(57)【要約】【課題】理論上の空気充填効率を算出するためのマップの設定、及びフィードバックゲインの適合に手間をかけることなく、安定したアイドル運転を実現する。【解決手段】アイドル運転時、エンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移が、基本マップ上での目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対する理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致するよう点火時期制御が行われる。このため、エンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に収束させるためのフィードバック制御に用いられる増量ゲインａ及び減量ゲインｂを、基本マップ上での理論上の空気充填効率ＫＬの推移に合わせて適合しておけば、それらゲインａ，ｂが外部機器８の駆動状態の変化に関係なく上記実際の空気充填効率の推移に合ったものとなる。従って、上記駆動状態の変化後において、フィードバック制御時にラフアイドル等が発生するを抑制することができる。【選択図】      図１
2006009625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイドル運転時、機関回転速度を目標アイドル回転速度に保持するのに必要な理論上の空気充填効率を前記目標アイドル回転速度に基づきマップを参照して算出し、実際の空気充填効率を前記理論上の空気充填効率とした上で、機関回転速度が前記目標アイドル回転速度に収束するよう前記実際の空気充填効率を増減させるフィードバック制御を実行するとともに、同制御のフィードバックゲインを前記実際の空気充填効率に応じて可変設定する内燃機関のアイドル制御装置において、
前記目標アイドル回転速度の変化に対する前記理論上の空気充填効率の推移を規定した基本マップを参照して、前記目標アイドル回転速度に基づき前記理論上の空気充填効率を算出する充填効率算出手段と、
アイドル運転中に機関回転速度が目標アイドル回転速度に収束していることを条件に、実際の機関回転速度及び空気充填効率をデータとして取得し、それらデータから機関回転速度の変化に対する空気充填効率の実際の推移を求める推移算出手段と、
前記推移算出手段によって求められた前記実際の空気充填効率の推移が前記基本マップ上での前記理論上の空気充填効率の推移と一致するよう、それらの推移の差異に基づき前記フィードバック制御中の点火時期を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関のアイドル制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、点火時期を制御可能範囲の境界を越えて変化しないようにガードするものであって、
アイドル運転中に前記点火時期のガードが行われたとき、前記推移算出手段によって求められた前記実際の空気充填効率の推移が前記基本マップ上での前記理論上の前記空気充填効率の推移との一致に至っていない場合には、前記実際の空気充填効率の推移が前記理論上の空気充填効率の推移に近づくよう、内燃機関によって駆動される外部機器の駆動効率を変更する効率変更手段を備える
請求項１記載の内燃機関のアイドル制御装置。
【請求項３】
前記効率変更手段は、アイドル運転中に前記点火時期のガードが行われたとき、前記実際の空気充填効率の推移と前記理論上の空気充填効率の推移との差異に基づき、前記外部機器の駆動効率の変更量を算出し、その変更量分だけ当該駆動効率を変更する
請求項２記載の内燃機関のアイドル制御装置。
【請求項４】
前記効率変更手段による前記外部機器の駆動効率変更が行われたとき、当該外部機器の仕事量が変化しないよう、前記目標アイドル回転速度を変更する回転速度変更手段を備える
請求項２又は３記載の内燃機関のアイドル制御装置。
【請求項５】
前記回転速度変更手段は、前記効率変更手段による前記外部機器の駆動効率変更が行われたとき、その駆動効率の変更量に基づき前記目標アイドル回転速度の変更量を算出し、その変更量分だけ当該目標アイドル回転速度を変更する
請求項４記載の内燃機関のアイドル制御装置。
【請求項６】
前記効率変更手段による前記外部機器の駆動効率変更が不可能なときには、前記推移算出手段によって求められた前記実際の空気充填効率の推移に適したフィードバックゲインが得られるよう、可変設定された前記フィードバックゲインに対し更に変更を加えるゲイン変更手段を備える
請求項２〜５のいずれかに記載の内燃機関のアイドル制御装置。
【請求項７】
前記ゲイン変更手段は、前記実際の空気充填効率の推移と前記理論上の空気充填効率の推移との差異に基づき、前記フィードバックゲインの変更量を算出し、その変更量分だけ当該フィードバックゲインを変更する
請求項６記載の内燃機関のアイドル制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のアイドル制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンなどの内燃機関においては、アイドル運転時に機関回転速度を予め設定された目標アイドル回転速度に収束させるアイドル回転速度制御が行われている。
こうしたアイドル回転速度制御として、例えば特許文献１では、機関回転速度が目標アイドル回転速度に収束するように内燃機関の出力トルクに関係するパラメータである点火時期を進遅角させるフィードバック制御を実行している。内燃機関の点火時期については、上記フィードバック制御を実行する上で応答性よく変更することが可能であることから、同制御での機関回転速度の目標アイドル回転速度への収束性を高い状態に保持するのに適したパラメータである。しかし、同フィードバック制御での点火時期の進遅角可能な範囲は比較的狭いものであり、その範囲内での点火時期の進遅角だけで機関回転速度を目標アイドル回転速度に収束させることができるとは限らない。
【０００３】
このため、アイドル回転速度制御については、変更可能範囲を十分に確保することのできるパラメータとして、１サイクル中に筒内に吸入される空気の量を表す空気充填効率を調整して行うのが一般的である。なお、空気充填効率の調整を通じて機関回転速度を変化させることができるのは以下の理由による。即ち、内燃機関において、空気充填効率を調整すると、そのときの空気充填効率に対応した量の燃料が噴射供給され、筒内に充填される空気と燃料とからなる混合気の量が変化する。このため、同混合気の燃焼エネルギにより駆動される内燃機関の機関回転速度が変化するようになる。
【０００４】
ここで、空気充填効率の調整を通じてのアイドル回転速度制御の具体例について説明する。
同制御では、機関回転速度を目標アイドル回転速度に保持するのに必要な理論上の空気充填効率を目標アイドル回転速度に基づきマップを参照して算出し、実際の空気充填効率を上述した理論上の空気充填効率とする。このように実際の空気充填効率を理論上の空気充填効率にしたとしても、その直後に機関回転速度が必ずしも目標アイドル回転速度と一致するとは限らない。このため、実際の空気充填効率を理論上の空気充填効率とした上で、更に機関回転速度を目標アイドル回転速度に収束させるべく実際の空気充填効率を増減させるフィードバック制御を実行する。以上のような空気充填効率の調整により、機関回転速度が目標アイドル回転速度に制御されるようになる。
【０００５】
なお、空気充填効率の調整として上記フィードバック制御を行う際の機関回転速度の目標アイドル回転速度への収束性は、空気充填効率を変更しようとしてから実際に変更完了するまでの応答性によって変わってくる。更に、こうした空気充填効率の応答性については、実際の空気充填効率が大となるほど高くなり、また当該空気充填効率が小となるほど低くなる等、そのときの実際の空気充填効率の大きさによって変わってくる。
【０００６】
このため、フィードバック制御による機関回転速度の目標アイドル回転速度への収束性を常に高い状態に維持するためには、同制御のフィードバックゲインを実際の空気充填効率の大きさ、即ち当該空気充填効率の応答性に応じて可変設定することが必要になる。また、このようにフィードバックゲインを可変設定する上では、同ゲインが実際の空気充填効率の大きさに対応した最適な値となるよう、目標アイドル回転速度の変化に対する理論上の空気充填効率の推移を規定した上記マップに合わせて適合を行う必要もある。
【特許文献１】特開２００１−１５２９３７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、内燃機関のアイドル運転中には、同機関によって駆動される各種の外部機器の駆動状態が変わり、それに伴い機関回転速度を目標アイドル回転速度に維持するのに必要な空気充填効率も変わってくる。この場合、上記駆動状態の変更時に機関回転速度が変化して目標アイドル回転速度から離れるため、空気充填効率のフィードバック制御を通じて機関回転速度が目標アイドル回転速度に戻されるようになる。
【０００８】
しかし、上記駆動状態の変更後において、機関回転速度が目標アイドル回転速度から大きく離れるような場合、上記空気充填効率のフィードバック制御では機関回転速度を速やかに目標アイドル回転速度に戻すことができず、ラフアイドル等を招くことは避けられない。これは、そのときのアイドル運転時における機関回転速度の変化に対する実際の空気充填効率の推移が、上記マップ上に規定された目標アイドル回転速度の変化に対する理論上の空気充填効率の推移とずれており、当該マップに合わせて適合されたフィードバックゲインが上記実際の空気充填効率の推移とは合っていないためである。
【０００９】
即ち、上記実際の空気充填効率の推移において同推移の傾きが大となるほど、空気充填効率の変化に対する機関回転速度の変化量が大となる傾向があり、フィードバック制御により機関回転速度を目標アイドル回転速度に速やかに収束させる上ではフィードバックゲインを小とすることが好ましくなる。しかし、こうしたことを考慮することなく、上記マップ上での理論上の空気充填効率の推移に合わせたフィードバックゲインを用いてフィードバック制御を行うと、同制御による機関回転速度の目標アイドル回転速度への収束性が低下し、上述したラフアイドル等の問題を招くことになる。
【００１０】
そこで、理論上の空気充填効率を算出するためのマップを外部機器の細かな駆動状態の違いに応じて数多く用意するとともに、上記フィードバック制御で実際の空気充填効率の大きさに応じて可変設定されるフィードバックゲインについては各マップ毎に適合されたものをマップの数に対応する分だけ用意しておくことも考えられる。この場合、外部機器の駆動状態に対応したマップを上記各マップのうちから選択して理論上の空気充填効率の算出に用い、その選択されたマップに適合したフィードバックゲインを用いて上記フィードバック制御を行うことができる。これにより、上述したような不具合を回避することが可能になる。
【００１１】
ただし、用意しておくマップの数が多くなるほど、同マップの設定、及び上記フィードバックゲインの適合には手間と時間がかかるようになる。このため、マップの設定やフィードバックゲインの適合にかかる手間と時間を考えると、理論上の空気充填効率を算出するためのマップの数としては、ニ、三個にとどめておくことが妥当である。
【００１２】
しかしながら、その程度の数のマップを用意しただけでは、外部機器における種々の駆動状態の変化に対応することはできず、その変化後にはフィードバック制御に頼って機関回転速度を目標アイドル回転速度に保持することになる。従って、この状態での機関回転速度の変化に対する実際の空気充填効率の推移は、上記と同じく、選択されたマップ上で規定された目標アイドル回転速度の変化に対する理論上の空気充填効率の推移からずれた状態になる。その結果、上記フィードバック制御のフィードバックゲインは、やはり、上記マップ上での理論上の空気充填効率の推移とは合っていないものとなり、上述したラフアイドル等を招くといった問題を回避しきれなくなる。
