JP2003214230A - 内燃機関のアイドル回転速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アイドル回転速度制御に要求される高応答
性、収束性、安定性、機種展開の容易性を全てに渡って
高次元で満足させる。 【解決手段】 現在の実アイドル回転速度ＮＥ(i) と最
終目標アイドル回転速度ＮＥｔｇ(i) との偏差ΔＮＥ
(i) を算出すると共に、この偏差の前回値ΔＮＥ(i-1)
に減衰率Ｋdec を乗算して、偏差の中間目標値ΔＮＥｍ
ｉｄｔｇ(i) を求める（ステップ１０４、１０５）。こ
の後、偏差の今回値ΔＮＥ(i) と中間目標値ΔＮＥｍｉ
ｄｔｇ(i) との偏差Ｅを用いてＩＳＣ補正量ＮＥcomp
(i) を次式により算出する（ステップ１０６、１０
７）。 ＮＥcomp(i) ＝Ｋp ×Ｅ＋ｆ( ＮＥｔｇ(i) ） ここで、Ｋp は比例ゲインであり、ｆ( ＮＥｔｇ(i) ）
は、最終目標アイドル回転速度ＮＥｔｇ(i) をパラメー
タとするマップ又は数式により算出される。

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
ル回転速度を目標アイドル回転速度にフィードバック制
御する内燃機関のアイドル回転速度制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関のアイドル回転速度
制御は、スロットルバルブをバイパスするバイパス空気
量をアイドル回転速度制御バルブ（以下「ＩＳＣバル
ブ」と略記する）で制御するバイパスエア方式を採用し
たり、或は、スロットルバルブをモータで駆動する電子
スロットルシステムでは、アイドル運転時にスロットル
バルブの開度を制御して吸入空気量を調整するようにし
ている。これらいずれの方式のものでも、アイドル運転
時に内燃機関に供給する吸入空気量（ＩＳＣバルブ開度
又はスロットル開度）を、実アイドル回転速度と目標ア
イドル回転速度との偏差が小さくなるようにフィードバ
ック制御することで、実アイドル回転速度を目標アイド
ル回転速度付近に制御するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アイドル回
転速度制御装置は、次の〜の特性を全てに渡って高
次元で満足させることが理想である。

【０００４】目標アイドル回転速度の急変に対して実
アイドル回転速度を応答良く追従させるための「高応答
性」 実アイドル回転速度をできるだけ短時間で目標アイド
ル回転速度に収束させるための「収束性」 アイドル運転時の内燃機関の負荷急変時や運転条件の
急変時にオーバーシュートやアンダーシュートを発生さ
せないようにするための「安定性」 内燃機関の機種展開時に基本的な制御ロジックを変更
することなく容易に適用できるようにするための「機種
展開の容易性」

【０００５】しかし、アイドル回転速度制御では、ＩＳ
Ｃバルブ（又はスロットルバルブ）を通過した空気が筒
内に吸入されるまでの空気系の遅れやＩＳＣバルブ（又
はスロットルバルブ）の応答遅れ等によるむだ時間が大
きく、しかも、そのむだ時間がエンジン運転状態や制御
系の経時劣化等によって変化する。このため、上記従来
のアイドル回転速度制御は、むだ時間の変化の影響を受
けやすく、応答性を速くするために、高ゲイン化する
と、フィードバック制御が不安定になって、ハンチング
が発生する可能性がある。このため、上記従来のフィー
ドバック制御では、高ゲイン化（高応答性）と安定性と
を両立させることが困難である。

【０００６】特に、アイドル運転時の負荷急変時に該負
荷急変を事前に予測する手段を持たないシステム（例え
ばパワーステアリングの負荷投入を予測するパワーステ
アリング負荷検出スイッチを持たないシステム）におい
ては、予測できない負荷急変が発生した場合に、上述し
た〜の要求を全てに渡って高次元で満足させること
ができない。

