(57)【要約】【課題】運転者に不快感を与える振動を防止することができるとともに、従来と比較して燃費の向上を図ることができるアイドル回転数制御装置を提供すること。【解決手段】ＥＣＵは、内燃機関の振動を検出するステップ（ステップＳ１１）と、内燃機関がアイドル運転状態か否かを判定するステップ（ステップＳ１２）と、アイドル運転状態と判定された場合に、内燃機関の振動に応じた検出信号から２ｋＨｚ以下の周波数帯域の信号成分を抽出するステップ（ステップＳ１５）と、抽出された信号成分に含まれる振動強度のピーク値と予め設定された閾値Ｐとを比較するステップ（ステップＳ１６）と、振動強度のピーク値が閾値Ｐ以上の場合、アイドル回転数を上昇させるよう制御し、振動強度のピーク値が閾値より小さい場合、アイドル回転数を低下させるよう制御するステップ（ステップＳ１７、Ｓ１８）とを含む処理を実行する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の振動に応じてアイドル回転数を制御するアイドル回転数制御装置において、
前記内燃機関の振動を検出する振動検出手段と、
前記内燃機関がアイドル運転状態か否かを判定するアイドル判定手段と、
前記アイドル判定手段により前記アイドル運転状態と判定された場合に、前記振動検出手段によって検出された前記内燃機関の振動に応じた検出信号から規定周波数成分を抽出する規定周波数成分抽出手段と、
前記規定周波数成分抽出手段により抽出された前記規定周波数成分に含まれる振動強度のピーク値と予め設定された閾値とを比較する比較手段と、
前記振動強度のピーク値が前記閾値以上の場合、前記アイドル回転数を上昇させるよう制御し、前記振動強度のピーク値が前記閾値より小さい場合、前記アイドル回転数を低下させるよう制御するアイドル回転数制御手段とを備えたことを特徴とするアイドル回転数制御装置。
【請求項２】
前記規定周波数成分が、前記内燃機関を構成するシリンダの内壁とピストンのスカート部との衝突に起因する信号成分であることを特徴とする請求項１に記載のアイドル回転数制御装置。
【請求項３】
前記シリンダの内壁と前記ピストンのスカート部との衝突に起因する信号成分が、２ｋＨｚ以下の周波数帯域における信号成分であることを特徴とする請求項２に記載のアイドル回転数制御装置。
【請求項４】
前記振動検出手段が、前記内燃機関のノッキングを検出するノックセンサであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載のアイドル回転数制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の振動に応じてアイドル回転数を制御するアイドル回転数制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のアイドル回転数制御装置として、エンジンの振動の変化量に基づいてアイドル回転数を制御し、エンジンのアイドル運転時における振動の増加を防止したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載された従来のアイドル回転数制御装置は、エンジンを構成する気筒毎の振動の変化量を算出して、何れかの気筒における振動の変化量が閾値以上の場合に、点火時期を制御することによって振動の変化量が閾値未満になるようアイドル回転数を上昇させるようになっている。
このような構成により、従来のアイドル回転数制御装置は、アイドル回転数を上昇させて、アイドル運転時における燃料消費量の低減を図るためにエンジン回転数を低くした場合であっても、気筒毎に燃焼状態の変動が大きくなることに起因したエンジン全体の振動の増加を未然に防止することができる。
【０００４】
ここで、内燃機関で発生する振動には、アイドル運転状態等の低負荷領域を含む全ての運転状態で発生するスラップ振動が知られている。このスラップ振動は、内燃機関のピストンが上死点付近において首振りを起こし、ピストンの肩部がシリンダの内壁に衝突することにより発生する。
【０００５】
また、アイドル運転状態で発生する振動には、上記したスラップ振動の他に、ピストンのスカート部がシリンダの内壁に衝突することにより発生する振動がある。この振動は、剛性の低いピストンのスカート部がシリンダの内壁に衝突するため低周波数であり、しかもスラップ振動と比べると振動強度は低い。
