(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部負荷の作用する内燃機関のアイドル回転数を吸入空気量と点火時期との少なくともいずれかによって制御する内燃機関のアイドル回転制御装置において、
外部負荷に基づいて補正された目標空気量を求める目標空気量設定手段と、
吸入空気量をその目標空気量に変更する際の過渡的な前記内燃機関の回転数を推定する回転数推定手段と、
その推定された回転数と目標とすべき内燃機関回転数との偏差に基づいて、その偏差が小さくなるように前記吸入空気量を更に補正しもしくは点火時期を補正する補正手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関のアイドル回転制御装置。
【請求項２】
前記回転数推定手段が、前記目標空気量とその時点の実際の吸入空気量と目標とするアイドル回転数とに基づいて前記内燃機関の過渡的な回転数を推定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のアイドル回転制御装置。
【請求項３】
前記回転数推定手段が、前記外部負荷に応じた目標トルクを求める目標トルク設定手段と、その目標トルクとその時点の実際の吸入空気量とに基づいて前記内燃機関の過渡的な回転数を推定する手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のアイドル回転制御装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記内燃機関の出力トルクを低下させる場合には前記点火時期を遅角する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関のアイドル回転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガソリンエンジンなどの内燃機関のアイドル回転数を制御するための装置に関するものであり、特に外部負荷が変動した場合にアイドル回転数を維持するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンエンジンなどの内燃機関を起動する場合、単に燃料を供給するだけでなく、外力によって強制的に回転させる必要がある。したがって車両が停止しているなどの動力を必要としない場合であっても、その後の発進に備えて内燃機関を継続的に回転させている。その状態がアイドリング状態であり、その回転数（アイドル回転数）は、エンジンストール（すなわちエンスト）に到らない範囲で可及的に低回転数に設定している。より具体的には、暖機状態や補機による負荷などの状態に応じて目標回転数を設定し、実回転数との偏差に基づいて吸入空気量をフィードバック制御することにより、アイドル回転数を維持している。
【０００３】
フィードバック制御は、実回転数が変化して目標回転数との偏差が生じることにより吸入空気量を変化させる制御であるから、一時的な回転数の低下が生じても、そのままエンストに到らない程度の回転数をアイドリング時の目標回転数として設定している。そのため、定常的なアイドル回転数として、自律回転を維持できる最低回転数より幾分高い回転数を設定しており、その分、燃料の消費量が多くなるから、燃費を向上させる点では改善の余地があった。
【０００４】
アイドル回転数を上記のように幾分高めに設定するのは、エンジン回転数の一時的な低下によってエンストに到ることを回避するためであり、したがってアイドル回転数を安定させれば、アイドル回転数を更に低下させて燃費を向上させることができる。アイドル回転数を変化させる要因は、主に補機などによる外部負荷の変動であり、そこで従来、アイドル回転数を安定させるための外部負荷の変動に応じた各種の制御が実施されている。
【０００５】
すなわち、車両に搭載されている内燃機関には、パワーステアリング装置の油圧ポンプや空調用のコンプレッサーなどの補機類が連結されているので、アイドリング時であってもこれらの補機が動作した場合には、内燃機関に負荷が掛かり、その回転数が低下することがある。したがってこのような補機負荷が発生した場合には、その負荷に応じて吸入空気量を増大させ、アイドル回転数を維持するようにしている。なお、このような補機負荷補正は、フィードバック制御によらずに、フィードフォワード制御によっておこなっている。
【０００６】
外部負荷の増大や減少によって吸入空気量を増減する場合、スロットルバルブやＩＳＣ（アイドル・スピード・コントロール）バルブなどの開度を変化させても、これらのバルブからシリンダの吸気ポートまでの間の容積が大きいために、シリンダに実際に吸入されて燃焼の用に供される空気量は、前記のバルブの開度の変化に対して所定の遅れをもって変化する。すなわち、外部負荷の増大によって前記のバルブの開度を変化させても、吸入空気量が遅れて増大するから、内燃機関の回転数が一時的に低下する。また反対に、外部負荷の低下によって前記バルブの開度を減少させる場合、吸入空気量は外部負荷の低下に遅れて減少するから、内燃機関の出力が外部負荷に対して相対的に大きくなり、その結果、内燃機関の回転数が一時的に増大する。このように、外部負荷（補機負荷）に基づいて吸入空気量を増減する場合には、不可避的な遅れが原因となって内燃機関の回転数が不安定になる。
【０００７】
吸入空気量の増減の遅れに起因する内燃機関の回転数の低下あるいは増大を防止するために、特開平７−６３１４９号公報に記載された発明では、外部負荷の変化に応じて吸入空気量を変更する一方、実際の吸入空気量の変化に応じて点火時期を進角補正あるいは遅角補正し、その結果、内燃機関の出力トルクの変化の遅れを是正して内燃機関の回転数の一時的な低下や増大を防止するようにしている。より具体的には、外部負荷の変動があった場合に吸入空気量の増量分から必要トルクを推定し、その推定されたトルクに応じて点火時期補正量を求めている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公報に記載されているように、外部負荷の発生もしくは増大時に、トルクを補償するべく点火時期の進角補正をおこなうとすれば、その進角幅を事前に確保しておく必要があるので、負荷のない状態での点火時期を遅らせておく必要があり、その結果、アイドリング時の燃費が悪化する可能性がある。また、負荷トルクを推定し、その推定結果に基づいて点火時期の補正量を求めているので、負荷の変化途中では、実際に補正する点火時期の進角量もしくは遅角量に過不足が生じ、これが原因で内燃機関の回転数が不安定になる可能性がある。
【０００９】
特に内燃機関の出力トルクは、吸入空気量が同じであっても回転数によって変わるので、単なるトルク目標制御では、回転数によって制御の感度が異なり、トルク変化によって直ちに回転数変化が生じるアイドリング時には、補正の誤差が大きくなって回転数制御にハンチングが生じ、回転数が不安定になる。
【００１０】
また、吸入空気量の制御遅れを考慮して、上記の点火時期の補正に替えて空気量を更に補正することもできる。しかしながら、吸気管路における実空気量が反映されていないので、外部負荷のＯＮ−ＯＦＦが繰り返し生じた場合には、補正量が過剰になり、これが原因で内燃機関の回転数が不安定になることがある。
【００１１】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、外部負荷の変動に伴うアイドル回転数の変化を抑制してアイドル回転数をより安定させることのできる装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、外部負荷が変化し、それに伴って吸入空気量を補正した場合に、その過渡的な状態を内燃機関の回転数を推定することにより判定し、その判定の結果に基づいて吸入空気量を更に補正し、もしくは点火時期を補正するように構成したことを特徴とするものである。具体的には、請求項１の発明は、外部負荷の作用する内燃機関のアイドル回転数を吸入空気量と点火時期との少なくともいずれかによって制御する内燃機関のアイドル回転制御装置において、外部負荷に基づいて補正された目標空気量を求める目標空気量設定手段と、吸入空気量をその目標空気量に変更する際の過渡的な前記内燃機関の回転数を推定する回転数推定手段と、その推定された回転数と目標とすべき内燃機関回転数との偏差に基づいて、その偏差が小さくなるように前記吸入空気量を更に補正しもしくは点火時期を補正する補正手段とを備えていることを特徴とするアイドル回転制御装置である。
【００１３】