【０００７】また、従来のアイドル回転速度制御は、一
般にＰＩ制御が用いられるが、ＰＩ制御では、外乱等の
影響に対する制御の安定性が低いため、近年、例えば、
特開２０００−１１０６５６号公報に示すように、スラ
イディングモード制御を用いることで、外乱等の影響に
対する制御の安定性を高めることが提案されている。し
かし、スライディングモード制御では、安定性を高める
と、収束性が低下する欠点があり、しかも、内燃機関の
機種を展開する際にその機種に合わせて基本的な制御ロ
ジックを変更する必要があり、その作業が面倒で、機種
展開の容易性という要求を満たすことができない。

【０００８】また、従来のアイドル回転速度制御の過渡
時の応答性を改良するために、特許第２５０５０１８号
公報、特許第２６２３７５９号公報に示すように、制御
量又は制御補正量に微分項（以下「Ｄ項」という）を含
ませることが提案されている。しかし、単なるＤ項を含
むアイドル回転速度制御では、アイドル時のエンジン負
荷の急変時などの制御応答性は改善されるが、却って制
御の収束性・安定性が損なわれてしまう。しかも、機種
展開の容易性も得られない。従って、アイドル回転速度
制御に単なるＤ項を含ませただけでは、アイドル回転速
度制御の応答性・収束性・安定性・機種展開の容易性の
要求を全てに渡って高次元で満足させることができな
い。

【０００９】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、アイドル回転速度制
御に要求される高応答性、収束性、安定性、機種展開の
容易性を全てに渡って高次元で満足させることができる
内燃機関のアイドル回転速度制御装置を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関のアイドル回転速度制
御装置は、アイドル運転時に、回転速度検出手段により
実アイドル回転速度を検出し、中間目標アイドル回転速
度設定手段により、実アイドル回転速度と最終目標アイ
ドル回転速度とに基づいて中間目標アイドル回転速度を
設定し、フィードバック制御手段により、実アイドル回
転速度と中間目標アイドル回転速度とに基づいて吸入空
気量制御手段の制御量を補正するようにしたものであ
る。

【００１１】このように、最終目標アイドル回転速度の
他に、中間目標アイドル回転速度を設定すれば、アイド
ル回転速度制御のむだ時間（遅れ要素）の変化やモデル
化誤差の影響を受けにくくなり、フィードバック制御の
安定性を維持しながら、高ゲイン化（高応答性）が可能
となり、フィードバック制御の高応答性と安定性とを両
立させることができると共に、収束性も高めることがで
きる。しかも、内燃機関の機種を展開する際に機種が変
わっても基本的な制御ロジックを変更する必要がないた
め、機種展開の容易性という要求も満たすことができ
る。更に、アイドル運転時の負荷急変時に該負荷急変を
事前に予測する手段を持たないシステム（例えばパワー
ステアリングの負荷投入を予測するパワーステアリング
負荷検出スイッチを持たないシステム）に本発明を適用
すれば、予測できない負荷急変が発生した場合でも、上
述した４つの要求を全てに渡って高次元で満足させるこ
とができる。その結果、アイドル運転中の負荷急変を事
前に予測する手段（例えばパワーステアリング負荷検出
スイッチ）を設ける必要がなくなり、その分、低コスト
化できるという利点もある。

【００１２】この場合、請求項２のように、アイドル回
転速度を調整する吸入空気量制御手段は、内燃機関の吸
気通路に設けられた電子制御式のスロットルバルブ、又
は該スロットルバルブをバイパスするバイパス吸気通路
に設けられたアイドル回転速度制御バルブ（ＩＳＣバル
ブ）のいずれであっても良い。

【００１３】また、請求項３のように、中間目標アイド
ル回転速度を設定する際に、中間目標アイドル回転速度
を前回演算時又は所定演算回数前の実アイドル回転速度
と最終目標アイドル回転速度との間に収まるように設定
するようにすると良い。このようにすれば、中間目標ア
イドル回転速度への追従性を向上することができる。

【００１４】更に、請求項４のように、中間目標アイド
ル回転速度を前回演算時又は所定演算回数前の実アイド
ル回転速度と最終目標アイドル回転速度との偏差に１未
満の正の係数を乗算した値と、最終目標アイドル回転速
度とを加算して前記中間目標アイドル回転速度を求める
ようにしても良い。このようにすれば、前回演算時（又
は所定演算回数前）の実アイドル回転速度と最終目標ア
イドル回転速度との間に収まる中間目標アイドル回転速
度を簡単な演算処理で設定することができ、中間目標ア
イドル回転速度を求める演算処理を簡略化することがで
きる。

