JPH0932612A - 内燃機関のアイドル回転速度制御装置 - Google Patents
内燃機関のアイドル回転速度制御装置Info
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- JPH0932612A JPH0932612A JP7181851A JP18185195A JPH0932612A JP H0932612 A JPH0932612 A JP H0932612A JP 7181851 A JP7181851 A JP 7181851A JP 18185195 A JP18185195 A JP 18185195A JP H0932612 A JPH0932612 A JP H0932612A
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- F02D41/083—Introducing corrections for particular operating conditions for idling taking into account engine load variation, e.g. air-conditionning
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アイドル運転時における外部負荷の投入に伴
う機関の回転変動を抑止することにより、運転性を向上
させ運転者の違和感を低減させる。 【解決手段】 負荷投入要求がオフからオンへ切り換わ
ったとき、補助空気弁の開度を所定量（FF1 AACV(t))
増加させると共に点火時期を進角補正し、その後、点火
時期を点火時期補正量FF1 ADV(t)に従って遅角補正す
る。これらの補正は、内燃機関正味出力トルクが常に０
に維持されるように制御する。
う機関の回転変動を抑止することにより、運転性を向上
させ運転者の違和感を低減させる。 【解決手段】 負荷投入要求がオフからオンへ切り換わ
ったとき、補助空気弁の開度を所定量（FF1 AACV(t))
増加させると共に点火時期を進角補正し、その後、点火
時期を点火時期補正量FF1 ADV(t)に従って遅角補正す
る。これらの補正は、内燃機関正味出力トルクが常に０
に維持されるように制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のアイドル回
転速度制御装置に係わり、特に外部負荷の投入前後にお
ける機関回転速度変動を抑制する技術に関する。
転速度制御装置に係わり、特に外部負荷の投入前後にお
ける機関回転速度変動を抑制する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の内燃機関のアイドル回転速度制御
装置としては、内燃機関の回転速度を検出し、該回転速
度の目標回転速度に対する偏差に応じて、内燃機関に供
給する空気量、燃料量および点火時期を調整し、内燃機
関の回転速度を目標回転速度近傍に安定させる装置が知
られている。
装置としては、内燃機関の回転速度を検出し、該回転速
度の目標回転速度に対する偏差に応じて、内燃機関に供
給する空気量、燃料量および点火時期を調整し、内燃機
関の回転速度を目標回転速度近傍に安定させる装置が知
られている。
【０００３】このような装置においては、エアコン装置
やヘッドライトなどの内燃機関に対して負荷となる負荷
装置がオンからオフに、あるいはオフからオンに切り替
えられたときに、内燃機関の負荷が急変し、その結果と
して内燃機関の回転速度が急変する場合がある。このと
きの対処法としては、内燃機関の負荷投入あるいは解除
の直後に、吸入空気流量および点火時期を適切に操作す
ることによって、フィードバック制御の遅れを補償しつ
つ、負荷投入あるいは解除時の内燃機関の回転速度変動
を抑制したものがある。
やヘッドライトなどの内燃機関に対して負荷となる負荷
装置がオンからオフに、あるいはオフからオンに切り替
えられたときに、内燃機関の負荷が急変し、その結果と
して内燃機関の回転速度が急変する場合がある。このと
きの対処法としては、内燃機関の負荷投入あるいは解除
の直後に、吸入空気流量および点火時期を適切に操作す
ることによって、フィードバック制御の遅れを補償しつ
つ、負荷投入あるいは解除時の内燃機関の回転速度変動
を抑制したものがある。
【０００４】例えば、特開昭61−169642号においては、
内燃機関の実回転速度と目標回転速度との偏差に基づい
て吸入空気量調整装置を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、投入負荷のオン・オフを検出
する負荷検出装置を設けている。投入負荷のオン時には
所定の空気量を付加し、点火時期を通常よりクランク角
を進角位置とすると共に、投入負荷のオン瞬時に、前記
投入負荷オン中の進角位置よりも進み側に点火時期を補
正し、その後進角位置に戻すことによって、負荷投入時
の内燃機関の回転速度の落ち込みを改善している。
内燃機関の実回転速度と目標回転速度との偏差に基づい
て吸入空気量調整装置を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、投入負荷のオン・オフを検出
する負荷検出装置を設けている。投入負荷のオン時には
所定の空気量を付加し、点火時期を通常よりクランク角
を進角位置とすると共に、投入負荷のオン瞬時に、前記
投入負荷オン中の進角位置よりも進み側に点火時期を補
正し、その後進角位置に戻すことによって、負荷投入時
の内燃機関の回転速度の落ち込みを改善している。
【０００５】しかしながら、大負荷投入時の内燃機関の
