JP4046832B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセル開度とエンジン回転数とに基づいてエンジンの出力目標値を設定し、この出力目標値に対応してエンジンに供給する燃料量及び空気量を制御するエンジンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、スロットルバルブにアクチュエータを連設し、このアクチュエータを介してスロットル開度を電子的に制御する、いわゆる電子制御スロットル方式のエンジンが実用化されており、アクセル開度とエンジン回転数とからエンジン出力目標値を設定し、設定した主力目標値に応じて燃料噴射量を制御するとともに、スロットル開度を調整して吸入空気量を制御するようになっている。
【０００３】
例えば、本出願人は、先に、特願平８−２５３５６３号において、アクセル開度とエンジン回転数とに基づいて目標出力条件を定め、この目標出力条件からスロットルバルブ、ＥＧＲバルブ、燃料噴射量、点火時期等を同時にフォーワード制御する技術を提案しており、この技術では、大幅な空燃比変化や大量ＥＧＲ率に対処しつつ、運転者の要求出力に対する応答性を改善して良好な走行性能を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常、アイドル運転時にはアクセル開度が０（アクセルペダルの踏み込み量が０）であることから、アイドル運転時には、従来のアイドル制御を用いる等して非アイドル領域での制御とは別にしなければならず、制御システムが複雑化するばかりでなく、制御上の連続性が失われ、円滑さに欠けるという問題があった。
【０００５】
この場合、従来のアイドル制御では、エンジン回転数の情報に基づいて、スロットルバルブや、スロットルバルブをバイパスするバイパス通路に介装した流量調整バルブ（スロットルバイパスバルブ）を制御し、その結果としての空気量変化を検出して燃料噴射量や点火時期を制御するようにしており、エンジン回転数低下→スロットル（バイパス）操作→空気量変化→燃料噴射量・点火時期変化→エンジン出力変化というプロセスを経るため、エンジン回転数が変化してから実際にエンジン出力が変化するまでの時間遅れが大きく、アイドル回転数の不安定化やフィーリングの悪化を招く。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、アクセル開度とエンジン回転数とに基づいてエンジンの出力制御を行う際、アイドル領域での安定性を確保するとともに、アイドル領域と非アイドル領域との制御の連続性を確保し、シンプルで高性能な制御を実現することのできるエンジンの制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、運転者の操作に応じたアクセル開度を、エンジンの暖機状態及び負荷状態に基づく補正量、及び、アイドル運転時の目標エンジン回転数と実エンジン回転数との偏差に基づく補正量によって補正し、上記各補正量を非アイドル運転時にも維持する手段と、補正後のアクセル開度とエンジン回転数とに基づいてエンジンの出力目標値を設定する手段と、上記出力目標値に対応してエンジンに供給する燃料量及び空気量を制御する手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、運転者の操作に応じたアクセル開度とエンジン回転数とに基づいてエンジンの出力目標値を設定する手段と、上記出力目標値を、エンジンの暖機状態及び負荷状態に基づく補正量、及び、アイドル運転時の目標エンジン回転数と実エンジン回転数との偏差に基づく補正量によって補正し、上記各補正量を非アイドル運転時にも維持する手段と、補正後の出力目標値に対応してエンジンに供給する燃料量及び空気量を制御する手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、上記偏差に基づく補正量を、上記偏差に比例する補正量と上記偏差の積分値に比例する補正量とに分けて設定することを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、上記偏差が設定値以上の場合、上記積分値を前回の値に維持することを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項３又は請求項４記載の発明において、上記積分値を設定範囲に制限することを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項３，４，５のいずれか一に記載の発明において、非アイドル運転からアイドル運転に移行したとき、上記積分値に所定の増分値を加算することを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、上記増分値の加算を行ってから一定時間が経過するまでの間は、上記増分値を再加算しないことを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項６記載の発明において、上記増分値を、運転条件によって設定したヒステリシスに従って加算することを特徴とする。
【００１５】
すなわち、請求項１記載の発明によるエンジンの制御装置では、運転者の操作に応じたアクセル開度を、エンジンの暖機状態及び負荷状態に基づく補正量、及び、アイドル運転時の目標エンジン回転数と実エンジン回転数との偏差に基づく補正量によって補正し、補正後のアクセル開度とエンジン回転数とに基づいてエンジンの出力目標値を設定し、この出力目標値に対応してエンジンに供給する燃料量及び空気量を制御する。
【００１６】
また、請求項２記載の発明によるエンジンの制御装置では、運転者の操作に応じたアクセル開度とエンジン回転数とに基づいてエンジンの出力目標値を設定し、この出力目標値を、エンジンの暖機状態及び負荷状態に基づく補正量、及び、アイドル運転時の目標エンジン回転数と実エンジン回転数との偏差に基づく補正量によって補正し、補正後の出力目標値に対応してエンジンに供給する燃料量及び空気量を制御する。
【００１７】
この場合、請求項１記載の発明におけるアクセル開度の補正量あるいは請求項２記載の発明における出力目標値の補正量は、非アイドル運転時にも維持され、アイドル領域と非アイドル領域との制御の連続性が確保される。
【００１８】
また、アイドル運転時の目標エンジン回転数と実エンジン回転数との偏差に基づく補正量は、偏差に比例する補正量と偏差の積分値に比例する補正量とに分けて設定することができ、偏差が設定値以上の場合には積分値を前回の値に維持する、あるいは、積分値を設定範囲に制限することが望ましい。
【００１９】
さらに、非アイドル運転からアイドル運転に移行したときには、積分値に所定の増分値を加算することが望ましく、この増分値の加算を行ってから一定時間が経過するまでの間は、増分値を再加算しない、あるいは、運転条件によって設定したヒステリシスに従って増分値を加算することが望ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図４は本発明の実施の第１形態に係わり、図１はアクセル開度補正部のブロック図、図２は燃料・吸気・ＥＧＲ制御機能のブロック図、図３はアクセル開度補正ルーチンのフローチャート、図４はエンジン制御系の概略構成図である。
【００２１】
図４において、符号１は、吸気管２の中途に介装されたスロットルバルブ３の開度がスロットルアクチュエータ２０を介して電子的に制御される電子制御スロットル式エンジンであり、本形態においては、排気管４と上記吸気管２とを連通する排気還流管５にＥＧＲバルブ２１を介装し、排気ガスを吸気系に再循環するＥＧＲを併用するエンジンである。
【００２２】
上記エンジン１は、燃料噴射制御、吸気制御、ＥＧＲ制御を総合的に行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０によって制御される。このＥＣＵ５０は、マイクロコンピュータを中心として構成され、運転状態を検出するための各種センサ・スイッチ類や各種アクチュエータ類が接続されている。
【００２３】
上記ＥＣＵ５０に接続されるセンサ類としては、所定のクランク角毎にパルス信号を出力するクランク角センサ１０、車速を検出するための車速センサ１１、図示しないアクセルペダルの踏み込み量に応じた電圧信号を出力するアクセル開度センサとアクセル全閉（アクセルペダルの踏み込み量が０）でＯＮとなるアクセル全閉スイッチとからなるアクセルセンサ１２、吸気管内圧力（マニホルド圧）を計測するための吸気管圧力センサ１３、上記スロットルバルブ３下流の吸気管内のガス温度を計測するための吸気管ガス温度センサ１４、スロットル通過空気流量を計測する吸入空気量センサ１５等がある。
【００２４】
また、上記ＥＣＵ５０に接続されるアクチュエータ類としては、上記スロットルバルブ３を駆動する上記スロットルアクチュエータ２０、ＥＧＲ量を可変するための上記ＥＧＲバルブ２１、燃料を噴射する各気筒のインジェクタ２２、気筒毎の点火プラグに連設される点火コイルの一次電流を断続するためのイグナイタ２３等がある。
【００２５】
上記ＥＣＵ５０では、各種センサ類によって検出した運転状態に基づき、運転者のアクセル操作に基づく要求負荷に対応する必要空気量及び必要燃料量を算出し、上記スロットルアクチュエータ２０、上記インジェクタ２２に、それぞれ相応する駆動信号を出力して必要空気量、必要燃料量を確保し、上記イグナイタ２３に点火信号を出力して図示しない点火プラグをスパークさせ、最適な燃焼状態を維持するよう制御する。
【００２６】
上記ＥＣＵ５０の燃料・吸気・ＥＧＲ制御に係わる機能は、概略的には、図２に示すように、アクセル開度補正部５１、目標トルク設定部５２、燃料・吸気・ＥＧＲ設定部５３、電子制御スロットル（ＥＴＣ）指示部５４、ＥＧＲ指示部５５等から構成されている。
【００２７】
上記アクセル開度補正部５１では、アクセルセンサ１２によって検出したアクセル開度αｓをエンジン運転状態に応じて補正し、上記目標トルク設定部５２で、エンジン回転数Ｎｅと補正後のアクセル開度αｍとに基づいて目標エンジントルクＴｅを設定する。
【００２８】
上記燃料・吸気・ＥＧＲ設定部５３では、目標エンジントルクＴｅに対応した基本燃料噴射量Ｇｆ及びＥＧＲ率を設定し、また、ＥＧＲバルブ通過ガス流量設定値（目標値）Ｑｅ、スロットル通過空気流量設定値（目標値）Ｑａを算出する。このＥＧＲバルブ通過ガス流量設定値Ｑｅ、スロットル通過空気流量設定値Ｑａの算出は、例えば、基本燃料噴射量及びＥＧＲ率から吸気管内の圧力目標値を空気有効成分分圧とＥＧＲガス有効成分分圧とに分けて設定し、以下の吸気系モデルに従って、空気有効成分分圧の推定値及びＥＧＲガス有効成分分圧の推定値を算出することで行われる。
