(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関の始動直後の回転数が目標アイドル回転数よりも高くなることに伴う燃料の無駄な消費を抑制する。【解決手段】内燃機関の始動時のエンジントルクを検出し、内燃機関の始動時の外部負荷を検出し、始動後、回転数が目標アイドル回転数に至るまでの間に前記エンジントルクと前記外部負荷とが等しくなるように外部負荷を増量させる制御を行う。【選択図】図６
2014070554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の始動時のエンジントルクを検出する始動時エンジントルク検出手段と、
内燃機関の始動時の外部負荷をする外部負荷検出手段とを備え、
始動後、回転数が目標アイドル回転数に至るまでの間に前記エンジントルクと前記外部負荷とが等しくなるように外部負荷を増量させる制御を行う内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載され、始動直後の内燃機関の回転数制御を行う内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関の始動時には回転数が所定の切替回転数に達するまで始動制御を行い、回転数が所定の切替回転数に達した後は通常の回転数制御を行う内燃機関の制御装置が広く知られている。また、このような制御装置において、内燃機関の状態に応じて前記切替回転数を変更することも知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
しかして、特許文献１記載の制御装置のような制御を行う場合、回転数が前記切替回転数に達した後は回転数が目標アイドル回転数となるように制御が行われるが、前記切替回転数は、始動の確実性を考慮して、前記目標アイドル回転数よりも高い値に設定されている。このことにより、始動直後には吹き上がりと呼ばれる現象が発生する。前記特許文献１には、この吹き上がりと呼ばれる現象に伴う無駄な燃料の消費を抑制すべく、前記切替回転数を目標アイドル回転数に近づけることが記載されてはいるが、それでもなお切替回転数は目標アイドル回転数よりも高く、回転数が目標アイドル回転数まで低下するまでの間燃料が無駄に消費されるという問題がなお存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３１７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上の点に着目し、内燃機関の始動直後の回転数が目標アイドル回転数よりも高くなることに伴う燃料の無駄な消費を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決すべく、本発明に係る内燃機関の制御装置は、以下に述べるような制御を行う。すなわち本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の始動時のエンジントルクを検出する始動時エンジントルク検出手段と、内燃機関の始動時の外部負荷をする外部負荷検出手段とを備え、始動後、回転数が目標アイドル回転数に至るまでの間に前記エンジントルクと前記外部負荷とが等しくなるように外部負荷を増量させる制御を行う。
【０００７】
このような制御を行えば、始動後、外部負荷が始動時のエンジントルクと等しくなるようにすることでエンジンに対する機械的な負荷が大きくなり、回転数がより速やかに目標アイドル回転数に収束する。従って、始動直後に目標アイドル回転数よりも高い回転数で運転される期間を短くし、燃料の無駄な消費を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、内燃機関の始動直後の回転数が目標アイドル回転数よりも高くなることに伴う燃料の無駄な消費を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関の概略構成図
【図２】同実施形態における火花点火装置の回路図。
【図３】同実施形態における車両の電装系の回路図。
【図４】同実施形態における駆動系の構成を示す図。
