(57)【要約】【課題】アイドル運転時に回転数偏差ΔＮＥに応じて算出した第１および第２の要求トルクに基づいて、吸気量および点火時期を制御する場合に、定常状態での制御の安定性を確保しながら、過渡状態におけるエンストや回転の吹け上がりを十分に抑制する。【解決手段】回転数偏差ΔＮＥが所定以上に大きな過渡状態において、機関回転数ＮＥが目標回転数ＮＥ０よりも低い場合は、点火時期の進角補正による第２の要求トルクの増大分が、吸気量の増量補正による第１の要求トルクの増大分よりも大きくなるようにする。過渡状態において機関回転数ＮＥが目標回転数ＮＥ０よりも高い場合は、点火時期の遅角補正による第２の要求トルクの減少分が、吸気量の減量補正による第１の要求トルクの減少分よりも大きくなるようにする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のアイドル運転時に、機関回転数の目標回転数からの偏差に応じて吸気量および点火時期を補正することにより、機関回転数が前記目標回転数に近づくようにフィードバック制御するようにした内燃機関の制御装置であって、
前記偏差に基づいて、吸気量を制御するための第１の要求トルク、および点火時期を制御するための第２の要求トルクをそれぞれ算出するように構成され、
前記偏差が所定以上に大きな過渡状態において、機関回転数が目標回転数よりも低い場合は、点火時期を進角補正するための第２の要求トルクの増大分が、吸気量を増量補正するための第１の要求トルクの増大分よりも大きくなるように、当該第１および第２の要求トルクを算出する一方、
前記過渡状態において機関回転数が目標回転数よりも高い場合は、点火時期を遅角補正するための第２の要求トルクの減少分が、吸気量を減量補正するための第１の要求トルクの減少分よりも大きくなるように、当該第１および第２の要求トルクを算出する構成としたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アイドル運転時などの機関回転数を制御する内燃機関の制御装置に関し、特に、負荷の変動によって機関回転数が急変する過渡状態に好適な制御の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より一般に車両などに搭載された内燃機関においては、アイドル運転時の機関回転数を目標回転数になるようにフィードバック制御しており、ＩＳＣ（Idle Speed Control）制御と呼ばれている。これは、クランクポジションセンサの信号に基づいて算出される現在の機関回転数と目標回転数との偏差に応じて、吸気量や点火時期を補正することにより、機関回転数を目標回転数に近づくように制御するものである。
【０００３】
このようなＩＳＣ制御のフィードバックゲインは、機関回転数の変動が比較的小さな定常状態でハンチングなど制御の不安定化を招かないように設定されているため、例えば、エアコンのコンプレッサなど補機の動作状態の変化によって、機関の負荷が大きく変動する過渡状態では、機関回転数の急変を十分に抑制することができず、一時的に回転が落ち込んだり、逆に吹け上がったりすることがある。
【０００４】
これについて例えば特許文献１に記載の制御装置では、機関回転数に基づいてフィードバック補正を行うだけでなく、これと並行して、補機の動作状態に応じてフィードフォワードで吸気量を補正するようにしている。これにより、フィードバックゲインをあまり大きくしなくても、過渡状態では吸気量の補正量が大きくなって、機関回転数の急変を或る程度、抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−０３２６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記のように負荷が大きく変動する過渡状態においては、内燃機関の吸気系における吸気の輸送遅れの影響が強く現れることから、吸気量の補正量を大きくしても、気筒内へ充填される吸気の量はすぐには変化しない。また、機関回転数が同じであっても、気筒内に充填される吸気の量にはばらつきがあり、これに応じて点火時期も進角寄り、或いは遅角寄りにばらつくことになる。
【０００７】
このため、例えば、負荷の急増によって機関回転数が落ち込み、目標回転数よりも低くなったとき、この回転数の偏差に応じて吸気量が増量補正されるとともに、点火時期が進角補正されても、これによる機関トルクの上昇が間に合わず、エンストするおそれがあった。すなわち、前記のように吸気量の遅れが大きいことから、気筒内の吸気量はすぐには十分に多くはならないので、このときに点火時期が遅角寄りにばらついていると、機関トルクの上昇が遅れてしまうからである。
