JPH1144241A - 内燃機関のアイドル回転速度制御装置 - Google Patents

内燃機関のアイドル回転速度制御装置

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JPH1144241A
JPH1144241A JP9204460A JP20446097A JPH1144241A JP H1144241 A JPH1144241 A JP H1144241A JP 9204460 A JP9204460 A JP 9204460A JP 20446097 A JP20446097 A JP 20446097A JP H1144241 A JPH1144241 A JP H1144241A
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air
engine
amount
load
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JP9204460A
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Hisao Kawasaki
尚夫 川崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アイドル運転中の機関運転性を向上させる。 【解決手段】 アイドル運転中に、補機としてのパワー
ステアリングポンプの負荷が印加したときには、パワー
ステアリングポンプの負荷に相当する基本値たる補正空
気量に基づいて、点火時期及び燃料噴射量等の高応答Ｆ
／Ｆ制御による補正が行われる。これと並行して、吸入
負圧に相当する値ＱＨ０から演算される負圧補正係数Ｂ
に基づいて、当量比φ及び負圧補正を行う補正係数（１
−φ×Ｂ）を算出し、補正係数（１−φ×Ｂ）と、基本
値と変動値との大きい方を選択したパワーステアリング
ポンプの負荷に相当する空気量と、を乗算して補正空気
量を算出し、補正空気量に基づいて、スロットル弁をバ
イパスするバイパス通路に介装された電子制御式の開閉
弁及び／又はスロットル弁を制御して、低応答Ｆ／Ｆ制
御が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のアイド
ル回転速度制御装置において、特に、機関に補機の負荷
が印加したときの機関運転性を向上させる技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、内燃機関のアイドル回転速度
制御装置では、例えば、特開昭５４−７６７２３号公報
に開示されるように、冷却水温度等に基づいて目標回転
速度を設定し、実際の機関回転速度（以下「実回転速
度」という）が目標回転速度から所定範囲以上外れた場
合には、実回転速度が目標回転速度に近づくように、理
論空燃比（λ＝１）の下で、機関に供給される空気量を
増減するフィードバック制御が行われている。また、機
関には、エアコンディショナー（以下「エアコン」とい
う）等の補機の負荷が印加したときに、迅速に空気量を
増量して機関の運転性を向上させる目的で、補機の負荷
に直接連係して空気量を直接増量させる装置が設けられ
ることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アイドル回転速度制御装置を、例えば、筒内に燃料を直
接噴射して点火プラグによって火花点火を行う内燃機関
（以下「筒内噴射式内燃機関」という）に適用した場合
には、次のような不具合が生じることがある。即ち、空
燃比が極めて大きい超希薄燃焼が行われているアイドル
運転中に、補機の負荷が印加すると、負荷の増加に伴っ
て機関が必要とする空気量（以下「必要空気量」とい
う）が増加するが、機関に供給される空気量を直接増量
させる装置は、理論空燃比での必要空気量を増量するこ
とを目的としていたため、超希薄燃焼における必要空気
量を供給することができない。また、希薄燃焼〜超希薄
燃焼中には、全体の空気量が増加して吸入負圧が低下す
るため、同一のスロットル弁開度においては、機関に供
給される空気量が減少することとなる。従って、希薄燃
焼〜超希薄燃焼中には、必要空気量を完全に供給するこ
とができず、空気量の不足から、機関回転速度が低下す
る場合があり、アイドル運転中の機関運転性を損なうお
それがある。
【０００４】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、必要空気量の補正を行うようにして、アイド
ル運転中の機関運転性を向上させた内燃機関のアイドル
回転速度制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、図１に示すように、機関Ａへの吸入空気量を
調整する第１の吸入空気量調整手段Ｂと、補機Ｃの負荷
の印加に直接連係して、機関Ａへの吸入空気量を直接調
整する第２の吸入空気量調整手段Ｄと、アイドル運転状