【図５】同実施形態における駆動系の各種装置を作動させるための液圧回路を示す図。
【図６】同実施形態の制御装置が実施する処理の手順例を示すフローチャート。
【図７】同実施形態の内燃機関のアイドル回転数制御による作用を示す概略図。
【図８】同実施形態の内燃機関の内燃機関の始動時のエンジントルク及び外部負荷の関係を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の第一の実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の４ストロークエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。
【００１１】
図２に、火花点火用の電気回路を示している。点火プラグ１２は、点火コイル１４にて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイル１４は、半導体スイッチング素子であるイグナイタ１３とともに、コイルケースに一体的に内蔵される。
【００１２】
内燃機関の制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）０からの点火信号ｉをイグナイタ１３が受けると、まずイグナイタ１３が点弧して点火コイル１４の一次側に電流が流れ、その直後の点火タイミングでイグナイタ１３が消弧してこの電流が遮断される。すると、自己誘導作用が起こり、一次側に高電圧が発生する。そして、一次側と二次側とは磁気回路及び磁束を共有するので、二次側にさらに高い誘導電圧が発生する。この高い誘導電圧が点火プラグ１２の中心電極に印加され、中心電極と接地電極との間で火花放電する。
【００１３】
ＥＣＵ０は、燃料の爆発燃焼の際に気筒１の燃焼室内に発生するイオン電流を検出し、このイオン電流を参照して、燃焼状態の判定を行う。
【００１４】
図２に示すように、本実施形態では、火花点火用の電気回路に、イオン電流を検出するための回路を付加している。この検出回路は、イオン電流を効果的に検出するためのバイアス電源部１５と、イオン電流の多寡に応じた検出電圧を増幅して出力する増幅部１６とを備える。バイアス電源部１５は、バイアス電圧を蓄えるキャパシタ１５１と、キャパシタ１５１の電圧を所定電圧まで高めるためのツェナーダイオード１５２と、電流阻止用のダイオード１５３、１５４と、イオン電流に応じた電圧を出力する負荷抵抗１５５とを含む。増幅部１６は、オペアンプに代表される電圧増幅器１６１を含む。
【００１５】
点火プラグ１２の中心電極と接地電極との間のアーク放電時にはキャパシタ１５１が充電され、その後キャパシタ１５１に充電されたバイアス電圧により負荷抵抗１５５にイオン電流が流れる。イオン電流が流れることで生じる抵抗１５５の両端間の電圧は、増幅部１６により増幅されてイオン電流信号ｓとしてＥＣＵ０に受信される。
【００１６】
図３に、正常燃焼における、イオン電流（図中実線で示す）及び気筒１内の燃焼圧力（筒内圧。図中破線で示す）のそれぞれの推移を例示している。イオン電流は、点火のための放電中は検出することができない。正常燃焼の場合のイオン電流は、火花点火の終了後、化学反応により、圧縮上死点の手前で減少した後、熱解離によって再び増加する。また、燃焼圧がピークを迎えるのとほぼ同時にイオン電流も極大となる。
【００１７】
吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。加えて、吸気通路３における、スロットルバルブ３２の上流側と下流側とを短絡するバイパス流路３５には、当該流路３５の開度を調節することのできるアイドルスピードコントロールバルブ３６を設けてある。
【００１８】
排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。
【００１９】
