JPH045452A - エンジンのアイドリング回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンのアイドリング時の回転数を目標回
転数に制御するエンジンのアイドリング回転数制御装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、評価関数等を用いたシミュレーションにより予め
設定された最適フィードバックゲインとエンジンの内部
状態を表す状態変数量とに応じて補助空気制御弁等の制
御量を演算するエンジンのアイドリング回転数制御装置
において、エンジンが非アイドリング状態からアイドリ
ング状態へ移行する時、またはエンジン負荷が入力され
た時等のエンジンが動的な振る舞いをする時の回転数の
目標回転数への追従性を向上させるために事前に予測で
きる負荷、持続外乱等が加わった場合は、最適フィード
バックゲインを切り換えるエンジンのアイドリング回転
数制御装置が提案されている（特開昭５９−１８２５４
号公報等）。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが前述のような装置においては、エンジンが非ア
イドリング状態からアイドリング状態へ移行する時、ま
たエンジン負荷の種類によりそれぞれエンジンの回転数
の挙動が異なる、即ちエンジンの動的な振る舞い方が異
なる。よって、それぞれのエンジン状態に応した最適フ
ィードバックゲインを設定する必要がある。しかし、最
適フィートハックゲインの設定にあたっては多大な時間
と労力が必要であるという問題点がある。また、それぞ
れのエンジン状態に応じた最適フィードバックゲインを
記憶するためには、多くの記憶容量が必要となり電子制
御装置の負荷が増加するという問題点がある。

次に、発明者らが種々のエンジンについて実験を行った
ところ、最適フィードバックゲインのうち目標回転数と
回転数との偏差の積分値に応じて決まる状態変数量の積
分項に関する積分定数のみをエンジン状態に応じて変化
させることによりエンジンが動的な振る舞いをする時の
追従性を向上させることができることを発見した。

本発明は、前述のような発見に着目してなされたもので
あり、その目的とするところは、最適フィードバックゲ
インの設定時における労力・時間および電子制御装置へ
の負荷を増加させることなく、エンジンが動的な振る舞
いをする時の回転数の目標回転数への追従性を向上させ
るエンジンのアイドリング回転数制御装置を捉供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は第１図に示すように、エンジンの回転数を検出
する回転数検出手段と、 前記回転数を調節する回転数調節手段と、前記エンジン
のアイドリング時の回転数が目標回転数となるように前
記回転数調節手段を制御するための制御量を演算し、前
記制御量に応じた制御信号を出力する制御手段と を備えるエンジンのアイドリング回転数制御装置であっ
て、 前記制御手段は、 前記回転数と前記目標回転数との偏差の積分項を算出す
る積分項算出手段と、 前記回転数と前記制御量と前記積分項とに応じて状態変
数量を設定する状態変数量設定手段と、前記エンジンの
状態を検出するエンジン状態検出手段と、 予め設定されている最適フィードバックゲインのうち前
記状態変数量の積分項に関する積分定数のみを前記エン
ジン状態に応じて変更する積分定数変更手段と、 前記状態変数量と前記最適フィードバックゲインとに応
じて制御量を設定する制御量設定手段とを備えるエンジ
ンのアイドリング回転数制御装置を要旨としている。

〔作用〕

以上の構成により、制御手段でエンジンのアイドリング
時に回転数検出手段により検出される回転数が目標回転
数となるように制御量が演算される。そして、この制御
量に応した制御信号が回転数調整手段に出力される。

また、制御手段においては、状態変数量設定手段で回転
数、制御量、回転数と目標回転数との偏差の積分項に応
じて状態変数量が設定される。また、積分定数変更手段
で、予め設定されている最適フィードバックゲインのう
ち積分定数のみがエンジン状態検出手段により検出され
るエンジン状態に応じて変更される。状態変数量と最適
フィードバックゲインとに応じて制御量設定手段で制御
量か設定される。

Ｃ実施例〕 以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する
。第２図は、以下に説明するエンジンのアイドリング回
転数制御装置が行われるエンジン１０とその周辺装置を
示す概略構成図である。図示するように本実施例では、
エンジン１０の点火時期、空燃比、アイドリング回転数
等の制御が、電子制御装置２０により行われるが、ここ
ではアイドリング回転数制御を中心に説明する。

エンジン１０は車両に搭載されており、第２図に示すよ
うに、４気筒４サイクルの火花点火式のものであって、
その吸入空気は上流より、エアクリーナ２１．吸気管２
２．サージタンク２３．吸気分岐管２４を介して各気筒
に吸入される。一方燃料は図示しない燃料タンクより圧
送されて吸気分岐管２４に設けられた燃料噴射弁２５ａ
、２５ｂ　　２５ｃ、２５ｄから噴射・供給されるよう
構成されている。さらに、排気管６０には上流側からエ
ンジン１０に供給される混合気の空燃比を検出する酸素
センサ（０２センサ）６１．排気ガス中の有害成分（Ｃ
Ｏ，ＨＣ，ＮＯｘ　）を浄化する三元触媒６２が設けら
れている。ここで、０２センサ６１は周知のとおり空燃
比が理論空燃比λ０に対してリッチかリーンかに応じた
信号を出力する。また、エンジン１０には点火回路２６
から供給される高電圧の電気信号を各気筒の点火プラグ
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄに分配するディストリ
ビュータ２８、このディストリビュータ２８内に設けら
れエンジン１０の回転数Ｎｅを検出する回転数センサ２
９．スロットルバルブ３０の開度ＴＨを検出するスロッ
トルセンサ３１．スロットルバルブ３０下流の吸気圧Ｐ
Ｍを検出する圧力センサ３２、エンジン１０の冷却水温
ＴＨＷを検出する暖機センサ３３、同しくその吸気温度
ＴＡＭを検出する吸気温センサ３４が備えられている。