【００２９】
すなわち、上記燃料・吸気・ＥＧＲ設定部５３では、ＥＧＲバルブ通過ガス流量設定値Ｑｅを、ＥＧＲガス有効成分分圧の推定値とＥＧＲガス有効成分分圧の制御目標値との偏差に基づいて算出するとともに、スロットルバルブ通過空気流量設定値Ｑａを、空気有効成分分圧の推定値と空気有効成分分圧の制御目標値との偏差、及び、ＥＧＲガス中の空気過不足成分に基づいて算出する。
【００３０】
尚、有効成分とは、目標値（初期設定値）に呼応するための成分を示し、ＥＧＲガス有効成分は、制御空燃比が当量（理論空燃比）であれば、ＥＧＲガス中の非空気成分である不活性成分（理論空燃比での既燃ガスに相当する成分；Ｈ2０，ＣＯ2，Ｎ2等からなる）と同じ値であるが、制御空燃比がリーンの場合、当量比分の空気を含み、ＥＧＲガス中の空気成分に不活性成分を加えた値となる。
【００３１】
また、過不足成分は、有効分に対する過不足分を示し、定常状態では目標当量比と排気当量比とが同じであるため、過不足は生じないが、過渡的には、これから制御しようとする目標当量比と現在還流されてくるＥＧＲガスの排気当量比とが一致しないことが多く、目標当量比＞排気当量比の場合には、還流されてくるＥＧＲガス中に過剰空気を生じ、目標当量比＜排気当量比の場合には、還流されてくるＥＧＲガス中に不足空気を生じる。従って、この過剰・不足空気分をスロットルバルブ・ＥＧＲバルブ制御で目標状態に制御するのである。
【００３２】
ここで、上記燃料・吸気・ＥＧＲ設定部５３で用いる吸気系モデルは、エンジン１の吸気管２に介装されたスロットルバルブ３を通過する新気分の流量（スロットル通過空気流量）Ｑａと、排気管４から吸気管２への排気還流管５に介装されたＥＧＲバルブ２１を通過するＥＧＲガス流量（ＥＧＲバルブ通過ガス流量）Ｑｅとが吸気管２内に供給され、エンジン１のシリンダに流出しているとするモデルであり、スロットル通過空気流量ＱａとＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅとによって吸気管容積を充填する分の空気量を見込むことにより、アクセル操作量とエンジン回転数から設定した目標エンジントルクを過渡的に遅れなく実現することができる。
【００３３】
吸気管内の空気有効成分は、スロットルバルブ３を通過する新気分と、ＥＧＲバルブ２１を通過するＥＧＲガス中の空気過不足成分との和から、シリンダ内へ流入する空気有効成分を除いたものであり、スロットル通過空気流量Ｑａ、ＥＧＲガス中の空気過不足成分のＥＧＲバルブ通過流量Ｑｅａ、吸気管内の空気有効成分のシリンダ流入流量Ｑｓｏ、吸気管容積Ｖｍ、吸気管内ガス温度Ｔｍ、空気有効成分の気体定数Ｒａを用いて気体の状態方程式を適用すると、吸気管内の空気有効成分分圧Ｐｍｏの時間変化量ｄＰｍｏ／ｄｔは、以下の(1)式で表すことができる。
ｄＰｍｏ／ｄｔ＝(Ｑａ＋Ｑｅａ−Ｑｓｏ)・Ｒａ・Ｔｍ／Ｖｍ …(1)
【００３４】
また、吸気管内のＥＧＲガス有効成分は、ＥＧＲバルブ２１を通過するＥＧＲガス有効成分からシリンダ内へ流入するＥＧＲガス有効成分を除いたものであり、同様に、吸気管内のＥＧＲガス有効成分分圧Ｐｍｅｅの時間変化量ｄＰｍｅｅ／ｄｔは、ＥＧＲガス有効成分のＥＧＲバルブ通過流量Ｑｅｅ、ＥＧＲガス有効成分のシリンダ流入流量Ｑｓｅｅ、ＥＧＲガス有効成分の気体定数Ｒｅにより、以下の(2)式で表すことができる。
ｄＰｍｅｅ／ｄｔ＝(Ｑｅｅ−Ｑｓｅｅ)・Ｒｅ・Ｔｍ／Ｖｍ …(2)
【００３５】
上記(1)式におけるＥＧＲガスの空気過不足成分のＥＧＲバルブ通過流量Ｑｅａ、上記(2)式におけるＥＧＲガス有効成分のＥＧＲバルブ通過流量Ｑｅｅは、ＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅに、ＥＧＲバルブ２１入口におけるＥＧＲガスの当量比Φとシリンダ内当量比の初期設定値である目標当量比Φiとの比を適用することにより、それぞれ、以下の(3),(4)式のように表すことができる。
Ｑｅａ＝(１−Φ／Φi)・Ｑｅ …(3)
Ｑｅｅ＝(Φ／Φi)・Ｑｅ …(4)
【００３６】
また、上記(1)式における空気有効成分のシリンダ流入流量Ｑｓｏ、上記(2)式におけるＥＧＲガス有効成分のシリンダ流入流量Ｑｓｅｅは、それぞれ、１気筒当たりのストローク容積Ｖｓ、体積効率ηv、エンジンの気筒数Ｌを用いて、以下の(5),(6)式で表すことができる。
Ｑｓｏ＝((Ｐｍｏ・Ｖｓ)／(Ｒａ・Ｔｍ))・ηv・(Ｎｅ・Ｌ／１２０) …(5)
Ｑｓｅｅ＝((Ｐｍｅｅ・Ｖｓ)／(Ｒｅ・Ｔｍ))・ηv・(Ｎｅ・Ｌ／１２０) …(6)
【００３７】
従って、上記(1),(2)式に上記(3)〜(5)式を適用して式中の一部を以下の(7)〜(9)式で示す係数ａ，ｂa，ｂeで置き換え、上記(1),(2)式をマトリックス形式で記述すると、以下の(10)式で示すようになり、スロットル通過空気流量Ｑａ、ＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅ、及び、ＥＧＲガスの当量比Φと目標当量比Φiとの比に基づいて、吸気管内の状態を空気有効成分分圧Ｐｍｏの時間変化量とＥＧＲガス有効成分分圧Ｐｍｅｅの時間変化量とによって表現することができる。
ａ ＝(Ｖｓ／Ｖｍ)・ηv・(Ｎｅ・Ｌ／１２０) …(7)
ｂa＝Ｒａ・Ｔｍ／Ｖｍ …(8)
ｂe＝Ｒｅ・Ｔｍ／Ｖｍ …(9)
上記吸気系モデルを用いることにより、吸気管内の空気有効成分分圧Ｐｍｏ及びＥＧＲガス有効成分分圧Ｐｍｅｅの時間変化量に基づいて、スロットル通過空気流量ＱａとＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅとを算出することができ、吸気管内のＥＧＲガス有効成分分圧の目標値と、ＥＧＲガス有効成分分圧の計算値であるＥＧＲガス有効成分分圧推定値との偏差をフィードバックしてＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅを設定し、さらに、このＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅに含まれる空気有効成分、及び、吸気管内の空気有効成分分圧の目標値と空気有効成分分圧の計算値である空気有効成分分圧推定値との偏差をフィードバックし、スロットル通過空気流量Ｑａを設定する。
【００３８】
尚、上記吸気系モデルによるＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅ、スロットル通過空気流量Ｑａの算出処理については、本出願人による特願平８−２５３５６３号に詳述されている。
【００３９】
以上により、ＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅ、スロットル通過空気流量Ｑａを算出すると、ＥＴＣ指示部５４で、マニホルド圧Ｐｍとスロットル通過空気流量設定値Ｑａとから、スロットルアクチュエータ２０に対する操作量としてのスロットルアクチュエータ指示値（ＥＴＣ指示値）Ｓａを設定してスロットルアクチュエータ２０へ出力し、また、ＥＧＲ指示部３４で、マニホルド圧ＰｍとＥＧＲバルブ通過ガス流量設定値Ｑｅとから、ＥＧＲバルブ２１に対する操作量としてのＥＧＲバルブ指示値Ｓｅを設定してＥＧＲバルブ２１へ出力する。
【００４０】
この場合、アイドル運転領域では、エンジン回転数Ｎｅと上記アクセル開度補正部５１で補正されたアクセル開度αｍとに基づく目標エンジントルクＴｅに対応してスロットル通過空気流量Ｑａ、基本燃料噴射量Ｇｆが設定され、エンジン回転数Ｎｅが目標回転数に制御されるが、アクセルペダルの踏み込みに応じた実アクセル開度αｓに対する補正量は、非アイドル運転領域においても維持され、アイドル運転領域と非アイドル運転領域との制御の連続性が確保される。
【００４１】
このため、上記アクセル開度補正部５１の機能は、図１に示すように、アイドル判定部６０、負荷状態判定部６１、目標エンジン回転数設定部６２、補正量設定部６３、補正後アクセル開度算出部６４から構成されており、アイドル判定部６０で、エンジンが無負荷のアイドル状態を判定し、さらに、負荷状態判定部６１で、エアコンプレッサの作動や発電量の増加等の補機類による負荷条件の変化を判定する。
【００４２】
そして、アイドル運転状態のとき、目標エンジン回転数設定部６２で負荷状態判定部６１の判定結果に応じて目標エンジン回転数Ｎｅｍを設定する。この目標エンジン回転数Ｎｅｍは、エンジンの暖機状態に応じた目標エンジン回転数Ｎｅｉに、負荷状態に応じた増加量ＤＮｅｉを加算したものであり、負荷状態判定部６１で負荷増加が無いと判定されたときには、Ｎｅｍ＝Ｎｅｉとなる。
【００４３】
さらに、補正量設定部６３で、エンジンの暖機状態に応じた補正量αｂ１や負荷状態に応じた補正量αｂ２を設定するとともに、目標エンジン回転数Ｎｅｍと実エンジン回転数Ｎｅとの偏差に基づくフィードバック補正量（後述する回転差比例フィードバック補正量と回転差積分フィードバック補正量）αｐ，αｉを設定する。
【００４４】
補正後アクセル開度算出部６４では、各補正量αｂ１，αｂ２，αｐ，αｉを、アクセルセンサ１２によって検出した実アクセル開度αｓに加算して補正後アクセル開度αｍを算出し、この補正後アクセル開度αｍを目標トルク設定部５２へ出力する。アイドル運転時には、実アクセル開度αｓは０であり、実質的に各補正量αｂ１，αｂ２，αｐ，αｉの和が補正後アクセル開度αｍとして目標トルク設定部５２へ出力され、補正後アクセル開度αｍとエンジン回転数Ｎｅとによって設定される目標エンジントルクＴｅにより、スロットル通過空気流量Ｑａ、基本燃料噴射量Ｇｆが設定され、エンジン回転数Ｎｅが目標エンジン回転数Ｎｅｍに収束するよう制御される。
【００４５】
また、上記補正後アクセル開度算出部６４では、アイドル判定部６０でアイドル領域から非アイドル領域への移行が判定された場合においても、アイドル運転時に算出した各補正量を保持し、アクセルペダルの踏み込みに応じた実アクセル開度αｓに各補正量を加算して補正後アクセル開度αｍを算出し、目標トルク設定部５２へ出力する。すなわち、アイドル領域及び非アイドル領域において、連続的なエンジン出力制御が行われることになる。
【００４６】
以下、ＥＣＵ５０によるアクセル開度補正処理の詳細について、図３のフローチャートに従って説明する。
【００４７】