【００１３】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、理論上の空気充填効率を算出するためのマップの設定、及びフィードバックゲインの適合に手間をかけることなく、安定したアイドル運転を実現することのできる内燃機関のアイドル制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、アイドル運転時、機関回転速度を目標アイドル回転速度に保持するのに必要な理論上の空気充填効率を前記目標アイドル回転速度に基づきマップを参照して算出し、実際の空気充填効率を前記理論上の空気充填効率とした上で、機関回転速度が前記目標アイドル回転速度に収束するよう前記実際の空気充填効率を増減させるフィードバック制御を実行するとともに、同制御のフィードバックゲインを前記実際の空気充填効率に応じて可変設定する内燃機関のアイドル制御装置において、前記目標アイドル回転速度の変化に対する前記理論上の空気充填効率の推移を規定した基本マップを参照して、前記目標アイドル回転速度に基づき前記理論上の空気充填効率を算出する充填効率算出手段と、アイドル運転中に機関回転速度が目標アイドル回転速度に収束していることを条件に、実際の機関回転速度及び空気充填効率をデータとして取得し、それらデータから機関回転速度の変化に対する空気充填効率の実際の推移を求める推移算出手段と、前記推移算出手段によって求められた前記実際の空気充填効率の推移が前記基本マップ上での前記理論上の空気充填効率の推移と一致するよう、それらの推移の差異に基づき前記フィードバック制御中の点火時期を制御する制御手段とを備えた。
【００１５】
アイドル運転時、機関回転速度が目標アイドル回転速度に収束している状態で、内燃機関によって駆動される外部機器の駆動状態が変化すると、それに伴い機関回転速度を目標アイドル回転速度に保持するのに必要な空気充填効率が変わってくる。このとき、機関回転速度が目標アイドル回転速度から離れないよう、フィードバック制御による空気充填効率の増減が行われる。その結果、推移算出手段によって求められる機関回転速度の変化に対する空気充填効率の実際の推移が、基本マップ上での理論上の空気充填効率の推移とは違ったものになる。
【００１６】
ところで、上記フィードバック制御のフィードバックゲインについては、同制御による機関回転速度の目標アイドル回転速度への収束性を高い状態に維持すべく、その収束性に影響を及ぼす実際の空気充填効率の大きさに応じて可変設定されることとなる。そして、このフィードバックゲインは、基本マップ上での目標アイドル回転速度の変化に対する理論上の空気充填効率の推移に合うよう予め適合される。しかし、上述したように、機関回転速度の変化に対する空気充填効率の実際の推移が基本マップ上での理論上の空気充填効率の推移とは違ったものになると、そのときのフィードバックゲインが上記空気充填効率の実際の推移とは合っていないものになる。その結果、フィードバック制御が行われるときに、機関回転速度を速やかに目標アイドル回転速度に収束させることができず、ラフアイドル等を招くおそれがある。
【００１７】
上記構成によれば、外部機器の駆動状態の変化に伴い、上記実際の空気充填効率の推移と上記理論上の空気充填効率の推移との間に差異が生じたときには、それに基づき当該実際の空気充填効率の推移が上記理論上の空気充填効率の推移と一致するよう、点火時期の制御が行われる。これにより、上記のような外部機器の駆動状態の変化後も、フィードバックゲインは上記実際の空気充填効率の推移に合ったものとなる。なお、点火時期制御を通じて機関回転速度の変化に対する実際の空気充填効率の推移を変更することができるのは、点火時期の変更により、所定の空気充填効率となっているときの機関出力トルクを増加させたり減少させたりすることが可能なためである。
【００１８】
以上のように、実際の空気充填効率の推移を理論上の空気充填効率の推移と一致させるための点火時期制御を行うことで、フィードバックゲインを上記実際の空気充填効率の推移に合ったものとするために、理論上の空気充填効率を算出ためのマップを数多く用意するとともに、当該マップの数に対応した分だけフィードバックゲインを用意するということは必要なくなる。従って、それらマップの設定、及びフィードバックゲインの適合に手間をかけることなく、上述したラフアイドル等を招くといった問題を回避し、安定したアイドル運転を実現することができるようになる。
【００１９】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、点火時期を制御可能範囲の境界を越えて変化しないようにガードするものであって、アイドル運転中に前記点火時期のガードが行われたとき、前記推移算出手段によって求められた前記実際の空気充填効率の推移が前記基本マップ上での前記理論上の前記空気充填効率の推移との一致に至っていない場合には、前記実際の空気充填効率の推移が前記理論上の空気充填効率の推移に近づくよう、内燃機関によって駆動される外部機器の駆動効率を変更する効率変更手段を備えた。
【００２０】
外部機器の駆動状態の変更に伴い、実際の空気充填効率の推移を理論上の空気充填効率の推移と一致させるべく上記点火時期制御が行われたとき、同点火時期をカードされるまで進角させても、実際の空気充填効率の推移が理論上の空気充填効率の推移と一致しきらない場合がある。しかし、上記構成によれば、このような場合には外部機器の駆動効率の変更により、実際の空気充填効率の推移が理論上の空気充填効率の推移に近づけられる。なお、外部機器の駆動効率の変更によって実際の空気充填効率の推移を変化させることができるのは、駆動効率の変更に応じて機関回転速度を目標アイドル回転速度に保持するのに必要な空気充填効率が変わるためである。以上により、点火時期のガード時点では理論上の空気充填効率の推移と一致していなかった実際の空気充填効率の推移を、当該理論上の空気充填効率の推移に近づけて両者の一致を図ることができる。
【００２１】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記効率変更手段は、アイドル運転中に前記点火時期のガードが行われたとき、前記実際の空気充填効率の推移と前記理論上の空気充填効率の推移との差異に基づき、前記外部機器の駆動効率の変更量を算出し、その変更量分だけ当該駆動効率を変更するものとした。
【００２２】
上記構成によれば、点火時期のカード時までに実際の空気充填効率の推移が理論上の空気充填効率の推移と一致しきらない場合、それら推移の差異に応じた分だけ外部機器の駆動状態が変更されるため、その変更によって実際の空気充填効率の推移を的確に理論上の空気充填効率の推移と一致させることが可能になる。
【００２３】
請求項４記載の発明では、請求項２又は３記載の発明において、前記効率変更手段による前記外部機器の駆動効率変更が行われたとき、当該外部機器の仕事量が変化しないよう、前記目標アイドル回転速度を変更する回転速度変更手段を備えた。
【００２４】
外部機器の仕事量は、外部機器の駆動効率によって変わるだけでなく、機関回転速度によっても変わってくる。上記構成によれば、実際の空気充填効率の推移を理論上の空気充填効率の推移と一致させるために外部機器の駆動効率を変更すると、目標アイドル回転速度の変更を通じて機関回転速度が変更され、それによって上記外部機器の駆動効率を変更したことに起因する仕事量の変化を抑制することができる。
【００２５】
請求項５記載の発明では、請求項４記載の発明いおいて、前記回転速度変更手段は、前記効率変更手段による前記外部機器の駆動効率変更が行われたとき、その駆動効率の変更量に基づき前記目標アイドル回転速度の変更量を算出し、その変更量分だけ当該目標アイドル回転速度を変更するものとした。
【００２６】
上記構成によれば、上記のように外部機器の駆動効率が変更された場合、その変更量に応じた分だけ目標アイドル回転速度が変更されるため、機関回転速度を的確に外部機器の仕事量を変化させないよう変更することができる。
【００２７】
請求項６記載の発明では、請求項２〜５のいずれかに記載の発明において、前記効率変更手段による前記外部機器の駆動効率変更が不可能なときには、前記推移算出手段によって求められた前記実際の空気充填効率の推移に適したフィードバックゲインが得られるよう、可変設定された前記フィードバックゲインに対し更に変更を加えるゲイン変更手段を備えた。
【００２８】
外部機器の駆動状態の変更に伴い、実際の空気充填効率の推移を理論上の空気充填効率の推移と一致させるべく上記点火時期制御が行われたとき、同点火時期のカード時までに実際の空気充填効率の推移が理論上の空気充填効率の推移と一致しきらない場合がある。このような場合には外部機器の駆動効率の変更により、実際の空気充填効率の推移が理論上の空気充填効率の推移と一致するようにされるが、こうした駆動効率変更が不可能なときもある。このような状況下においては、フィードバック制御により空気充填効率を増減させ、上記駆動効率の変更後において目標アイドル回転速度から離れた機関回転速度を当該目標アイドル回転速度に収束させることになる。このときのフィードバック制御のフィードバックゲインとして、基本マップ上での理論上の空気充填効率の推移に対して適合されたものを用いると、実際の空気充填効率の推移が上記理論上の空気充填効率と一致しきらない状況のもとでは、機関回転速度を目標アイドル回転速度に速やかに収束させる上で支障を来すおそれがある。これは、フィードバックゲインが上記実際の空気充填効率の推移に合ったものとなっていないことが原因である。しかし、上記構成によれば、上記のような状況下では、フィードバックゲインが実際の空気充填効率の推移に合ったものとなるよう変更され、これにより上記フィードバック制御による機関回転速度の目標アイドル回転速度への速やかな収束が実現可能となる。
【００２９】
請求項７記載の発明では、請求項６記載の発明において、前記ゲイン変更手段は、前記実際の空気充填効率の推移と前記理論上の空気充填効率の推移との差異に基づき、前記フィードバックゲインの変更量を算出し、その変更量分だけ当該フィードバックゲインを変更するものとした。
【００３０】
上記構成によれば、点火時期がカード時までに実際の空気充填効率の推移が理論上の空気充填効率の推移と一致しきらず、しかも外部機器の駆動効率変更が不可能な状況であるときには、それら推移の差異に対応する分だけフィードバックゲインが変更される。これにより、フィードバックゲインを実際の空気充填効率の推移に適したものへと的確に変更し、そのときに行われるフィードバック制御によって機関回転速度を速やかに目標アイドル回転速度へと収束させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
［第１実施形態］
以下、本発明を自動車用エンジンのアイドル制御装置に具体化した第１実施形態を図１〜図８に従って説明する。
【００３２】
図１に示されるエンジン１においては、吸気通路２を通じて燃焼室３内（筒内）に空気が吸入される。吸気通路２には、同通路２の空気流通面積を変更すべく開閉動作し、燃焼室３に吸入される空気の量（吸入空気量）を調節するスロットルバルブ１２が設けられている。また、吸気通路２に対しスロットルバルブ１２を迂回するように接続されたバイパス通路１７には、アイドル運転時に同通路１７の空気流通面積を変更すべく開閉動作し、アイドル運転時の吸入空気量の調節を行うアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）１８が設けられている。
【００３３】
