(57)【要約】【課題】内燃機関のアイドル時に機関回転数と目標アイドル回転数との偏差が減少するようにアクチュエータを操作して吸入空気量を補正するものにおいて、触媒昇温制御を行うときも、アイドル回転数フィードバック制御に円滑に移行させる。【解決手段】内燃機関の始動時に排気系に配置された触媒装置３２を昇温する触媒昇温制御が終了した後（Ｓ１０６）、機関回転数と目標アイドル回転数の偏差ＤＮＯＢＪを所定値ＤＮＯＢＪＨと比較し（Ｓ１１０）、比較結果に応じて前記吸入空気量の補正量の上限値ｉｌｍｈｔｍｐ，ＩＬＭＨを設定し（Ｓ１１２，Ｓ１０８，Ｓ１１６）、よって吸入空気量の補正量をそれ以下に算出することを可能とする。【選択図】　図３
2004100529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のアイドル時に機関回転数と目標アイドル回転数との偏差が減少するようにアクチュエータを操作して吸入空気量を補正する内燃機関のアイドル回転数制御装置において、
ａ．前記内燃機関の始動時に排気系に配置された触媒装置を昇温する触媒昇温制御を実行する触媒昇温制御手段、
ｂ．前記触媒昇温制御手段の動作が終了した後、前記機関回転数と目標アイドル回転数の偏差を所定値と比較する偏差比較手段、
ｃ．前記偏差比較手段の比較結果に応じて前記吸入空気量の補正量の上限値を設定する吸入空気補正量上限値設定手段、
ｄ．前記吸入空気量の補正量を前記上限値以下に算出する吸入空気補正量算出手段、
および
ｅ．前記算出された吸入空気量の補正量に基づいて前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動手段、
を備えたことを特徴とする内燃機関のアイドル回転数制御装置。
【請求項２】
前記触媒昇温制御手段は、前記吸入空気量をオープンループ制御で増量しつつ、前記内燃機関の点火時期を遅角して前記触媒装置を昇温することを特徴とする請求項１項記載の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】
この発明は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】
従来より、内燃機関のアイドル時に機関回転数と目標アイドル回転数との偏差が減少するようにアクチュエータを操作して吸入空気量を補正する内燃機関のアイドル回転数制御装置において、吸入空気量の補正量の上限値を適宜設定し、補正量をその上限値以下に算出してアクチュエータを駆動することは良く行われており、その例として特許文献１、２を挙げることができる。
【０００３】
【特許文献１】
実用新案登録第２５０６８６３号公報（第５欄５０行から第６欄１５行までの記載および第５図）
【特許文献２】
特開平１１−１８２３０１号公報（明細書の段落００６５から００６８までの記載および図７）
【０００４】
特許文献１においては、点火時期を介して機関回転数を目標アイドル回転数にフィードバック制御すると共に、パワーステアリングなどの外部負荷の作動が負荷の増加方向に変化したことが検出された時点から所定期間内、点火時期の上限値を減少補正する技術を開示する。
【０００５】
特許文献２においては、吸入空気量を介して機関回転数を目標アイドル回転数にフィードバック制御すると共に、上限値を機関回転数の変動量に応じて設定し、よって上限値は、変動量が大きいときは大きく、小さいときは小さくなるように設定する技術を開示する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の始動時に、オープンループ制御によって吸入空気量を増量すると共に、点火時期を遅角制御して排気系に配置された触媒装置を昇温する触媒昇温制御が行われる場合がある。触媒昇温制御終了の際は、増量された吸入空気量が徐々に減少させられつつアイドル回転数を保持していた点火時期が通常のアイドル点火時期に接近した時点で中止され、通常のアイドル回転数フィードバック制御に移行する。
【０００７】
この場合、触媒昇温制御が終了した後、通常のアイドル回転数フィードバック制御に円滑に移行できない不都合があった。特に、内燃機関が搭載される車両が手動変速機を備えて運転者によるクラッチ操作を通じて内燃機関の出力を変速するものである場合、触媒昇温制御の前後にかけて運転者によって半クラッチ操作がなされ、通常のアイドル回転数フィードバック制御に移行する際、クラッチがさらに踏み込まれて切られるような操作が行われると、場合によっては機関回転数が吹き上がり、通常のアイドル回転数フィードバック制御に円滑に移行できない不都合があった。
【０００８】
しかしながら、上記した特許文献１は外部負荷の作動が負荷の増加方向に変化したことが検出された時点から所定期間内、点火時期の上限値を減少補正する技術を開示するに止まり、かかる不都合を解消するものでなかった。