回転数センサ２９はエンジン１０のクランク軸と同期し
て回転するリングギヤに対向して設けられるもので、回
転数Ｎｅに比例してエンジン１０の１回転、即ち７２０
’ＣＡに２４発のパルス信号を出力する。スロットルセ
ンサ３１はスロットルバルブ３００開度ＴＨに応したア
ナログ信号と共に、スロットルバルブ３０がほぼ全閉で
あることを検出するアイドルスイッチからのオン−オフ
信号も出力する。

一方、エンジン１０の吸気系には、スロットルバルブ３
０を迂回し、エンジン１０のアイドリング時における吸
入空気量ＡＲを制御するバイパス通路４０が設けられて
いる。バイパス通路４０は、空気導管４２．４３と空気
制御弁（以下、ｒｓｃバルブと呼ぶ）４４とから構成さ
れている。このＩＳＣバルブ４４は、例えば比例電磁式
（リニアソレノイド）制御弁で構成されており、ハウジ
ング４５の中に移動可能に設定したプランジャ４６の位
置によって、上記空気導管４２と４３との間の空気通路
面積を可変制御するものである。ＩＳＣバルブ４４は、
通常はプランジャ４６が圧縮コイルばね４７によって上
記空気通路面積が零となる状態に設定されているが、励
磁コイル４８に励磁電流を流すことによって、プランジ
ャ４６が駆動されて上記空気通路を開くように構成され
ている。即ち、励磁コイル４８に対する励磁電流を連続
的に変化制御することによってバイパス空気流量が制御
されるものである。この場合、励磁コイル４Ｂに対する
励磁電流は、励磁コイル４８４こ印加するパルス幅のデ
ユーティ比を制御する所謂パルス幅変調ＰＷＭを行なう
ことで制御されている。

このＩＳＣバルブ４４は、燃料噴射弁２５ａ乃至２５ｄ
や点火回路２６と同様に電子制御装置２０によって駆動
制御されるもので、上述したものの他にもダイヤフラム
制御式の弁、ステンプモータ制御による弁等が適宜用い
られる。

また、エンジン負荷の状態を検出するために、図示しな
いパワーステアリングの制御状態を示すパワステ信号を
出力するパヮステスインチ、電気負荷状態を示す電気負
荷信号を出力する電気負荷スイッチ、シフト位置の変化
に対応したシフト位置信号を出力するシフト位置スイッ
チ等が設けられている。

電子制御装置２０は、周知のセントラル・プロセッシン
グ・ユニット（ＣＰＵ）５２．　　リート・オンリー・
メモリ（ＲＯＭ）５２．　ランダム・アクセス・メモリ
（ＲＡＭ）５３．パンクアップＲＡＭ５４等を中心に算
術論理演算回路として構成され、上述した各センサから
の入力を行なう入力ポート５６や各アクチュエータへ制
御信号を出力する出力ボート５８等と、バス５９を介し
て相互に接続されている。電子制御語２２０は、入力ポ
ート５６を介して、吸入空気量ＡＲ，吸気温度ＴＡＭ、
スロットル開度ＴＨ，冷却水１’ｒｔｒｗおよび回転数
Ｎｅ等を入力し、これらに基づいて燃料噴射量τ７点火
時期１ｇ、ＩＳＣパルプ開度θ等を算出し、出力ボート
５８を介して燃料噴射弁２５ａ乃至２５ａ１点火回路２
６．ＩＳＣバルブ４４の各々に制御信号を出力する。

電子制御装置２０は、アイドリング回転数制御を行なう
ために、予め次の手法で設計されている。

なお、以下に述べる設計手法は特開昭６１−８３３６号
公報に示されている。

（１）制御対象のモデリング 本実施例ではエンジン１ｏのアイトリフ　り時（７）回
転数を制御するシステムのモデルを、ｎ−ｍ＝２として
次数Ｃ２，２）の自己回帰移動平均モデルを用い、これ
にサンプリング時間（むだ時間）による遅れｐをｐ＝２
とし、更に外乱ｄを考慮して、 Ｎｅ　（ｉ）＝ａｌ・Ｎｅ　（ｉ−１）＋ａ２−Ｎｅ　
　（ｉ−２）　＋ｂ　１　・ｕ　　（ｉ−３）十ｂ２　
・ｕ　（ｉ−４）　＋ｄ　（ｉ−１）・・・・・・　（
１） として近似する。尚、ここで、ＵはＩｓｃバルブ４４の
制御量を示すものであって、本実施例では励磁コイル４
８に印加されるパルス信号のデユーティ比に相当する。

また、ｉは最初のサンプリング開始からの制御回数を示
す変数である。

こうして近似したモデルに対し、ステップ応答ヲ用いて
アイドリング時の回転数を制御するシステムの伝達関数
Ｇを求め、これから上記モデルの各定数ａＬ　　ａ２．
ｂｌ、ｂ２を実験的に定めることは容易である。各定数
ａｌ、ａ２．ｂｌ　　ｂ２を定めることにより、アイド
リング時の回転数を制御するシステムのモデルが定まっ
たことになる。

（２）状態変数量Ｘ表示の方法 上式（１）を状態変数量Ｘ（ｉ）＝　（Ｘ　１　（ｉ）
　　Ｘ　１　（ｉ）Ｘ　３（ｉ）　　Ｘ　４（ｉ）　　
Ｘ　５（ｉ））　’を用イテ書き直すと、を得る。従っ
て、取りもなおさず状態変数量Ｘ（ｉ）は、 Ｘ　１（ｉ）−’Ｎ　ｅ（ｉ）、　　Ｘ　２（ｉ）＝Ｎ
　ｅ　　（ｉ　−１）Ｘ３（ｉ）＝ｕ　　（ｉ−１）　
、　　Ｘ４（ｉ）＝ｕ　　（ｉ−２）Ｘ　５（ｉ）＝　
ｕ　　（ｉ−３）　　　　　　　　　−−（３）となる
。