態における機関Ａの回転速度を目標回転速度に近づける
ように、前記第１の吸入空気量調整手段Ｂにより吸入空
気量をフィードバック制御するフィードバック制御手段
Ｅと、空燃比を可変とする空燃比可変手段Ｆと、を含ん
で構成される内燃機関のアイドル回転速度制御手段にお
いて、前記補機Ｃの負荷が印加しているか否かを判定す
る負荷印加判定手段Ｇと、理論空燃比下における補機Ｃ
の負荷に相当する補正空気量を算出する補正空気量算出
手段Ｈと、現在の空燃比において機関Ａが要求する要求
空気量を算出する要求空気量算出手段Ｉと、前記負荷印
加判定手段Ｇにより補機Ｃの負荷が印加していると判定
されたときに、算出された補正空気量と要求空気量との
偏差を算出する空気量偏差算出手段Ｊと、算出された空
気量偏差に応じて、前記第１の吸入空気量調整手段Ｂに
より機関Ａへの吸入空気量を調整して吸入空気量の補正
を行う吸入空気量補正手段Ｋと、を含んで内燃機関のア
イドル回転速度制御装置を構成した。
【０００６】かかる構成によれば、アイドル運転状態に
おいて補機の負荷が印加すると、理論空然比下における
補機の負荷に相当する補正空気量と、現在の空燃比にお
いて機関が要求する要求空気量と、の偏差が算出され、
算出された空気量偏差に応じて、機関への吸入空気量が
調整される。従って、機関の燃焼状態、特に、空燃比を
変化させた成層燃焼が行われる場合にも、空燃比の変化
によって増量した要求空気量と補正空気量との偏差、即
ち、不足する空気量に応じた空気量の補正が行われるの
で、補機の負荷の印加によって空気量が不足し、機関の
回転速度が低下することが防止される。
【０００７】請求項２記載の発明は、前記要求空気量算
出手段は、前記補正空気量算出手段により算出された空
気補正量に対して、現在の空燃比に応じた補正を行い、
要求空気量を算出する構成とした。かかる構成によれ
ば、機関が要求する要求空気量は、算出された空気補正
量に対して、現在の空燃比に応じた補正を行って算出さ
れる。従って、空燃比の変化による要求空気量の変化分
が簡単に算出される。
【０００８】請求項３記載の発明は、機関の吸気通路内
の吸入負圧を検出する吸入負圧検出手段を備え、前記要
求空気量算出手段は、現在の空燃比に応じた補正を行っ
た要求空気量に対して、検出された吸入負圧に応じた補
正を行い、要求空気量を算出する構成とした。かかる構
成によれば、現在の空燃比における機関が要求する要求
空気量を算出する際に、吸入負圧に応じた補正が行われ
るので、全体の空気量増加による吸入負圧の低下分を補
正することができ、最終的に算出される要求空気量の精
度が向上する。
【０００９】請求項４記載の発明は、前記補機の負荷
が、該補機の作動状態に応じて変化する場合には、前記
補正空気量算出手段は、理論空燃比下において前記第２
の吸入空気量調整手段により通常補正している空気量
と、所定の初期空気量から時間経過に応じて空気量を徐
々に減少させる可変空気量と、を加算して補正空気量と
すると共に、前記所定の初期空気量は、該初期空気量と
最大空気量との加算値が、前記補機の最大負荷に相当す
る空気量に設定される構成とした。
【００１０】かかる構成によれば、補機の負荷が変化す
る場合であっても、補機の最大負荷に相当する空気量で
もってアイドル回転速度制御が開始されるので、制御初
期において、空気量が不足することが防止される。その
後は、補正空気量が徐々に減少するが、この減少値を、
フィードバック制御におけるＩ分相当に設定すれば、Ｉ
分によって補正空気量の減少が補われる。
【００１１】請求項５記載の発明は、機関への吸入空気
遅れ分を補正する空気遅れ補正手段を備える場合には、
前記空気遅れ補正手段は、前記通常空気量に対して空気
遅れを考慮した補正を行い、該補正後の通常空気量に基
づいて機関への吸入空気遅れ分を補正する構成とした。
かかる構成によれば、空気量の補正制御に加えて、機関
への吸入空気遅れを考慮した空気遅れ補正が行われるの
で、アイドル回転速度制御をより厳密に行うことがで
き、（フィードバック）制御初期における過補正が防止
される。
【００１２】請求項６記載の発明は、前記空気遅れ補正
手段は、前記通常空気量と補正された通常空気量との差
に基づいて、機関の点火時期又は機関への燃料供給量を
補正することにより、機関への吸入空気遅れ分を補正す
る構成とした。かかる構成によれば、機関への吸入空気
遅れ分を補正するのに、通常空気量と補正された通常空
気量との差に基づいて、機関の点火時期又は機関への燃
料供給量が補正されるので、請求項５記載の発明と同様
に、アイドル回転速度制御をより厳密に行うことがで
き、（フィードバック）制御初期における過補正が効果
的に防止される。
【００１３】請求項７記載の発明は、前記機関は、筒内
に燃料を直接噴射して点火プラグによって火花点火を行
う筒内噴射式内燃機関である構成とした。かかる構成に
よれば、空燃比が極めて大きい超希薄燃焼が行われる成
層燃焼時であっても、補機の負荷の印加によって機関へ
の吸入空気量が不足することがなく、機関運転性が損な
