(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸入空気量制御弁の開度を制御することにより前記内燃機関のアイドル回転数を制御する内燃機関のアイドル回転数制御装置において、
前記内燃機関の吸気圧又は機関１回転当たりの吸入空気量を検出する運転状態検出手段と、
前記内燃機関の始動時のクランキング状態において、前記吸入空気量制御弁を、前記運転状態検出手段により検出された前記吸気圧又は前記吸入空気量が前記内燃機関の目標アイドル回転数に対応する目標状態よりも内燃機関始動前の状態側に設定された所定の状態に達するまでは全閉とし、前記吸気圧又は前記吸入空気量が前記所定の状態に達した時点で目標開度に開弁する始動時開度制御手段と、を備え、
前記始動時開度制御手段は、前記内燃機関の始動時のクランキング状態において、前記内燃機関の温度が所定値よりも低い場合には、前記吸入空気量制御弁を全閉とする措置を禁止することを特徴とする内燃機関のアイドル回転数制御装置。
【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制御装置に係わり、特に、内燃機関の始動時における回転数を安定に制御するのに好適な内燃機関のアイドル回転数制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関においては、低速回転領域におけるトルク特性を向上させる上で吸気管の長さを増大させることが望ましく、また、内燃機関の性能向上のためには、吸気管の径が大きい方が有利である。更に、過給装置を装備する場合にも吸気管の長さを増大させる必要がある。このように、内燃機関の高性能化が図られるほど、その吸気系の容積は大きくなる傾向にある。内燃機関始動前の状態においては、吸気系には大気圧の空気が充満している。従って、吸気系の容積が大きいと、スロットル弁が全閉とされる内燃機関始動時であっても、多量の空気が内燃機関に吸入される。かかる状態で、アイドル・スピード・コントロール・バルブ（以下、ＩＳＣＶと称する）が開弁されると、内燃機関の吸入空気量は更に増加することになる。この場合、機関始動時の回転数が所要の回転数を越えて吹き上がり、車両の振動等が生ずるなど運転者に対して違和感を与えることがある。
【０００３】
内燃機関の始動時における、かかる回転数上昇を抑制する上では、例えば、実開昭５８−１５１３３２号に開示される内燃機関のアイドル回転数制御装置の如く、内燃機関始動時にＩＳＣＶを全閉状態とすることが有効である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の装置は、バッテリへの負担を低減させることを目的としてＩＳＣＶを全閉とするものであり、内燃機関始動時にＩＳＣＶが全閉状態とされることで、結果的に始動時の回転数上昇が抑制されるに過ぎない。従って、上記従来の装置においては、内燃機関の運転状態に基づいて回転数を最適に制御することについての考慮は何らなされていない。このため、上記従来の装置は、内燃機関始動時の回転数の吹き上がりを防止する点では有効であるものの、回転数が適切に制御されないために回転数が落ち込むなど、機関回転数が不安定となることがあるという問題を有していた。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の始動時における機関回転数の変動を抑制し、始動時の機関回転数を安定に制御することが可能な内燃機関のアイドル回転数制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、内燃機関の吸入空気量制御弁の開度を制御することにより前記内燃機関のアイドル回転数を制御する内燃機関のアイドル回転数制御装置において、
前記内燃機関の吸気圧又は機関１回転当たりの吸入空気量を検出する運転状態検出手段と、
前記内燃機関の始動時のクランキング状態において、前記吸入空気量制御弁を、前記運転状態検出手段により検出された前記吸気圧又は前記吸入空気量が前記内燃機関の目標アイドル回転数に対応する目標状態よりも内燃機関始動前の状態側に設定された所定の状態に達するまでは全閉とし、前記吸気圧又は前記吸入空気量が前記所定の状態に達した時点で目標開度に開弁する始動時開度制御手段と、を備え、