（３）レギュレータの設計 上記（２）、　（３）弐についてレギュレータを設計す
ると、最適フィードバックゲインに−（ＫＩ　　Ｋ２に
３　　Ｋ４　　Ｋ５）と状態変数量Ｘ（ｉ）＝　（Ｘ　
１　（ｉ）Ｘ　２（ｉ）　　　Ｘ　３（ｉ）　　　Ｘ　
４（ｉ）　　　Ｘ　５（ｉ））　　丁　＝（Ｎｅ（ｉ）
Ｎｅ　　（ｉ−１）　　　ｕ　（ｉ−１）　　　ｕ　（
ｉ−２）ｕ（ｉ−３））とを用いて ｕ　（ｉ）−に−Ｘ（ｉ） ＝に１　・Ｎｅ（ｉ）＋に２−Ｎｅ　（ｉ−１）十に３
−　ｕ　（ｉ−１）　＋に４−　ｕ　（ｉ−２）十に５
　・ｕ　（ｉ−３）　　　　　　　−・・・（４）とな
る。更に、誤差を吸収させるために積分項Ｕ１　（ｉ）
を加え、 ｕ（ｉ）＝に１　・Ｎｅ（ｉ）＋に２　・Ｎｅ　（ｉ−
１）＋に３　・ｕ　（ｉ−１）　＋に４　・ｕ　（ｉ−
２）十に５　・ｕ　（ｉ−３）　＋ｕ　Ｉ（ｉ）　　　
−−（５）としてＩＳＣバルブ４４の制御値ｕ（１）を
求めることができることになる。ここで、積分項ｕｌ（
ｉ）は、目標回転数ＮＦと回転数Ｎｅ（ｉ）との偏差Ｎ
　Ｆ　−Ｎ　ｅ　（ｉ）と積分定数に６から求まる値で
あり、 ｕ　Ｉ（ｉ）−ｕ　Ｉ　　（ｉ−１）　＋に６　・（Ｎ
Ｆ−Ｎｅ（ｉ））・・・・・・　（６） として求められる。以下、この積分項ｕｌ（ｉ）を含め
て状態変数量Ｘ　（ｉ）、積分定数に６を含めて最適フ
ィードバックゲインにとする。

第３図は、上述の如くモデリングしたアイドリング時の
回転数を制御するシステムのブロック線図であって、こ
のブロック線図では、制御量Ｕ（ｉ−１）をｕ　（ｉ）
から導くためにＺ−１変換を用いて表示したが、これは
過去の制御量ｕ（ｉ−１）をＲＡＭ５３に記憶しておき
、次の制御の時点で読み出して用いることに相当する。

第３図において一点鎖線でかこまれたブロックＰ１が回
転数を目標回転数にフィードハック制御している状態に
おいて内部状態を定める部分、ブロックＰ２が積分項ｕ
ｌ（ｉ）を求める部分（累積部）、及びプロ・ツクＰ３
がブロックＰＩ、Ｐ２で定められた状態変数量Ｘ　（ｉ
）から制御量ｕ　（ｉ）を演算する部分を示している。

（４）最適フィードバックゲインに 最適フィードバックゲインには、例えば以下の手法によ
って決定できる。

（最適サーボ系） 最適、フィードバックゲインにの評価関数Ｊ１、Ｊ−Σ
　（Ｑ　（Ｎｅ（ｉ）−ＮＦ）”　　＋Ｒ（ｕ（ｉ）ｕ
（ｉ−１））２　）　　　　　　　・・・・・・　（７
）を最小とするように決定される。ここで、評価関数Ｊ
とは、ＩＳＣバルブ４４の制御値ｕ　（ｉ）の動きを制
約しつつ、制御出力としてのアイドリング時の回転数Ｎ
　ｅ　（ｉ）の目標回転数ＮＦからの偏差を最小にしよ
うと意図したものであり、制御値ｕ　（ｉ）に対する制
約の重み付けは、重みのパラメータＱ。

Ｒの値によって変更することができる。従って、重みパ
ラメータＱ、Ｒの値を種々換えて最適な制御特性かえら
れるまでシミュレーションを繰り返し、最適フィードバ
ックゲインに−（ＫＩ　　Ｋ２に３　　Ｋ４　　Ｋ５　
　Ｋ６）を定めればよい。

そして最適フィードバックゲインに−（ＫＩＫ２　　Ｋ
３　　Ｋ４　　Ｋ５　　Ｋ６）は各定数ａｌ。

ａ２．ｂｌ、ｂ２に依存している。そこで、アイドリン
グ時の回転数Ｎｅを制御するシステムの変動（パラメー
タ変動）に対するシステムの安定性（ロバスト性）を保
証しようとすると、各定数ａ１、ａ２．ｂｌ、ｂ２の変
動分を見込んで最適フィードバックゲインＫを設計する
必要がある。従ってシミュレーションは各定数ａｌ、ａ
２．ｂｌ。

ｂ２の現実に生し得る変動を加味して行ない、安定性を
満足する最適フィードバックゲインＫを定める。変動要
因としては、ＩＳＣバルブ４４のへたりやバイパス通路
の目詰まり等の経時的変化の他、負荷変動等によるもの
も考えることができる。

（５）積分定数に６ 前述のようにして設計された最適フィードバックゲイン
にのうちに１〜に５をそのままとして、非アイドリング
状態からアイドリング状態へ移行する場合、各種エンジ
ン負荷が入力された場合および解除された場合において
、最適な制御性が得られる積分定数に６をそれぞれ決定
する。

以上、制御対象のモデリング、状態変数量表示の方法、
レギュレータの設計、最適フィードハ。

クゲインの決定、積分定数に６の決定について説明した
が、これらは予め決定され求められており、電子制御装
置２０の内部ではその結果、即ち第（５）（６）式のみ
を用いて実際の制御を行なう。

本実施例では第（５）、　（６）式を使ったフィードバ
ック処理を行なうのはエンジン１０の状態が所定のフィ
ードバック実行条件を満たすときのみであって、フィー
ドバンク実行条件を満たさない場合（オープン状態）は
第（５）、　（６）式を使った処理は電子制御装置２０
の内部では実行せず、他の所定の処理に従って■ＳＣバ
ルブ４４に対する制御量Ｕ（ｉ）を決定する。