エンジン１においては、吸入空気量に対応した量の燃料が燃料噴射弁４から噴射され、その燃料と空気とからなる混合気に対し燃焼室３内での点火プラグ５による点火が行われる。このときの点火プラグ５の点火時期の調節はイグナイタ５ａによって行われる。そして、燃焼室３内での点火プラグ５の点火により混合気が燃焼すると、そのときの燃焼エネルギによりエンジン１が駆動され、エンジン出力軸であるクランクシャフト６が回転するようになる。また、燃焼後の混合気は、燃焼室３から排気として排気通路７に送り出される。
【００３４】
エンジン１のクランクシャフト６には各種の外部機器８、例えばエアコンディショナ用のコンプレッサ、変速機用のオイルポンプ、車搭機器やバッテリへの給電用のオルタネータ、及びパワーステアリング用のオイルポンプ等が接続されている。そして、クランクシャフト６の回転を通じて上記各種の外部機器８が駆動されるようになる。
【００３５】
エンジン１の各種制御、及び外部機器８の駆動制御は、電子制御装置９によって実施される。電子制御装置９は、エンジン１及び外部機器８の制御にかかる各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。
【００３６】
電子制御装置９の入力ポートには、以下に示す各種センサが接続されている。
・自動車の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダル１０の踏み込み量（アクセル踏込量）を検出するアクセルポジションセンサ１１。
【００３７】
・スロットルバルブ１２の開度（スロットル開度）を検出するスロットルポジションセンサ１３。
・吸気通路２を通じて燃焼室３に吸入される空気の量を検出するエアフローメータ１４。
【００３８】
・クランクシャフト６の回転に対応する信号を出力し、エンジン回転速度の算出等に用いられるクランクポジションセンサ１５。
・排気通路７を通過する排気中の酸素濃度に対応した信号を出力する酸素（Ｏ2 ）センサ１６。
【００３９】
電子制御装置９の出力ポートには、燃料噴射弁４、イグナイタ５ａ、外部機器８、スロットルバルブ１２、及びＩＳＣＶ１８の駆動回路が接続されている。
そして、電子制御装置９は、外部機器８の駆動状態を検知するとともに、上記各センサから入力した検出信号に基づき把握されるエンジン運転状態を検知し、外部機器８についての各種の駆動要求やエンジン運転状態に応じて、上記出力ポートに接続された各種駆動回路に指令信号を出力する。こうして燃料噴射弁４からの燃料噴射量の制御、点火プラグ５の点火時期の制御、外部機器８の駆動制御、スロットルバルブ１２の開度制御、ＩＳＣＶ１８の開度制御が電子制御装置９を通じて実施される。
【００４０】
エンジン１の燃料噴射量制御については、１サイクル中に吸気通路２から燃焼室３内に吸入される空気の量に対応した燃料を燃料噴射弁４から噴射させるよう、当該空気の量を表すパラメータである空気充填効率等に基づき燃料噴射弁４を駆動制御することによって実現される。例えば、エンジン１のアイドル運転時には、上記燃料噴射量制御を通じて混合気の空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射弁４からの燃料噴射が行われる。更に、このときには、排気中の酸素濃度が混合気を理論空燃比で燃焼させたときの値となるよう燃料噴射量を増減補正し、混合気の空燃比を理論空燃比へと速やかに収束させることも行われる。
【００４１】
なお、上記燃料噴射量制御で用いられる空気充填効率とは、燃焼室３の最大容積に対する１サイクル中に吸気通路２から燃焼室３内に吸入される空気の体積の割合のことである。この空気充填効率は、エンジン１の吸入空気量、スロットル開度、及びアクセル踏込量など、１サイクル中に吸気通路２から燃焼室３内に吸入される空気の量に影響を及ぼすパラメータ、及び、エンジン回転速度に基づき算出される。
【００４２】
ＩＳＣＶ１８の開度制御は、エンジン１のアイドル運転中にＩＳＣＶ１８を駆動して空気充填効率を調整し、アイドル運転時のエンジン回転速度を調整するためのものである。こうしたＩＳＣＶ１８の開度制御を通じて、アイドル運転時のエンジン回転速度を予め設定された目標アイドル回転速度に収束させるためのアイドル回転速度制御が実現される。なお、ＩＳＣＶ１８の開度制御は、以下の式（１）から算出されるＩＳＣＶ開度指令値Ｏfin に基づきＩＳＣＶ１８を駆動することによって行われる。
【００４３】
Ｏfin ＝Ｏbase＋Ｈfb      …（１）
Ｏfin ：ＩＳＣＶ開度指令値
Ｏbase：基本開度
Ｈfb  ：フィードバック補正値
上記式（１）の基本開度Ｏbaseは、アイドル運転時、エンジン回転速度ＮＥを予め設定された目標アイドル回転速度ＮＥi に保持するのに必要な理論上の空気充填効率ＫＬに基づき算出され、その理論上の空気充填効率ＫＬが大となるほど開き側の値になる。また、ここで用いられる理論上の空気充填効率ＫＬは、目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対する理論上の空気充填効率ＫＬの推移を規定したマップを参照して算出される。
【００４４】
従って、ＩＳＣＶ開度指令値Ｏfin を基本開度Ｏbaseとすることで、理論上では実際の空気充填効率が理論上の空気充填効率ＫＬとなって、エンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi に保持されるはずである。しかし、ＩＳＣＶ開度指令値Ｏfin の変化に対する実際の空気充填効率の変化、及びエンジン回転速度ＮＥの変化には応答遅れがあることから、ＩＳＣＶ開度指令値Ｏfin を基本開度Ｏbaseとしても、その直後からエンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi と一致しているとは限らない。このため、実際の空気充填効率が理論上の空気充填効率ＫＬとなるようＩＳＣＶ開度指令値Ｏfin を基本開度Ｏbaseとした上で、更にエンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に収束させるべく、実際の空気充填効率を増減させるフィードバック制御が行われる。
【００４５】
式（１）のフィードバック補正値Ｈfbは、こうしたフィードバック制御に用いられるものである。即ち、エンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi 未満（「ＮＥ−ＮＥi ＜０」）であるときには、フィードバック補正値Ｈfbが増量ゲインａずつ増加させられる。これにより、ＩＳＣＶ開度指令値Ｏfin がフィードバック補正値Ｈfbの分だけ開き側の値になって実際の空気充填効率が増加され、エンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi に近づくよう上昇させられる。また、エンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi よりも大（「ＮＥ−ＮＥi ＞０」）であるときには、フィードバック補正値Ｈfbが減量ゲインｂずつ減少させられる。これにより、ＩＳＣＶ開度指令値Ｏfin がフィードバック補正値Ｈfbの分だけ閉じ側の値になって実際の空気充填効率が減少され、エンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi に近づくよう低下させられる。
【００４６】
以上のようなＩＳＣＶ１８の開度制御を通じての空気充填効率の調整により、アイドル運転時のエンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi に制御される。
なお、フィードバック補正値Ｈfbを用いたフィードバック制御によって空気充填効率を調整し、エンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に収束させる際の収束性は、空気充填効率を変更しようとしてから実際に変更完了するまでの応答性によって変わってくる。更に、こうした空気充填効率の応答性については、実際の空気充填効率が大となるほど高くなり、小となるほど低くなる等、そのときの実際の空気充填効率の大きさによって変わってくる。このため、上記フィードバック制御によるエンジン回転速度ＮＥの目標アイドル回転速度ＮＥi への収束性を常に高い状態に維持すべく、増量ゲインａ及び減量ゲインｂがそのときの実際の空気充填効率の大きさに応じて可変設定される。
【００４７】
具体的には、増量ゲインａ及び減量ゲインｂは、実際の空気充填効率の大きさが大となるほど小さい値とされ、当該空気充填効率の大きさが小となるほど大きい値とされる。これは、実際の空気充填効率の大きさが小となるほど、実際の空気充填効率の応答性が低くなって、フィードバック制御でのエンジン回転速度ＮＥの目標アイドル回転速度ＮＥi への収束性が低下する傾向があり、その収束性を高い状態に維持するには増量ゲインａ及び減量ゲインｂを大きくしなければならないためである。
【００４８】
また、上記のように増量ゲインａ及び減量ゲインｂを可変設定する上では、それらゲインａ，ｂが実際の空気充填効率の大きさに対応した最適な値となるよう、上記マップ上での目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対する理論上の空気充填効率ＫＬの推移に合わせて適合を行う必要もある。これは、上記推移の傾きが大となるほどフィードバック制御時の空気充填効率の変化に対するエンジン回転速度ＮＥの変化量が大となる傾向があり、同制御によりエンジン回転速度ＮＥを速やかに目標アイドル回転速度ＮＥi に収束させるのに上記推移の傾きを考慮する必要があるためである。
【００４９】
次に、理論上の空気充填効率ＫＬの算出に用いられるマップについて説明する。
上記マップ上で規定された目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対する理論上の空気充填効率ＫＬの推移は、例えば図２に実線Ｌ０で示されるようなものになる。こうした目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対する理論上の空気充填効率ＫＬの推移は、以下のようにして求められる。即ち、目標アイドル回転速度ＮＥi を変化させていったとき、エンジン回転速度ＮＥを当該目標アイドル回転速度ＮＥi に保持するのに必要なエンジン１の出力トルク（必要トルク）が図３に実線で示されるように推移したとする。このとき、上記必要トルクの推移が得られるように空気充填効率を推移させたとすると、当該空気充填効率の変化に対するエンジン１の発生トルクの推移は例えば図４に実線で示されるようなものになる。そして、図３での目標アイドル回転速度ＮＥi の推移と図４での空気充填効率の推移とに基づき、図２における目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対する理論上の空気充填効率ＫＬの推移が定められる。
【００５０】
ところで、上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移は、エンジン１によって駆動される外部機器８のそのときの駆動状態（駆動効率など）に応じて異なったものとなる。例えば、図２の実線Ｌ０を外部機器８の駆動効率を最低レベルとした状態での上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移であるとする。この状態にあって、エンジン１により駆動される外部機器８の駆動効率を高い状態へと変化させてゆくと、上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移は、図中実線Ｌ０から二点鎖線Ｌ１、Ｌ２というように傾きが大きくなるような推移へと変化してゆく。これは、外部機器８の駆動効率が高い状態へと変化するに従い、エンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に保持するための必要トルクが大となり、その必要トルクに対応した発生トルクが得られるよう空気充填効率を大としなければならないためである。