【０００８】
反対に、負荷の急減によって機関回転数が目標回転数よりも高くなると、この回転数の偏差に応じて吸気量が減量補正されるとともに、点火時期が遅角補正されることになるが、この場合も気筒内の吸気量はすぐには減少しないので、このときに点火時期が進角寄りにばらついていると、機関トルクの減少が間に合わず、回転が吹け上がってしまう。
【０００９】
このような問題点を考慮して本発明の目的は、アイドル運転時の機関回転数の制御において、定常状態での制御の安定性を確保しながら、過渡状態におけるエンストや回転の吹け上がりを十分に抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願の発明者は、前記のように過渡状態において吸気の遅れが大きくなることに着目し、遅れの少ない点火時期の制御をより効果的に行うことによって、機関回転数の制御性を高めるようにした。
【００１１】
具体的に本発明は、内燃機関のアイドル運転時に、機関回転数の目標回転数からの偏差（回転数偏差）に応じて吸気量および点火時期を補正することにより、機関回転数が前記目標回転数に近づくようにフィードバック制御する内燃機関の制御装置を対象とし、この制御装置が、前記回転数偏差に基づいて、吸気量を制御するための第１の要求トルク、および点火時期を制御するための第２の要求トルクをそれぞれ算出するように構成されているものとする。
【００１２】
そして、前記回転数偏差が所定以上に大きな過渡状態において、機関回転数が目標回転数よりも低い場合は、点火時期を進角補正するための第２の要求トルクの増大分が、吸気量を増量補正するための第１の要求トルクの増大分よりも大きくなるように、当該第１および第２の要求トルクを算出する一方、機関回転数が目標回転数よりも高い場合は、点火時期を遅角補正するための第２の要求トルクの減少分が、吸気量を減量補正するための第１の要求トルクの減少分よりも大きくなるように、当該第１および第２の要求トルクを算出する構成とした。
【００１３】
前記のように構成された制御装置では、内燃機関のアイドル運転時に、回転数偏差に応じて吸気量および点火時期が補正されることで、機関回転数が目標回転数に近づくようにフィードバック制御される。すなわち、回転数偏差に基づいて第１および第２の要求トルクが算出され、その第１の要求トルクに基づいて吸気量の制御が行われるとともに、第２の要求トルクに基づいて点火時期の制御が行われる。
【００１４】
ここで、まず、前記第１および第２の要求トルクを基本的には、回転数偏差が変動しても、あまり大きく変化しないように算出すれば、機関回転数の変動が比較的小さな定常状態において、ハンチングなどの制御の不安定化を招かないようにすることができる。そのためには、例えば、要求トルクの算出の際に回転数偏差に乗算する比例ゲインの値を小さめに設定すればよい。
【００１５】
また、例えば補機の動作状態が変化し、負荷の変動によって回転数偏差が所定以上に大きくなった過渡状態では、前記第２の要求トルクの増大変化を第１の要求トルクに比べて大きくする。例えば、補機が動作を開始し、負荷の急増によって機関回転数が落ち込んで、回転数偏差が大きくなったときは、点火時期を制御するための第２の要求トルクの増大分を、吸気量を制御するための第１の要求トルクの増大分よりも大きくする。
【００１６】
こうすれば、第２の要求トルクに基づいて点火時期が、より早くより進角側に制御されることになるので、応答性の高い点火時期の進角制御によって、速やかに機関トルクを上昇させることができる。これにより、前記のように落ち込んだ機関回転数が上昇し、エンストが抑制される。つまり耐エンスト性が向上する。
【００１７】
一方、補機が動作を停止し、負荷の急減によって機関回転数が上昇して、回転数偏差が大きくなれば、点火時期を制御するための第２の要求トルクの減少分を、吸気量を制御するための第１の要求トルクの減少分よりも大きくする。こうすれば、第２の要求トルクに基づいて点火時期が、より早くより遅角側に制御されることになり、応答性の高い点火時期の遅角制御によって、速やかに機関トルクを低下させることができる。
【００１８】