図３に、車両の電装系の回路６を示す。オルタネータ６２は、内燃機関のクランクシャフトから駆動力の回転を受けて発電し、車載のバッテリ６１を充電し、及び／または、各種の電気負荷５１、５２、５３、５４に電力を供給する。電気負荷の例としては、内燃機関のクランクシャフトとエアコンディショナのコンプレッサとの間に介在するマグネットクラッチ５１や、エアコンディショナの冷媒用のコンデンサ及び／または冷却水用のラジエータを空冷するためのファンを駆動するファンモータ５２、室内に送風するためのブロワファンを駆動するファンモータ５３、車両のヘッドランプその他の電灯５４、等を挙げることができる。
【００２０】
各電気負荷５１、５２、５３、５４への通電のＯＮ／ＯＦＦはそれぞれ、回路６上のリレースイッチ６３、６４、６５、６６を介して切り換えられる。
【００２１】
また、図４に、車両が備える駆動系の例を示す。この駆動系は、トルクコンバータ７及び自動変速機８、９を備えてなる。特に、本実施形態では、自動変速機８、９の構成要素として、遊星歯車機構を利用した前後進切換装置８、及び無段変速機の一種であるベルト式ＣＶＴ９を採用している。
【００２２】
内燃機関が出力する回転トルクは、内燃機関のクランクシャフトからトルクコンバータ７の入力側のポンプインペラ７１に入力され、出力側のタービンランナ７２に伝達される。タービンランナ７２の回転は、前後進切換装置８を介してＣＶＴ９の駆動軸９４に伝わり、ＣＶＴ９における変速を経て従動軸９５を回転させる。従動軸９５の回転は、出力ギア１０１に伝達される。出力ギア１０１は、デファレンシャル装置のリングギア１０２と噛合し、デファレンシャル装置を介して車軸１０３及び駆動輪（図示せず）を回転させる。
【００２３】
トルクコンバータ７は、ロックアップ機構を備える。ロックアップ機構は、この分野では既知のもので、トルクコンバータ７の入力側と出力側とを相対回動不能に締結するロックアップクラッチ７３と、ロックアップクラッチ７３を断接切換駆動するための作動液圧（油圧）を制御するロックアップソレノイドバルブ１１７とを要素とする。ロックアップソレノイドバルブ１１７は、制御信号ｑを受けてその開度を変化させる流量制御弁である。
【００２４】
ＣＶＴ９を搭載した車両においては、車速が所定値（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上である場合、ほぼ常時トルクコンバータ７をロックアップする。車速が所定値以下となれば、トルクコンバータ７のロックアップを解除する。ロックアップ時、ロックアップクラッチ７３はトルクコンバータカバー７４に押し付けられ、トルクコンバータカバー７４と一体となって回転する。ロックアップ時、トルクコンバータ７の入力側（のドライブプレート）に入力された機関のトルクは、トルクコンバータカバー７４からロックアップクラッチ７３を経由してトルクコンバータ７の出力側、ひいては前後進切換装置８に直接伝達される。ロックアップ時、トルクコンバータ７の出力側回転数の入力側回転数に対する比である速度比は１となる。
【００２５】
翻って、非ロックアップ時には、ロックアップクラッチ７３がトルクコンバータカバー７４から離反する。非ロックアップ時、トルクコンバータ７の入力側に入力された機関のトルクは、トルクコンバータカバー７４からポンプインペラ７１、タービン７２へと伝わり、前後進切換装置８に伝達される。非ロックアップ時、トルクコンバータ７の速度比は、駆動状態に応じて１よりも小さくなったり大きくなったりする。
【００２６】
ロックアップクラッチ７３の一方には締結側油室７５が、他方には開放側油室７６があって、何れかの油室７５、７６に作動液の圧力が導入されることでロックアップクラッチ７３が締結され、または開放される。締結側油室７５と開放側油室７６との差圧（Ｐａ−Ｐｒ）は、ロックアップコントロールバルブ１１４を介して制御する。差圧（Ｐａ−Ｐｒ）は、ロックアップクラッチ７３を締結する際に正値となり、ロックアップクラッチ７３を開放する際には負値となる。
【００２７】
コントロールバルブ１１４は、スプリングにより一方向から付勢されており、スプリングと対向する信号ポートに入力される液圧力Ｐｓが所定値以下のときには、セカンダリレギュレータ圧Ｐｔが入力ポート、第一出力ポートを介してロックアップクラッチ７３の開放側油室７６に供給される。これにより、ロックアップクラッチ７３が開放される。
【００２８】