われることがない。
【００１４】請求項８記載の発明は、内燃機関のアイド
ル回転速度制御装置は、理論空燃比下における補機の負
荷に相当する補正空気量と、現在の空燃比において機関
が要求する要求空気量と、の偏差に基づいて、機関に吸
入される空気量を補正する構成とした。かかる構成によ
れば、アイドル運転状態において補機の負荷が印加する
と、理論空然比下における補機の負荷に相当する補正空
気量と、現在の空燃比において機関が要求する要求空気
量と、の偏差に基づいて、機関に吸入される吸入空気量
が補正される。従って、機関の燃焼状態、特に、空燃比
を変化させた成層燃焼が行われる場合にも、空燃比の変
化によって増量した要求空気量と補正空気量との偏差、
即ち、不足する空気量に応じた空気量の補正が行われる
ので、補機の負荷の印加によって空気量が不足し、機関
の回転速度が低下することが防止される。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１又は請求
項８に記載の発明によれば、補正空気量と要求空気量と
の偏差に応じて、機関への吸入空気量が補正されるの
で、補機の負荷が印加しても空気量の不足により機関回
転速度が低下することがなく、機関の運転性を向上する
ことができる。
【００１６】請求項２記載の発明によれば、空燃比の変
化による要求空気量の変化分が簡単に算出されるので、
制御を複雑にすることが防止できる。請求項３記載の発
明によれば、最終的に算出される要求空気量の精度が向
上するので、アイドル回転速度制御をより厳密に行うこ
とができ、機関の運転性をより向上することができる。
【００１７】請求項４記載の発明によれば、制御初期に
おいて、空気量が不足することが防止されるので、補機
の負荷の印加直後における機関の運転性を向上すること
ができる。請求項５又は請求項６に記載の発明によれ
ば、（フィードバック）制御初期における過補正が防止
されるので、補機の負荷の印加直後における機関の運転
性を向上することができる。
【００１８】請求項７記載の発明によれば、空燃比が極
めて大きい成層燃焼を行うことを前提とする筒内噴射式
内燃機関であっても、機関運転性を向上することができ
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図２は、本発明に係るアイドル回転
速度制御装置を、筒内噴射式内燃機関に適用した一実施
形態を示している。先ず、筒内噴射式内燃機関（以下
「機関」という）１０の構成について説明する。ピスト
ン１１の頂面（以下「ピストン頂面」という）１１ａと
シリンダヘッド１２下面との間には、所定容積を有する
燃焼室１３が形成される。燃焼室１３の上部に位置する
シリンダヘッド１２の壁面、即ち、シリンダヘッド１２
の下部に形成されたシリンダヘッド燃焼室１３ａの壁面
には、吸気弁１４によって開閉される吸気ポート１５、
及び、排気弁１６によって開閉される排気ポート１７
が、夫々並列して２つずつ形成される。
【００２０】シリンダヘッド１２の両吸気ポート１５間
には、燃焼室１３に噴口を臨ませて燃焼室１３内に直接
燃料を噴射する燃料噴射弁１８が配設される。また、シ
リンダヘッド燃焼室１３ａの壁面の略中央部には、燃料
と空気との可燃混合気を火花点火させる点火プラグ１９
が配設される。ピストン頂面１１ａには、燃料噴射弁１
８と点火プラグ１９とを結ぶ線下の位置に、開口部が上
面に形成されたキャビティ２０が形成される。
【００２１】機関１０の燃焼室１３には、エアクリーナ
２１、吸気ダクト２２、吸気ポート１５及び吸気弁１４
を介して空気が吸入される。吸気ダクト２２には、吸気
ダクト２２内の吸気通路の開口面積を変化させる電子制
御式のスロットル弁（以下「電制スロットル弁」とい
う）２３（第１の吸入空気量調整手段）が介装され、機
関運転状態に基づいて制御されるアクチュエータ２４を
介して、機関への吸入空気流量Ｑが制御される。
【００２２】そして、低負荷及び中負荷領域では、圧縮
行程後期に燃料噴霧をキャビティ２０内に噴射して、点
火プラグ１９下部に可燃混合気を層状に形成して成層燃
焼を行い、高負荷領域では、吸気行程中に燃料噴霧を燃
焼室１３内に噴射して、燃焼室１３内に略均質な可燃混
合気を形成して均質燃焼が行われる。なお、燃料噴射弁
１８及び電制スロットル弁２３を含んで空燃比可変手段
が構成される。
【００２３】また、吸気ダクト２２には、電制スロット
ル弁２３の上流と下流とをバイパスするバイパス通路２
５が形成され、ここに、バイパス通路２５の開口面積を
増減することで機関１０への吸入空気量Ｑを調整する電
子制御式の第１の開閉弁２６（第１の吸入空気量調整手
段）、及び、補機としてのパワーステアリングポンプ
（図示せず）に連係してバイパス通路２５を開通する電
子制御式の第２の開閉弁２７（第２の吸入空気量調整手
段）が介装される。
【００２４】次に、かかる構成からなる機関１０の制御
系について説明する。マイクロコンピュータ内蔵のコン
トロールユニット３０には、機関回転速度Ｎe を検出す