よって、目標回転数を超えて上昇しようとする機関回転の吹け上がりを十分に抑制することができる。しかも、第１の要求トルクの減少分が相対的に少なくなるので、この第１の要求トルクに基づいて制御される吸気量があまり少なくはならない。よって、仮にその後、急に負荷が増大したとしても、これに応じて増量される吸気量の遅れが小さくなり、このことによっても耐エンスト性が向上する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、内燃機関のアイドル運転時に、回転数偏差に基づいて算出した第１および第２の要求トルクに応じて、機関回転数が目標回転数に近づくように吸気量および点火時期をそれぞれ制御する場合に、吸気量の制御の遅れが大きくなる過渡状態においては、遅れの少ない点火時期の制御を効果的に行うことによって、機関回転数の制御性を高めることができ、これによりエンストや回転の吹け上がりを十分に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係るエンジンの概略構成を示す図である。
【図２】実施形態のＩＳＣ制御におけるエンジンの回転数とトルクとの関係を示すグラフ図である。
【図３】ＩＳＣ制御の具体的な処理の流れを示すフローチャート図である。
【図４】定常状態における要求トルクを示す図２相当図である。
【図５】過渡状態における要求トルクを示す図２相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では一例として、ガソリンエンジンに本発明を適用した場合について説明するが、これに限らず、ガスエンジンやアルコール燃料を用いる内燃機関であってもよい。
【００２２】
（エンジンの概略構成）
図１は、本実施形態に係るエンジン１の概略構成を示す。このエンジン１は一例として多気筒ガソリンエンジンであって、各気筒２には燃焼室１１を区画するようにピストン１２が収容されている。ピストン１２とクランクシャフト１３はコンロッド１４によって連結され、シリンダブロック１７の下部には、クランクシャフト１３の回転角（クランク角）を検出するクランクポジションセンサ６１が配設されている。
【００２３】
一方、シリンダブロック１７の上端にはシリンダヘッド１８が締結されて、各気筒２の上端を閉ざしている。このシリンダヘッド１８には、気筒２内に臨むように点火プラグ２０が配設され、後述のＥＣＵ６によって制御されるイグナイタ２１から電圧の供給を受けて火花放電するようになっている。なお、シリンダブロック１７の側壁の上部には、エンジン１の冷却水温を検出する水温センサ６２が配設されている。
【００２４】
また、シリンダヘッド１８には、各気筒２内の燃焼室１１に連通するように吸気通路３および排気通路４が形成されている。燃焼室１１に臨む吸気通路３の下流端（吸気流れの下流端）には吸気バルブ３１が配設され、同様に排気通路４の上流端（排気流れの上流端）には排気バルブ４１が配設されている。これら吸気バルブ３１および排気バルブ４１を動作させるための動弁系はシリンダヘッド１８に設けられている。
【００２５】
一例として本実施形態の動弁系は、吸気バルブ３１および排気バルブ４１をそれぞれ駆動する吸気カムシャフト３１ａおよび排気カムシャフト４１ａを備えている。これらのカムシャフト３１ａ，４１ａが、図示しないタイミングチェーンなどを介してクランクシャフト１３により駆動されることで、吸気バルブ３１および排気バルブ４１が所定のタイミングで開閉される。
【００２６】
そして、前記吸気通路３には、エアクリーナ３２、エアフローメータ６３、吸気温センサ６４（エアフローメータ６３に内蔵）、および、電子制御式のスロットルバルブ３３が配設されている。このスロットルバルブ３３はスロットルモータ３４によって駆動され、吸気の流れを絞ってエンジン１の吸気量を調整するものであり、その開度（スロットル開度）は、後述のＥＣＵ６によって制御される。
【００２７】
また、吸気通路３には各気筒２毎に燃料噴射用のインジェクタ３５も配設されており、このインジェクタ３５が後述のＥＣＵ６によって制御され、吸気通路３内に燃料を噴射する。こうして噴射された燃料が吸気と混合されて気筒２内に吸入され、点火プラグ２０により点火されて燃焼する。これにより発生した既燃ガスは排気通路４へ流出し、触媒４２によって浄化される。なお、触媒４２の上流側には空燃比センサ６５が配設されている。
【００２８】
−ＥＣＵ−
ＥＣＵ６は、公知の電子制御ユニット（Electronic Control Unit）からなり、図示は省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびバックアップＲＡＭなどを備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶し、バックアップＲＡＭは例えばエンジン１の停止時に保存すべきデータ等を記憶する。
【００２９】