信号ポートに入力される液圧力Ｐｓが所定値以上に上昇すると、セカンダリレギュレータ圧Ｐｔが入力ポート、第二出力ポートを介してロックアップクラッチ７３の締結側油室７５に供給される。これにより、ロックアップクラッチ７３が締結される。
【００２９】
このように、コントロールバルブ１１４は、スプリングの荷重、信号ポートに入力される液圧Ｐｓ、スプリングに対向する方向にフィードバックされる解放液圧Ｐｒ、スプリングと同方向にフィードバックされる締結液圧Ｐａの相互のバランスによって作動する。信号ポートに与える液圧Ｐｓを増減させれば、締結液圧Ｐａと解放液圧Ｐｒとの差圧（Ｐａ−Ｐｒ）を比例的に制御できる。従って、ロックアップクラッチ７３の締結状態から開放状態への切換制御、及び開放状態から締結状態への切換制御を、時間勾配をもって緩やかに行うことができる。
【００３０】
ロックアップクラッチ７３を作動させるべくトルクコンバータ７に供給される作動液は、液圧ポンプ１１１から吐出される。液圧ポンプ１１１は、内燃機関のクランクシャフトから回転駆動力の伝達を受けて稼働する、既知の機械式（非電動式）のものである。図５に示しているように、液圧ポンプ１１１が吐出する作動液は、プライマリレギュレータバルブ１１２及びセカンダリレギュレータバルブ１１３に順次入力される。これらレギュレータバルブ１１２、１１３により、コントロールバルブ１１４を介してロックアップクラッチ７３の締結側油室７５または開放側油室７６に選択的に供給される作動液の圧力Ｐｔが、ある目標の圧力に調圧され、維持される。
【００３１】
液圧回路においては、プライマリレギュレータバルブ１１２が、液圧ポンプ１１１の吐出口に接続している流路内での圧力であるライン圧Ｐｏを、目標のライン圧に調圧する働きをする。即ち、図５に示しているように、プライマリレギュレータバルブ１１２は、液圧ポンプ１１２の吐出口に接続している流路から作動液の入力を受ける。プライマリレギュレータ１１２に付随するパイロット管路は、プライマリレギュレータ１１２の上流の圧力をフィードバック室に導いている。プライマリレギュレータ１１２は、ライン圧Ｐｏが目標よりも低いときにはドレンポートを閉じてライン圧Ｐｏが低下しないようにする一方、ライン圧Ｐｏが目標よりも高いときにはドレンポートを開いて余剰圧力を排出する。
【００３２】
そして、プライマリレギュレータ１１２から出力されるこの余剰の作動液をロックアップクラッチ７３の作動に利用することで、省エネルギを図っている。セカンダリレギュレータバルブ１１３は、ロックアップクラッチ７３に向けて供給される作動液の圧力であるセカンダリレギュレータ圧Ｐｔを、目標の供給圧に調圧する働きをする。セカンダリレギュレータ１１３は、プライマリレギュレータ１１２のドレンポートに接続している流路から作動液の入力を受ける。セカンダリレギュレータ１１３に付随するパイロット管路は、セカンダリレギュレータ１１３の上流の圧力をフィードバック室に導いている。セカンダリレギュレータ１１３は、セカンダリレギュレータ圧Ｐｔが目標よりも低いときにはドレンポートを閉じてセカンダリレギュレータ圧Ｐｔが低下しないようにする一方、セカンダリレギュレータ圧Ｐｔが目標よりも高いときにはドレンポートを開いて余剰圧力を排出する。
【００３３】
コントロールバルブ１１４の信号ポートに供給される作動液も、液圧ポンプ１１１から吐出される。そして、その作動液は、一または複数のモジュレータバルブ１１５、１１６に入力されて調圧された後、ロックアップソレノイドバルブ１１７に入力される。ロックアップソレノイドバルブ１１７は、例えばデューティソレノイドバルブであり、制御信号ｑ、より具体的には指示電流（または、電圧）のＤＵＴＹ比を増減させることで、その開度を増減させることができる。ひいては、コントロールバルブ１１４の信号ポートに入力される液圧力Ｐｓを制御できる。結局、制御信号ｑによって、ロックアップクラッチ７３を駆動する差圧（Ｐａ−Ｐｒ）を制御することが可能である。
【００３４】
前後進切換装置８は、そのサンギア８１がタービンランナ７２と連絡し、リングギア８２が駆動軸９４と連絡している。プラネタリギア８３１を支持するプラネタリキャリア８３と変速機ケースとの間には、断接切換可能な液圧クラッチたるフォワードブレーキ８４を介設している。また、プラネタリキャリア８３とサンギア８１（または、トルクコンバータ７の出力側）との間にも、断接切換可能な液圧クラッチたるリバースクラッチ８５を介設している。