【０００９】
また、特許文献２も上限値を機関回転数の変動量に応じて設定するに止まっていたため、同様にかかる不都合を解消するものでなかった。
【００１０】
従って、この発明は上記した不都合を解消し、内燃機関のアイドル時に機関回転数と目標アイドル回転数との偏差が減少するようにアクチュエータを操作して吸入空気量を補正するものにおいて、偏差に応じて吸入空気量の補正量の上限値を設定して吸入空気量の補正量を算出するように構成することで、触媒昇温制御を行うときも、アイドル回転数フィードバック制御に円滑に移行するようにした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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１項においては、内燃機関のアイドル時に機関回転数と目標アイドル回転数との偏差が減少するようにアクチュエータを操作して吸入空気量を補正する内燃機関のアイドル回転数制御装置において、前記内燃機関の始動時に排気系に配置された触媒装置を昇温する触媒昇温制御を実行する触媒昇温制御手段、前記触媒昇温制御手段の動作が終了した後、前記機関回転数と目標アイドル回転数の偏差を所定値と比較する偏差比較手段、前記偏差比較手段の比較結果に応じて前記吸入空気量の補正量の上限値を設定する吸入空気補正量上限値設定手段、前記吸入空気量の補正量を前記上限値以下に算出する吸入空気補正量算出手段、および前記算出された吸入空気量の補正量に基づいて前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動手段を備える如く構成した。
【００１２】
触媒昇温制御が終了した後、機関回転数と目標アイドル回転数の偏差を所定値と比較し、比較結果に応じて吸入空気量の補正量の上限値を設定して補正量をそれ以下に算出するように構成したので、触媒昇温制御を行うときも、機関回転数が過度に上昇することなく、アイドル回転数フィードバック制御に円滑に移行させることができる。
【００１３】
請求項２項にあっては、前記触媒昇温制御手段は、前記吸入空気量をオープンループ制御で増量しつつ、前記内燃機関の点火時期を遅角して前記触媒装置を昇温する如く構成した。
【００１４】
吸入空気量をオープンループ制御で増量しつつ点火時期を遅角して前記触媒装置を昇温する場合においても、機関回転数が過度に上昇することなく、アイドル回転数フィードバック制御に円滑に移行させることができる。特に、前記内燃機関が搭載される車両は手動変速機を備え、前記手動変速機は前記内燃機関の出力を運転者によるクラッチ操作を通じて変速する如く構成すると、機関回転数が過度に上昇することなく、アイドル回転数フィードバック制御に円滑に移行させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照してこの発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置を説明する。
【００１６】
図１は、この実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の全体構成を示す概略図である。
【００１７】
同図において符合１０は内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０は、例えば直列４気筒のＤＯＨＣエンジンからなる。
【００１８】
エンジン１０の吸気管１２の上流側にはスロットルバルブ１４が配置される。スロットルバルブ１４は、スロットルワイヤ１６を介して車両（エンジン１０が搭載される車両。図示せず）の運転席フロアに設けられたアクセルペダル２０に機械的に接続され、アクセルペダル２０の踏み量に応じて開閉してエンジン１０の吸入空気量を調量する。
【００１９】
スロットルバルブ１４の付近にはスロットルバルブ開度センサ２２が設けられ、スロットルバルブ１４の開度（以下「スロットル開度」という）θＴＨに応じた信号を出力する。
【００２０】
スロットルバルブ１４の下流のインテークマニホルド（図示せず）の直後の吸気ポート付近には、気筒（図示せず）ごとにインジェクタ（燃料噴射弁）２４が設けられる。インジェクタ２４は燃料タンクに燃料供給管および燃料ポンプ（全て図示せず）を介して接続され、ガソリン燃料の圧送を受けて吸気ポート付近に噴射する。
【００２１】
噴射された燃料は吸気管１２を通って吸入される空気と混合して混合気を形成し、気筒燃焼室に流入する。流入した混合気は、イグナイタおよび点火プラグからなる点火装置２６によって着火されて燃焼する。
【００２２】
エンジン１０はエキゾーストマニホルド（図示せず）を介して排気管３０に接続され、燃焼によって生じた排出ガスは、排気管３０の途中に設けられた触媒装置（三元触媒装置）３２で浄化されて外部に排出される。排気管３０の触媒装置３２の上流位置には広域空燃比（ＬＡＦ）センサ３４が設けられ、リーンからリッチにわたる範囲において排出ガス中の酸素濃度に比例する出力を生じる。