【特許文献１】特開２００４−３６５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ピストンのスカート部がシリンダの内壁に衝突することにより発生する振動は、低周波数であるため、エンジンマウントを介して車体側に伝達され易く、異音となり運転者に不快感を与えることとなるにもかかわらず、特許文献１に記載の従来のアイドル回転数制御装置は、気筒毎の振動の変化量に基づいてアイドル回転数を制御しているため、運転者に不快感を与える振動とスラップ振動とを識別してアイドル回転数を制御することができないという問題があった。
このため、従来のアイドル回転数制御装置にあっては、運転者に不快感を与える振動を防止するために、アイドル回転数を制御した場合、不必要にアイドル回転数を上昇させることとなり、結果として燃費が悪化してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、運転者に不快感を与える振動を防止することができるとともに、従来と比較して燃費の向上を図ることができるアイドル回転数制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るアイドル回転数制御装置は、上記目的を達成するため、（１）内燃機関の振動に応じてアイドル回転数を制御するアイドル回転数制御装置において、前記内燃機関の振動を検出する振動検出手段と、前記内燃機関がアイドル運転状態か否かを判定するアイドル判定手段と、前記アイドル判定手段により前記アイドル運転状態と判定された場合に、前記振動検出手段によって検出された前記内燃機関の振動に応じた検出信号から規定周波数成分を抽出する規定周波数成分抽出手段と、前記規定周波数成分抽出手段により抽出された前記規定周波数成分に含まれる振動強度のピーク値と予め設定された閾値とを比較する比較手段と、前記振動強度のピーク値が前記閾値以上の場合、前記アイドル回転数を上昇させるよう制御し、前記振動強度のピーク値が前記閾値より小さい場合、前記アイドル回転数を低下させるよう制御するアイドル回転数制御手段とを備えるよう構成する。
【０００９】
この構成により、内燃機関の振動から規定周波数成分だけを抽出して、アイドル回転数を制御するため、例えば、異音となって運転者に不快感を与える振動に対応した周波数成分を規定周波数成分とすれば、運転者に不快感を与える振動とスラップ振動とを識別してアイドル回転数を制御することができる。したがって、運転者に不快感を与える振動を防止することができるとともに、この振動を防止するために、不必要にアイドル回転数が上昇されることがなく、従来と比較して燃費の向上を図ることができる。
【００１０】
上記（１）に記載のアイドル回転数制御装置において、（２）前記規定周波数成分が、前記内燃機関を構成するシリンダの内壁とピストンのスカート部との衝突に起因する信号成分であるよう構成する。
【００１１】
この構成により、運転者に不快感を与える振動の信号成分は、内燃機関を構成するシリンダの内壁とピストンのスカート部との衝突に起因する信号成分であるので、規定周波数成分抽出手段によって、この信号成分を規定周波数成分として確実に抽出し、抽出した規定周波数成分に含まれる振動強度に基づいて、アイドル回転数を制御することができる。
【００１２】
上記（２）に記載のアイドル回転数制御装置において、（３）前記シリンダの内壁と前記ピストンのスカート部との衝突に起因する信号成分が、２ｋＨｚ以下の周波数帯域における信号成分であるよう構成する。
【００１３】
この構成により、運転者に不快感を与える振動の信号成分は、２ｋＨｚ以下の周波数帯域における信号成分であるので、規定周波数成分抽出手段によって、この信号成分を規定周波数成分として確実に抽出し、抽出した規定周波数成分に含まれる振動強度に基づいて、アイドル回転数を制御することができる。
【００１４】
また、上記（１）から（３）に記載のアイドル回転数制御装置において、（４）前記振動検出手段が、前記内燃機関のノッキングを検出するノックセンサであるよう構成する。
【００１５】
この構成により、振動検出手段をノックセンサで兼用することにより部品点数を削減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、運転者に不快感を与える振動を防止することができるとともに、従来と比較して燃費の向上を図ることができるアイドル回転数制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るアイドル回転数制御装置を含む内燃機関の概略ブロック構成図である。