前記始動時開度制御手段は、前記内燃機関の始動時のクランキング状態において、前記内燃機関の温度が所定値よりも低い場合には、前記吸入空気量制御弁を全閉とする措置を禁止する内燃機関のアイドル回転数制御装置により達成される。
【０００７】
本発明において、運転状態検出手段は、内燃機関の運転状態として吸気圧又は機関１回転当たりの吸入空気量を検出する。始動時開度制御手段は、内燃機関の始動時のクランキング状態において、吸入空気量制御弁を、運転状態検出手段により検出された運転状態が内燃機関の目標アイドル回転数に対応する目標状態よりも内燃機関始動前の状態側に設定された所定の状態に達するまでは全閉とし、運転状態がその所定の状態に達した時点で目標開度に開弁する。従って、内燃機関の始動時には、内燃機関のアイドル回転数は内燃機関の運転状態に基づいて制御される。但し、本発明において、内燃機関の始動時のクランキング状態において吸入空気量制御弁を全閉とする措置は、内燃機関の温度が所定値よりも低い場合には禁止される。従って、内燃機関の低温に起因する吸入空気量不足により機関回転数が目標アイドル回転数にまで上昇しない事態を回避することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例のシステム構成図を示す。本実施例は、本発明に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置が内燃機関１０に適用された例である。図１において、内燃機関１０はシリンダブロック１２を備えている。シリンダブロック１２の壁中には、内部を冷却水が循環するウォータジャケット１４が設けられている。また、シリンダブロック１２には、ウォータジャケット１４内を流通する冷却水の温度を検出する水温センサ１６が配設されている。
【０００９】
シリンダ１２の内部には、ピストン１８が液密かつ摺動可能に収納されている。本実施例の内燃機関１０は多気筒内燃機関であり、シリンダブロック１２内には、ピストン１８の他に、図示されない複数のピストンが収納されている。シリンダブロック１２内部の、ピストン１８の上方側には、燃焼室２０が形成されている。燃焼室２０には、点火ブラグ２２の先端が露出していると共に、それぞれ吸気バルブ２４及び排気バルブ２６を介して、吸気マニホールド２８及び排気マニホールド３０が連通している。
【００１０】
吸気マニホールド２８は、内燃機関１０の各気筒とサージタンク３２とを連通する複数の枝管を備えている。各枝管には電磁弁式のインジェクタ３４が配設されている。内燃機関１０においては、インジェクタ３４に供給する駆動信号の時間長を変更することで、燃料噴射量を変更することができる。また、サージタンク３２には吸気温センサ４０及び吸気圧センサ４２が配設されている。吸気温センサ４０は、サージタンク３２を流通する空気の温度に応じた出力信号を発生する。また、吸気圧センサ４２は、サージタンク３２内の空気の圧力、即ち、内燃機関１０の吸気圧に応じた出力信号を発生する。
【００１１】
サージタンク３２の上流側には吸気管４４が連通されている。吸気管４４の内部には、スロットルバルブ４６が配設されている。スロットルバルブ４６はアクセルペダルと連動して作動するように構成されている。スロットルバルブ４６には、その開度を検出するスロットルポジションセンサ４８が連結されている。
【００１２】
吸気管４４とサージタンク３２とは、スロットルバルブ４６をバイパスするバイパス通路５０により連通されている。従って、スロットルバルブ４６が全閉状態であっても、バイパス通路５０が導通状態であれば、内燃機関１０には空気が供給されることになる。バイパス通路５０には、アイドル・スピード・コントロール・バルブ（以下、ＩＳＣＶと称す）５２が配設されている。ＩＳＣＶ５２はソレノイド式の電磁弁であり、外部からソレノイドに供給される駆動信号のデューティ比によりその開度が制御される。スロットルバルブ４６が全閉の場合には、ＩＳＣＶ５２の開度に応じた量の空気が内燃機関１０に供給される。従って、ＩＳＣＶ５２の開度を制御することで、内燃機関１０のアイドル回転数を制御することができる。
【００１３】
吸気管４４の、スロットルバルブ４６より上流側には、エアフィルタ５４が連通されている。従って、吸気管４４には、エアフィルタ５４により濾過された清浄な空気が流入される。