【００２３】
吸気管１２には、スロットルバルブ１４の上流側と下流側とを連通してスロットルバルブ１４をバイパスするバイパス通路（２次空気通路）３６が接続される。バイパス通路３６の途中には２次空気量（バイパス空気量）を調整する制御バルブ（ＥＡＣＶ）４０が設けられる。
【００２４】
制御バルブ４０は常閉型であり、バイパス通路３６の開度（開口面積）を連続的に変化させるバルブ４０ａと、バルブ４０ａを閉塞方向に付勢するスプリング４０ｂと、通電時にバルブ４０ａをスプリング４０ｂの付勢力に抗して開放方向に移動させる電磁ソレノイド（リニアソレノイド（アクチュエータ））４０ｃを備える。
【００２５】
吸気管１２のスロットルバルブ１４の下流側には絶対圧センサ４２および吸気温センサ４４が装着され、吸気管内絶対圧（エンジン負荷）ＰＢＡおよび吸気温ＴＡを示す電気信号を出力する。また、エシジン１０のシリンダブロックの冷却水通路には水温センサ４６が取り付けられ、エンジン冷却水温ＴＷに応じた信号を出力する。
【００２６】
エンジン１０のカム軸またはクランク軸（共に図示せず）の付近には気筒判別センサ５０が取り付けられて特定気筒（例えば第１気筒）の所定クランク角度位置で気筒判別信号ＣＹＬを出力すると共に、ＴＤＣセンサ５２およびクランク角センサ５４が取り付けられ、各気筒のピストンのＴＤＣ位置に関連した所定のクランク角度位置でＴＤＣ信号を、ＴＤＣ信号よりも周期の短いクランク角度（例えば３０度）でＣＲＫ信号を出力する。
【００２７】
エンジン１０が搭載される車両は手動変速機（図に「Ｍ／Ｔ」と示す）５６を備え、手動変速機５６がエンジン１０の出力を運転者によるクラッチ（図示せず）の操作を通じて変速して駆動輪（図示せず）に伝達する。
【００２８】
車両のドライブシャフト（図示せず）の付近には車速センサ６０が配置され、ドライブシャフトの所定回転ごとに信号を出力する。また、車両の適宜位置には大気圧センサ６２が設けられ、車両が位置する場所の大気圧ＰＡに応じた信号を出力する。
【００２９】
上記した各種センサの出力は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）６４に送られる。
【００３０】
ＥＣＵ６４はマイクロコンピュータからなり、制御演算を行なうＣＰＵ６４ａと、制御演算プログラムと各種のデータ（テーブルなど）を格納するＲＯＭ６４ｂと、ＣＰＵ６４ａの制御演算結果などを一時的に記憶するＲＡＭ６４ｃと、入力回路６４ｄと、出力回路６４ｅと、カウンタ（図示せず）を備える。
【００３１】
上記した各種センサ出力は、ＥＣＵ６４の入力回路６４ｄに入力される。入力回路６４ｄは、入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正すると共に、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する。ＣＰＵ６４ａはクランク角センサ５４が出力するＣＲＫ信号をカウンタでカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出すると共に、車速センサ６０が出力する信号をカウンタでカウントして車速の走行速度を示す車速ＶＰを検出する。
【００３２】
ＣＰＵ６４ａはＲＯＭ６４ｂに格納されたプログラムに従って制御演算を実行し、出力回路６４ｅ（および図示しない駆動回路）を介して電磁ソレノイド４０ｃに駆動信号（通電指令値）を送出して制御バルブ４０ａの開度を調節し、アイドル時に２次空気量を制御、即ち、吸入空気量を補正すると共に、エンジン１０の始動後の所定時間、触媒装置３２の昇温制御を実行する。さらに、ＣＰＵ６４ａは、燃料噴射量と点火時期を算出し、インジェクタ２４と点火装置２６を駆動して燃料噴射と点火を制御する。
【００３３】
続いて、この実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の動作を説明する。
【００３４】
図２は、この実施の形態に係る装置の動作、より具体的には、ＥＣＵ６４による、制御バルブ４０（具体的には電磁ソレノイド４０ｃ（アクチュエータ））の操作量（通電指令値）として吸入空気量の補正量を算出してエンジン回転数ＮＥを目標アイドル回転数に制御するフィードバック制御動作を示すフロー・チャートである。
【００３５】
図示のプログラムは、アイドルフィードバック制御モード時において所定時間ごとに実行される。
【００３６】