【００５１】
こうした外部機器８の駆動効率の変化に伴う上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移の変化に関係なく、例えば図２に実線Ｌ０で示される推移を規定した一つのマップのみから理論上の空気充填効率ＫＬを算出すると、次のような問題が生じる。即ち、外部機器８の駆動効率が最低レベルでない場合には、上記マップを参照して算出された理論上の空気充填効率ＫＬがエンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に保持するための値として不適切なものとなる。その結果、上記理論上の空気充填効率ＫＬから算出されるＩＳＣＶ開度指令値Ｏfin （正確には基本開度Ｏbase）も、エンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に保持する開度としては不適切になり、エンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi から離れることとなる。
【００５２】
この場合、上述したフィードバック補正値Ｈfbによるフィードバック制御を通じて、エンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi に戻されるようにはなる。しかし、上記外部機器８の駆動状態の変化後において、エンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi から大きく離れるような場合、上記フィードバック制御ではエンジン回転速度ＮＥを速やかに目標アイドル回転速度ＮＥi に戻すことができず、ラフアイドル等を招くことは避けられない。これは、そのときのアイドル運転時におけるエンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移が、上記マップ上に規定された理論上の空気充填効率ＫＬの推移とずれており、当該マップに合わせて適合される増量ゲインａ及び減量ゲインｂが上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移と合ったものではないためである。
【００５３】
以上のことから、理論上の空気充填効率ＫＬを算出するためのマップ、並びに、フィードバック制御に用いられる増量ゲインａ及び減量ゲインｂを、以下のように用意しておくことが考えられる。即ち、上記マップとして、例えば図２に二点鎖線Ｌ１で示される推移を規定したマップや二点鎖線Ｌ２で示される推移を規定したマップなど、外部機器８の細かな駆動状態の違いに対応した数多くのマップを用意する。更に、増量ゲインａ及び減量ゲインｂについては、上記各マップ毎に適合されたものをマップの数に対応する分だけ用意する。この場合、外部機器８の駆動状態に対応したマップを上記各マップのうちから選択して理論上の空気充填効率ＫＬの算出に用い、その選択されたマップに適合した増量ゲインａ及び減量ゲインｂを用いて上記フィードバック制御を行うことができる。これにより、当該フィードバック制御時に上述したラフアイドル等を招くといった不具合を回避することが可能になる。
【００５４】
具体例としては、目標アイドル回転速度ＮＥi が例えば５００ｒｐｍに設定されており、外部機器８の駆動効率が最低レベルの状態から、外部機器８の一つであるエアコンディショナ用のコンプレッサの駆動効率を最大とした場合をあげることができる。この場合、上記コンプレッサの駆動効率を最大とした時点で、理論上の空気充填効率ＫＬを算出するためのマップが、図２の実線Ｌ０で示される推移を規定したマップから例えば二点鎖線Ｌ１で示される推移を規定したマップへと切り換えられる。その結果、目標アイドル回転速度ＮＥi （この場合は５００ｒｐｍ）を保持するための値として算出される理論上の空気充填効率ＫＬが、図中の「ＫＬ０」から「ＫＬ１」へと変化する。
【００５５】
このように算出される理論上の空気充填効率ＫＬに基づき基本開度Ｏbaseを算出することで、外部機器８の駆動効率が最低レベルから増大側に変化したとしても、ＩＳＣＶ１８の開度はエンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に保持する開度として適切なものとなる。また、仮にエンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi から離れたとしても、フィードバック補正値Ｈfbによるフィードバック制御を通じてＩＳＣＶ１８の開度が補正され、エンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi に収束するよう実際の空気充填効率が増減される。このときのフィードバック制御に用いられる増量ゲインａ及び減量ゲインｂは、選択されているマップに適合されたものであるため、同マップ上での理論上の空気充填効率ＫＬの推移（図２の二点鎖線Ｌ１の推移）に合ったものとなる。従って、上記フィードバック制御により、エンジン回転速度ＮＥを速やかに目標アイドル回転速度ＮＥi に収束させることができ、上述したラフアイドル等を招くことはない。
【００５６】
ただし、理論上の空気充填効率ＫＬを算出するために用意するマップの数が多くなるほど、それらマップの設定、並びに、増量ゲインａ及び減量ゲインｂのマップ毎の適合には手間と時間がかかるようになる。従って、理論上の空気充填効率ＫＬのマップの数としては二、三個にとどめておくことが妥当であるが、その程度の数のマップを用意しただけでは外部機器８における種々の駆動状態の変化に対応することはできず、その変化後にはフィードバック制御に頼ってエンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に保持することとなる。従って、この状態でのエンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移は、選択されたマップ上で規定された理論上の空気充填効率ＫＬの推移からずれた状態になる。その結果、上記フィードバック制御に用いられる増量ゲインａ及び減量ゲインｂは、上記マップ上での理論上の空気充填効率ＫＬの推移に合っていないものとなり、上述したラフアイドル等を招くという問題を回避しきれなくなる。
【００５７】
そこで本実施形態では、理論上の空気充填効率ＫＬを算出するためのマップとして図２に実線Ｌ０で示される推移を規定した基本マップを用意し、アイドル運転時におけるエンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移が上記基本マップ上での理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致するよう点火時期を制御する。
【００５８】
この場合、外部機器８の駆動効率が最低レベルから変化したとしても、基本開度Ｏbaseを上記基本マップから算出された理論上の空気充填効率ＫＬを用いて算出すれば、ＩＳＣＶ１８の開度はエンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に保持するのに適した値となる。また、仮にエンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi から離れたときには、フィードバック補正値Ｈfbによるフィードバック制御を通じてＩＳＣＶ１８の開度が補正され、エンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi に収束するよう実際の空気充填効率が増減される。
【００５９】
上記フィードバック制御に用いられる増量ゲインａ及び減量ゲインｂについては、同制御によるエンジン回転速度ＮＥの目標アイドル回転速度ＮＥi への収束性を高い状態に維持すべく、その収束性に影響を及ぼすパラメータである実際の空気充填効率の大きさに応じて可変設定される。また、この増量ゲインａ及び減量ゲインｂは、上記基本マップ上での目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対する理論上の空気充填効率ＫＬの推移に合うよう予め適合される。従って、上述した点火時期制御によって上記実際の空気充填効率の推移を上記基本マップ上での理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致させることで、上記外部機器８の駆動状態の変化後においても、フィードバック制御で用いられる増量ゲインａ及び減量ゲインｂを上記実際の空気充填効率の推移と合ったものになる。
【００６０】
以上のように、上記実際の空気充填効率の推移を上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致させるための点火時期制御を行うことで、増量ゲインａ及び減量ゲインｂを上記実際の空気充填効率の推移に合ったものとすべく、ＫＬ算出用のマップを数多く用意するとともに上記ゲインａ，ｂをマップの数に対応する分だけ用意する必要はなくなる。従って、それらマップの設定、及びゲインａ，ｂの適合に手間と時間をかけることなく、上述したラフアイドル等を招くといった問題を回避し、安定したアイドル運転を実現することができる。
【００６１】
次に、アイドル運転時におけるエンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移を、上記基本マップ上での理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致させるための点火時期制御について説明する。
【００６２】
エンジン１の点火時期制御は、エンジン運転状態に基づき算出される点火時期指令値Ａfin に基づきイグナイタ５ａを駆動することによって実現されている。そして、アイドル運転時の点火時期指令値Ａfin は、以下の式（２）を用いて算出される。
【００６３】
Ａfin ＝Ａbase＋Ｔ      …（２）
Ａfin ：点火時期指令値
Ａbase：基本点火時期
Ｔ    ：進角量
上記式（２）の基本点火時期Ａbaseは、エンジン１の出力トルクを最大とすることの可能な点火時期（ＭＢＴ）よりもある程度遅角側の値として、エンジン回転速度ＮＥ、及び実際の空気充填効率に基づき算出される。このように基本点火時期Ａbaseを算出するのは円滑なアイドル運転を行うことを考慮してのことである。仮に、アイドル運転時に点火時期をＭＢＴにすると、１サイクル毎における混合気の燃焼変動の増大が避けられず、アイドル運転が円滑に行えなくなる。このため、アイドル運転時には基本点火時期ＡbaseをＭＢＴよりもある程度遅角側の値とし、上述した燃焼変動の増大を抑制して円滑なアイドル運転を実現している。
【００６４】
上記式（２）の進角量Ｔは、アイドル運転時におけるエンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移と、上記基本マップ上での目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対する理論上の空気充填効率ＫＬの推移との差異に基づき、点火時期指令値Ａfin を基本点火時期Ａbaseよりも進角側の値にするためのものである。詳しくは、アイドル運転時のエンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移が例えば図５の二点鎖線Ｌ１で示される推移になったとすると、その推移の傾きαが基本マップ上での理論上の空気充填効率ＫＬの推移（図５の実線Ｌ０）の傾きβと比較され、それらの差Ｓ（＝「α−β」）が大となるほど進角量Ｔが大とされる。この進角量Ｔが大になるほど、点火時期指令値Ａfin が基本点火時期Ａbaseよりも進角側の値になってＭＢＴに近づくことから、空気充填効率一定の条件下でのエンジン１の発生トルクが向上する。