また、内燃機関１０は、点火コイルを備え点火に必要な高電圧を発生するイグナイタ５６、イグナイタ５６で発生した高電圧を各気筒の点火プラグ２２に分配供給するディストリビュータ５８、ディストリビュータ５８に設けられた回転角センサ６０及び気筒判別センサ６２を備えている。回転角センサ６０の出力信号に基づいて機関回転数ＮＥが算出される。更に、内燃機関１０はスタータ６４を備えている。スタータ６４は電動式のモータであり、その出力軸が内燃機関１０の出力軸に連結されている。このため、スタータ６４が起動されると、内燃機関１０の出力軸が強制的に回転されてクランキング状態となり、これにより、内燃機関１０の始動が行われる。このようなスタータ６４による内燃機関１０の始動を、以下、クランキング始動と称する。
【００１４】
上記した水温センサ１６、点火ブラグ２２、インジェクタ３４、吸気温センサ４０、吸気圧センサ４２、スロットルセンサ４６、ＩＳＣＶ５２、回転角センサ６０、及び気筒判別センサ６２は電子制御装置（以下、ＥＣＵと称す）６６に接続されている。更に、ＥＣＵ６６にはスタータ６４がスタータスイッチ６８を介して接続されている。ＥＣＵ６６は、スタータスイッチ６８のオン・オフを検出することで、内燃機関１０がクランキング状態にあるか否かを判別することができる。ＥＣＵ６６は、水温センサ１６、吸気温センサ４０、スロットルセンサ４４、エアフローメータ５０、回転角センサ６２、気筒判別センサ６４等の出力に基づく安定した運転状態を実現するための燃料噴射量、点火時期、アイドル運転時の吸入空気量等を演算し、点火ブラグ２２、インジェクタ３４、ＩＳＣＶ５２等の制御を行う。
【００１５】
イグニッションスイッチがオンされる前の状態、即ち、ＥＣＵ６６に通電されていない状態では、ＩＳＣＶ５２の開度（以下、ＩＳＣ開度と称す）は機械的に５０％に保たれている。イグニッションスイッチがオンされてＥＣＵ６６に通電されると、ＥＣＵ６６は初期化ルーチンの実行を開始し、このルーチンの中で、ＩＳＣＶ５２へ全閉指令を発する。従って、イグニッションスイッチがオンされた後、ＩＳＣＶ５２は全閉状態とされる。更に、後述する如く、スタータスイッチ６８がオンされると同時に、その後の経過時間を計測する時間計測ルーチンの実行を開始し、更に、スタータ６４の始動により内燃機関１０が回転を始めると、所定のクランク角毎にＩＳＣ開度制御ルーチンを実行する。
【００１６】
ところで、内燃機関１０が停止状態にある場合には、吸気マニホールド２８、サージタンク３２、吸気管４４等の吸気系には大気圧の空気が充満している。このため、スロットルバルブ４４及びＩＳＣＶ５２が全閉であっても、内燃機関１０には、吸気系に存在する空気が吸入される。特に、始動時には、内燃機関１０の回転数ＮＥが低いために、内燃機関１０には１回転当たり多量の空気が吸入される。かかる状態で、ＩＳＣ開度が所定のアイドル回転数を実現するために開弁されると、内燃機関１０の吸入空気量が更に増加して始動時における機関回転数が吹き上がり、車両に振動が生じて運転者に違和感を与える等の不都合が生ずることになる。
【００１７】
これに対して、本実施例のシステムは、スタータ６４の始動、即ち、クランキング状態に入ると同時にＩＳＣＶ５２を全閉とした後、適当なタイミングでＩＳＣＶ５２を開弁させることにより、機関始動時における回転数を、吹き上がりを招くことなく安定に目標回転数に上昇させ得る点に特徴を有している。
【００１８】
上述の如く、ＥＣＵ６６はスタータスイッチ６８がオンされると同時に時間計測ルーチンの実行を開始し、スタータ６４が起動された後の経過時間ＣＳＴＡＴＯＮを計測している。後述する如く、ＩＳＣ開度制御ルーチンにおいては、この経過時間ＣＳＴＡＴＯＮを用いて、内燃機関１０の始動不良を検出することとしている。そこで、先ず、図２を参照して、ＥＣＵ６６が実行する時間計測ルーチンの内容を説明する。
【００１９】
図２は、時間計測ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンはイグニッションスイッチがオンされた後、所定時間間隔ＤＴ毎に繰り返し起動される。本ルーチンが起動されると、先ず、ステップ１０２において、変数ＣＳＴＡＯＮがＤＴだけ増加される。なお、イグニッションスイッチがオンされた後、本ルーチンが最初に実行される際には、変数ＣＳＴＡＯＮはゼロに初期化されている。従って、このステップ１０２における処理により、ＣＳＴＡＯＮにはイグニッションスイッチがオンされた後の経過時間が設定される。ステップ１０２の処理が終了されると、次に、ステップ１０４の処理が実行される。