以下、アイドリング回転数制御について、第４図〜第９
図に示すフローチャートを用いて説明する。

第４図は、ＩＳＣバルブ４４の制御プログラムのフロー
チャートであって、図示しないＩＣスインチが閉しられ
ている状態で所定時間毎（例えばｌ　Ｑ　Ｑｍｓｅｃ毎
）に割込により実行される。

まず割込により処理が開始されると、ステップ１０２に
おいてエンジン１０の始動完了後３　ｓｅｃ経過したか
を判別する。これはエンジン始動直後のエンジン不安定
状態から脱したと認められる状態から制御するためのも
のである。なお、エンジン１０の始動完了は、例えばエ
ンジン１０の回転数Ｎｅが５００　ｒｐｍを上回ったら
、始動完了と判断する。

ステップ２０２で始動完了後３　ｓｅｃ経過したと判別
された場合は、ステップ１０４に進んでスロントルハル
ブ３０が全閉であってアイドルスイッチＬＬがオンであ
るかを判別する。ステップ１０４でアイドルスイッチＬ
Ｌがオンであると判別した場合には、ステップ１０６に
進んで、暖機完了後かを判別し、暖機完了後であればス
テップ１０８に進む。

ステップ１０８でフィードバック（Ｆ／Ｂ）処理を実行
しているときに１にセントされるフラグ（Ｆ／Ｂフラグ
）カ月になっているかを判別し、Ｆ／Ｂフラグ−１であ
ればステップ１１０に進む。

ステップ１１０では、オープン状態からフィードバック
処理を実行する状態へと移った直後にセットされる目標
値持上量ＮＦＯＰＥＮが５　ｒｐｍ未満かを判別する。

Ｎ　Ｆ　ＯＰ　Ｅ　Ｎ　＜　５　ｒｐｍであればステッ
プ１１２にて持上量ＮＦＯＰＥＮを０にしてからステッ
プ１１４に進む。またＮＦＯＰＥＮ≧５ｒｐ＋＋であれ
ば、ステップ１１６でＦ／Ｂ状態に移ってＦ／Ｂ処理を
開始してから１　ｓｅｃ経過したかを判別し、経過して
いなければステップ１１４に進み、経過していれば持上
量ＮＦＯＰＥＮを５ｒｐｍだけ少ない値に修正（ＮＦＯ
ＰＥＮ　＋−ＮＦＯＰ　Ｅ　Ｎ　−５ｒｐｍ　）　シて
からステップ１１４に進む。

ステップ１１４では基準回転数ＮＦＢ　（例えば７００
ｒｐｍ）に上記持上量ＮＦＯＰＥＮを加えて目標回転数
ＮＦを定める。

ステップ１２０では上記ステ、プ１１４で定められた目
標回転数ＮＦに対応じて後述するＦ／Ｂ処理を実行する
。

一方、ステップ１０８でＦ／Ｂフラグ−〇と判別された
場合には、ステップ１２２に進み、回転数センサ２９の
信号に基づいて得た最新の回転数Ｎｅｎと基準回転数Ｎ
ＦＢに所定値ＮＡ（例えば２０Ｏｒｐｍ）を加えたもの
とを比較し、Ｎｅｎ≦Ｎ　Ｆ　Ｂ　＋　Ｎ　Ａであれば
ステップ１２４に進み、Ｎｅｎ＞ＮＦＢ十ＮＡであれば
ステップ１２６に進む。ステップ１２６でアイドルスイ
ッチＬＬがオン後３　ｓｅｃ経過したかを判別し、経過
していればステップ１２４に進む。

ステップ１２４ではＦ／Ｂフラグに１をセントしてから
ステップ１２８に進み、持上量ＮＦＯＰＥＮを最新の回
転数Ｎｅｎから基準回転数ＮＦＢを引いて求めてから、
ステップ１１０に進む。従ってステップ１２８の処理に
よりＦ／Ｂ処理開始時における目標回転数ＮＦの初期値
にはＦ／Ｂ処理を開始すると判断した時点の回転数が設
定されることになる。

また、ステップ１０２において、始動後３　ｓｅｃ経過
していない場合、またはステップ１０４においてアイド
ルスイッチＬＬがオフの場合、またはステップ１０６に
おいて暖機完了前の場合またはステップ１２６でアイド
ルスイッチＬＬがオン後３　ｓｅｃ経過していない場合
には、ステップ１３０に進む。ステップ１３０ではＦ／
ＢフラグをＯにセットし、続くステップ１３２にて後述
するオープン処理を実行する。

ステップ１２０またはステップ１３２での処理を終える
と、ステップ１３４にて次のフィードバック処理に備え
て後述する記憶処理を実行し、本制御プログラムを一旦
終了し、他のエンジン制御プログラムに移る。

第５図は第４図におけるステップ１２０のＦ／Ｂ処理を
示すフローチャートで、上記第（５）、　（６）弐に基
づいて制′４Ｂ量ｕ　（ｉ）の演算が実行される。

詳しくは、ステップ２０２で最新の回転数Ｎｅｎを今回
の回転数Ｎ　ｅ　（ｉ）に代入し、続くステップ２０４
〜ステツプ２１２でアイドルフラグＦＬＡＧＩＤＬの設
定処理を行う。ここで、アイドルフラグＦＬＡＧＩＤＬ
は、エンジン状態が非アイドリング状態からアイドリン
グ状態へ変化した時にセントされるものである。