【００１５】また、請求項５のように、吸入空気量制御
手段の制御補正量を算出する式には、中間目標アイドル
回転速度と実アイドル回転速度との偏差が大きくなるほ
ど、大きくなる項（例えば比例項）を含ませるようにし
ても良い。このようにすれば、むだ時間（遅れ要素）の
変化を吸入空気量制御手段の制御補正量に迅速に反映さ
せることができ、むだ時間の変化の変化に対するフィー
ドバック制御の応答性を更に向上することができる。

【００１６】また、請求項６のように、吸入空気量制御
手段の制御補正量を算出する式には、中間目標アイドル
回転速度と実アイドル回転速度との偏差の積算値が大き
くなるほど、大きくなる項（例えば積分項）を含ませる
ようにしても良い。このようにすれば、制御系が安定し
ているときの実アイドル回転速度と中間目標アイドル回
転速度との定常偏差（オフセット量）が少なくなり、中
間目標アイドル回転速度への収束性を向上することがで
きる。

【００１７】本発明は、実アイドル回転速度に対して中
間目標値を設定しても良いが、実アイドル回転速度と最
終目標アイドル回転速度との偏差に対して中間目標値を
設定しても良い。例えば、請求項７のように、実アイド
ル回転速度と最終目標アイドル回転速度との偏差の前回
値に基づいて、偏差の中間目標値を設定し、現在の実ア
イドル回転速度と最終目標アイドル回転速度との偏差と
中間目標値とに基づいて吸入空気量制御手段の制御補正
量を算出するようにしても良い。このように、実アイド
ル回転速度と最終目標アイドル回転速度との偏差に対し
て中間目標値を設定しても、実アイドル回転速度に対し
て中間目標値を設定した場合と同様の効果を得ることが
できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】［実施形態（１）］以下、本発明
の実施形態（１）を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略
構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管
１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、こ
のエアクリーナ１３の下流側には、吸入空気量を検出す
るエアフロメータ１４が設けられている。このエアフロ
メータ１４の下流側には、ＤＣモータ等のモータ３１に
よって駆動されるスロットルバルブ１５（吸入空気量制
御手段）が設けられ、このスロットルバルブ１５の開度
（スロットル開度）がスロットル開度センサ１６によっ
て検出される。エンジン運転中は、スロットル開度セン
サ１６によって検出した実スロットル開度を、アクセル
操作量等に応じて設定された目標スロットル開度に一致
させるようにスロットルバルブ１５の駆動モータ３１の
制御量をフィードバック制御する。

【００１９】また、スロットルバルブ１５の下流側に
は、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１
７に、吸気圧力を検出する吸気圧力センサ１８が設けら
れている。また、サージタンク１７には、エンジン１１
の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１９が設け
られ、各気筒の吸気マニホールド１９の吸気ポート近傍
に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り付け
られている。

【００２０】一方、エンジン１１の排気管２１の途中に
は、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２２が設置さ
れている。この触媒２２の上流側には、排出ガスの空燃
比（又は酸素濃度）を検出する空燃比センサ（又は酸素
センサ）２３が設けられている。また、エンジン１１の
シリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温セ
ンサ２４や、エンジン回転速度を検出する回転速度セン
サ２５（回転速度検出手段）が取り付けられている。

【００２１】これら各種のセンサ出力は、エンジン制御
回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３０に入力される。
このＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として
構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された
エンジン制御用の各プログラムを実行することで、燃料
噴射弁２０の燃料噴射量（空燃比）を制御すると共に、
点火プラグ２６の点火時期を制御する。更に、ＥＣＵ３
０は、アイドル運転中に後述する図３のＩＳＣ補正量算
出プログラムを実行することで、アイドル回転速度制御
（ＩＳＣ）を実行し、回転速度センサ２５で検出した実
アイドル回転速度を最終目標アイドル回転速度に一致さ
せるようにスロットル開度をフィードバック制御する。

