JP2007071172A - ディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御方法及びアイドル回転速度制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高地での冷間始動直後のアイドル状態より車両を発進させる場合においても、確実に車両発進の可能なアイドル回転速度制御方法を提供する。
【解決手段】 運転条件に応じて目標アイドル回転速度基本値を算出する目標アイドル回転速度基本値算出処理手順と、エンジンの始動に際してアイドル回転速度に対する余裕駆動トルクの特性を環境条件に応じて作成する余裕駆動トルク特性作成処理手順と、この作成した余裕駆動トルクの特性に基づいて、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するのに不十分な場合であるか否かを判定する判定処理手順と、この判定結果より、車両の発進性を確保するに不十分な場合に、必要な余裕駆動トルクが確保されるまで目標アイドル回転速度を前記目標アイドル回転速度基本値よりも上昇させる目標アイドル回転速度上昇処理手順とをエンジンコントローラ（１１）が含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御方法及びアイドル回転速度制御装置、特に車両発進時の制御に関する。

ディーゼルエンジンにおいて、エンジンが十分暖まってないときの冷間時制限燃料噴射量を通常時制限燃料噴射量とは別に定め、両者のうち大きい方を選択して燃料噴射量とするものがある（特許文献１参照）。
特開２００１−２６３１３１号公報

ところで、車両停止時のアイドル状態でエンジンの有する余裕駆動トルクが車両発進時のトルクとして用いられる。ここで、余裕駆動トルクとは、エンジンの発生し得るトルクからフリクショントルクを差し引いたものである。この場合に、車両発進時に発生し勝ちなスモークを抑制するため、空気過剰率が１．１〜１．３といったスモーク制限空気過剰率を超えることがないように燃料噴射量を制限することが行われている。このため、エンジンの発生し得るトルクは、空気過剰率により制約を受けている場合には、スモーク制限空気過剰率により制限されるトルク（このトルクを以下「スモーク制限トルク」という。）となる。従って、余裕駆動トルクはスモーク制限トルクからフリクショントルクと、車両の走行抵抗（≒平坦路では転がり抵抗）をエンジントルクに換算した値とを差し引いたものである。

さて、車両停止時のアイドル状態で上記の余裕駆動トルクが小さくなると、車両を発進させることができないことがある。例えば、高地では空気密度が小さくなるため、同じ空気量（体積）がエンジンに入っていても、実質的に空気量（質量）が減少するため高地のほうが海岸近くにある低地よりもスモーク制限トルクが減少する。一方、フリクショントルクは冷間時に大きく、エンジンが暖機されるにつれて小さくなってゆく。従って、高地での冷間始動直後のアイドル状態で余裕駆動トルクが最も小さくなり、このとき、車両の発進に要する駆動トルクとの関係で、余裕駆動トルクが車両の発進性を確保するに不十分な場合には車両を発進させることができなくなる。

こうした問題に対処するには、余裕駆動トルクを推定し、その推定した余裕駆動トルクによれば車両の発進性を確保するに不十分な場合であると判断されるとき、余裕駆動トルクを増やすため目標アイドル回転速度を上昇させることが必要である。

しかしながら、上記特許文献１の技術によれば、車両停止時のアイドル状態で余裕駆動トルクを推定することはしていない。これは、上記の冷間時制限燃料噴射量は簡単にはフリクショントルクに、また上記通常時制限燃料噴射量は簡単にはスモーク制限トルクに対応する値であるので、これら制限燃料噴射量のうち大きい方を選択しても、余裕駆動トルクに対応する値とならないためである。

このため、上記特許文献１の技術をそのまま高地で停車している冷間始動直後のアイドル状態に適用したのでは、車両を発進できないことがある。

そこで本発明は、高地での冷間始動直後のアイドル状態より車両を発進させる場合においても、確実に車両を発進させることが可能なディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御方法及び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。

本発明は、運転条件に応じて目標アイドル回転速度基本値（ＮＳＥＴ０）を算出し、エンジンの始動に際してアイドル回転速度に対する余裕駆動トルク（Ｔｒｑｙｏｙｕ）の特性を環境条件（高度、冷却水温）に応じて作成し、この作成した余裕駆動トルク（Ｔｒｑｙｏｙｕ）の特性に基づいて、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値（ＮＳＥＴ０）を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するのに不十分な場合であるか否かを判定し、この判定結果より、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値（ＮＳＥＴ０）を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するに不十分な場合に、必要な余裕駆動トルクが確保されるまで目標アイドル回転速度を前記目標アイドル回転速度基本値（ＮＳＥＴ０）よりも上昇させ、車両停止状態で始動した後のアイドル時に実回転速度がこの上昇させた目標アイドル回転速度と一致するように燃料噴射量をフィードバック制御するように構成する。

また、本発明は、運転条件に応じて目標アイドル回転速度基本値（ＮＳＥＴ０）を算出し、エンジンの始動に際してアイドル回転速度に対する余裕駆動トルク（Ｔｒｑｙｏｙｕ）の特性を環境条件に応じて作成し、この作成した余裕駆動トルク（Ｔｒｑｙｏｙｕ）の特性に基づいて、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値（ＮＳＥＴ０）を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するのに十分でもトルクの一時的な落ち込みが生じる場合であるか否かを判定し、この判定結果より、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値（ＮＳＥＴ０）を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するに十分でもトルクの一時的な落ち込みが生じる場合に、前記作成した余裕駆動トルク（Ｔｒｑｙｏｙｕ）のうち最低値（Ｔｒｑｍｉｎ）のときのアイドル回転速度（ａ）まで目標アイドル回転速度を前記目標アイドル回転速度基本値（ＮＳＥＴ０）よりも上昇させ、車両停止状態で始動した後のアイドル時に実回転速度がこの上昇させた目標アイドル回転速度と一致するように燃料噴射量をフィードバック制御するように構成する。

本発明によれば、運転条件に応じて目標アイドル回転速度基本値を算出し、エンジンの始動に際してアイドル回転速度に対する余裕駆動トルクの特性を環境条件に応じて作成し、この作成した余裕駆動トルクの特性に基づいて、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するのに不十分な場合であるか否かを判定し、この判定結果より、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するに不十分な場合に、必要な余裕駆動トルクが確保されるまで目標アイドル回転速度を前記目標アイドル回転速度基本値よりも上昇させ、車両停止状態で始動した後のアイドル時に実回転速度がこの上昇させた目標アイドル回転速度と一致するように燃料噴射量をフィードバック制御するので、車両発進に要する駆動トルクに相当する余裕駆動トルクを直接推定していることになり、高地かつ冷間時のアイドル状態からの車両発進時であっても、一定水準の車両発進性を確保しつつ、最小限のアイドル回転速度の上昇にとどめることができ、燃費へのはねかえりを最小とすることができる。

また、本発明によれば、運転条件に応じて目標アイドル回転速度基本値を算出し、エンジンの始動に際してアイドル回転速度に対する余裕駆動トルクの特性を環境条件に応じて作成し、この作成した余裕駆動トルクの特性に基づいて、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するのに十分でもトルクの一時的な落ち込みが生じる場合であるか否かを判定し、この判定結果より、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するに十分でもトルクの一時的な落ち込みが生じる場合に、前記作成した余裕駆動トルクのうち最低値のときのアイドル回転速度まで目標アイドル回転速度を前記目標アイドル回転速度基本値よりも上昇させ、車両停止状態で始動した後のアイドル時に実回転速度がこの上昇させた目標アイドル回転速度と一致するように燃料噴射量をフィードバック制御するので、車両発進に要する駆動トルクに相当する余裕駆動トルクを直接推定していることになり、高地かつ冷間時のアイドル状態からの車両発進時であっても、一定水準の車両発進性を確保しつつ、最小限のアイドル回転速度の上昇にとどめることができ、燃費へのはねかえりを最小とすることができるほか、車両発進中のもたつき（ヘジテーション）や息つき等の発生をも防止できる。

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１はエンジンのアイドル回転速度制御方法の実施に直接使用するエンジンのアイドル回転速度制御装置を備える車両の概略構成図を示している。