【００３５】
走行レンジのうちのＤレンジでは、フォワードブレーキ８４を締結し、リバースクラッチ８５を切断する。これにより、トルクコンバータ７の出力軸の回転が逆転されかつ減速されて駆動軸９４に伝達され、前進走行となる。翻って、Ｒレンジでは、リバースクラッチ８５を締結し、フォワードブレーキ８４を切断する。これにより、サンギア８１とプラネタリキャリア８３とが一体的に回転し、トルクコンバータ７の出力軸と駆動軸９４とが直結して後進走行となる。フォワードブレーキ８４またはリバースクラッチ８５断接切換駆動するための作動液圧を制御するソレノイドバルブ（図示せず）は、制御信号ｍを受けてその開度を変化させる流量制御弁である。
【００３６】
非走行レンジであるＮレンジ、Ｐレンジでは、フォワードブレーキ８４及びリバースクラッチ８５をともに切断する。これにより、トルクコンバータ７と変速機９との間が切り離される。これに加えて、駐停車の際に利用されるＰレンジでは、下記従動プーリ９２に付設されたパーキングロックギアとパーキングロックポールとが噛合して、従動プーリ９２及び車軸１０３が回転不能にロックされる。
【００３７】
ＣＶＴ９は、駆動プーリ９１及び従動プーリ９２と、両プーリ９１、９２に巻き掛けられたベルト９３とを要素とする。駆動プーリ９１は、駆動軸９４に固定した固定シーブ９１１と、駆動軸９１上にローラスプラインを介して軸方向に変位可能に支持させた可動シーブ９１２と、可動シーブ９１２の後背に配設された液圧サーボ９１３とを有しており、液圧サーボ９１３を操作し可動シーブ９１２を変位させることを通じて変速比を無段階に変更できる。並びに、従動プーリ９２は、従動軸９５に固設した固定シーブ９２１と、従動軸９５上にローラスプラインを介して軸方向に変位可能に支持させた可動シーブ９２２と、可動シーブ９２２の後背に配設された液圧サーボ９２３とを有しており、液圧サーボ９２３を操作し可動シーブ９２２を変位させることを通じてトルク伝達に必要なベルト推力を与える。
【００３８】
走行レンジを操作するべくフォワードブレーキ８４またはリバースクラッチ８５に供給される作動液や、ＣＶＴ９における減速比を操作するべく液圧サーボ９１３、９２３に供給される作動液もまた、液圧ポンプ１１１から吐出される。その作動液は、一または複数のモジュレータバルブ１１８に入力されて調圧された後、前後進切換装置８やＣＶＴ９に提供される。
【００３９】
ライン圧Ｐｏ及びＣＶＴ９への供給液圧力Ｐｘは、ソレノイドバルブ１１９の開度操作を通じて調節することが可能である。
【００４０】
液圧ポンプ１１１は、内燃機関のクランクシャフトからトルクの伝達を受けて稼働する。この作動液は、トルクコンバータ７に用いられる流体と共通である。
【００４１】
本実施形態の内燃機関の制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。
【００４２】
入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号（Ｎ信号）ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（運転者が要求する機関出力、いわば要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、シフトレバーのレンジを知得するためのセンサ（シフトポジションスイッチ）から出力されるシフトレンジ信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、機関の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号（Ｇ信号）ｇ、車載のバッテリの充電状態を示すバッテリ電圧、バッテリ電流及びバッテリ温度を検出するセンサから出力されるバッテリ信号ｈ、燃焼室内での混合気の燃焼に伴って生じるイオン電流を検出する回路から出力されるイオン電流信号ｓ、エアコンディショナのコンデンサの下流に設けた冷媒圧センサから出力される冷媒圧信号ｔ等が入力される。
【００４３】