【００１８】
まず、構成について説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係るアイドル回転数制御装置は、自動車等の車両に搭載される例えば４気筒のエンジンによって構成される内燃機関１を制御するようになっている。
【００１９】
内燃機関１は、空気を吸入する吸気系と、排気ガスを排気する排気系とを有し、吸気系を通じて吸入した空気を燃料と混合して燃焼することにより動力を発生させ、排気系を通じて燃焼後の排気ガスを系外に排出するようになっている。
この内燃機関１は、ＥＣＵ２（Electrical Control Unit）により駆動制御され、このＥＣＵ２の指令によりアイドル回転数を制御するようになっている。
【００２０】
吸気系は、空気取入口１１と、エアクリーナ１２と、吸気管１３と、サージタンク１４と、吸気マニホールド１５とを備えている。
【００２１】
空気取入口１１は、吸気系の最上流の位置に設けられており、系外から空気を取り込み、エアクリーナ１２に送り込むようになっている。
エアクリーナ１２は、上流側が空気取入口１１に接続され、下流側が吸気管１３に接続されており、内部に設けたフィルタ１７により空気取入口１１に取り込まれた空気中に含まれる塵や埃等の異物の混入を防止するようになっている。
【００２２】
サージタンク１４は、上流側が吸気管１３を介してエアクリーナ１２に接続され、下流側が吸気マニホールド１５に接続されており、空気を貯留して内燃機関１の吸気量不足を防止するようになっている。
吸気マニホールド１５は、上流側がサージタンク１４に接続され、下流側が気筒数分の枝管に分岐してシリンダ３１に接続されている。なお、図１においては、複数に分岐した枝管のうち、１つのみ図示している。
【００２３】
すなわち、空気取入口１１、エアクリーナ１２、吸気管１３、サージタンク１４および吸気マニホールド１５が接続されることにより、系外の空気をシリンダ３１に送り込むための吸気通路１８が形成されている。
また、吸気マニホールド１５の上流側にサージタンク１４が接続されることにより、シリンダ３１の各気筒３４における吸入負圧の影響がサージタンク１４内にとどまるようになっている。
【００２４】
吸気管１３には、吸気温センサ２１と、エアフローメータ２２と、スロットルバルブ２３と、スロットルセンサ２４とが設けられている。
【００２５】
吸気温センサ２１は、吸気管１３の内壁面に設けたサーミスタにより、吸気管１３内を流れる空気の温度を検出し、電気信号に変換してＥＣＵ２に出力するようになっている。
エアフローメータ２２は、ホットワイヤー式であって、吸気量を検出して電気信号に変換し、ＥＣＵ２に出力するようになっている。
【００２６】
スロットルバルブ２３は、図示しないアクセルペダルに接続され、アクセルペダルの踏込量に応じて開閉することにより、シリンダ３１内に送り込む吸気量を調整するようになっている。
スロットルセンサ２４は、スロットルバルブ２３の近傍に設けられ、スロットルバルブ２３のスロットル開度を検出して、電気信号に変換してＥＣＵ２に出力するようになっている。
【００２７】
シリンダ３１は、複数の気筒３４を横並びに形成したシリンダブロック３２と、シリンダブロック３２の上部に取り付けられたシリンダヘッド３３とを備えている。なお、図１においては、複数の気筒３４のうち、１つの気筒３４のみ図示している。
【００２８】
シリンダブロック３２内には、各気筒３４内において上下動可能なピストン３５と、上端部にピストン３５を回動自在に支持したコンロッド３６と、ピストン３５にコンロッド３６を介して連結されたクランクシャフト３７とが収容されている。そして、ピストン３５の上下動が、コンロッド３６を介してクランクシャフト３７に伝わり、クランクシャフト３７を回転させるようになっている。
【００２９】
ピストン３５には、略下半部の周面から気筒３４の内壁に向かって僅かに膨出するようにスカート部３５ａが形成されており、このスカート部３５ａが気筒３４の内壁に摺接することによりピストン３５が安定して上下動するようになっている。また、スカート部３５ａと気筒３４の内壁との間には、ピストン３５が気筒３４内において上下動可能なように僅かに隙間が形成されている。