車両は、図１に示すように、エンジン１と、トルクコンバータ２１を備えた自動変速機２２と、駆動軸２４と、ファイナルギア２５と、左右の駆動軸に連結された駆動輪２６Ａ、２６Ｂとを備えて構成されている。

自動変速機２２には、遊星歯車機構などの回転要素からなる動力伝達経路を選択的に切換える摩擦締結要素を有しており、この摩擦締結要素への油圧を、複数のクラッチやブレーキ、ソレノイド弁等から構成される油圧制御装置２３が制御する。例えば、自動変速機用コントロールユニット３１からのデューティ信号などの油圧制御信号に基づいて油圧制御装置２３が油圧（例えばライン圧）を変更することで、上記の摩擦締結要素が締結または開放され、これにより変速が行われる。

自動変速機用コントロールユニット３１には、入力軸回転速度センサ３２からの入力軸回転速度Ｎｔ、出力軸回転速度センサ３３からの出力軸回転速度Ｎｏ（車速ＶＳＰ）、自動変速機２２の変速レンジを切換えるレンジ選択レバー３４やインヒビタースイッチからのセレクト信号、車輪速センサ３５からの左右の車輪速、ブレーキスイッチ３６からのブレーキ信号が、エンジンコントロールユニット１１を介して入力される信号（アクセル開度センサ１２からのアクセル踏み込み量ＡＰＯ（またはスロットル開度）、クランク角センサ１３からのエンジン回転速度など）と共に入力され、これらの信号に基づいて最適な目標変速比を演算し、その演算した目標変速比（変速段）となるように、自動変速機２２の油圧制御装置２３を制御する。

図２はディーゼルエンジンの概略構成図を示している。図２において、１はディーゼルエンジンで、２は吸気通路、３は排気通路、４は排気中のパティキュレートを捕集するフィルタ、９はターボ過給機を示している。

エンジンコントロールユニット１１には、アクセル開度センサ１２からのアクセル踏み込み量ＡＰＯ、クランク角センサ１３からのエンジン回転速度、エアフローメータ１４からの吸入空気量の各信号が入力され、これらの信号に基づいて、エンジンへの燃料噴射制御を行う。例えば、全負荷付近で多く発生するスモークを防止するため、エアフローメータ１４の出力から算出されるシリンダ吸入空気量とエンジン回転速度に応じて最大噴射量を定めており、アクセル開度に応じた基本燃料噴射量をこの最大噴射量で制限し、この制限後の燃料噴射量を最適な時期に燃料噴射装置（例えばサプライポンプ６、コモンレール７、インジェクタ８からなるコモンレール式噴射装置）を用いて噴射する。

一方、アイドル時には、目標アイドル回転速度ＮＳＥＴを設定し、実際のアイドル回転速度がこの目標アイドル回転速度ＮＳＥＴと一致するようにアイドル回転速度のフィードバック制御を行う。

さらに、車両停止時のアイドル状態からの車両発進性を高めるため、運転条件に応じて目標アイドル回転速度の基本値ＮＳＥＴ０を算出し、エンジンの始動前にアイドル回転速度に対する余裕駆動トルクの特性を、高度や冷却水温といった環境条件に応じて作成し、この作成した余裕駆動トルクの特性に基づいて、実回転速度が目標アイドル回転速度の基本値ＮＳＥＴ０を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するのに不十分な場合であるか否かを判定し、この判定結果より、実回転速度が目標アイドル回転速度の基本値ＮＳＥＴ０を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するに不十分な場合に、必要な余裕駆動トルクが確保されるまで目標アイドル回転速度ＮＳＥＴを上記の基本値ＮＳＥＴ０よりも上昇させ、車両停止状態で始動した後のアイドル時に実回転速度がこの上昇させた目標アイドル回転速度ＮＳＥＴと一致するように燃料噴射量をフィードバック制御する。

また、上記作成した余裕駆動トルクの特性に基づいて、実回転速度が目標アイドル回転速度の基本値ＮＳＥＴ０を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するのに十分でもトルクの一時的な落ち込みが生じる場合であるか否かを判定し、この判定結果より、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するに十分でもトルクの一時的な落ち込みが生じる場合に、上記作成した余裕駆動トルクのうち最低値のときのアイドル回転速度まで目標アイドル回転速度ＮＳＥＴを上昇させ、車両停止状態で始動した後のアイドル時に実回転速度がこの上昇させた目標アイドル回転速度ＮＳＥＴと一致するように燃料噴射量をフィードバック制御する。

なお、余裕駆動トルクの特性を作成する際の環境条件として、高度以外にも吸入空気量を算出するために外気温を用いたり、あるいは冷却水温以外にもエンジン油温、自動変速機油温等を用いることが可能である。

エンジンコントロールユニット１１により実行される車両停止状態から車両発進時にかけての、このアイドル回転速度制御を図３、図１５のフローチャートを参照して詳述する。

まず、図３は目標アイドル回転速度ＮＳＥＴを設定するためのものである。図３のフローは処理の流れを示しており、一定周期で繰り返し実行するものではない。

ステップ１ではイグニッションスイッチ１７（図３では「ＩＧＮ ＳＷ」で略記）がＯＮになったか否かをみる。イグニッションスイッチ１７がＯＮになっていれば、ステップ２に進み、水温センサ１５により検出されるそのときの冷却水温等（運転条件）に基づいて目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０を算出する。目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０の算出方法としては、公知の方法を用いればよい。

ステップ３では車両停止時かつアクセルペダルが踏み込まれていない状態であるか否かをみる。例えば、アクセル開度センサ１２により検出されるアクセル踏み込み量ＡＰＯがゼロであり、かつ出力軸回転速度Ｎｏより算出される車速ＶＳＰがゼロ近傍にあれば車両停止時かつアクセルペダルが踏み込まれていない状態であると判断する。車両停止時であってもアクセルペダルが踏み込まれている状態であるときにはそのまま処理を終了する。

車両停止時かつアクセルペダルが踏み込まれていない状態であるときにはステップ４に進んでアイドル回転速度に対する余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性を作成する。この余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性の作成については図４のフローにより説明する。

図４（図３のステップ４のサブルーチン）において、ステップ２１ではスモーク制限トルクαの特性を作成する。ここで、スモーク制限トルクとは、アイドル状態からの車両の発進時にスモークが排出されることのないように、スモーク限界の空気過剰率あるいはスモーク限界の空気過剰率近傍の値から定まる燃料噴射量をエンジンに供給したときに発生するエンジントルクのことである。

このスモーク制限トルクαの特性の作成方法について次に説明する。

図５はアイドル時の空気量Ｑａ０の特性で、標準エンジンに対してアイドル回転速度と高度とをパラメータとして予め設定しているものである。ここで、標準エンジンとは、エンジンの仕様通りのエンジンのことで、実際のエンジンには個体差があるため、この特性通りの特性から外れることがある。

平地（低地）でまず考えると、アイドル回転速度を高くするほど、図示のようにエンジンに流入するアイドル時の空気量Ｑａ０が増えていく（一点鎖線の特性を参照）。また、ターボ過給機９は回転速度が低い低回転速度領域では働かないが、この低回転速度領域を外れるとターボ過給機９が働いてアイドル時の空気量Ｑａ０が急激に増えてゆく。さらに、高地になるほど空気密度が小さくなるため、エンジンに流入するアイドル時の空気量Ｑａ０が実質的に減ることになり、アイドル時の空気量Ｑａ０の特性は一点鎖線より破線へ、破線より実線へと移ってゆく。

大気圧センサ１９（エンジンコントロールユニット１１に内蔵されている）により検出される高度から図５の特性のうちより、そのときの高度でのアイドル時空気量Ｑａ０の特性を選択する。ここでは、例えば高地であるため、実線で示した特性が選択されたとする。

一方、アイドル状態からの車両の発進時にスモークが発生しないようにスモーク制限空気過剰率λｌｍｔを図６のように定めているため、この制限空気過剰率λｌｍｔの特性と、上記アイドル時空気量Ｑａ０の特性とを用いてアイドル回転速度毎に、スモーク制限空気過剰率のときに発生可能なトルクをスモーク制限トルクαとして次式により算出し、算出した多数のデータを整理すれば、アイドル回転速度をパラメータとする図７に示したようなアイドル回転速度に対するスモーク制限トルクαの特性を作成することができる。