まず、ステップ２０４でアイドルスイッチＬＬが今回の
制御卸タイミングにおいてオフからオンへ変化したか否
か、即ち非アイドリング状態からアイドリング状態へ変
化したか否かを検出する。ここで、アイドルスイッチＬ
Ｌが今回の制御タイミングにおいてオフからオンへ変化
した場合は、ステップ２１０へ進む。一方、ステップ２
０４でアイドルスイッチＬＬが今回の制御タイミングに
おいてオフからオンへ変化していない場合は、ステップ
２０６へ進み、アイドルフラグＦ　ＬＡＧ　Ｉ　ＤＬが
セット（ＦＬＡＧＩＤＬ＝１）されているが否かを検出
する。ここで、アイドルフラグＦＬＡＧＩＤＬがセット
されていない場合はステップ２１４へ進ム。一方、ステ
ップ２０６でアイドルフラグＦＬＡＧＩＤＬがセットさ
れている場合はステップ２０８へ進み、今回の回転数Ｎ
　ｅ　（ｉ）が目標回転数ＮＦ以上か否かを検出する。

ここで、今回の回転数Ｎ　ｅ　（ｉ）が所定値Ｎ　（−
ＮＦ＋α）以上の場合はステップ２１０へ進む。ここで
、αは任意の値であり、目標回転数ＮＦに対して所定の
不感帯を持たせるためのものである。ステップ２１０て
アイドルフラグＦＬＡＧＩＤＬをセット（ＦＬＡＧＩＤ
Ｌ←１）し、ステップ２２０へ進む。

方、ステップ２０８で今回の回転数Ｎ　ｅ　（ｉＪか所
定値Ｎ未満の場合はステップ２１２へ進む。ステップ２
１２でアイドルフラグＦＬＡＧＩＤＬをリセット（ＦＬ
ＡＧｒＤＬ←０）し、ステップ２１４へ進む。即ち、ア
イドルフラグＦＬＡＧ【ＤＬはアイドルスイッチＬＬが
オフからオンへ変化してから今回の回転数Ｎ　ｅ　（ｉ
）が所定値Ｎ未満となるまでセットされる。

ステップ２１４で第１の負荷フラグＦＬＡＧＯＮがセッ
トされている（ＦＬＡＧＯＮ＝１　）か否かを検出する
。ここで、第１の負荷フラグＦＬＡＧＯＮはエンジン負
荷が入力された時にセットされるものである。ステップ
２１４で第１の負荷フラグＦＬＡＧＯＮがセントされて
いる場合は、ステップ２２０へ進む。一方、ステップ２
１４で第１の負荷フラグＦＬＡＧＯＮがリセットされて
いる（ＦＬＡＧＯＮ＝Ｏ）場合はステップ２１６へ進み
、第２の負荷フラグＦＬＡＧＯＦＦがセットされている
（ＦＬＡＧＯＦＦ＝１）か否かを検出する。ここで、第
２の負荷フラグＦ　ＬＡＧＯＦ　Ｆはエンジン負荷が解
除された時にセットされるものである。ステップ２１６
で第２の負荷フラグＦＬＡＧＯＦＦがセットされている
場合は、ステップ２２０へ進む。一方、ステップ２１６
で第２の負荷フラグＦＬＡＧＯＦＦがりセントされてい
る（ＦＬＡＧＯＦＦ＝Ｏ）場合はステップ２１Ｂへ進む
。ステップ２１８で積分定数Ｋａに最適フィードバック
ゲインとして設定されている積分定数に６を代入（Ｋａ
　＋−に６）Ｌステップ２２４へ進む。

また、前述のアイドルフラグＦＬＡＧＪＤＬ、第１の負
荷フラグＦＬＡＧＯＮ、第２の負荷フラグＦＬＡＧＯＦ
Ｆのうちいずれかがセントされている場合は、ステップ
２２０，２２２で積分定数Ｋａを変更する。まず、ステ
ップ２２０で目標回転数ＮＦと今回の回転数Ｎ　ｅ　（
ｉ）との偏差の絶対値ΔＮＦを求める（ΔＮＦ４−Ｉ　
ＮＦ−Ｎｅ（ｉＨ）。

続くステップ２２２で前述のアイドルフラグＦＬＡＧＩ
ＤＬ、第１の負荷フラグＦ　Ｉ−Ａ　ＣＯＮ、第２の負
荷フラグＦ　Ｌ　Ａ　Ｇ　ＯＦ’　Ｆのセット状態と偏
差の絶対値ΔＮＦとに応じて第１０図〜第１２図に示す
特性図から積分定数Ｋａを変更する。ここで、第１０図
はアイドルフラグＦＬＡＧＩＤＬがセントされている場
合の積分定数Ｋａと偏差の絶対値ΔＮＦとの特性を示す
特性図、第１１図は第１の負荷フラグＦＬＡＣ；ＯＮが
セットされている場合の積分定数Ｋａと偏差の絶対値Δ
ＮＦとの特性を示す特性図、第１２図は第２の負荷フラ
グＦＬＡＧＯＦＦがセットされている場合の積分定数Ｋ
ａと偏差の絶対値ΔＮＦとの特性を示す特性図である。

ここで、第１の負荷フラグＦＬＡＧＯＮがセットされて
いる場合の特性はアイドルフラグＦＬＡＧＩＤＬまたは
第２の負荷フラグＦ　ＬＡＧＯＦＦがセットされている
場合の特性に比べて積分定数Ｋａが大きくなるように設
定されている。

ステップ２２４でステップ２１８またはステップ２２２
で設定された積分定数Ｋａを用いて上記第（６）式の演
算を実行して今回の積分項ｕｌ（ｉ）を求め、続くステ
ップ２２４で第（５）式の演算を実行して今回の制御値
ｕ（１）を求める。そして、ステップ４２８でこのよう
にして求めた今回の制御（Ｊ：　ｕ　（Ｄに応したデユ
ーティ比の制御信号を出力ポート５８からＩＳＣバルブ
４４に対して出力する。