図１のアクセル開度補正ルーチンでは、まず、ステップS100で現在の運転状態がアイドル判定条件を満足するか否かを調べる。このアイドル判定条件は、例えば、車速センサ１１による現在の車速ＶＳＰが設定車速ＶＳＥＴ（例えば、４ｋｍ／ｈ）より低く、且つ、アクセルセンサ１２のアクセル全閉スイッチがＯＮになっているとき、アイドル運転状態と判定するものであり、アイドル判定条件を満足しないときには、上記ステップS100から後述するステップS210へジャンプし、アイドル判定条件を満足するとき、上記ステップS110からステップS110以降のアイドルスピードコントロール（ＩＳＣ）制御処理へ進む。
【００４８】
尚、アイドル判定条件として、アクセル全閉スイッチがＯＮである条件に代え、アクセルセンサ１２による実アクセル開度αｓが設定値以下である条件を採用しても良い。
【００４９】
ステップS110以降のＩＳＣ制御処理では、ステップS110で、エンジンの暖機状態に応じてアクセル開度を補正するための暖機補正量αｂ１を設定するとともに、負荷状態に応じてアクセル開度を補正するための負荷補正量αｂ２を０に初期設定する。上記暖機補正量αｂ１は、機械的摩擦損失や燃焼効率が暖機状態によって変化することを補正するためのものであり、例えば冷却水温ＴWに基づいてマップ参照等により設定される。また、上記負荷補正量αｂ２は、エアコンの作動や発電量の増加等の補機類の駆動力変動に対応するものである。
【００５０】
続くステップS120では、アイドル時の目標エンジン回転数をエンジンの暖機状態に応じて設定し、この暖機状態に応じた目標エンジン回転数Ｎｅｉを、現時点での目標エンジン回転数Ｎｅｍとして設定する（Ｎｅｍ＝Ｎｅｉ）。暖機状態に応じた目標エンジン回転数Ｎｅｉは、エンジンの暖機途上でエンジン回転数を暖機完了後よりも高めて暖機促進やアイドル回転数の安定化を図るためのものであり、例えば、冷却水温ＴWに基づいてマップ参照などにより設定される。
【００５１】
その後、ステップS130へ進み、エアコンＯＮ等による負荷増加が有るか否かを調べ、負荷増加が無いときには、負荷補正量αｂ２及び目標エンジン回転数Ｎｅｍを現状の設定値としたまま（αｂ２＝０、Ｎｅｍ＝Ｎｅｉ）ステップS150へジャンプし、負荷増加があるとき、ステップS140で、負荷補正量αｂ２を所定値αｂ２ｘとするとともに、負荷増加に対応して目標エンジン回転数を高めるための増加量ＤＮｅｉを、暖機状態に応じた目標エンジン回転数Ｎｅｉに加算して最終的な目標エンジン回転数Ｎｅｍを設定し（Ｎｅｍ＝Ｎｅｉ＋ＤＮｅｉ）、ステップS150へ進む。
【００５２】
ステップS150では、目標エンジン回転数Ｎｅｍとクランク角センサ１０からの信号に基づく現在のエンジン回転数Ｎｅとの偏差Ｎｅｄを算出し（Ｎｅｄ＝Ｎｅｍ−Ｎｅ）、ステップS160で、目標エンジン回転数Ｎｅｍと実エンジン回転数Ｎｅとの回転数差に比例してアクセル開度をフィードバック補正するための回転差比例フィードバック補正量αｐを設定する（αｐ＝Ｋｐ・Ｎｅｄ；但し、Ｋｐはフィードバック比例ゲイン）。
【００５３】
次に、ステップS170へ進み、目標エンジン回転数Ｎｅｍと現在のエンジン回転数Ｎｅとの偏差Ｎｅｄの絶対値が設定値Ｎｅｄｍａｘを超えているか否かを調べる。そして、│Ｎｅｄ│＜Ｎｅｄｍａｘのときには、上記ステップS170からステップS180へ進んで、偏差Ｎｅｄを積分した１制御周期前までの値ＩＸ(-1)に、今回の偏差Ｎｅｄと制御周期ｄｔを乗算した値を加算して積分値ＩＸを更新し（ＩＸ＝ＩＸ(-1)＋Ｎｅｄ・ｄｔ）、ステップS200へ進む。
【００５４】
一方、上記ステップS170において│Ｎｅｄ│≧Ｎｅｄｍａｘのときには、上記ステップS170からステップS190へ進み、偏差Ｎｅｄの積分を停止して１制御周期前の積分値ＩＸ(-1)を今回の積分値ＩＸとし（ＩＸ＝ＩＸ(-1)）、ステップS200へ進む。
【００５５】
ステップS200では、目標エンジン回転数Ｎｅｍと実エンジン回転数Ｎｅとの回転数差の積分値に応じてアクセル開度をフィードバック補正するための回転差積分フィードバック補正量αｉを、上記積分値ＩＸにフィードバック積分ゲインＫｉを乗算して設定し（αｉ＝Ｋｉ・ＩＸ）、ステップS210で、アクセルセンサ１２によって検出したアクセル開度αｓに、暖機補正量αｂ１、負荷補正量αｂ２、回転差比例フィードバック補正量αｐ、回転差積分フィードバック補正量αｉを加算して補正後アクセル開度αｍを求め（αｍ＝αｓ＋αｂ１＋αｂ２＋αｐ＋αｉ）、ルーチンを抜ける。
【００５６】
この場合、上記ステップS100のアイドル判定条件を満足し、ステップS110以降の処理を経て上記ステップS210へ進んだときには、アイドル運転状態で実質的にαｓ＝０であるため、補正後アクセル開度αｍは実質的にαｍ＝αｂ１＋αｂ２＋αｐ＋αｉとなる。そして、この補正後アクセル開度αｍとエンジン回転数Ｎｅとによって目標エンジントルクＴｅが設定され、スロットルバルブ３の開度が制御されて目標エンジン回転数ＮｅｍへのＩＳＣ制御が行われる。
【００５７】
また、上記ステップS100のアイドル判定条件を満足せず、非アイドル運転状態で上記ステップS210へジャンプしたときには、アイドル状態で設定されて保存された各補正量がアクセルペダルの踏み込み量に応じた実アクセル開度αｓに加算され、この補正後アクセル開度αｍとエンジン回転数Ｎｅとによって設定される目標エンジントルクＴｅに基づいて、エンジンの出力制御が行われる。
【００５８】
この場合、アクセル開度は、基本的にエンジン出力（仕事率）と略比例関係にあるため、以上のアクセル開度補正処理によって得られる結果は、エンジントルクで表現すれば、エンジン回転数が低い程エンジントルクを増加させ、エンジン回転数が高い場合にはエンジントルクの増加量が相対的に少なくなる。
【００５９】
すなわち、アイドル時には、エンジン回転数の安定度が高く、エンジンブレーキ等への悪影響も少ない制御とすることができ、且つ、アイドル領域と非アイドル領域とで連続したシンプルで高性能な制御を実現することができる。
【００６０】
図５及び図６は本発明の実施の第２形態に係わり、アクセル開度補正ルーチンのフローチャートである。
【００６１】
本形態は、前述の第１形態に対し、一旦、ＩＳＣ制御から抜けて新たにＩＳＣ制御に入った場合に積分値ＩＸを加算増分し、さらに、積分値ＩＸの大きさに制限を設けるものである。
【００６２】
このため、本形態では、第１形態のアクセル開度ルーチン（図３参照）に対し、ＩＳＣ制御実行の判断や積分値の加算制限処理等を追加している。以下、図５及び図６に示す本形態のアクセル開度補正ルーチンについて説明する。尚、第１形態のアクセル開度補正ルーチンと同様のステップには同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６３】
本形態のアクセル開度補正ルーチンでは、ステップS100でアイドル判定条件が満足されず、非アイドル運転状態のとき、ステップS100からステップS206へ分岐してＩＳＣフラグをクリアした後、補正後アクセル開度αｍを算出するステップS210へジャンプし、アイドル判定条件を満足するときには、第１形態と同様、ステップS110〜S160で、暖機補正量αｂ１、負荷補正量αｂ２、目標エンジン回転数Ｎｅｍ、回転差比例フィードバック補正量αｐを設定した後、ステップS160からステップS165へ進み、１回前のＩＳＣフラグがクリアされているか否かを調べる。
【００６４】
そして、ＩＳＣフラグがクリアされていないときには、上記ステップS165からステップS170へ進み、第１形態と同様、目標エンジン回転数Ｎｅｍと現在のエンジン回転数Ｎｅとの偏差Ｎｅｄの絶対値が設定値Ｎｅｄｍａｘを超えているか否かを調べ、その結果に応じてステップS180あるいはステップS190で積算値ＩＸを更新する（ＩＸ＝ＩＸ(-1)＋Ｎｅｄ・ｄｔ、ＩＸ＝ＩＸ(-1)）。
【００６５】
一方、上記ステップS165でＩＳＣフラグがクリアされているとき、すなわち、一旦ＩＳＣ制御から抜けた後、新たにＩＳＣ制御条件に入った場合には、上記ステップS165からステップS166へ分岐し、１制御周期前の積分値ＩＸ(-1)に増分値ＩＸｏを加算して今回の積分値ＩＸを設定する（ＩＸ＝ＩＸ(-1)＋ＩＸｏ）。この増分値ＩＸｏは、一定時間中は再度加算条件が成立しても加算しない、あるいは、増分値ＩＸｏを加算する条件としてエンジン回転数Ｎｅ等の運転条件に対するヒステリシスを設ける等して、加算の重複を回避することが望ましく、アイドル領域と非アイドル領域とを短時間で行き来するような場合、エンジン回転数の低下不良を防止することができる。
【００６６】
上記ステップS180,S190,S166の各ステップで積分値ＩＸを設定した後は、各ステップからステップS195へ進み、積分値ＩＸが積分制限値ＩＸｍａｘを超えているか否かを調べる。そして、ＩＸ＜ＩＸｍａｘのときには、ステップS195からステップS200へジャンプし、ＩＸ≧ＩＸｍａｘのとき、ステップS195からステップS196へ進んで積分値ＩＸを積分制限値ＩＸｍａｘに飽和させ（ＩＸ＝ＩＸｍａｘ）、ステップS200へ進む。ステップS200では回転差積分フィードバック補正量αｉを設定し、その後、ステップS205でＩＳＣフラグをセットすると、ステップS210で補正後アクセル開度αｍを算出する。
【００６７】
本形態では、新たにＩＳＣ制御条件に入ったとき、積分値ＩＸを増分値ＩＸｏだけ加算設定するため、目標エンジン回転数までの回転数低下を緩慢にする、いわゆるダッシュポット効果を得ることができ、また、積分値ＩＸに制限を設けることで、エンジン回転数が目標エンジン回転数と大きく異なる時点での過度な積分を防止し、ハンチングを抑制することができる。
【００６８】
図７〜図１１は本発明の実施の第３形態に係わり、図７は燃料・吸気・ＥＧＲ制御機能のブロック図、図８はトルク補正部のブロック図、図９及び図１０はトルク補正ルーチンのフローチャート、図１１はトルク補正量の特性図である。
【００６９】
本形態は、前述の各形態に対し、アクセルセンサ１２によって検出したアクセル開度αｓ（すなわち運転者の操作に応じたアクセル開度）を補正せず、このアクセル開度αｓとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて基本トルク（目標エンジントルクの初期値）Ｔ0を設定した後、この基本トルクＴ0に、負荷の作動による消費トルクを補うトルク補正量を加算・補正してエンジン出力トルクを一定に制御するものである。
【００７０】
このため、本形態の燃料・吸気・ＥＧＲ制御に係わる機能構成は、図７に示すように、前述の第１形態に対し、目標トルク設定部５２に代えて基本トルク設定部５２Ａ、アクセル開度補正部５１に代えてトルク補正部５２Ｂを備え、トルク補正部５２Ｂの機能は、図８に示すように、前述の第１形態に対し、補正量設定部６３に代えてトルク補正量設定部６３Ａ、補正後アクセル開度算出部６４に代えて補正後トルク算出部６４Ａを備えた構成となっている。