具体的には、例えばエンジン回転数ＮＥが完爆回転数に達してエンジン１０が始動して後述する触媒昇温制御が終了した後において、スロットル開度θＴＨが全閉相当開度（図示しない全閉開度学習動作によって学習された全閉開度学習（制御）値ＴＨＩＤＬＬに所定開度を加算した開度）以下で所定時間経過し、車速ＶＰが所定車速（例えば４ｋｍ／ｈ）以下で、かつ後述する触媒昇温制御を実施例していないなどの条件を全て満たすとき、アイドルフィードバック許可フラグＦ．ＦＢ（初期値０）のビットが１にセットされて実行される。
【００３７】
以下、図２に示すフィードバック制御動作について説明すると、先ず、Ｓ１０において制御バルブ４０（具体的には電磁ソレノイド４０ｃ）の操作量（通電指令値）をＰＩＤ制御するための制御ゲインである、Ｐ（比例）項ゲインＫＰ、Ｉ（積分）項ゲインＫＩ、Ｄ（微分）項ゲインＫＤを適宜な手法で設定する。
【００３８】
次いでＳ１２に進んで過渡変化補正項ＩＵＰを零とし、Ｓ１４に進んで前回のプログラム実行時が始動モードであったか否か判断する。Ｓ１４で肯定されるときはＳ１６に進み、後述する積分補正項ＩＩの基本値ＩＡＩＮの前回値（前回のプログラム実行時の値。以下「前回基本値」という）ＩＡＩＮ（ｎ−１）を、所定値ＩＣＲＳＴとする。尚、基本値ＩＡＩＮも、制御バルブ４０の通電指令値で表される。
【００３９】
他方、Ｓ１４で否定されるときはＳ１８に進み、初めてアイドルフィードバック許可フラグＦ．ＦＢのビットが１にセットされたか否か、即ち、前回はアイドルフィードバック制御モードになかったか否か判断する。
【００４０】
Ｓ１８で肯定されるときはＳ２２に進み、過渡変化補正項ＩＵＰをＩＵＰ０とする。具体的には、吸気温ＴＡに基づいてＩＵＰ０テーブル（図示せず）を検索することによって決定する。次いでＳ２４に進み、冷却水温補正項ＩＴＷと基本値ＩＡＩＮの学習値ＩＸＲＥＦと過渡変化補正項ＩＵＰの総和を合算した値を、前回基本値ＩＡＩＮ（ｎ−１）とする。
【００４１】
冷却水温補正項ＩＴＷは、検出した冷却水温ＴＷに基づいて図示しないテーブルを検索して決定される。ただし、前回が触媒昇温制御にあった場合、ＩＴＷではなく、触媒昇温制御補正項ＩＦＩＲＥがＳ２４で使用される。基本値ＩＡＩＮの学習値ＩＸＲＥＦについては後述する。即ち、Ｓ２４では前回のプログラム実行時に算出された学習値ＩＸＲＥＦを使用する。
【００４２】
尚、Ｓ１８で否定されるときはＳ２０に進み、前回もＦ．ＦＢ＝１であったか否か判断し、肯定されるときはＳ２２とＳ２４をスキップすると共に、否定されるときはＳ２２に進む。また、Ｓ１４で肯定されてＳ１６に進んだときは、Ｓ１８からＳ２４をスキップする。
【００４３】
次いでＳ２６に進み、比例補正項ＩＰ、積分補正項ＩＩおよび比例補正項ＩＤ（いずれも制御バルブ４０の通電指令値で表される）を以下の式（１．１）から（１．３）に従って算出する。
ＩＰ＝ＫＰ×（−ＤＮＯＢＪ）　　　　　　　　・・・式（１．１）
ＩＩ＝ＫＩ×（−ＤＮＯＢＪ）　　　　　　　　・・・式（１．２）
ＩＤ＝ＫＤ×（−（ＤＮＯＢＪ（ｎ）−ＤＮＯＢＪ（ｎ−１）））・・・式（１．３）
【００４４】
上記で、ＤＮＯＢＪは、検出されたエンジン回転数ＮＥと目標アイドル回転数ＮＯＢＪの偏差であり、エンジン回転数ＮＥ−目標アイドル回転数ＮＯＢＪによって算出される。このように、比例補正項ＩＰと積分補正項ＩＩは、前記したＰ項ゲインＫＰまたはＩ項ゲインＫＩに偏差ＤＮＯＢＪを乗じて算出される。また、微分補正項ＩＤは、前記したＤ項ゲインに偏差ＤＮＯＢＪの今回値と前回値の差分を乗じることによって算出される。尚、目標アイドル回転数ＮＯＢＪは、図示しない別のプログラムにおいて、冷却水温ＴＷなどに基づいて図示しないテーブルを検索することによって算出される。
【００４５】
次いでＳ２８に進み、前回基本値ＩＡＩＮ（ｎ−１）に積分補正項ＩＩを加算した値を基本値の今回値（以下「今回基本値」という）ＩＡＩＮ（ｎ）とし、次いでＳ３０に進み、今回基本値ＩＡＩＮ（ｎ）の上下限値ＩＬＭＴを設定してリミットチェックを行う。尚、ＩＬＭＴは、上限値ＩＬＭＨと下限値ＬＬＭＬの総称である。
【００４６】
図３は、その上下限値ＩＬＭＴの設定とリミットチェック動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００４７】
以下説明すると、Ｓ１００において減算項ＤＩＬＭＬＦを適宜な手法で算出する。減算項ＤＩＬＭＬＦは学習値ＩＸＲＥＦから減算される値であり、今回基本値ＩＡＩＮ（ｎ）のリミット値の中、下限値ＩＬＭＬを設定するのに用いられる。尚、この減算項の算出自体は本願の要旨と直接の関係を有しないので、説明を省略する。
【００４８】
次いでＳ１０２に進み、学習値ＩＸＲＥＦからＳ１００において算出した減算項ＤＩＬＭＬＦを減算して得た差に、水温補正項ＩＴＷＦに係数ＫＩＴＷを乗じて得た積を加算した値を今回基本値ＩＡＩＮ（ｎ）の下限値ＩＬＭＬとする（設定する）。
【００４９】