したがって請求項１の発明では、アイドリング状態で外部負荷が変動すると、それに基づいて補正された吸入空気の目標量が求められ、吸入空気量をその目標量に変更した場合の過渡的な内燃機関の回転数が推定され、その推定された回転数とその時点における内燃機関の実回転数との偏差に基づいて、その偏差が小さくなるように吸入空気量と点火時期との少なくともいずれか一方が補正される。したがって外部負荷が変動した場合に、その外部負荷に応じた吸入空気量が設定されるとともに、その吸入空気量に応じた運転状態になる過渡状態では、吸入空気量もしくは点火時期が補正されて、内燃機関の回転数が、達成するべき回転数である推定回転数を維持するように制御される。その結果、外部負荷に基づいた吸入空気量の変化の遅れに起因する内燃機関の出力トルクと外部負荷によるトルクとの齟齬やそれに起因する内燃機関の回転数の変動を抑制し、内燃機関のアイドル回転数を安定させることができる。
【００１４】
上記の内燃機関の過渡的な回転数を、請求項２に記載してあるように、前記目標空気量とその時点の実際の吸入空気量と目標とするアイドル回転数とに基づいて推定するように構成することができる。
【００１５】
また、請求項３の発明は、請求項１における前記回転数推定手段が、前記外部負荷に応じた目標トルクを求める目標トルク設定手段と、その目標トルクとその時点の実際の吸入空気量とに基づいて前記内燃機関の過渡的な回転数を推定する手段とを含むことを特徴とするアイドル回転制御装置である。
【００１６】
したがって請求項３の発明では、外部負荷に応じた目標トルクを達成する回転数が推定され、実際の回転数がその推定された回転数となるように吸入空気量もしくは点火時期が補正される。そのため、外部負荷が変動しても内燃機関の出力トルクの過不足が生じにくく、アイドル回転数を安定させることができる。
【００１７】
そして、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかにおける前記補正手段が、前記内燃機関の出力トルクを低下させる場合には前記点火時期を遅角する手段を含むことを特徴とするアイドル回転制御装置である。
【００１８】
したがって請求項４の発明では、内燃機関の出力トルクが点火時期の遅角制御によって低下させられ、そのため出力トルクの制御応答性が良好になってアイドル回転数が更に安定する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図に示す具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする内燃機関について説明すると、この発明で対象とする内燃機関は、要は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの供給された燃料を燃焼させて動力を出力する動力機械であって、起動するためには外力によって強制的に回転させる必要があり、したがって搭載された車両が停車している状態では、アイドリング状態に維持される内燃機関である。その一例を図１６に示してあり、ここに示す例は、ガソリンエンジン（以下、単にエンジンと記す）１である。その吸気管路２はサージタンク（図示せず）などの容量の大きい中空部分を備えている。また、モータなどの電気的に制御されるアクチュエータ３によって開閉動作させられる電子スロットルバルブ４がその吸気管路２に設けられている。
【００２０】
また、特には図示しないが、エンジン１は、燃料の供給量（あるいは燃料噴射量）を電気的に制御できる燃料供給装置や、シリンダの内部に吸入した混合気に点火するタイミングをピストンの上死点に対して進角あるいは遅角することのできる点火装置が備えられている。さらにエンジン１には、パワーステアリング装置の油圧ポンプ（パワーステアリングポンプ）５や空調機のコンプレッサー６、オールタネータ７などの補機が連結され、エンジン１の動力によってこれらの補機を駆動するようになっている。
【００２１】
さらにまた、エンジン１の出力側に変速機８が連結されている。この変速機８は、図示の例では、手動変速機であって、シフトレバーなどのシフト装置９によって変速比（変速段）を設定するように構成されている。さらにこの変速機８は、クラッチペダル１０によって断続操作（オン・オフ操作）されるクラッチ１１を介してエンジン１に連結されている。
【００２２】
上記のエンジン１を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）１２が設けられている。この電子制御装置１２は、マイクロコンピュータを主体として構成されたものであって、入力された信号および予め記憶しているデータならびにプログラムに基づいて演算をおこない、その結果に基づいてエンジン１を制御するように構成されている。その入力信号としては、アイドリング状態でオンとなるアイドルスイッチ（ＩＤＬ）からの信号、アクセルペダル１３の踏み込み量であるアクセル開度ＴＡ、前記変速機８がニュートラル状態か否かを示すニュートラル信号、前記クラッチ１１の係合・解放の状態を示すオン・オフ信号、エンジン回転数ＮＥを示す信号、エンジン水温ＴＨＷを示す信号、吸入空気量ＧＡを示す信号、大気圧を示す信号、吸気温度を示す信号、車速ＳＰＤを示す信号、エンジン１の排気系統に設けられている排気浄化触媒の暖機のための遅角量ＡＣＡＴ、パワーステアリングポンプ５の油圧ＰＰＳなどが入力されている。これらの入力データに基づいて前記電子スロットルバルブ４の開度、燃料供給量（燃料噴射量）、点火時期が制御される。
【００２３】
前記電子制御装置１２を主体とするこの発明に係る制御装置は、アイドル回転数を安定させるために、外部負荷が変動した場合に以下の制御を実行するように構成されている。図１はその制御例を示すフローチャートであって、予め定めた短い時間ごとに実行される。この制御例は、負荷補正中のエンジン回転数を空気量によって推定し、その推定された回転数と目標とするアイドル回転数との偏差に基づいて、過渡的にいわゆる２次補正をおこなうように構成した例である。
【００２４】
具体的に説明すると、例えばエンジン１を搭載している車両が停止し、そのエンジンがアイドリング状態にあるときに、エンジン水温ＴＨＷが予め定めた基準温度ＫＴＨＷ以上か否かが判断される（ステップＳ１）。エンジン１の暖機中であれば、吸入空気量が増大させられてエンジン回転数ＮＥが、定常的なアイドリング時より高い回転数に維持されるので、外部負荷が増大してもエンストに到るほどにエンジン回転数ＮＥが低下することが少ないからである。
【００２５】
暖機が終了していてステップＳ１で肯定的に判断された場合には、実際の吸入空気量ＧＡが予め定めた基準量ＫＧＡ以下か否かが判断される（ステップＳ２）。この判断をおこなうのは、吸入空気量ＧＡが基準量ＫＧＡ以下であれば、エンジン１の出力トルクが小さく、パワーステアリングポンプ５などの外部負荷が掛かった場合のエンジン回転数ＮＥに対する影響が大きく、これとは反対に吸入空気量ＧＡが基準量ＫＧＡを超えていれば、エンジントルクが相対的に大きいことにより外部負荷の影響が少ないので、負荷補正の必要度合いがそれぞれ異なるからである。
【００２６】
エンジントルクが小さいことによりステップＳ２で肯定的に判断された場合には、その時点の実際のエンジン回転数ＮＥが基準回転数ＫＮＥ以下か否かが判断される（ステップＳ３）。この判断をおこなうのでは、エンジン回転数ＮＥが基準回転数ＫＮＥ以下であれば、僅かな回転数の低下でエンストに到ることがあり、これとは反対にエンジン回転数ＮＥが高ければエンストしにくく、エンストに到る回転数の低下幅すなわちいわゆる耐エンスト性が、エンジン回転数ＮＥによって異なるからである。
【００２７】
エンジン回転数ＮＥが低く、エンストに到りやすい状態にあることによりステップＳ３で肯定的に判断された場合には、アクセル開度ＴＡの変化量ΔＴＡが小さいか否かが判断される（ステップＳ４）。これは、例えば所定時間内でのアクセル開度ＴＡの差分が予め定めた値以下か否かによって判断することができる。一般に、アイドリング状態や定常走行状態では、アクセルペダル（図示せず）を戻したままとし、あるいは一定の踏み込み状態に維持するから、結局、このステップＳ４では、アイドリング状態（フラグＸＩＤＬ＝ＯＮ）もしくは定常走行状態か否かを判断することになる。
【００２８】
このステップＳ４で肯定的に判断された場合には、パワーステアリングポンプ５などの外部負荷のエンジン回転数に対する影響があるか否かが判断される（ステップＳ５）。これは、例えばパワーステアリングポンプ５が動作していることを示すフラグＸＰＳが０Ｎか否か、あるいはパワーステアリングポンプ５が０ＦＦになってから所定時間内か否か、さらには吸入空気量ＧＡもしくは負荷ＧＮがそれぞれの基準値に対して所定量以上大きいか否かなどによって判断することができる。
【００２９】
外部負荷がエンジン回転数に影響を及ぼす状態であることによりステップＳ５で肯定的に判断された場合には、その負荷に応じた吸入空気の増量分すなわち１次空気補正量ＱＨＵＫＡが求められる（ステップＳ６）。この１次空気補正量ＱＨＵＫＡは、外部負荷がある状態で従前の所定のエンジン回転数（アイドル回転数）を維持するのに必要な空気の増量分であり、例えば負荷をパラメータとして予め用意してある２次元マップから求めることができる。図１にはそのマップの一例を模式的に示してある。
