内燃機関の制御装置
【課題】例えば、エンジン等の内燃機関がアイドル状態にある際に、当該内燃機関の回転数を目標回転数に収束させる収束性を高めることができ、燃費向上、ドライバが感じる違和感の低減、内燃機関の動作の安定性を向上させる。
【解決手段】制御装置１００は、各種補正値に基づくエンジン２００制御と並行して、エンジン２００の実回転数Ｎ１が目標回転数Ｎ２に近付くように、タイミングｔ２からＩＳＣＶ３０１を制御し、エンジン２００に供給される空気の供給量を制御する。これにより、目標回転数Ｎ２に実回転数Ｎ１を収束させる収束性を高めることが可能であり、燃費を向上させることが可能である。加えて、エンジン２００の実回転数の上昇を最小限に抑えることが可能であるため、アイドル状態にあるエンジン２００における実回転数の増大に連動してドライバが感じる違和感を低減することが可能である。
【解決手段】制御装置１００は、各種補正値に基づくエンジン２００制御と並行して、エンジン２００の実回転数Ｎ１が目標回転数Ｎ２に近付くように、タイミングｔ２からＩＳＣＶ３０１を制御し、エンジン２００に供給される空気の供給量を制御する。これにより、目標回転数Ｎ２に実回転数Ｎ１を収束させる収束性を高めることが可能であり、燃費を向上させることが可能である。加えて、エンジン２００の実回転数の上昇を最小限に抑えることが可能であるため、アイドル状態にあるエンジン２００における実回転数の増大に連動してドライバが感じる違和感を低減することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両に搭載されたエンジン等の内燃機関がアイドル状態にある際に、当該内燃機関の回転数を制御可能な内燃機関の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の制御装置では、スロットル弁による吸気量の調整とは別の弁機構によってアイドル状態におけるエンジンへの吸気量が調整される。このような弁機構によるエンジンの回転数の制御は、アイドル回転速度制御（ＩＳＣ：Idle Speed Control）システムと称され、エンジンの燃費効率を高める技術として知られている（例えば、特許文献１乃至４参照。）
【特許文献１】特開平９−３２６１４号公報
【特許文献２】特開２００１−２０７８８号公報
【特許文献３】特開平９−３２４６８７号公報
【特許文献４】特公平７−７４６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この種の制御装置では、暖機が終了すると直ぐにエンジンの回転数を目標回転数まで下げるように内燃機関を制御するほうが、燃費効率向上を実現する観点から見ると好ましい。
【０００４】
しかしながら、クリープ走行を制動するためにブレーキが非動作状態から動作状態に切り換えられてから、エンジンに対してフィードバック制御を実行するまでの時間を長くとると、エンジンの回転数を目標回転数に収束させるまでに要する時間が延びてしまい燃費効率の低下を招く。
【０００５】
加えて、エンジンがアイドル状態にある際に、弁機構（Idle Speed Control Valve:ＩＳＣＶ）、或いは、ＩＳＣシステムを動作させた場合、ＩＳＣＶの開閉に応じた、或いはＩＳＣシステムの動作に応じた空気の供給に対してエンジンの回転数の変化が遅れて生じるため、エンジンの動作が不安定になり、例えば、エンジンフリクション等によってエンジンの動作が不安定になる。
【０００６】
また、アイドル状態にある車両に作用するクリープトルクが大きい場合、車両の速度を制御するために動作させるブレーキによる減速性が低下し、ドライバに違和感を生じさせてしまう。より具体的には、例えば、エンジンの温度が低い状態から当該内燃機関を動作させた直後、或いは周囲の温度が低い環境下では、エンジンを暖機する必要があるため、エンジンの動作状態がアイドル状態であったとしても、その回転数は高くなる。クリープトルクは、アイドル状態にあるエンジンの回転数に連動して増減することから、暖機時に高く設定された回転数に連動して、ブレーキの踏力も増大してしまい、暖機中及び暖機後の夫々におけるブレーキの踏力に差が生じ、ドライバに違和感を生じさせてしまう。
【０００７】
よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、エンジン等の内燃機関がアイドル状態にある際に、当該内燃機関の回転数を目標回転数に収束させる収束性を高めることができ、燃費向上、ドライバが感じる違和感の低減、内燃機関の動作の安定性を向上させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る内燃機関の制御装置は上記課題を解決するために、車両に搭載された内燃機関がアイドル状態にある際に、前記内燃機関の回転数を制御可能な内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関が前記アイドル状態にある際に前記内燃機関に供給される空気の供給量を調整可能な調整手段と、シフトレンジがドライブレンジに設定されている状態において、前記内燃機関の動作状態を補正するために参照される各種補正値に基づいて前記内燃機関に見込み制御を行うと共に、前記回転数の応答遅れ時間をなくすように前記内燃機関をフィードバック制御する制御手段とを備える。
【０００９】
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、調整手段は、例えば、ＩＳＣＶ等の弁機構、或いはＩＳＣシステムであり、前記内燃機関が前記アイドル状態にある際に、後述する制御手段の制御下で前記内燃機関に供給される空気の供給量を調整する。
【００１０】
制御手段は、例えばＥＣＵ等の制御回路部から構成されており、シフトレンジがドライブレンジに設定されている状態において、前記内燃機関の動作状態を補正するために参照される各種補正値に基づいて前記内燃機関に見込み制御を行うと共に、前記回転数の応答遅れ時間をなくすように前記内燃機関をフィードバック制御する。「見込み制御」とは、単にフィードバック制御するだけでは、内燃機関に吸気される吸気量の応答遅れに応じて、回転数が狙いの回転数からずれるずれ量を低減するように、各種補正値に基づいてフィードバック制御を開始するタイミングを制御する制御することをいう。
【００１１】
したがって、見込み制御と共にフィードバック制御を行うことによって、エンジンの回転数等に応じてＩＳＣＶ等の弁機構等に対してフィードバック制御することなく、エンジンがアイドル状態にある際に、当該エンジンの動作を安定させることができる。
【００１２】
したがって、回転数の収束性を高めることが可能であり、燃費を向上させることが可能である。加えて、エンジンの回転数の上昇を最小限に抑えることが可能であるため、アイドル状態にあるエンジンにおける回転数の増大に連動してドライバが感じる違和感を低減することが可能である。
【００１３】
したがって、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、エンジンの動作安定性の確保、燃費向上、違和感の低減の夫々が可能である。
【００１４】
本発明に係る内燃機関の制御装置の一の態様では、前記制御手段は、前記内燃機関が前記アイドル状態にある際に、ブレーキが非動作状態から動作状態に切り換えられた第１タイミング以後に前記回転数が目標回転数に近付く際に生じる前記応答遅れ時間に関する情報を取得してもよい。
【００１５】
この態様によれば、エンジンの回転数は、ブレーキが動作状態に切り換えられてから直ぐに目標回転数に向かって低下するのではなく、若干の応答遅れ時間が生じる。この態様によれば、制御手段が応答遅れ時間に関する情報を取得することによって、どの程度応答遅れ時間が生じるかを学習することが可能である。
【００１６】
したがって、応答遅れ時間を学習することによって、フィードバック制御することなく、学習値に基づいて各種補正値に応じて内燃機関に要求される動作を満たしつつ、フィードバック制御までの時間を短縮し、回転数を目標回転数に収束させることが可能である。
【００１７】
この態様では、前記制御手段は、前記第１タイミング以後における前記内燃機関の実回転数及び前記目標回転数の偏差と、前記第１タイミング以後における前記目標回転数の変化量との少なくとも一方に基づいて、前記フィードバック制御を開始する第２タイミングを設定してもよい。
【００１８】
この態様によれば、吸気遅れに対応でき、回転数を目標回転数に近づける、即ち収束させる収束性を高めることが可能である。
【００１９】
この態様では、前記制御手段は、前記第１タイミングにおいて、前記偏差が所定の範囲にある場合に前記見込み制御を前記内燃機関に実行することなく、前記フィードバック制御を開始してもよい。
【００２０】
この態様によれば、収束性を高めることが可能である。
【００２１】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記各種補正値は、前記内燃機関を冷却する冷却水の水温に関する水温データを含んでおり、前記制御手段は、前記水温データに基づいて前記第２タイミングを設定してもよい。
【００２２】
この態様によれば、フィードバック制御を実行するまでに実行される内燃機関に対する制御の精度を高めることが可能である。
【００２３】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施形態を説明する。
【００２５】