次いでＳ１０４に進み、フラグＦ．ＩＧＦＰＩＱＨＥのビットが１にセットされているか否か判断する。このフラグのビットの初期値は０であることから、Ｓ１０４の判断は通例否定されてＳ１０６に進み、フラグＦ．ＩＧＦＰＩＱＨのビットが１にセットされているか否か判断する。このフラグは、前記した触媒装置３２の昇温制御において後述するように点火時期が所定値に達する前に触媒昇温制御時間が徒過したとき、そのビットが１にセットされる。
【００５０】
図３フロー・チャートの説明を続ける前に、その触媒昇温制御を説明する。
【００５１】
図４は、その触媒昇温制御の開始動作を示すフロー・チャートである。尚、図示のプログラムは、所定時間、例えば１０ｍｓｅｃごとに実行される。
【００５２】
以下説明すると、Ｓ２００においてフラグＦ．ＦＩＲＥＯＮをＦ．ＦＩＲＥＯＮＺと読み替える。フラグＦ．ＦＩＲＥＯＮＺは、フラグＦ．ＦＩＲＥＯＮの前回値を意味する。尚、フラグＦ．ＦＩＲＥＯＮについては後述する。
【００５３】
次いでＳ２０２に進み、フラグＦ．ＳＴＭＯＤＡＣのビットが１にセットされているか否か判断する。エンジン１０が始動モード、即ち、エンジン１０が始動されて回転数ＮＥが完爆回転数（例えば５００ｒｐｍ）に達するまで、図示しないルーチンにおいてフラグＦ．ＳＴＭＯＤＡＣのビットは１にセットされ、エンジン１０は始動モードと判定される。従って、Ｓ２０２の判断は、エンジン１０の始動が完了していないか否か判断するに等しい。
【００５４】
Ｓ２０２で肯定されるときはＳ２０４に進み、検出されたエンジン冷却水温ＴＷからテーブル（図示せず）を検索して値ＴＭＦＩＲＥＮＥを検索し、タイマ（ダウンカウンタ）ＴＦＩＲＥＮＤにセットしてダウンカウント（時間計測）を開始し、Ｓ２０６に進み、前記したフラグＦ．ＦＩＲＥＯＮのビットを０にリセットする。このフラグのビットを０にリセットすることは触媒昇温制御を実行しないことを意味する。尚、値ＴＭＦＩＲＥＮＥは、後述するように、触媒昇温制御時間を意味する。
【００５５】
他方、Ｓ２０２で否定されるときはＳ２０８に進み、前記したタイマＴＦＩＲＥＮＤの値が零に達したか否か、即ち、値ＴＭＦＩＲＥＮＥに相当する時間（例えば１ｓｅｃ）が経過したか否か判断する。Ｓ２０８の判断は通例否定されてＳ２１０に進み、フラグＦ．ＴＨＩＤＬＥのビットが１にセットされているか否か判断する。このフラグは図示しないルーチンにおいてスロットル開度θＴＨが前記した全閉相当開度にないとき、そのビットが１にセットされる。
【００５６】
Ｓ２１０で肯定されるときはＳ２１２に進み、第２のタイマ（ダウンカウンタ）ＴＦＩＲＥＯＮＤに値ＴＭＦＩＲＥＯＮＤをセットしてダウンカウント（時間計測）を開始し、Ｓ２１４に進み、フラグＦ．ＫＭＦＩＲＥＲのビットを１にセットしてＳ２０６に進む。
【００５７】
他方、Ｓ２１０で否定されるときはＳ２１８に進み、前記したタイマＴＦＩＲＥＯＮＤの値が零に達したか否か、即ち、値ＴＭＦＩＲＥＯＮＤに相当する時間が経過したか否か判断し、否定されるときはＳ２１４に進む。これは、Ｓ２１０で一旦肯定された後は所定時間（値ＴＭＦＩＲＥＯＮＤに相当する時間）待機させるための処理である。
【００５８】
Ｓ２１８で肯定されるときはＳ２２０に進み、Ｆ．ＶＡＩＣのビットが１にセットされているか否か判断する。このフラグは図示しないルーチンにおいて車速ＶＰが所定値（例えば５ｋｍ／ｈ）以上であるとき、そのビットが１にセットされる。従って、Ｓ２２０の判断は、車両が停車あるいはそれに近い状態にないか否か判断することを意味する。
【００５９】
Ｓ２２０で肯定されるときはＳ２１４に進むと共に、否定されるときはＳ２２２に進み、前記したフラグＦ．ＦＩＲＥＯＮのビットを１にセットする。このフラグのビットを１にセットすることは触媒昇温制御を実行（より正確には実行を開始することを意味する。この結果、図示しないルーチンにおいて、２次空気量（吸入空気量）が増量されると共に、点火時期が遅角制御される。
【００６０】
吸入空気量の増量に伴って噴射燃料量も増加されると共に、点火時期も遅角される結果、燃焼中のガスを含む大量のガスが排気系に供給されて排気温度を上昇させる。それによって触媒装置３２は加熱されて昇温し、活性化が促進される。尚、点火時期を遅角するのは、燃焼を遅延させて排気温度を上昇させるためと、吸入空気量と燃料噴射量の増加によってエンジン回転数ＮＥがアイドル回転数を超えて過度に上昇するのを抑制するためである。
【００６１】
他方、Ｓ２０８で肯定されるときはＳ２２４に進み、フラグＦ．ＦＩＲＥＥＮＤのビット（初期値０）を１にセットして触媒昇温制御時間が経過したことを表示し、Ｓ２２６に進み、フラグＦ．ＦＩＲＥＯＮのビットを０にリセットして触媒昇温制御の終了を表示する。
【００６２】
図５は、図４の処理と平行して行われる触媒昇温制御の終了動作を示すフロー・チャートである。尚、図示のプログラムも、所定時間、例えば１０ｍｓｅｃごとに実行される。
【００６３】