【００３０】
シリンダヘッド３３には、気筒３４内に吸気通路１８を介して空気を送り込む吸気ポート４１と、気筒３４外に排気通路６５を介して排気ガスを排出する排気ポート４２とが形成されている。また、シリンダヘッド３３には、吸気ポート４１を開閉する吸気弁４３と、排気ポート４２を開閉する排気弁４４とが設けられている。
【００３１】
そして、シリンダヘッド３３には、吸気弁４３、排気弁４４およびピストン３５に仕切られて燃焼室４５が形成され、シリンダヘッド３３の燃焼室４５内の上方には、電極部が燃焼室４５内に露出するように点火プラグ４６が設けられている。各点火プラグ４６は、ＥＣＵ２に接続されており、ＥＣＵ２に点火タイミングが制御されるようになっている。
【００３２】
また、各吸気ポート４１の近傍には、噴射ノズルを各気筒３４内に向けたインジェクタ４７が設けられており、各インジェクタ４７は、それぞれ図示しない燃料タンクに接続され、燃料タンクから燃料が供給されるようになっている。
また、各インジェクタ４７は、ＥＣＵ２に接続されており、ＥＣＵ２により燃料噴射量および噴射タイミングが制御されるようになっている。
【００３３】
そして、インジェクタ４７に噴射された燃料と空気とが混合して混合気が生成され、生成された混合気は、吸気弁４３が開弁することにより燃焼室４５内に吸入され、燃焼室４５内において点火プラグ４６により点火されて運動エネルギーを発生するようになっている。
【００３４】
シリンダブロック３２内には、冷却水の通路となるウォータジャケット５１が形成されており、このウォータジャケット５１には、水温センサ５２が設けられている。
水温センサ５２は、サーミスタによりウォータジャケット５１内の冷却水の温度を検出し、電気信号に変換してＥＣＵ２に出力するようになっている。
【００３５】
シリンダブロック３２の側面には、ノックセンサ５３が設けられており、このノックセンサ５３により内燃機関１で発生する振動が検出される。具体的には、ノックセンサ５３は圧電素子を有しており、この圧電素子は内燃機関１の振動によって加わる圧力の変化に対応した電圧を出力する。すなわち、ノックセンサ５３は、内燃機関１の振動の変化に応じた電圧信号をＥＣＵ２に出力するようになっている。
【００３６】
排気系は、排気マニホールド６１と、排気管６２とを備えている。
排気マニホールド６１は、上流側が気筒数分の枝管に分岐してシリンダ３１に接続され、下流側が各枝管を接合して１本の排気管６２に接続されており、各気筒３４の燃焼室４５から排出された排気ガスを合流させて排気管６２を通じて系外に排出するようになっている。なお、図１においては、複数に分岐した枝管のうち、１つの枝管のみ図示している。
【００３７】
排気管６２には、触媒コンバータ６３が介設されており、この触媒コンバータ６３の上流側には酸素センサ６４が設けられている。
【００３８】
酸素センサ６４は、ＥＣＵ２に接続されており、排気ガス中の酸素濃度に応じた出力信号をＥＣＵ２に出力するようになっている。ＥＣＵ２は、酸素センサ６４の出力信号に応じて空燃比を算出し、算出された空燃比と理論空燃比とを比較して燃料噴射量を決定するようになっている。
【００３９】
触媒コンバータ６３は、酸化・還元触媒を有し、この酸化・還元触媒により排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）などの有害物質を浄化するようになっている。また、触媒コンバータ６３は、浄化効率の高い浄化最適空燃比が理論空燃比付近に設定されており、触媒コンバータ６３の浄化効率を向上させるため、燃料噴射量は空燃比が理論空燃比に近づくよう酸素センサ６４の出力信号に応じてフィードバック制御されるようになっている。
【００４０】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッテリを利用するバックアップ用メモリとしてのＢ−ＲＡＭ（Back-up ＲＡＭ）に加えて、Ａ／Ｄ変換器やバッファ等を含む入力インターフェース回路、および駆動回路を含む出力インターフェース回路等を備えて構成されている。
【００４１】