【００２２】次に、このアイドル回転速度制御の具体的
な内容を説明する。図２に示すように、アイドル回転速
度制御の制御対象は、アイドル運転時の吸入空気量を制
御するスロットルバルブ１５、エンジン１１、実アイド
ル回転速度ＮＥ(i) を検出する回転速度センサ２５等か
らなる系である。この制御対象の入力は、基本ＩＳＣ制
御量に各種の補正量を加算（又は各種の補正係数を乗
算）したＩＳＣ制御量を、本実施形態のフィードバック
制御で算出したＩＳＣ補正量ＮＥcomp(i) で補正して求
めたＩＳＣ制御量であり、基本ＩＳＣ制御量は、エンジ
ン運転状態に応じてマップ又は数式により算出される。
また、制御対象の出力は、回転速度センサ２５で検出し
た実アイドル回転速度ＮＥ(i) である。

【００２３】本実施形態（１）のアイドル回転速度制御
の特徴は、現在の実アイドル回転速度ＮＥ(i) と最終目
標アイドル回転速度ＮＥｔｇ(i) との偏差（アイドル回
転速度偏差）ΔＮＥ(i) を算出すると共に、このアイド
ル回転速度偏差の前回値ΔＮＥ(i-1) に基づいて、アイ
ドル回転速度偏差の中間目標値ΔＮＥｍｉｄｔｇ(i)を
算出し、アイドル回転速度偏差の今回値ΔＮＥ(i) と中
間目標値ΔＮＥｍｉｄｔｇ(i) とに基づいてＩＳＣ補正
量ＮＥcomp(i) を算出する。

【００２４】このＩＳＣ補正量ＮＥcomp(i) の算出は、
図３のＩＳＣ補正量算出プログラムによって所定時間毎
又は所定クランク角毎に実行される。本プログラムが起
動されると、まず、ステップ１０１で、アイドル回転速
度制御（ＩＳＣ）の実行条件が成立しているか否かを、
例えばアクセルオフ且つ車両停止であるか否かによって
判定し、もし、このＩＳＣ実行条件が成立していなけれ
ば、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了す
る。

【００２５】これに対し、ステップ１０１で、ＩＳＣ実
行条件が成立していると判定されれば、ステップ１０２
に進み、回転速度センサ２５で検出した現在の実アイド
ル回転速度ＮＥ(i) を読み込み、次のステップ１０３
で、冷却水温やエアコン等の外部負荷に応じて設定した
最終目標アイドル回転速度ＮＥｔｇ(i) を読み込む。

【００２６】この後、ステップ１０４に進み、現在のア
イドル回転速度ＮＥ(i) と最終目標アイドル回転速度Ｎ
Ｅｔｇ(i) との偏差（アイドル回転速度偏差）ΔＮＥ
(i) を算出する。 ΔＮＥ(i) ＝ＮＥ(i) −ＮＥｔｇ(i)

【００２７】この後、ステップ１０５に進み、前回演算
時のアイドル回転速度偏差ΔＮＥ(i-1) に減衰率Ｋdec
を乗算して、アイドル回転速度偏差の中間目標値ΔＮＥ
ｍｉｄｔｇ(i) を求める。 ΔＮＥｍｉｄｔｇ(i) ＝Ｋdec ×ΔＮＥ(i-1)

【００２８】ここで、減衰率Ｋdec は、０＜Ｋdec ＜１
の範囲内で設定され、演算処理の簡略化のために固定値
としても良いが、例えば、エンジン運転状態に応じてマ
ップ又は数式により設定するようにしても良い。これら
ステップ１０２〜１０５の処理が特許請求の範囲でいう
中間目標値設定手段としての役割を果たす。

【００２９】この後、ステップ１０６に進み、中間目標
値ΔＮＥｍｉｄｔｇ(i) とアイドル回転速度偏差ΔＮＥ
(i) との偏差Ｅを算出する。 Ｅ＝ΔＮＥｍｉｄｔｇ(i) −ΔＮＥ(i)

【００３０】そして、次のステップ１０７で、偏差Ｅを
用いてＩＳＣ補正量ＮＥcomp(i) を次式により算出す
る。 ＮＥcomp(i) ＝Ｋp ×Ｅ＋ｆ( ＮＥｔｇ(i) ）