即ち、最新の回転数Ｎｅｎを演算用に今回の回転数Ｎ　
ｅ　（ｉ）にセットし、この今回の回転数Ｎ　ｅ　（ｉ
）と目標回転数ＮＦとの偏差に積分定数Ｋａを掛けたも
のを前回の処理で求められていてＲＡＭ５３に記憶され
ている前回の積分項ｕｌ（ｉ−１）に加えて今回の積分
項ｕＩ（ｉ）を定める。そして、今回の積分項ｕｌ（ｉ
）とセットした今回の回転数Ｎｅ（ｉ）と前回の処理に
おいて今回のＦ／Ｂ処理に備えてＲＡＭ５３に記憶した
前回の状態変数量（Ｎｅ（ｉ−１）　　ｕ　（ｉ−１）
　　ｕ　（ｉ−２）　　ｕ（ｉ−３）　　ｕＩ　　（ｉ
−１））とから今回の状態変数１ｉＪ　（Ｎｅ（ｉ）　
　Ｎｅ　（ｉ−１）　　ｕ　（ｉ−１）ｕ　　（ｉ−２
）　　　ｕ　　（ｉ−３）　　　ｕｌ　　（ｉ　　　１
））を定めて、この今回の状態変数量と最適フィードバ
ックゲインと行列演算し、今回の制御量ｕ（１）を定め
ている。

さらに、各種スイッチの状態に応じて最適フィードバッ
クゲインのうち積分定数に６に換えて、エンジンの変化
状態と偏差の絶対値ΔＮＦとに応じて積分定数に６を設
定するようにしている。

今回の制御量ｕ　（ｉ）の設定においては、第４回のス
テップ２２４で今回の積分項ｕｌ（ｉ）を求めてから、
ステップ２２６で今回の積分項ｕＴ（ｉ）を今回の制御
量ｕ　（ｉ）を設定に反映させるようにしているが、ス
テップ２２４とステップ２２６とを入れ換えて今回の制
御量ｕ（１）を設定において、前回の制御タイミングで
求められた前回の積分項ｕｌ（ｉｌ）を反映させるよう
にしてもよい。

第５図は前記第１の負荷フラグＦＬＡＧＯＮの設定処理
を示すフローチャートである。

まず、ステップ３０２で第１の負荷フラグＦＬＡＧＯＮ
がセントされているか否かを検出する。

ここで、第１の負荷フラグＦＬＡＧＯＮがセントされて
いる場合はステップ３０４へ進み、各種スイッチからの
負荷信号（例えば、本実施例ではパワステ信号、電気負
荷信号、シフト位置信号等）がオンからオフへ変化した
か否かを検出する。ここで、負荷信号がオンからオフへ
変化した場合はステップ３０８へ進む。一方、ステップ
３０４で負荷信号がオンからオフへ変化していない場合
はステップ３０６へ進み、今回の回転数Ｎ　ｅ　（ｉ）
が所定値Ｎ以上か否かを検出する。ここで、今回の回転
数Ｎ　ｅ　（ｉ）が所定値Ｎ未満の場合は本処理を終了
する。一方、ステップ３０６で今回の回転数Ｎｅ（１）
が所定値Ｎ以上の場合はステップ３０８へ進む。

ステップ３０８で第１の負荷フラグＦＬＡＧＯＮをリセ
ット（ＦＬＡＧＯＮ←０）し、本処理を終了する。即ち
、第１の負荷フラグＦＬＡＣ，ＯＮは、エンジン負荷が
解除された時もしくは今回の回転数Ｎ　ｅ　（ｉ）が所
定値Ｎ以上となった時にリセットされる。

一方、ステップ３０２で第１の負荷フラグＦＬＡＧＯＮ
がセットされていない場合はステップ３１０へ進み、負
荷信号がオフからオンへ変化したか否か、即ちエンジン
負荷が加わったか否かを検出する。ここで、負荷信号が
オフからオンへ変化した場合は、ステップ３１８へ進む
。

また、ステ・レプ３１０で負荷信号がオフからオンへ変
化していない場合は、ステ・ンプ３１２へ進み、前回の
吸気圧ＰＭ（ｉ−１）と今回の吸気圧ＰＭ（ｉ）と偏差
である吸気圧偏差ΔＰＭが第１の所定値７１以上か否か
を検出する。ここで、吸気圧偏差ΔＰＭが第１の所定値
２１未満の場合は本処理を終了する。一方、ステップ３
１２で吸気圧偏差へＰＭが第１の所定値７１以上の場合
はステ・ノブ３１４へ進む。ステップ３１４で今回の回
転数Ｎ　ｅ　（ｉ）が目標回転数ＮＦ未満か否かを検出
する。

ここで、今回の回転数Ｎ　ｅ　（ｉ）が目標回転数ＮＦ
以上の場合は本処理を終了する。一方、ステ・ンプ３１
４で今回の回転数Ｎ　ｅ　（ｉ）が目標回転数ＮＦ未満
の場合はステップ３１６へ進む。ステップ３１６で前回
の回転数Ｎｅ（ｉ−１）と今回の回転数Ｎｅ（］）との
偏差の絶対値である回転数偏差ΔＮｅが第２の所定値Ｚ
２より大きいか否かを検出する。

ここで、回転数偏差ΔＮｅか第２の所定値７２以下の場
合は本処理を終了する。一方、ステップ３１６で回転数
偏差ΔＮｅか第２の所定値Ｚ２より大きい場合は、ステ
ップ３１８へ進む。

ステップ３１８では第１の負荷フラグＦＬＡＧ○Ｎをセ
ント（ＦＬＡＧＯＮ←１）し、本処理を終了する。即ち
、負荷信号がオフからオンへ変化した時および吸気圧Ｐ
Ｍの変化量が第１の所定値に１以上で、回転数Ｎｅが目
標回転数ＮＦより小さくかつ回転数Ｎｅの変化量が第２
の所定値Ｚ２より大きい時に第１の負荷フラグＦＬＡＧ
ＯＮはセットされる。