【００３０】
ついで、この１次空気補正量ＱＨＵＫＡを利用して要求空気量ＴＱＨＵＫＡが求められる（ステップＳ７）。すなわち、外部負荷が発生する直前もしくは外部負荷がエンジン回転数に影響する程度に増大する直前のいわゆる基準空気量ＧＡ０に１次空気補正量ＱＨＵＫＡを加算して要求空気量ＴＱＨＵＫＡが求められる。
【００３１】
その要求空気量ＴＱＨＵＫＡとその時点の実際の吸入空気量ＧＡとを利用して次の時点のエンジン回転数（収束回転数）ＮＥＹが推定される（ステップＳ８）。具体的には、その時点の吸入空気量ＧＡとその時点のアイドル回転数ＮＥＩｄｌとの積を、要求空気量ＴＱＨＵＫＡで除算することにより、次の時点のエンジン回転数ＮＥＹ（＝ＧＡ／（ＴＱＨＵＫＡ／ＮＥＩｄｌ））が算出される。
【００３２】
このようにして算出された推定回転数ＮＥＹとアイドル回転数ＮＥＩｄｌとの偏差が大きいほど、空気量の不足の度合いもしくは過剰の度合いが大きいことになるので、吸入空気量の２次補正をおこなう（ステップＳ９）。すなわち、推定回転数ＮＥＹとアイドル回転数ＮＥＩｄｌとの差（ＮＥＹ−ＮＥＩｄｌ）を求め、その差が所定値より小さいほど、１次空気補正量ＱＨＵＫＡに加える２次空気補正量ＱＨＵＫＡ２を大きい値に設定し、また反対にその差が所定値より大きいほど、１次空気補正量ＱＨＵＫＡから減じる２次空気補正量ＱＨＵＫＡ２を大きい値に設定する。これは、一例として予め用意したマップに基づいて求めることができ、そのマップの例を図１に模式的に示してある。
【００３３】
上記の吸入空気量の２次補正は、外部負荷の変化に応じて吸入空気量を変化させた場合の吸気管路の容積や空気の圧力変化などによる過渡的な制御の遅れを是正するための補正であり、これと同様な機能を果たす手段として点火時期の補正がある。すなわち点火時期を進角すれば、エンジントルクが増大し、また反対に遅角すれば、エンジントルクが低下する。これを利用して、上記の回転数差（ＮＥＹ−ＮＥＩｄｌ）に基づいて点火時期の補正量ＡＨＵＫＡが求められる（ステップＳ１０）。具体的には、推定回転数ＮＥＹとアイドル回転数ＮＥＩｄｌとの差（ＮＥＹ−ＮＥＩｄｌ）が所定値より小さいほど、エンジントルクを増大させる進角補正量を大きい値に設定し、また反対にその差が所定値より大きいほど、エンジントルクを低下させる遅角補正量を大きい値に設定する。これは、一例として予め用意したマップに基づいて求めることができ、そのマップの例を図１に模式的に示してある。
【００３４】
なお、上記のステップＳ１ないしステップＳ５のいずれかで否定的に判断された場合は外部負荷に基づくエンジントルクの補正を必要としない状態であり、その場合には、その時点のパワーステアリングポンプ５の油圧ＰＰＳ、エンジントルクＴＱ、吸入空気量ＧＡ、エンジン回転数ＮＥ、負荷ＧＮ、１回転当たりの吸入空気量である負荷率ＫＳＬＭのそれぞれを、基準値（ベースデータ）ＰＰＳ０，ＴＱ０，ＧＡ０，ＮＥ０，ＧＮ０，ＫＳＬＭ０として記憶する（ステップＳ１１）。そして、点火時期補正量ＡＨＵＫＡをゼロリセットする（ステップＳ１２）。
【００３５】
したがって、上述した図１に示す制御によれば、外部負荷の発生もしくは増大に基づいて、エンジン回転数を維持するべく吸入空気量が、その外部負荷に基づいて補正され、その補正された空気量に基づいてエンジン１がフィードフォワード制御される。その場合、吸気管路２にある程度空気が充満した後に、シリンダに実質的に供給される空気量が増大するので、過渡的な遅れが生じるが、上記の制御では、その過渡状態を前述した推定回転数として検出し、その検出された過渡状態に応じて吸入空気量が２次補正される。その結果、外部負荷に対する吸入空気量（すなわちエンジン出力）を補正する応答遅れが是正もしくは抑制されるので、エンジン回転数（アイドル回転数）が安定する。このような状況は、外部負荷が解消されることにより吸入空気量を低下させる場合も同様である。そのため、アイドル回転数を低回転数に設定しても、過渡的な状態としてエンジン回転数が更に低下したり、それに起因してエンジンストールに到ることがないので、アイドル回転数を低下して燃費を向上することができる。
【００３６】
また、上記の図１に示す制御では推定回転数とアイドル回転数との差に基づいて、すなわち外部負荷に対する吸入空気量の補正の過渡状態に基づいて、吸入空気量の過渡遅れを是正する方向に点火時期を補正するので、エンジントルクの制御遅れやそれに起因するエンジン回転数の変動を防止することができる。その結果、エンジンストールが生じにくくなるので、アイドル回転数を低下して燃費を向上させることができる。
【００３７】
さらに、図１に示す制御例では、外部負荷の発生前の空気量や回転数などをベースデータとして記憶し、それを元に補正をおこなうので、暖機のためのファーストアイドル過程であっても、外部負荷発生時の回転変動を抑制することができる。さらにまた、過渡状態である推定回転数を、その時点の実際の吸入空気量に基づいて求めているので、外部負荷の増減（ＯＮ−ＯＦＦ）が繰り返される状態であっても、吸入空気量を過剰に補正することが回避され、その点でも燃料の消費を抑制して燃費を向上させることができる。
【００３８】
そして、上記の制御例では、推定回転数を吸入空気量に基づいて求め、かつその推定回転数に基づいて吸入空気量のいわゆる２次補正をおこなっているので、誤差の少ない制御をおこなうことができる。特に、吸入空気量が少ないいわゆるホットアイドル時には、点火時期を進角してもエンジントルクが増大しにくいが、吸入空気量を上記のように２次補正することにより、外部負荷に応じたエンジントルクに設定して、外部負荷に基づくエンジン回転数の変動をより効果的に抑制することができる。
【００３９】
この発明の制御装置は、外部負荷に基づく吸入空気量の補正をおこなった場合の応答遅れを是正するために、その過渡状態をエンジン回転数を推定することにより判断し、その推定された回転数に基づいて空気量を２次補正するように構成されている。その過渡状態としてのエンジン回転数の推定は、上記の図１に示す例では、要求空気量と実空気量とアイドル回転数とに基づいておこなうように構成してあるが、これに替えてトルクに基づいて推定し、かつ吸入空気量の２次補正をおこなってもよい。
【００４０】
その制御例を図２に示してある。この図２は、図１に示すフローチャートにおけるステップＳ７およびステップＳ８に置き換えられる部分的なフローチャートであって、前述したステップＳ６で１次空気補正量ＱＨＵＫＡを求めた後、負荷に基づいて負荷トルクＴＨＵＫＡが求められる（ステップＳ２１）。その負荷トルクＴＨＵＫＡは、例えばパワーステアリングポンプ５の吐出圧ＰＳに対応するトルクであり、負荷が大きいほど、エンジン回転数を維持するために必要とするトルクが大きくなるから、この関係を予め求めておき、検出された外部負荷に基づいて負荷トルクを求めることができる。これは、一例として予め用意したマップに基づいて求めることができ、そのマップの例を図２に模式的に示してある。
【００４１】
その負荷トルクＴＨＵＫＡを基準トルクＴＱ０に加算して要求トルクＴＱＹが求められる（ステップＳ２２）。その基準トルクＴＱ０は、外部負荷が発生する直前のエンジン回転数ＮＥを維持しているトルクであり、エンジン回転数ＮＥとその時点の吸入空気量ＧＡに基づいて求めることができる。すなわち、吸入空気量ＧＡとエンジン１の出力とは相互に所定の相関関係にあり、またトルクと回転数との積が出力であるから、エンジン回転数ＮＥとトルクＴＱ０と吸入空気量ＧＡとをマップで示せば、図２に併記してある３次元マップとして表される。したがって基準トルクＴＱ０は、外部負荷が発生する直前のエンジン回転数ＮＥとその時点の吸入空気量ＧＡとを検出し、その検出結果と図２に併記してある３次元マップとに基づいて求めることができる。
【００４２】
このようにして要求トルクが算出されると、トルクおよび回転数ならびに空気量の３次元マップから推定回転数ＮＥＹが算出される（ステップＳ２３）。そのマップの一例を図２に模式的に示してある。このようにして推定回転数（図１に示す収束回転数）ＮＥＹを求めることができるので、その推定回転数ＮＥＹと外部負荷がオフのときの基準回転数ＮＥ０（すなわちアイドル回転数ＮＥＩｄｌ）との偏差に基づいて２次空気補正量ＱＨＵＫＡ２が前述したステップＳ９で求められる。
【００４３】