Ｑｆｌｍｔ＝Ｑａ０／（λｌｍｔ×λ） …（１）
α＝Ｋ１×Ｑｆｌｍｔ …（２）
ただし、Ｑｆｌｍｔ：制限燃料噴射量、
Ｋ１ ：係数（一定値）、
λ ：理論空燃比（例えば軽油を用いた場合１４．６）
（２）式の係数Ｋは、制限燃料噴射量Ｑｆｌｍｔをエンジントルクへと換算するための係数である。

ステップ２２ではエンジン１のフリクショントルクβの特性を作成する。このフリクショントルクβの特性の作成方法について次に説明する。

図８は基本フリクショントルクβ０の特性で、標準エンジンに対してアイドル回転速度と冷却水温とをパラメータとして予め設定しているものである。基本フリクショントルクβ０は、同じ冷却水温であれば、アイドル回転速度が大きくなるほど大きくなり、また、基本フリクショントルクβ０の特性は冷却水温が低くなるほど一点鎖線から破線へ、破線より実線へと移ってゆく。

水温センサ１５により検出される冷却水温Ｔｗから図８の特性のうちより、そのときの冷却水温での基本フリクショントルクβ０の特性を選択する。ここでは、例えば冷間時のため実線で示した特性が選択されたとする。

この選択された基本フリクショントルクβ０の特性に対し各種補正を行ったものをフリクショントルクβの特性として作成する。この各種補正は公知であり、例えば、自動変速機のレンジ選択レバー３４により検出されるシフト位置がＤレンジにあるときにはＮレンジにあるときよりも一定値を基本フリクショントルクβ０に加算した値をフリクショントルクβとする。また、電機負荷がエンジンに加わっているいるときにはその電機負荷駆動分のトルク（一定値）を基本フリクショントルクβ０に加算した値をフリクショントルクβとする。

この結果、冷間時には図９に示したようなアイドル回転速度に対するフリクショントルクβの特性を作成することができる。

ステップ２３では車両の走行抵抗γを算出する。この走行抵抗γの算出方法について次に説明する。

図１０は車両の走行抵抗の特性で、路面の傾斜角（または斜度）と車両重量とをパラメータとして予め設定しているものである。ただし、ここでは車両の発進時で考えているため、走行抵抗に空気抵抗は含ませておらず、主にころがり抵抗と勾配抵抗とを含むものである。

ここで、路面の傾斜角がゼロのときが平坦路である。傾斜角が正の領域は車両を上り方向に発進させる場合を、この逆に傾斜角が負の領域は車両を下り方向に発進させる場合を示している。なお、車両の発進には前進する場合のほか後退する場合を含んでいる。図１０横軸において正の領域と負の領域とでは同じ目盛でない。

図１０のように、走行抵抗は車両重量が同じであれば路面の傾斜角が正の領域で大きくなるほど大きくなる。また、走行抵抗の特性は車両重量が大きくなると破線より実線へと移る。

車両重量と、Ｇセンサ２０により検出される傾斜角とから図１０の特性を検索することにより、そのときの路面傾斜角及び車両重量での走行抵抗Ｒを算出する。

ステップ２４では、この算出した走行抵抗Ｒを、自動変速機２２のギヤ比、伝達効率、トルクコンバータ２１のトルク比等を用いてエンジントルクγに換算する。

路面の傾斜角を検出するにはＧセンサ２０を設けなくともかまわない。例えば、車両停止直前の車輪速あるいは車速ＶＳＰの微分値より路面の傾斜角を推定できるので、その推定した傾斜角を車両停止時に記憶させておけば、その後のエンジンの再始動時にその記憶させている傾斜角を用いることができる。また、ナビゲーションシステムを備えている車両では、地図情報より路面の傾斜角を推定するように構成してやればよい。

ここでいう車両重量は、車体重量と乗員の重量との和であることが好ましい。座席に乗員が座っているか否かを検出する座席スイッチ（車両重量推定手段）を用いて、このスイッチを各補助席に設けておくことにより、次式により車両重量を推定することができる。

車両重量＝（スイッチがＯＮとなった数）×（乗員一人当たりの重量）
＋運転者の重量＋車体重量 …（３）
（３）式の車体重量は車両の仕様より既知であり、乗員一人当たりの重量、運転者の重量としては適合値を入れておけばよい。

ステップ２５では、図７に示したアイドル回転速度に対するスモーク限界トルクαの特性と、図９に示したアイドル回転速度に対するフリクショントルクβの特性と、走行抵抗のエンジントルクへの換算値γとを用いて、アイドル回転速度毎にスモーク制限トルクαからフリクショントルクβと走行抵抗のエンジントルクへの換算値γとを差し引くことにより、アイドル回転速度毎の余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕのデータを得てそれらデータを整理すれば、図１１に示したようなアイドル回転速度に対する余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性を作成することができる（実線特性を参照）。

ここでは、図５において実線のアイドル時空気量Ｑａ０を選択しかつ図８において実線の基本フリクショントルクβ０を選択した場合に図１１において実線特性を作成できることを述べたが、図５、図８においてはそれぞれ３つの特性を示しており、組合せにより全部で９通りの余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性を作成できることとなる。例えば、高地かつ冷間時以外の組合せの例を図１１において破線特性、一点鎖線特性でそれぞれ示している。ただし、図５、図８において特性曲線の数が３つに限定されるものでない。

図１１に示したように、アイドル回転速度に対する余裕トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性は、いずれも全体として下に凸の曲線であり、目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０のときの駆動トルクを基準としてアイドル回転速度が大きくなるほど低下し、あるところで最低値Ｔｒｑｍｉｎをとり、その後はアイドル回転速度が大きくなるほど大きくなっていく特性となっている。

また、高度、冷却水温、路面傾斜角（これらは環境条件）の違いにより余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性曲線の位置が様々に変化する。すなわち、いま平坦路であるため傾斜角はゼロとして、冷却水温が同じであれば高地にゆくほど余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性曲線は図１１において下方に移動し、同じ高地であれば冷却水温が低くなるほど余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性曲線が図１１において下方に移動する。従って、高地かつ冷間時に余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性曲線が図１１において最も下方に移動する。さらにこの状態で、路面傾斜角が正の領域で大きいと、余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性曲線が、図１１において最も下方に移動した状態からもう一段下方に移動する。

このようにして、余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性曲線は図１１においていくつもあるのではなく、高度、冷却水温、路面傾斜角（環境条件）が決まれば一つだけに定まることとなる。

なお、図１１に示されるアイドル回転速度に対する余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性は傾斜路（平坦路を含む）における特性であるが、初めより、傾斜路を考えなくてよいのであれば、図４のステップ２３、２４のうち転がり抵抗だけを考慮することで、平坦路におけるアイドル回転速度に対する余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性を作成することができることはいうまでもない。

ここで、余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕとは、車両停止時のアイドル状態において車両の発進に用いることの可能なエンジントルクのことである。この余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕが十分あれば問題ないが、余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕが所定値を下回って小さい場合に、車両の発進を行うことができなくなる。

このようにして余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性の作成を終了したときには、図３に戻り、ステップ５で、作成した余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性のうち最低値をＴｒｑｍｉｎに入れることによって余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎを求める（選択する）。

ステップ６、７ではこのようにして得た余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎと、２つのしきい値Ａ、Ｂを比較する。このうち第２しきい値Ｂとしては実回転速度が目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０を維持した状態で車両を発進させたとき車両の発進性を確保するのに不十分であり、車両が動き始めるか否かわからない駆動トルクを設定している。ただし、この駆動トルクを有するアイドル状態でもアクセルペダルを踏み込むことによって駆動トルクが増すときには車両の発進は可能である。

これに対して、第１しきい値Ａとしては実回転速度が目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０を維持した状態で車両を発進させたとき車両が十分発進可能である駆動力の最低値と、上記第２しきい値Ｂとの間（例えば中間）の駆動トルクを設定している。