るクランク角センサ３１、機関温度を代表する冷却水温
度Ｔw を検出する水温センサ３２、吸入空気流量Ｑを検
出するエアフローメータ３３、電制スロットル弁２３の
スロットル弁開度θを検出するポテンショメータ式のス
ロットル弁開度センサ３４、排気中の酸素濃度を検出す
るＯ2 センサ３５、パワーステアリングが作動している
ときにＯＮとなるパワーステアリングスイッチ３６、エ
アコンが作動しているときにＯＮとなるエアコンスイッ
チ３７、ラジエータファンが作動しているときにＯＮと
なるラジエータファンスイッチ３８、オルタネータが作
動しているときにＯＮとなるロードスイッチ３９、エア
コンのコンプレッサが作動しているときにＯＮとなるエ
アコンリレー４０、ラジエータファンのモータが作動し
ているときにＯＮとなるラジエータファンリレー４１等
の信号が入力される。そして、コントロールユニット３
０は、入力された各種信号に基づいて検出される運転状
態に応じて、電制スロットル弁２３のスロットル弁開度
θを制御すると共に、点火時期を設定して、設定された
点火時期に可燃混合気に火花点火する制御を行う。ま
た、パワーステアリングポンプの作動に連係して作動す
る第２の開閉弁２７にも、パワーステアリングスイッチ
３６からの信号が入力される。
【００２５】なお、コントロールユニット３０は、フィ
ードバック制御手段、補正空気量算出手段、要求空気量
算出手段、空気量偏差算出手段、吸入空気量補正手段、
吸入負圧検出手段、空気遅れ補正手段としての機能を有
し、コントロールユニット３０及びパワーステアリング
スイッチ３６より負荷印加判定手段が構成される。ま
た、本実施形態においては、パワーステアリングの作動
に連係してバイパス通路２５を開通させる第２の開閉弁
２７のみが設けられているが、エアコン、ラジエータフ
ァン及びオルタネータの作動に連係してバイパス通路２
５を開通させる電子制御式の開閉弁を設けるようにして
もよい。
【００２６】ここで、図３を参照しつつ、成層燃焼運転
中にパワーステアリングポンプの負荷が印加したときの
空気量補正原理について説明する。 (1) 当量比φ、即ち、空燃比λの逆数（φ＝１／λ）の
補正 理論空燃比での燃焼においては、パワーステアリングポ
ンプの負荷に相当する空気量を、基本的にバイパス通路
２５に介装された第２の開閉弁２７のみで補正を行う。
しかし、空燃比λが大きく、換言すると、可燃混合気中
の空気量の割合が多くなる成層燃焼時には、多量の空気
量が必要となり、第２の開閉弁２７のみでは、図４に示
すように、必要空気量に対する割合が徐々に不足するよ
うになる。従って、この不足分を補正することが必要に
なり、補正量（不足分）は、次式によって算出できる。
なお、以下の説明においては、第２の開閉弁２７を通過
する空気量を「通過空気量」と称することとする。
【００２７】補正量＝必要空気量Ｘ−通過空気量Ｙ また、通過空気量は、機関１０の空燃比λに応じて変化
するため、次式によって算出される当量比補正が必要と
なる。 通過空気量＝理論空燃比における通過空気量Ｙ×当量比
φ (2) 吸入負圧補正 空燃比λが大きくなるに従って、機関１０が必要とする
空気量が増加するため、全体の空気量が増加して吸気ダ
クト２２内の吸入負圧が小さくなる。このため、第２の
開閉弁２７を作動させただけでは、吸気ダクト２２内を
流通する空気量が減少することとなる。従って、吸入負
圧に応じた通過空気量の補正が必要となり、この補正は
次式によって算出される。
【００２８】通過空気量＝理論空燃比における通過空気
量Ｙ×当量比φ×負圧補正係数Ｂ なお、負圧補正係数Ｂは、スロットル弁開度θ、機関回
転数Ｎe 及び排気量等から算出された吸入負圧に相当す
る値ＱＨ０に基づいて、マップを参照して算出された係
数で、０≦Ｂ≦１の範囲の値をとる。但し、吸入負圧に
相当する値ＱＨ０は、吸入負圧を直接するセンサを新た
に設け、このセンサから検出された値を直接使用するこ
ともできるが、演算によって求めるようにすれば、セン
サの増設によるコストの上昇を防止する効果がある。
【００２９】(3) 必要空気量の補正量 理論空燃比における通過空気量Ｙは、パワーステアリン
グポンプの負荷に応じて変化するが、この負荷を直接検
出することができないため、必要空気量Ｘと同一値とす
ると、補正量は次式によって算出される。 補正量＝必要空気量Ｘ−必要空気量Ｘ×当量比φ×負圧補正係数Ｂ ＝必要空気量Ｘ×（１−当量比φ×負圧補正係数Ｂ） (4) 必要空気量Ｘ パワーステアリングポンプの負荷は、図５(a) に示すよ
うに、ステアリングの転蛇量に応じて増加するが、この
負荷を直接検出することができない。このため、必要空
気量Ｘは、図５(b) に示すように、基本値（固定値）
と、パワーステアリングポンプの最大負荷に相当する初
期値（固定値）から時間経過に応じて初期値を減少させ
た変動値と、の大きい方とする。なお、初期値の減少割
合は、機関１０に吸入される空気量をフィードバック制
御するＩ分変化割合相当とする。