【００２０】
ステップ１０４では、スタータスイッチ６８のオン・オフ状態に基づいて、変数ＳＴＬの値が設定される。即ち、スタータスイッチ６８がオン状態であれば、ＳＴＬはハイレベル（Ｈ）に、スタータスイッチ６８がオフ状態であれば、ＳＴＬはローレベル（Ｌ）に、それぞれ設定される。ステップ１０４の処理が終了されると、次に、ステップ１０６の処理が実行される。
【００２１】
ステップ１０６では、本ルーチンの前回の実行時におけるＳＴＬの値ＳＴＬ０  がＬ、かつ、現在のＳＴＬがＨであるか否かが判別される。ステップ１０６において肯定判別されると、スタータ６４が起動されたと判断されて、次に、ステップ１０８においてＣＳＴＡＯＮにゼロが代入される。従って、これ以後、ＣＳＴＡＯＮはスタータ６４が起動された後の経過時間を示すことなる。ステップ１０８の処理が終了されると、次に、ステップ１１０の処理が実行される。
【００２２】
一方、ステップ１０６において否定判別されると、ステップ１０８はスキップされて、次にステップ１１０の処理が実行される。ステップ１１０においては、ＳＴＬの値がＳＴＬ０  に代入される。これにより、本ルーチンの次回の実行時において、ＳＴＬ０  を前回のＳＴＬの値として使用することができる。ステップ１１０の処理が終了されると今回のルーチンは終了される。
【００２３】
次に、図３を参照して、本実施例においてＥＣＵ６６が実行するＩＳＣ開度制御ルーチンの内容を説明する。図３は、ＩＳＣ開度制御ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンはスタータ６４が起動された後、内燃機関１０の回転角が所定のクランク角に達する毎に実行される。
【００２４】
本ＩＳＣ開度制御ルーチンは、内燃機関１０の始動時の機関回転数ＮＥを目標回転数ＮＥｃ  に向けて制御するものである。上述の如く、内燃機関１０のクランキング始動開始直後においては、ＩＳＣＶ５２及びスロットルバルブ４４は全閉とされている。スロットルバルブ４４が全閉とされていても、スロットルバルブ４４と吸気管４２の内壁との間には隙間が存在している。このため、かかる隙間を経由して空気が流通し、内燃機関１０には一定量の空気が吸入される。即ち、内燃機関１０のクランキング始動時においては、内燃機関１０の単位時間当たりの吸入空気量ｑａ  は一定となり、従って、内燃機関１０の１回転当たりの吸入空気量ｑｎ  は回転数ＮＥに反比例して変化する。また、一般に、内燃機関１０の１回転当たりの吸入空気量ｑｎ  は吸気圧ＰＭにほぼ比例して変化する。従って、吸気圧ＰＭは回転数ＮＥにほぼ反比例して変化することになる。そこで、本実施例においては、内燃機関１０のアイドル運転時の目標回転数ＮＥｃ  に対応する目標吸気圧ＰＭｃ  を求めておき、目標吸気圧ＰＭｃ  を目標値として吸気圧ＰＭを制御することにより、回転数ＮＥを目標回転数ＮＥｃ  に向けて制御することとしている。
【００２５】
図３に示すルーチンが起動されると、先ず、ステップ１２０において、定常的なアイドル運転状態を前提とした、目標回転数ＮＥｃ  を実現するためのＩＳＣＶ５２の目標開度ＤＯＰが算出される。目標開度ＤＯＰは車両の状態、例えば、内燃機関１０の吸入空気の温度やエアコンの動作状態等に基づいて算出される。ステップ１２０の処理が終了されると、次に、ステップ１２２の処理が実行される。
【００２６】
ステップ１２２では、水温センサ１６により検出される内燃機関１０の冷却水の温度ＴＨＷが、所定の温度ＴＨ０以上であるか否かが判別される。ステップ１２２においてＴＨＷ≧ＴＨ０が不成立であると判別されると、次に、ステップ１２４において、ＩＳＣ開度をＤＯＰに設定するための処理が実行される。かかる処理は、ＥＣＵ６６がＤＯＰに応じたデューティ比の駆動信号をＩＳＣＶ５２に向けて発することにより行われる。
【００２７】