これら２つのしきい値Ｂ、Ａは、エンジン、車両毎に適合する値である。例えば、実験に使用した排気量が２．５リットルのエンジンの場合、第２しきい値Ｂ、第１しきい値Ａは、それぞれエンジントルク値２０〜３０Ｎｍ、７０〜８０Ｎｍと、エンジンが実際に搭載される車両（車両重量）とに基づき算出した。２つのしきい値Ｂ、Ａは車両そのものより定まり、例えばスポーツカーの場合には商用車のバンより大きな値となる。

余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎが第１しきい値Ａ以上であるときには、目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０となるようにアイドル回転速度を制御したとき、その制御状態より車両を発進させることは十分可能であると判断し、ステップ８に進んで目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０をそのまま目標アイドル回転速度ＮＳＥＴとして設定した後、処理を終了する。

余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎが第２しきい値Ｂ以下であるときには、ステップ６、７よりステップ９、１０に進む。ここで、余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎが第２しきい値Ｂ以下であるときとは、例えば図１１において太実線で示した位置に余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性がくるときである。

この太実線特性のときには実回転速度を目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０に維持させた状態より、アクセルペダルを踏み込んで車両を発進させようとすれば、エンジン回転速度が上昇するにつれて余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕが低下してしまうこと、第２しきい値Ｂは車両が動くか否かわからない程度の小さな駆動力として設定されていることを考えると、目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０に維持させたのでは車両を発進させることは不可能である。従って、太実線特性の場合でも車両の発進性を確保するには、エンジン回転速度の上昇に合わせて余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕが増えていくところ（つまりｂ以上のアイドル回転速度）まで（必要な余裕駆動トルクが確保されるまで）アイドル回転速度を上昇させる必要がある。

そこで、余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎが第２しきい値Ｂ以下であるときには、そのときの環境条件での余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性では車両の発進が不可能であると判断し、ステップ９、１０で、図１１に示したように太実線の特性曲線と第２しきい値Ｂとの交点に対するアイドル回転速度ｂ（このアイドル回転速度を以下「第２回転速度」という。）を選択し、この第２回転速度ｂを目標アイドル回転速度ＮＳＥＴとして設定する。つまり、目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０よりも所定値ΔＮ１だけ目標アイドル回転速度ＮＳＥＴを上昇させる。

この場合、図示のように第２しきい値Ｂと太実線の特性曲線との交点が２つ存在する場合には、大きい方のアイドル回転速度の方（ｂ’ではなくｂ）を選択する。

余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎが第２しきい値Ｂ以下であるときの目標アイドル回転速度ＮＳＥＴは第２回転速度ｂより大きくてもかまわない。

一方、余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎが第２しきい値Ｂを超えておりかつ第１しきい値Ａ未満であるときにはステップ６、７よりステップ１１、１２に進む。ここで、余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎが第２しきい値Ｂを超えておりかつ第１しきい値Ａ未満であるときとは、例えば図１１において破線で示した位置に余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性がくるときである。

この破線特性のときには実回転速度を目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０に維持させた状態より、アクセルペダルを踏み込んで車両を発進させようとすれば、エンジン回転速度が上昇するにつれて余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕが低下するものの、第１しきい値Ａは第２しきい値Ｂよりも高い位置にあるので、車両を発進させるには十分な余裕駆動トルクが存在している。

ただし、目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０より、余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎとなるときのアイドル回転速度ａ（このアイドル回転速度を以下「第１回転速度」という。）までの回転速度区間では、車両の発進を行おうとアクセルペダルを踏み込んだとき、余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕが小さくなる、つまりトルクの一時的な落ち込みが生じるため、車両発進中にもたつき（ヘジテーション）や息つき等が生じてしまう。

従って、破線特性の場合に車両発進中のもたつきや息つき等を回避するには、エンジン回転速度の上昇に合わせて余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕが増えていくところ（つまり第１回転速度ａ）まで目標アイドル回転速度を上昇させる必要がある。

そこで、余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎが第２しきい値Ｂを超えておりかつ第１しきい値Ａ未満であるときには、ステップ１１、１２で第１回転速度ａを選択し、この第１回転速度ａを目標アイドル回転速度ＮＳＥＴとして設定する。つまり、目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０よりも所定値ΔＮ２だけ目標アイドル回転速度ＮＳＥＴを上昇させる。

なお、実施形態では、第１しきい値Ａと比較する相手を余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎとしているが、この余裕駆動トルク最低値に代えて、目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０のときの余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕを用いることができる。ただし、目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０のときの余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕが第１しきい値Ａ未満であるときに、余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎが第２しきい値Ｂ以下となることがあり得るので、第１しきい値Ａと比較する相手は余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎのほうが望ましい。

このようにして、余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎが第１しきい値Ａ未満であるときには、ステップ７〜１２において目標アイドル回転速度を基本値ＮＳＥＴ０より第１回転速度ａまたは第２回転速度ｂへと上昇させるのであるが、ステップ２よりステップ１２までの操作は実際には０．何秒かで終了する。特に、ディーゼルエンジンでは冷間始動時にグロープラグをオンにして始動を待つ時間が存在するため、ステップ２よりステップ１２までの操作を行わせるのに時間は十分あり、ステップ２〜１２の操作がスタータスイッチ１８をオンにしてのエンジン始動に間に合わない、ということはない。

余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎが第１しきい値Ａ未満である場合の目標アイドル回転速度ＮＳＥＴの設定方法はこれに限られない。例えば、図１６に示したようにステップ５１、５２を追加し、ステップ１０をステップ５３に変更することが考えられる。これについて説明すると、ステップ５１では第２回転速度ｂと最大アイドル回転速度Ｎｍａｘを比較する。ここで、最大アイドル回転速度Ｎｍａｘは、ＮＶＨ（ノイズバイブレーションハーシュネス）や突っ走り感から定まるアイドル回転速度の上限のことである。第２回転速度ｂが最大アイドル回転速度Ｎｍａｘを超えている場合とは、余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性が例えば図１７に示したように太実線となる場合である。第２回転速度ｂは最大アイドル回転速度Ｎｍａｘを超えることはできないので、このときには、ステップ５２に進んでトルクコンバータ２１の締結油圧を低下させると共に、ステップ５３で、第２回転速度ｂに代えて最大アイドル回転速度Ｎｍａｘを目標アイドル回転速度ＮＳＥＴとして設定する。

自動変速機２２がトルクコンバータ２１を介してエンジン１に連結されている場合に、トルクコンバータ２１の締結油圧を下げることで、エンジン１への負荷が減少し、余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性が図１７において太実線で示した位置より全体として上方へ移動することから、第２回転速度ｂが最大アイドル回転速度Ｎｍａｘを超えない位置へと収まる。これにより、エンジンのフリクションを低下させると共に、エンジン回転速度の上昇をアシストする。

図３に戻り、ステップ１３ではスタータスイッチ１８からの信号に基づいてエンジンが始動されたか否かをみる。エンジンが始動されたときにはステップ１４に進み車両停止時のアイドル状態にあるか否かをみる。車両停止時のアイドル状態にあれば、ステップ１５に進み、実際の燃料噴射量、空気量に基づいて実際の余裕駆動トルクＴｒｑｒｅａｌを算出する。

これについて次に説明する。上記図５に示したアイドル時の空気量Ｑａ０、上記図８に示した基本フリクショントルクβ０の各特性は、仕様通りのエンジン（標準エンジン）に対する値であり、実際のエンジンには製作バラツキに伴う個体差が存在するため、実際のエンジンでは、実際のアイドル時空気量や実際の基本フリクショントルクとが上記図５、図８の特性と一致せず、従ってアイドル時における実際の余裕駆動トルクが、作成した余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性と一致しないことがあり得る。

このため、例えば図１２（Ａ）に示したように、実際のエンジンの余裕駆動トルクの特性が標準エンジンに対するよりも下方にあるとすると（二点鎖線参照）、この実際のエンジンに対しては目標アイドル回転速度ＮＳＥＴをｂよりも大きなｂ１にまで上昇させる必要があるところ、ｂまでしか目標アイドル回転速度ＮＳＥＴが上昇されないのでは、そのときの実際の余裕駆動トルクがｅまで低下し、しきい値Ｂに相当する余裕駆動トルクも残っていないことになり、車両の発進が不可能となってしまう。