第６図は前記第２の負荷フラグＦＬＡＧＯＦＦの設定処
理を示すフローチャートである。

まず、ステップ４０２で第２の負荷フラグＦＬＡＧＯＦ
Ｆがセットされているか否かを検出する。

ここで、第２の負荷フラグＦＬＡＧＯＦＦがセントされ
ている場合はステップ４０４へ進み、負荷信号がオフか
らオンへ変化したか否かを検出する。

ここで、負荷信号がオフからオンへ変化した場合はステ
ップ４０８へ進む。一方、ステップ４０４で負荷信号が
オフからオンへ変化していない場合はステップ４０６へ
進み、今回の回転数Ｎ　ｅ　（ｉ）が所定値Ｎ以下か否
かを検出する。ここで、今回の回転数Ｎ　ｅ　（ｉ）が
所定値Ｎより大きい場合は本処理を終了する。一方、ス
テップ４０６で今回の回転数Ｎ　ｅ　（ｉ）が所定値Ｎ
以下の場合はステ・ノブ４０８へ進む。ステップ４０８
で第２の負荷フラグＦＬＡＧＯＦＦをリセット　（ＦＬ
ＡＧＯＦＦ←０）し、本処理を終了する。即ち、第２の
負荷フラグＦＬＡＧＯＦＦは、エンジン負荷が入力され
た時もしくは今回の回転数Ｎ　ｅ　（ｉ）が所定値Ｎ以
下となった時にリセットされる。

一方、ステップ４０２で第２の負荷フラグＦＬＡＧＯＦ
Ｆがセントされていない場合はステ・ノブ４１０へ進み
、負荷信号がオンからオフへ変化したか否か、即ちエン
ジン負荷が解除されたか否かを検出する。ここで、負荷
信号がオンからオフへ変化した場合は、ステップ４１８
へ進む。

また、ステップ４１０で負荷信号がオンからオフへ変化
していない場合は、ステップ４１２へ進み、吸気圧偏差
ΔＰＭが第３の所定値７３以下か否かを検出する。ここ
で、吸気圧偏差へＰＭが第３の所定値Ｚ３より大きい場
合は本処理を終了する。一方、ステップ４１２で吸気圧
偏差ΔＰＭが第３の所定値７３以下の場合はステップ４
１４へ進む。ステップ４１４で今回の回転数Ｎ　ｅ　（
ｉ）が目標回転数ＮＦより大きいか否かを検出する。こ
こで、今回の回転数Ｎｅ（ｉ）が目標回転数ＮＦ以下の
場合は本処理を終了する。一方、ステップ４１４で今回
の回転数Ｎ　ｅ　（ｉ）が目標回転数ＮＦより大きい場
合はステップ４１６へ進む。ステップ４１６で回転数偏
差ΔＮｅが第４の所定値Ｚ４より大きいか否かを検出す
る。ここで、回転数偏差ΔＮｅが第４の所定値７４以下
の場合は本処理を終了する。一方、ステップ３１６で回
転数偏差ΔＮｅが第４の所定値Ｚ４より大きい場合は、
ステ・ンプ４１８へ進む。

ステップ４１８では第２の負荷フラグＦ　ＬＡＧＯＦＦ
をセット（ＦＬＡＧＯＦＦ←１）し、本処理を終了する
。即ち、負荷信号がオンからオフへ変化した時および吸
気圧ＰＭの変化量が第３の所定値７３以下で、回転数Ｎ
ｅが目標回転数ＮＦより大きくかつ回転数Ｎｅの変化量
が第４の所定値Ｚ４より大きい時に第２の負荷フラグＦ
ＬＡＧＯＦＦはセットされる。

第７図は第４図中のステップ１３２のオープン処理のフ
ローチャートを示す。このオープン処理では、ステップ
５０２において今回の制御値ｕ　（ｉ）および過去の制
御量ｕ　（ｉ−１）、　　ｕ　（ｉ−２）。

ｕ（ｉ−３）を所定値ｕｏ、ｕｌ、ｕ２．ｕ３に設定す
る。この所定値ｕＯ，ｕｌ、ｕ２．ｕ３はデユーティ比
として１００％や０％や５０％などの任意の一定値でも
よく、また冷却水温ＴＨＷなとの検出パラメータに応じ
て定められる値であってもよい。また、ＲＡＭ５３に記
憶されている実際に演算された過去の制御量ｕ（ｉ−１
）、ｕ（ｉ−２）、　　ｕ　（ｉ−３）としてもよい。

ステップ５０４では今回の回転数Ｎ　ｅ　（ｉ）、前回
の回転数Ｎｅ（ｉ−１）に所定値ＮｅＯ，Ｎｅｌをそれ
ぞれ代入する。ここで、今回の回転数Ｎｅ（ｉ）として
は最新の回転数Ｎｅｎとしてもよい。また、前回の回転
数Ｎｅ（ｉ−１）としてはＲＡＭ５３に記憶されている
前回の制御タイミングにおける実際の回転数Ｎｅとして
もよい。そしてステップ５０６ではステップ５０２，５
０４でセントされた過去の制？ＩＩｕ　（ｉ−１）、　
　ｕ　（ｉ−２）。

ｕ（ｉ−３）および今回の回転数Ｎ　ｅ　（ｉ）と前回
の回転数Ｎｅ（ｉ−１）から求まる状態変数量とステッ
プ５０２でセットされた今回の制御値ｕ　（ｉ）とが合
致した積分項ｕｌ（ｉ）を第（５）式に基づいて逆演算
する。なお、このオーブン処理時における状態変数量は
ステップ５０２でセントされた過去の制御量ｕ　（ｉ−
１）、　　ｕ　（ｉ−２）、　　ｕ　（ｉ−３）と、ス
テップ５０４でセ・ノドされた今回の回転数Ｎ　ｅ　（
ｉ）と前回の回転数Ｎｅ　（ｉ−１）と、ステップ５０
６で逆演算された積分項ｕｌ（ｉ）とから〔Ｎｅ（ｉ）
　　Ｎｅ　（ｉ−１）　　ｕ　（ｉ−１）　　ｕ　（ｉ
２）　　ｕ（ｉ−３）　　ａｌｌ））で表現される。