したがってこの図２に示すように外部負荷分の空気量の補正を行い、かつ吸気管路２の容積に起因する実質的の空気量の増大の遅れに伴うトルク差および徐々に変化する実際のトルクと目標トルクとの実トルク差に対応して吸入空気量の２次補正を行うので、エンジン回転数ＮＥを目標回転数に安定的に維持することができる。それに伴い耐エンスト性を悪化させることなくアイドル回転数を低下させて燃費の向上を図り、またエンジン回転数の上昇やそれに伴う燃費の悪化を防止することができる。さらに、上述したように、吸入空気量およびエンジン回転数に基づいてトルクを算出するようにすれば、トルクセンサを必要とせずに制御が可能になり、制御装置の低廉化を図ることができる。
【００４４】
前述した外部負荷は、例えばパワーステアリングポンプ５が動作することによる負荷であり、したがって操舵量を連続的に増大させるなどの操作をおこなった場合には、外部負荷が連続的にかつ大きく変化する。このような場合、空気量の１次補正を、その変化に基づいたものとすることが好ましい。その例を図３に示してある。
【００４５】
この図３は、図１に示すフローチャートにおけるステップＳ６に置き換えられる部分的なフローチャートであって、パワーステアリングポンプ５の油圧ＰＰＳが外部負荷として作用した場合の例である。すなわちパワーステアリングポンプ５がオン状態となって外部負荷が発生した場合、図１および図３に示すルーチンが実行されるサイクルタイムごとに検出される油圧ＰＰＳが、前回の値ＰＰＳn-1 に対して所定値ＫＰＰＳ１以上大きいか否か、すなわち検出された油圧ＰＰＳが、前回検出された油圧ＰＰＳn-1 に所定値ＫＰＰＳ１を加算した圧力以上か否かが判断される（ステップＳ３１）。このステップＳ３１で否定的に判断された場合、すなわち上記のサイクルタイムの間の油圧ＰＰＳの増大量が所定値ＫＰＰＳ１以上でない場合には、検出された油圧ＰＰＳが、前回検出された油圧ＰＰＳn-1 に対して所定値ＫＰＰＳ２以上に低圧か否か、すなわち検出された油圧ＰＰＳが、前回検出された油圧ＰＰＳn-1 から所定値ＫＰＰＳ２を減算した圧力以下か否かが判断される（ステップＳ３２）。
【００４６】
このステップＳ３２で否定的に判断された場合には、外部負荷である油圧ＰＰＳの変化幅が、上記の二つの所定値ＫＰＰＳ１，ＫＰＰＳ２で決まる範囲内であって外部負荷の変化が比較的小さいことになり、その場合には、その検出された油圧ＰＰＳを吸入空気量の１次補正量ＱＨＵＫＡの算出のための算出用負荷値ｔＰＰＳとして採用する（ステップＳ３３）。そして、その算出用負荷値ｔＰＰＳに基づいて１次空気補正量ＱＨＵＫＡを求める（ステップＳ３５）。これは、例えば図３に示すように、算出用負荷値ｔＰＰＳと１次空気補正量ＱＨＵＫＡとの関係をマップとして予め求めておき、そのマップから１次空気補正量ＱＨＵＫＡを求めればよい。
【００４７】
これに対して外部負荷である油圧ＰＰＳの変化量が大きいことによりステップＳ３１あるいはステップＳ３２で肯定的に判断された場合には、その油圧ＰＰＳの変化を見込んだ圧力を算出用負荷値ｔＰＰＳとして採用する（ステップＳ３４）。すなわち上記のサイクルタイム内での油圧ＰＰＳの変化量（ＰＰＳ−ＰＰＳn-1 ）を適当な値Ｋn で除し、その算出値を検出された油圧ＰＰＳに加算した値（ＰＰＳ＋（ＰＰＳ−ＰＰＳn-1 ）／Ｋn ）を算出用負荷値ｔＰＰＳとして採用する。その後、上述したステップＳ３５に進んで、その算出用負荷値ｔＰＰＳに基づいて１次空気補正量ＱＨＵＫＡが求められる。
【００４８】
したがって、こうして求められた１次空気補正量ＱＨＵＫＡは、外部負荷としての油圧ＰＰＳが検出された時点より所定時間先の時点における外部負荷に応じた空気量となる。そのため、外部負荷が急速に大きく増大する場合であっも、負荷の判定から空気量の制御までの経過時間の間での負荷の変化を含んだ制御が可能になり、エンジン回転数を安定状態に維持することができる。また、図１を参照して説明したように、１次空気補正量を利用して要求空気量ＴＱＨＵＫＡを求め、さらにその要求空気量ＴＱＨＵＫＡに基づいて収束回転数ＮＥＹおよび２次空気補正量ＱＨＵＫＡ２ならびに点火時期の補正量ＡＨＵＫＡを求めるから、結局、いわゆる先読みした外部負荷が、２次空気補正量ＱＨＵＫＡ２や点火時期補正量ＡＨＵＫＡに反映される。そのため、外部負荷が急激かつ大きく変化する場合であっても、エンジン回転数が大小に変化するハンチングを防止し、エンジン回転数を安定した状態に制御することが可能になる。
【００４９】
なお、外部負荷が大きく変化する場合、上述した算出用負荷値ｔＰＰＳを算出して空気補正量ＱＨＵＫＡを求める替わりに、その外部負荷を直接利用して空気補正量を求めることもできる。その例を図４に示してある。この図４に示す例は、上述した図３に示すステップＳ３３ないしステップＳ３５を変更したものであって、外部負荷である油圧ＰＰＳの変化量が小さい場合、および外部負荷である油圧ＰＰＳが大きく低下した場合、ならびに外部負荷である油圧ＰＰＳが大きく増大した場合のそれぞれについて、個別に用意したマップに基づいて空気補正量ＱＨＵＫＡを求めるように構成した制御例である。
【００５０】
具体的に説明すると、油圧ＰＰＳの変化量が小さいことにより前述したステップＳ３２で否定的に判断された場合には、油圧ＰＰＳにほぼ比例して空気補正量ＱＨＵＫＡが増大するように設定したマップに基づいて空気補正量ＱＨＵＫＡが求められる（ステップＳ３６）。これに対して油圧ＰＰＳが大きく低下していることにより前述したステップＳ３２で肯定的に判断された場合には、外部負荷に基づく空気補正量ＱＨＵＫＡが、相対的に少なくなるように設定したマップに基づいて空気補正量ＱＨＵＫＡが求められる（ステップＳ３７）。さらに、油圧ＰＰＳが大きく増大していることによりステップＳ３１で肯定的に判断された場合には、外部負荷に基づく空気補正量ＱＨＵＫＡが、相対的に多くなるように設定したマップに基づいて空気補正量ＱＨＵＫＡが求められる（ステップＳ３８）。
【００５１】
このようにして求められた１次空気補正量ＱＨＵＫＡに基づいて要求空気量ＴＱＨＵＫＡ、収束回転数ＮＥＹ、２次空気補正量ＱＨＵＫＡ２が求められるので、上述した図３に基づく制御をおこなった場合と同様に、エンジン回転数を安定させる制御のハンチングが防止されて、エンジン回転数の変動を抑制もしくは防止することができる。
【００５２】
上述したように空気量のいわゆる２次補正は、空気量あるいはエンジン回転数の目標値との偏差に基づいて制御されるので、その目標値の設定が実際のエンジン１の状態と乖離している場合には、空気量の補正に誤差が生じることになる。その例は、例えば外部負荷が短時間の間にオン・オフを繰り返す場合であり、このような場合、直前の空気量の補正制御の影響が残っているので、これを考慮した制御が好ましい。具体的には、外部負荷の発生する直前の安定したエンジン回転数やその状態での吸入空気量を目標値とした制御をおこなうことが好ましく、その例を図５に示してある。
【００５３】
この図５に示すルーチンは、図１に示すフローチャートにおけるステップＳ４とステップＳ５との間で実行することのできるルーチンであって、外部負荷としてのパワーステアリングポンプ５の油圧ＰＰＳが予め定めた所定の基準値ＫＰＰＳより大きいか否かが判断される（ステップＳ４１）。外部負荷が発生すればこのステップＳ４１で肯定的に判断され、その場合には、オンカウンタＣＰＳＯＮの値がゼロか否かが判断される（ステップＳ４２）。
【００５４】
このオンカウンタＣＰＳＯＮは、外部負荷が発生してからの時間をカウントするカウンタであり、したがってそのカウント値がゼロであってステップＳ４２で肯定的に判断された場合には、直前の状態が外部負荷の発生していない定常的な状態であり、エンジン回転数ＮＥが安定している状態であるから、外部負荷が発生する直前の状態での基準回転数ＮＥ０がアイドル回転数ＮＥＩｄｌとして記憶される（ステップＳ４３）。また、その定常的な状態で検出された吸入空気量ＧＡ００が基準空気量ＧＡ０として記憶される（ステップＳ４４）。
【００５５】
そして、オンカウンタＣＰＳＯＮがインクリメント（ＩＮＣ）される（ステップＳ４５）とともに、外部負荷である油圧ＰＰＳが基準値ＫＰＰＳ以下の場合にカウントを開始するオフカウンタＣＰＳＯＦＦのカウント値をクリア（ＣＬＲ）する（ステップＳ４６）。なお、既にオンカウンタＣＰＳＯＮによる時間のカウントが開始されていることによりステップＳ４２で否定的に判断された場合には、直ちにステップＳ４５に進み、アイドル回転数ＮＥＩｄｌや基準空気量ＧＡ０は更新しない。
【００５６】
これに対して外部負荷である油圧ＰＰＳが基準値ＫＰＰＳ以下であることによりステップＳ４１で否定的に判断された場合には、オフカウンタＣＰＳＯＦＦがインクリメントされ（ステップＳ４７）、かつオンカウンタＣＰＳＯＮのカウント値がクリアされる（ステップＳ４８）。さらに、オフカウンタＣＰＳＯＦＦのカウント値が判定基準時間ＫＣ１より大きいか否かが判断される（ステップＳ４９）。
【００５７】