この逆に、図１２（Ｂ）に示したように、実際のエンジンの余裕駆動トルクの特性が標準エンジンに対するよりも上方にあるときには（細実線参照）、この実際のエンジンに対しては目標アイドル回転速度ＮＳＥＴをｂよりも小さなｂ２まで上昇させれば足りるところ、ｂまで目標アイドル回転速度ＮＳＥＴを上昇させるのでは、そのときの実際の余裕駆動トルクがｆまで上昇し、しきい値Ｂに相当する余裕駆動トルクを超えてしまうことになり、無駄な燃料を消費させてしまう。

そこで、ステップ１５では始動後に実際の余裕駆動トルクＴｒｑｒｅａｌを算出するようにしたものである。この実余裕駆動トルクＴｒｑｒｅａｌの算出については図１３のフローにより説明する。

図１３（図３のステップ１５のサブルーチン）おいて、ステップ３１ではエアフローメータ１４により実吸入空気量Ｑａｆｍ（または実シリンダ空気量）、実回転速度Ｎｅ、実燃料噴射量Ｑｆを読み込む。これら実吸入空気量Ｑａｆｍ、実回転速度Ｎｅ、実燃料噴射量Ｑｆはアイドル時の値である。

ステップ３２では実回転速度Ｎｅから図６を内容とするテーブルを検索することにより、スモーク制限空気過剰率λｌｍｔを算出する。

ステップ３３ではこのスモーク制限空気過剰率λｌｍｔ、実吸入空気量Ｑａｆｍ、理論空燃比λ（例えば軽油を用いた場合１４．６）を用いて、次式により制限燃料噴射量Ｑｆｌｍｔを算出する。

Ｑｆｌｍｔ＝Ｑａｆｍ／（λｌｍｔ×λ） …（４）
ステップ３４では、この制限燃料噴射量Ｑｆｌｍｔに係数Ｋ１（一定値）を乗算することにより、つまり次式により実スモーク制限トルクαｒｅａｌを算出する。

αｒｅａｌ＝Ｋ１×Ｑｆｌｍｔ …（５）
ステップ３５では、実燃料噴射量Ｑｆに、燃料噴射量をトルクへ換算するための係数Ｋ２（一定値）を乗算することにより、つまり次式により実フリクショントルクβｒｅａｌを算出する。

βｒｅａｌ＝Ｋ２×Ｑｆ …（６）
これは、アイドル回転速度のフィードバック制御を行っているときの燃料噴射量は実際のフリクショントルクによく対応するためである。例えば、標準エンジンのフリクショントルクがβ１であり、燃料噴射量がＱｆであるとして、標準エンジンよりもフリクショントルクが所定値Δβだけの大きい実際のエンジンでは、実際のアイドル回転速度が目標値より低下するため、そのぶん標準エンジンに対するよりも所定値ΔＱｆだけ燃料噴射量が増量されるのであり、その増量後の燃料噴射量（Ｑｆ＋ΔＱｆ）は実際のフリクショントルク（β１＋Δβ）に対応している。

ステップ３４、３５の操作は、図４のステップ２３、２４の操作と同じであり、走行抵抗Ｒのエンジントルクへの換算値γを算出する。

ステップ３８では、実スモーク制限トルクαｒｅａｌ、実フリクショントルクβｒｅａｌ、γを用いて次式により実余裕駆動トルクＴｙｏｙｕｒｅａｌを算出する。

Ｔｙｏｙｕｒｅａｌ＝αｒｅａｌ−βｒｅａｌ−γ …（７）
このようにして実余裕駆動トルクＴｙｏｙｕｒｅａｌを算出したら図３に戻りステップ１６でアイドル回転速度に対する実余裕駆動トルクＴｙｏｙｕｒｅａｌの特性を作成する。

このアイドル回転速度に対する実余裕駆動トルクＴｙｏｙｕｒｅａｌの特性の作成方法を、図１４を参照して説明すると、いま、アイドル回転速度に対する余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性が太実線であったとする。この場合には、図３のステップ９、１０で第２回転速度ｂが目標アイドル回転速度ＮＳＥＴとして設定され、実回転速度がこの第２回転速度ｂ（＝ＮＳＥＴ）と一致するようにフィードバック制御が行われる。このため、図３のステップ１５で求めた実余裕駆動トルクＴｙｏｙｕｒｅａｌは第２回転速度ｂ（＝実回転速度）での値となるため、その実余裕駆動トルクＴｙｏｙｕｒｅａｌがしきい値Ｂよりも小さな所定値Ｃであったとすると、しきい値Ｂと所定値Ｃの差ｄＴを算出し、余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性をこの差ｄＴだけ下方にシフトした特性を実余裕駆動トルクＴｙｏｙｕｒｅａｌの特性（細実線参照）として作成すればよい。このとき、実余裕駆動トルクＴｙｏｙｕｒｅａｌの特性曲線は点（ｂ，Ｃ）を通ることとなる。

ここでは、所定値Ｃがしきい値Ｂより小さい場合で説明したが、所定値Ｃがしきい値Ｂより大きい場合にも同様にしてアイドル回転速度に対する実余裕駆動トルクＴｙｏｙｕｒｅａｌの特性の作成してやればよい。

図３に戻りステップ１７では、このようにして作成した実余裕駆動トルクＴｙｏｙｕｒｅａｌの特性のうち最低値を新たにＴｒｑｍｉｎに入れることによって余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎを求めた後、ステップ６〜１７の操作を実行する。この場合、ステップ９、１１では余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性に代えて実余裕駆動トルクＴｙｏｙｕｒｅａｌの特性を用いる。ここで、ステップ６よりステップ１７までの操作はステップ９、１０、１１、１２で上昇させた目標アイドル回転速度ＮＳＥＴを、実余裕駆動トルクＴｙｏｙｕｒｅａｌに基づいて補正することを意味する。

車両停止時のアイドル状態が継続する限り、ステップ６〜１７の操作を繰り返す（つまり、上昇させた目標アイドル回転速度ＮＳＥＴを実余裕駆動トルクＴｙｏｙｕｒｅａｌに基づいて補正することを繰り返す）。その後に車両の発進操作が行われるとアイドル状態でなくなるので、ステップ１４よりこの処理を抜けて終了する。

このようにして算出される目標アイドル回転速度ＮＳＥＴは、図示しないアイドル回転速度のフィードバック制御において用いられる。例えば、クランク角センサ１３により検出される実回転速度Ｎｅと目標アイドル回転速度ＮＳＥＴに許容値εを加えた値とが比較され、実回転速度ＮｅがＮＳＥＴ＋εを超えていれば、実回転速度ＮｅがＮＳＥＴ＋ε以下に収まるように燃料噴射量が減量補正され、また実回転速度Ｎｅと目標アイドル回転速度ＮＳＥＴから許容値εを差し引いた値とが比較され、実回転速度ＮｅがＮＳＥＴ−εを下回っていれば、実回転速度ＮｅがＮＳＥＴ−ε以上に上昇するように基本燃料噴射量が増量補正される。

ここで、アイドル時の燃料噴射量は基本燃料噴射量とフィードバック補正量とからなり、このうちフィードバック補正量が、上記のように実回転速度Ｎｅと目標値（ＮＳＥＴ±ε）との比較により算出されることになる。基本燃料噴射量の算出方法は公知であるので、その説明は省略する。

次に、図１５のフローチャートは車両発進後に目標アイドル回転速度を再設定するためのものである。

ステップ４１、４２では、出力軸回転速度センサ３３により検出される車速ＶＳＰと所定値（しきい値）を、Ｇセンサ２０により検出される車両前後方向の加速度と所定値（しきい値）をそれぞれ比較する。車速ＶＳＰと車両前後方向加速度とのいずれが所定値未満であるときにはそのまま処理を終了する。

車速ＶＳＰと車両前後方向加速度とが共に所定値以上であるときには、ステップ４１、４２よりステップ４３、４４に進み、図３のステップ２、８と同様にして、水温センサ１５により検出されるそのときの冷却水温等に基づいて目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０を算出し、その目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０を目標アイドル回転速度ＮＳＥＴとして設定した後、処理を終了する。