上述の如く、本ルーチンにおいては、内燃機関１０の始動時におけるアイドル回転数の上昇を抑制するために、ＩＳＣ開度を全閉とする処理が行われる。しかしながら、内燃機関１０が非常に低い温度状態にある場合には、潤滑油の粘性が大きくなって、ピストン１４には大きな摩擦力が作用する。かかる状態で、ＩＳＣ開度を全閉とする処理を行ったのでは、吸入空気量が不足し、内燃機関１０の回転数が目標回転数ＮＥｃ  まで上昇し得ない事態が生ずる可能性がある。そこで、本実施例においては、内燃機関１０の温度が、かかる事態が生じる程度に低いか否かを冷却水の温度ＴＨＷに基づいて判別し、かかる判別結果に応じてＩＳＣ開度の設定を行うこととしている。即ち、ＩＳＣ開度を全閉とする措置を禁止すべきＴＨＷの上限値ＴＨ０を予め求めておき、上記ステップ１２２において、ＴＨＷが所定値ＴＨ０より小さいと判別された場合には、直ちにステップ１２４の処理を実行することで、ＩＳＣ開度を目標開度ＤＯＰに設定している。本実施例においては、ＴＨ０の値は例えば−１．５°Ｃとしている。
【００２８】
一方、ステップ１２２においてＴＨＷ≧ＴＨ０が成立すると判別されると、次にステップ１２６において、ＣＳＴＡＯＮが所定値Ｔ０未満であるか否かが判別される。ステップ１２６において、ＣＳＴＡＯＮ＜Ｔ０が不成立であると判別されると、次に、ステップ１２４の処理が実行される。
【００２９】
内燃機関１０はスタータ６４により始動されるため、内燃機関１０が正常に始動されれば、スタータ６４が起動されてからある程度の時間が経過した時点で、内燃機関１０の回転数は一定の回転数以上に上昇する。しかしながら、燃料噴射制御の不良、点火プラグ２２の点火不良、あるいは燃料の性状不良等が発生すると、内燃機関１０の始動は正常に行われず、回転数ＮＥは正常通り上昇し得なくなる。かかる場合に、ＩＳＣ開度が全閉状態に維持されたのでは、内燃機関１０の始動が更に妨げられてしまうことになる。一方、内燃機関１０が正常に始動された場合には、一定時間が経過して始動が終了した時点でＩＳＣ開度を目標開度ＤＯＰに設定する必要がある。
【００３０】
そこで、本実施例においては、ステップ１２２において、スタータ６４が起動された後の経過時間ＣＳＴＡＯＮが所定時間Ｔ０以上となった場合には、直ちにステップ１２４の処理を実行することで、ＩＳＣＶ５２を開弁して目標開度ＤＯＰに設定することとしている。なお、所定時間Ｔ０は、正常時におけるスタータ６４の起動から内燃機関１０の始動までの経過時間の最大値を僅かに上回る程度に設けられ、本実施例においては、例えば１．５秒としている。
【００３１】
一方、上記ステップ１２６においてＣＳＴＡＯＮ＜Ｔ０が成立すると判別された場合には、未だ内燃機関１０の始動中であると判断されて、ステップ１２８以降の処理が実行される。ステップ１２８においては、フラグＦＬがセットされているか否かが判別される。フラグＦＬは、本ルーチンの前回の実行時において、ＩＳＣ開度を全閉とする処理が実行されたか否かを示すフラグであり、リセット状態に初期化されている。ステップ１２８においてＦＬがセットされていないと判別された場合には、前回、ＩＳＣ開度を全閉とする処理は実行されなかったと判断されて、次に、ステップ１３０の処理が実行される。一方、ステップ１２８においてＦＬがセットされていると判別された場合には、前回、ＩＳＣ開度を全閉とする処理が実行されたと判断されて、次に、ステップ１３２の処理が実行される。
【００３２】
ステップ１３０では、吸気圧センサ４２により検出された内燃機関１０の吸気圧ＰＭが所定の圧力ＰＭ０  より大きいか否かが判別される。ステップ１３０においてＰＭ＞ＰＭ０  が成立すると判別されると、次にステップ１３４においてフラグＦＬがセットされる。ステップ１３４の処理が終了されると、次に、ステップ１３６において、目標開度ＤＯＰがゼロに設定された後、ステップ１２４の処理が実行される。従って、ＰＭ＞ＰＭ０  が成立する場合、ＩＳＣＶ５２は全閉とされる。一方、ステップ１３０において、ＰＭ＞ＰＭ０  が不成立であると判別されると、ステップ１３４及びステップ１３６はスキップされて、次にステップ１２４の処理が実行される。従って、ＰＭ≦ＰＭ０  が成立する場合には、ＩＳＣＶ５２はステップ１２０で算出された目標開度ＤＯＰに開弁される。
【００３３】