【００３１】ここで、Ｋp は比例ゲインであり、ｆ( Ｎ
Ｅｔｇ(i) ）は、最終目標アイドル回転速度ＮＥｔｇ
(i) をパラメータとするマップ又は数式により算出され
る。これらステップ１０６、１０７の処理が特許請求の
範囲でいうフィードバック制御手段としての役割を果た
す。

【００３２】この後、ステップ１０８に進み、今回のΔ
ＮＥ(i) を前回のΔＮＥ(i-1) として記憶して本プログ
ラムを終了する。

【００３３】エンジン運転中は、エンジン運転状態に応
じて基本ＩＳＣ制御量をマップ又は数式により算出する
と共に、この基本ＩＳＣ制御量に各種補正量を加算して
ＩＳＣ制御量を求め、このＩＳＣ制御量にＩＳＣ補正量
ＮＥcomp(i) を乗算して最終的なＩＳＣ制御量を求め、
このＩＳＣ制御量でスロットルバルブ１５の駆動モータ
３１を駆動して、実アイドル回転速度を最終目標アイド
ル回転速度ＮＥｔｇ(i) にフィードバック制御する。

【００３４】図４は、パワーステアリングの負荷投入を
予測するパワーステアリング負荷検出スイッチを持たな
いシステムについて、本実施形態（１）のアイドル回転
速度制御を行った場合の一例を示している。パワーステ
アリング負荷検出スイッチを持たないシステムでは、パ
ワーステアリング負荷の急変を事前に予測できないた
め、従来のアイドル回転速度制御では、パワーステアリ
ング負荷が急変しても、ＩＳＣ補正量が０のままであ
る。このため、従来のアイドル回転速度制御では、パワ
ーステアリング負荷が急変すると、実アイドル回転速度
が最終目標アイドル回転速度から大きく変動し、しか
も、実アイドル回転速度が最終目標アイドル回転速度に
戻るまでの時間が長くなる。

【００３５】これに対し、本実施形態（１）のアイドル
回転速度制御では、パワーステアリング負荷が急変する
と、それに応じてＩＳＣ補正量が発生し、このＩＳＣ補
正量によってＩＳＣ制御量が実アイドル回転速度の変動
を少なくする方向に補正される。このため、パワーステ
アリング負荷検出スイッチを持たないシステムでも、パ
ワーステアリング負荷が急変したときの実アイドル回転
速度の変動量が少なくなると共に、実アイドル回転速度
が最終目標アイドル回転速度に戻るまでの時間が短くな
り、アイドル回転速度制御に要求される高応答性、収束
性、安定性を確保できる。しかも、エンジン機種を展開
する際にエンジン機種が変わっても基本的な制御ロジッ
クを変更する必要がないため、機種展開の容易性という
要求も満たすことができる。更に、アイドル運転中の負
荷急変を事前に予測する手段（例えばパワーステアリン
グ負荷検出スイッチ）を設ける必要がなくなるため、そ
の分、低コスト化できるという利点もある。

【００３６】［実施形態（２）］上記実施形態（１）で
は、現在の実アイドル回転速度ＮＥ(i) と最終目標アイ
ドル回転速度ＮＥｔｇ(i) との偏差の前回値ΔＮＥ(i-
1) に対して中間目標値ΔＮＥｍｉｄｔｇ(i) を設定
し、アイドル回転速度偏差の今回値ΔＮＥ(i) と中間目
標値ΔＮＥｍｉｄｔｇ(i) との偏差に基づいてＩＳＣ補
正量ＮＥcomp(i) を算出するようにしたが、図５乃至図
７に示す本発明の実施形態（２）では、現在の実アイド
ル回転速度ＮＥ(i) と最終目標アイドル回転速度ＮＥｔ
ｇ(i) とに基づいて中間目標アイドル回転速度ＮＥｍｉ
ｄｔｇ(i) を設定し、実アイドル回転速度ＮＥ(i) と中
間目標アイドル回転速度ＮＥｍｉｄｔｇ(i) とに基づい
てＩＳＣ補正量ＮＥcomp(i) を算出するようにしてい
る。