ＥＣＵ６には、前記したようにクランクポジションセンサ６１、水温センサ６２、エアフローメータ６３、吸気温センサ６４、空燃比センサ６５などが接続されており、また、図１に示すように、車室内に設けられたアクセルペダル７の操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ６７も接続されている。さらに、ＥＣＵ６には、各種補機の動作状態を示す信号が入力されるようになっており、例えばエアコンの動作状態を制御するエアコンコントローラ６６からエアコンのオンオフを示す信号が入力される。
【００３０】
そして、ＥＣＵ６は、前記の各種センサなどから入力する信号に基づいて種々の制御プログラムを実行することにより、アクセル開度やエンジン１の負荷および回転数、或いは車速等に基づいてエンジン１の目標トルクを算出し、この目標トルクを出力するように、点火プラグ２０による点火時期の制御、スロットルモータ３４によるスロットル開度の制御（即ち、吸気量の制御）、およびインジェクタ３５による燃料噴射の制御を実行する。
【００３１】
ここで、エンジン１の目標トルクは、エンジン１とトランスミッションとの協調制御によって、運転者が車両に対し要求する挙動を実現することができるようなトルクであり、このように運転者の操縦感覚と密接な関係がある「トルク」を基準とする制御とすることで、ドライバビリティを向上できる。つまり、本実施形態では、いわゆるトルクディマンド方式のエンジン制御を行うようになっている。
【００３２】
このようなトルクディマンド方式のエンジン制御では、運転者が車両に求める駆動力に対して、エンジン１や動力伝達系でロスとなる摩擦などの損失分のトルクを加えて、エンジン１への要求トルクを算出し、これを実現するように吸気量や燃料噴射量、点火時期等の制御を行う。さらに、ＥＣＵ６は、以下に説明するようにアイドル運転時のエンジン回転数（機関回転数）を目標回転数になるようにフィードバック制御する（ＩＳＣ制御）。
【００３３】
（ＩＳＣ制御）
ＩＳＣ制御は、エンジン１のアイドル運転時に、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＥ０になるように、それらの偏差（ＮＥ−ＮＥ０：以下、回転数偏差ΔＮＥ）に応じて吸気量および点火時期をフィードバック補正するものである。本実施形態では、トルクディマンド方式のエンジン制御を基本とするので、ＩＳＣ制御においても回転数偏差ΔＮＥに基づいて、吸気量および点火時期をそれぞれ制御するための要求トルクを算出するようにしている。
【００３４】
すなわち、一例として図２に示すグラフＮのように、予めエンジン１には、その摩擦などによる損失を補い、エンジン回転数ＮＥを目標回転数ＮＥ０に維持するために必要なトルクが設定されている。このグラフＮは、エンジン回転数ＮＥの上昇に伴い機械的な摩擦や油膜の剪断抵抗が増大することを考慮して、実験・計算等によって適合した「必要なトルク」の値をマップとして設定したものであって、例えば、ＥＣＵ６のＲＯＭに記憶されている。
【００３５】
図２に現れているように「必要なトルク」は、エンジン回転数ＮＥの上昇に連れて緩やかに上昇する右上がりのグラフＮになる。これに対してアイドル運転時の要求トルクは、目標回転数ＮＥ０に対応する点Ｐ０でグラフＮと交差する右下がりのグラフＲとして表される。こうすれば、目標回転数ＮＥ０における要求トルクが「必要なトルク」と一致し、トルクの収支によってエンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＥ０に維持されるようになる。
【００３６】
例えば、グラフＲ上の点Ｐ１のように、エンジン回転数ＮＥ１が目標回転数ＮＥ０よりも低いときには、回転数偏差ΔＮＥ１に基づいて算出される要求トルクＴ１が「必要なトルク」よりも大きくなるので、エンジン１の出力トルク（以下、エンジントルク）が増大し、エンジン回転数ＮＥが上昇する。一方、エンジン回転数ＮＥ２が目標回転数ＮＥ０よりも高い点Ｐ２では、回転数偏差ΔＮＥ２に基づいて算出される要求トルクＴ２が「必要なトルク」よりも小さくなり、エンジン回転数ＮＥは低下するようになる。
【００３７】
つまり、回転数偏差ΔＮＥに基づいて算出される要求トルクの増減によって、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＥ０に近づくようになっている。このような要求トルクは、詳しくは後述するが、エンジン回転数ＮＥやエンジン水温などに基づいて設定されるベース値に、回転数偏差ΔＮＥに応じた補正係数kstb1，kstb2を乗算して得られる。また、補正係数kstb1，kstb2は、回転数偏差ΔＮＥおよび比例ゲインＫ１，Ｋ２の関数として得られる。