先ず、図１を参照しながら、本発明に係る内燃機関の制御装置の構成を説明する。ここに、図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関（即ち、エンジン）の制御装置が適用された内燃機関の模式的な平面図である。
【００２６】
図１において、本発明に係る「内燃機関」の一例としてのエンジン２００は、本発明の「一の吸気路部」の一例である吸気通路部２３０を構成する吸気管２０６及び２３４、気筒２０１、排気管２１０、ターボ過給機を構成するコンプレッサ４１及びタービン４２、可変動弁機構１１０、本発明の「制御手段」の一例である制御装置１００、スロットル弁２１４、サージタンク１１１、吸気弁２０３及び圧力センサ２２５、本発明の「他の吸気路部」の一例であるエアーバイパス３００、本発明の「調整手段」の一例である弁機構（以下、ＩＳＣＶと称す。）３０１、エアフローメータ（以下、ＡＦＭと称す。）３０２及び３０３を備えている。制御装置１００、及びＩＳＣＶ３０１は車両に搭載されており、本発明の「内燃機関の制御装置」の一例を構成している。尚、本実施形態では、ＩＳＣＶに代えて、ＩＳＣシステムを備えていてもよい。
【００２７】
尚、図１では、説明の便宜上、エンジン２００の気筒を一つのみ図示しているが、エンジン２００は、４つの気筒を含む直列４気筒のエンジンである。これら複数の気筒の夫々に対応して設けられた複数の吸気弁２０３及び複数の排気弁２０４は、共通の可変動弁機構１１０によってリフト量及び作用角（即ち、リフト期間）を変更可能に構成されている。
【００２８】
吸気管２３４、サージタンク１１１、及び吸気管２０６は、ドライバがアクセルペダル２２６を操作するアクセル操作に応じてエンジン２００の外部から空気を気筒２０１に供給するための吸気通路部２３０を構成しており、エンジン２００の動作時に、外部からエアクリーナ３０４を介して空気をエンジン２００内に取り入れる。
【００２９】
吸気通路部２３０は、吸気通路部２３０のうちスロットル弁２１４の上流側に位置する第１通路部分２３０ａ、及び吸気通路部２３０のうちスロットル弁２１４の下流側に位置する第２通路部分２３０ｂから構成されている。
【００３０】
エアーバイパス３００は、第１通路部分２３０ａ及び第２通路部分２３０ｂを相互に繋いでいる。即ち、エアーバイパス３００は、第１通路部分２３０ａを介して空気を第２通路部分２３０ｂに供給可能になるようにスロットル弁２１４を迂回するように吸気通路部２３０に接続されている。
【００３１】
ＩＳＣＶ３０１は、制御装置１００の制御下で、エンジン２００がアイドル状態にある際に、エアーバイパス３００を流れる空気の流量を調整可能に構成されている。したがって、エンジン２００では、エンジン２００の外部から気筒２０１に空気を供給する経路が、吸気通路部２３０及びエアーバイパス３００の２系統設けられていることになる。ＩＳＣＶ３０１は、例えば、機械的、或いは電磁的に駆動されるバルブ機構を有しており、制御装置１００の制御下でその開閉動作が制御される。
【００３２】
吸気管２０６は、エンジン２００の動作時に、吸気弁２０３の開閉によって気筒２０１内部との連通状態が変更可能に構成されている。即ち、吸気管２０６において、外部から吸入された空気（即ち、吸入空気）と、燃料噴射装置であるインジェクタ２１１から噴射された燃料とが混合され（即ち、混合気を形成し）、吸気弁２０３を介して気筒２０１に供給される。
【００３３】
アクセルポジションセンサ２１６は、運転者によるアクセルペダル２２６の踏み込み量、即ちアクセル開度を検出する。エンジン２００を搭載した車両に加速要求がされたか否かは、アクセル開度に基づいて判断される。スロットルバルブモータ２１７は、アクセル２２６の踏み込み量に基づいてスロットル弁２１４を開閉駆動する。スロットル弁２１４は、吸気管２３４からサージタンク１１１へ送り込む空気の供給量を調節する。
【００３４】
サージタンク１１１は、空気を供給する吸気通路部の一部として各気筒に共用されており、各気筒へ送り込む空気を分配する他、分配される空気の圧力変動、即ち脈動を抑制する。スロットルポジションセンサ２１５は、スロットル弁２１４のスロットル開度を検出する。
【００３５】
気筒２０１は、その内部において、吸気管２０６から送られてきた混合気を、点火プラグ２０２により燃焼させることが可能に構成されている。この燃焼により、ピストン２０５は、気筒２０１内で上下に往復運動する。この往復運動がクランクシャフト２１９の回転運動に変換され、エンジン２００が搭載された車両は、エンジン２００から出力された回転運動に基づく駆動力によって駆動可能に構成されている。クランクポジションセンサ２１８は、クランクシャフト２１９の回転角（即ち、クランク角）を検出する。
【００３６】
排気管２１０は、気筒２０１内部で発生する排気ガスを、排気弁２０４を介して排気することが可能に構成されている。空燃費センサ２２１は、排気ガスの空燃比Ａ／Ｆ２を検出して、制御装置１００へ伝達可能に構成されている。こうして検出された空燃比Ａ／Ｆ２は、例えばインジェクタ２１１によって噴射される燃焼量のフィードバック補正に利用される。
【００３７】
タービン４２は、排気管２１０に配設されており、排気ガスの運動エネルギを受けて回転させられ、タービン４２の回転トルクをコンプレッサ４１の回転に変換可能に構成されている。コンプレッサ４１は、吸気管２３４に配設されており、その回転によって吸気を圧縮させる（過給する）ことが可能である。
【００３８】
可変動弁機構１１０は、例えば可変動バルブ機構（ＶＶＴ）であり、制御装置１００の制御下で、吸気弁２０３及び排気弁２０４の動弁特性を変更可能に構成されている。加えて、可変動弁機構１１０は、アクチュエータによって駆動されるカムバイワイヤ（ＣａｍｂｙＷｉｒｅ）、或いは電磁駆動弁等の各気筒に共通の駆動部１１によって、エンジン２００を構成する複数の気筒の夫々に対応して設けられた複数の吸気弁２０３及び複数の排気弁２０４のリフト量及び作用角を変更可能に構成されている。
【００３９】
ＡＦＭ３０２は、吸気通路部２３０の上流、且つエアクリーナ３０４の下流に設けられており、吸気通路部２３０の上流とエアクリーナ３０４の下流との間を流れる空気の流量を測定する。
【００４０】
制御装置１００は、周知の電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）、中央処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）、制御プログラムを格納した読み出し専用メモリ（Read Only Memory：ＲＯＭ）、各種データを格納する随時書き込み読み出しメモリ（Random Access Memory：ＲＡＭ）等を中心とした論理演算回路として構成されており、エンジン２００の動作全体を制御する。
【００４１】
次に、図２乃至図８を参照しながら、本実施形態に係る内燃機関の制御装置の基本的な動作を説明する。図２は、エンジン２００がアイドル状態にある際の、車両の速度（ＳＰＤ）、エンジン２００の実回転数Ｎ１及び目標回転数Ｎ２の変化を、ブレーキの動作（ON）及び非動作（OFF）、並びにISCフィードバック（F/B）制御のオンオフ状態の夫々を示すタイミングチャートと共に示したチャートである。特に、図２では、エンジン２００の冷始動直後に車両のシフトレンジをドライブレンジに切り換えた後、アクセルがＯＦＦ状態で車両のクリープ走行を停止させる状況を想定している。図３は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行可能な内燃機関の制御方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。図４（ａ）は、実回転数Ｎ１及び目標回転数Ｎ２の偏差とディレー時間との関係を図式的に示したグラフであり、図４（ｂ）は、目標回転数Ｎ２の変化量とディレー時間との関係を図式的に示したグラフである。
【００４２】
図２において、エンジン２００がアイドル状態にある際のタイミングｔ１にブレーキが非動作状態から動作状態に切り換えられると、クリープが制動され、車両の速度が減少すると共に、エンジン２００の実回転数Ｎ１も急激に低下する。タイミングｔ１は、本発明の「第１タイミング」の一例であり、目標回転数Ｎ２が車両の減速性を高めるために一時的に低く設定されるため、実回転数Ｎ１は、低く設定された目標回転数Ｎ２に追従するように急激に減少する。この際、実回転数Ｎ１の減少の応答遅れ時間（ディレー時間）が生じ、フリクションの発生によるエンジン２００の動作性が不安定になる。より具体的には、エンジン２００に見込み制御を行う際に参照される見込み補正量の目標回転数Ｎ２とのずれが、ＩＳＣＶに対するフィードバック制御が停止した段階で顕在化し、車両の減速性を高めるために設定された目標回転数Ｎ２が思惑通りに機能しなくなる。加えて、燃費の悪化も生じる。また、エンジン２００の始動時、或いは、周囲の環境温度が低温である場合には、エンジン２００を暖機する目的でタイミングｔ１近傍において、実回転数Ｎ１が上昇する。したがって、エンジン２００の始動時、或いは、周囲の環境温度が低温である場合には、実回転数Ｎ１に連動して生じるクリープを制動するために要する制動力が大きくなる。よって、運転者がブレーキを踏み込む際に要する踏み込み力が大きくなり、運転者に違和感を生じさせてしまう。
【００４３】
そこで、以下で説明するように、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行可能な内燃機関の制御方法により、燃費向上、エンジン２００の動作安定性の確保、及び違和感の低減を可能にする。
【００４４】
次に、本実施形態に係る内燃機関の制御装置により実行される内燃機関の制御方法を詳細に説明する。