【００７１】
すなわち、本形態では、基本トルク設定部５２Ａでエンジン回転数Ｎｅとアクセルセンサ１２によって検出したアクセル開度αｓとに基づいて基本トルクＴ0を設定し、この基本トルクＴ0をトルク補正部５２Ｂへ出力する。トルク補正部５２Ｂでは、アイドル判定部６０でエンジンが無負荷のアイドル状態を判定するとともに、負荷状態判定部６１でエアコンプレッサの作動や発電量の増加等の補機類による負荷条件の変化を判定し、アイドル運転状態のとき、目標エンジン回転数設定部６２で負荷状態判定部６１の判定結果に応じて目標エンジン回転数Ｎｅｍを設定し、さらに、トルク補正量設定部６３Ａで、エンジンの暖機状態に応じたトルク補正量Ｔｂ１、負荷状態に応じたトルク補正量Ｔｂ２，Ｔｂ３を設定するとともに、目標エンジン回転数Ｎｅｍと実エンジン回転数Ｎｅとの偏差に基づくトルクフィードバック補正量（後述する回転差比例トルクフィードバック補正量と回転差積分トルクフィードバック補正量）Ｔｐ，Ｔｉを設定する。そして、補正後トルク算出部６４Ａで、各補正量Ｔｂ１，Ｔｂ２，Ｔｂ３，Ｔｐ，Ｔｉを基本トルクＴ0に加算して補正後トルクＴｍを算出し、燃料・吸気・ＥＧＲ設定部５３へ出力する。燃料・吸気・ＥＧＲ設定部５３では、補正後トルクＴｍに対応した基本燃料噴射量Ｇｆ及びＥＧＲ率を設定し、ＥＧＲバルブ通過ガス流量設定値Ｑｅ、スロットル通過空気流量設定値Ｑａを算出する。
【００７２】
この場合、前述の第１形態と同様、アイドル領域及び非アイドル領域において連続的なエンジン出力制御を行うべく、上記補正後トルク算出部６４Ａでは、アイドル判定部６０でアイドル領域から非アイドル領域への移行が判定された場合においても、アイドル運転時に算出した各補正量を保持し、基本トルクＴ0に各補正量を加算して補正後トルクＴｍを算出し、燃料・吸気・ＥＧＲ設定部５３へ出力する。
【００７３】
上記トルク補正部５２Ｂにおけるトルク補正は、具体的には、図９及び図１０に示すトルク補正ルーチンによって行われる。以下、このトルク補正ルーチンについて説明する。
【００７４】
このルーチンでは、ステップS300で第１形態と同様のアイドル判定条件を満足するか否かを調べ、アイドル判定条件を満足せずに非アイドル運転状態のとき、ステップS490でＩＳＣフラグをクリアした後、補正後トルクＴｍを算出するステップS500へジャンプし、アイドル判定条件を満足するときには、ステップS300からステップS310以降へ進む。
【００７５】
ステップS310では、エンジンの暖機状態に応じたトルク補正量Ｔｂ１を、例えば冷却水温ＴWに基づいてマップ参照等により設定し、ステップS320で、アイドル時の目標エンジン回転数をエンジンの暖機状態に応じて設定し、この暖機状態に応じた目標エンジン回転数Ｎｅｉを現時点での目標エンジン回転数Ｎｅｍとして設定する（Ｎｅｍ＝Ｎｅｉ）。
【００７６】
次に、ステップS330へ進み、エアコンＯＮ等による補機類の作動状態の変化があるか否かを調べ、補機類の作動状態の変化がないときには、目標エンジン回転数Ｎｅｍを現状の設定値としたまま（Ｎｅｍ＝Ｎｅｉ）ステップS370へジャンプし、補機類の作動状態に変化があるとき、ステップS340〜S360で、負荷状態に応じたトルク補正量を、補機類の消費トルクの変化に応じたトルク補正量Ｔｂ２と、補機類の消費仕事率（消費馬力）の変化に応じたトルク補正量Ｔｂ３とに分けて設定する。
【００７７】
すなわち、各負荷のエンジン出力トルクへの影響は負荷毎に相違し、エンジン回転数に応じて変化する成分つまり馬力に直接影響する成分と、トルクに直接影響する成分とが重合し、両成分の影響比率は、それぞれの負荷で相違する。従って、複数の負荷が作動しているときには、それぞれの負荷によるトルク影響分（トルク補正量Ｔｂ２）及び馬力影響分（トルク補正量Ｔｂ３）を考慮し、負荷毎のトルク補正量を設定する。尚、図１１は、エンジン回転数とトルク補正量（Ｔｂ２，Ｔｂ３）との関係を模式的に示したものである。
【００７８】
詳細には、ステップS340で、補機類の消費トルクの変化に応じたトルク補正量Ｔｂ２（トータル量）を設定するとともに、この消費トルクの変化に対応して目標エンジン回転数を高めるための増加量ＤＮｅｉ２を設定し、ステップS350で、補機類の消費仕事率（消費馬力）の変化に応じて仕事率補正量Ｗｂ３（トータル量）を求め、さらに、この消費仕事率の変化に対応して目標エンジン回転数を高めるための増加量ＤＮｅｉ３を設定する。
【００７９】
次いで、ステップS360へ進み、仕事率補正量Ｗｂ３とエンジン回転数Ｎｅとに基づいてマップ参照等により補機類の消費馬力の変化に応じたトルク補正量Ｔｂ３（トータル量）を設定すると、ステップS370で、目標エンジン回転数の増加分ＤＮｅｉ２，ＤＮｅｉ３を、暖機状態に応じた目標エンジン回転数Ｎｅｉに加算して最終的な目標エンジン回転数Ｎｅｍを設定し（Ｎｅｍ＝Ｎｅｉ＋ＤＮｅｉ２＋ＤＮｅｉ３）、ステップS380以降へ進む。
【００８０】
尚、ステップS340〜S360では、トルク補正量Ｔｂ２，Ｔｂ３を個別に算出しているが、両補正量Ｔｂ２，Ｔｂ３の合算値をエンジン回転数毎にマップ上に設定しても良い。
【００８１】
ステップS380以降は、第１，２形態と同様の処理であり、ステップS380で目標エンジン回転数Ｎｅｍと現在のエンジン回転数Ｎｅとの偏差Ｎｅｄを算出し（Ｎｅｄ＝Ｎｅｍ−Ｎｅ）、ステップS390で目標エンジン回転数Ｎｅｍと実エンジン回転数Ｎｅとの回転数差に比例してトルク補正をフィードバックするための回転差比例トルクフィードバック補正量Ｔｐを設定（Ｔｐ＝ＫＴｐ・Ｎｅｄ；但し、ＫＴｐはフィードバック比例ゲイン）した後、ステップS400へ進んで１回前のＩＳＣフラグがクリアされているか否かを調べる。
【００８２】
そして、ＩＳＣフラグがクリアされているとき、すなわち、新たにＩＳＣ制御条件に入った場合には、上記ステップS400からステップS410へ分岐し、偏差Ｎｅｄを積分した１制御周期前の値ＩＸ(-1)に増分値ＩＸｏを加算して今回の積分値ＩＸを設定する（ＩＸ＝ＩＸ(-1)＋ＩＸｏ）。
【００８３】
一方、上記ステップS400でＩＳＣフラグがクリアされていないときには、上記ステップS400からステップS420へ進み、目標エンジン回転数Ｎｅｍと現在のエンジン回転数Ｎｅとの偏差Ｎｅｄの絶対値が設定値Ｎｅｄｍａｘを超えているか否かを調べ、その結果に応じてステップS430あるいはステップS440で積算値ＩＸを更新する（ＩＸ＝ＩＸ(-1)＋Ｎｅｄ・ｄｔ、ＩＸ＝ＩＸ(-1)）。
【００８４】
上記ステップS410,S420,S430の各ステップで積分値ＩＸを設定した後は、各ステップからステップS450へ進み、積分値ＩＸが積分制限値ＩＸｍａｘを超えているか否かを調べる。そして、ＩＸ＜ＩＸｍａｘのときには、ステップS450からステップS470へジャンプし、ＩＸ≧ＩＸｍａｘのとき、ステップS450からステップS460へ進んで積分値ＩＸを積分制限値ＩＸｍａｘに飽和させ（ＩＸ＝ＩＸｍａｘ）、ステップS470へ進む。
【００８５】
ステップS470では、目標エンジン回転数Ｎｅｍと実エンジン回転数Ｎｅとの回転数差の積分値に応じてトルク補正をフィードバックするための回転差積分フィードバック補正量Ｔｉを、上記積分値ＩＸにフィードバック積分ゲインＫＴｉを乗算して設定し（Ｔｉ＝ＫＴｉ・ＩＸ）、その後、ステップS480でＩＳＣフラグをセットすると、ステップS500で、トルク補正量Ｔｂ１，Ｔｂ２，Ｔｂ３、回転差比例トルクフィードバック補正量Ｔｐ、回転差積分トルクフィードバック補正量Ｔｉを基本トルクＴ0に加算して補正後トルクＴｍを求め（Ｔｍ＝Ｔ0＋Ｔｂ１＋Ｔｂ２＋Ｔｂ３＋Ｔｐ＋Ｔｉ）、ルーチンを抜ける。
【００８６】
本形態では、前述の第１，２形態の効果に加え、補機類の消費トルクの変化や消費仕事率の変化に応じて適切に対応することができ、アイドル運転時の回転数安定性が高く、エンジンブレーキ等への悪影響も少ない。
【００８７】
尚、以上の各形態では、スロットルアクチュエータ２０によってスロットルバルブ３を駆動し、アイドル領域から非アイドル領域までの全運転領域における空気量を制御する例について説明したが、スロットルバルブ３をバイパスするバイパス通路に空気量を調整するＩＳＣバルブを介装し、アイドル判定時には、このＩＳＣバルブを介して要求される空気量を確保するようにしても良く、アイドル領域と非アイドル領域とでＩＳＣバルブからスロットルバルブへ制御対象が変わっても、空気量制御の連続性を確保することができる。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、アイドル領域での安定性を確保すると共にアイドル領域と非アイドル領域との制御の連続性を確保し、シンプルで高性能な制御を実現することができる等優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係わり、アクセル開度補正部のブロック図
【図２】同上、燃料・吸気・ＥＧＲ制御機能のブロック図
【図３】同上、アクセル開度補正ルーチンのフローチャート
【図４】同上、エンジン制御系の概略構成図
【図５】本発明の実施の第２形態に係わり、アクセル開度補正ルーチンのフローチャート
【図６】同上、アクセル開度補正ルーチンのフローチャート（続き）
【図７】本発明の実施の第３形態に係わり、燃料・吸気・ＥＧＲ制御機能のブロック図
【図８】同上、トルク補正部のブロック図
【図９】同上、トルク補正ルーチンのフローチャート
【図１０】同上、トルク補正ルーチンのフローチャート（続き）
【図１１】同上、トルク補正量の特性図
【符号の説明】
１ …エンジン
３ …スロットルバルブ
２０ …スロットルアクチュエータ
５１ …アクセル開度補正部
５２ …目標トルク設定部
５２Ａ…基本トルク設定部
５２Ｂ…トルク補正部
５３ …燃料・吸気・ＥＧＲ設定部
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセル開度とエンジン回転数とに基づいてエンジンの出力目標値を設定し、この出力目標値に対応してエンジンに供給する燃料量及び空気量を制御するエンジンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、スロットルバルブにアクチュエータを連設し、このアクチュエータを介してスロットル開度を電子的に制御する、いわゆる電子制御スロットル方式のエンジンが実用化されており、アクセル開度とエンジン回転数とからエンジン出力目標値を設定し、設定した主力目標値に応じて燃料噴射量を制御するとともに、スロットル開度を調整して吸入空気量を制御するようになっている。
【０００３】