【００３８】
一般にフィードバック制御の比例ゲインは、直接的に制御の応答性に関係するものであり、本実施形態では、エンジン回転数ＮＥの変動が小さな定常状態でハンチングなど制御の不安定化を招かないよう、小さめの値に設定されている。そして、例えば、エアコンのコンプレッサなど補機の動作状態が変化し、負荷が大きく変動する過渡状態では、エンジン回転数ＮＥの急変を抑制するために比例ゲインＫ１，Ｋ２の値を変更するようにしている。
【００３９】
−具体的な処理の流れ−
以下にＩＳＣ制御の具体的な処理の流れを、前記図２および図４〜５も参照しながら、図３のフローチャートに沿って説明する。なお、このＩＳＣ制御ルーチンは、エンジン１の始動後にＥＣＵ６において所定のタイミングで実行される。
【００４０】
まず、図３に示すスタート後のステップＳＴ１では、アクセル開度センサ６７からの信号に基づいてエンジン１のアイドル運転時であるかどうか判定する。例えば、アクセル開度が所定の閾値（実質、ゼロとなるように予め設定した閾値）以下であれば、肯定判定（ＹＥＳ）してステップＳＴ２に進む一方、アクセル開度が前記の閾値を超えていれば否定判定（ＮＯ）して、ＩＳＣ制御のルーチンを抜ける（エンド）。
【００４１】
ステップＳＴ２では、エンジン水温に応じて設定した目標回転数ＮＥ０に対応する「必要なトルク」を、図２のマップから読み込んで設定する（必要なトルクの設定）。なお、エアコンコントローラ６６からの信号に基づいて、動作中の補機があることを検出すれば、この補機を駆動するために必要なトルク（それぞれの補機について予め設定済み）を付加して、前記「必要なトルク」を設定する。
【００４２】
そして、ステップＳＴ３では、「必要なトルク」に予め設定してあるリザーブトルクを加えて、第１の要求トルクのベース値を算出する。こうしてリザーブトルクを加えるのは、応答性の高い点火時期の制御によってエンジントルクを調整するためである。すなわち、前記の如く吸気量の制御には比較的大きな遅れがあるので、過渡的には応答性の高い点火時期の制御によってエンジントルクを増減させる必要がある。
【００４３】
そのために、予め点火時期はＭＢＴ（Minimum Advance for Best Torque）よりも或る程度、遅角側に設定しなくてはならないが、後述する空気量の制御においては、空燃比が理論空燃比であり、点火時期はＭＢＴであると仮定して、吸気量（スロットル開度）の制御を行うようにしいているので、このことを前提に設定されている「必要なトルク」に、点火時期の遅角によるトルクの減少分をリザーブトルクとして加えるのである。
【００４４】
このため、図４に実線のグラフＲ１として示すように、第１の要求トルクのベース値は、図２のマップを参照して上述したグラフＲ（図４には破線のグラフＲ２として示す）に比べて、前記リザーブトルクの分、大きな値になっている。なお、点火時期を制御するための第２の要求トルクのベース値は、前記「必要なトルク」を用いればよいので、これは図４に破線で示すグラフＲ２のようになる。
【００４５】
続いてステップＳＴ４において、エンジン１が定常状態であるかどうか判定する。例えば、エアコンコントローラ６６からの信号に基づいて、エアコンがオンからオフへ、或いはオフからオンへ切り替わった後の所定時間は、負荷の変動によってエンジン１の回転数偏差ΔＮＥが所定以上に大きな過渡状態であると判定できる。なお、エアコンなど補機の駆動トルクの変化量を推定し、これにより過渡状態を判定するようにしてもよい。
【００４６】
そして、前記のように過渡状態であると判定した場合、ステップＳＴ４では否定判定（ＮＯ）となり、後述のステップＳＴ８に進む一方、それ以外の場合は定常状態であると肯定判定（ＹＥＳ）して、ステップＳＴ５に進む。このステップＳＴ５では、エンジン１の回転数偏差ΔＮＥに応じて第１および第２の要求トルクを補正するための補正係数kstb1，kstb2を算出する。
【００４７】
第１の要求トルクを補正するための補正係数kstb1は、空気量の補正制御に好適な比例ゲインＫ１および回転数偏差ΔＮＥの関数であり、第２の要求トルクを補正するための補正係数kstb2は、点火時期の補正制御に好適な比例ゲインＫ２および回転数偏差ΔＮＥの関数である。一例として補正係数kstb1，kstb2は、以下の式によって算出することができる。      kstb1  ＝  −Ｋ１×ΔＮＥ＋１  ，    kstb2  ＝  −Ｋ２×ΔＮＥ＋１