一方、ステップ１３２では、吸気圧ＰＭが所定の圧力ＰＭ１  より大きいか否かが判別される。ステップ１３２においてＰＭ＞ＰＭ１  が成立すると判別されると、次にステップ１３６、及びそれに続くステップ１２４の処理が実行される。従って、ＰＭ＞ＰＭ１  が成立するする場合には、ＩＳＣＶ５２は全閉とされる。一方、ステップ１３２において、ＰＭ＞ＰＭ１  が不成立であると判別されると、次に、ステップ１３８においてフラグＦＬがリセットされた後ステップ１２４の処理が実行される。従って、ＰＭ≦ＰＭ１  が成立する場合には、ＩＳＣＶ５２はステップ１２０で算出された目標開度ＤＯＰに開弁される。なお、上記した所定の圧力ＰＭ０  及びＰＭ１  は、ＰＭ０  ＞ＰＭ１  なる大小関係となるように設けられている。上記ステップ１２４の処理が終了されると、今回のルーチンは終了される。
【００３４】
上述の如く、内燃機関１０の始動前においては、吸気系には大気圧の空気が充満しており、ＰＭは大気圧に一致している。従って、クランキング始動が開始された後、本ルーチンが最初に実行される際には、ステップ１２８において否定判別された後、ステップ１３０において肯定判別される。そして、ステップ１３４においてフラグＦＬがセットされた後、ステップ１３６及び１２４の処理が実行されることで、ＩＳＣ開度は全閉とされる。このため、本ルーチンの次回の実行時においては、ＩＳＣＶ５２は全閉状態とされていると共に、フラグＦＬはセットされている。上述の如く、ＰＭ０  及びＰＭ１  は、ＰＭ０  ＞ＰＭ１  となるように設けられている。従って、本ルーチンの２回目以降の実行時においては、ＰＭがＰＭ１  に減少するまでＩＳＣＶ５２は全閉状態に保たれ、ＰＭがＰＭ１  に達した時点で、ＩＳＣ開度がステップ１２０で算出された目標開度ＤＯＰに設定されることになる。
【００３５】
ところで、ＩＳＣＶ５２から内燃機関１０の吸気バルブ２４に至るまでの間に、サージタンク３２及び吸気マニホールド２８が設けられており、この間にはかなり大きな容量が存在している。このため、ＩＳＣ開度が変更されても、変更後のＩＳＣ開度に応じた量の空気が内燃機関１０に吸入されるまでには、ある程度の時間を要する。即ち、ＩＳＣ開度が設定された後、内燃機関１０の回転数がその設定値に応じた値となるまでに遅れが生ずることになる。このため、クランキング始動の開始直後にＩＳＣ開度を全閉とした後、吸気圧ＰＭが、目標回転数ＮＥｃ  に応じた圧力ＰＭｃ  に達した時点でＩＳＣＶ５２を開弁したのでは、ＩＳＣＶ５２の開弁のタイミングが遅過ぎて吸入空気量が不足し、回転数ＮＥが再びＮＥｃ  を下回ってしまうことになる。
【００３６】
そこで、本実施例においては、上述の如きＩＳＣ開度設定後の遅れを考慮してＩＳＣＶ５２が早めに開弁されるようにＰＭ１  を設定し、吸気圧ＰＭがＰＭ１  に達した時点で、ＩＳＣＶ５２を目標開度ＤＯＰに開弁することとしている。これにより、機関回転数ＮＥが目標回転数ＮＥｃ  に達した後、再び減少することが防止され、機関始動時における機関回転数ＮＥの変動が抑制されている。なお、本実施例においては、ＰＭ０  及びＰＭ１  を、例えば、それぞれ８０ｋＰａ、４０ｋＰａに設定している。
【００３７】
また、ステップ１３２において否定判別、即ち、ＰＭ≦ＰＭ１  であると判別された場合、ステップ１３８においてフラグＦＬがリセットされる。このため、その次の実行時においては、ステップ１２８において否定判別された後、ステップ１３０〜１２４においてＰＭとＰＭ０  との比較に基づいてＩＳＣ開度の設定が行われる。上述の如く、ＰＭ０  及びＰＭ１  はＰＭ０  ＞ＰＭ１  となるように設けられている。このため、ＰＭ≦ＰＭ１  が成立してＩＳＣ開度がＤＯＰに設定された直後に、再び、ＰＭ＞ＰＭ１  となった場合にも、ＰＭがＰＭ０  を上回らない限り、ＩＳＣ開度がＤＯＰに設定された状態が維持される。このように、本実施例においては、フラグＦＬの内容に応じて、ＩＳＣ開度を設定する際のＰＭの基準値をＰＭ０  またはＰＭ１  に変更することで、ＰＭがＰＭ１  の周囲で振動的に変動した場合に、ＩＳＣＶ５２の全閉処理と開弁処理とが繰り返し行われることが防止されている。
【００３８】
次に、図４に、ＥＣＵ６６が上記ルーチンを実行した場合の、内燃機関１０の始動時におけるＩＳＣ開度及び内燃機関１０の回転数ＮＥのタイムチャートを実線で示す。なお、図４には、クランキング始動の開始直後、即ち、スタータ６４の起動と同時に、ＩＳＣＶ５２が目標開度ＤＯＰに開弁された場合、及び、スタータ６４が起動された直後にＩＳＣＶ５２を全閉とした後、ＰＭがＰＭｃに達した時点でＩＳＣＶ５２をＤＯＰに開弁した場合についても、それぞれ、破線及び一点鎖線で示している。