例えば、本出願人は、先に、特願平８−２５３５６３号において、アクセル開度とエンジン回転数とに基づいて目標出力条件を定め、この目標出力条件からスロットルバルブ、ＥＧＲバルブ、燃料噴射量、点火時期等を同時にフォーワード制御する技術を提案しており、この技術では、大幅な空燃比変化や大量ＥＧＲ率に対処しつつ、運転者の要求出力に対する応答性を改善して良好な走行性能を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常、アイドル運転時にはアクセル開度が０（アクセルペダルの踏み込み量が０）であることから、アイドル運転時には、従来のアイドル制御を用いる等して非アイドル領域での制御とは別にしなければならず、制御システムが複雑化するばかりでなく、制御上の連続性が失われ、円滑さに欠けるという問題があった。
【０００５】
この場合、従来のアイドル制御では、エンジン回転数の情報に基づいて、スロットルバルブや、スロットルバルブをバイパスするバイパス通路に介装した流量調整バルブ（スロットルバイパスバルブ）を制御し、その結果としての空気量変化を検出して燃料噴射量や点火時期を制御するようにしており、エンジン回転数低下→スロットル（バイパス）操作→空気量変化→燃料噴射量・点火時期変化→エンジン出力変化というプロセスを経るため、エンジン回転数が変化してから実際にエンジン出力が変化するまでの時間遅れが大きく、アイドル回転数の不安定化やフィーリングの悪化を招く。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、アクセル開度とエンジン回転数とに基づいてエンジンの出力制御を行う際、アイドル領域での安定性を確保するとともに、アイドル領域と非アイドル領域との制御の連続性を確保し、シンプルで高性能な制御を実現することのできるエンジンの制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、運転者の操作に応じたアクセル開度を、エンジンの暖機状態及び負荷状態に基づく補正量、及び、アイドル運転時の目標エンジン回転数と実エンジン回転数との偏差に基づく補正量によって補正し、上記各補正量を非アイドル運転時にも維持する手段と、補正後のアクセル開度とエンジン回転数とに基づいてエンジンの出力目標値を設定する手段と、上記出力目標値に対応してエンジンに供給する燃料量及び空気量を制御する手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、運転者の操作に応じたアクセル開度とエンジン回転数とに基づいてエンジンの出力目標値を設定する手段と、上記出力目標値を、エンジンの暖機状態及び負荷状態に基づく補正量、及び、アイドル運転時の目標エンジン回転数と実エンジン回転数との偏差に基づく補正量によって補正し、上記各補正量を非アイドル運転時にも維持する手段と、補正後の出力目標値に対応してエンジンに供給する燃料量及び空気量を制御する手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、上記偏差に基づく補正量を、上記偏差に比例する補正量と上記偏差の積分値に比例する補正量とに分けて設定することを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、上記偏差が設定値以上の場合、上記積分値を前回の値に維持することを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項３又は請求項４記載の発明において、上記積分値を設定範囲に制限することを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項３，４，５のいずれか一に記載の発明において、非アイドル運転からアイドル運転に移行したとき、上記積分値に所定の増分値を加算することを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、上記増分値の加算を行ってから一定時間が経過するまでの間は、上記増分値を再加算しないことを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項６記載の発明において、上記増分値を、運転条件によって設定したヒステリシスに従って加算することを特徴とする。
【００１５】
すなわち、請求項１記載の発明によるエンジンの制御装置では、運転者の操作に応じたアクセル開度を、エンジンの暖機状態及び負荷状態に基づく補正量、及び、アイドル運転時の目標エンジン回転数と実エンジン回転数との偏差に基づく補正量によって補正し、補正後のアクセル開度とエンジン回転数とに基づいてエンジンの出力目標値を設定し、この出力目標値に対応してエンジンに供給する燃料量及び空気量を制御する。
【００１６】
また、請求項２記載の発明によるエンジンの制御装置では、運転者の操作に応じたアクセル開度とエンジン回転数とに基づいてエンジンの出力目標値を設定し、この出力目標値を、エンジンの暖機状態及び負荷状態に基づく補正量、及び、アイドル運転時の目標エンジン回転数と実エンジン回転数との偏差に基づく補正量によって補正し、補正後の出力目標値に対応してエンジンに供給する燃料量及び空気量を制御する。
【００１７】
この場合、請求項１記載の発明におけるアクセル開度の補正量あるいは請求項２記載の発明における出力目標値の補正量は、非アイドル運転時にも維持され、アイドル領域と非アイドル領域との制御の連続性が確保される。
【００１８】
また、アイドル運転時の目標エンジン回転数と実エンジン回転数との偏差に基づく補正量は、偏差に比例する補正量と偏差の積分値に比例する補正量とに分けて設定することができ、偏差が設定値以上の場合には積分値を前回の値に維持する、あるいは、積分値を設定範囲に制限することが望ましい。
【００１９】
さらに、非アイドル運転からアイドル運転に移行したときには、積分値に所定の増分値を加算することが望ましく、この増分値の加算を行ってから一定時間が経過するまでの間は、増分値を再加算しない、あるいは、運転条件によって設定したヒステリシスに従って増分値を加算することが望ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図４は本発明の実施の第１形態に係わり、図１はアクセル開度補正部のブロック図、図２は燃料・吸気・ＥＧＲ制御機能のブロック図、図３はアクセル開度補正ルーチンのフローチャート、図４はエンジン制御系の概略構成図である。
【００２１】
図４において、符号１は、吸気管２の中途に介装されたスロットルバルブ３の開度がスロットルアクチュエータ２０を介して電子的に制御される電子制御スロットル式エンジンであり、本形態においては、排気管４と上記吸気管２とを連通する排気還流管５にＥＧＲバルブ２１を介装し、排気ガスを吸気系に再循環するＥＧＲを併用するエンジンである。
【００２２】
上記エンジン１は、燃料噴射制御、吸気制御、ＥＧＲ制御を総合的に行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０によって制御される。このＥＣＵ５０は、マイクロコンピュータを中心として構成され、運転状態を検出するための各種センサ・スイッチ類や各種アクチュエータ類が接続されている。
【００２３】
上記ＥＣＵ５０に接続されるセンサ類としては、所定のクランク角毎にパルス信号を出力するクランク角センサ１０、車速を検出するための車速センサ１１、図示しないアクセルペダルの踏み込み量に応じた電圧信号を出力するアクセル開度センサとアクセル全閉（アクセルペダルの踏み込み量が０）でＯＮとなるアクセル全閉スイッチとからなるアクセルセンサ１２、吸気管内圧力（マニホルド圧）を計測するための吸気管圧力センサ１３、上記スロットルバルブ３下流の吸気管内のガス温度を計測するための吸気管ガス温度センサ１４、スロットル通過空気流量を計測する吸入空気量センサ１５等がある。
【００２４】
また、上記ＥＣＵ５０に接続されるアクチュエータ類としては、上記スロットルバルブ３を駆動する上記スロットルアクチュエータ２０、ＥＧＲ量を可変するための上記ＥＧＲバルブ２１、燃料を噴射する各気筒のインジェクタ２２、気筒毎の点火プラグに連設される点火コイルの一次電流を断続するためのイグナイタ２３等がある。
【００２５】
上記ＥＣＵ５０では、各種センサ類によって検出した運転状態に基づき、運転者のアクセル操作に基づく要求負荷に対応する必要空気量及び必要燃料量を算出し、上記スロットルアクチュエータ２０、上記インジェクタ２２に、それぞれ相応する駆動信号を出力して必要空気量、必要燃料量を確保し、上記イグナイタ２３に点火信号を出力して図示しない点火プラグをスパークさせ、最適な燃焼状態を維持するよう制御する。
【００２６】
上記ＥＣＵ５０の燃料・吸気・ＥＧＲ制御に係わる機能は、概略的には、図２に示すように、アクセル開度補正部５１、目標トルク設定部５２、燃料・吸気・ＥＧＲ設定部５３、電子制御スロットル（ＥＴＣ）指示部５４、ＥＧＲ指示部５５等から構成されている。
【００２７】
上記アクセル開度補正部５１では、アクセルセンサ１２によって検出したアクセル開度αｓをエンジン運転状態に応じて補正し、上記目標トルク設定部５２で、エンジン回転数Ｎｅと補正後のアクセル開度αｍとに基づいて目標エンジントルクＴｅを設定する。
【００２８】
上記燃料・吸気・ＥＧＲ設定部５３では、目標エンジントルクＴｅに対応した基本燃料噴射量Ｇｆ及びＥＧＲ率を設定し、また、ＥＧＲバルブ通過ガス流量設定値（目標値）Ｑｅ、スロットル通過空気流量設定値（目標値）Ｑａを算出する。このＥＧＲバルブ通過ガス流量設定値Ｑｅ、スロットル通過空気流量設定値Ｑａの算出は、例えば、基本燃料噴射量及びＥＧＲ率から吸気管内の圧力目標値を空気有効成分分圧とＥＧＲガス有効成分分圧とに分けて設定し、以下の吸気系モデルに従って、空気有効成分分圧の推定値及びＥＧＲガス有効成分分圧の推定値を算出することで行われる。
【００２９】
すなわち、上記燃料・吸気・ＥＧＲ設定部５３では、ＥＧＲバルブ通過ガス流量設定値Ｑｅを、ＥＧＲガス有効成分分圧の推定値とＥＧＲガス有効成分分圧の制御目標値との偏差に基づいて算出するとともに、スロットルバルブ通過空気流量設定値Ｑａを、空気有効成分分圧の推定値と空気有効成分分圧の制御目標値との偏差、及び、ＥＧＲガス中の空気過不足成分に基づいて算出する。
【００３０】
尚、有効成分とは、目標値（初期設定値）に呼応するための成分を示し、ＥＧＲガス有効成分は、制御空燃比が当量（理論空燃比）であれば、ＥＧＲガス中の非空気成分である不活性成分（理論空燃比での既燃ガスに相当する成分；Ｈ2０，ＣＯ2，Ｎ2等からなる）と同じ値であるが、制御空燃比がリーンの場合、当量比分の空気を含み、ＥＧＲガス中の空気成分に不活性成分を加えた値となる。