以下説明すると、Ｓ３００においてフラグＦ．ＦＩＲＥＯＮのビットが１にセットされているか否か判断する。図４フロー・チャートの処理をＳ２２２で終了したときは肯定されてＳ３０２に進み、フラグＦ．ＦＩＲＱＵＩＴのビットを０にリセットし、さらにＳ３０３に進んで前記したフラグＦ．ＦＢのビットを１にセットし、アイドルフィードバック制御への移行を許可してプログラムを終了する。
【００６４】
他方、図４フロー・チャートの処理をＳ２０６あるいはＳ２２６で終了したときはＳ３００の判断は否定されてＳ３０４に進み、フラグＦ．ＦＩＲＱＵＩＴのビットが１にセットされているか否か判断する。このフラグのビットはＳ３０２で０にリセットされていることからこのステップの判断は通例否定されてＳ３０６に進み、前記したフラグＦ．ＦＩＲＥＯＮＺのビットが１にセットされているか否か判断する。
【００６５】
Ｓ３０６で肯定されるときは、次いでＳ３０８に進み、値ＩＧＦＰＩが所定値ＩＧＦＰＩＯＮを超えるか否か判断する。
【００６６】
値ＩＧＦＰＩは前記した図示しないルーチンでオープンループ制御によって２次空気量（吸入空気量）が増量されると共に、点火時期が遅角制御される触媒昇温制御における遅角量であり、アイドル点火時期の基本値を零として負値（例えば−２０度）で表される。同様に、所定値ＩＧＦＰＩＯＮも負値（例えば−５度）で示される。従って、このステップの判断は、遅角量が所定値未満か、換言すれば遅角量が大きくないか否か判断することを意味する。
【００６７】
尚、アイドル点火時期は、エンジン１０がアイドル状態にあるとき、検出エンジン回転数ＮＥと目標アイドル回転数ＮＯＢＪが減少するようにＰＩ制御則を用いて制御される点火時期である。
【００６８】
Ｓ３０８で肯定されて遅角量ＩＧＦＰＩが所定値ＩＧＦＰＩＯＮに達していないと判断されるときはＳ３１０に進み、前記したフラグＦ．ＦＩＲＥＥＮＤのビットが１にセットされているか否か判断する。このフラグは、図４フロー・チャートの処理において触媒昇温時間が経過したとき、Ｓ２２４でそのビットが１にセットされる。Ｓ３１０で否定されるときは触媒昇温時間も経過せず、遅角量も所定値に達していないことから、Ｓ３０２以降に進む。
【００６９】
尚、Ｓ３１０で肯定されるときはＳ３１２に進み、フラグＦ．ＩＧＦＰＩＱＨのビット（初期値０）を１にセットしてＳ３０２以降に進む。このフラグのビットを１にセットすることは、点火時期が所定値に達する前に触媒昇温制御時間が徒過してしまったことを意味する。
【００７０】
他方、Ｓ３０８で否定されて遅角量が所定値に達した、換言すれば遅角量が大きいと判断されるときはＳ３１４に進み、検出されたエンジン冷却水温ＴＷから図示しないテーブルを検索して値ＤＦＩＲＱＵＸを算出し、Ｓ３１６に進み、前記した触媒昇温制御補正項ＩＦＩＲＥから算出した値ＤＦＩＲＱＵＸを減算して補正する。補正項ＩＦＩＲＥは触媒昇温制御用の２次空気量（吸入空気量）の増量値を示す値であり、具体的には制御バルブ４０の通電指令値として算出される。このときの２次空気量は、前記したように、オープンループ制御される。
【００７１】
次いでＳ３１８に進み、フラグＦ．ＦＩＲＱＵＩＴのビットを１にセットする。フラグＦ．ＦＩＲＱＵＩＴのビットを１にセットすることは、触媒昇温制御が終了することを意味する。
【００７２】
即ち、Ｓ３０８で否定されてＳ３１４以降に進むときは、触媒触媒制御時間が経過すると共に、遅角量も十分に大きくなっていることから触媒昇温制御が実行されたと判断し、増量していた２次空気量を徐々に減少させつつ、触媒昇温制御の終了を開始する処理である。
【００７３】
尚、それ以降のプログラムループではＳ３０４の判断は肯定されてＳ３０６をスキップする。即ち、Ｓ３０６の処理は、今回のプログラムループで初めてＦ．ＦＩＲＥＯＮのビットが１にセットされたか否か判断するためである。
【００７４】
図３フロー・チャートの説明に戻ると、Ｓ１０６においてフラグＦ．ＩＧＦＰＩＱＨのビットが１にセットされているか否か、換言すれば触媒昇温制御時間が徒過したか否かの判断において、図５フロー・チャートの処理でＳ３１２を通っていない限り、その判断は否定されてＳ１０８に進み、第２の加算項ＤＩＬＭＨ（所定値）に、水温補正項ＩＴＷＦに第２の係数ＫＩＴＷＨを乗じて得た積を加算した値を今回基本値ＩＡＩＮ（ｎ）の上限値の仮値ｉｌｍｈｔｍｐと設定する。尚、第２の加算項ＤＩＬＭＨは、前記した加算項ＤＩＬＭＬＦと同種の値である。
【００７５】
他方、Ｓ１０６で肯定されるときはＳ１１０に進み、前記した検出エンジン回転数ＮＥと目標アイドル回転数ＮＯＢＪの偏差が所定回転数ＤＮＯＢＪＨ（例えば５００ｒｐｍ）を超えるか否か判断する。
【００７６】
Ｓ１１０で否定されるときはＳ１０８に進むと共に、肯定されるときはＳ１１２に進み、前記した第２の加算項ＤＩＬＭＨ（所定値）に代え、別の加算項ＤＩＦＰＩＬＭＨを用い、その値に水温補正項ＩＴＷＦに第３の係数ＫＩＴＷＦＰＨを乗じて得た積を加算した値を今回基本値ＩＡＩＮ（ｎ）の上限値の仮値ｉｌｍｈｔｍｐと設定する。