【００６５】
ここで、アイドル運転時に外部機器８の駆動効率が最低レベルの状態から、当該外部機器８の一つであるコンプレッサの駆動効率が最大に変更された場合を例として、上記点火時期制御の詳細について図３〜図５を併せ参照して説明する。
【００６６】
図３の実線は、アイドル運転時であって外部機器８の駆動効率が最低レベルの状態にあるときの目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対する必要トルクの推移を示している。そして、今の目標アイドル回転速度ＮＥi が例えば５００ｒｐｍに設定されているとすると、エンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に保持するための必要トルクは所定値Ａということになる。このとき、目標アイドル回転速度ＮＥi （５００ｒｐｍ）に基づき基本マップを参照して理論上の空気充填効率ＫＬが算出され、更に当該理論上の空気充填効率ＫＬに基づき基本開度Ｏbaseが算出される。そして、ＩＳＣＶ開度指令値Ｏfin を用いたＩＳＣＶ１８の開度制御を通じてエンジン１の空気充填効率が調整され、エンジン１の発生トルクがエンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に保持するのに必要な値である所定値Ａとされる。なお、このときの実際の空気充填効率の変化に対する発生トルクの推移は、例えば図４に実線で示されるような推移となる。
【００６７】
このような状態にあって、エンジン１によって駆動される上記コンプレッサの駆動効率が最小から最大へと変化すると、それに対応して目標アイドル回転速度ＮＥi を保持するための必要トルクの推移が、例えば図３の実線から二点鎖線へと当該推移の傾きが大となるように変化する。その結果、エンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi （５００ｒｐｍ）に保持するための必要トルクについても、所定値Ａから所定値Ｂへと大きくなる。このとき、図４に示されるエンジン１の発生トルクが所定値Ａのままだと、エンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi よりも低下してしまう。このため、フィードバック補正値Ｈfbを用いたフィードバック制御を通じてＩＳＣＶ開度指令値Ｏfin が大とされ、同ＩＳＣＶ開度指令値Ｏfin を用いたＩＳＣＶ１８の開度制御により、空気充填効率がエンジン１の発生トルクを所定値Ａとすることの可能な値（ＫＬ０）から所定値Ｂとする値（ＫＬ１）まで高められる。
【００６８】
上記のようなフィードバック制御によりエンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に保持している状態にあっては、エンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移が例えば図５に二点鎖線Ｌ１で示されるようなものになる。この二点鎖線Ｌ１で示される上記実際の空気充填効率の推移の傾きαは、基本マップ上での理論上の空気充填効率ＫＬの推移（実線Ｌ０）の傾きβよりも大きくなる。これは、エンジン１により駆動される上記コンプレッサの駆動効率が最小の状態から最大となった分だけ、エンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に保持するための発生トルクを得るのに空気充填効率を多くする必要があるためである。
【００６９】
このように、アイドル運転時におけるエンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移（二点鎖線Ｌ１）が、基本マップ上での目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対する理論上の空気充填効率ＫＬの推移（実線Ｌ０）からずれた場合、それらの推移の傾きα，βの差Ｓ（＝「α−β」）が算出される。そして、その差Ｓに対応した進角量Ｔだけ点火時期指令値Ａfin が進角させられ、この点火時期指令値Ａfin を用いた点火時期制御により、空気充填効率一定の条件下でのエンジン１の発生トルクが向上する。その結果、実際の空気充填効率の変化に対するエンジン１の発生トルクの推移が図４の実線から二点鎖線へと当該推移の傾きを大きくするように変化し、発生トルクを所定値Ｂにするのに必要な空気充填効率については「ＫＬ１」という値から「ＫＬ０」という値に戻る。そして、こうした点火時期の進角量Ｔ分の進角後にあっては、図５に示されるアイドル運転時における実際の空気充填効率の推移（二点鎖線Ｌ１）が、基本マップ上での理論上の空気充填効率ＫＬの推移（実線Ｌ０）と一致するようになる。
【００７０】
以上のように、点火時期を進角量Ｔ分だけ進角して実際の空気充填効率の推移と基本マップ上での理論上の空気充填効率ＫＬの推移とを一致させることで、上記外部機器８の駆動状態の変更後において、基本マップから算出される理論上の空気充填効率ＫＬがエンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に保持するのに適した値になる。このため、上記理論上の空気充填効率ＫＬに基づき算出される基本開度Ｏbaseを用いてＩＳＣＶ１８を開度制御することで、エンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に保持することが可能になる。また、エンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi から離れたとしても、上記基本マップ上に合わせて適合された増量ゲインａ及び減量ゲインｂを用いた上記フィードバック制御により、エンジン回転速度ＮＥを速やかに目標アイドル回転速度ＮＥi に戻すことができる。
【００７１】
次に、点火時期指令値Ａfin の詳細な算出手順について、点火時期指令値算出ルーチンを示す図６のフローチャートを参照して説明する。この点火時期指令値算出ルーチンは、電子制御装置９を通じて、例えば所定クランク角毎の角度割り込みにて周期的に実行される。
【００７２】
同ルーチンにおいては、まずアクセル踏込量が「０」であること等に基づいてアイドル運転中であるか否かが判断される（Ｓ１０１）。ここで、否定判定であればアイドル運転時でない通常運転時における点火時期指令値Ａfin の算出が行われ（Ｓ１１１）、肯定判定であればアイドル運転時における点火時期指令値Ａfin を算出するための処理（Ｓ１０２〜Ｓ１１０）が実行される。
【００７３】
この一連の処理（Ｓ１０２〜Ｓ１１０）では、実際の空気充填効率及びエンジン回転速度ＮＥに基づき基本点火時期ＡbaseがＭＢＴよりある程度遅角側の値として算出される（Ｓ１０２）。続いて、エンジン回転速度ＮＥが安定していること（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、即ちエンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi に収束していることを条件に、そのときの実際の空気充填効率及びエンジン回転速度ＮＥがデータとして電子制御装置９のＲＡＭに記録される（Ｓ１０４）。そして、そのデータの数が現在のエンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移を求めるのに十分な数になると（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、その推移が求められて当該推移の傾きαが算出される（Ｓ１０６）。
【００７４】
その後、算出された傾きαと基本マップ上での理論上の空気充填効率ＫＬの推移の傾きβとの差Ｓ（＝「α−β」）が所定値以上であるか否かが判断される（Ｓ１０７）。なお、ここで用いられる所定値としては、例えば「０」に設定したり、或いは「０」にごく近い値に設定したりすることが可能である。そして、ステップＳ１０７で肯定判定がなされると差Ｓに基づき進角量Ｔが算出される（Ｓ１０８）。こうして算出された進角量Ｔは、差Ｓが大となるほど大きい値、即ち点火時期を進角させる側の値をとるようになる。
【００７５】
続いて、ステップＳ１１０では、基本点火時期Ａbase及び進角量Ｔに基づき上記式（２）を用いて点火時期指令値Ａfin が算出される。そして、この点火時期指令値Ａfin に基づきイグナイタ５ａが駆動され、エンジン１の点火時期が上記点火時期指令値Ａfin に対応した時期に制御される。この点火時期制御を通じて、エンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移が、基本マップ上での理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致させられる。即ち、アイドル運転中での外部機器８の駆動状態の変化によって、上記実際の空気充填効率の推移が上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移と異なるものになっても、点火時期の進角量Ｔ分の進角側への制御を通じて、上記実際の空気充填効率の推移が上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致するようになる。
【００７６】
なお、ステップＳ１０５とステップＳ１０７とのいずれか一方で否定判定がなされた場合、即ち上記実際の空気充填効率の推移の傾きαを求める上で実際の空気充填効率及びエンジン回転速度ＮＥのデータ数が不足している場合や差Ｓが所定値未満である場合には、進角量Ｔが「０」とされる（Ｓ１０９）。このため、上述したような状況下では、進角量Ｔによる点火時期の進角側への制御が行われることはない。
【００７７】
次に、アイドル回転速度制御（ＩＳＣＶ１８の開度制御）に用いられるＩＳＣＶ開度指令値Ｏfin の詳細な算出手順について、ＩＳＣＶ開度指令値算出ルーチンを示す図７のフローチャートを参照して説明する。このＩＳＣＶ開度指令値算出ルーチンは、電子制御装置９を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
【００７８】
同ルーチンにおいては、まずアイドル運転中であるか否かが判断される（Ｓ２０１）。ここで肯定判定であれば、基本開度Ｏbaseを算出するための処理（ステップＳ２０２〜Ｓ２０４）、フィードバック補正値Ｈfbを増減させるための処理（Ｓ２０５〜Ｓ２０８）の処理、及び、それら基本開度Ｏbase及びフィードバック補正値Ｈfbに基づき上記式（１）からＩＳＣＶ開度指令値Ｏfin を算出する処理（Ｓ２０９）が順次行われる。
【００７９】
ステップＳ２０２〜Ｓ２０４の基本開度Ｏbaseを算出するための処理では、外部機器８の駆動状態等に応じて目標アイドル回転速度ＮＥi の設定が行われ（Ｓ２０２）、その目標アイドル回転速度ＮＥi に基づき基本マップを参照して理論上の空気充填効率ＫＬが算出される（Ｓ２０３）。その後、当該理論上の空気充填効率ＫＬに基づき基本開度Ｏbaseが算出される（Ｓ２０４）。こうして算出された基本開度Ｏbaseについては、理論上の空気充填効率ＫＬを得ることの可能な開度となるよう、当該理論上の空気充填効率ＫＬが大になるほど開き側の値となる。
【００８０】