【００４５】
図３において、制御装置１００は、フィードバック制御を実行するか否かを決定する実行前提条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１００）。より具体的には、制御装置１００は、エンジン２００の動作状態、及びアクセルペダルの踏み込み量、エンジン２００がアイドル状態にあるか、車両が走行中であるか、或いは所定の速度以下で走行しているか、フィーエルカット（Ｆ／Ｃ）復帰後に所定の時間が経過しているか、エンジン２００が負担する負荷がどの程度であるか等の各種条件が実行条前提件に達しているか否かを判定する。実行前提条件が成立していないと判定された場合には、制御装置１００は、フィードバック制御要求フラグをクリアし（ステップＳ１７０）、アイドル状態にあるエンジン２００の制御を終了する。
【００４６】
実行前提条件が成立したと判定された場合、制御装置１００は、シフトレンジがドライブレンジ（Ｄレンジ）に設定されているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ドライブレンジに設定されていなかった場合、制御装置１００は、予め特定された所定のディレー時間を設定する（ステップＳ１４０）。シフトレンジがドライブレンジに設定されていた場合には、制御装置１００は、ブレーキがＯＮ状態（即ち、動作状態）にあるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ブレーキがＯＮ状態にない場合（即ち、非動作状態にある場合）、制御装置１００は、予め特定された所定のディレー時間を設定する（ステップＳ１４０）。
【００４７】
一方、ブレーキがＯＮ状態にあると判定された場合には、制御装置１００は、ディレー時間マップを算出する（ステップＳ１５０）。より具体的には、制御装置１００は、エンジン２００の動作状態を補正するために参照される各種補正値に基づいてディレー時間マップを算出し、当該マップに基づいてエンジン２００を制御する。当該ディレー時間が経過するまでは、各種補正値に基づいて、ＩＳＣＶ３０１の開度を設定する。
【００４８】
ここで、図４を参照しながら、ディレー時間とエンジン２００の回転等との関係の一例を示す。
【００４９】
図４（ａ）に示すように、ディレー時間は、本来の空気応答を考慮して特定される基準ディレー時間より短くなるように、実回転数Ｎ１及び目標回転数Ｎ２に応じて設定される。る。また、図３（ｂ）に示すように、目標回転数Ｎ２の変化量、より具体的には、後述するフィードバック制御が開始された、本発明の「第２タイミング」の一例であるタイミングｔ２の後に生じる目標回転数Ｎ２の変化量（図２参照。）に応じて、ディレー時間は、基準ディレー時間より短くなるように設定される。
【００５０】
次に、制御装置１００は、ディレー時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ディレー時間が経過していないと判定された場合、制御装置１００は、フィードバック要求フラグをクリアする（ステップＳ１７０）。ディレー時間が経過したと判定された場合、制御装置１００は、フィードバック制御要求フラグをセットし、タイミングｔ２以降において（図２参照）、エンジン２００にフィードバック制御を実行する。
【００５１】
ここで、図１及び図２を参照しながら、フィードバック制御を詳細に説明する。
【００５２】
図１及び図２において、制御装置１００は、各種補正値に基づくエンジン２００制御と並行して、エンジン２００の実回転数Ｎ１が目標回転数Ｎ２に近付くように、タイミングｔ２からＩＳＣＶ３０１を制御し、エンジン２００に供給される空気の供給量を制御する。これにより、目標回転数Ｎ２に実回転数Ｎ１を収束させる収束性を高めることが可能であり、燃費を向上させることが可能である。加えて、エンジン２００の実回転数の上昇を最小限に抑えることが可能であるため、アイドル状態にあるエンジン２００における実回転数の増大に連動してドライバが感じる違和感を低減することが可能である。
【００５３】
加えて、制御装置１００によれば、エンジン２００の回転数等に応じてＩＳＣＶ３０１に対してフィードバック制御することなく、エンジン２００がアイドル状態にある際に、エンジン２００の動作を安定させることができる。
【００５４】
次に、図５及び図６を参照しながら、本実施形態に係る内燃機関の制御方法に利点を具体的に説明する。図５は、比較例に係る目標回転数及び実回転数の変化を概念的に示したチャートの一例である。図６は、比較例に係る目標回転数及び実回転数の変化を概念的に示したチャートの他の例である。
【００５５】
図５に示すように、比較例（従来技術）に係る内燃機関の制御方法によれば、フィードバック制御を開始された後、目標回転数Ｎ２がステップ変化すると、実回転数Ｎ１は、目標回転数Ｎ２よりずれる。より具体的には、理想的な実回転数Ｎ１の変化を示すパターンＡに比べて、高回転側（パターンＢ）或いは低回転側（パターンＣ）にずれる。パターンＢは、回転数の補正量が目標回転数Ｎ２より多めに設定されており、パターンＣは、回転数の補正量が目標回転数Ｎ２より少なめに設定されている。尚、パターンＡに対するパターンＢ及びＣの夫々のずれは、エンジン個体差により同一補正量で回転数がずれる場合と、学習する補正量のずれによって生じる場合がある。
【００５６】
一方、図６に示すように、フィードバック制御を開始するタイミングが早すぎると、目標回転数のステップ変化に伴って実回転数Ｎ１が低下する途中から吸入空気量に対する減量補正が実行され、実回転数Ｎ１についてフィードバック制御に起因するアンダーシュート（実回転数Ｎ１が急激に目標回転数Ｎ２より低くなること）が生じる。
【００５７】
したがって、フィードバック制御を開始するタイミング、言い換えれば、吸入空気の応答遅れ分に対応するディレー時間を正確に把握することでディレー時間を短縮可能となり、これが実回転数Ｎ１の収束性を高める上で、言い換えれば適切なディレー時間を特定する上で重要となるのである。
【００５８】
したがって、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行される制御方法によれば、見込み制御によってフィードバック制御を開始するまでの時間、即ちディレー時間を各種補正値に基づいて短縮することができ、エンジン２００の動作安定性の確保、燃費向上、違和感の低減の夫々が可能である。
【００５９】
（変形例１）
次に、図７及び図８を参照しながら、本実施形態に係る内燃機関の制御装置により実行可能な内燃機関の制御方法の一変形例を説明する。図７は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行可能な内燃機関の制御方法の一例の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。図８は、アイドル状態にあるエンジンの動作時間及びエンジン回転数の関係を図式的に示したグラフである。
【００６０】
図７において、制御装置１００は、フィードバック制御を開始するか否かを決定するための前提条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２００）。前提条件が成立してない場合、制御装置１００は、フィードバック制御を行うことなく、エンジン２００のアイドル制御を引き続き実行する。前提条件が成立していると判定された場合、制御装置１００は、ステップ変化フラグをＯＦＦからＯＮに切り換えるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ステップ変化フラグをＯＦＦからＯＮに切り換えないと判定された場合、制御装置１００は、ディレー時間を学習し（ステップＳ２４０）、ステップＳ２７０の処理を実行する。
【００６１】
ここで、図８に示すように、ステップ変化とは、目標回転数Ｎ２が回転数Ｎ０から急激に低下することによって、目標回転数Ｎ２の変化がステップ状になることをいう。また、ディレー時間に対応する応答遅れ時間は、実回転数Ｎ１が目標回転数Ｎ２の急激な低下に追従できず、時間的な遅れを伴って下がりきるまでの時間をいう。
【００６２】
より具体的には、図２に示すように、制御装置１００は、エンジン２００がアイドル状態にある際に、ブレーキがＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換えられたタイミングｔ１以後に実回転数Ｎ１が目標回転数Ｎ２に近付く際に生じる実回転数Ｎ１の応答遅れ時間に関する情報を取得し、ディレー時間を学習することになる。
【００６３】
再び、図７において、制御装置１００は、目標回転数Ｎ２として、先回の目標回転数Ｎ２及び目標回転数Ｎ２の差を新たな目標回転数Ｎ２として設定する（ステップＳ２２０）。次に、制御装置１００は、目標回転数Ｎ２の変化量が所定の目標回転数変化量より大きいか否かを判定する（ステップＳ２３０）。目標回転数Ｎ２の変化量が、所定の目標回転数変化量以下である場合、制御装置１００は、ステップＳ２７０の処理を実行する。目標回転数Ｎ２の変化量が所定の目標回転数変化量より大きい場合、制御装置１００は、実回転数Ｎ１をステップ変化後の実回転数Ｎ１として設定する（ステップＳ２５０）。より具体的には、目標回転数Ｎ２がステップ変化した後の実回転数Ｎ１の変化を捉えるために、目標回転数Ｎ２が変化したタイミングで実回転数Ｎ１をＲＡＭ等のメモリに記憶しておく。
【００６４】