【００３９】
図４に破線で示す如く、スタータ６４の起動と同時にＩＳＣＶ５２が開弁された場合には、機関回転数ＮＥは目標回転数ＮＥｃ  を越えてオーバシュートしている。かかるオーバシュートは、上述の如く、内燃機関１０の始動直後に大気圧の空気が吸気系内に存在した状態でＩＳＣＶ５２が開弁されることにより、内燃機関１０の吸入空気量が多大となることに起因して生じたものである。また、図４に一点鎖線で示す如く、クランキング開始直後にＩＳＣ開度を全閉とした後、吸気圧ＰＭがＰＭｃ  に達した時点でＩＳＣ開度をＤＯＰを設定した場合には、回転数ＮＥがＮＥｃ  に達した後アンダシュートしている。かかるアンダシュートは、上述の如く、ＩＳＣＶ５２の開弁から、この開弁により内燃機関１０の吸入空気量が増加するまでの遅れ時間に起因して生じたものである。
【００４０】
これに対して、本実施例においては、クランキング開始直後にＩＳＣＶ５２が全閉とされると共に、吸気圧ＰＭが上述の如く遅れ時間を考慮して設定されたＰＭ１  に達した時点で、ＩＳＣＶ５２が開弁されることにより、図４に実線で示す如く、内燃機関１０の回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥｃ  にまで速やかに、オーバシュートやアンダシュートを生ずることなく上昇されている。
【００４１】
このように、本実施例の内燃機関のアイドル回転数制御装置によれば、内燃機関１０の始動時における回転数を、オーバシュートやアンダシュート等の変動を伴うことなく、目標回転数まで安定に上昇させることができ、これにより、内燃機関１０の始動時に運転者に対して車両の振動等の違和感を与えることが防止されている。
【００４２】
次に、図５〜図７を参照して本発明の第２実施例について説明する。本実施例は、図１に示すシステムにおいて、ＥＣＵ６６が図３に示すルーチンに代えて図７に示すルーチンを実行する点を除き、上記第１実施例と同様である。本実施例は、ＩＳＣ開度を、内燃機関１０の吸気圧ＰＭ、及び、内燃機関１０の冷却水温度ＴＨＷに基づいて連続的に変化させる点に特徴を有している。
【００４３】
上述の如く、内燃機関１０の始動直後においてはＰＭは大気圧にほぼ等しく、機関回転数ＮＥが上昇すると、ＰＭはＮＥにほぼ反比例して減少する。従って、内燃機関１０の始動直後の回転数を、オーバシュートやアンダシュートを伴うことなく速やかに目標回転数ＮＥｃ  に到達させるには、内燃機関１０の始動直後にはＩＳＣ開度を全閉とし、ＮＥの上昇、即ち、ＰＭの減少に応じて徐々にＩＳＣ開度を増加させると共に、ＮＥがＮＥｃ  の近傍に達した時点でＩＳＣ開度を目標開度ＤＯＰに設定することが適当である。また、上述の如く、内燃機関１０が低温状態にある場合には、潤滑油の粘性が増大して、ピストン１８に対する摩擦力が大きくなる。この場合、かかる摩擦力が補償されるよう内燃機関１０の発生する動力を増加させるために、内燃機関１０の吸入空気量を増大させることが適当である。
【００４４】
そこで、本実施例においては、吸気圧ＰＭ、及び、冷却水温度ＴＨＷに基づいて、それぞれ、上限値ＤＳＴＧ、及び、上限値ＤＳＴＷを決定し、これら上限値の和によりＤＯＰに対してガード処理を行うことで、上述の如くＰＭ、及びＴＨＷに応じたＩＳＣ開度を実現することとしている。
【００４５】
図５に、ＰＭとＤＳＴＧとの関係を示す。図５に示す如く、ＤＳＴＧは、ＰＭが所定値ＰＭ３を越える領域では０％（全閉）となり、ＰＭ３からＰＭ４までの領域では、ＰＭの減少に応じて増加し、ＰＭ４以下の領域では１００％（全開）となるように設けられている。なお、図５に示す如き関係は、内燃機関１０の始動時の回転数を最適とするようなＩＳＣ開度のＰＭに対する変化を予め実験的に求めることにより得ることができる。
【００４６】
また、図６には、ＴＨＷとＤＳＴＷとの関係を示す。図６に示す如く、ＤＳＴＷは、ＴＨＷが所定の温度以下ではＴＨＷの減少に応じて増加するように設けられている。なお、図６に示す如き関係は、種々の冷却水温度ＴＨＷに対して、目標回転数ＮＥｃ  を実現するのに必要なＩＳＣ開度を予め実験的に求めることにより得ることができる。