【００３１】
また、過不足成分は、有効分に対する過不足分を示し、定常状態では目標当量比と排気当量比とが同じであるため、過不足は生じないが、過渡的には、これから制御しようとする目標当量比と現在還流されてくるＥＧＲガスの排気当量比とが一致しないことが多く、目標当量比＞排気当量比の場合には、還流されてくるＥＧＲガス中に過剰空気を生じ、目標当量比＜排気当量比の場合には、還流されてくるＥＧＲガス中に不足空気を生じる。従って、この過剰・不足空気分をスロットルバルブ・ＥＧＲバルブ制御で目標状態に制御するのである。
【００３２】
ここで、上記燃料・吸気・ＥＧＲ設定部５３で用いる吸気系モデルは、エンジン１の吸気管２に介装されたスロットルバルブ３を通過する新気分の流量（スロットル通過空気流量）Ｑａと、排気管４から吸気管２への排気還流管５に介装されたＥＧＲバルブ２１を通過するＥＧＲガス流量（ＥＧＲバルブ通過ガス流量）Ｑｅとが吸気管２内に供給され、エンジン１のシリンダに流出しているとするモデルであり、スロットル通過空気流量ＱａとＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅとによって吸気管容積を充填する分の空気量を見込むことにより、アクセル操作量とエンジン回転数から設定した目標エンジントルクを過渡的に遅れなく実現することができる。
【００３３】
吸気管内の空気有効成分は、スロットルバルブ３を通過する新気分と、ＥＧＲバルブ２１を通過するＥＧＲガス中の空気過不足成分との和から、シリンダ内へ流入する空気有効成分を除いたものであり、スロットル通過空気流量Ｑａ、ＥＧＲガス中の空気過不足成分のＥＧＲバルブ通過流量Ｑｅａ、吸気管内の空気有効成分のシリンダ流入流量Ｑｓｏ、吸気管容積Ｖｍ、吸気管内ガス温度Ｔｍ、空気有効成分の気体定数Ｒａを用いて気体の状態方程式を適用すると、吸気管内の空気有効成分分圧Ｐｍｏの時間変化量ｄＰｍｏ／ｄｔは、以下の(1)式で表すことができる。
ｄＰｍｏ／ｄｔ＝(Ｑａ＋Ｑｅａ−Ｑｓｏ)・Ｒａ・Ｔｍ／Ｖｍ …(1)
【００３４】
また、吸気管内のＥＧＲガス有効成分は、ＥＧＲバルブ２１を通過するＥＧＲガス有効成分からシリンダ内へ流入するＥＧＲガス有効成分を除いたものであり、同様に、吸気管内のＥＧＲガス有効成分分圧Ｐｍｅｅの時間変化量ｄＰｍｅｅ／ｄｔは、ＥＧＲガス有効成分のＥＧＲバルブ通過流量Ｑｅｅ、ＥＧＲガス有効成分のシリンダ流入流量Ｑｓｅｅ、ＥＧＲガス有効成分の気体定数Ｒｅにより、以下の(2)式で表すことができる。
ｄＰｍｅｅ／ｄｔ＝(Ｑｅｅ−Ｑｓｅｅ)・Ｒｅ・Ｔｍ／Ｖｍ …(2)
【００３５】
上記(1)式におけるＥＧＲガスの空気過不足成分のＥＧＲバルブ通過流量Ｑｅａ、上記(2)式におけるＥＧＲガス有効成分のＥＧＲバルブ通過流量Ｑｅｅは、ＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅに、ＥＧＲバルブ２１入口におけるＥＧＲガスの当量比Φとシリンダ内当量比の初期設定値である目標当量比Φiとの比を適用することにより、それぞれ、以下の(3),(4)式のように表すことができる。
Ｑｅａ＝(１−Φ／Φi)・Ｑｅ …(3)
Ｑｅｅ＝(Φ／Φi)・Ｑｅ …(4)
【００３６】
また、上記(1)式における空気有効成分のシリンダ流入流量Ｑｓｏ、上記(2)式におけるＥＧＲガス有効成分のシリンダ流入流量Ｑｓｅｅは、それぞれ、１気筒当たりのストローク容積Ｖｓ、体積効率ηv、エンジンの気筒数Ｌを用いて、以下の(5),(6)式で表すことができる。
Ｑｓｏ＝((Ｐｍｏ・Ｖｓ)／(Ｒａ・Ｔｍ))・ηv・(Ｎｅ・Ｌ／１２０) …(5)
Ｑｓｅｅ＝((Ｐｍｅｅ・Ｖｓ)／(Ｒｅ・Ｔｍ))・ηv・(Ｎｅ・Ｌ／１２０) …(6)
【００３７】
従って、上記(1),(2)式に上記(3)〜(5)式を適用して式中の一部を以下の(7)〜(9)式で示す係数ａ，ｂa，ｂeで置き換え、上記(1),(2)式をマトリックス形式で記述すると、以下の(10)式で示すようになり、スロットル通過空気流量Ｑａ、ＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅ、及び、ＥＧＲガスの当量比Φと目標当量比Φiとの比に基づいて、吸気管内の状態を空気有効成分分圧Ｐｍｏの時間変化量とＥＧＲガス有効成分分圧Ｐｍｅｅの時間変化量とによって表現することができる。
ａ ＝(Ｖｓ／Ｖｍ)・ηv・(Ｎｅ・Ｌ／１２０) …(7)
ｂa＝Ｒａ・Ｔｍ／Ｖｍ …(8)
ｂe＝Ｒｅ・Ｔｍ／Ｖｍ …(9)
【００３８】
尚、上記吸気系モデルによるＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅ、スロットル通過空気流量Ｑａの算出処理については、本出願人による特願平８−２５３５６３号に詳述されている。
【００３９】
以上により、ＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅ、スロットル通過空気流量Ｑａを算出すると、ＥＴＣ指示部５４で、マニホルド圧Ｐｍとスロットル通過空気流量設定値Ｑａとから、スロットルアクチュエータ２０に対する操作量としてのスロットルアクチュエータ指示値（ＥＴＣ指示値）Ｓａを設定してスロットルアクチュエータ２０へ出力し、また、ＥＧＲ指示部３４で、マニホルド圧ＰｍとＥＧＲバルブ通過ガス流量設定値Ｑｅとから、ＥＧＲバルブ２１に対する操作量としてのＥＧＲバルブ指示値Ｓｅを設定してＥＧＲバルブ２１へ出力する。
【００４０】
この場合、アイドル運転領域では、エンジン回転数Ｎｅと上記アクセル開度補正部５１で補正されたアクセル開度αｍとに基づく目標エンジントルクＴｅに対応してスロットル通過空気流量Ｑａ、基本燃料噴射量Ｇｆが設定され、エンジン回転数Ｎｅが目標回転数に制御されるが、アクセルペダルの踏み込みに応じた実アクセル開度αｓに対する補正量は、非アイドル運転領域においても維持され、アイドル運転領域と非アイドル運転領域との制御の連続性が確保される。
【００４１】
このため、上記アクセル開度補正部５１の機能は、図１に示すように、アイドル判定部６０、負荷状態判定部６１、目標エンジン回転数設定部６２、補正量設定部６３、補正後アクセル開度算出部６４から構成されており、アイドル判定部６０で、エンジンが無負荷のアイドル状態を判定し、さらに、負荷状態判定部６１で、エアコンプレッサの作動や発電量の増加等の補機類による負荷条件の変化を判定する。
【００４２】
そして、アイドル運転状態のとき、目標エンジン回転数設定部６２で負荷状態判定部６１の判定結果に応じて目標エンジン回転数Ｎｅｍを設定する。この目標エンジン回転数Ｎｅｍは、エンジンの暖機状態に応じた目標エンジン回転数Ｎｅｉに、負荷状態に応じた増加量ＤＮｅｉを加算したものであり、負荷状態判定部６１で負荷増加が無いと判定されたときには、Ｎｅｍ＝Ｎｅｉとなる。
【００４３】
さらに、補正量設定部６３で、エンジンの暖機状態に応じた補正量αｂ１や負荷状態に応じた補正量αｂ２を設定するとともに、目標エンジン回転数Ｎｅｍと実エンジン回転数Ｎｅとの偏差に基づくフィードバック補正量（後述する回転差比例フィードバック補正量と回転差積分フィードバック補正量）αｐ，αｉを設定する。
【００４４】
補正後アクセル開度算出部６４では、各補正量αｂ１，αｂ２，αｐ，αｉを、アクセルセンサ１２によって検出した実アクセル開度αｓに加算して補正後アクセル開度αｍを算出し、この補正後アクセル開度αｍを目標トルク設定部５２へ出力する。アイドル運転時には、実アクセル開度αｓは０であり、実質的に各補正量αｂ１，αｂ２，αｐ，αｉの和が補正後アクセル開度αｍとして目標トルク設定部５２へ出力され、補正後アクセル開度αｍとエンジン回転数Ｎｅとによって設定される目標エンジントルクＴｅにより、スロットル通過空気流量Ｑａ、基本燃料噴射量Ｇｆが設定され、エンジン回転数Ｎｅが目標エンジン回転数Ｎｅｍに収束するよう制御される。
【００４５】
また、上記補正後アクセル開度算出部６４では、アイドル判定部６０でアイドル領域から非アイドル領域への移行が判定された場合においても、アイドル運転時に算出した各補正量を保持し、アクセルペダルの踏み込みに応じた実アクセル開度αｓに各補正量を加算して補正後アクセル開度αｍを算出し、目標トルク設定部５２へ出力する。すなわち、アイドル領域及び非アイドル領域において、連続的なエンジン出力制御が行われることになる。
【００４６】
以下、ＥＣＵ５０によるアクセル開度補正処理の詳細について、図３のフローチャートに従って説明する。
【００４７】
図１のアクセル開度補正ルーチンでは、まず、ステップS100で現在の運転状態がアイドル判定条件を満足するか否かを調べる。このアイドル判定条件は、例えば、車速センサ１１による現在の車速ＶＳＰが設定車速ＶＳＥＴ（例えば、４ｋｍ／ｈ）より低く、且つ、アクセルセンサ１２のアクセル全閉スイッチがＯＮになっているとき、アイドル運転状態と判定するものであり、アイドル判定条件を満足しないときには、上記ステップS100から後述するステップS210へジャンプし、アイドル判定条件を満足するとき、上記ステップS110からステップS110以降のアイドルスピードコントロール（ＩＳＣ）制御処理へ進む。
【００４８】
尚、アイドル判定条件として、アクセル全閉スイッチがＯＮである条件に代え、アクセルセンサ１２による実アクセル開度αｓが設定値以下である条件を採用しても良い。
【００４９】
ステップS110以降のＩＳＣ制御処理では、ステップS110で、エンジンの暖機状態に応じてアクセル開度を補正するための暖機補正量αｂ１を設定するとともに、負荷状態に応じてアクセル開度を補正するための負荷補正量αｂ２を０に初期設定する。上記暖機補正量αｂ１は、機械的摩擦損失や燃焼効率が暖機状態によって変化することを補正するためのものであり、例えば冷却水温ＴWに基づいてマップ参照等により設定される。また、上記負荷補正量αｂ２は、エアコンの作動や発電量の増加等の補機類の駆動力変動に対応するものである。
【００５０】
続くステップS120では、アイドル時の目標エンジン回転数をエンジンの暖機状態に応じて設定し、この暖機状態に応じた目標エンジン回転数Ｎｅｉを、現時点での目標エンジン回転数Ｎｅｍとして設定する（Ｎｅｍ＝Ｎｅｉ）。暖機状態に応じた目標エンジン回転数Ｎｅｉは、エンジンの暖機途上でエンジン回転数を暖機完了後よりも高めて暖機促進やアイドル回転数の安定化を図るためのものであり、例えば、冷却水温ＴWに基づいてマップ参照などにより設定される。
【００５１】