【００３７】このＩＳＣ補正量ＮＥcomp(i) の算出は、
図５のＩＳＣ補正量算出プログラムによって所定時間毎
又は所定クランク角毎に実行される。本プログラムが起
動されると、まず、ステップ２０１で、アイドル回転速
度制御（ＩＳＣ）の実行条件が成立しているか否かを、
例えばアクセルオフ且つ車両停止であるか否かによって
判定し、もし、このＩＳＣ実行条件が成立していなけれ
ば、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了す
る。

【００３８】これに対し、ステップ２０１で、ＩＳＣ実
行条件が成立していると判定されれば、ステップ２０２
に進み、回転速度センサ２５で検出した現在の実アイド
ル回転速度ＮＥ(i) を読み込み、次のステップ２０３
で、冷却水温やエアコン等の外部負荷に応じて設定した
最終目標アイドル回転速度ＮＥｔｇ(i) を読み込む。

【００３９】この後、ステップ２０４に進み、前回演算
時の実アイドル回転速度ＮＥ(i-1)と最終目標アイドル
回転速度ＮＥtg(i) とに基づいて中間目標アイドル回転
速度ＮＥmidtg(i)を図６のマップを用いて算出する。こ
の図６のマップは、非線型単調増加関数によって表され
る。この非線型単調増加関数は、前回演算時の実アイド
ル回転速度ＮＥ(i-1) が最終目標アイドル回転速度ＮＥ
tg(i) よりも小さい領域では、中間目標アイドル回転速
度ＮＥmidtg(i)が傾き１、接片０の直線よりも上方に位
置し、反対に、前回演算時の実アイドル回転速度ＮＥ(i
-1) が最終目標アイドル回転速度ＮＥtg(i) よりも大き
い領域では、中間目標アイドル回転速度ＮＥmidtg(i)が
傾き１、接片０の直線よりも下方に位置するように設定
されている。これにより、前回演算時の実アイドル回転
速度ＮＥ(i-1) と最終目標アイドル回転速度ＮＥtg(i)
との間に中間目標アイドル回転速度ＮＥmidtg(i)が設定
される。

【００４０】尚、中間目標アイドル回転速度ＮＥmidtg
(i)は、次式により算出するようにしても良い。 ＮＥmidtg(i)＝ＮＥtg(i) ＋Ｋdec ×｛ＮＥ(i-1) −Ｎ
Ｅtg(i) ｝

【００４１】上式において、Ｋdec は減衰率であり、０
＜Ｋdec ＜１の範囲内で設定される。この減衰率Ｋdec
は、演算処理の簡略化のために固定値としても良いが、
例えば、エンジン運転状態（例えば吸入空気量、実アイ
ドル回転速度等）に応じてマップ又は数式により設定す
るようにしても良い。上記ステップ２０２〜２０４の処
理が特許請求の範囲でいう中間目標アイドル回転速度設
定手段としての役割を果たす。

【００４２】中間目標アイドル回転速度ＮＥmidtg(i)の
算出後、ステップ２０５に進み、中間目標アイドル回転
速度ＮＥmidtg(i)と実アイドル回転速度ＮＥ(i) との偏
差ΔＮＥ(i) を算出する。 ΔＮＥ(i) ＝ＮＥmidtg(i)−ＮＥ(i)

【００４３】そして、次のステップ２０６で、前回まで
の偏差ΔＮＥの積算値ΣΔＮＥ(i-1) に今回の偏差ΔＮ
Ｅ(i) を積算して、今回までの偏差ΔＮＥの積算値ΣΔ
ＮＥ(i) を求める。 ΣΔＮＥ(i) ＝ΣΔＮＥ(i-1) ＋ΔＮＥ(i)

【００４４】この後、ステップ２０７に進み、ＩＳＣ補
正量ＮＥcomp(i) を次式により算出する。 ＮＥcomp(i) ＝Ｆsat （Ｋ1 ×ΔＮＥ(i) ＋Ｋ2 ×ΣΔ
ＮＥ(i) ）＋ｆ( ＮＥtg(i) ）

【００４５】上式において、Ｆsat は図７に示すような
特性の飽和関数であり、ＩＳＣ補正量ＮＥcomp(i) は、
Ｋ1 ×ΔＮＥ(i) ＋Ｋ2 ×Σ（ΔＮＥ(i) ）の演算値を
上限ガード値と下限ガード値でガード処理して求められ
る。