次に、制御装置１００は、ディレー時間を学習する学習中フラグをオン状態に切り換える（ステップＳ２６０）。次に、制御装置１００は、ステップ変化時の実回転数Ｎ１及び実回転数Ｎ１の差が、目標回転数変化量の６０％より大きいか否かを判定する（ステップＳ２７０）。ステップ変化時の実回転数Ｎ１及び実回転数Ｎ１の差が、目標回転数変化量の６０％以下である場合、制御装置１００は、学習したディレー時間として学習したディレー時間に１を加えた時間を設定する（ステップＳ２８５）。ステップ変化時の実回転数Ｎ１及び実回転数Ｎ１の差が、目標回転数変化量の６０％より大きい場合、制御装置１００は、ディレー時間として学習したディレー時間を設定する（ステップＳ２８０）。次に、制御装置１００は、学習フラグをＯＮに設定する（ステップＳ２９０）。
【００６５】
このように、本例に係る制御方法によれば、エンジン２００の実回転数は、ブレーキが動作状態に切り換えられてから直ぐに目標回転数Ｎ２に向かって低下するのではなく、若干の応答遅れが生じた場合でも、どの程度応答遅れが生じるかを学習することが可能である。したがって、本例に係る制御方法によれば、応答遅れを学習することによって、フィードバック制御することなく、学習値に基づいて、フィードバック制御までの時間を設定することが可能である。
【００６６】
（変形例２）
次に、図９を参照しながら、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行可能な制御方法の他の例を説明する。図９は、本例に係る内燃機関の制御方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【００６７】
図９において、制御装置１００は、実行条件が成立した否かを判定する（ステップＳ３００）。実行条件が成立していないと判定された場合、制御装置１００は、当該制御方法を終了する。実行条件が成立していると判定された場合、制御装置１００は、補正値の一つとして、エンジン２００の冷却水温の関する水温データを取得する（ステップＳ３１０）。
【００６８】
次に、制御装置１００は、学習値算出処理を実行し、水温データに基づいてタイミングｔ２（図２参照。）を設定する（ステップＳ３２０）。次に、制御装置１００は、例えば、水温が水温領域Ｉにあるか否かを判定する（ステップＳ３３１）。水温が水温領域Ｉに含まれている場合、制御装置１００は、領域Ｉの学習値を格納し、制御方法を終了する。尚、制御装置１００は、順次、水温領域ＩＩ及びＩＩＩの夫々に水温が含まれているか否かを判定し（ステップＳ２４１、Ｓ３５１）、夫々の領域に水温が含まれている場合には、領域ＩＩ学習値、及び領域ＩＩＩ学習値の夫々の学習値を格納し（ステップＳ３４２、Ｓ３５２）、処理を終了する。
【００６９】
本例に係る制御方法によれば、フィードバック制御を実行するまでに実行されるエンジン２００に対する制御の精度を高めることが可能である。
【００７０】
（変形例３）
次に、図１０を参照しながら、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行可能な制御方法の他の例を説明する。図１０は、本例に係る内燃機関の制御方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【００７１】
図１０において、制御装置１００は、フィードバック制御を実行するか否かを決定する実行条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ４００）。実行条件が成立していないと判定された場合には、制御装置１００は、フィードバック制御要求フラグをクリアし（ステップＳ４７０）、アイドル状態にあるエンジン２００の制御を終了する。
【００７２】
実行条件が成立したと判定された場合、制御装置１００は、シフトレンジがドライブレンジ（Ｄレンジ）に設定されているか否かを判定する（ステップＳ４１０）。ドライブレンジに設定されていなかった場合、制御装置１００は、予め特定された所定のディレー時間を設定し（ステップＳ４４５）、ステップＳ４５０を実行する。
【００７３】
シフトレンジがドライブレンジに設定されていた場合には、制御装置１００は、ブレーキがＯＮ状態（即ち、動作状態）にあるか否かを判定する（ステップＳ４２０）。ブレーキがＯＮ状態にない場合（即ち、非動作状態にある場合）、制御装置１００は、予め特定された所定のディレー時間を設定する（ステップＳ４４５）。
【００７４】
一方、ブレーキがＯＮ状態にあると判定された（ステップＳ４２０）場合には、制御装置１００は、実回転数Ｎ１及び目標回転数Ｎ２の偏差が、所定の偏差αより小さいか否かを判定する（ステップＳ４３０）。実回転数Ｎ１及び目標回転数Ｎ２の偏差が、所定の偏差α以上であると判定された場合、制御装置１００は、エンジン２００の動作状態を補正するために参照される各種補正値に基づいてディレー時間マップを算出し（ステップＳ４４０）、当該マップに基づいてディレー時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４５０）。ディレー時間が経過していない場合、制御装置１００は、フィードバック制御フラグをクリアし（ステップＳ４７０）し、当該制御方法を終了する。一方、ディレー時間が経過したと判定された場合、制御装置１００は、ステップＳ４６０の処理を実行し、当該制御方法を終了する。
【００７５】
ステップＳ４３０において、実回転数Ｎ１及び目標回転数Ｎ２の偏差が、所定の偏差αより小さいと判定された場合、制御装置１００は、フィードバック制御要求フラグをセットし、当該制御方法を終了する。
【００７６】
本例に係る制御方法によれば、図２に示すように、タイミングｔ１において、当該偏差が所定の範囲にある場合に各種補正値に基づく制御をエンジン２００に実行することなく、当該エンジン２００に対するフィードバック制御を開始することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係る内燃機関の制御装置を備えた内燃機関の模式的な平面図である。
【図２】エンジンがアイドル状態にある際の、車両の速度（ＳＰＤ）、エンジンの実回転数Ｎ１及び目標回転数Ｎ２の変化を、ブレーキの動作（ON）及び非動作（OFF）、並びにISCフィードバック（F/B）制御のオンオフ状態の夫々を示すタイミングチャートと共に示したチャートである。
【図３】本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行可能な内燃機関の制御方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【図４】（ａ）は、実回転数Ｎ１及び目標回転数Ｎ２の偏差とディレー時間との関係を図式的に示したグラフであり、（ｂ）は、目標回転数Ｎ２の変化量とディレー時間との関係を図式的に示したグラフである。
【図５】本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行可能な内燃機関の制御方法の一例の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【図６】アイドル状態にあるエンジンの動作時間及びエンジン回転数の関係を図式的に示したグラフである。
【図７】本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行可能な内燃機関の制御方法の一例の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【図８】アイドル状態にあるエンジンの動作時間及びエンジン回転数の関係を図式的に示したグラフである。
【図９】変形例に係る内燃機関の制御方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【図１０】他の変形例に係る内燃機関の制御方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１００・・・制御装置、１１０・・・可変動弁機構、２３０・・・吸気通路、３０１・・・ＩＳＣＶ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両に搭載されたエンジン等の内燃機関がアイドル状態にある際に、当該内燃機関の回転数を制御可能な内燃機関の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の制御装置では、スロットル弁による吸気量の調整とは別の弁機構によってアイドル状態におけるエンジンへの吸気量が調整される。このような弁機構によるエンジンの回転数の制御は、アイドル回転速度制御（ＩＳＣ：Idle Speed Control）システムと称され、エンジンの燃費効率を高める技術として知られている（例えば、特許文献１乃至４参照。）
【特許文献１】特開平９−３２６１４号公報
【特許文献２】特開２００１−２０７８８号公報
【特許文献３】特開平９−３２４６８７号公報
【特許文献４】特公平７−７４６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この種の制御装置では、暖機が終了すると直ぐにエンジンの回転数を目標回転数まで下げるように内燃機関を制御するほうが、燃費効率向上を実現する観点から見ると好ましい。
【０００４】
しかしながら、クリープ走行を制動するためにブレーキが非動作状態から動作状態に切り換えられてから、エンジンに対してフィードバック制御を実行するまでの時間を長くとると、エンジンの回転数を目標回転数に収束させるまでに要する時間が延びてしまい燃費効率の低下を招く。
【０００５】