その後、ステップS130へ進み、エアコンＯＮ等による負荷増加が有るか否かを調べ、負荷増加が無いときには、負荷補正量αｂ２及び目標エンジン回転数Ｎｅｍを現状の設定値としたまま（αｂ２＝０、Ｎｅｍ＝Ｎｅｉ）ステップS150へジャンプし、負荷増加があるとき、ステップS140で、負荷補正量αｂ２を所定値αｂ２ｘとするとともに、負荷増加に対応して目標エンジン回転数を高めるための増加量ＤＮｅｉを、暖機状態に応じた目標エンジン回転数Ｎｅｉに加算して最終的な目標エンジン回転数Ｎｅｍを設定し（Ｎｅｍ＝Ｎｅｉ＋ＤＮｅｉ）、ステップS150へ進む。
【００５２】
ステップS150では、目標エンジン回転数Ｎｅｍとクランク角センサ１０からの信号に基づく現在のエンジン回転数Ｎｅとの偏差Ｎｅｄを算出し（Ｎｅｄ＝Ｎｅｍ−Ｎｅ）、ステップS160で、目標エンジン回転数Ｎｅｍと実エンジン回転数Ｎｅとの回転数差に比例してアクセル開度をフィードバック補正するための回転差比例フィードバック補正量αｐを設定する（αｐ＝Ｋｐ・Ｎｅｄ；但し、Ｋｐはフィードバック比例ゲイン）。
【００５３】
次に、ステップS170へ進み、目標エンジン回転数Ｎｅｍと現在のエンジン回転数Ｎｅとの偏差Ｎｅｄの絶対値が設定値Ｎｅｄｍａｘを超えているか否かを調べる。そして、│Ｎｅｄ│＜Ｎｅｄｍａｘのときには、上記ステップS170からステップS180へ進んで、偏差Ｎｅｄを積分した１制御周期前までの値ＩＸ(-1)に、今回の偏差Ｎｅｄと制御周期ｄｔを乗算した値を加算して積分値ＩＸを更新し（ＩＸ＝ＩＸ(-1)＋Ｎｅｄ・ｄｔ）、ステップS200へ進む。
【００５４】
一方、上記ステップS170において│Ｎｅｄ│≧Ｎｅｄｍａｘのときには、上記ステップS170からステップS190へ進み、偏差Ｎｅｄの積分を停止して１制御周期前の積分値ＩＸ(-1)を今回の積分値ＩＸとし（ＩＸ＝ＩＸ(-1)）、ステップS200へ進む。
【００５５】
ステップS200では、目標エンジン回転数Ｎｅｍと実エンジン回転数Ｎｅとの回転数差の積分値に応じてアクセル開度をフィードバック補正するための回転差積分フィードバック補正量αｉを、上記積分値ＩＸにフィードバック積分ゲインＫｉを乗算して設定し（αｉ＝Ｋｉ・ＩＸ）、ステップS210で、アクセルセンサ１２によって検出したアクセル開度αｓに、暖機補正量αｂ１、負荷補正量αｂ２、回転差比例フィードバック補正量αｐ、回転差積分フィードバック補正量αｉを加算して補正後アクセル開度αｍを求め（αｍ＝αｓ＋αｂ１＋αｂ２＋αｐ＋αｉ）、ルーチンを抜ける。
【００５６】
この場合、上記ステップS100のアイドル判定条件を満足し、ステップS110以降の処理を経て上記ステップS210へ進んだときには、アイドル運転状態で実質的にαｓ＝０であるため、補正後アクセル開度αｍは実質的にαｍ＝αｂ１＋αｂ２＋αｐ＋αｉとなる。そして、この補正後アクセル開度αｍとエンジン回転数Ｎｅとによって目標エンジントルクＴｅが設定され、スロットルバルブ３の開度が制御されて目標エンジン回転数ＮｅｍへのＩＳＣ制御が行われる。
【００５７】
また、上記ステップS100のアイドル判定条件を満足せず、非アイドル運転状態で上記ステップS210へジャンプしたときには、アイドル状態で設定されて保存された各補正量がアクセルペダルの踏み込み量に応じた実アクセル開度αｓに加算され、この補正後アクセル開度αｍとエンジン回転数Ｎｅとによって設定される目標エンジントルクＴｅに基づいて、エンジンの出力制御が行われる。
【００５８】
この場合、アクセル開度は、基本的にエンジン出力（仕事率）と略比例関係にあるため、以上のアクセル開度補正処理によって得られる結果は、エンジントルクで表現すれば、エンジン回転数が低い程エンジントルクを増加させ、エンジン回転数が高い場合にはエンジントルクの増加量が相対的に少なくなる。
【００５９】
すなわち、アイドル時には、エンジン回転数の安定度が高く、エンジンブレーキ等への悪影響も少ない制御とすることができ、且つ、アイドル領域と非アイドル領域とで連続したシンプルで高性能な制御を実現することができる。
【００６０】
図５及び図６は本発明の実施の第２形態に係わり、アクセル開度補正ルーチンのフローチャートである。
【００６１】
本形態は、前述の第１形態に対し、一旦、ＩＳＣ制御から抜けて新たにＩＳＣ制御に入った場合に積分値ＩＸを加算増分し、さらに、積分値ＩＸの大きさに制限を設けるものである。
【００６２】
このため、本形態では、第１形態のアクセル開度ルーチン（図３参照）に対し、ＩＳＣ制御実行の判断や積分値の加算制限処理等を追加している。以下、図５及び図６に示す本形態のアクセル開度補正ルーチンについて説明する。尚、第１形態のアクセル開度補正ルーチンと同様のステップには同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６３】
本形態のアクセル開度補正ルーチンでは、ステップS100でアイドル判定条件が満足されず、非アイドル運転状態のとき、ステップS100からステップS206へ分岐してＩＳＣフラグをクリアした後、補正後アクセル開度αｍを算出するステップS210へジャンプし、アイドル判定条件を満足するときには、第１形態と同様、ステップS110〜S160で、暖機補正量αｂ１、負荷補正量αｂ２、目標エンジン回転数Ｎｅｍ、回転差比例フィードバック補正量αｐを設定した後、ステップS160からステップS165へ進み、１回前のＩＳＣフラグがクリアされているか否かを調べる。
【００６４】
そして、ＩＳＣフラグがクリアされていないときには、上記ステップS165からステップS170へ進み、第１形態と同様、目標エンジン回転数Ｎｅｍと現在のエンジン回転数Ｎｅとの偏差Ｎｅｄの絶対値が設定値Ｎｅｄｍａｘを超えているか否かを調べ、その結果に応じてステップS180あるいはステップS190で積算値ＩＸを更新する（ＩＸ＝ＩＸ(-1)＋Ｎｅｄ・ｄｔ、ＩＸ＝ＩＸ(-1)）。
【００６５】
一方、上記ステップS165でＩＳＣフラグがクリアされているとき、すなわち、一旦ＩＳＣ制御から抜けた後、新たにＩＳＣ制御条件に入った場合には、上記ステップS165からステップS166へ分岐し、１制御周期前の積分値ＩＸ(-1)に増分値ＩＸｏを加算して今回の積分値ＩＸを設定する（ＩＸ＝ＩＸ(-1)＋ＩＸｏ）。この増分値ＩＸｏは、一定時間中は再度加算条件が成立しても加算しない、あるいは、増分値ＩＸｏを加算する条件としてエンジン回転数Ｎｅ等の運転条件に対するヒステリシスを設ける等して、加算の重複を回避することが望ましく、アイドル領域と非アイドル領域とを短時間で行き来するような場合、エンジン回転数の低下不良を防止することができる。
【００６６】
上記ステップS180,S190,S166の各ステップで積分値ＩＸを設定した後は、各ステップからステップS195へ進み、積分値ＩＸが積分制限値ＩＸｍａｘを超えているか否かを調べる。そして、ＩＸ＜ＩＸｍａｘのときには、ステップS195からステップS200へジャンプし、ＩＸ≧ＩＸｍａｘのとき、ステップS195からステップS196へ進んで積分値ＩＸを積分制限値ＩＸｍａｘに飽和させ（ＩＸ＝ＩＸｍａｘ）、ステップS200へ進む。ステップS200では回転差積分フィードバック補正量αｉを設定し、その後、ステップS205でＩＳＣフラグをセットすると、ステップS210で補正後アクセル開度αｍを算出する。
【００６７】
本形態では、新たにＩＳＣ制御条件に入ったとき、積分値ＩＸを増分値ＩＸｏだけ加算設定するため、目標エンジン回転数までの回転数低下を緩慢にする、いわゆるダッシュポット効果を得ることができ、また、積分値ＩＸに制限を設けることで、エンジン回転数が目標エンジン回転数と大きく異なる時点での過度な積分を防止し、ハンチングを抑制することができる。
【００６８】
図７〜図１１は本発明の実施の第３形態に係わり、図７は燃料・吸気・ＥＧＲ制御機能のブロック図、図８はトルク補正部のブロック図、図９及び図１０はトルク補正ルーチンのフローチャート、図１１はトルク補正量の特性図である。
【００６９】
本形態は、前述の各形態に対し、アクセルセンサ１２によって検出したアクセル開度αｓ（すなわち運転者の操作に応じたアクセル開度）を補正せず、このアクセル開度αｓとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて基本トルク（目標エンジントルクの初期値）Ｔ0を設定した後、この基本トルクＴ0に、負荷の作動による消費トルクを補うトルク補正量を加算・補正してエンジン出力トルクを一定に制御するものである。
【００７０】
このため、本形態の燃料・吸気・ＥＧＲ制御に係わる機能構成は、図７に示すように、前述の第１形態に対し、目標トルク設定部５２に代えて基本トルク設定部５２Ａ、アクセル開度補正部５１に代えてトルク補正部５２Ｂを備え、トルク補正部５２Ｂの機能は、図８に示すように、前述の第１形態に対し、補正量設定部６３に代えてトルク補正量設定部６３Ａ、補正後アクセル開度算出部６４に代えて補正後トルク算出部６４Ａを備えた構成となっている。
【００７１】
すなわち、本形態では、基本トルク設定部５２Ａでエンジン回転数Ｎｅとアクセルセンサ１２によって検出したアクセル開度αｓとに基づいて基本トルクＴ0を設定し、この基本トルクＴ0をトルク補正部５２Ｂへ出力する。トルク補正部５２Ｂでは、アイドル判定部６０でエンジンが無負荷のアイドル状態を判定するとともに、負荷状態判定部６１でエアコンプレッサの作動や発電量の増加等の補機類による負荷条件の変化を判定し、アイドル運転状態のとき、目標エンジン回転数設定部６２で負荷状態判定部６１の判定結果に応じて目標エンジン回転数Ｎｅｍを設定し、さらに、トルク補正量設定部６３Ａで、エンジンの暖機状態に応じたトルク補正量Ｔｂ１、負荷状態に応じたトルク補正量Ｔｂ２，Ｔｂ３を設定するとともに、目標エンジン回転数Ｎｅｍと実エンジン回転数Ｎｅとの偏差に基づくトルクフィードバック補正量（後述する回転差比例トルクフィードバック補正量と回転差積分トルクフィードバック補正量）Ｔｐ，Ｔｉを設定する。そして、補正後トルク算出部６４Ａで、各補正量Ｔｂ１，Ｔｂ２，Ｔｂ３，Ｔｐ，Ｔｉを基本トルクＴ0に加算して補正後トルクＴｍを算出し、燃料・吸気・ＥＧＲ設定部５３へ出力する。燃料・吸気・ＥＧＲ設定部５３では、補正後トルクＴｍに対応した基本燃料噴射量Ｇｆ及びＥＧＲ率を設定し、ＥＧＲバルブ通過ガス流量設定値Ｑｅ、スロットル通過空気流量設定値Ｑａを算出する。
【００７２】
この場合、前述の第１形態と同様、アイドル領域及び非アイドル領域において連続的なエンジン出力制御を行うべく、上記補正後トルク算出部６４Ａでは、アイドル判定部６０でアイドル領域から非アイドル領域への移行が判定された場合においても、アイドル運転時に算出した各補正量を保持し、基本トルクＴ0に各補正量を加算して補正後トルクＴｍを算出し、燃料・吸気・ＥＧＲ設定部５３へ出力する。