【００７７】
ここで、加算項ＤＩＦＰＩＬＭＨ＞加算項ＤＩＬＭＨとし、よってＳ１０８で算出される上限値の仮値よりも、Ｓ１１２で算出される上限値の仮値の方が大きいように、上限値の仮値を設定する。
【００７８】
次いでＳ１１４に進み、前記したフラグＦ．ＩＧＦＰＩＱＨＥのビットを１にセットする。即ち、このフラグのビットを１にセットすることはＳ１１２で上限値の仮値を設定したことを意味し、従って次回以降のプログラムループでＳ１０４の判断は肯定されてＳ１０８に進む。
【００７９】
次いでＳ１１６に進み、Ｓ１０８あるいはＳ１１２で設定した上限値の仮値ｉｌｍｈｔｍｐと、後述する制御バルブ４０に出力される最終的な電流指令値ＩＣＭＤの上限値ＩＣＭＤＬＭＨの中の小さい方の値を選択して上限値ＩＬＭＨとする。尚、仮値と最終的な電流指令値の中の小さい方を選択するのは、後述するように上限値は最終的な電流指令値の一部であるＩＦＢＮの中のＩＡＩＮの上限値に過ぎないからであって、最終的な電流指令値を超えることはあり得ないからである。
【００８０】
次いでＳ１１８に進み、算出した基本値ＩＡＩＮ（ｎ）のリミット処理を行う。具体的には、算出した基本値ＩＡＩＮ（ｎ）を上下限値ＩＬＭＨ，Ｌと比較し、上限値を超えるときは上限値とする一方、下限値を下回るときは下限値とする。
【００８１】
図２フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ３２に進み、今回基本値ＩＡＩＮ（ｎ）と、比例補正項ＩＰと、微分補正項ＩＤの総和を制御バルブ４０の通電指令値ＩＦＢＮとし、次いでＳ３４に進み、適宜設定された上下限値に基づき、前述のＳ１１８と同様の手法により通電指令値ＩＦＢＮのリミットチェックを行なう。
【００８２】
次いでＳ３６に進み、以下の式（２）に従って学習値ＩＸＲＥＦの今回値ＩＸＲＥＦ（ｎ）を算出する。
ＩＸＲＥＦ（ｎ）＝（ＣＸＲＥＦ／２５６２　）×ＩＡＩＮ（ｎ）＋（（２５６２　−ＣＸＲＥＦ）／２５６２　）×ＩＸＲＥＦ（ｎ−１）・・・式（２）
【００８３】
上記で、ＣＸＲＥＦは重み係数であり、この値が大きいほど学習値ＩＸＲＥＦに対する今回基本値ＩＡＩＮ（ｎ）の重みが大きくなる。
【００８４】
次いでＳ３８に進み、算出された通電指令値ＩＦＢＮに基づき、以下の式（３）に従って出力（制御バルブ４０に出力される最終的な電流指令値）ＩＣＭＤを算出し、制御バルブ４０の電磁ソレノイド（アクチュエータ）４０ｃに出力する。
ＩＣＭＤ＝（（ＩＦＢＮ＋ＩＤＰ＋ＩＬＯＡＤ＋ＩＡＦ）×ＫＩＰＡ＋ＴＰＡ）×ＫＩＰＢＧ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・式（３）
【００８５】
ここで、ＩＦＢＮはフィードバック補正項、ＩＤＰは減速時のショットエア量を調整するダッシュポット項、ＩＬＯＡＤはエアコンディショナなどの負荷が加わったときのアイドル回転数を調整する負荷補正項である。また、ＩＡＦは目標空燃比に応じた空燃比補正項、ＫＩＰＡとＴＰＡは、それぞれ大気圧ＰＡに応じた大気圧補正乗算項と大気圧補正加算項である。さらに、ＫＩＰＢＧはバッテリ負荷などから求めた補正係数である。尚、これらの各値の算出手法は、本願の要旨とは直接の関係を有しないため、説明は省略する。
【００８６】
上記の式（３）に従って算出された出力ＩＣＭＤは、出力回路６４ｅ（および駆動回路）を介して制御バルブ４０（具体的には電磁ソレノイド４０ｃ）に出力され、制御バルブ４０を駆動してその開度を変更する。これにより、目標アイドル回転数ＮＯＢＪを実現するのに必要なバイパス空気量がエンジン１０に供給され、よってエンジン回転数ＮＥが、目標アイドル回転数ＮＯＢＪにフィードバック制御される。
【００８７】
ここで、この実施の形態に係る制御を図６タイム・チャートを参照して説明する。
【００８８】
前記したようにエンジン１０の始動が完了すると、触媒昇温制御補正項（通電指令値）ＩＦＩＲＥによって２次空気量を増加方向にオープンループ（Ｏ／Ｌ）制御しつつ、点火時期を遅角させることて触媒昇温制御の実行が開始される。触媒昇温制御は点火時期の遅角量が所定値に達する時点まで継続され、所定時間制御が実施された後、ＩＦＩＲＥを減少させて増量した２次空気量を減少させつつオープンループ制御は遅角量が進角方向に戻った時点で終了させられ、フィードバック（Ｃ／Ｌ）制御が開始される。
【００８９】
このとき、手動変速機５６において触媒昇温制御の前後から運転者によって半クラッチ操作がなされ、通常のアイドル回転数フィードバック制御に移行する際、クラッチがさらに踏み込まれて切られるような操作が行われると、アイドル点火時期も進角しきってしまい、場合によっては図６に破線で示すようにエンジン回転数が吹き上がり、通常のアイドル回転数フィードバックに円滑に移行できない不都合がある。