ＥＣＵ２のＣＰＵは、主としてＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、ＲＡＭおよびＢ−ＲＡＭとの間でデータを授受しながら、入力インターフェース回路から取り込んだセンサ情報や予め設定された設定値情報等に基づいて演算処理を実行し、その結果に応じて出力インターフェース回路からの制御信号を各部に出力することで、内燃機関１の燃料噴射量制御およびアイドル回転数制御を実行するようになっている。
【００４２】
ＥＣＵ２の入力インターフェース回路には、吸気温センサ２１、エアフローメータ２２、スロットルセンサ２４、水温センサ５２、ノックセンサ５３、酸素センサ６４、アクセル開度センサ７１、クランク角センサ７２、車速センサ７３等のセンサ群が接続されており、これらのセンサ群２１、２２、２４、５２、５３、６４、７１、７２、７３からのセンサ情報がＥＣＵ２に取り込まれるようになっている。
【００４３】
アクセル開度センサ７１は、図示しないアクセルペダルのアクセル開度を検出して電気信号に変換し、ＥＣＵ２に出力するようになっている。
クランク角センサ７２は、所定角度単位のクランク回転からエンジン回転数を検出して電気信号に変換し、ＥＣＵ２に出力するようになっている。
車速センサ７３は、車両の走行速度または車輪の回転速度を検出して電気信号に変換し、ＥＣＵ２に出力するようになっている。
【００４４】
ＥＣＵ２の出力インターフェース回路には、インジェクタ４７の他に、各点火プラグ４６を駆動する図示しないイグナイタが接続されている。
イグナイタは、ＥＣＵ２からの指令に基づいて、点火プラグ４６により点火する点火タイミングを制御するようになっている。
【００４５】
また、ＥＣＵ２のＲＯＭには、ＥＣＵ２の各処理を実行させるための制御プログラムに加えて、車体に異音を発生させる原因となる振動の振動強度の閾値Ｐが記憶されている。閾値Ｐは、２ｋＨｚ以下の周波数帯域の信号成分において車体に異音を発生させる振動強度の基準となる閾値であり、振動強度が閾値Ｐを超えるとＥＣＵ２によりドライバーに不快感を与える異音が発生していると判定される。
【００４６】
また、入力インターフェース回路とノックセンサ５３との間には、フィルタ回路としてローパスフィルタ５５が接続されており、ノックセンサ５３から出力された電圧信号から２ｋＨｚ以下の周波数帯域の信号成分を抽出するようになっている。
【００４７】
ローパスフィルタ５５は、２ｋＨｚより大きい周波数帯域の信号成分をカットして、２ｋＨｚ以下の周波数帯域の信号成分のみを通過させる。すなわち、ローパスフィルタ５５により、車体に異音を発生させる原因となる２ｋＨｚ以下の周波数帯域の振動の信号成分が抽出されるようになっている。なお、２ｋＨｚ以下の周波数帯域の信号成分が、車体に異音を発生させる原因となる振動の信号成分であることについては後述する。
【００４８】
ここで、図２を参照して、２ｋＨｚ以下の周波数帯域の信号成分の抽出処理について説明する。
図２（ａ）は、本発明の実施の形態に係るノックセンサにより出力された電圧信号の信号波形を示す図である。図２（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るノックセンサにより出力された電圧信号をローパスフィルタに通した後の信号波形を示す図である。
【００４９】
図２（ａ）、（ｂ）は、縦軸が振動強度を示し、横軸が経過時間を示している。図２（ａ）に示すように、ノックセンサ５３から出力された電圧信号の信号波形は、７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄ、７５ｅ、７５ｆ、７５ｇ、７５ｈ、７５ｉ、７５ｊの１０箇所において振動強度が大きな波形となっている。この電圧信号の信号波形では、２ｋＨｚ以下の周波数帯域の振動と２ｋＨｚより大きい周波数帯域の振動、例えば、スラップ振動とが混在しており、異音の原因となる振動を特定するのが困難となっている。
【００５０】
この電圧信号をローパスフィルタ５５に通すと、図２（ｂ）に示すように、ローパスフィルタ５５通過後の信号波形は、７７ｋ、７７ｌ、７７ｍの３箇所において振動強度のピーク値が閾値Ｐを超えた波形となる。すなわち、ローパスフィルタ５５によりノックセンサ５３から出力された電圧信号から２ｋＨｚ以下の周波数帯域の信号成分のみを抽出すると、７５ｂ、７５ｆ、７５ｊに対応した７７ｋ、７７ｌ、７７ｍにおいて振動強度が大きな信号波形となる。このようにして、ノックセンサ５３から出力された電圧信号から２ｋＨｚ以下の周波数帯域の信号成分が抽出されるようになっている。
【００５１】