このステップＳ４９で否定的に判断された場合には、特に制御をおこなうことなくこのルーチンから抜ける。また反対にステップＳ４９で肯定的に判断された場合には、外部負荷が発生していない状態、すなわち油圧ＰＰＳが基準値ＫＰＰＳ以下の状態がある程度長い時間継続していることになる。したがってこの場合には、その時点すなわち外部負荷がオンからオフに切り替わって所定時間が経過した時点のエンジン回転数ＮＥが定常状態での基準回転数ＮＥ０として記憶され（ステップＳ４Ａ）、さらにその時点の吸入空気量ＧＡが定常状態での空気量ＧＡ００として記憶される（ステップＳ４Ｂ）。
【００５８】
したがって図５に示す制御によれば、２次空気補正量ＱＨＵＫＡ２を求めるために使用する基準空気量ＧＡ０やアイドル回転数ＮＥＩｄｌとして、外部負荷が発生する直前の値が採用されるので、外部負荷が発生する直前の状態を反映もしくは考慮した空気量の補正制御が可能になる。そのため、外部負荷のオン・オフが繰り返し生じた場合であってもエンジン回転数を目標とする回転数に安定させることができ、またファーストアイドル時などのエンジン回転数が相対的に高くなっている場合であっても、エンジン回転数を目標回転数に安定させることができる。
【００５９】
なお、外部負荷がなくなった場合にその外部負荷に応じた補正の影響を考慮した制御は、図６に示すように実行することできる。この図６に示す制御は、図５におけるステップＳ４１とステップＳ４７との間で実行するように構成されており、油圧ＰＰＳが基準値ＫＰＰＳ以下であることにより図５のステップＳ４１で否定的に判断された場合に、オフカウンタＣＰＳＯＦＦがゼロか否かが判断される（ステップＳ５１）。オフカウンタＣＰＳＯＦＦがゼロでないことによりこのステップＳ５１で否定的に判断されれば、外部負荷がオフになってからある程度の時間が経過していることになるので、図６に示すルーチンを抜ける。
【００６０】
これに対してオフカウンタＣＰＳＯＦＦがゼロであることによりステップＳ５１で肯定的に判断された場合には、外部負荷がオンからオフに切り替わったことになるので、この場合、その時点のエンジン回転数ＮＥを目標とするべくその回転数のアイドル回転数ＮＥＩｄｌとして記憶する（ステップＳ５２）。また、その時点の吸入空気量ＧＡからその空気量に含まれる負荷補正分の空気量ＱＨＵＫＡＳＡＭを減じた空気量を基準空気量ＧＡ０として記憶する（ステップＳ５３）。なお、その負荷補正分の空気量ＱＨＵＫＡＳＡＭは、直前まで生じていた外部負荷（油圧ＰＰＳ）に基づいて図１に示す制御で実行された吸入空気の補正量の総計として積算した値を採用することができる。
【００６１】
したがってこの図６に示す制御を上記の図５および図１に示す制御に組み込んで実行すれば、外部負荷がなくなった場合に、その時点のエンジン回転数やその外部負荷に応じた空気量を減じた空気量を目標値として吸入空気量（すなわちエンジン出力）を制御することになる。その結果、何らかの要因でエンジン回転数が増大させられていた場合であっても、そのエンジン回転数を目標として制御が可能になり、そのためエンジン回転数を安定させることができる。
【００６２】
上述した図５に示す制御は、外部負荷が発生する直前の定常状態あるいは外部負荷がなくなった後の定常状態を目標とする状態として制御するように構成されている。この制御をおこなう場合、それらの定常状態が変化途中の状態であれば、その変化が原因となって空気量の補正に誤差が生じることが考えられる。そのような変化の一例は、温度の変化に基づくファーストアイドル回転数や吸入空気量の変化である。
【００６３】
図７に示す制御例は、ファーストアイドル回転数や温度による吸入空気量の変化の影響を排除するように構成した制御例であり、前述した図５に示すステップＳ４ＢおよびステップＳ４６に続けて実行する制御の内容を示している。先ず、外部負荷がなくなってから所定時間が経過した時点の実吸入空気量ＧＡを定常状態の空気量ＧＡ００として記憶（ステップＳ４Ｂ）した後、その時点のファーストアイドル回転数ＦＩを記憶（記憶値：ＮＦＩ）する（ステップＳ６１）。また、その時点の温度に基づく吸入空気の増量分ＱＴＨＷを記憶（記憶値：ＱＴＨＷ０）する（ステップＳ６２）。
【００６４】
一方、外部負荷である油圧ＰＰＳが基準値ＫＰＰＳより大きいことにより前述したオフカウンタＣＰＳＯＦＦがステップＳ４６でクリアされた後、外部負荷が生じていない状態での基準回転数ＮＥ０から記憶されているファーストアイドル回転数ＮＦＩとその時点の温度に応じたファーストアイドル回転数ＦＩとを減じた回転数が目標とするアイドル回転数ＮＥＩｄｌとして設定される（ステップＳ６３）。また、外部負荷が生じていない状態での基準空気量ＧＡ００から記憶されている吸入空気の増量分ＱＴＨＷ０とその時点における温度に基づいて決まる空気の増量分ＱＴＨＷとを減じた空気量が外部負荷のない状態での基準空気量ＧＡ０として設定される（ステップＳ６４）。なお、エンジン水温ＴＨＷに応じたファーストアイドル回転数ＦＩと空気の増量分ＱＴＨＷとは、図７に併記してある線図のとおりであり、したがって検出されたエンジン水温ＴＨＷに基づいて求めることができる。
【００６５】
したがって図７に示すように制御することにより、レーシング途中などのエンジン回転数が変化している状態で外部負荷の発生あるいは外部負荷の解消などの事態が生じても、レーシング終了後の状態を目標状態として吸入空気量の補正がおこなわれるので、誤補正を防止でき、かつエンジン回転数のアイドル回転数への収束性が良好になる。
【００６６】
なお、レーシング途中などのエンジン回転数が不安定な状態による負荷補正に対する影響を排除するためには、その不安定状態のデータを制御のデータとして取り込まなければよい。したがって図８に示すように、アイドリング状態であってもエンジン回転数ＮＥが不安定な状態を検出し、その場合には、基準回転数ＮＥ０を更新しない制御を採用することが好ましい。
【００６７】
この図８に示す制御は、図５に示すフローチャートにおけるステップＳ４９とステップ４Ａとの間で実行される制御であって、オフカウンタＣＰＳＯＦＦのカウント値が判定基準値ＫＣ１より大きいことによりステップＳ４９で肯定的に判断された場合、アイドリング状態か否かが判断される（ステップＳ７１）。これは、アクセル開度や車速あるいはエンジン水温、外部負荷などに基づいて判断することができる。
【００６８】
アイドリング状態でないことによりステップＳ７１で否定的に判断された場合には、図５および図８のルーチンを終了し、また肯定的に判断された場合には、外部負荷が０ＦＦの状態での基準回転数ＮＥ０に判定基準値ＫＮＥを加えた回転数よりエンジン回転数ＮＥが低回転数か否かが判断される（ステップＳ７２）。エンジン回転数ＮＥが高い場合には、ステップＳ７２で肯定的に判断され、その場合には、このルーチンを終了する。また反対に、エンジン回転数ＮＥが基準回転数ＮＥ０に近似した回転数であることによりステップＳ７２で肯定的に判断されれば、エンジン回転数ＮＥの変化量ΔＮＥが判定基準値ΔＫＮＥより小さいか否かが判断される（ステップＳ７３）。エンジン回転数ＮＥの変化量ΔＮＥが大きいことによりステップＳ７３で否定的に判断された場合に、このルーチンを終了し、また反対にエンジン回転数ＮＥの変化量ΔＮＥが小さいことによりステップＳ７３で肯定的に判断された場合には、前述したステップＳ４Ａ，４Ｂに進んで基準回転数ＮＥ０および外部負荷がない状態での基準空気量ＧＡ００が更新される。
【００６９】
すなわち、図８に示す制御を実行すれば、アイドリング状態であってもエンジン回転数ＮＥが所定値以上の高回転数の場合、およびエンジン回転数ＮＥが不安定な場合には、その状態でのエンジン回転数および吸入空気量をそれぞれの基準値として取り込むことがない。その結果、エンジン回転数ＮＥの不安定状態がアイドル回転数制御に影響しないので、外部負荷が生じた場合の誤補正を防止して、アイドル回転数への収束性を向上させることができる。
【００７０】
なお、上述した制御例では、吸入空気量のいわゆる２次補正を、次の時点に生じることが推定される推定エンジン回転数ＮＥＹとアイドル回転数ＮＥＩｄｌとの偏差に基づいておこなう（ステップＳ９）こととしたが、これに替えて外部負荷の状態ごとに２次空気補正量ＱＨＵＫＡ２を求めることとしてもよい。図９はその一例を示しており、図１あるいは図２に示すステップＳ９に替えて実行される。
【００７１】
図９において、パワーステアリングポンプ５がオン状態となって外部負荷が発生した場合、外部負荷に基づく空気量の補正が実行されるサイクルタイムごとに検出される油圧ＰＰＳが、前回の値ＰＰＳn-1 に対して所定値ＫＰＰＳ１以上大きいか否か、すなわち検出された油圧ＰＰＳが、前回検出された油圧ＰＰＳn-1 に所定値ＫＰＰＳ１を加算した圧力以上か否かが判断される（ステップＳ８１）。このステップＳ３１で否定的に判断された場合、すなわち上記のサイクルタイムの間の油圧ＰＰＳの増大量が所定値ＫＰＰＳ１以上でない場合には、検出された油圧ＰＰＳが、前回検出された油圧ＰＰＳn-1 に対して所定値ＫＰＰＳ２以上に低圧か否か、すなわち検出された油圧ＰＰＳが、前回検出された油圧ＰＰＳn-1 から所定値ＫＰＰＳ２を減算した圧力以下か否かが判断される（ステップＳ８２）。