【００９０】従って、この実施の形態にあっては、検出されたエンジン回転数ＮＥとアイドル目標回転数ＮＯＢＪの偏差ＤＮＯＢＪが所定値より大きいとき、吸入空気量の補正量を決定する中で支配的なフィードバック補正項ＩＦＢＮの中の基本値であるＩＡＩＮ（より正確にはその積分補正項）の上限値ＩＬＭＨを、然らざる場合に比して小さく設定し、（吸入空気量の補正量を決定する）ＩＡＩＮをそれ以下に制限するようにした。これによって、かかる場合のエンジン回転数の吹き上がりを効果的に防止することができる。
【００９１】
上記のように、この実施の形態においては、エンジン（内燃機関）１０のアイドル時にエンジン（機関）回転数ＮＥと目標アイドル回転数ＮＯＢＪとの偏差ＤＮＯＢＪが減少するようにアクチュエータ（制御バルブ４０の電磁ソレノイド４０ｃ）を操作して吸入空気量を補正するエンジン（内燃機関）のアイドル回転数制御装置において、前記エンジンの始動時に排気系に配置された触媒装置３２を昇温する触媒昇温制御を実行する触媒昇温制御手段（ＥＣＵ６４，Ｓ２００からＳ２２２，Ｓ３００からＳ３１８）、前記触媒昇温制御手段の動作が終了した後（より具体的には触媒抄本制御時間が経過したとき。Ｓ１０６）、前記機関回転数と目標アイドル回転数の偏差ＤＮＯＢＪを所定値ＤＮＯＢＪＨと比較する偏差比較手段（ＥＣＵ６４，Ｓ１１０）、前記偏差比較手段の比較結果に応じて前記吸入空気量の補正量の上限値ｉｌｍｈｔｍｐ，ＩＬＭＨを設定する吸入空気補正量上限値設定手段（ＥＣＵ６４，Ｓ３０，Ｓ１１２，Ｓ１０８，Ｓ１１６）、前記吸入空気量の補正量（より具体的には吸入空気量の補正量を決定するフィードバック補正項ＩＦＢＮの基本値ＩＡＩＮ）を前記上限値以下に算出する吸入空気補正量算出手段（ＥＣＵ６４，Ｓ１０からＳ３６）、および前記算出された吸入空気量の補正量に基づいて前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動手段（ＥＣＵ６４，Ｓ３８）を備える如く構成した。
【００９２】
また、前記触媒昇温制御手段は、前記吸入空気量をオープンループ制御で増量しつつ、前記内燃機関の点火時期を遅角して前記触媒装置を昇温する（ＥＣＵ６４，Ｓ３０８，Ｓ３１６）如く構成した。
【００９３】
また、前記エンジンが搭載される車両は手動変速機５６を備え、手動変速機は前記エンジンの出力を運転者によるクラッチ操作を通じて変速する如く構成した。
【００９４】
尚、上記において、制御バルブのアクチュエータとしてリニアソレノイドを用いたが、ロータリソレノイドでも良く、あるいはバイパス通路を制御バルブで開閉することに代え、スロットルバルブとアクセルペダルの機械的な接続を切り離し、スロットルバルブをパルスモータなどで駆動するＤＢＷ方式を用いても良い。
【００９５】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、触媒昇温制御が終了した後、機関回転数と目標アイドル回転数の偏差を所定値と比較し、比較結果に応じて吸入空気量の補正量の上限値を設定して補正量をそれ以下に算出するように構成したので、触媒昇温制御を行うときも、機関回転数が過度に上昇することなく、アイドル回転数フィードバック制御に円滑に移行させることができる。
【００９６】
請求項２項にあっては、吸入空気量をオープンループ制御で増量しつつ点火時期を遅角して前記触媒装置を昇温する場合においても、機関回転数が過度に上昇することなく、アイドル回転数フィードバック制御に円滑に移行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す装置の動作を示すフロー・チャートである。
【図３】図２フロー・チャートの吸入空気量の補正量を決定する基本値ＩＡＩＮの上下限値ＩＬＭＴの設定とリミットチェック動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図４】図３フロー・チャートで言及される触媒昇温制御の開始動作を示すフロー・チャートである。
【図５】図３フロー・チャートで言及される触媒昇温制御の終了動作を示すフロー・チャートである。
【図６】図１に示す装置の動作を説明するタイム・チャートである。
【符号の説明】
１０　　内燃機関（エンジン）
１４　　スロットルバルブ
２２　　スロットルバルブ開度センサ
１４　　点火装置
３６　　バイパス通路
４０　　制御バルブ
４０ｃ　電磁ソレノイド（アクチュエータ）
５４　　クランク角センサ
５６　　手動変速機
６４　　ＥＣＵ（電子制御ユニット）
【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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