出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、アイドルスピードコントロールバルブ３６に対して開度操作信号ｋ、リレースイッチ６３に対してＯＮ（即ち、通電）信号ｌ、リレースイッチ６４に対してＯＮ信号ｍ、リレースイッチ６５に対してＯＮ信号ｎ、リレースイッチ６６に対してＯＮ信号ｏ、オルタネータ６２の制御回路（ＩＣレギュレータ）に対して発電電圧の大きさを指示する信号ｐ、ロックアップソレノイドバルブ１１７に対して制御信号ｑ、ソレノイドバルブ１１９に対して制御信号ｒ、エアコンディショナのコンプレッサに対して制御信号ｕ等を出力する。
【００４４】
ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｓ、ｔを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミングといった各種運転パラメータを決定する。運転パラメータの決定手法自体は、既知のものを採用することが可能である。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐ、ｑ、ｒ、ｕを出力インタフェースを介して印加する。
【００４５】
本実施形態のＥＣＵ０は、各気筒１における燃料の燃焼が正常であるか不良（失火を含む）であるかを、各気筒１の膨張行程における機関のクランクシャフトの回転速度（エンジン回転数）を参照して判定する。その上で、エンジンストールを招くおそれのある燃焼不良を感知したときには、機関の回転トルクを増強するような補正制御を実行する。
【００４６】
ＥＣＵ０は、クランク角信号ｂを参照し、気筒１における膨張行程中の複数の時点で、機関の回転速度の瞬時値及び移動平均値を測定する。エンジン回転センサは、所定の回転角度毎、例えばクランクシャフトが１０°ＣＡ（クランク角度）回転する毎に、クランク角信号ｂとしてパルスを発生させる。ＥＣＵ０は、そのパルス列に基づき、クランクシャフトが所定角度回転するのに要した時間を、機関の回転速度を示唆する値として反復的に計測する。
【００４７】
また、ＥＣＵ０は、内燃機関の始動直後に、メモリに内蔵したアイドル回転数制御プログラムをＣＰＵが実行することにより、以下に述べるようなアイドル回転数制御を行う。すなわち、内燃機関の始動時のエンジントルクＴsを検出し、内燃機関の始動時の外部負荷を検出し、回転数が目標アイドル回転数に至るまでの間に前記エンジントルクＴsと前記外部負荷とが等しくなるように外部負荷を増量させる制御を行う。ここで、始動時のエンジントルクＴsの検出は、例えば、エンジン回転数、吸気圧、点火時期、冷却水温をパラメータとして推算することにより行う。さらに詳述すれば、メモリの所定領域には、代表的な回転数、要求負荷、冷却水温及び点火時期に対応するエンジントルクＴsを実測したものをトルクマップとして記憶してあり、始動が完了した直後にクランク角信号ｂが示すエンジン回転数、要求負荷及び冷却水温信号ｆが示す冷却水温を検出して、検出された回転数、要求負荷及び冷却水温、並びに点火時期をパラメータとして前記トルクマップを参照し、補間計算によりエンジントルクＴsを求める。なお、要求負荷を示すパラメータとしては、吸気温・吸気圧信号ｅが示す吸気圧、吸気量、燃料噴射量、アイドルスピードコントロールバルブ３６の開度等を採用することができる。また、回転数、要求負荷、冷却水温及び点火時期をパラメータとしてエンジントルクＴsを推算するための関数を予め定義しておき、この関数を利用してエンジントルクＴsを推算するようにしてもよい。一方、前記外部負荷は、本実施形態では液圧ポンプ１１１の仕事量、オルタネータ６２による発電量及びエアコンディショナのコンプレッサの仕事量の和である。前記液圧ポンプ１１１の仕事量は、エンジン回転数に対応する液圧ポンプ１１１の回転数及びソレノイドバルブ１１９の開度に対応するライン圧Ｐｏをパラメータとして求められる。本実施形態では、代表的なエンジン回転数及びソレノイドバルブ５９の開度に対応する液圧ポンプ１１１の仕事量をポンプ仕事量マップとして記憶してあり、始動が完了した直後にクランク角信号ｂが示すエンジン回転数を検出して、検出された回転数及びソレノイドバルブ１１９の開度をパラメータとして前記ポンプ仕事量マップを参照し、補間計算により液圧ポンプ１１１の仕事量を求める。