次に、図３を参照して、振動強度とアイドル回転数との関係について説明する。
図３は、本発明の実施の形態に係る２ｋＨｚ以下の周波数帯域における振動強度とアイドル回転数との関係を示すグラフである。
【００５２】
図３に示すように、縦軸を振動強度とし、横軸をアイドル回転数とすると、振動強度はアイドル回転数の増加に伴って低下している。したがって、ＥＣＵ２は、ローパスフィルタ５５を通過した２ｋＨｚ以下の周波数帯域の信号成分を抽出し、この信号成分の振動強度のピーク値と閾値Ｐとを比較する。そして、ＥＣＵ２は、振動強度のピーク値が閾値Ｐよりも大きい場合には、アイドル回転数を増加させて振動強度を閾値Ｐ以下に低下させることにより、異音の発生を防止することができるようになっている。
【００５３】
ここで、図４を参照して、車体に伝達される振動について説明する。
図４（ａ）は、本発明の実施の形態に係るシリンダブロック側の振動特性を示す図である。図４（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る車体側の振動特性を示す図である。
【００５４】
図４（ａ）、（ｂ）の振動特性を示す図は、縦軸が周波数を示し、横軸が経過時間を示しており、斑点状の部分が振動の発生を示している。図４（ａ）に示すように、シリンダブロック３２では、４ｋＨｚ以上の周波数帯域に定期的に振動があらわれており、４ｋＨｚ以上の周波数帯域にあらわれる振動の合間に、１ｋＨｚから２ｋＨｚの周波数帯域に定期的に振動があらわれている。
【００５５】
すなわち、シリンダブロック３２では、４ｋＨｚ以上、１ｋＨｚから２ｋＨｚの広い周波数帯域で振動が発生しており、周波数帯域や発生時期の違いから４ｋＨｚ以上の周波数帯域で発生するスラップ振動等と、１ｋＨｚから２ｋＨｚの周波数帯域で発生する振動とが異なる特性を有しているのが明確となっている。
【００５６】
一方、図４（ｂ）に示すように、車体では、１ｋＨｚから２ｋＨｚの周波数帯域でのみ定期的に振動があらわれている。
したがって、シリンダブロック３２で発生した振動のうち、１ｋＨｚから２ｋＨｚの周波数帯域の振動のみが、車体に伝達されていることがわかる。この振動は、低周波数であるため、図示しないマウントを介して車体に伝わり易く、ドライバーに不快感を与える異音を発生させる原因となっている。
【００５７】
このような車体に伝達される振動の振動特性から、この振動がピストン３５のスカート部３５ａと気筒３４の内壁との衝突に起因することが導き出された。以下、図５を参照して、運転者に不快感を与える振動の発生原理について説明する。
【００５８】
図５（ａ）から（ｄ）は、本発明の実施の形態に係る内燃機関のアイドル運転時における気筒とピストンとの衝突状態を示す説明図である。
【００５９】
図５（ａ）に示す状態から、ピストン３５が上動し始めると、図５（ｂ）に示すように、ピストン３５がＤ１方向に移動するとともにコンロッド３６に支持された支点を中心としてＤ２方向に回動し始める。
【００６０】
図５（ｂ）に示す状態から、ピストン３５がさらに上動すると、図５（ｃ）に示すように、ピストン３５のスカート部３５ａが気筒３４の内壁に衝突する。このとき、ピストン３５には、ピストン３５のスカート部３５ａと気筒３４の内壁との衝突により反力が発生する。
【００６１】
図５（ｃ）に示す状態から、ピストン３５がさらに上動すると、ピストン３５のスカート部３５ａと気筒３４の内壁との衝突により生じた反力により、図５（ｄ）に示すように、ピストン３５がＤ３方向に移動するとともにコンロッド３６に支持された支点を中心としてＤ４方向に回動して、ピストン３５のスカート部３５ａが気筒３４の内壁に衝突する。
【００６２】
このように、図５（ａ）から（ｄ）に示す状態が繰り返されることにより連続して振動が発生するようになっている。このとき、ピストン３５のスカート部３５ａは、一般に剛性が低く形成されているため、発生する振動は、振動強度が低く、かつ車体に伝達し易い２ｋＨｚ以下の低周波数となっている。
【００６３】
なお、本実施の形態では、ＥＣＵ２が本発明に係るアイドル判定手段、比較手段およびアイドル回転数制御手段を構成し、ＥＣＵ２およびローパスフィルタ５５が本発明に係る規定周波数成分抽出手段を構成し、ノックセンサ５３が本発明に係る振動数検出手段を構成している。
また、本実施の形態では、ノックセンサ５３から出力される電圧信号が本発明に係る内燃機関の振動に応じた検出信号に対応している。