【００４８】
このように算出される補正係数kstb1，kstb2の値は、回転数偏差ΔＮＥ＝０であれば、kstb1，kstb2＝１になり、ΔＮＥ＜０であれば、kstb1，kstb2＞１になり、ΔＮＥ＞０であれば、０＜kstb1，kstb2＜１になる。また、比例ゲインＫ１，Ｋ２の値はそれぞれ実験・計算等によって適合されており、ＥＣＵ６のＲＯＭに記憶されている。制御の安定性を確保するために、定常状態の比例ゲインＫ１，Ｋ２の値は小さめに設定されており、これをエンジン水温が低いほど、大きな値になるような１次元のマップに設定してもよい。
【００４９】
そして、ステップＳＴ６では、第１および第２の要求トルクのベース値にそれぞれ補正係数kstb1，kstb2を乗算して、第１および第２の要求トルクを算出する。具体的に、図４のグラフＲ２（破線のグラフ）を参照して第２の要求トルクについて説明すると、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＥ０と一致していて、回転数偏差ΔＮＥ＝０であれば、補正係数kstb2＝１になるので、第２の要求トルクはベース値になる。
【００５０】
また、目標回転数ＮＥ０よりも低回転側では回転数偏差ΔＮＥ＜０になって、補正係数kstb2＞１になり、第２の要求トルクはベース値よりも大きくなる。このとき、より低回転側ほど第２の要求トルクは大きくなる。一方、目標回転数ＮＥ０よりも高回転側では、回転数偏差ΔＮＥ＞０になって、補正係数kstb2＜１になり、第２の要求トルクはベース値よりも小さくなる。このとき、より高回転側ほど第２の要求トルクは小さくなる。
【００５１】
そのように補正係数kstb1，kstb2を介して、第１および第２の要求トルクを補正する比例ゲインＫ１，Ｋ２の大きさは、図４のグラフＲ１，Ｒ２の傾きに反映される。すなわち、例えばグラフＲ２の傾きは、比例ゲインＫ２が小さいほど緩やかになって、回転数偏差ΔＮＥの大きさ（絶対値）に対する要求トルクの変化の度合いが小さくなる。反対に比例ゲインＫ２が大きいほどグラフＲ２の傾きは急峻になり、回転数偏差ΔＮＥの大きさに対する要求トルクの変化の度合いが大きくなるのである。
【００５２】
そのようにして算出される第１の要求トルクに基づいて、ステップＳＴ７では、空燃比が理論空燃比であり、点火時期はＭＢＴであると仮定して、第１の要求トルクを得るために必要な気筒２内への吸気の充填量（吸気充填効率）を求め、エンジン回転数ＮＥや吸気の温度および圧力なども考慮して、スロットル開度を制御する。また、前記のように算出した第２の要求トルクに基づいて、予め設定された１次元のマップを参照等して点火時期を制御する。
【００５３】
このようにエンジン１の定常状態では、補機の動作も考慮して設定されたベース値を、回転数偏差ΔＮＥに基づく補正係数kstb1，kstb2によって補正し、第１および第２の要求トルクを求めるようにしており、その補正のための比例ゲインＫ１，Ｋ２が小さめの値に設定されていることから、ハンチングなど制御の不安定化を招くことなく、エンジン回転数ＮＥを目標回転数ＮＥ０に維持することができる。
【００５４】
−過渡状態でのゲインの切り替え−
前述した定常状態での制御に対して、図３のフローのステップＳＴ４において定常状態にないと否定判定（ＮＯ）して進んだステップＳＴ８では、エンジン１の回転数偏差ΔＮＥが所定以上に大きくなった過渡状態であるから、エンジン回転数ＮＥの落ち込みなどを抑制するために、比例ゲインＫ１，Ｋ２の値を切り替える。これにより、第１および第２の要求トルクが過渡状態に適したものに変更される。
【００５５】
すなわち、前記のように回転数偏差ΔＮＥが大きくなった過渡状態においては、吸気の輸送遅れの影響が強く現れることから、第１の要求トルクを変化させても、気筒２内へ充填される吸気の量はすぐには変化しない。また、エンジン回転数ＮＥが同じであっても、気筒２内に充填される吸気の量にはばらつきがあり、これに応じて点火時期も進角寄り、或いは遅角寄りにばらつくことになる。
【００５６】
このため、例えばエアコンがオンになり、負荷の急増によってエンジン回転数ＮＥが急低下すると、上述したように回転数偏差ΔＮＥに応じて吸気量が増量補正され、点火時期が進角側に補正されても、これによるエンジントルクの上昇が間に合わず、エンストするおそれがあった。これは、吸気量の遅れが大きいことから、気筒２内の吸気量はすぐには十分に多くはならないので、このときに点火時期が遅角寄りにばらついていると、エンジントルクの上昇が遅れてしまうからである。
【００５７】