【００３０】また、空気が圧縮性流体であるために生じ
る空気遅れの改善を図ることを目的として、基本値（固
定値）に基づく、点火時期及び燃料噴射量等の応答性の
良い高応答Ｆ／Ｆ（フィードフォワード）制御を行うよ
うにする。以上の説明をまとめると、パワーステアリン
グポンプが作動して負荷が印加したときは、パワーステ
アリングポンプの負荷に相当する基本値たる補正空気量
に基づいて、点火時期及び燃料噴射量等の高応答Ｆ／Ｆ
制御による補正が行われる。
【００３１】これと並行して、吸入負圧に相当する値か
ら演算される負圧補正係数Ｂに基づいて、当量比φ及び
負圧補正を行う補正係数（１−φ×Ｂ）を算出し、補正
係数（１−φ×Ｂ）と、基本値と変動値との大きい方を
選択したパワーステアリングポンプの負荷に相当する空
気量と、を乗算して補正空気量を算出し、補正空気量に
基づいて、バイパス通路２５に介装された第１の開閉弁
２６及び／又は電制スロットル弁２３を制御して、低応
答Ｆ／Ｆ制御を行う。
【００３２】図６〜図８は、以上説明したパワーステア
リングポンプの作動による空気量の補正制御を、エアコ
ン、ラジエータファン及びオルタネータの負荷の印加に
よる空気量の補正制御に組み込んだ一例を示している。
具体的には、図６は、制御ブロック図、図７は、低応答
Ｆ／Ｆ制御のための空気量の補正制御を示すフローチャ
ート、図８は、高応答Ｆ／Ｆ制御のための空気量の補正
制御を示すフローチャートである。
【００３３】先ず、図６及び図７を参照しつつ、低応答
Ｆ／Ｆ制御のための空気量の補正制御について説明す
る。ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同
様）では、パワーステアリングスイッチ３６からの信号
に基づいて、パワーステアリングポンプが作動している
か否かを判断し、作動しているときはステップ２へと進
み（Ｙｅｓ）、作動していないときはステップ８へと進
む（Ｎｏ）。なお、この処理が負荷印加判定手段に相当
する。
【００３４】ステップ２では、理論空燃比での燃焼にお
いて第２の開閉弁２７によって増量できる最大限の補正
空気量ＱＰＳ（通常空気量；固定値）を、例えば、コン
トロールユニット３０を構成するＲＯＭ（Read Only Me
mory）を検索して算出する。ステップ３では、パワース
テアリングポンプの最大負荷に相当する補正空気量初期
値ＱＰＳＵＩ（固定値）、及び、所定時間経過後に、補
正空気量初期値ＱＰＳＵＩが０になるように設定される
減少割合ＤＱＰＳＵ（固定値）を、例えば、ＲＯＭを検
索して算出する。そして、次式によって、パワーステア
リングポンプが作動してから時間ｔ経過後の補正空気量
ＱＰＳＵを算出する。
【００３５】ＱＰＳＵ＝ＱＰＳＵＩ−ＤＱＰＳＵ×ｔ ステップ４では、ステップ２で算出した補正空気量ＱＰ
Ｓと、ステップ３で算出した補正空気量ＱＰＳＵと、を
比較して大きい方を、補正空気量ＱＰＳＡとして設定す
る。なお、ステップ２〜ステップ４の処理が補正空気量
算出手段に相当する。
【００３６】ステップ５では、スロットル弁開度センサ
３４からのスロットル弁開度θ、クランク角センサ３１
からの回転速度Ｎe 及び機関１０の排気量等に基づい
て、吸気ダクト２２内の吸入負圧に相当する値（以下
「吸入負圧」という）ＱＨ０を算出する。なお、吸入負
圧ＱＨ０は、実験等により決定された計算式、或いは、
マップを参照して算出される。なお、この処理が吸入負
圧検出手段に相当する。
【００３７】ステップ６では、吸入負圧ＱＨ０に基づい
てマップを参照して負圧補正係数Ｂを算出する。負圧補
正係数Ｂは、初期値を０として時間経過と共にその値が
徐々に大きくなり、所定時間経過後には１となるように
設定される。ステップ７では、補正空気量ＱＰＳＡに対
して第２の開閉弁２７分の当量比補正、及び、負圧補正
を行う。即ち、当量比φ及び負圧補正係数Ｂを使用し
て、次式により補正吸気量ＱＰＳＡをさらに補正する。
【００３８】ＱＰＳＡ＝ＱＰＳＡ×（１−φ×Ｂ） なお、ステップ５〜ステップ７の処理が要求空気量算出
手段に相当し、また、ステップ７の一部の処理が空気量
偏差算出手段に相当する。ステップ８では、エアコン、
ラジエータファン、オルタネータの負荷に相当する補正
空気量の補正空気量総和ＱＬＤを算出する。補正空気量
総和ＱＬＤの算出は、次の手順による。
【００３９】(1) エアコンスイッチ３７からの信号に基
づいて、エアコンが作動しているか否かを判断し、エア
コンが作動していると判断されたときは、マップを参照
してコンプレッサの負荷に相当する補正空気量ＱＬＤＡ
Ｃを算出する。この補正空気量ＱＬＤＡＣは、エアコン
の作動開始直後に最大となり、所定の減少割合でもって
所定時間内は減少し、所定時間経過後は所定値となるよ
うに設定される。
【００４０】(2) ラジエータファンスイッチ３８からの
信号に基づいて、ラジエータファンが作動しているか否
かを判断し、ラジエータファンが作動していると判断さ
れたときは、マップを参照してラジエータファンの負荷