【００６４】
次に動作について説明する。
図６は、本発明の実施の形態に係るアイドル回転数制御装置のアイドル回転数制御処理を示すフローチャートである。
【００６５】
イグニッションがＯＮになると、内燃機関１が始動し、ノックセンサ５３が内燃機関１で発生した振動を検出し始める（ステップＳ１１）。
【００６６】
次に、ＥＣＵ２は、アクセル開度センサ７１から取得したアクセルペダルのアクセル開度と、車速センサ７３から取得した車両の走行速度とに基づいて、内燃機関１の運転状態がアイドル運転状態か否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００６７】
具体的には、ＥＣＵ２が、アクセル開度センサ７１から取得したアクセルペダルのアクセル開度が０度であり、かつ車速センサ７３から取得した車両の走行速度が０ｋｍ／ｈである場合に、内燃機関１をアイドル運転状態であると判定し、アクセルペダルのアクセル開度が０度より大きい、または車両の走行速度が０ｋｍ／ｈより大きい場合に、内燃機関１をアイドル運転状態ではないと判定する。
【００６８】
次に、ＥＣＵ２が内燃機関１をアイドル運転状態ではないと判定した場合（ステップＳ１２でＮｏ）、ノックセンサ５３に出力された電圧信号から図示しないパスフィルタを通過した６ｋＨｚ以上の周波数帯域の信号成分が抽出される（ステップＳ１３）。
【００６９】
次に、ＥＣＵ２は、ノックセンサ５３に出力された電圧信号から６ｋＨｚ以上の信号成分を抽出すると、ノッキングを判定する公知のノック判定ロジックに移行する（ステップＳ１４）。
【００７０】
一方、ＥＣＵ２が内燃機関１をアイドル運転状態であると判定した場合（ステップＳ１２でＹｅｓ）、ＥＣＵ２は、ノックセンサ５３に出力された電圧信号からローパスフィルタ５５を通過した２ｋＨｚ以下の周波数帯域の信号成分を抽出する（ステップＳ１５）。これにより、内燃機関１に発生している振動のうち、車体に異音を発生させる原因となる振動だけを特定する。
【００７１】
次に、ＥＣＵ２は、ノックセンサ５３に出力された電圧信号から２ｋＨｚ以下の周波数帯域の信号成分を抽出すると、この信号成分の振動強度のピーク値とＲＯＭから読み出した閾値Ｐとを比較する（ステップＳ１６）。
【００７２】
次に、ＥＣＵ２は、振動強度のピーク値が閾値Ｐよりも大きい場合には（ステップＳ１６でＹｅｓ）、吸気量を増加させるようスロットルバルブ２３を制御する（ステップＳ１７）。これにより、アイドル回転数が増加し、車体で異音が発生しない程度に２ｋＨｚ以下の周波数帯域の信号成分の振動強度が低下する。
【００７３】
一方、ＥＣＵ２は、振動強度のピーク値が閾値Ｐ以下である場合には（ステップＳ１６でＮｏ）、吸気量を減少させるようスロットルバルブ２３を制御する（ステップＳ１８）。これにより、アイドル回転数が減少し、燃費の悪化を防止する。
【００７４】
以上のように、本発明の実施の形態に係るアイドル回転数制御装置は、内燃機関１の振動から運転者に不快感を与える２ｋＨｚ以下の周波数帯域の振動だけを抽出して、アイドル回転数を制御するため、運転者に不快感を与える振動とスラップ振動とを識別してアイドル回転数を制御することができる。したがって、運転者に不快感を与える振動を防止することができるとともに、この振動を防止するために、不必要にアイドル回転数が上昇されることがなく、従来と比較して燃費の向上を図ることができる。
【００７５】
なお、本実施の形態においては、アクセルペダルのアクセル開度が０度であり、かつ車両の走行速度が０ｋｍ／ｈである場合に、内燃機関１がアイドル運転状態であると判定したが、スロットルバルブ２３が全閉の場合に内燃機関１がアイドル運転状態であると判定するようにしてもよい。
【００７６】
具体的には、スロットルセンサ２４に図示しないアイドルスイッチを内蔵し、このアイドルスイッチが、スロットルバルブ２３が全閉になったときに、内燃機関１のアイドル状態を示す信号をＥＣＵ２に出力するようにする。この場合には、図７に示すように、スロットルバルブ２３を迂回するようにスロットルバルブ２３の上流側の吸気通路１８と下流側の吸気通路１８とを連通するバイパス通路８２を設け、バイパス通路８２の途中部分にアイドルスピードコントロールバルブ８３（以下、ＩＳＣＶという）を設けるようにする。
【００７７】