【００４６】上式において、Ｋ1 は比例ゲイン、Ｋ2 は
積分ゲインである。従って、Ｋ1 ×ΔＮＥ(i) は比例項
であり、中間目標アイドル回転速度ＮＥmidtg(i)と実ア
イドル回転速度ＮＥ(i) との偏差ΔＮＥ(i) が大きくな
るほど、大きくなる。また、Ｋ2 ×ΣΔＮＥ(i) は積分
項であり、中間目標アイドル回転速度ＮＥmidtg(i)と実
アイドル回転速度ＮＥ(i) との偏差ΔＮＥ(i) の積算値
が大きくなるほど、大きくなる。また、ｆ( ＮＥtg(i)
）は、最終目標アイドル回転速度ＮＥtg(i) をパラメ
ータとするマップ又は数式により算出される。これらス
テップ２０５〜２０７の処理が特許請求の範囲でいうフ
ィードバック制御手段としての役割を果たす。

【００４７】ＩＳＣ補正量ＮＥcomp(i) の算出後、ステ
ップ２０８に進み、今回のΔＮＥ(i) とΣΔＮＥ(i) を
それぞれ前回のΔＮＥ(i-1) とΣΔＮＥ(i-1) として記
憶して本プログラムを終了する。

【００４８】以上説明した本実施形態（２）によれば、
前回演算時の実アイドル回転速度ＮＥ(i-1) と最終目標
アイドル回転速度ＮＥtg(i) とに基づいて中間目標アイ
ドル回転速度ＮＥmidtg(i)を算出し、この中間目標アイ
ドル回転速度ＮＥmidtg(i)と実アイドル回転速度ＮＥ
(i) との偏差ΔＮＥ(i) に基づいてＩＳＣ補正量ＮＥco
mp(i) を算出するようにしたので、制御対象のむだ時間
（遅れ要素）の変化やモデル化誤差の影響を受けにくく
なり、アイドル回転速度制御の安定性を維持しながら、
高ゲイン化（高応答性）が可能となり、空燃比フィード
バック制御の高ゲイン化と安定性とを両立させることが
できると共に、収束性も高めることができる。

【００４９】尚、本実施形態（２）では、中間目標アイ
ドル回転速度ＮＥmidtg(i)を算出する際に前回演算時の
実アイドル回転速度ＮＥ(i-1) を用いたが、所定演算回
数前の実アイドル回転速度ＮＥ(i-n) を用いても良い。

【００５０】また、各実施形態（１），（２）のアイド
ル回転速度制御システムは、アイドル運転時にスロット
ルバルブ１５の開度を制御してアイドル運転時の吸入空
気量を調整してアイドル回転速度を制御するようにした
が、スロットルバルブ１５をバイパスするバイパス通路
を流れる空気量を調整するアイドル回転速度制御バルブ
（ＩＳＣＶ）によってアイドル回転速度を制御するよう
にしても良い。

【００５１】その他、スライディングモード制御を利用
したアイドル回転速度制御に本発明を応用しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態（１）を示すエンジン制御シ
ステム全体の概略構成図