加えて、エンジンがアイドル状態にある際に、弁機構（Idle Speed Control Valve:ＩＳＣＶ）、或いは、ＩＳＣシステムを動作させた場合、ＩＳＣＶの開閉に応じた、或いはＩＳＣシステムの動作に応じた空気の供給に対してエンジンの回転数の変化が遅れて生じるため、エンジンの動作が不安定になり、例えば、エンジンフリクション等によってエンジンの動作が不安定になる。
【０００６】
また、アイドル状態にある車両に作用するクリープトルクが大きい場合、車両の速度を制御するために動作させるブレーキによる減速性が低下し、ドライバに違和感を生じさせてしまう。より具体的には、例えば、エンジンの温度が低い状態から当該内燃機関を動作させた直後、或いは周囲の温度が低い環境下では、エンジンを暖機する必要があるため、エンジンの動作状態がアイドル状態であったとしても、その回転数は高くなる。クリープトルクは、アイドル状態にあるエンジンの回転数に連動して増減することから、暖機時に高く設定された回転数に連動して、ブレーキの踏力も増大してしまい、暖機中及び暖機後の夫々におけるブレーキの踏力に差が生じ、ドライバに違和感を生じさせてしまう。
【０００７】
よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、エンジン等の内燃機関がアイドル状態にある際に、当該内燃機関の回転数を目標回転数に収束させる収束性を高めることができ、燃費向上、ドライバが感じる違和感の低減、内燃機関の動作の安定性を向上させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る内燃機関の制御装置は上記課題を解決するために、車両に搭載された内燃機関がアイドル状態にある際に、前記内燃機関の回転数を制御可能な内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関が前記アイドル状態にある際に前記内燃機関に供給される空気の供給量を調整可能な調整手段と、シフトレンジがドライブレンジに設定されている状態において、前記内燃機関の動作状態を補正するために参照される各種補正値に基づいて前記内燃機関に見込み制御を行うと共に、前記回転数の応答遅れ時間をなくすように前記内燃機関をフィードバック制御する制御手段とを備える。
【０００９】
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、調整手段は、例えば、ＩＳＣＶ等の弁機構、或いはＩＳＣシステムであり、前記内燃機関が前記アイドル状態にある際に、後述する制御手段の制御下で前記内燃機関に供給される空気の供給量を調整する。
【００１０】
制御手段は、例えばＥＣＵ等の制御回路部から構成されており、シフトレンジがドライブレンジに設定されている状態において、前記内燃機関の動作状態を補正するために参照される各種補正値に基づいて前記内燃機関に見込み制御を行うと共に、前記回転数の応答遅れ時間をなくすように前記内燃機関をフィードバック制御する。「見込み制御」とは、単にフィードバック制御するだけでは、内燃機関に吸気される吸気量の応答遅れに応じて、回転数が狙いの回転数からずれるずれ量を低減するように、各種補正値に基づいてフィードバック制御を開始するタイミングを制御する制御することをいう。
【００１１】
したがって、見込み制御と共にフィードバック制御を行うことによって、エンジンの回転数等に応じてＩＳＣＶ等の弁機構等に対してフィードバック制御することなく、エンジンがアイドル状態にある際に、当該エンジンの動作を安定させることができる。
【００１２】
したがって、回転数の収束性を高めることが可能であり、燃費を向上させることが可能である。加えて、エンジンの回転数の上昇を最小限に抑えることが可能であるため、アイドル状態にあるエンジンにおける回転数の増大に連動してドライバが感じる違和感を低減することが可能である。
【００１３】
したがって、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、エンジンの動作安定性の確保、燃費向上、違和感の低減の夫々が可能である。
【００１４】
本発明に係る内燃機関の制御装置の一の態様では、前記制御手段は、前記内燃機関が前記アイドル状態にある際に、ブレーキが非動作状態から動作状態に切り換えられた第１タイミング以後に前記回転数が目標回転数に近付く際に生じる前記応答遅れ時間に関する情報を取得してもよい。
【００１５】
この態様によれば、エンジンの回転数は、ブレーキが動作状態に切り換えられてから直ぐに目標回転数に向かって低下するのではなく、若干の応答遅れ時間が生じる。この態様によれば、制御手段が応答遅れ時間に関する情報を取得することによって、どの程度応答遅れ時間が生じるかを学習することが可能である。
【００１６】
したがって、応答遅れ時間を学習することによって、フィードバック制御することなく、学習値に基づいて各種補正値に応じて内燃機関に要求される動作を満たしつつ、フィードバック制御までの時間を短縮し、回転数を目標回転数に収束させることが可能である。
【００１７】
この態様では、前記制御手段は、前記第１タイミング以後における前記内燃機関の実回転数及び前記目標回転数の偏差と、前記第１タイミング以後における前記目標回転数の変化量との少なくとも一方に基づいて、前記フィードバック制御を開始する第２タイミングを設定してもよい。
【００１８】
この態様によれば、吸気遅れに対応でき、回転数を目標回転数に近づける、即ち収束させる収束性を高めることが可能である。
【００１９】
この態様では、前記制御手段は、前記第１タイミングにおいて、前記偏差が所定の範囲にある場合に前記見込み制御を前記内燃機関に実行することなく、前記フィードバック制御を開始してもよい。
【００２０】
この態様によれば、収束性を高めることが可能である。
【００２１】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記各種補正値は、前記内燃機関を冷却する冷却水の水温に関する水温データを含んでおり、前記制御手段は、前記水温データに基づいて前記第２タイミングを設定してもよい。
【００２２】
この態様によれば、フィードバック制御を実行するまでに実行される内燃機関に対する制御の精度を高めることが可能である。
【００２３】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施形態を説明する。
【００２５】
先ず、図１を参照しながら、本発明に係る内燃機関の制御装置の構成を説明する。ここに、図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関（即ち、エンジン）の制御装置が適用された内燃機関の模式的な平面図である。
【００２６】
図１において、本発明に係る「内燃機関」の一例としてのエンジン２００は、本発明の「一の吸気路部」の一例である吸気通路部２３０を構成する吸気管２０６及び２３４、気筒２０１、排気管２１０、ターボ過給機を構成するコンプレッサ４１及びタービン４２、可変動弁機構１１０、本発明の「制御手段」の一例である制御装置１００、スロットル弁２１４、サージタンク１１１、吸気弁２０３及び圧力センサ２２５、本発明の「他の吸気路部」の一例であるエアーバイパス３００、本発明の「調整手段」の一例である弁機構（以下、ＩＳＣＶと称す。）３０１、エアフローメータ（以下、ＡＦＭと称す。）３０２及び３０３を備えている。制御装置１００、及びＩＳＣＶ３０１は車両に搭載されており、本発明の「内燃機関の制御装置」の一例を構成している。尚、本実施形態では、ＩＳＣＶに代えて、ＩＳＣシステムを備えていてもよい。
【００２７】
尚、図１では、説明の便宜上、エンジン２００の気筒を一つのみ図示しているが、エンジン２００は、４つの気筒を含む直列４気筒のエンジンである。これら複数の気筒の夫々に対応して設けられた複数の吸気弁２０３及び複数の排気弁２０４は、共通の可変動弁機構１１０によってリフト量及び作用角（即ち、リフト期間）を変更可能に構成されている。
【００２８】
吸気管２３４、サージタンク１１１、及び吸気管２０６は、ドライバがアクセルペダル２２６を操作するアクセル操作に応じてエンジン２００の外部から空気を気筒２０１に供給するための吸気通路部２３０を構成しており、エンジン２００の動作時に、外部からエアクリーナ３０４を介して空気をエンジン２００内に取り入れる。
【００２９】
吸気通路部２３０は、吸気通路部２３０のうちスロットル弁２１４の上流側に位置する第１通路部分２３０ａ、及び吸気通路部２３０のうちスロットル弁２１４の下流側に位置する第２通路部分２３０ｂから構成されている。
【００３０】
エアーバイパス３００は、第１通路部分２３０ａ及び第２通路部分２３０ｂを相互に繋いでいる。即ち、エアーバイパス３００は、第１通路部分２３０ａを介して空気を第２通路部分２３０ｂに供給可能になるようにスロットル弁２１４を迂回するように吸気通路部２３０に接続されている。
【００３１】
ＩＳＣＶ３０１は、制御装置１００の制御下で、エンジン２００がアイドル状態にある際に、エアーバイパス３００を流れる空気の流量を調整可能に構成されている。したがって、エンジン２００では、エンジン２００の外部から気筒２０１に空気を供給する経路が、吸気通路部２３０及びエアーバイパス３００の２系統設けられていることになる。ＩＳＣＶ３０１は、例えば、機械的、或いは電磁的に駆動されるバルブ機構を有しており、制御装置１００の制御下でその開閉動作が制御される。
【００３２】
吸気管２０６は、エンジン２００の動作時に、吸気弁２０３の開閉によって気筒２０１内部との連通状態が変更可能に構成されている。即ち、吸気管２０６において、外部から吸入された空気（即ち、吸入空気）と、燃料噴射装置であるインジェクタ２１１から噴射された燃料とが混合され（即ち、混合気を形成し）、吸気弁２０３を介して気筒２０１に供給される。
