
ル回転数との偏差に基づいて空燃比フィードバック制御
量を求め、該空燃比フィードバック制御量により空燃比
を変化させてアイドル回転数をフィードバック制御する
アイドル回転数制御手段を備えたエンジンのアイドル回
転数制御装置において、少なくともアイドル時に、燃焼に起因するトルク変動状
態が許容限度内に収まるように該トルク変動状態量に応
じて空燃比を補正してラフネス制御を行うラフネス制御
手段が設けられ、上記アイドル回転数制御手段が、アイ
ドル回転数のフィードバック制御における上記空燃比フ
ィードバック制御量を、上記ラフネス制御手段のラフネ
ス制御量により変化させるようになっていることを特徴
とするエンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項７】空燃比が、理論空燃比よりリッチ側の最
大トルクが得られる空燃比に対してリーン側に設定され
ていて、上記アイドル回転数制御手段が、上記ラフネス
制御手段のラフネス制御量がリーン側にあるときほど、
アイドル回転数の空燃比フィードバック制御における制
御ゲインを小さくするようになっていることを特徴とす
る請求項６に記載のエンジンのアイドル回転数制御装
置。
【請求項８】上記ラフネス制御量は、上記トルク変動
状態量が小さいときほど空燃比をリーン側に補正するよ
うになっていることを特徴とする請求項７に記載のエン
ジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項９】アイドル運転状態において、エンジンの
実回転数が目標アイドル回転数に収束するように、実回
転数と目標アイドル回転数との偏差に基づいて点火時期
フィードバック制御量の値を決定し、この点火時期フィ
ードバック制御量によりアイドル点火時期を決定して点
火時期フィードバック制御を実行するアイドル回転数制
御手段を備えたエンジンのアイドル回転数制御装置にお
いて、運転状態に応じて点火時期を、最大トルクが得られる点
火時期よりもリタード側のリタード補正値に設定する点
火時期リタード設定手段と、上記アイドル点火時期と上記リタード補正値とに基づい
て、点火プラグによる点火を実行する点火実行手段と、上記点火時期フィードバック制御量を決定するための制
御ゲインを、上記リタード補正値に基づいて補正する補
正手段とを備えていることを特徴とするエンジンのアイ
ドル回転数制御装置。
【請求項１０】エンジン温度を検出する手段が設けら
れ、上記リタード補正値は、エンジン温度が所定の温度より
も低いときに、点火時期が、最大トルクが得られる点火
時期よりも所定量リタード側になるように設定されるよ
うになっていることを特徴とする請求項９に記載のエン
ジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項１１】上記リタード補正値は、少なくともア
イドル時にエンジンの燃焼に起因するトルク変動状態が
許容限度範囲内に収まるように、検出されたトルク変動
状態量に応じて設定され、検出されたトルク変動状態量
が小さいときに、上記補正手段は上記制御ゲインを小さ
い値に補正するようになっていることを特徴とする請求
項９に記載のエンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項１２】上記点火時期リタード設定手段は、検
出されたトルク変動状態量が小さいときに上記リタード
補正値をリタード側に補正し、上記補正手段は、上記リ
タード補正値がよりリタード側に設定されるほど上記制
御ゲインを小さい値に補正するようになっていることを
特徴とする請求項１０に記載のエンジンのアイドル回転
数制御装置。
【請求項１３】さらに運転状態に基づいて基本点火時
期を設定する手段を備えていて、上記点火実行手段は、基本点火時期とリタード補正値と
アイドル点火時期とにより点火を実行し、上記補正手段は、基本点火時期とリタード補正値とによ
り求まる点火時期がよりリタード側に設定されるほど、
上記制御ゲインをより小さい値に設定するようになって
いることを特徴とする請求項９に記載のエンジンのアイ
ドル回転数制御装置。
【請求項１４】アイドル運転状態において、エンジン
の実回転数が目標アイドル回転数に収束するように、実
回転数と目標アイドル回転数との偏差に基づいて空燃比
フィードバック制御量の値を決定し、この空燃比フィー
ドバック制御量により空燃比を調整するアイドル回転数
制御手段を備えたエンジンのアイドル回転数制御装置に
おいて、運転状態に基づいて空燃比を、最大トルクが得られる空