このとき、図１５の実行前には図３のステップ９、１０またはステップ１１、１２において第２回転速度ｂまたは第１回転速度ａが目標アイドル回転速度ＮＳＥＴとして設定されている（つまり目標アイドル回転速度ＮＳＥＴを上昇させている）ので、車両発進後に図１５を実行しステップ４３、４４で目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０を目標アイドル回転速度ＮＳＥＴとして設定することは、それまでの目標アイドル回転速度の上昇を中止し、目標アイドル回転速度ＮＳＥＴを目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０に戻すことを意味する。

ここで、本実施形態の作用効果を説明する。

本実施形態（請求項１、１３に記載の発明）によれば、運転条件に応じて目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０を算出し（図３のステップ２参照）、エンジンの始動前に（エンジンの始動に際して）アイドル回転速度に対する余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性を環境条件に応じて作成し（図３のステップ４参照）、この作成した余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性に基づいて、実回転速度が目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するのに不十分な場合であるか否かを判定し（図３のステップ７参照）、この判定結果より、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するに不十分な場合に、必要な余裕駆動トルクが確保されるまで目標アイドル回転速度ＮＳＥＴを目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０よりも上昇させ（図３のステップ７、９、１０参照）、車両停止状態で始動した後のアイドル時に実回転速度がこの上昇させた目標アイドル回転速度ＮＳＥＴと一致するように燃料噴射量をフィードバック制御するので、車両発進に要する駆動トルクに相当する余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕを直接推定していることになり、高地かつ冷間時のアイドル状態からの車両発進時であっても、一定水準の車両発進性を確保しつつ、最小限のアイドル回転速度の上昇にとどめることができ、燃費へのはねかえりを最小とすることができる。

本実施形態（請求項２、１４に記載の発明）によれば、運転条件に応じて目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０を算出し（図３のステップ２参照）、エンジンの始動前に（エンジンの始動に際して）アイドル回転速度に対する余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性を環境条件に応じて作成し（図３のステップ４参照）、この作成した余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性に基づいて、実回転速度が目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するのに十分でもトルクの一時的な落ち込みが生じる場合であるか否かを判定し（図３のステップ６、７参照）、この判定結果より、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するに十分でもトルクの一時的な落ち込みが生じる場合に、第１回転速度ａ（前記作成した余裕駆動トルクのうち最低値Ｔｒｑｍｉｎのときのアイドル回転速度）まで目標アイドル回転速度ＮＳＥＴを目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０よりも上昇させ（図３のステップ６、７、１１、１２参照）、車両停止状態で始動した後のアイドル時に実回転速度がこの上昇させた目標アイドル回転速度ＮＳＥＴと一致するように燃料噴射量をフィードバック制御するので、車両発進に要する駆動トルクに相当する余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕを直接推定していることになり、高地かつ冷間時のアイドル状態からの車両発進時であっても、一定水準の車両発進性を確保しつつ、最小限のアイドル回転速度の上昇にとどめることができ、燃費へのはねかえりを最小とすることができるほか、車両発進中のもたつき（ヘジテーション）や息つき等の発生をも防止できる。

本実施形態（請求項３、１５に記載の発明）によれば、エンジンの始動前にアイドル回転速度に対するスモーク制限トルクαの特性を第１の環境条件と予め定めている特性（図５に示されるアイドル時の空気量Ｑａ０の特性及び図６に示されるスモーク制限空気過剰率λｌｍｔの特性）とに応じて作成し（図４のステップ２１参照）、エンジンの始動前にアイドル回転速度に対するフリクショントルクβの特性を第２の環境条件と予め定めている特性（図８に示される基本フリクショントルクの特性）とに応じて作成し（図４のステップ２２参照）、アイドル回転速度に対する余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性を、これらスモーク制限トルクαの特性とフリクショントルクβの特性との２つの特性に基づいて作成する（図４のステップ２５参照）ので、平坦路におけるアイドル回転速度に対する余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性を、エンジンを始動する前に既に作成できることから始動直後にただちに実回転速度が目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するのに不十分な場合であるか否かの判定（図３のステップ７参照）、あるいは実回転速度が目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するのに十分でもトルクの一時的な落ち込みが生じる場合であるか否かの判定（図３のステップ６参照）が可能となる。

本実施形態（請求項４、１６に記載の発明）によれば、前記第１の環境条件は高度であり（図５参照）、前記第２の環境条件は冷却水温である（図８参照）ので、高度や冷却水温に関係なく、平坦路におけるアイドル回転速度に対する余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性をエンジンの始動前から精度良く作成することができる。

アイドル回転速度に対する余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性は標準エンジンに対するモデルであり、実際のエンジンには個体バラツキがあるため、アイドル回転速度に対する余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性から実際の余裕駆動トルクが外れることがあるのであるが、本実施形態（請求項５、１７に記載の発明）によれば、エンジンの始動後に実際の燃料噴射量と実際の空気量とに基づいて実余裕駆動トルクＴｙｏｙｕｒｅａｌを算出し（図３のステップ１５参照）、前記上昇させた目標アイドル回転速度を、この実余裕駆動トルクＴｙｏｙｕｒｅａｌに基づいて補正する（図３のステップ１６、１７、６〜１２参照）ので、エンジンの固体バラツキを解消することができる。

車両の発進後に実際に車両前後方向に所定の加速度が発生し、ある一定の駆動力が確保されていると判断された場合にまで、目標アイドル回転速度を上昇させたままでは、無駄に燃料を消費させることになるが、本実施形態（請求項６、１８に記載の発明）によれば、車両の発進後に実際に車両前後方向に所定の加速度が発生しているとき目標アイドル回転速度ＮＳＥＴの上昇を中止し、目標アイドル回転速度基本値ＮＳＥＴ０に戻すので（図１５のステップ４１、４２、４３、４４参照）、無駄な燃料消費を回避できると共に、ドライバーが不快と感じるような突っ走り感を防止できる。

本実施形態（請求項８、２０に記載の発明）によれば、トルクコンバータ２１を介してエンジン１と連結される自動変速機２２を備え、前記上昇させた目標アイドル回転速度である第２回転速度ｂが最大アイドル回転速度Ｎｍａｘ以上であるか否かを判定し（図１６のステップ５１参照）、この判定結果より、前記上昇させた目標アイドル回転速度である第２回転速度ｂが最大アイドル回転速度Ｎｍａｘ以上である場合に、トルクコンバータ２１の締結油圧を下げる（図１６のステップ５１、５２参照）ので、上昇させた目標アイドル回転速度（第２回転速度ｂ）が最大アイドル回転速Ｎｍａｘ度を超えない範囲に収まることとなり、これにより余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕを確保しながら、エンジンのフリクションを低下させると共にエンジン回転速度の上昇をアシストすることができる。

本実施形態（請求項９、２１に記載の発明）によれば、Ｇセンサ２０（傾斜角検出手段）を備え、この検出される路面の傾斜角に応じた走行抵抗Ｒを算出し（図４のステップ２３参照）、この走行抵抗をエンジントルクに換算した値γを算出し（図４のステップ２４参照）、アイドル回転速度に対する余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性を、この走行抵抗をエンジントルクに換算した値γに基づいても作成する（図４のステップ２５参照）ので、平坦路ではなく傾斜路（坂道）に停車している車両を登り方向に車両発進させる場合においても（車両を下り方向に車両発進させる場合を含む）、傾斜路におけるアイドル回転速度に対する余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性を精度良く作成することができる。

本実施形態（請求項１０、２２に記載の発明）によれば、座席スイッチ（車両重量推定手段）を備え、この推定される車両重量に応じて走行抵抗を補正するので（図１０参照）、傾斜路（坂道）に停車している車両の車両重量が相違する場合においても、傾斜路におけるアイドル回転速度に対する余裕駆動トルクの特性を精度良く作成することができる。

本実施形態（請求項１１、２３に記載の発明）によれば、余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性は下に凸の曲線であり（図１１参照）、余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性のうち余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎを選択し（図３のステップ５参照）、車両の発進性を確保するに不十分な駆動力をしきい値Ｂとして予め設定し（図３のステップ７参照）、余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎとこのしきい値Ｂとの比較により車両の発進性を確保するのに不十分な場合であるか否かを判定する（図３のステップ７参照）ので、しきい値Ｂを車両毎に適合するだけで全ての車両に対応可能となる。