【００３３】
アクセルポジションセンサ２１６は、運転者によるアクセルペダル２２６の踏み込み量、即ちアクセル開度を検出する。エンジン２００を搭載した車両に加速要求がされたか否かは、アクセル開度に基づいて判断される。スロットルバルブモータ２１７は、アクセル２２６の踏み込み量に基づいてスロットル弁２１４を開閉駆動する。スロットル弁２１４は、吸気管２３４からサージタンク１１１へ送り込む空気の供給量を調節する。
【００３４】
サージタンク１１１は、空気を供給する吸気通路部の一部として各気筒に共用されており、各気筒へ送り込む空気を分配する他、分配される空気の圧力変動、即ち脈動を抑制する。スロットルポジションセンサ２１５は、スロットル弁２１４のスロットル開度を検出する。
【００３５】
気筒２０１は、その内部において、吸気管２０６から送られてきた混合気を、点火プラグ２０２により燃焼させることが可能に構成されている。この燃焼により、ピストン２０５は、気筒２０１内で上下に往復運動する。この往復運動がクランクシャフト２１９の回転運動に変換され、エンジン２００が搭載された車両は、エンジン２００から出力された回転運動に基づく駆動力によって駆動可能に構成されている。クランクポジションセンサ２１８は、クランクシャフト２１９の回転角（即ち、クランク角）を検出する。
【００３６】
排気管２１０は、気筒２０１内部で発生する排気ガスを、排気弁２０４を介して排気することが可能に構成されている。空燃費センサ２２１は、排気ガスの空燃比Ａ／Ｆ２を検出して、制御装置１００へ伝達可能に構成されている。こうして検出された空燃比Ａ／Ｆ２は、例えばインジェクタ２１１によって噴射される燃焼量のフィードバック補正に利用される。
【００３７】
タービン４２は、排気管２１０に配設されており、排気ガスの運動エネルギを受けて回転させられ、タービン４２の回転トルクをコンプレッサ４１の回転に変換可能に構成されている。コンプレッサ４１は、吸気管２３４に配設されており、その回転によって吸気を圧縮させる（過給する）ことが可能である。
【００３８】
可変動弁機構１１０は、例えば可変動バルブ機構（ＶＶＴ）であり、制御装置１００の制御下で、吸気弁２０３及び排気弁２０４の動弁特性を変更可能に構成されている。加えて、可変動弁機構１１０は、アクチュエータによって駆動されるカムバイワイヤ（ＣａｍｂｙＷｉｒｅ）、或いは電磁駆動弁等の各気筒に共通の駆動部１１によって、エンジン２００を構成する複数の気筒の夫々に対応して設けられた複数の吸気弁２０３及び複数の排気弁２０４のリフト量及び作用角を変更可能に構成されている。
【００３９】
ＡＦＭ３０２は、吸気通路部２３０の上流、且つエアクリーナ３０４の下流に設けられており、吸気通路部２３０の上流とエアクリーナ３０４の下流との間を流れる空気の流量を測定する。
【００４０】
制御装置１００は、周知の電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）、中央処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）、制御プログラムを格納した読み出し専用メモリ（Read Only Memory：ＲＯＭ）、各種データを格納する随時書き込み読み出しメモリ（Random Access Memory：ＲＡＭ）等を中心とした論理演算回路として構成されており、エンジン２００の動作全体を制御する。
【００４１】
次に、図２乃至図８を参照しながら、本実施形態に係る内燃機関の制御装置の基本的な動作を説明する。図２は、エンジン２００がアイドル状態にある際の、車両の速度（ＳＰＤ）、エンジン２００の実回転数Ｎ１及び目標回転数Ｎ２の変化を、ブレーキの動作（ON）及び非動作（OFF）、並びにISCフィードバック（F/B）制御のオンオフ状態の夫々を示すタイミングチャートと共に示したチャートである。特に、図２では、エンジン２００の冷始動直後に車両のシフトレンジをドライブレンジに切り換えた後、アクセルがＯＦＦ状態で車両のクリープ走行を停止させる状況を想定している。図３は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行可能な内燃機関の制御方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。図４（ａ）は、実回転数Ｎ１及び目標回転数Ｎ２の偏差とディレー時間との関係を図式的に示したグラフであり、図４（ｂ）は、目標回転数Ｎ２の変化量とディレー時間との関係を図式的に示したグラフである。
【００４２】
図２において、エンジン２００がアイドル状態にある際のタイミングｔ１にブレーキが非動作状態から動作状態に切り換えられると、クリープが制動され、車両の速度が減少すると共に、エンジン２００の実回転数Ｎ１も急激に低下する。タイミングｔ１は、本発明の「第１タイミング」の一例であり、目標回転数Ｎ２が車両の減速性を高めるために一時的に低く設定されるため、実回転数Ｎ１は、低く設定された目標回転数Ｎ２に追従するように急激に減少する。この際、実回転数Ｎ１の減少の応答遅れ時間（ディレー時間）が生じ、フリクションの発生によるエンジン２００の動作性が不安定になる。より具体的には、エンジン２００に見込み制御を行う際に参照される見込み補正量の目標回転数Ｎ２とのずれが、ＩＳＣＶに対するフィードバック制御が停止した段階で顕在化し、車両の減速性を高めるために設定された目標回転数Ｎ２が思惑通りに機能しなくなる。加えて、燃費の悪化も生じる。また、エンジン２００の始動時、或いは、周囲の環境温度が低温である場合には、エンジン２００を暖機する目的でタイミングｔ１近傍において、実回転数Ｎ１が上昇する。したがって、エンジン２００の始動時、或いは、周囲の環境温度が低温である場合には、実回転数Ｎ１に連動して生じるクリープを制動するために要する制動力が大きくなる。よって、運転者がブレーキを踏み込む際に要する踏み込み力が大きくなり、運転者に違和感を生じさせてしまう。
【００４３】
そこで、以下で説明するように、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行可能な内燃機関の制御方法により、燃費向上、エンジン２００の動作安定性の確保、及び違和感の低減を可能にする。
【００４４】
次に、本実施形態に係る内燃機関の制御装置により実行される内燃機関の制御方法を詳細に説明する。
【００４５】
図３において、制御装置１００は、フィードバック制御を実行するか否かを決定する実行前提条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１００）。より具体的には、制御装置１００は、エンジン２００の動作状態、及びアクセルペダルの踏み込み量、エンジン２００がアイドル状態にあるか、車両が走行中であるか、或いは所定の速度以下で走行しているか、フィーエルカット（Ｆ／Ｃ）復帰後に所定の時間が経過しているか、エンジン２００が負担する負荷がどの程度であるか等の各種条件が実行条前提件に達しているか否かを判定する。実行前提条件が成立していないと判定された場合には、制御装置１００は、フィードバック制御要求フラグをクリアし（ステップＳ１７０）、アイドル状態にあるエンジン２００の制御を終了する。
【００４６】
実行前提条件が成立したと判定された場合、制御装置１００は、シフトレンジがドライブレンジ（Ｄレンジ）に設定されているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ドライブレンジに設定されていなかった場合、制御装置１００は、予め特定された所定のディレー時間を設定する（ステップＳ１４０）。シフトレンジがドライブレンジに設定されていた場合には、制御装置１００は、ブレーキがＯＮ状態（即ち、動作状態）にあるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ブレーキがＯＮ状態にない場合（即ち、非動作状態にある場合）、制御装置１００は、予め特定された所定のディレー時間を設定する（ステップＳ１４０）。
【００４７】
一方、ブレーキがＯＮ状態にあると判定された場合には、制御装置１００は、ディレー時間マップを算出する（ステップＳ１５０）。より具体的には、制御装置１００は、エンジン２００の動作状態を補正するために参照される各種補正値に基づいてディレー時間マップを算出し、当該マップに基づいてエンジン２００を制御する。当該ディレー時間が経過するまでは、各種補正値に基づいて、ＩＳＣＶ３０１の開度を設定する。
【００４８】
ここで、図４を参照しながら、ディレー時間とエンジン２００の回転等との関係の一例を示す。
【００４９】
図４（ａ）に示すように、ディレー時間は、本来の空気応答を考慮して特定される基準ディレー時間より短くなるように、実回転数Ｎ１及び目標回転数Ｎ２に応じて設定される。る。また、図３（ｂ）に示すように、目標回転数Ｎ２の変化量、より具体的には、後述するフィードバック制御が開始された、本発明の「第２タイミング」の一例であるタイミングｔ２の後に生じる目標回転数Ｎ２の変化量（図２参照。）に応じて、ディレー時間は、基準ディレー時間より短くなるように設定される。
【００５０】
次に、制御装置１００は、ディレー時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ディレー時間が経過していないと判定された場合、制御装置１００は、フィードバック要求フラグをクリアする（ステップＳ１７０）。ディレー時間が経過したと判定された場合、制御装置１００は、フィードバック制御要求フラグをセットし、タイミングｔ２以降において（図２参照）、エンジン２００にフィードバック制御を実行する。