に相当する補正空気量ＱＬＤＲＦＮを算出する。この補
正空気量ＱＬＤＲＦＮは、所定の固定値に設定される。
【００４１】(3) ロードスイッチ３９からの信号に基づ
いて、オルタネータが作動しているか否かを判断し、オ
ルタネータが作動していると判断されたときは、マップ
を参照してオルタネータの負荷に相当する補正空気量Ｑ
ＬＤＡＬＴを算出する。この補正空気量ＱＬＤＡＬＴ
は、所定の固定値に設定される。 (4) 以上の手順により算出された補正空気量ＱＬＤＡ
Ｃ、ＱＬＤＲＦＮ、ＱＬＤＡＬＴを次式によって加算
し、補正空気量総和ＱＬＤを算出する。
【００４２】 ＱＬＤ＝ＱＬＤＡＣ＋ＱＬＤＲＦＮ＋ＱＬＤＡＬＴ ステップ９では、パワーステアリングポンプによる補正
空気量ＱＰＳＡと、エアコン、ラジエータファン、オル
タネータによる補正空気量総和ＱＬＤと、を次式によっ
て加算し、低応答Ｆ／Ｆ制御のために使用される補正空
気量ＱＩＳＣを算出する。
【００４３】ＱＩＳＣ＝ＱＰＳＡ＋ＱＬＤ そして、補正空気量ＱＩＳＣに基づいて、例えば、コン
トロールユニット３０が、バイパス通路２５に介装され
た第１の開閉弁２６及び／又は電制スロットル弁２３の
開度を制御して、アイドル運転中の運転性を向上させる
ようにする。なお、この処理が吸入空気量補正手段に相
当する。
【００４４】次に、図６及び図８を参照しつつ、高応答
Ｆ／Ｆ制御のための空気量の補正制御について説明す
る。ステップ１０では、パワーステアリングスイッチ３
６からの信号に基づいて、パワーステアリングポンプが
作動しているか否かを判断し、作動しているときはステ
ップ１１へと進み（Ｙｅｓ）、作動していないときはス
テップ１４へと進む（Ｎｏ）。
【００４５】ステップ１１では、理論空燃比での燃焼に
おいて第２の開閉弁２７によって増量できる最大限の補
正空気量ＱＰＳ（通常空気量；固定値）を、例えば、コ
ントロールユニット３０を構成するＲＯＭを検索して算
出する。ステップ１２では、補正空気量ＱＰＳに対して
空気遅れによる補正を行い、機関１０に吸入される実際
の空気量（以下「実空気量」という）を推定する。即
ち、図６に示すような経過時間に対する補正係数のマッ
プを参照して、判断時における補正係数を算出し、次式
によって空気遅れ補正後の実空気量を算出する。
【００４６】実空気量＝ＱＰＳ×補正係数 ステップ１３では、第２の開閉弁２６を作動させるだけ
では不足する空気量を算出する。即ち、次式に示すよう
に、パワーステアリングポンプの負荷に相当する補正空
気量ＱＰＳから、空気遅れ補正を行った実空気量を減算
し、不足する空気量を算出する。
【００４７】不足する空気量＝ＱＰＳ−実空気量 ステップ１４では、エアコン、ラジエータファン、オル
タネータの負荷に相当する補正空気量の内、空気遅れに
よって不足する実空気量不足分を、次の手順によって算
出する。 (1) エアコンスイッチ３７からの信号に基づいて、エア
コンが作動しているか否かを判断し、エアコンが作動し
ていると判断されたときは、マップを参照してコンプレ
ッサの負荷に相当する補正空気量ＱＬＤＡＣを算出す
る。
【００４８】(2) ラジエータファンスイッチ３８からの
信号に基づいて、ラジエータファンが作動しているか否
かを判断し、ラジエータファンが作動していると判断さ
れたときは、マップを参照してラジエータファンの負荷
に相当する補正空気量ＱＬＤＲＦＮを算出する。 (3) ロードスイッチ３９からの信号に基づいて、オルタ
ネータが作動しているか否かを判断し、オルタネータが
作動していると判断されたときは、マップを参照してオ
ルタネータの負荷に相当する補正空気量ＱＬＤＡＬＴを
算出する。
【００４９】(4) 以上の手順により算出された補正空気
量ＱＬＤＡＣ、ＱＬＤＲＦＮ、ＱＬＤＡＬＴを次式によ
って加算し、補正空気量総和ＱＬＤを算出する。 ＱＬＤ＝ＱＬＤＡＣ＋ＱＬＤＲＦＮ＋ＱＬＤＡＬＴ (5) 補正空気量総和ＱＬＤに対して空気遅れ補正を行
い、実空気量ＱＴＲＱＱＬＤを算出する。この実空気量
ＱＴＲＱＱＬＤの算出方法は、ステップ１２における空
気遅れ補正と同様であるので、その説明は省略する。
【００５０】(6) エアコンリレー４０からの信号に基づ
いて、コンプレッサが実際に作動しているか否かを判断
し、コンプレッサが実際に作動していると判断されたと
きは、マップを参照してコンプレッサの負荷に相当する
補正空気量ＱＬＤＡＣ’を算出する。この補正空気量Ｑ
ＬＤＡＣ’は、コンプレッサの作動開始直後に最大とな
り、所定の減少割合でもって所定時間内は減少し、所定
時間経過後は所定値となるように設定される。
【００５１】(7) ラジエータファンリレー４１からの信
号に基づいて、ラジエータファンのモータが実際に作動
しているか否かを判断し、モータが実際に作動している
と判断されたときは、マップを参照してモータの負荷に
相当する補正空気量ＱＬＤＲＦＮ’を算出する。この補
正空気量ＱＬＤＲＦＮ’は、所定の固定値に設定され
る。
【００５２】(8) 以上の手順により算出された補正空気