前記オルタネータ６２による発電量は、オルタネータ６２の出力電圧、及びオルタネータから出力される電流に略対応する値であるバッテリ電流をパラメータとして求められる。本実施形態では、前記オルタネータ６２の出力電圧及びバッテリ電流をパラメータとして、所定の計算式によりオルタネータ６２による発電量を求める。エアコンディショナのコンプレッサの仕事量は、該エアコンディショナのコンデンサの下流の冷媒圧をパラメータとして求められる。本実施形態では、代表的な冷媒圧に対応する前記エネルギ消費量をエネルギ消費量マップとして記憶してあり、始動が完了した直後にコンデンサの下流に設けた冷媒圧センサが検出した冷媒圧を検出して、検出された冷媒圧をパラメータとして前記エネルギ消費量マップを参照し、補間計算により前記コンプレッサの仕事量を求める。
【００４８】
図６に、本実施形態のアイドル回転数制御プログラムによりＥＣＵ０が実行する処理の手順を示す。
【００４９】
まず、エンジン回転数、吸気圧、点火時期、冷却水温をパラメータとして内燃機関の始動時のエンジントルクＴsを推算し（ステップＳ１）、このエンジントルクＴsの推算値が液圧ポンプ１１１の最大仕事量Ｗpmaxよりも小さい場合は（ステップＳ２）、ソレノイドバルブ１１９の開度を操作して液圧ポンプ１１１の仕事量を大きくするための制御を行う（ステップＳ３）。一方、前記エンジントルクＴsの推算値が液圧ポンプ１１１の最大仕事量Ｗpmaxよりも大きく、液圧ポンプ１１１の最大仕事量Ｗpmaxとオルタネータ６２による最大発電量Ｗamaxとの和よりも小さい場合は（ステップＳ４）、オルタネータ６２による発電量を増大させるための制御を行う（ステップＳ５）。さらに、前記エンジントルクＴsの推算値が液圧ポンプ１１１の最大仕事量Ｗpmaxとオルタネータ６２による最大発電量Ｗamaxとの和よりも大きく、液圧ポンプ１１１の最大仕事量Ｗpmaxとオルタネータ６２による最大発電量Ｗamaxと前記コンプレッサの最大仕事量Ｗcmaxとの和よりも小さい場合は（ステップＳ６）、前記コンプレッサの仕事量を増大させるための制御を行う（ステップＳ７）。このようにして外部負荷を発生させた後（ステップＳ８）、エンジン回転数が目標アイドル回転数に向けて低下した場合は（ステップＳ９）、外部負荷を減少させる、すなわち液圧ポンプ１１１の仕事量、オルタネータ６２による発電量及び前記コンプレッサの仕事量を徐々に減衰させる制御を行う（ステップＳ１０）。一方、エンジン回転数が目標アイドル回転数に向けて低下していない場合は、外部負荷を増加させるべく、ステップＳ２以降の制御を繰り返し行う。
【００５０】
すなわち、内燃機関の始動が完了した直後、始動時のエンジントルクＴsが外部負荷よりも大きい場合には、図７に示すように、内燃機関の始動が完了した直後の時刻ｔ1から外部負荷を増大させる制御を開始する。すなわち、液圧ポンプ１１１の仕事量を増大させ、オルタネータ６２に発電させてバッテリ６１に充電させ、コンプレッサの仕事量を増大させる制御を行う。それから、エンジン回転数が目標アイドル回転数に向けて低下したことが検知された時点（図７の時刻ｔ2）で外部負荷を徐々に減衰させる制御を行う。ここで、外部負荷がエンジントルクＴsと等しくなると、エンジントルクＴsの全量が消費されることとなるので、エンジントルクＴsの余剰が解消されて吹き上がりと呼ばれる現象が解消し、エンジン回転数が低下する。換言すれば、図８に示すように液圧ポンプ１１１の仕事量、オルタネータ６２による発電量及び前記コンプレッサの仕事量の和がエンジントルクＴsと等しくなるまで、これら液圧ポンプ１１１の仕事量、オルタネータ６２による発電量及び前記コンプレッサの仕事量を順次増加させる制御が行われる。
【００５１】
すなわち本実施形態の制御によれば、始動後、外部負荷が始動時のエンジントルクＴsと等しくなるまで増大させることでエンジンに対する機械的な負荷を大きくし、回転数をより速やかに目標アイドル回転数に収束させることができる。従って、始動直後に目標アイドル回転数よりも高い回転数で運転される期間を短くし、燃料の無駄な消費を抑制することができる。