【００５１】
ここで、図１及び図２を参照しながら、フィードバック制御を詳細に説明する。
【００５２】
図１及び図２において、制御装置１００は、各種補正値に基づくエンジン２００制御と並行して、エンジン２００の実回転数Ｎ１が目標回転数Ｎ２に近付くように、タイミングｔ２からＩＳＣＶ３０１を制御し、エンジン２００に供給される空気の供給量を制御する。これにより、目標回転数Ｎ２に実回転数Ｎ１を収束させる収束性を高めることが可能であり、燃費を向上させることが可能である。加えて、エンジン２００の実回転数の上昇を最小限に抑えることが可能であるため、アイドル状態にあるエンジン２００における実回転数の増大に連動してドライバが感じる違和感を低減することが可能である。
【００５３】
加えて、制御装置１００によれば、エンジン２００の回転数等に応じてＩＳＣＶ３０１に対してフィードバック制御することなく、エンジン２００がアイドル状態にある際に、エンジン２００の動作を安定させることができる。
【００５４】
次に、図５及び図６を参照しながら、本実施形態に係る内燃機関の制御方法に利点を具体的に説明する。図５は、比較例に係る目標回転数及び実回転数の変化を概念的に示したチャートの一例である。図６は、比較例に係る目標回転数及び実回転数の変化を概念的に示したチャートの他の例である。
【００５５】
図５に示すように、比較例（従来技術）に係る内燃機関の制御方法によれば、フィードバック制御を開始された後、目標回転数Ｎ２がステップ変化すると、実回転数Ｎ１は、目標回転数Ｎ２よりずれる。より具体的には、理想的な実回転数Ｎ１の変化を示すパターンＡに比べて、高回転側（パターンＢ）或いは低回転側（パターンＣ）にずれる。パターンＢは、回転数の補正量が目標回転数Ｎ２より多めに設定されており、パターンＣは、回転数の補正量が目標回転数Ｎ２より少なめに設定されている。尚、パターンＡに対するパターンＢ及びＣの夫々のずれは、エンジン個体差により同一補正量で回転数がずれる場合と、学習する補正量のずれによって生じる場合がある。
【００５６】
一方、図６に示すように、フィードバック制御を開始するタイミングが早すぎると、目標回転数のステップ変化に伴って実回転数Ｎ１が低下する途中から吸入空気量に対する減量補正が実行され、実回転数Ｎ１についてフィードバック制御に起因するアンダーシュート（実回転数Ｎ１が急激に目標回転数Ｎ２より低くなること）が生じる。
【００５７】
したがって、フィードバック制御を開始するタイミング、言い換えれば、吸入空気の応答遅れ分に対応するディレー時間を正確に把握することでディレー時間を短縮可能となり、これが実回転数Ｎ１の収束性を高める上で、言い換えれば適切なディレー時間を特定する上で重要となるのである。
【００５８】
したがって、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行される制御方法によれば、見込み制御によってフィードバック制御を開始するまでの時間、即ちディレー時間を各種補正値に基づいて短縮することができ、エンジン２００の動作安定性の確保、燃費向上、違和感の低減の夫々が可能である。
【００５９】
（変形例１）
次に、図７及び図８を参照しながら、本実施形態に係る内燃機関の制御装置により実行可能な内燃機関の制御方法の一変形例を説明する。図７は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行可能な内燃機関の制御方法の一例の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。図８は、アイドル状態にあるエンジンの動作時間及びエンジン回転数の関係を図式的に示したグラフである。
【００６０】
図７において、制御装置１００は、フィードバック制御を開始するか否かを決定するための前提条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２００）。前提条件が成立してない場合、制御装置１００は、フィードバック制御を行うことなく、エンジン２００のアイドル制御を引き続き実行する。前提条件が成立していると判定された場合、制御装置１００は、ステップ変化フラグをＯＦＦからＯＮに切り換えるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ステップ変化フラグをＯＦＦからＯＮに切り換えないと判定された場合、制御装置１００は、ディレー時間を学習し（ステップＳ２４０）、ステップＳ２７０の処理を実行する。
【００６１】
ここで、図８に示すように、ステップ変化とは、目標回転数Ｎ２が回転数Ｎ０から急激に低下することによって、目標回転数Ｎ２の変化がステップ状になることをいう。また、ディレー時間に対応する応答遅れ時間は、実回転数Ｎ１が目標回転数Ｎ２の急激な低下に追従できず、時間的な遅れを伴って下がりきるまでの時間をいう。
【００６２】
より具体的には、図２に示すように、制御装置１００は、エンジン２００がアイドル状態にある際に、ブレーキがＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換えられたタイミングｔ１以後に実回転数Ｎ１が目標回転数Ｎ２に近付く際に生じる実回転数Ｎ１の応答遅れ時間に関する情報を取得し、ディレー時間を学習することになる。
【００６３】
再び、図７において、制御装置１００は、目標回転数Ｎ２として、先回の目標回転数Ｎ２及び目標回転数Ｎ２の差を新たな目標回転数Ｎ２として設定する（ステップＳ２２０）。次に、制御装置１００は、目標回転数Ｎ２の変化量が所定の目標回転数変化量より大きいか否かを判定する（ステップＳ２３０）。目標回転数Ｎ２の変化量が、所定の目標回転数変化量以下である場合、制御装置１００は、ステップＳ２７０の処理を実行する。目標回転数Ｎ２の変化量が所定の目標回転数変化量より大きい場合、制御装置１００は、実回転数Ｎ１をステップ変化後の実回転数Ｎ１として設定する（ステップＳ２５０）。より具体的には、目標回転数Ｎ２がステップ変化した後の実回転数Ｎ１の変化を捉えるために、目標回転数Ｎ２が変化したタイミングで実回転数Ｎ１をＲＡＭ等のメモリに記憶しておく。
【００６４】
次に、制御装置１００は、ディレー時間を学習する学習中フラグをオン状態に切り換える（ステップＳ２６０）。次に、制御装置１００は、ステップ変化時の実回転数Ｎ１及び実回転数Ｎ１の差が、目標回転数変化量の６０％より大きいか否かを判定する（ステップＳ２７０）。ステップ変化時の実回転数Ｎ１及び実回転数Ｎ１の差が、目標回転数変化量の６０％以下である場合、制御装置１００は、学習したディレー時間として学習したディレー時間に１を加えた時間を設定する（ステップＳ２８５）。ステップ変化時の実回転数Ｎ１及び実回転数Ｎ１の差が、目標回転数変化量の６０％より大きい場合、制御装置１００は、ディレー時間として学習したディレー時間を設定する（ステップＳ２８０）。次に、制御装置１００は、学習フラグをＯＮに設定する（ステップＳ２９０）。
【００６５】
このように、本例に係る制御方法によれば、エンジン２００の実回転数は、ブレーキが動作状態に切り換えられてから直ぐに目標回転数Ｎ２に向かって低下するのではなく、若干の応答遅れが生じた場合でも、どの程度応答遅れが生じるかを学習することが可能である。したがって、本例に係る制御方法によれば、応答遅れを学習することによって、フィードバック制御することなく、学習値に基づいて、フィードバック制御までの時間を設定することが可能である。
【００６６】
（変形例２）
次に、図９を参照しながら、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行可能な制御方法の他の例を説明する。図９は、本例に係る内燃機関の制御方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【００６７】
図９において、制御装置１００は、実行条件が成立した否かを判定する（ステップＳ３００）。実行条件が成立していないと判定された場合、制御装置１００は、当該制御方法を終了する。実行条件が成立していると判定された場合、制御装置１００は、補正値の一つとして、エンジン２００の冷却水温の関する水温データを取得する（ステップＳ３１０）。
【００６８】
次に、制御装置１００は、学習値算出処理を実行し、水温データに基づいてタイミングｔ２（図２参照。）を設定する（ステップＳ３２０）。次に、制御装置１００は、例えば、水温が水温領域Ｉにあるか否かを判定する（ステップＳ３３１）。水温が水温領域Ｉに含まれている場合、制御装置１００は、領域Ｉの学習値を格納し、制御方法を終了する。尚、制御装置１００は、順次、水温領域ＩＩ及びＩＩＩの夫々に水温が含まれているか否かを判定し（ステップＳ２４１、Ｓ３５１）、夫々の領域に水温が含まれている場合には、領域ＩＩ学習値、及び領域ＩＩＩ学習値の夫々の学習値を格納し（ステップＳ３４２、Ｓ３５２）、処理を終了する。
【００６９】
本例に係る制御方法によれば、フィードバック制御を実行するまでに実行されるエンジン２００に対する制御の精度を高めることが可能である。
【００７０】
（変形例３）
次に、図１０を参照しながら、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行可能な制御方法の他の例を説明する。図１０は、本例に係る内燃機関の制御方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【００７１】