【００７２】
このステップＳ８２で否定的に判断された場合には、外部負荷である油圧ＰＰＳの変化幅が、上記の二つの所定値ＫＰＰＳ１，ＫＰＰＳ２で決まる範囲内であって外部負荷の変化が比較的小さいことになり、その場合には、前述したステップＳ９での制御と同様に、推定回転数ＮＥＹと基準回転数ＮＥ０との偏差に基づいて２次空気補正量ＱＨＵＫＡ２が求められる（ステップＳ８３）。そのためのマップの一例を図９に模式的に示してある。
【００７３】
これに対して油圧ＰＰＳが大きく低下していることにより前述したステップＳ８２で肯定的に判断された場合には、推定回転数ＮＥＹと基準回転数ＮＥ０との偏差に基づいて求まる２次空気補正量ＱＨＵＫＡ２が負の値となるように、かつ空気量を減量補正する場合の制御特性に適合するように設定したマップに基づいて、２次空気補正量ＱＨＵＫＡ２が求められる（ステップＳ８４）。そのためのマップの一例を図９に模式的に示してある。
【００７４】
さらに、油圧ＰＰＳが大きく増大していることによりステップＳ８１で肯定的に判断された場合には、推定回転数ＮＥＹと基準回転数ＮＥ０との偏差に基づいて求まる２次空気補正量ＱＨＵＫＡ２が正の値となるように、かつ空気量を増量補正する場合の制御特性に適合するように設定したマップに基づいて、２次空気補正量ＱＨＵＫＡ２が求められる（ステップＳ８５）。そのためのマップの一例を図９に模式的に示してある。
【００７５】
したがってこの図９に示す制御によれば、外部負荷の増大減少ならびにその中間の状態のそれぞれに応じて吸入空気量のいわゆる２次補正をおこなうことになるので、アイドル回転数に対する収束性を優先する大きい補正と、ハンチングを抑制する小さい補正とを、状況に応じて実行でき、その結果、エンジン回転数の安定性が良好になる。
【００７６】
図１に示す制御例では、外部負荷に基づくエンジン回転数の変動を抑制するための点火時期の遅角・進角補正を、推定回転数ＮＥＹとアイドル回転数ＮＥＩｄｌとの偏差に基づいておこなうよう（ステップＳ１０）に構成されているが、これに替えてエンジン回転数と空気量とから点火時期の補正量を求めることもできる。図１０は、その一例を示しており、前述した図１のステップＳ１０に替えて実行される制御例である。
【００７７】
すなわち図１０において、エンジン回転数ＮＥと空気量ＧＡと点火時期補正量ＡＨＵＫＡとの三者の関係を、対象とするエンジンについて実験などによって予め求め、その予め用意されたデータと、推定回転数ＮＥＹおよび空気量ＧＡならびに目標とするアイドル回転数ＮＥＩｄｌとの関係から点火時期の補正量が求められる（ステップＳ９１）。具体的には、図１０に示す例は、外部負荷としての油圧ＰＰＳがオフとなった場合の例を示しており、先ず、点火時期の補正量がゼロでかつエンジン回転数ＮＥが推定回転数ＮＥＹの点を通る等空気量線（等ＧＡ線）上に、遅角側で、アイドル回転数ＮＥＩｄｌに相当する点を取る。そしてその点に対応する遅角量を点火時期補正量ＡＨＵＫＡとして採用する。
【００７８】
この図１０に示す制御によれば、点火時期の補正を、実際のエンジン１を運転して得られたデータに基づいて制御できるので、点火時期の補正精度が向上し、その結果、エンジン回転数の変動をより効果的に抑制もしくは防止することができる。また、図１に示すステップＳ１０あるいは図１０に示すステップＳ９１による点火時期の補正を上述した吸入空気量のいわゆる２次補正と併せて実行するので、空気量の遅れを、点火時期の補正によるエンジントルクの補正で補うことができ、その結果、外部負荷が変化することに伴う過渡的なエンジン回転数の変動を効果的に抑制もしくは防止することができる。それに伴い、アイドリング状態での耐エンスト性が向上し、アイドル回転数を低下させることができるので、燃費を向上させることができる。さらに、トルクの制御幅が拡大するために、外部負荷が複合して変化する場合であっても、効果的にエンジン回転数の変動を抑制もしくは防止することができる。
【００７９】
さらに、点火時期の補正は空気量のいわゆる２次補正に替えて実行することもできる。例えば、空気量が多いときは、空気量を補正するよりも点火時期を補正する方がトルク感度が優れているので、外部負荷のオフに伴うトルク補正を点火時期の遅角補正によっておこなうことが好ましく、こうすることにより、外部負荷の変動に伴う回転変化を効果的に抑制もしくは防止することができる。
【００８０】
ところでエンジン１の点火時期は、排ガスの性状やエンジントルクに影響するので、各種の要因で補正されている。したがって前述した外部負荷に変化に伴う過渡的なエンジントルクの制御のための点火時期の補正が、他の要因による点火時期の補正と重畳すると、点火時期の補正が過剰になり、これが原因でエンジン回転数が変化してしまう可能性がある。図１１はそのように事態を未然に解消するための制御例であって、図１に示すステップＳ１０に替えて実行することができる。
【００８１】
具体的に説明すると、先ず、点火時期補正ベース値ＡＦ１が算出される（ステップＳ１０１）。これは、前述したステップＳ８で算出された推定回転数（収束回転数）ＮＥＹとアイドル回転数ＮＥＩｄｌとの偏差に基づいてマップから求めることができる。その点では、前述したステップＳ１０の制御と同様である。
【００８２】
その点火時期補正ベース値ＡＦ１を補正するための係数として、先ず、排ガス浄化触媒の暖機のために実行されている遅角量ＡＣＡＴに基づく補正係数ＫＡＢＳが求められる（ステップＳ１０２）。すなわち排ガス浄化触媒を活性温度にまで高めるために、エンジン１の始動直後に点火時期を遅角制御し、排ガス浄化触媒での酸化反応を活発化してその温度を高くする制御が実行される。その場合に、外部負荷に伴う高く制御を重畳的に実施すると、遅角量が過剰になるので、触媒暖機遅角量ＡＣＡＴが大きいほど、補正係数ＫＡＢＳとして“１”より小さい値が設定される。これは具体的にマップ基づいて求めることができ、そのマップの一例を図１１に模式的に示してある。
【００８３】
また、吸入空気量が多いほど、空気量の補正によるトルク感度が向上するので、点火時期の補正を併用した場合のトルクの変化が過剰になることを防止するために、空気量に基づいた補正係数ＫＡＧＡが求められる（ステップＳ１０３）。具体的には、空気量ＧＡが多くなるに従って、補正係数ＫＡＧＡが“１”より小さい値に設定される。これは具体的にマップ基づいて求めることができ、そのマップの一例を図１１に模式的に示してある。
【００８４】
さらに、エンジン水温ＴＨＷに応じて吸入空気の温度が高くなると、その体積が増大して酸素密度が低下するので、点火時期の補正量を大きくする。したがってエンジン水温ＴＨＷに基づいて補正係数ＫＡＴＨＷが求められる（ステップＳ１０４）。すなわち、エンジン水温ＴＨＷが高いほど、補正係数ＫＡＴＨＷが“１”に近い値もしくは“１”に設定される。これは具体的にはマップに基づいて求めることができ、そのマップの一例を図１１に模式的に示してある。
【００８５】
そして、点火時期補正ベース値ＡＦ１に上記の各補正係数ＫＡＢＳ，ＫＡＧＡ，ＫＡＴＨＷを掛け合わせて点火時期補正量ＡＨＵＫＡが算出される（ステップＳ１０５）。したがってこのようにして求められた点火時期補正量ＡＨＵＫＡによって点火時期を補正すれば、外部負荷に変動に伴う空気量の応答遅れを是正する補正量と他の要因による補正量とが単純に重畳されることがなく、その結果、点火時期の補正を適正化し、ひいては点火時期の過不足のない補正をおこなってエンジン回転数を安定化することができる。
【００８６】
なお、点火時期を変更することに伴ってエンジントルクが変化するから、上述した点火時期の補正量を、外部負荷がなくなることによって直ちにゼロにすると、エンジントルクの変化がショックとして現れることになる。このような不都合を解消するために、点火時期の補正を解除する際の点火時期の変更をいわゆるなまし制御することが好ましい。図１２はその一例を示しており、この図１２に示すステップＳ１１１は、前述した図１におけるステップＳ１２に置換して実施することができる。
【００８７】
具体的に説明すると、その時点の点火時期補正量ＡＨＵＫＡを点火時期補正ベース値ＡＦ１として保持する。また、その点火時期補正量ＡＨＵＫＡは、その時点に保持されている点火時期補正ベース値ＡＦ１を所定の値ＫＮＭで割った値を、その時点の点火時期補正ベース値ＡＦ１から減じた補正量として算出される。すなわち、点火時期の補正量は、“０”からの偏差を所定値ＫＮＭで分割した値ずつ減じられることになる。したがって点火時期の補正量を、外部負荷がなくなることにより“０”に戻す場合、点火時期が徐々に変化することになるので、エンジントルクの変化が緩和され、ショックを防止することができる。
【００８８】