反対に、例えばエアコンのコンプレッサがオフになり負荷の急減によってエンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＥ０よりも高くなると、回転数偏差ΔＮＥに応じて吸気量が減量補正され、点火時期が遅角側に補正されることになるが、この場合も気筒２内の吸気量はすぐには減少しないので、このときに点火時期が進角寄りにばらついていると、エンジントルクの減少が間に合わず、回転が吹け上がってしまう。
【００５８】
このような問題点を考慮して本実施形態では、過渡状態では前記のように吸気の遅れが大きくなることに着目し、遅れの少ない点火時期の補正制御を効果的に行うことによって、エンジン回転数ＮＥの制御性を高めるようにしている。具体的に前記のステップＳＴ８においては、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＥ０よりも低い場合、比例ゲインＫ１は変更せず、比例ゲインＫ２の値は大きくする。また、前記ステップＳＴ８においては、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＥ０よりも高い場合、比例ゲインＫ１の値は小さくし、比例ゲインＫ２の値は大きくする。
【００５９】
このように変更する過渡状態の比例ゲインＫ１，Ｋ２の値についても、定常状態の値と同様にそれぞれ実験・計算等によって適合されて、ＥＣＵ６のＲＯＭに記憶されている。なお、過渡状態の比例ゲインＫ１，Ｋ２の値についても、エンジン水温が低いほど、大きな値になるような１次元のマップに設定してもよい。
【００６０】
そして、前記のように比例ゲインＫ１，Ｋ２の値を変更すると、図４を参照して上述した第１および第２の要求トルクのグラフＲ１，Ｒ２がそれぞれ以下のように変化する。すなわち、吸気量の制御に関わる第１の要求トルクのグラフＲ１は、図５において仮想線から実線のように変化し、目標回転数ＮＥ０よりも低回転側では変化しないが、高回転側では傾きが緩くなる。
【００６１】
つまり、エンジン１が定常状態から過渡状態になったとき、目標回転数ＮＥ０よりも低回転側では、回転数偏差ΔＮＥに対応する第１の要求トルクの増大量が定常状態と同じになる一方、高回転側では、回転数偏差ΔＮＥに対応する第１の要求トルクの減少量が定常状態に比べて小さくなる。
【００６２】
また、点火時期の制御に関わる第２の要求トルクのグラフＲ２は、図５において仮想線から波線のように変化し、目標回転数ＮＥ０の低回転側および高回転側の両方において傾きが急になる。すなわち、目標回転数ＮＥ０よりも低回転側では、回転数偏差ΔＮＥに対応する第２の要求トルクの増大量が大きくなり、反対に高回転側では、回転数偏差ΔＮＥに対応する第２の要求トルクの減少量が大きくなる。
【００６３】
言い換えると、エンジン１が定常状態から過渡状態になれば、目標回転数ＮＥ０よりも低回転側では、第２の要求トルクの増大分が第１の要求トルクの増大分よりも大きくなる一方、高回転側では第２の要求トルクの減少分が第１の要求トルクの減少分よりも大きくなるのである。なお、本実施形態では、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ＊以下の場合のみ、比例ゲインＫ１，Ｋ２が切り替えられる。
【００６４】
そのように切り替えられた比例ゲインＫ１，Ｋ２の値を用いて、前記のステップＳＴ７では、第１の要求トルクに基づいてスロットル開度の制御が行われ、第２の要求トルクに基づいて点火時期の制御が行われる。これにより、例えばエアコンがオンになり、エンジン回転数ＮＥが落ち込んで、回転数偏差ΔＮＥが大きくなったとき、これに応じて増大量の大きくなる第２の要求トルクに基づいて、点火時期がより早くより進角側に制御されるようになる。
【００６５】
この際、第１の要求トルクに基づいて制御されるスロットル開度については、定常状態と同様に増大することになるが、応答性の高い点火時期の制御が前記のように、より早くより進角側の点火時期に制御されるのでて、速やかにエンジントルクを上昇させることができる。よって、前記のように落ち込んだエンジン回転数ＮＥが上昇し、エンストが抑制される。つまり耐エンスト性が向上する。
【００６６】
一方、例えばエアコンがオフになり、エンジン回転数ＮＥが上昇して、回転数偏差ΔＮＥが大きくなったときには、これに応じて減少量の大きくなる第２の要求トルクに基づいて、点火時期がより早くより遅角側に制御されることになる。よって、応答性の高い点火時期の遅角制御によって速やかにエンジントルクを低下させることができ、目標回転数ＮＥ０を超えて上昇しようとするエンジン回転数の吹け上がりを十分に抑制できる。