量ＱＬＤＡＣ’、ＱＬＤＲＦＮ’、ＱＬＤＡＬＴを次式
によって加算し、補正空気量総和ＱＴＲＱＥＳＴを算出
する。 ＱＴＲＱＥＳＴ＝ＱＬＤＡＣ’＋ＱＬＤＲＦＮ’＋ＱＬ
ＤＡＬＴ (9) 補正空気量総和ＱＴＲＱＥＳＴから実空気量ＱＴＲ
ＱＱＬＤを減算して、実空気量不足分を算出する。
【００５３】 実空気量不足分＝ＱＴＲＱＥＳＴ−ＱＴＲＱＱＬＤ ステップ１５では、ステップ１３において算出されたパ
ワーステアリングポンプの空気量不足分と、ステップ１
４において算出されたエアコン、ラジエータ、オルタネ
ータの実空気量不足分と、を次式によって加算い、高応
答Ｆ／Ｆ制御のために使用される補正空気量ＱＡＤＶＦ
Ｆを算出する。
【００５４】ＱＡＤＶＦＦ＝パワーステアリングポンプ
の空気量不足分＋エアコン、ラジエータ、オルタネータ
の実空気量不足分 そして、補正空気量ＱＡＤＶＦＦに基づいて、例えば、
コントロールユニット３０が、燃料噴射弁１８及び／又
は点火プラグ１９を制御して、空気遅れの改善を図るよ
うにする。
【００５５】なお、ステップ１１〜ステップ１５の処理
が空気遅れ補正手段に相当する。以上説明したアイドル
回転速度の制御によれば、アイドル運転状態において、
補機としてのパワーステアリングポンプの負荷が印加す
ると、先ず、理論空燃比での燃焼下におけるパワーステ
アリングポンプの負荷に相当する補正量空気量ＱＰＳＡ
が算出される。補正空気量ＱＰＳＡには、理論空燃比で
の燃焼において第２の開閉弁によって増量できる最大限
の補正空気量ＱＰＳと、パワーステアリングポンプの最
大負荷に相当する補正空気量初期値ＱＰＳＵＩから時間
経過に応じて減少する減少分ＤＱＰＳＵ×ｔを減算した
補正空気量ＱＰＳＵと、を比較して大きい方の値が設定
される。従って、パワーステアリングポンプの負荷が変
化しても、パワーステアリングポンプの最大負荷に相当
する空気量でもってアイドル回転速度制御が開始される
ので、制御初期において空気量が不足することが防止さ
れ、パワーステアリングポンプの負荷の印加直後におけ
る機関の運転性を向上することができる。
【００５６】また、補正空気量ＱＰＳＡに対して、当量
比φ及び吸入負圧ＣＨ０による補正を行って、両者の偏
差をパワーステアリングポンプの補正空気量ＱＰＳＡと
する。従って、空燃比及び吸入負圧の変化による補正空
気量ＱＰＳＡの変化分が簡単に算出でき、制御を複雑に
すること防止しつつ、アイドル回転速度制御がより厳密
に行われ、機関の運転性をより向上することができる。
【００５７】そして、エアコン、ラジエータファン及び
オルタネータによる補正空気量の総和ＱＬＤを算出し、
補正空気量ＱＰＳＡと補正空気量総和ＱＬＤとの加算値
ＱＩＳＣに基づいて、電制スロットル２３及び／又は第
１の開閉弁２６を介して、機関１０への吸入空気量Ｑが
制御される。従って、機関１０の燃焼状態、特に、空燃
比φを変化させた成層燃焼が行われる場合にも、不足す
る空気量に応じた空気量の補正が行われるので、パワー
ステアリングポンプの負荷の印加によって空気量が不足
し、機関１０の回転速度が低下することが防止され、機
関１０の運転性を向上することができる。
【００５８】さらに、高応答補正量ＱＡＤＶＦＦによっ
て、燃料噴射弁１８及び点火プラグ１９の制御が行われ
る。従って、空気量の補正制御に加えて、空気遅れを考
慮した空気遅れ補正が行われるので、アイドル回転速度
制御をより厳密に行うことができ、制御初期における過
補正を防止することができる。このため、パワーステア
リングポンプの負荷の印加直後における機関の運転性を
向上することができる。
【００５９】なお、以上説明したアイドル回転速度制御
においては、補機としてパワーステアリングポンプのみ
を対象としていたが、エアコン、ラジエータファン或い
はオルタネータに対しても、同様な制御を行うようにし
てもよい。この場合には、本実施形態に比べて多少制御
内容は複雑になるが、アイドル回転速度制御をより厳格
に行うことが可能となり、利点を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の請求項１のクレーム対応図
【図２】 本発明の一実施形態を示すシステム構成図
【図３】 パワーステアリングポンプの負荷による空気
量補正制御を示すブロック図
【図４】 空燃比の変化により空気量が不足することを
示す線図
【図５】 パワーステアリングポンプの負荷及びその空
気補正量を示す線図で、(a) は転蛇量と負荷との関係を
示し、(b) は空気補正量のイメージを示す
【図６】 負荷による空気量補正制御の全体を示すブロ
ック図
【図７】 同上の低応答Ｆ／Ｆ制御のための空気量補正
制御を示すフローチャート
【図８】 同上の高応答Ｆ／Ｆ制御のための空気量補正
制御を示すフローチャート
【符号の説明】
１０ 筒内噴射式内燃機関 １８ 燃料噴射弁 １９ 点火プラグ ２３ 電制スロットル弁 ２５ バイパス通路 ２６ 第１の開閉弁 ２７ 第２の開閉弁 ３０ コントロールユニット ３６ パワーステアリングスイッチ ３７ エアコンスイッチ ３８ ラジエータファンスイッチ ３９ ロードスイッチ ４０ エアコンリレー ４１ ラジエータファンリレー