上述した吸入空気量の制御には、増量する場合に限らず、減量する場合であっても吸気管路２の容積などに起因した遅れが生じる。したがって外部負荷が低下もしくは解消されて吸入空気量の補正を解除する場合、外部負荷が低下もしくは解消された時点から所定時間の間は、空気量の応答遅れを考慮した制御を継続することが好ましい。すなわち、前述した図１におけるステップＳ５では、外部負荷がオフになった時点から所定の時間もしくは所定の状態変化が生じるまでの間は、外部負荷の影響があると判断して補正制御を継続することが好ましい。その継続の判定の一例を図１３に示してある。
【００８９】
この図１３に示すルーチンは、図１におけるステップＳ５に替えて実行することのできるルーチンであって、先ず、外部負荷としての前記油圧ＰＰＳの変化を見込んだ圧力を算出用負荷値ｔＰＰＳとして採用する（ステップＳ３４）。すなわち上記のサイクルタイム内での油圧ＰＰＳの変化量（ＰＰＳ−ＰＰＳn-1 ）を適当な値Ｋn で除し、その算出値を検出された油圧ＰＰＳに加算した値（ＰＰＳ＋（ＰＰＳ−ＰＰＳn-1 ）／Ｋn ）を算出用負荷値ｔＰＰＳとして採用する。その後、上述したステップＳ３５に進んで、その算出用負荷値ｔＰＰＳに基づいて１次空気補正量ＱＨＵＫＡが求められる。
【００９０】
したがって、こうして求められた１次空気補正量ＱＨＵＫＡは、外部負荷としての油圧ＰＰＳが判定値ＫＰＰＳより大きいか否かが判断される（ステップＳ１２１）。外部負荷が低下もしくは解消されると、油圧ＰＰＳが判定値ＫＰＰＳ以下になるので、その場合は、ステップＳ１２１で否定的に判断され、オフカウンタＣＰＳＯＦＦがインクリメントされる（ステップＳ１２２）。また、オンカウンタＣＰＳＯＮがクリアされる（ステップＳ１２３）。
【００９１】
そして、そのオフカウンタＣＰＳＯＦＦのカウント値が予め定めた判定基準値ＫＣ２より大きいか否かが判断される（ステップＳ１２４）。このオフカウンタＣＰＳＯＦＦは、外部負荷である油圧ＰＰＳが低下して判定値ＫＰＰＳ以下になった時点からの時間、すなわち外部負荷が解消してからの経過時間をカウントするためのものであり、したがってその経過時間が判定基準値ＫＣ２以下であれば、外部負荷がなくなってからの経過時間が短く、吸入空気の補正量の影響が残っているので、前述したステップＳ６に進んで、吸入空気量の補正が継続される。
【００９２】
これに対して外部負荷がなくなってからの経過時間が判定基準値ＫＣ２を超えていることによりステップＳ１２４で肯定的に判断された場合には、吸入空気量が補正の影響を受けていない状態に戻っているか否かが判断される（ステップＳ１２５）。すなわちその時点の実際の吸入空気量ＧＡが、外部負荷のないときの基準空気量ＧＡ０を中心とした所定の範囲に入っているか否か、換言すれば、基準空気量ＧＡ０に対する偏差が所定範囲内か否かが判断される。これは、例えば実際の吸入空気量ＧＡが、基準空気量ＧＡ０に所定値ＫＧＡ１を加えた値より小さく、かつ基準空気量ＧＡ０から所定値ＫＧＡ２を減じた値より大きいか否かによって判断することができる。
【００９３】
このステップＳ１２５で否定的に判断された場合には、その時点の実際の吸入空気量ＧＡが、基準空気量ＧＡ０にまで未だ戻っていずに従前の補正の影響が残っていることになるので、この場合も前述したステップＳ６に進んで、吸入空気量の補正が継続される。これとは反対にステップＳ１２５で肯定的に判断された場合には、その時点の推定回転数ＮＥＹが補正の影響を受けていない状態に戻っているか否かが判断される（ステップＳ１２６）。すなわちその時点の推定回転数ＮＥＹが、外部負荷のないときの基準回転数ＮＥ０を中心とした所定の範囲に入っているか否か、換言すれば、基準回転数ＮＥ０に対する偏差が所定範囲内か否かが判断される。これは、例えば推定回転数ＮＥＹが、基準回転数ＮＥ０に所定値ＫＮＥ１を加えた値より小さく、かつ基準回転数ＮＥ０から所定値ＫＮＥ２を減じた値より大きいか否かによって判断することができる。
【００９４】
このステップＳ１２６で否定的に判断された場合には、その時点の推定回転数ＮＥＹが、基準回転数ＮＥ０にまで未だ戻っていずに従前の補正の影響が残っていることになるので、この場合も前述したステップＳ６に進んで、吸入空気量の補正が継続される。これに対してこのステップＳ１２６で肯定的に判断されれば、実際の吸入空気量の制御およびエンジン回転数ＮＥに、外部負荷に基づく補正の影響がなくなっていると判断できるので、前述したステップＳ１１に進み、ベースデータを記憶する。
【００９５】
したがってこの図１２に示す制御によれば、外部負荷がなくなって吸入空気量の補正を解除する場合に、吸入空気量の補正の応答遅れを抑制もしくは解消できるので、エンジン回転数を安定させることができる。
【００９６】
ところで、外部負荷はパワーステアリングポンプ５や空調機用コンプレッサー６などが動作することにより発生し、その動作が停止することにより解消されるから、比較的短時間のうちに外部負荷が変化することがある。そのような場合、従前の外部負荷の変化に対する吸入空気の２次補正が継続していた場合には、後続の外部負荷の変化に対する吸入空気の２次補正が影響を受けてしまうことがある。このような不都合を解消するためには、外部負荷の変化が大きい場合に、その後の所定時間の間だけ、吸入空気量のいわゆる２次補正をおこなうこととすればよい。
【００９７】
図１４はその制御例を示しており、ここに示すルーチンは、図１におけるステップＳ９の前で実行される。具体的に説明すると、外部負荷としての前記油圧ＰＰＳが減少方向に変化した場合に時間をカウントするオフカウンタＣΔＰＳＯＦＦをインクリメントし（ステップＳ１３１）、かつ外部負荷としての前記油圧ＰＰＳが増大方向に変化した場合に時間をカウントするオンカウンタＣΔＰＳＯＮをインクリメント（ステップＳ１３２）する。ついで油圧ＰＰＳの変化量ΔＰＰＳが予め定めた判定値ＫΔＰＳ１より小さいか否か、すなわち油圧ＰＰＳが大きく低下しているか否かが判断される（ステップＳ１３３）。
【００９８】
油圧ＰＰＳが大きく低下していることによりステップＳ１３３で肯定的に判断された場合には、オンカウンタＣΔＰＳＯＮをクリアする（ステップＳ１３４）。そして、オフカウンタＣΔＰＳＯＦＦのカウント値が判定基準値ＫＣ２より大きいか否かが判断される（ステップＳ１３５）。このステップＳ１３５で肯定的に判断される場合は、外部負荷としての油圧ＰＰＳが大きく低下してからの経過時間が長い場合であり、その場合には、前述した図１およびこの図１４のルーチンを終了する。すなわち吸入空気量のいわゆる２次補正をおこなわない。
【００９９】
これに対してステップＳ１３５で否定的に判断される場合は、外部負荷としての油圧ＰＰＳが大きく低下してからの経過時間が短い場合であり、この場合は、オンカウンタＣΔＰＳＯＮのカウント値が他の判定基準値ＫＣ１より大きいか否かが判断される（ステップＳ１３６）。このオンカウンタＣΔＰＳＯＮのカウント値はステップＳ１３４で既にクリアされているので、このステップＳ１３６では否定的に判断される。そしてその後、図１に示すステップＳ９に進んで吸入空気量の２次補正をおこなう。
【０１００】
一方、油圧ＰＰＳの変化量ΔＰＰＳが判定値ＫΔＰＳ１以上であることによりステップＳ１３３で否定的に判断された場合には、油圧ＰＰＳの変化量ΔＰＰＳが他の判定値ＫΔＰＳ２より大きいか否か、すなわち油圧ＰＰＳが大きく増大しているか否かが判断される（ステップＳ１３７）。油圧ＰＰＳが増大する方向に大きく変化していることによりステップＳ１３７で肯定的に判断された場合には、オフカウンタＣΔＰＳＯＦＦをクリアする（ステップＳ１３８）。そして、前述したステップＳ１３５に進むが、オフカウンタＣΔＰＳＯＦＦは既にクリアされているので、このステップＳ１３５では否定的に判断される。したがってこれに続けてオンカウンタＣΔＰＳＯＮのカウント値、すなわち外部負荷である油圧ＰＰＳが増大方向に大きく変化した後の経過時間が他の判定基準値ＫＣ１より大きいか否かが判断される（ステップＳ１３６）。
【０１０１】
油圧ＰＰＳが大きく変化した直後であれば、経過時間が短いので、ステップＳ１３６で否定的に判断され、その場合には、図１に示すステップＳ９に進み、吸入空気量のいわゆる２次補正がおこなわれる。これに対して油圧ＰＰＳが大きく変化してからの経過時間が長いことによりステップＳ１３６で肯定的に判断された場合には、前述した図１およびこの図１４のルーチンを終了する。すなわち吸入空気量のいわゆる２次補正をおこなわない。
【０１０２】
なお、上記のステップＳ１３７で否定的に判断される状態は、外部負荷としての油圧ＰＰＳの変化量ΔＰＰＳが増大方向および低下方向にいずれにも大きくない状態である。この場合、いずれのカウンタＣΔＰＳＯＮ，ＣΔＰＳＯＦＦもクリアせずにステップＳ１３５に進む。したがっていずれかのカウンタＣΔＰＳＯＮ，ＣΔＰＳＯＦＦのカウント値が大きくなっていることにより、ステップＳ１３５もしくはステップＳ１３６で肯定的に判断され、その結果、吸入空気量のいわゆる２次補正がおこなわれない。