燃比よりもリーン側のリーン補正値に設定する設定手段
と、少なくとも、上記空燃比フィードバック制御量と上記リ
ーン補正値とにより空燃比制御を行う空燃比制御手段
と、アイドル時における上記空燃比制御手段による空燃比制
御における制御ゲインを、上記リーン補正値に基づいて
補正する補正手段とが設けられていることを特徴とする
エンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項１５】上記リーン補正値は、エンジンの燃焼
に起因するトルク変動状態が許容限度範囲内に収まるよ
うに、検出されたトルク変動状態量に応じて設定され、上記補正手段は、検出されたトルク変動状態量が小さい
ときには制御ゲインを小さい値に設定するようになって
いることを特徴とする請求項１４に記載のエンジンのア
イドル回転数制御装置。
【請求項１６】上記設定手段が、トルク変動状態量が
小さいときには上記リーン補正値をリーン側の値に設定
し、上記補正手段が、上記設定手段により設定された上記リ
ーン補正値がリーン側の値であればあるほど、上記制御
ゲインを小さい値に補正するようになっていることを特
徴とする請求項１５に記載のエンジンのアイドル回転数
制御装置。
【請求項１７】上記設定手段が基本空燃比を設定する
一方、空燃比制御手段が基本空燃比とリーン補正値と空
燃比フィードバック制御量の値とにより空燃比を制御
し、上記補正手段が、基本空燃比とリーン補正値とにより求
まる空燃比がよりリーン側に設定されるほど、上記制御
ゲインをより小さい値に補正するようになっていること
を特徴とする請求項１４に記載のエンジンのアイドル回
転数制御装置。
【請求項１８】排気ガス浄化触媒を備えた触媒コンバ
ータが排気通路に介設されているエンジンに設けられて
いることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１つに
記載のエンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項１９】アイドル時に、エンジンの実回転数が
目標アイドル回転数となるように、実回転数と目標アイ
ドル回転数との偏差に基づいて点火フィードバック制御
量を求め、該点火フィードバック制御量により点火時期
を変化させてアイドル回転数をフィードバック制御する
アイドル回転数制御手段を備えたエンジンのアイドル回
転数制御装置において、アイドル時に、燃焼に起因するトルク変動状態が許容限
度内に収まるように、該トルク変動状態に応じてラフネ
ス制御量を演算して点火時期を補正することにより、ト
ルク変動におけるラフネス特性を制御する第１のラフネ
ス制御手段と、アイドル時に、エンジン回転数が目標アイドル回転数と
なるように、空燃比を変化させてアイドル回転数をフィ
ードバック制御するとともに、燃焼に起因するトルク変
動状態が許容限度内に収まるように、該トルク変動状態
量に応じたラフネス制御量を演算して空燃比を補正する
ことにより、トルク変動におけるラフネス特性を制御す
る第２のラフネス制御手段と、アイドル時において、上記第１のラフネス制御手段と第
２のラフネス制御手段とのうちのいずれか一方を選択し
て動作させる選択手段とを備えていて、上記第１のラフネス制御手段が、アイドル回転数をフィ
ードバック制御するときに演算する点火フィードバック
制御量を、点火時期に関連して生成する第１のラフネス
制御量に応じて補正し、上記第２のラフネス制御手段が、アイドル回転数をフィ
ードバック制御するときに演算する空燃比フィードバッ
ク制御量を、空燃比に関連して生成する第２のラフネス
制御量に応じて補正するようになっていることを特徴と
するエンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項２０】上記選択手段が、上記第１のラフネス
制御量と第２のラフネス制御量の各値を、それぞれ第１
と第２の所定の閾値と比較し、上記第１のラフネス制御
量が上記第１の閾値より大きいときは、上記第２のラフ
ネス制御手段を動作させるようになっていることを特徴
とする請求項１９に記載のエンジンのアイドル回転数制
御装置。
【請求項２１】上記選択手段が、上記第１のラフネス
制御量と第２のラフネス制御量の各値を、それぞれ第１
と第２の所定の閾値と比較し、上記第２のラフネス制御
量が上記第２の閾値より大きいときは、上記第１のラフ
ネス制御手段を動作させるようになっていることを特徴
とする請求項１９に記載のエンジンのアイドル回転数制
御装置。