ステップＳ２０５〜Ｓ２０８のフィードバック補正値Ｈfbを増減させるための処理については、例えばＩＳＣＶ１８の開度を基本開度Ｏbaseとしてもエンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi から離れているような場合に、そのエンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi を収束させるためのものである。この一連の処理では、エンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi よりも低いとき（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、フィードバック補正値Ｈfbを増量ゲインａずつ増加させる（Ｓ２０６）。これにより、ＩＳＣＶ開度指令値Ｏfin が開き側に補正され、エンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi へと上昇するよう空気充填効率が増加させられる。また、エンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi よりも高いときには（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、フィードバック補正値Ｈfbを減量ゲインｂずつ減少させる（Ｓ２０８）。これにより、ＩＳＣＶ開度指令値Ｏfin が閉じ側に補正され、エンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi へと低下するよう空気充填効率が減少させられる。
【００８１】
以上のようにフィードバック補正値Ｈfbを増減させることで、エンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に収束させるためのフィードバック制御が実現される。なお、同制御のフィードバックゲイン、即ち増量ゲインａ及び減量ゲインｂは実際の空気充填効率に基づき可変設定される。以下、こうした増量ゲインａ及び減量ゲインｂを可変設定する手順について、ゲイン設定ルーチンを示す図８のフローチャートを参照して説明する。このゲイン設定ルーチンは、電子制御装置９を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
【００８２】
同ルーチンにおいては、まずアイドル運転中であるか否かが判断される（Ｓ３０１）。そして、ここで肯定判定がなされると、実際の空気充填効率がどの領域にあるかに応じて、増量ゲインａ及び減量ゲインｂが可変設定されることとなる（Ｓ３０２）。ここで、実際の空気充填効率の大きさは、その空気充填効率を変更しようとしてから変更完了するまでの応答性に影響を及ぼす。例えば、空気充填効率の応答性は、その空気充填効率の大きさが大となるほど高くなり、小となるほど低くなるという傾向を示すようになる。また、空気充填効率の応答性は上記フィードバック制御によりエンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に収束させる際の収束性にも影響を及ぼし、空気充填効率の応答性を高くしておくほどエンジン回転速度ＮＥの目標アイドル回転速度ＮＥi への収束性が高くなる。
【００８３】
従って、ステップＳ３０２では、実際の空気充填効率の応答性が低くなる状況ほど、即ち当該空気充填効率の大きさが小となるほど、増量ゲインａ及び減量ゲインｂが大きくされる。これにより、上記のような空気充填効率の応答性が低い状況であっても、エンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に近づけるためのＩＳＣＶ開度指令値Ｏfin の変化が大きな幅で行われ、エンジン回転速度ＮＥの目標アイドル回転速度ＮＥi への収束性を必要レベルに保持することができる。また、ステップＳ３０２では、実際の空気充填効率の応答性が高くなる状況ほど、即ち当該空気充填効率の大きさが大となるほど、増量ゲインａ及び減量ゲインｂが小さくされる。これにより、上記のような空気充填効率の応答性が高い状況のとき、エンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に近づけるためのＩＳＣＶ開度指令値Ｏfin の変化が必要以上に大きな幅で行われ、エンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に収束させる際にハンチングが生じるのを抑制することができる。
【００８４】
増量ゲインａ及び減量ゲインｂを上記のように可変設定する上では、実際の空気充填効率の大きさがいずれの大きさであっても増量ゲインａ及び減量ゲインｂが最適な値となるよう、それらゲインａ，ｂを基本マップ上での理論上の空気充填効率ＫＬの推移に合わせて予め適合しておく必要がある。ただし、理論上の空気充填効率ＫＬを算出するマップが複数ある場合には、エンジン回転速度ＮＥの目標アイドル回転速度ＮＥi への収束性を必要レベルに保つため、上記のような増量ゲインａ及び減量ゲインｂの適合を各マップ毎に行わなければならない。従って、増量ゲインａ及び減量ゲインｂの適合に多大な手間や時間がかかることも無視できない問題となる。
【００８５】
しかし、アイドル運転時におけるエンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移が、基本マップ上での目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対する理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致するよう点火時期を制御することで、理論上の空気充填効率ＫＬを算出するためのマップを上記基本マップのみとすることができる。そして、このように理論上の空気充填効率ＫＬを算出するためのマップの数が多くなるのを抑制することができるため、そのマップ毎に行われる増量ゲインａ及び減量ゲインｂの適合に多大な手間や時間がかかることはない。
【００８６】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）アイドル運転時、エンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移が、基本マップ上での目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対する理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致するよう点火時期制御が行われる。このため、フィードバック制御に用いられる増量ゲインａ及び減量ゲインｂを基本マップ上での理論上の空気充填効率ＫＬの推移に合わせて適合しておけば、それらゲインａ，ｂが外部機器８の駆動状態の変化に関係なく上記実際の空気充填効率の推移に合ったものとなる。従って、上記駆動状態の変化後においてエンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi から離れたとき、上記フィードバック制御によってエンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に速やかに収束させることができるため、その収束性の悪化に伴うラフアイドル等の発生はない。
【００８７】
また、増量ゲインａ及び減量ゲインｂを上記実際の空気充填効率の推移に合ったものとすべく、理論上の空気充填効率ＫＬを算出するためのマップを外部機器８の駆動状態の細かな違いに応じて数多く用意するとともに、増量ゲインａ及び減量ゲインｂを当該マップの数に対応する分だけ用意する必要はなくなる。従って、それらマップの設定、及びゲインａ，ｂの適合に手間と時間をかけることなく、上述したラフアイドル等を招くといった問題を回避し、安定したアイドル運転を実現することができる。
【００８８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図９〜図１２に基づき説明する。
この実施形態は、第１実施形態において、アイドル運転時の点火時期をＭＢＴまで進角させても、アイドル運転時のエンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移を、基本マップ上での目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対する理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致させることができないという状況に対処するものである。
【００８９】
ここで、上記のような状況について、目標アイドル回転速度ＮＥi が例えば５００ｒｐｍに設定されており、外部機器８の駆動効率が最低レベルの状態から、外部機器８の一つであるエアコンディショナ用のコンプレッサの駆動効率を最大とした場合を例に、図９〜図１１を参照して説明する。
【００９０】
図９は、アイドル運転時にエンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に保持するための必要トルクの目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対する推移を示すグラフである。こうした必要トルクの推移については、外部機器８の駆動効率が最低レベルの状態にあって上記コンプレッサの駆動効率が最大へと変化すると、図中の実線から二点鎖線へと変化する。その結果、このときの目標アイドル回転速度ＮＥi である５００ｒｐｍを維持するための必要トルクも所定値Ａから所定値Ｂへと大きくなり、エンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に収束させるためのフィードバック制御が行われる。
【００９１】
上記フィードバック制御を通じてエンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi に収束した後には、エンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移が、図１１に二点鎖線Ｌ１で示されるように、基本マップ上での目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対する理論上の空気充填効率ＫＬの推移（実線Ｌ０）に比べ傾きが大きくなる。第１実施形態では、上記実際の空気充填効率の推移（二点鎖線Ｌ１）が上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移（実線Ｌ０）と一致するよう、点火時期（点火時期指令値Ａfin ）をＭＢＴに向けて進角させるようにした。そして、上記のような点火時期制御により、空気充填効率の変化に対する発生トルクの推移を、図１０に実線で示される状態から二点鎖線で示される状態まで変化させれば、図１１における上記実際の空気充填効率の推移を上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致させることができる。
【００９２】
ところで、点火時期制御においては、通常は点火時期がＭＢＴよりも進角しないよう、ガード値Ｌimitによる当該点火時期の進角側についてのガードが行われる。従って、点火時期がＭＢＴに達して進角側についてガードされたとき、空気充填効率の変化に対する発生トルクの推移が例えば図１０に破線で示される状態にあり、二点鎖線で示される状態に達していないような場合には、図１１における上記実際の空気充填効率の推移が上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致しきらない。その結果、上記実際の空気充填効率の推移は、図中の二点鎖線Ｌ１と実線Ｌ０との間の破線Ｌ４の状態でとどまることになる。