【００７３】
上記トルク補正部５２Ｂにおけるトルク補正は、具体的には、図９及び図１０に示すトルク補正ルーチンによって行われる。以下、このトルク補正ルーチンについて説明する。
【００７４】
このルーチンでは、ステップS300で第１形態と同様のアイドル判定条件を満足するか否かを調べ、アイドル判定条件を満足せずに非アイドル運転状態のとき、ステップS490でＩＳＣフラグをクリアした後、補正後トルクＴｍを算出するステップS500へジャンプし、アイドル判定条件を満足するときには、ステップS300からステップS310以降へ進む。
【００７５】
ステップS310では、エンジンの暖機状態に応じたトルク補正量Ｔｂ１を、例えば冷却水温ＴWに基づいてマップ参照等により設定し、ステップS320で、アイドル時の目標エンジン回転数をエンジンの暖機状態に応じて設定し、この暖機状態に応じた目標エンジン回転数Ｎｅｉを現時点での目標エンジン回転数Ｎｅｍとして設定する（Ｎｅｍ＝Ｎｅｉ）。
【００７６】
次に、ステップS330へ進み、エアコンＯＮ等による補機類の作動状態の変化があるか否かを調べ、補機類の作動状態の変化がないときには、目標エンジン回転数Ｎｅｍを現状の設定値としたまま（Ｎｅｍ＝Ｎｅｉ）ステップS370へジャンプし、補機類の作動状態に変化があるとき、ステップS340〜S360で、負荷状態に応じたトルク補正量を、補機類の消費トルクの変化に応じたトルク補正量Ｔｂ２と、補機類の消費仕事率（消費馬力）の変化に応じたトルク補正量Ｔｂ３とに分けて設定する。
【００７７】
すなわち、各負荷のエンジン出力トルクへの影響は負荷毎に相違し、エンジン回転数に応じて変化する成分つまり馬力に直接影響する成分と、トルクに直接影響する成分とが重合し、両成分の影響比率は、それぞれの負荷で相違する。従って、複数の負荷が作動しているときには、それぞれの負荷によるトルク影響分（トルク補正量Ｔｂ２）及び馬力影響分（トルク補正量Ｔｂ３）を考慮し、負荷毎のトルク補正量を設定する。尚、図１１は、エンジン回転数とトルク補正量（Ｔｂ２，Ｔｂ３）との関係を模式的に示したものである。
【００７８】
詳細には、ステップS340で、補機類の消費トルクの変化に応じたトルク補正量Ｔｂ２（トータル量）を設定するとともに、この消費トルクの変化に対応して目標エンジン回転数を高めるための増加量ＤＮｅｉ２を設定し、ステップS350で、補機類の消費仕事率（消費馬力）の変化に応じて仕事率補正量Ｗｂ３（トータル量）を求め、さらに、この消費仕事率の変化に対応して目標エンジン回転数を高めるための増加量ＤＮｅｉ３を設定する。
【００７９】
次いで、ステップS360へ進み、仕事率補正量Ｗｂ３とエンジン回転数Ｎｅとに基づいてマップ参照等により補機類の消費馬力の変化に応じたトルク補正量Ｔｂ３（トータル量）を設定すると、ステップS370で、目標エンジン回転数の増加分ＤＮｅｉ２，ＤＮｅｉ３を、暖機状態に応じた目標エンジン回転数Ｎｅｉに加算して最終的な目標エンジン回転数Ｎｅｍを設定し（Ｎｅｍ＝Ｎｅｉ＋ＤＮｅｉ２＋ＤＮｅｉ３）、ステップS380以降へ進む。
【００８０】
尚、ステップS340〜S360では、トルク補正量Ｔｂ２，Ｔｂ３を個別に算出しているが、両補正量Ｔｂ２，Ｔｂ３の合算値をエンジン回転数毎にマップ上に設定しても良い。
【００８１】
ステップS380以降は、第１，２形態と同様の処理であり、ステップS380で目標エンジン回転数Ｎｅｍと現在のエンジン回転数Ｎｅとの偏差Ｎｅｄを算出し（Ｎｅｄ＝Ｎｅｍ−Ｎｅ）、ステップS390で目標エンジン回転数Ｎｅｍと実エンジン回転数Ｎｅとの回転数差に比例してトルク補正をフィードバックするための回転差比例トルクフィードバック補正量Ｔｐを設定（Ｔｐ＝ＫＴｐ・Ｎｅｄ；但し、ＫＴｐはフィードバック比例ゲイン）した後、ステップS400へ進んで１回前のＩＳＣフラグがクリアされているか否かを調べる。
【００８２】
そして、ＩＳＣフラグがクリアされているとき、すなわち、新たにＩＳＣ制御条件に入った場合には、上記ステップS400からステップS410へ分岐し、偏差Ｎｅｄを積分した１制御周期前の値ＩＸ(-1)に増分値ＩＸｏを加算して今回の積分値ＩＸを設定する（ＩＸ＝ＩＸ(-1)＋ＩＸｏ）。
【００８３】
一方、上記ステップS400でＩＳＣフラグがクリアされていないときには、上記ステップS400からステップS420へ進み、目標エンジン回転数Ｎｅｍと現在のエンジン回転数Ｎｅとの偏差Ｎｅｄの絶対値が設定値Ｎｅｄｍａｘを超えているか否かを調べ、その結果に応じてステップS430あるいはステップS440で積算値ＩＸを更新する（ＩＸ＝ＩＸ(-1)＋Ｎｅｄ・ｄｔ、ＩＸ＝ＩＸ(-1)）。
【００８４】
上記ステップS410,S420,S430の各ステップで積分値ＩＸを設定した後は、各ステップからステップS450へ進み、積分値ＩＸが積分制限値ＩＸｍａｘを超えているか否かを調べる。そして、ＩＸ＜ＩＸｍａｘのときには、ステップS450からステップS470へジャンプし、ＩＸ≧ＩＸｍａｘのとき、ステップS450からステップS460へ進んで積分値ＩＸを積分制限値ＩＸｍａｘに飽和させ（ＩＸ＝ＩＸｍａｘ）、ステップS470へ進む。
【００８５】
ステップS470では、目標エンジン回転数Ｎｅｍと実エンジン回転数Ｎｅとの回転数差の積分値に応じてトルク補正をフィードバックするための回転差積分フィードバック補正量Ｔｉを、上記積分値ＩＸにフィードバック積分ゲインＫＴｉを乗算して設定し（Ｔｉ＝ＫＴｉ・ＩＸ）、その後、ステップS480でＩＳＣフラグをセットすると、ステップS500で、トルク補正量Ｔｂ１，Ｔｂ２，Ｔｂ３、回転差比例トルクフィードバック補正量Ｔｐ、回転差積分トルクフィードバック補正量Ｔｉを基本トルクＴ0に加算して補正後トルクＴｍを求め（Ｔｍ＝Ｔ0＋Ｔｂ１＋Ｔｂ２＋Ｔｂ３＋Ｔｐ＋Ｔｉ）、ルーチンを抜ける。
【００８６】
本形態では、前述の第１，２形態の効果に加え、補機類の消費トルクの変化や消費仕事率の変化に応じて適切に対応することができ、アイドル運転時の回転数安定性が高く、エンジンブレーキ等への悪影響も少ない。
【００８７】
尚、以上の各形態では、スロットルアクチュエータ２０によってスロットルバルブ３を駆動し、アイドル領域から非アイドル領域までの全運転領域における空気量を制御する例について説明したが、スロットルバルブ３をバイパスするバイパス通路に空気量を調整するＩＳＣバルブを介装し、アイドル判定時には、このＩＳＣバルブを介して要求される空気量を確保するようにしても良く、アイドル領域と非アイドル領域とでＩＳＣバルブからスロットルバルブへ制御対象が変わっても、空気量制御の連続性を確保することができる。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、アイドル領域での安定性を確保すると共にアイドル領域と非アイドル領域との制御の連続性を確保し、シンプルで高性能な制御を実現することができる等優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係わり、アクセル開度補正部のブロック図
【図２】同上、燃料・吸気・ＥＧＲ制御機能のブロック図
【図３】同上、アクセル開度補正ルーチンのフローチャート
【図４】同上、エンジン制御系の概略構成図
【図５】本発明の実施の第２形態に係わり、アクセル開度補正ルーチンのフローチャート
【図６】同上、アクセル開度補正ルーチンのフローチャート（続き）
【図７】本発明の実施の第３形態に係わり、燃料・吸気・ＥＧＲ制御機能のブロック図
【図８】同上、トルク補正部のブロック図
【図９】同上、トルク補正ルーチンのフローチャート
【図１０】同上、トルク補正ルーチンのフローチャート（続き）
【図１１】同上、トルク補正量の特性図
【符号の説明】
１ …エンジン
３ …スロットルバルブ
２０ …スロットルアクチュエータ
５１ …アクセル開度補正部
５２ …目標トルク設定部
５２Ａ…基本トルク設定部
５２Ｂ…トルク補正部
５３ …燃料・吸気・ＥＧＲ設定部
Claims (8)
- 運転者の操作に応じたアクセル開度を、エンジンの暖機状態及び負荷状態に基づく補正量、及び、アイドル運転時の目標エンジン回転数と実エンジン回転数との偏差に基づく補正量によって補正し、上記各補正量を非アイドル運転時にも維持する手段と、
補正後のアクセル開度とエンジン回転数とに基づいてエンジンの出力目標値を設定する手段と、
上記出力目標値に対応してエンジンに供給する燃料量及び空気量を制御する手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。 - 運転者の操作に応じたアクセル開度とエンジン回転数とに基づいてエンジンの出力目標値を設定する手段と、
上記出力目標値を、エンジンの暖機状態及び負荷状態に基づく補正量、及び、アイドル運転時の目標エンジン回転数と実エンジン回転数との偏差に基づく補正量によって補正し、上記各補正量を非アイドル運転時にも維持する手段と、
補正後の出力目標値に対応してエンジンに供給する燃料量及び空気量を制御する手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。 - 上記偏差に基づく補正量を、上記偏差に比例する補正量と上記偏差の積分値に比例する補正量とに分けて設定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエンジンの制御装置。
- 上記偏差が設定値以上の場合、上記積分値を前回の値に維持することを特徴とする請求項３記載のエンジンの制御装置。
- 上記積分値を設定範囲に制限することを特徴とする請求項３又は請求項４記載のエンジンの制御装置。
- 非アイドル運転からアイドル運転に移行したとき、上記積分値に所定の増分値を加算することを特徴とする請求項３，４，５のいずれか一に記載のエンジンの制御装置。
- 上記増分値の加算を行ってから一定時間が経過するまでの間は、上記増分値を再加算しないことを特徴とする請求項６記載のエンジンの制御装置。
- 上記増分値を、運転条件によって設定したヒステリシスに従って加算することを特徴とする請求項６記載のエンジンの制御装置。
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Applications Claiming Priority (1)
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| JPH11229935A (ja) | 1999-08-24 |
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