【００６７】
この際、回転数偏差ΔＮＥに対応する第１の要求トルクの減少量は定常状態に比べて小さくなっているので、スロットル開度はあまり小さくはならないが、吸気量は遅れが大きいので、その影響は小さい。むしろ、スロットル開度があまり小さくならず、吸気量があまり少なくならないことから、仮にその後、急に負荷が増大した場合に、これに応じて増量される吸気量の遅れが小さくなって、耐エンスト性がさらに向上する。
【００６８】
したがって、本実施形態のＩＳＣ制御によれば、回転数偏差ΔＮＥに基づいて算出する第１および第２の要求トルクに応じて、吸気量および点火時期をそれぞれ好適に制御することができる。すなわち、定常状態では比例ゲインＫ１，Ｋ２を小さめの値に設定して、制御の安定性を確保しながら、負荷の変動する過渡状態では、遅れの少ない点火時期の制御を効果的に行うことによってエンジン回転数ＮＥの制御性を高めて、エンストや回転の吹け上がりを十分に抑制できる。
【００６９】
（他の実施形態）
上述した実施形態の記載はあくまで例示に過ぎず、本発明の構成や用途などについても限定することを意図しない。すなわち、前記の実施形態では過渡状態におけるＩＳＣ制御の比例ゲインＫ１を、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＥ０よりも低い場合は変更せず、目標回転数ＮＥ０よりも高い場合は小さな値に変更する一方、比例ゲインＫ２の値は、エンジン回転数ＮＥに依らず大きくするようにしているが、これには限定されない。
【００７０】
例えば、過渡状態においても比例ゲインＫ１の値は変更しないようにしてもよいし、エンジン回転数ＮＥに依らず小さくするようにしてもよい。また、比例ゲインＫ１の値を、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＥ０よりも低い場合は小さな値に変更し、目標回転数ＮＥ０よりも高い場合は変更しないようにしてもよい。
【００７１】
さらに、過渡状態において比例ゲインＫ１の値も大きくするようにしてもよいが、この場合でも比例ゲインＫ１の増大量は、比例ゲインＫ２の増大に比べて小さくする。つまり、過渡状態においてエンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＥ０よりも低い場合は、第２の要求トルクの増大分が第１の要求トルクの増大分よりも大きくなる一方、目標回転数ＮＥ０よりも高い場合は、第２の要求トルクの減少分が第１の要求トルクの減少分よりも大きくなるように、比例ゲインＫ１，Ｋ２の値を設定すればよい。
【００７２】
或いは、そうして比例ゲインＫ１，Ｋ２の値を変更することにも限定されず、例えば、回転数偏差ΔＮＥに基づいてマップなどを参照し、第１および第２の要求トルクを算出するようにしてもよい。この場合は、定常状態のマップとは別に過渡状態のマップを設定して、前記のように過渡状態で目標回転数ＮＥ０よりも低回転側では、第２の要求トルクの増大分が第１の要求トルクの増大分よりも大きくなる一方、高回転側では第２の要求トルクの減少分が第１の要求トルクの減少分よりも大きくなるようにすればよい。
【００７３】
また、前記の実施形態では、過渡状態になったときに比例ゲインＫ１，Ｋ２を切り替える際、比例ゲインＫ１，Ｋ２の値を直ちに過渡状態に対応するものに変更するようにしているが、比例ゲインＫ１，Ｋ２の値を定常状態に対応して設定されたものから過渡状態に対応して設定されたものへ、徐々に変更するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、アイドル運転時の回転数制御の安定性を確保しながら、負荷の変動に対してエンストや回転の吹け上がりを十分に抑制できるものなので、例えば乗用車に搭載するガソリンエンジンに適用して優れた効果を奏する。
【符号の説明】
【００７５】
１          エンジン（内燃機関）
６          ＥＣＵ（制御装置）
ＮＥ        エンジン回転数（機関回転数）
ＮＥ０      目標回転数
ΔＮＥ      回転数偏差（偏差）
Ｒ１        第１の要求トルクのグラフ（第１の要求トルク）
Ｒ２        第２の要求トルクのグラフ（第２の要求トルク）
【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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