【００９３】
この状態にあっては、エンジン１の発生トルクを図１０の破線上で所定値Ｂとし、エンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に保持することが、フィードバック制御に頼って実現される。しかし、同制御の増量ゲインａ及び減量ゲインｂは、上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移（図１１の実線Ｌ０）に合わせて適合されたものであり、上記実際の空気充填効率の推移（破線Ｌ４）に合ったものではないことから、第１実施形態にも記載したラフアイドル等の問題を招くおそれがある。
【００９４】
そこで本実施形態では、上記のような状況にあるときには、外部機器８（ここではコンプレッサ）の駆動効率を低下させることで、上記実際の空気充填効率の推移を上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致させ、上述したラフアイドル等の問題を回避する。更に、上記のように駆動効率を低下させても外部機器８の仕事量が少なくならないよう、その駆動効率の低下に対応した分だけ目標アイドル回転速度ＮＥi を大とする。
【００９５】
具体的には、上記実際の空気充填効率の推移（破線Ｌ４）の傾きαと、上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移（実線Ｌ０）の傾きβとの差Ｓ（＝「α−β」）に基づき、コンプレッサの駆動効率の変更量ΔＰを算出し、その変更量ΔＰ分だけコンプレッサの駆動効率を低下させる。これにより、目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対する必要トルクの推移が、図９に二点鎖線で示される状態から破線で示される状態へと傾きが小さくなるように変化させられ、図１０の破線で示される発生トルクの推移に合わせられる。その結果、エンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移が、基本マップ上での上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移（図１１の実線Ｌ０）と一致するようになる。
【００９６】
上記のようにコンプレッサの駆動効率を変更量ΔＰだけ低下させれば、エンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi （５００ｒｐｍ）に保持するための必要トルクが所定値Ｃとなり、そのときの発生トルクをフィードバック制御に頼らずに所定値Ｃとすることが可能になる。しかし、この場合にはコンプレッサの仕事量が上記変更量ΔＰ分だけ少なくなるため、その対処として目標アイドル回転速度ＮＥi が上記変更量ΔＰに対応した値として求められる変更量ΔＮＥだけ大とされる。そして、エンジン回転速度ＮＥがフィードバック制御を通じて「５００＋ΔＮＥ」ｒｐｍという目標アイドル回転速度ＮＥi に収束することで、上述したコンプレッサの仕事量の低下が回避される。
【００９７】
なお、このときの必要トルク及び発生トルクはそれぞれ、図９及び図１０に示される破線上の所定値Ｂという値で一致するようになる。従って、図１０に示される発生トルクは、上記目標アイドル回転速度ＮＥi の変更量ΔＮＥ分の増大に伴い、所定値Ｃから所定値Ｂへと増加する。また、発生トルクを所定値Ｃから所定値Ｂへと増加させる上で、実際の空気充填効率は変化量ΔＫＬ分だけ増加する。そして、上記目標アイドル回転速度ＮＥi の変更量ΔＮＥ分の増大に伴い、実際の空気充填効率が変化量ΔＫＬ分だけ増加する際、その空気充填効率及びエンジン回転速度ＮＥの推移は図１１における実線Ｌ０に沿って行われることとなる。
【００９８】
次に、点火時期指令値Ａfin を進角側についてガードする手順、同ガード時に外部機器８の駆動効率を低下させる手順、及び、同駆動効率低下時に目標アイドル回転速度ＮＥi を変更する手順について、点火時期ガード処理ルーチンを示す図１２のフローチャートを参照して説明する。この点火時期ガード処理ルーチンは、電子制御装置９を通じて、例えば所定クランク角毎の角度割り込みにて周期的に実行される。
【００９９】
同ルーチンにおいては、まずアイドル運転中であるとき（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、点火時期指令値Ａfin がＭＢＴに対応した値であるガード値Ｌimitよりも進角側の値であるか否かが判断される（Ｓ４０２）。ここで肯定判定であれば、ガード値Ｌimitが新たな点火時期指令値Ａfin として設定され（Ｓ４０３）、これにより点火時期指令値Ａfin がＭＢＴよりも進角しないようガードされる。
【０１００】
続いて、アイドル運転時におけるエンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移が基本マップ上での理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致しきれていない旨の判断を一度でも行ったか否かが判断される。この判断については、後述するフラグＦが「０（未判断）」であるか、或いは「１（判断済）」であるかに基づいて行われる。そして、フラグＦが「０（未判断）」であって、上記実際の空気充填効率の推移が上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致しきれていない旨判断されたことのない場合（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、ステップＳ４０５〜Ｓ４０９の処理が実行される。
【０１０１】
この一連の処理では、上記実際の空気充填効率の推移が点火時期の進角によっては上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致しきらないとき、その一致を図るべく外部機器８の駆動効率低減が行われるとともに、その際の外部機器８の仕事量の減少を抑制すべく目標アイドル回転速度ＮＥi の増大が行われる。
【０１０２】
詳しくは、まずステップＳ４０５での差Ｓが「０」であるか否かの判断に基づき、上記実際の空気充填効率の推移が点火時期の進角によって上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致しきれていないか否かが判断される。ここで肯定判定であれば、一致しきれていないということになり、上述したフラグＦが「１（判断済）」に設定される（Ｓ４０６）。
【０１０３】
続いて、外部機器８の駆動効率低下が可能な状況であるか否かが判断される（Ｓ４０７）。外部機器８は種々の要求等によって駆動効率の低下が不可能な場合があり、こうした場合以外のとき（Ｓ４０７：ＹＥＳ）のみ駆動効率の低下が行われる（Ｓ２０８）。即ち、上記差Ｓに基づき外部機器８の駆動効率を低下させる際の変更量ΔＰが算出され、その変更量ΔＰ分だけ上記駆動効率が低下するよう外部機器８の駆動制御が行われる。なお、このときに算出される変更量ΔＰについては、当該差Ｓが大となるほど大きい値となるよう、且つ上記駆動効率の低下によって差Ｓを「０」とすることが可能な値となるよう算出される。このため、上記駆動効率の低下により、上記実際の空気充填効率の推移が上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致させられるようになる。
【０１０４】
続いて、上記のように外部機器８の駆動効率を低下させたとき、同外部機器８の仕事量が変化しないよう目標アイドル回転速度ＮＥi の増大が行われる（Ｓ４０９）。即ち、外部機器の駆動効率低下に用いられる変更量ΔＰに基づき、目標アイドル回転速度ＮＥi を増大させるための変更量ΔＮＥが算出され、その変更量ΔＮＥ分だけ当該目標アイドル回転速度ＮＥi を増大させる。なお、このときに算出される変更量ΔＮＥについては、当該変更量ΔＰが大となるほど大きい値となるよう、且つ変更量ΔＮＥ分のエンジン回転速度ＮＥの上昇によって外部機器８の仕事量を一定とすることの可能な値となるよう算出される。このため、目標アイドル回転速度ＮＥi を変更量ΔＮＥ分だけ増大させ、フィードバック制御を通じてエンジン回転速度ＮＥを上記変更量ΔＮＥだけ上昇させることで、上述したように外部機器８の駆動効率を低下させたときに同外部機器８の仕事量が変化しないようにすることができる。
【０１０５】
なお、ステップＳ４０６で「１（判断済）」に設定されたフラグＦについては、ステップＳ４０１、ステップＳ４０２、及びステップＳ４０５のいずれかで否定判定がなされたとき、「０（未判断）」に設定されることとなる（Ｓ４１０）。即ち、アイドル運転中でないとき（Ｓ４０１：ＮＯ）、点火時期指令値Ａfin がガード値Ｌimitまで進角していないとき（Ｓ４０２：ＮＯ）、或いは上記点火時期指令値Ａfin の進角によって差Ｓが「０」になったとき（Ｓ４０６：ＮＯ）、上記フラグＦは「０」に設定される。
【０１０６】
以上詳述した本実施形態によれば、第１実施形態によって得られる効果に加え、以下の効果が得られるようになる。
（２）ガードされるまで点火時期を進角させても、アイドル運転時におけるエンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移が、基本マップ上での目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対する理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致しきならない場合がある。しかし、この場合には外部機器８の駆動効率が変更量ΔＰだけ低下させられ、これにより上記実際の空気充填効率の推移と上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移との一致が図られる。従って、点火時期のガード時点では上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致していなかった上記実際の空気充填効率の推移を、上記駆動効率の低下によって当該理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致させることができる。
【０１０７】
（３）上記のように外部機器８の駆動効率を変更する際の変更量ΔＰについては、点火時期がガードされたときの上記実際の空気充填効率の推移についての傾きαと上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移についての傾きβとの差Ｓ（＝「α−β」）に基づき、上記駆動効率の低下によって差Ｓを「０」とすることが可能な値となるよう算出される。従って、この変更量ΔＰ分だけ上記駆動効率を低下させることによって、上記実際の空気充填効率の推移を的確に上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致させることができる。
【０１０８】
（４）上記のように外部機器８の駆動効率を低下させると、外部機器８の仕事量が減少するようになる。この外部機器８の仕事量は、上記駆動効率だけでなくエンジン回転速度ＮＥによっても変わるものである。このため、上記駆動効率の低下時には目標アイドル回転速度ＮＥi を変更量ΔＮＥだけ増大させ、フィードバック制御を通じてエンジン回転速度ＮＥを高めることで、外部機器８の仕事量が変化しないようにすることができる。
【０１０９】
（５）上記のように目標アイドル回転速度ＮＥi を変更する際の変更量ΔＮＥについては、外部機器８の駆動効率を低下させるための変更量ΔＰに基づき、変更量ΔＮＥ分のエンジン回転速度ＮＥの上昇によって外部機器８の仕事量を一定とすることの可能な値となるよう算出される。従って、外部機器８の駆動効率が低下させられたとき、エンジン回転速度ＮＥを的確に外部機器８の仕事量を変化させないように高めることができる。