これにより、ＥＣＵ２は、アイドルスイッチから内燃機関１のアイドル状態を示す信号を取得すると、内燃機関１をアイドル運転状態と判定する。そして、ＥＣＵ２は、ＩＳＣＶ８３のバルブ開度を制御してバイパス通路８２を介してシリンダ３１に取り込まれる吸気量を調整し、アイドル回転数を制御する。なお、図７に示す内燃機関の概略ブロック構成図において、図１に示す内燃機関の概略ブロック構成図と同一の構成については、同一の符号を付している。このため、同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７８】
また、吸気量を調整することによりアイドル回転数を制御するのではなく、インジェクタ４７により噴射される燃料噴射量を制御することによりアイドル回転数を制御するようにしてもよい。
【００７９】
また、本実施の形態においては、部品点数を削減するために内燃機関１で発生するノッキングを検出するためのノックセンサ５３を用いて、２ｋＨｚ以下の周波数帯域の振動を検出したが、ノックセンサ５３とは別に振動検出センサを設ける構成としてもよい。
【００８０】
また、本実施の形態においては、ＥＣＵ２が２ｋＨｚ以下の周波数帯域の振動を運転者に不快感を与える振動として抽出したが、例えば、車種毎に抽出する周波数帯域を運転者に不快感を与える振動を除去可能な範囲で微小に変更するようにしてもよい。
【００８１】
以上説明したように、本発明に係るアイドル回転数制御装置は、運転者に不快感を与える振動を防止することができるとともに、従来と比較して燃費の向上を図ることができ、内燃機関の振動に応じてアイドル回転数を制御するアイドル回転数制御装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施の形態に係るアイドル回転数制御装置を含む内燃機関の概略ブロック構成図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るノックセンサにより出力された電圧信号の信号波形を示す図である。（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るノックセンサにより出力された電圧信号をローパスフィルタに通した後の信号波形を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る２ｋＨｚ以下の周波数帯域における振動強度とアイドル回転数との関係を示すグラフである。
【図４】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るシリンダブロック側の振動特性を示す図である。（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る車体側の振動特性を示す図である。
【図５】（ａ）から（ｄ）は、本発明の実施の形態に係る内燃機関のアイドル運転時における気筒とピストンとの衝突状態を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るアイドル回転数制御装置のアイドル回転数制御処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係るアイドル回転数制御装置の変形例を含む内燃機関の概略ブロック構成図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  内燃機関
２  ＥＣＵ（アイドル判定手段、規定周波数成分抽出手段、比較手段、アイドル回転数制御手段）
１１  空気取入口
１２  エアクリーナ
１３  吸気管
１４  サージタンク
１５  吸気マニホールド
２３  スロットルバルブ
２４  スロットルセンサ
３１  シリンダ
３２  シリンダブロック
３３  シリンダヘッド
３４  気筒
３５  ピストン
３５ａ  スカート部
３６  コンロッド
３７  クランクシャフト
５３  ノックセンサ（振動検出手段）
５５  ローパスフィルタ（規定周波数成分抽出手段）
６１  排気マニホールド
６２  排気管
６３  触媒コンバータ
７１  アクセル開度センサ
７２  クランク角センサ
７３  車速センサ
【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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