本実施形態（請求項１２、２４に記載の発明）によれば、余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性は下に凸の曲線であり（図１１参照）、余裕駆動トルクＴｒｑｙｏｙｕの特性のうち余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎを選択し（図３のステップ５参照）、車両の発進性を確保するに不十分な駆動力と、車両が十分発進可能である駆動力の最低値との間の値をしきい値Ａとして予め設定し（図３のステップ６参照）、余裕駆動トルク最低値Ｔｒｑｍｉｎとこのしきい値Ａとの比較により車両の発進性を確保するのに十分でもトルクの一時的な落ち込みが生じる場合であるか否かを判定する（図３のステップ６参照）ので、しきい値Ａを車両毎に適合するだけで全ての車両に対応可能となる。

ところで、ＶＤＣ（ビークルダイナミクスコントロール）、ＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）、電子制御制動力分配装置（ＥＢＤ：エレクトリックブレーキフォースディストリビューション）などを備える車両では、ブレーキアクチュエータ（制動力制御装置）を用いてブレーキ制御が行われる。ブレーキアクチュエータは、ＶＤＣ／ＴＣＳ／ＡＢＳ用コントロールユニットからの信号により、各ホイールシリンダの液圧を制御するもので、ＶＤＣ／ＴＣＳ／ＡＢＳ用コントロールユニットからの信号によりホイールシリンダの液圧を制御するソレノイドバルブ、このソレノイドから放出されるブレーキ液を溜めるリザーバ、このリザーバのブレーキ液をマスターシリンダに戻すポンプからなっている。例えば、ＡＢＳ制御時やＶＤＣ及びＴＣＳ制御時には、ソレノイドバルブを制御して各ホイールシリンダの液圧を増圧、保持、減圧させている。

また、ＡＣＳ（オートクルーズコントロールシステム）を備える車両では、ブレーキブースター（制動力制御装置）を用いてブレーキ制御が行われる。ブレーキブースターは、ブレーキブースター用コントロールユニットからの信号により、ブレーキ液圧の調整を行うもので、ＡＣＳ制御時には、ブレーキペダルを動かしてブレーキ操作を行っている。

このように、車両がＶＤＣ、ＴＣＳ、ＡＢＳ、ＥＢＤ、ＡＣＳなどを備える車両では、他の実施形態として、目標アイドル回転速度ＮＳＥＴを上昇させているときに、ブレーキアクチュエータやブレーキブースターを用いて車両の制動力を制御し、所定値以上の前後方向加速度が発生しないようにすることができる（請求項７、１９に記載の発明）。この他の実施形態によれば、目標アイドル回転速度ＮＳＥＴが過度に上昇した場合における車両の急発進を防止できる。

請求項１に記載の目標アイドル回転速度基本値算出処理手順は図３のステップ２により、余裕駆動トルク特性作成処理手順は図３のステップ４により、判定処理手順は図３のステップ７により、目標アイドル回転速度上昇処理手順は図３のステップ７、９、１０により、フィードバック制御処理手順はエンジンコントロールユニット１１によりそれぞれ果たされている。

請求項２に記載の目標アイドル回転速度基本値算出処理手順は図３のステップ２により、余裕駆動トルク特性作成処理手順は図３のステップ４により、判定処理手順は図３のステップ６、７により、目標アイドル回転速度上昇処理手順は図３のステップ６、７、１１、１２により、フィードバック制御処理手順はエンジンコントロールユニット１１によりそれぞれ果たされている。

請求項１３に記載の目標アイドル回転速度基本値算出手段の機能は図３のステップ２により、余裕駆動トルク特性作成手段の機能は図３のステップ４により、判定手段の機能は図３のステップ７により、目標アイドル回転速度上昇手段の機能は図３のステップ７、９、１０により、フィードバック制御手段の機能はエンジンコントロールユニット１１によりそれぞれ果たされている。

請求項１４に記載の目標アイドル回転速度基本値算出手段の機能は図３のステップ２により、余裕駆動トルク特性作成手段の機能は図３のステップ４により、判定手段の機能は図３のステップ６、７により、目標アイドル回転速度上昇手段の機能は図３のステップ６、７、１１、１２により、フィードバック制御手段の機能はエンジンコントロールユニット１１によりそれぞれ果たされている。

本発明の一実施形態のエンジンのアイドル回転速度制御装置を備える車両の概略構成図。 ディーゼルエンジンの概略構成図。 目標アイドル回転速度の設定を説明するためのフローチャート。 余裕駆動トルクの特性の作成を説明するためのフローチャート。 アイドル時の空気量の特性図。 スモーク制限空気過剰率の特性図。 スモーク制限トルクの特性の作成を説明するための図。 基本フリクショントルクの特性図。 フリクショントルクの特性の作成を説明するための図。 走行抵抗の特性図。 余裕駆動トルクの特性の作成を説明するための図。 アイドル回転速度に対する余裕駆動トルクの特性図。 実余裕駆動トルクの算出を説明するためのフローチャート。 アイドル回転速度に対する実余裕駆動トルクの特性の作成を説明するための図。 車両発進後の目標アイドル回転速度の再設定を説明するためのフローチャート。 第２実施形態の目標アイドル回転速度の設定を説明するためのフローチャート。 第２実施形態のアイドル回転速度に対する余裕駆動トルクの特性図。

符号の説明

１ エンジン
８ ノズル（燃料噴射弁）
１１ エンジンコントロールユニット
３１ 自動変速機用コントロールユニット

Claims (24)