【００５２】
さらに、エンジン回転数が目標アイドル回転数に向けて低下したことが検知された時点（図７の時刻ｔ2）で外部負荷を徐々に減衰させる制御を行うので、エンジン回転数が急激に減少して目標アイドル回転数を下回りエンジンが急激に停止することを防ぐことができる。
【００５３】
なお、本発明は上述した実施形態に限らない。
【００５４】
例えば、上述した実施形態では、液圧ポンプ１１１の仕事量、オルタネータ６２による発電量、コンプレッサの仕事量の順に増大させるようにしているが、外部負荷を増大させる順序は任意に設定してよく、また、これら液圧ポンプ１１１の仕事量、オルタネータ６２による発電量、コンプレッサの仕事量以外の外部負荷を増大させるようにしてもよい。
【００５５】
また、上述した実施形態では、吸気通路中にスロットルバルブの上流側と下流側とを短絡するバイパス流路及び当該流路の開度を調節することのできるアイドルスピードコントロールバルブを設けていて、内燃機関の始動時のエンジントルクを検出する際に要求負荷を示すパラメータとして吸気圧、吸気量、燃料噴射量、アイドルスピードコントロールバルブの開度を例示しているが、吸気通路中に電動スロットルバルブを設け、前記バイパス流路及びアイドルスピードコントロールバルブを省略した内燃機関にも本発明は適用できる。その場合、要求負荷を示すパラメータとして電動スロットルバルブの開度を採用することができる。
【００５６】
さらに、上述した実施形態では、内燃機関の始動時のエンジントルクの検出を、エンジン回転数、吸気圧、点火時期、冷却水温をパラメータとして推算することにより行うようにしているが、例えば、イオン電流と筒内圧との間に相関があることが知られていることに着目し、内燃機関の始動完了直後のイオン電流を検出し、検出されたイオン電流をパラメータとして内燃機関の始動時のエンジントルクを推算しても良い。さらに、筒内圧センサを別途設けた内燃機関であれば、この筒内圧センサにより筒内圧を検出し、検出された筒内圧をパラメータとして内燃機関の始動時のエンジントルクを推算しても良い。
【００５７】
加えて、上述した実施形態ではスタータ及びオルタネータを有する内燃機関に本発明を適用しているが、スタータ及びオルタネータに代えてモータジェネレータを有する内燃機関に本発明を適用しても良い。この場合、外部負荷としてオルタネータによる発電量に替えてモータジェネレータによる発電量を採用するとよい。
【００５８】
そして、上述した実施形態では内燃機関の始動時のエンジントルクを検出し、内燃機関の始動時の外部負荷を検出し、始動後、回転数が目標アイドル回転数に至るまでの間に前記エンジントルクと前記外部負荷とが等しくなるように外部負荷を増量させる制御を行うようにしているが、内燃機関の始動時のエンジントルクの検出及び内燃機関の始動時の外部負荷の検出は省略し、以下のような制御を行うようにしても類似の効果を得ることができる。すなわち、内燃機関の始動が完了した後、内燃機関の回転数が減少を開始するまでの吹き上がり発生期間には外部負荷を増量させる制御を行い、内燃機関の回転数が減少を開始した後の回転数減少期間、又は内燃機関の回転数と目標アイドル回転数との間の差の絶対値が所定値を下回った後の回転数接近期間には外部負荷を漸次減少させる制御を行うようにしても、始動直後の吹き上がり発生期間に外部負荷を増量させることにより回転数が目標アイドル回転数を上回った状態から速やかに目標アイドル回転数に向けて回転数を低下させることができ、前記回転数減少期間又は回転数接近期間には外部負荷を漸次減少させることによりエンジン回転数が急激に減少して目標アイドル回転数を下回りエンジンが急激に停止することを防ぐことができる。
【００５９】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。
【符号の説明】
【００６０】
０…制御装置（ＥＣＵ）
ｂ…クランク角信号
ｅ…吸気温・吸気圧信号
ｆ…冷却水温信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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