【０１０３】
したがって上記の図１４に示す制御によれば、外部負荷である油圧ＰＰＳが大きく変化した後の所定時間の間だけ、吸入空気量のいわゆる１次補正による空気量の変化の遅れを是正するためのいわゆる２次補正が実行される。その結果、外部負荷が短時間のうちに再度変化するような場合であっても、後続する外部負荷の変化に応じて吸入空気量を補正することができ、そのためにエンジン回転数を効果的に安定させることができる。
【０１０４】
図１５はこの発明による制御装置によって外部負荷が変化した場合に吸入空気量の１次補正および２次補正をおこない、併せて点火時期の補正をおこなった場合の外部負荷、オフカウンタＣＰＯＦＦ、空気補正量の和（ＱＨＵＫＡ１＋ＱＨＵＫＡ２）、点火時期ＡＯＰ、エンジン回転数ＮＥの変化を示すタイムチャートである。すなわちｔ1 時点に外部負荷（例えばパワーステアリングポンプの油圧ＰＰＳ）が発生すると、これとほぼ同時に吸入空気量の補正量として１次補正量ＱＨＵＫＡ１と２次補正量ＱＨＵＫＡ２とが設定される。また同時に、点火時期の進角補正がおこなわれ、点火時期ＡＯＰが進角される。その後、推定回転数ＮＥＹとアイドル回転数ＮＥＩｄｌとの偏差が小さくなることにより、吸入空気量の２次補正量ＱＨＵＫＡ２が次第に減少し、ｔ2 時点に空気補正量は１次空気補正量ＱＨＵＫＡ１のみとなる。またこれと併せて点火時期の進角量が次第にゼロに減少させられる。その結果、エンジン回転数ＮＥは僅か低下した後、直ちにアイドル回転数に安定されられる。
【０１０５】
また、外部負荷である油圧ＰＰＳがｔ3 時点に低下すると、すなわち外部負荷が解消すると、これと同時に吸入空気量の１次補正と２次補正とがおこなわれ、また同時に点火時期の遅角補正がおこなわれる。そして、推定回転数ＮＥＹとアイドル回転数ＮＥＩｄｌとの偏差が小さくなることにより、空気補正量が次第にゼロに戻される。すなわち外部負荷が発生する前の基準空気量に戻される。これと併せて点火時期の遅角補正量がゼロに戻されるが、その場合、上述したなまし制御が実行されるので、点火時期ＡＯＰは徐々に遅角補正のない値に復帰し、その結果、エンジントルクの変化が緩やかになるので、ショックが回避される。したがってエンジン回転数ＮＥは、僅か増大した後、目標とするアイドル回転数ＮＥＩｄｌに安定する。
【０１０６】
図１５には比較のために前述した吸入空気量の２次補正および点火時期の補正をおこなわない場合のエンジン回転数すなわち従来の制御によるエンジン回転数ＮＥ（前述した推定回転数ＮＥＹに相当する）の変化を破線で示してある。すなわち、従来の制御では、エンジン回転数ＮＥの変動が大きく、また目標アイドル回転数ＮＥＩｄｌに対する収束性が悪く、その結果、アイドル回転数を低くした場合にはエンストを生じ、またエンジン回転数が増大することによる燃費が悪くなる。
【０１０７】
ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、この発明における目標空気量設定手段には、上述したステップＳ６の機能的手段、ステップＳ３５の機能的手段、ステップＳ３６ないしステップＳ３８の機能的手段が相当する。また、この発明における回転数推定手段には、上述したステップＳ８の機能的手段、ステップＳ２３の機能的手段が相当する。さらに、この発明における補正手段には、上述したステップＳ９の機能的手段、ステップＳ１０の機能的手段、ステップＳ８３ないしステップＳ８５の機能的手段、ステップＳ９１の機能的手段、ステップＳ１０１ないしステップＳ１０５の機能的手段、ステップＳ１１１の機能的手段が相当する。
【０１０８】
なお、上記の具体例では、アイドル回転数を制御するために吸入空気量を電子スロットルバルブによって制御するように構成した例を示したが、この発明は、上記の具体例に限定されないのであって、スロットルバルブと並列に設けたアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣバルブ）によって吸入空気量を制御するように構成した内燃機関を対象に実施することができる。また、上記の具体例では、点火時期を遅角もしくは進角してエンジントルクを一時的に変更するように構成したが、これに替えてもしくはこれと同時に、燃料の供給量を変更して内燃機関の出力トルクを一時的に増大もしくは減少させるよう構成してもよい。
【０１０９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１あるいは請求項２の発明によれば、外部負荷が変動した場合に、その外部負荷に応じた吸入空気量が設定されるとともに、その吸入空気量に応じた運転状態になる過渡状態では、推定された回転数と目標とすべき内燃機関回転数との偏差が小さくなるように吸入空気量もしくは点火時期が更に補正されて、内燃機関の回転数が制御される。その結果、外部負荷に基づいた吸入空気量の変化の遅れに起因する内燃機関の出力トルクと外部負荷によるトルクとの齟齬やそれに起因する内燃機関の回転数の変動を抑制し、内燃機関のアイドル回転数を安定させることができる。
【０１１０】
また、請求項３の発明によれば、外部負荷に応じた目標トルクを達成する回転数が推定され、実際の回転数がその推定された回転数となるように吸入空気量もしくは点火時期が補正されるので、外部負荷が変動しても内燃機関の出力トルクの過不足が生じにくく、アイドル回転数を安定させることができる。
【０１１１】
そして、請求項４の発明によれば、内燃機関の出力トルクが点火時期の遅角制御によって低下させられるので、出力トルクの制御応答性が良好になってアイドル回転数を更に安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図２】  図１に示す制御ルーチンのうちエンジン回転数の推定を空気量に替えて負荷トルクに基づいておこなう例を示す部分的なフローチャートである。
【図３】  図１に示す制御ルーチンのうち１次空気補正量の算出を外部負荷の変化が大きい場合と小さい場合とで異ならせるように構成した例を示す部分的なフローチャートである。
【図４】  図１に示す制御ルーチンのうち１次空気補正量の算出を外部負荷の変化が大きい場合と小さい場合とで異ならせるように構成した他の例を示す部分的なフローチャートである。
【図５】  エンジン回転数および吸入空気量の基準値を設定する制御例を示すフローチャートである。
【図６】  エンジン回転数および吸入空気量の基準値を設定する他の制御例を示すフローチャートである。
【図７】  図５に示すルーチンにおいてエンジン回転数が変化している状態でエンジン回転数および吸入空気量の基準値を設定する制御例を示す部分的なフローチャートである。
【図８】  図５に示すルーチンにおいてエンジン回転数が不安定な状態では目標回転数を更新しないように構成した場合の制御例を示す部分的なフローチャートである。
【図９】  図１に示すルーチンのうち外部負荷の変化の大小に合わせて２次空気補正量を設定するように構成した場合の制御例を示す部分的なフローチャートである。
【図１０】  図１に示すルーチンのうち推定回転数と吸入空気量とから点火時期補正量を求めるように構成した場合の制御例を示す部分的なフローチャートである。
【図１１】  点火時期の補正が他の要因による補正と重畳する場合の補正制御例を示すフローチャートである。
【図１２】  図１に示すルーチンのうち点火時期の補正を終了する場合のなまし制御の例を示す部分的なフローチャートである。
【図１３】  図１に示すルーチンのうち下外部負荷の影響を判断するためのルーチンの一例を示す部分的なフローチャートである。
【図１４】  図１に示すルーチンのうち外部負荷の変化が大きい場合にその後の所定時間の間だけ吸入空気の２次補正をおこなう場合の制御例を示す部分的なフローチャートである。
【図１５】  この発明の装置による制御をおこなった場合のエンジン回転数の変化を従来の制御による変化と合わせて示すタイムチャートである。
【図１６】  この発明で対象とする内燃機関およびその制御系統を簡略化して示す模式図である。
【符号の説明】
１…内燃機関（エンジン）、  ２…吸気管路、  ４…電子スロットルバルブ、８…変速機、  １１…クラッチペダル、  １２…電子制御装置、  １３…アクセルペダル。
【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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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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