【０１１０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を図１３に基づき説明する。
この実施形態は、第２実施形態において、外部機器８の駆動効率低下が不可であり、その駆動効率の低下によっては上記実際の空気充填効率の推移を上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致させることができないという状況に対処するものである。
【０１１１】
具体的には、こうした状況下ではフィードバック制御に頼ってエンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi に保持されることになるが、同制御に用いられる増量ゲインａ及び減量ゲインｂを上記実際の空気充填効率の推移に合ったものとなるよう変更するという対処が行われる。これにより、フィードバック制御に頼ってエンジン回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥi に保持することになっても、増量ゲインａ及び減量ゲインｂが上記実際の空気充填効率の推移に合ったものになるため、同制御によるエンジン回転速度ＮＥの速やかな目標アイドル回転速度ＮＥi への収束が実現可能となる。
【０１１２】
次に、上記のように増量ゲインａ及び減量ゲインｂを変更する際の詳細な手順について、ゲイン設定ルーチンを示す図１３のフローチャートを参照して説明する。このゲイン設定ルーチンは、電子制御装置９を通じて、例えば所定時間毎の角度割り込みにて周期的に実行される。
【０１１３】
同ルーチンにおいて、ステップＳ５０１，Ｓ５０２の処理では、第１実施形態のゲイン設定ルーチン（図８）でのステップＳ３０１，Ｓ３０２と同じく、実際の空気充填効率の大きさに応じた増量ゲインａ及び減量ゲインｂの設定が行われる。続いて、ステップＳ５０３では、第２実施形態の点火時期ガード時処理ルーチン（図１２）を通じて設定されるフラグＦが「１（判断済）」であるか否か、言い換えればガードされるまで点火時期を進角させても上記実際の空気充填効率の推移が上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致しきれていない状況であるか否かが判断される。ここで肯定判定であれば、それらの推移が一致しきれていないことになり、ステップＳ５０４に進む。
【０１１４】
ステップＳ５０４では、外部機器８の駆動効率低下が不可であるか否かが判断される。ここで不可である旨判断されると、そのときの上記実際の空気充填効率の推移についての傾きαと上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移についての傾きβとの差Ｓ（＝「α−β」）に基づき、増量ゲインａ及び減量ゲインｂを変更するための変更量ｃが算出される（Ｓ５０５）。こうして算出された変更量ｃについては、上記実際の空気充填効率の推移が上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移からどの程度離れているか、即ち両者の差異を表す差Ｓに応じて、増量ゲインａ及び減量ゲインｂを上記実際の空気充填効率の推移に合ったものへと変更可能な値とされる。そして、続くステップ５０５では、実際に変更量ｃ分だけ増量ゲインａ及び減量ゲインｂが変更される。
【０１１５】
本実施形態によれば、第２実施形態に記載した効果に加え、以下の効果が得られるようになる。
（６）外部機器８の駆動効率の低下が不可であり、その低下によって上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致させることができない状況のもとでは、フィードバック制御に頼ってエンジン回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥi に収束させられる。しかし、このときには増量ゲインａ及び減量ゲインｂが変更量ｃ分の変更により、上記実際の空気充填効率の推移に合ったものとなるため、上記フィードバック制御の実行時にエンジン回転速度ＮＥを速やかに目標アイドル回転速度ＮＥi に収束させることができる。
【０１１６】
（７）上記変更量ｃについては、上記実際の空気充填効率の推移の傾きαと上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移の傾きβとの差Ｓに応じて算出されるため、増量ゲインａ及び減量ゲインｂを上記実際の空気充填効率の推移に合ったものに変更するための値として的確な値とすることができる。
【０１１７】
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第１〜第３実施形態において、基本マップとして、外部機器８の駆動効率が最高レベルにあるときの目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対する理論上の空気充填効率ＫＬの推移を規定したものを用いる。更に、アイドル運転時における式（２）の基本点火時期ＡbaseをＭＢＴと等しい時期として算出する。そして、外部機器８の駆動効率が最高レベルでないときには、点火時期を基本点火時期Ａbaseよりも遅角してエンジン１の発生トルクを低下させることで、アイドル運転時のエンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移を上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致させるようにしてもよい。なお、この場合の点火時期の遅角量については、上記一致が可能となるよう、差Ｓに基づき当該差Ｓが大となるほど点火時期を遅角させる側の値とすることが好ましい。
【０１１８】
また、点火時期を変更可能な限界まで遅角させても、上記実際の空気充填効率の推移が上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移と一致しきらない場合には、外部機器８の駆動効率を差Ｓに対応する分だけ増大させて上記一致を実現することが考えられる。更に、このときには目標アイドル回転速度ＮＥi を上記駆動効率の増大分だけ減少させてエンジン回転速度ＮＥを低下させ、上記駆動効率の増大に伴う外部機器８の仕事量の変化を抑制することが好ましい。
【０１１９】
・第２実施形態において、外部機器８の駆動効率の変更量ΔＰを差Ｓに応じた可変値ではなく固定値としてもよい。この場合でも、上記駆動効率を変更量ΔＰ分低下させることで、上記実際の空気充填効率の推移を少なくとも上記理論上の空気充填効率ＫＬの推移に近づけることはできる。なお、それらの推移が上記駆動効率の低下によっても一致しきらない場合には、第３実施形態のように増量ゲインａ及び減量ゲインｂを上記実際の空気充填効率の推移にあったものとなるよう変更することも可能である。
【０１２０】
・第２実施形態において、外部機器８の駆動効率低下に伴う目標アイドル回転速度ＮＥi の変更量ΔＮＥを上記駆動効率の変更量ΔＰに応じた可変値ではなく固定値としてもよい。この場合でも、上記駆動効率の低下に伴う外部機器８の仕事量の減少を抑制することはできる。
【０１２１】
・第２実施形態において、外部機器８の駆動効率の低下に伴う目標アイドル回転速度ＮＥi の増大を必ずしも行う必要はない。
・第３実施形態において、増量ゲインａ及び減量ゲインｂの変更量ｃを予め定められた固定値としてもよい。この場合でも、当該変更量ｃ分の増量ゲインａ及び減量ゲインｂの変更により、それらゲインａ，ｂを少なくとも上記実際の空気充填効率の推移に合った値に近づけることはできる。
【０１２２】
・上記各実施形態では、アイドル運転時の空気充填効率を調整するのにＩＳＣＶ１８を用いたが、これに代えてスロットルバルブ１２を用いてもよい。
・エンジンの吸気バルブのバルブ特性、例えばバルブタイミングや最大バルブリフト量といったバルブ特性を可変とする可変同弁機構を備えたエンジンに本発明を適用した場合、そのバルブ特性の変更を通じて空気充填効率の調整を行うこともできる。
【０１２３】
・複数の吸気バルブのうち実際に駆動される吸気バルブの数を可変とすることの可能な可変バルブシステムを備えたエンジンに本発明を適用した場合、駆動される吸気バルブの数の変更を通じて空気充填効率の調整を行うこともできる。
【０１２４】
・理論上の吸気通路の長さを可変とする可変吸気システムを備えたエンジンに本発明を適用した場合、その理論上の吸気通路の長さの変更を通じて空気充填効率の調整を行うこともできる。
【０１２５】
・以上のような各種の空気充填効率の調整を複数組み合わせて行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】第１実施形態のアイドル制御装置が適用されるエンジン全体を示す略図。
【図２】目標アイドル回転速度ＮＥi を変化させたとき、エンジン回転速度ＮＥを当該目標アイドル回転速度ＮＥi に保持するのに必要な理論上の空気充填効率ＫＬがどのように推移するかを示したグラフ。
【図３】目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対するエンジンの必要トルクの推移を示すグラフ。
【図４】空気充填効率の変化に対するエンジンの発生トルクの推移を示すグラフ。
【図５】外部機器の駆動状態に違いが生じたとき、アイドル運転時のエンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移にどのような違いが生じるかを示すグラフ。
【図６】点火時期指令値Ａfin の算出手順を示すフローチャート。
【図７】ＩＳＣＶ開度指令値Ｏfin の算出手順を示すフローチャート。
【図８】増量ゲインａ及び減量ゲインｂの可変設定手順を示すフローチャート。
【図９】目標アイドル回転速度ＮＥi の変化に対するエンジンの必要トルクの推移を示すグラフ。
【図１０】空気充填効率の変化に対するエンジンの発生トルクの推移を示すグラフ。
【図１１】外部機器の駆動状態に違いが生じたとき、アイドル運転時のエンジン回転速度ＮＥの変化に対する実際の空気充填効率の推移にどのような違いが生じるかを示すグラフ。
【図１２】点火時期指令値Ａfin を進角側についてガードする手順、同ガード時に外部機器８の駆動効率を低下させる手順、及び、同駆動効率低下時に目標アイドル回転速度ＮＥi を変更する手順を示すフローチャート。
【図１３】増量ゲインａ及び減量ゲインｂを上記実際の空気充填効率の推移に合ったものに変更する手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１２７】
１…エンジン、２…吸気通路、３…燃焼室、４…燃料噴射弁、５…点火プラグ、５ａ…イグナイタ、６…クランクシャフト、７…排気通路、８…外部機器、９…電子制御装置（充填効率算出手段、推移算出手段、制御手段、効率変更手段、回転速度変更手段、ゲイン変更手段）、１０…アクセルペダル、１１…アクセルポジションセンサ、１２…スロットルバルブ、１３…スロットルポジションセンサ、１４…エアフローメータ、１５…クランクポジションセンサ、１６…酸素センサ、１７…バイパス通路、１８…アイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）。
【図１】
2006009625.tif 000003
【図２】
2006009625.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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