そしてステップ５０８ではステップ５０２で設定した今
回の制御値ｕ　（ｉ）に応じてデユーティ比の制御信号
を出力ポート５８からＩＳＣバルブ４４に対して出力さ
せる。

第９図は第４図中のステップ１３４の記憶処理のフロー
チャートを示す。

この記憶処理では、まずステップ６０２において直前に
実行された第４図のステップ１２０（Ｆ／Ｂ処理）とス
テップ１３２（オープン処理）とのいずれかで設定され
た状態変数量のうちＮ　ｅ　（ｉ）ｕ　（ｉ−２）、　
　ｕ　（ｉ−１）、　　ｕＩ（ｉ）をそれぞれＮｅ　（
１−１）、　　ｕ　（ｉ−３）、　　ｕ　（ｉ−２）。

ｕｌ（ｉ−１）に代入し、また、ステップ１２０または
ステップ１３２にて定めた今回の制御値Ｕ（１）をｕ（
ｉ−１）に代入する。

次にステップ６０４ではステ・ンプ６０２で定めたＮｅ
　（ｉ−１）、　ｕ　（ｉ−３）、　　ｕ　（ｉ−２）
。

ｕ　（ｉ−１）、　　ｕｌ　（ｉ−１）をＲＡＭ５３に
記憶する。

即ち、上記記憶処理ではステップ１２０，１３２で用い
たＮｅ（ｉ）、　　ｕ　（ｉ−２）、　　ｕ　（ｉ−１
）及び同ステップで定めた制御値ｕ　（ｉ）を用いて次
回のＦ／Ｂ処理及び次回のオープン処理における積分項
の逆演算に備えて記憶されている状態変数量を更新して
記憶している。しかも本実施例では次回の演算タイミン
グでの処理で用いられる形に変更（ステップ６０２）し
てから記憶している。

従って、前述のアイドル回転数制御によれば、エンジン
が非アイドリング状態からアイドリング状態へ移行する
時、各種エンジン負荷が入力または解除された時のよう
なエンジンが動的な振る舞いをする場合において、積分
定数Ｋａのみを変更するようにしているため最適フィー
ドバックゲイン設定時の労力・時間、および電子制御装
置の記憶容量等をほとんど増加させることなく回転数Ｎ
ｅの目標回転数ＮＦへの追従性を向上させることができ
る。

前記実施例においては、各種フラグの状態と偏差の絶対
値ΔＮＦとに応じて積分定数Ｋａを変更するようにして
いるが各種フラグの状態に応じて積分定数Ｋａを所定値
に変更するようにしても良い。また、積分定数Ｋａを各
種フラグの状態が変化してからの経過時間によって変更
するようにしても良い。

〔発明の効果］ 以上詳述したように本発明よれば、アイドリング時の回
転数を調節するための制御量を、状態変数量とエンジン
状態に応じて変更される積分定数を含む最適フィードバ
ックゲインとに応じて設定する。したがって、最適フィ
ードバックゲインの設定時における労力・時間、および
電子制御装置の記憶容量等をほとんど増加させることな
く回転数の目標回転数への追従性を向上させることがで
きるという優れた効果がある。

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明が適
用される一実施例の構成図、第３図はアイドリング回転
数制御におけるシステムのブロンク線図、第４図〜第９
図は前記実施例の作動説明に供するフローチャート、第
１０図〜第１２図は各種フラグ状態における偏差の絶対
値ΔＮＦと積分定数Ｋａとの特性図である。

１０・・・エンジン、２０・・・電子制御装置、３０・
・・回転数センサ、４４・・・ＩＳＣバルブ）、２６ａ
〜２６ｄ・・・燃料噴射弁、５１・・・ＣＰＵ、５２・
・・ＲＯＭ、５３・・・ＲＡＭ、５４・・・バックアッ
プＲＡＭ５６・・・人力ポート、５８・・・出力ボート
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、 前記回転数を調節する回転数調節手段と、 前記エンジンのアイドリング時の回転数が目標回転数と
   なるように前記回転数調節手段を制御するための制御量
   を演算し、前記制御量に応じた制御信号を出力する制御
   手段と を備えるエンジンのアイドリング回転数制御装置であっ
   て、 前記制御手段は、 前記回転数と前記目標回転数との偏差の積分項を算出す
   る積分項算出手段と、 前記回転数と前記制御量と前記積分項とに応じて状態変
   数量を設定する状態変数量設定手段と、前記エンジンの
   状態を検出するエンジン状態検出手段と、 予め設定されている最適フィードバックゲインのうち前
   記状態変数量の積分項に関する積分定数のみを前記エン
   ジン状態に応じて変更する積分定数変更手段と、 前記状態変数量と前記最適フィードバックゲインとに応
   じて制御量を設定する制御量設定手段とを備えることを
   特徴とするエンジンのアイドリング回転数制御装置。
2. （２）前記積分定数変更手段は、 前記エンジンの非アイドリング状態からアイドリング状
   態へ移行のを検出するアイドリング状態検出手段と、 前記エンジンが非アイドリング状態からアイドリング状
   態へ移行した時、前記積分定数を変更する第１の積分定
   数変更手段と を備えることを特徴とする請求項（１）記載のエンジン
   のアイドリング回転数制御装置。
3. （３）前記積分定数変更手段は、 エンジン負荷が入力されたことを検出する負荷入力検出
   手段と、 前記エンジン負荷が入力された時、前記積分定数を変更
   する第２の積分定数変更手段と を備えることを特徴とする請求項（１）ないし（２）記
   載のエンジンのアイドリング回転数制御装置。
4. （４）前記積分定数変更手段は、 前記エンジン負荷が解除されたことを検出する負荷解除
   検出手段と、 前記エンジン負荷が解除された時、前記積分定数を変更
   する第３の積分定数変更手段と を備えることを特徴とする請求項（１）ないし（３）記
   載のエンジンのアイドリング回転数制御装置。