【図２】実施形態（１）のアイドル回転速度制御システ
ムの機能を概略的に示すブロック図

【図３】実施形態（１）のＩＳＣ補正量算出プログラム
の処理の流れを示すフローチャート

【図４】実施形態（１）のアイドル回転速度制御の挙動
を示すタイムチャート

【図５】実施形態（２）のＩＳＣ補正量算出プログラム
の処理の流れを示すフローチャート

【図６】前回演算時の実アイドル回転速度ＮＥ(i-1) に
応じて中間目標アイドル回転速度ＮＥmidtg(i)を設定す
るマップを概念的に示す図

【図７】ＩＳＣ補正量ＮＥcomp(i) を算出する飽和関数
を説明する図

【符号の説明】

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１４…エ
アフローメータ、１５…スロットルバルブ（吸入空気量
制御手段）、１６…スロットル開度センサ、２０…燃料
噴射弁、２１…排気管、２２…触媒、２５…回転速度セ
ンサ（回転速度検出手段）、３０…ＥＣＵ（中間目標ア
イドル回転速度設定手段，中間目標値設定手段，フィー
ドバック制御手段）、３１…モータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G065 AA11 CA00 DA05 EA03 FA08 FA12 GA01 GA05 GA10 GA41 KA36 3G084 BA05 BA06 CA03 DA05 EA11 EB08 EB12 FA29 FA33 3G301 JA14 KA07 KA28 LA03 LA04 LB01 LC03 NA03 NA04 NA08 NB14 NB15 NC02 ND02 NE17 NE19 PA01Z PA07Z PA11Z PD03Z PE01A PE01Z PE08Z PF01Z PF13Z PF14Z

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のアイドル運転時の吸入空気量
   を制御する吸入空気量制御手段と、内燃機関の実アイド
   ル回転速度を検出する回転速度検出手段とを備え、アイ
   ドル運転時に前記回転速度検出手段で検出した実アイド
   ル回転速度を最終目標アイドル回転速度に一致させるよ
   うに前記吸入空気量制御手段をフィードバック制御する
   内燃機関のアイドル回転速度制御装置において、 アイドル運転時に前記回転速度検出手段で検出した実ア
   イドル回転速度と前記最終目標アイドル回転速度とに基
   づいて中間目標アイドル回転速度を設定する中間目標ア
   イドル回転速度設定手段と、 アイドル運転時に前記実アイドル回転速度と前記中間目
   標アイドル回転速度とに基づいて前記吸入空気量制御手
   段の制御量を補正するフィードバック制御手段とを備え
   ていることを特徴とする内燃機関のアイドル回転速度制
   御装置。
2. 【請求項２】 前記吸入空気量制御手段は、内燃機関の
   吸気通路に設けられた電子制御式のスロットルバルブ、
   又は、該スロットルバルブをバイパスするバイパス吸気
   通路に設けられたアイドル回転速度制御バルブであるこ
   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
   転速度制御装置。
3. 【請求項３】 前記中間目標アイドル回転速度設定手段
   は、前記中間目標アイドル回転速度を前回演算時又は所
   定演算回数前の前記実アイドル回転速度と前記最終目標
   アイドル回転速度との間に収まるように設定することを
   特徴とする請求項１又は２に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】 前記中間目標アイドル回転速度設定手段
   は、前記中間目標アイドル回転速度を前回演算時又は所
   定演算回数前の前記実アイドル回転速度と前記最終目標
   アイドル回転速度との偏差に１未満の正の係数を乗算し
   た値と、最終目標アイドル回転速度とを加算して前記中
   間目標アイドル回転速度を求めることを特徴とする請求
   項１乃至３のいずれか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】 前記吸入空気量制御手段の制御補正量を
   算出する式には、前記中間目標アイドル回転速度と前記
   実アイドル回転速度との偏差が大きくなるほど、大きく
   なる項が含まれていることを特徴とする請求項１乃至４
   のいずれかに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】 前記吸入空気量制御手段の制御補正量を
   算出する式には、前記中間目標アイドル回転速度と前記
   実アイドル回転速度との偏差の積算値が大きくなるほ
   ど、大きくなる項が含まれていることを特徴とする請求
   項１乃至５のいずれかに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】 内燃機関のアイドル運転時の吸入空気量
   を制御する吸入空気量制御手段と、内燃機関の実アイド
   ル回転速度を検出する回転速度検出手段とを備え、アイ
   ドル運転時に前記回転速度検出手段で検出した実アイド
   ル回転速度を最終目標アイドル回転速度に一致させるよ
   うに前記吸入空気量制御手段をフィードバック制御する
   内燃機関のアイドル回転速度制御装置において、 アイドル運転時に前記回転速度検出手段で検出した実ア
   イドル回転速度と前記最終目標アイドル回転速度との偏
   差の前回値に基づいてその偏差の中間目標値を設定する
   中間目標値設定手段と、 アイドル運転時に前記実アイドル回転速度と前記最終目
   標アイドル回転速度との偏差と前記中間目標値とに基づ
   いて前記吸入空気量制御手段の制御量を補正するフィー
   ドバック制御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速度制御装置。