【００４７】
次に、図７を参照して、本実施例においてＥＣＵ６６が実行するＩＳＣ開度制御ルーチンの内容を説明する。図７は本実施例においてＥＣＵ６６が実行するＩＳＣ開度制御ルーチンのフローチャートを示す。なお、図７において、図３に示すルーチンと同一のステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４８】
図７に示すルーチンにおいて、ステップ１２６でスタータ６４がオンされた後の経過時間ＣＳＴＡＯＮがＴ０に達していないと判別された場合、次に、ステップ１５０の処理が実行される。ステップ１５０においては、ＩＳＣＶ５２の目標開度ＤＯＰに対して、吸気圧ＰＭに基づく上限値ＤＳＴＧと、冷却水温度ＴＨＷに基づく上限値ＤＳＴＷとの和を上限値とするガード処理が行われる。即ち、ステップ１５０においては、ＤＯＰと（ＤＳＴＧ＋ＤＳＴＷ）とが比較し、ＤＯＰ≦（ＤＳＴＧ＋ＤＳＴＷ）であれば、ＤＯＰの値を変更せず、ＤＯＰ＞（ＤＳＴＧ＋ＤＳＴＷ）であればＤＯＰに（ＤＳＴＧ＋ＤＳＴＷ）を代入する処理が実行される。
【００４９】
本実施例においては、図６及び図７に示す如き関係を予めＥＣＵ６６内に記憶させておく。そして、上記ステップ１５０の実行時には、ＰＭ及びＴＨＷから、かかる記憶値に基づいてＤＳＴＧ及びＤＳＴＷを決定することとしている。上記ステップ１５０の処理が終了されると、次に、ステップ１２４において、ＩＳＣ開度が設定されて今回のルーチンが終了される。
【００５０】
上述の如く、本実施例によれば、内燃機関１０の始動時におけるＩＳＣ開度が吸気圧ＰＭ及び冷却水温度ＴＨＷに基づいて連続的に設定されることにより、ＩＳＣ開度をより最適な状態に設定することができる。従って、本実施例によれば、第１実施例の場合に比して、内燃機関１０の始動時における回転数ＮＥを、より安定かつ速やかに目標回転数ＮＥｃ  にまで上昇させることができる。
【００５１】
なお、上記第１及び第２実施例においては、水温センサ１６及び吸気圧センサ４２が上記した運転状態検出手段に相当し、従って、冷却水温度ＴＨＷ及び吸気圧ＰＭが上記した内燃機関の運転状態に相当している。また、ＩＳＣＶ５２が上記した吸入空気量制御弁に相当し、ＥＣＵ６６が図３あるいは図７に示すＩＳＣ開度制御ルーチンを実行することにより上記した始動時開度制御手段が実現されている。
【００５２】
ただし、内燃機関の運転状態は冷却水温度ＴＨＷ及び吸気圧ＰＭに限定されるものではなく、本発明を、吸気圧センサ４２の代わりにエアフローメータを備える型式の内燃機関に適用し、内燃機関の１回転当たりの吸入空気量を内燃機関の運転状態として用いることもできる。この他、内燃機関の運転状態として、機関回転数ＮＥ、加速度センサにより検出される内燃機関の振動状態、吸気温センサ４０により検出される吸気温度等を用いることもできる。
【００５３】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、内燃機関の始動時の回転数を安定に制御することができる。これにより、内燃機関の始動時に、運転者に対して違和感を与えるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のシステム構成図である。
【図２】本実施例においてＥＣＵが実行する時間計測ルーチンのフローチャートである。
【図３】本実施例においてＥＣＵが実行するＩＳＣ開度制御ルーチンのフローチャートである。
【図４】本実施例の実行結果を示すタイムチャートである。
【図５】吸気圧ＰＭと上限値ＤＳＴＧとの関係を示す図である。
【図６】冷却水温度ＴＨＷと上限値ＤＳＧＷとの関係を示す図である。
【図７】本発明の第２実施例においてＥＣＵが実行するＩＳＣ開度制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１０  内燃機関
１６  水温センサ
４２  吸気圧センサ
５２  ＩＳＣＶ
６４  スタータ
６６  ＥＣＵ
【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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