図１０において、制御装置１００は、フィードバック制御を実行するか否かを決定する実行条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ４００）。実行条件が成立していないと判定された場合には、制御装置１００は、フィードバック制御要求フラグをクリアし（ステップＳ４７０）、アイドル状態にあるエンジン２００の制御を終了する。
【００７２】
実行条件が成立したと判定された場合、制御装置１００は、シフトレンジがドライブレンジ（Ｄレンジ）に設定されているか否かを判定する（ステップＳ４１０）。ドライブレンジに設定されていなかった場合、制御装置１００は、予め特定された所定のディレー時間を設定し（ステップＳ４４５）、ステップＳ４５０を実行する。
【００７３】
シフトレンジがドライブレンジに設定されていた場合には、制御装置１００は、ブレーキがＯＮ状態（即ち、動作状態）にあるか否かを判定する（ステップＳ４２０）。ブレーキがＯＮ状態にない場合（即ち、非動作状態にある場合）、制御装置１００は、予め特定された所定のディレー時間を設定する（ステップＳ４４５）。
【００７４】
一方、ブレーキがＯＮ状態にあると判定された（ステップＳ４２０）場合には、制御装置１００は、実回転数Ｎ１及び目標回転数Ｎ２の偏差が、所定の偏差αより小さいか否かを判定する（ステップＳ４３０）。実回転数Ｎ１及び目標回転数Ｎ２の偏差が、所定の偏差α以上であると判定された場合、制御装置１００は、エンジン２００の動作状態を補正するために参照される各種補正値に基づいてディレー時間マップを算出し（ステップＳ４４０）、当該マップに基づいてディレー時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４５０）。ディレー時間が経過していない場合、制御装置１００は、フィードバック制御フラグをクリアし（ステップＳ４７０）し、当該制御方法を終了する。一方、ディレー時間が経過したと判定された場合、制御装置１００は、ステップＳ４６０の処理を実行し、当該制御方法を終了する。
【００７５】
ステップＳ４３０において、実回転数Ｎ１及び目標回転数Ｎ２の偏差が、所定の偏差αより小さいと判定された場合、制御装置１００は、フィードバック制御要求フラグをセットし、当該制御方法を終了する。
【００７６】
本例に係る制御方法によれば、図２に示すように、タイミングｔ１において、当該偏差が所定の範囲にある場合に各種補正値に基づく制御をエンジン２００に実行することなく、当該エンジン２００に対するフィードバック制御を開始することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係る内燃機関の制御装置を備えた内燃機関の模式的な平面図である。
【図２】エンジンがアイドル状態にある際の、車両の速度（ＳＰＤ）、エンジンの実回転数Ｎ１及び目標回転数Ｎ２の変化を、ブレーキの動作（ON）及び非動作（OFF）、並びにISCフィードバック（F/B）制御のオンオフ状態の夫々を示すタイミングチャートと共に示したチャートである。
【図３】本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行可能な内燃機関の制御方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【図４】（ａ）は、実回転数Ｎ１及び目標回転数Ｎ２の偏差とディレー時間との関係を図式的に示したグラフであり、（ｂ）は、目標回転数Ｎ２の変化量とディレー時間との関係を図式的に示したグラフである。
【図５】本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行可能な内燃機関の制御方法の一例の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【図６】アイドル状態にあるエンジンの動作時間及びエンジン回転数の関係を図式的に示したグラフである。
【図７】本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行可能な内燃機関の制御方法の一例の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【図８】アイドル状態にあるエンジンの動作時間及びエンジン回転数の関係を図式的に示したグラフである。
【図９】変形例に係る内燃機関の制御方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【図１０】他の変形例に係る内燃機関の制御方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１００・・・制御装置、１１０・・・可変動弁機構、２３０・・・吸気通路、３０１・・・ＩＳＣＶ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された内燃機関がアイドル状態にある際に、前記内燃機関の回転数を制御可能な内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関が前記アイドル状態にある際に前記内燃機関に供給される空気の供給量を調整可能な調整手段と、
シフトレンジがドライブレンジに設定されている状態において、前記内燃機関の動作状態を補正するために参照される各種補正値に基づいて前記内燃機関に見込み制御を行うと共に、前記回転数の応答遅れ時間をなくすように前記内燃機関をフィードバック制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記内燃機関が前記アイドル状態にある際に、ブレーキが非動作状態から動作状態に切り換えられた第１タイミング以後に前記回転数が目標回転数に近付く際に生じる前記応答遅れ時間に関する情報を取得すること
を特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１タイミング以後における前記内燃機関の実回転数及び前記目標回転数の偏差と、前記第１タイミング以後における前記目標回転数の変化量との少なくとも一方に基づいて、前記フィードバック制御を開始する第２タイミングを設定すること
を特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１タイミングにおいて、前記偏差が所定の範囲にある場合に前記見込み制御を前記内燃機関に実行することなく、前記フィードバック制御を開始すること
を特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記各種補正値は、前記内燃機関を冷却する冷却水の水温に関する水温データを含んでおり、
前記制御手段は、前記水温データに基づいて前記第２タイミングを設定すること
を特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１】
車両に搭載された内燃機関がアイドル状態にある際に、前記内燃機関の回転数を制御可能な内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関が前記アイドル状態にある際に前記内燃機関に供給される空気の供給量を調整可能な調整手段と、
シフトレンジがドライブレンジに設定されている状態において、前記内燃機関の動作状態を補正するために参照される各種補正値に基づいて前記内燃機関に見込み制御を行うと共に、前記回転数の応答遅れ時間をなくすように前記内燃機関をフィードバック制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記内燃機関が前記アイドル状態にある際に、ブレーキが非動作状態から動作状態に切り換えられた第１タイミング以後に前記回転数が目標回転数に近付く際に生じる前記応答遅れ時間に関する情報を取得すること
を特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１タイミング以後における前記内燃機関の実回転数及び前記目標回転数の偏差と、前記第１タイミング以後における前記目標回転数の変化量との少なくとも一方に基づいて、前記フィードバック制御を開始する第２タイミングを設定すること
を特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１タイミングにおいて、前記偏差が所定の範囲にある場合に前記見込み制御を前記内燃機関に実行することなく、前記フィードバック制御を開始すること
を特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記各種補正値は、前記内燃機関を冷却する冷却水の水温に関する水温データを含んでおり、
前記制御手段は、前記水温データに基づいて前記第２タイミングを設定すること
を特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１６７９５６（Ｐ２００９−１６７９５６Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８８９３（Ｐ２００８−８８９３）
【出願日】平成２０年１月１８日（２００８．１．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１８日（２００８．１．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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