1. 運転条件に応じて目標アイドル回転速度基本値を算出する目標アイドル回転速度基本値算出処理手順と、
   エンジンの始動に際してアイドル回転速度に対する余裕駆動トルクの特性を環境条件に応じて作成する余裕駆動トルク特性作成処理手順と、
   この作成した余裕駆動トルクの特性に基づいて、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するのに不十分な場合であるか否かを判定する判定処理手順と、
   この判定結果より、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するに不十分な場合に、必要な余裕駆動トルクが確保されるまで目標アイドル回転速度を前記目標アイドル回転速度基本値よりも上昇させる目標アイドル回転速度上昇処理手順と、
   車両停止状態で始動した後のアイドル時に実回転速度がこの上昇させた目標アイドル回転速度と一致するように燃料噴射量をフィードバック制御するフィードバック制御処理手順と
   を含むことを特徴とするディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御方法。
2. 運転条件に応じて目標アイドル回転速度基本値を算出する目標アイドル回転速度基本値算出処理手順と、
   エンジンの始動に際してアイドル回転速度に対する余裕駆動トルクの特性を環境条件に応じて作成する余裕駆動トルク特性作成処理手順と、
   この作成した余裕駆動トルクの特性に基づいて、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するのに十分でもトルクの一時的な落ち込みが生じる場合であるか否かを判定する判定処理手順と
   この判定結果より、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するに十分でもトルクの一時的な落ち込みが生じる場合に、前記作成した余裕駆動トルクのうち最低値のときのアイドル回転速度まで目標アイドル回転速度を前記目標アイドル回転速度基本値よりも上昇させる目標アイドル回転速度上昇処理手順と、
   車両停止状態で始動した後のアイドル時に実回転速度がこの上昇させた目標アイドル回転速度と一致するように燃料噴射量をフィードバック制御するフィードバック制御処理手順と
   を含むことを特徴とするディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御方法。
3. エンジンの始動前にアイドル回転速度に対するスモーク制限トルクの特性を第１の環境条件と予め定めている特性とに応じて作成するスモーク制限トルク特性作成処理手順と、
   エンジンの始動前にアイドル回転速度に対するフリクショントルクβの特性を第２の環境条件と予め定めている特性とに応じて作成するフリクショントルク特性作成処理手順と
   を含み、
   前記アイドル回転速度に対する余裕駆動トルクの特性を、これらスモーク制限トルクの特性とフリクショントルクの特性との２つの特性に基づいて作成することを特徴とする請求項１または２に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御方法。
4. 前記第１の環境条件は高度であり、前記第２の環境条件は冷却水温であることを特徴とする請求項３に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御方法。
5. エンジンの始動後に実際の燃料噴射量と実際の空気量とに基づいて実余裕駆動トルクを算出し、前記上昇させた目標アイドル回転速度を、この実余裕駆動トルクに基づいて補正することを特徴とする請求項１または２に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御方法。
6. 車両の発進後に実際に車両前後方向に所定の加速度が発生しているとき前記目標アイドル回転速度の上昇を中止し、前記目標アイドル回転速度基本値に戻すことを特徴とする請求項１または２に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御方法。
7. 車両の制動力を制御し得る制動力制御装置を備え、
   前記目標アイドル回転速度を上昇させているときには、この制動力制御装置を用いて前記車両の制動力を制御し、所定値以上の前後方向加速度が発生しないようにすることを特徴とする請求項１または２に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御方法。
8. トルクコンバータを介してエンジンと連結される自動変速機を備え、
   前記上昇させた目標アイドル回転速度が最大アイドル回転速度以上であるか否かを判定する判定処理手順を含み、
   この判定結果より、前記上昇させた目標アイドル回転速度が最大アイドル回転速度以上である場合に、前記トルクコンバータの締結油圧を下げることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御方法。
9. 路面の傾斜角を検出する傾斜角検出手段を備え、
   この検出される路面の傾斜角に応じた走行抵抗を算出する算出処理手順と、
   この走行抵抗をエンジントルクに換算した値を算出する算出処理手順と
   を含み、
   前記アイドル回転速度に対する余裕駆動トルクの特性を、この走行抵抗をエンジントルクに換算した値に基づいても作成することを特徴とする請求項３または４に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御方法。
10. 車両重量を推定する車両重量推定手段を備え、
    この推定される車両重量に応じて前記走行抵抗を補正することを特徴とする請求項９に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御方法。
11. 前記余裕駆動トルクの特性は下に凸の曲線であり、
    前記判定処理手順は、
    前記余裕駆動トルクの特性のうち余裕駆動トルク最低値を選択する選択処理手順と、
    車両の発進性を確保するに不十分な駆動力をしきい値として予め設定する設定処理手順と、
    前記余裕駆動トルク最低値とこのしきい値との比較により車両の発進性を確保するのに不十分な場合であるか否かを判定する判定処理手順と
    を含むことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御方法。
12. 前記余裕駆動トルクの特性は下に凸の曲線であり、
    前記判定処理手順は、
    前記余裕駆動トルクの特性のうち余裕駆動トルク最低値を選択する選択処理手順と、
    車両の発進性を確保するに不十分な駆動力と、車両が十分発進可能である駆動力の最低値との間の値をしきい値として予め設定する設定処理手順と、
    前記余裕駆動トルク最低値とこのしきい値との比較により車両の発進性を確保するのに十分でもトルクの一時的な落ち込みが生じる場合であるか否かを判定する判定処理手順と
    を含むことを特徴とする請求項２に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御方法。
13. 運転条件に応じて目標アイドル回転速度基本値を算出する目標アイドル回転速度基本値算出手段と、
    エンジンの始動前にアイドル回転速度に対する余裕駆動トルクの特性を環境条件に応じて作成する余裕駆動トルク特性作成手段と、
    この作成した余裕駆動トルクの特性に基づいて、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するのに不十分な場合であるか否かを判定する判定手段と、
    この判定結果より、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するに不十分な場合に、必要な余裕駆動トルクが確保されるまで目標アイドル回転速度を前記目標アイドル回転速度基本値よりも上昇させる目標アイドル回転速度上昇手段と、
    車両停止状態で始動した後のアイドル時に実回転速度がこの上昇させた目標アイドル回転速度と一致するように燃料噴射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
    を含むことを特徴とするディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御装置。
14. 運転条件に応じて目標アイドル回転速度基本値を算出する目標アイドル回転速度基本値算出手段と、
    エンジンの始動前にアイドル回転速度に対する余裕駆動トルクの特性を環境条件に応じて作成する余裕駆動トルク特性作成手段と、
    この作成した余裕駆動トルクの特性に基づいて、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するのに十分でもトルクの一時的な落ち込みが生じる場合であるか否かを判定する判定手段と
    この判定結果より、実回転速度が前記目標アイドル回転速度基本値を維持した状態で車両を発進させたとき、車両の発進性を確保するに十分でもトルクの一時的な落ち込みが生じる場合に、前記作成した余裕駆動トルクのうち最低値のときのアイドル回転速度まで目標アイドル回転速度を前記目標アイドル回転速度基本値よりも上昇させる目標アイドル回転速度上昇手段と、
    車両停止状態で始動した後のアイドル時に実回転速度がこの上昇させた目標アイドル回転速度と一致するように燃料噴射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
    を含むことを特徴とするディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御装置。
15. エンジンの始動前にアイドル回転速度に対するスモーク制限トルクの特性を第１の環境条件と予め定めている特性とに応じて作成するスモーク制限トルク特性作成処理手順と、
    エンジンの始動前にアイドル回転速度に対するフリクショントルクの特性を第２の環境条件と予め定めている特性とに応じて作成するフリクショントルク特性作成処理手順と
    を含み、
    前記アイドル回転速度に対する余裕駆動トルクの特性を、これらスモーク制限トルクの特性とフリクショントルクの特性との２つの特性に基づいて作成することを特徴とする請求項１３または１４に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御装置。
16. 前記第１の環境条件は高度であり、前記第２の環境条件は冷却水温であることを特徴とする請求項１５に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御装置。
17. エンジンの始動後に実際の燃料噴射量と実際の空気量とに基づいて実余裕駆動トルクを算出し、前記上昇させた目標アイドル回転速度を、この実余裕駆動トルクに基づいて補正することを特徴とする請求項１３または１４に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御装置。
18. 車両の発進後に実際に車両前後方向に所定の加速度が発生しているとき前記目標アイドル回転速度の上昇を中止し、前記目標アイドル回転速度基本値に戻すことを特徴とする請求項１３または１４に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御装置。
19. 車両の制動力を制御し得る制動力制御装置を備え、
    前記目標アイドル回転速度を上昇させているときには、この制動力制御装置を用いて前記車両の制動力を制御し、所定値以上の前後方向加速度が発生しないようにすることを特徴とする請求項１３または１４に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御装置。
20. トルクコンバータを介してエンジンと連結される自動変速機を備え、
    前記上昇させた目標アイドル回転速度が最大アイドル回転速度以上であるか否かを判定する判定手段を含み、
    この判定結果より、前記上昇させた目標アイドル回転速度が最大アイドル回転速度以上である場合に、前記トルクコンバータの締結油圧を下げることを特徴とする請求項１３に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御装置。
21. 路面の傾斜角を検出する傾斜角検出手段を備え、
    この検出される路面の傾斜角に応じた走行抵抗を算出する算出手段と、
    この走行抵抗をエンジントルクに換算した値を算出する算出手段と
    を含み、
    前記アイドル回転速度に対する余裕駆動トルクの特性を、この走行抵抗をエンジントルクに換算した値に基づいても作成することを特徴とする請求項１５または１６に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御装置。
22. 車両重量を推定する車両重量推定手段を備え、
    この推定される車両重量に応じて前記走行抵抗を補正することを特徴とする請求項２１に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御装置。
23. 前記余裕駆動トルクの特性は下に凸の曲線であり、
    前記判定手段は、
    前記余裕駆動トルクの特性のうち余裕駆動トルク最低値を選択する選択手段と、
    車両の発進性を確保するに不十分な駆動力をしきい値として予め設定する設定手段と、
    前記余裕駆動トルク最低値とこのしきい値との比較により車両の発進性を確保するのに不十分な場合であるか否かを判定する判定手段と
    を含むことを特徴とする請求項１３に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御装置。
24. 前記余裕駆動トルクの特性は下に凸の曲線であり、
    前記判定手段は、
    前記余裕駆動トルクの特性のうち余裕駆動トルク最低値を選択する選択手段と、
    車両の発進性を確保するに不十分な駆動力と、車両が十分発進可能である駆動力の最低値との間の値をしきい値として予め設定する設定手段と、
    前記余裕駆動トルク最低値とこのしきい値との比較により車両の発進性を確保するのに十分でもトルクの一時的な落ち込みが生じる場合であるか否かを判定する判定手段と
    を含むことを特徴とする請求項１４に記載のディーゼルエンジンのアイドル回転速度制御装置。

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