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｅ ３０１Ｋ ３０１Ｂ 45/00 ３６４ 45/00 ３６４Ｄ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｅ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】機関への吸入空気量を調整する第１の吸入
    空気量調整手段と、補機の負荷の印加に直接連係して、
    機関への吸入空気量を直接調整する第２の吸入空気量調
    整手段と、アイドル運転状態における機関の回転速度を
    目標回転速度に近づけるように、前記第１の吸入空気量
    調整手段により吸入空気量をフィードバック制御するフ
    ィードバック制御手段と、空燃比を可変とする空燃比可
    変手段と、を含んで構成される内燃機関のアイドル回転
    速度制御手段において、 前記補機の負荷が印加しているか否かを判定する負荷印
    加判定手段と、理論空燃比下における補機の負荷に相当
    する補正空気量を算出する補正空気量算出手段と、現在
    の空燃比において機関が要求する要求空気量を算出する
    要求空気量算出手段と、前記負荷印加判定手段により補
    機の負荷が印加していると判定されたときに、算出され
    た補正空気量と要求空気量との偏差を算出する空気量偏
    差算出手段と、算出された空気量偏差に応じて、前記第
    １の吸入空気量調整手段により機関への吸入空気量を調
    整して吸入空気量の補正を行う吸入空気量補正手段と、
    を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関のアイド
    ル回転速度制御装置。
  2. 【請求項２】前記要求空気量算出手段は、前記補正空気
    量算出手段により算出された空気補正量に対して、現在
    の空燃比に応じた補正を行い、要求空気量を算出する構
    成である請求項１記載の内燃機関のアイドル回転速度制
    御装置。
  3. 【請求項３】機関の吸気通路内の吸入負圧を検出する吸
    入負圧検出手段を備え、 前記要求空気量算出手段は、現在の空燃比に応じた補正
    を行った要求空気量に対して、検出された吸入負圧に応
    じた補正を行い、要求空気量を算出する構成である請求
    項２記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
  4. 【請求項４】前記補機の負荷が、該補機の作動状態に応
    じて変化する場合には、 前記補正空気量算出手段は、理論空燃比下において前記
    第２の吸入空気量調整手段により通常補正している空気
    量と、所定の初期空気量から時間経過に応じて空気量を
    徐々に減少させる可変空気量と、を加算して補正空気量
    とすると共に、前記所定の初期空気量は、該初期空気量
    と最大空気量との加算値が、前記補機の最大負荷に相当
    する空気量に設定される構成である請求項１〜３のいず
    れか１つに記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装
    置。
  5. 【請求項５】機関への吸入空気遅れ分を補正する空気遅
    れ補正手段を備える場合には、 前記空気遅れ補正手段は、前記通常空気量に対して空気
    遅れを考慮した補正を行い、該補正後の通常空気量に基
    づいて機関への吸入空気遅れ分を補正する構成である請
    求項４記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
  6. 【請求項６】前記空気遅れ補正手段は、前記通常空気量
    と補正された通常空気量との差に基づいて、機関の点火
    時期又は機関への燃料供給量を補正することにより、機
    関への吸入空気遅れ分を補正する構成である請求項５記
    載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
  7. 【請求項７】前記機関は、筒内に燃料を直接噴射して点
    火プラグによって火花点火を行う筒内噴射式内燃機関で
    ある請求項１〜６のいずれか１つに記載の内燃機関のア
    イドル回転速度制御装置。
  8. 【請求項８】理論空燃比下における補機の負荷に相当す
    る補正空気量と、現在の空燃比において機関が要求する
    要求空気量と、の偏差に基づいて、機関に吸入される空
    気量を補正することを特徴とする内燃機関のアイドル回
    転速度制御装置。
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