回転落ちを効果的に抑えるために、トルク立ち上がりを
早くする点火時期操作によって、投入負荷の大きさに見
合った内燃機関の出力トルク代を確保する必要がある。
つまり、負荷応答特性改善の点からは、負荷投入前の基
本点火時期を発生トルクが最大となる最も遅角側の点火
時期ＭＢＴより十分遅角側に設定しておいて、負荷投入
時の進角操作によるトルク上昇代を確保する必要があ
る。その一方で、燃料消費量低減の点からは、基本点火
時期を常時ＭＢＴ側近傍に設定したいという要求があ
る。そのため基本点火時期は、負荷応答特性改善と燃料
消費量低減とのトレードオフを考慮して設定することに
なるが、このような内燃機関のアイドル回転速度制御装
置においては、負荷応答特性改善と燃料消費量低減を高
いレベルで両立させることは困難であった。
回転落ちを効果的に抑えるために、トルク立ち上がりを
早くする点火時期操作によって、投入負荷の大きさに見
合った内燃機関の出力トルク代を確保する必要がある。
つまり、負荷応答特性改善の点からは、負荷投入前の基
本点火時期を発生トルクが最大となる最も遅角側の点火
時期ＭＢＴより十分遅角側に設定しておいて、負荷投入
時の進角操作によるトルク上昇代を確保する必要があ
る。その一方で、燃料消費量低減の点からは、基本点火
時期を常時ＭＢＴ側近傍に設定したいという要求があ
る。そのため基本点火時期は、負荷応答特性改善と燃料
消費量低減とのトレードオフを考慮して設定することに
なるが、このような内燃機関のアイドル回転速度制御装
置においては、負荷応答特性改善と燃料消費量低減を高
いレベルで両立させることは困難であった。
【０００６】そのため、特願平６−000969号において
は、内燃機関実回転速度と目標回転速度との偏差に基づ
いて、内燃機関に供給する空気量、燃料量、および点火
時期を調整し、内燃機関の回転速度を目標回転速度近傍
に安定させる装置に対して、内燃機関への負荷投入要求
がなされてから実際に負荷が投入されるまでに、ディレ
イが存在する、又はディレイを設けることができる場合
の内燃機関の回転速度の落ち込みの改善方法が開示され
ている。
は、内燃機関実回転速度と目標回転速度との偏差に基づ
いて、内燃機関に供給する空気量、燃料量、および点火
時期を調整し、内燃機関の回転速度を目標回転速度近傍
に安定させる装置に対して、内燃機関への負荷投入要求
がなされてから実際に負荷が投入されるまでに、ディレ
イが存在する、又はディレイを設けることができる場合
の内燃機関の回転速度の落ち込みの改善方法が開示され
ている。
【０００７】即ち、内燃機関への負荷投入要求検出後に
内燃機関に供給する空気量を調整するバルブを所定量開
くと共に、負荷投入要求時から実際に負荷が投入される
までの間、内燃機関の回転速度が目標回転速度近傍に安
定するよう点火時期を遅角補償し、実際の負荷投入時に
応じて所定のタイミングで点火時期を負荷の形・大きさ
に応じて進角補償することによって負荷トルクに相当す
るトルクを補償し、その後点火時期を元の設定点火時期
に戻す方法が開示されている。
内燃機関に供給する空気量を調整するバルブを所定量開
くと共に、負荷投入要求時から実際に負荷が投入される
までの間、内燃機関の回転速度が目標回転速度近傍に安
定するよう点火時期を遅角補償し、実際の負荷投入時に
応じて所定のタイミングで点火時期を負荷の形・大きさ
に応じて進角補償することによって負荷トルクに相当す
るトルクを補償し、その後点火時期を元の設定点火時期
に戻す方法が開示されている。
【０００８】この方法によると、通常の基本点火時期を
最もトルクの発生する点火時期ＭＢＴよりに設定して
も、負荷投入時直前には点火時期は遅角操作されている
ので点火時期進角操作による出力トルク代を十分確保す
ることができ、負荷応答特性を損なうことなく、僅かな
ディレイ期間を除き基本点火時期を最もトルクの発生す
る点火時期よりに設定できるといった効果を得ている。
つまり、負荷応答特性改善と燃料消費量低減とを高いレ
ベルで両立できる効果を得ている。また、負荷投入時か
ら点火時期操作がトルク変化となって現れるまでの遅れ
も補償できるため、負荷投入直後の内燃機関の回転落ち
抑制効果も向上している。
最もトルクの発生する点火時期ＭＢＴよりに設定して
も、負荷投入時直前には点火時期は遅角操作されている
ので点火時期進角操作による出力トルク代を十分確保す
ることができ、負荷応答特性を損なうことなく、僅かな
ディレイ期間を除き基本点火時期を最もトルクの発生す
る点火時期よりに設定できるといった効果を得ている。
つまり、負荷応答特性改善と燃料消費量低減とを高いレ
ベルで両立できる効果を得ている。また、負荷投入時か
ら点火時期操作がトルク変化となって現れるまでの遅れ
も補償できるため、負荷投入直後の内燃機関の回転落ち
抑制効果も向上している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の内燃機関のアイドル回転速度制御装置において
は、上記のように負荷投入要求検出後の空気量補正量お
よび点火時期補正量としては、発生トルクの応答遅れが
大きい空気補正量をステップ形状とし、点火時期補正量
は空気補正量によるトルク上昇の漸増に応じて徐々に遅
角量を増大するような三角補正量としている。
従来の内燃機関のアイドル回転速度制御装置において
は、上記のように負荷投入要求検出後の空気量補正量お
よび点火時期補正量としては、発生トルクの応答遅れが
大きい空気補正量をステップ形状とし、点火時期補正量
は空気補正量によるトルク上昇の漸増に応じて徐々に遅
角量を増大するような三角補正量としている。
【００１０】しかしながら、前記点火時期補正方式では
空気量補正によるトルク変化を正確に把握して点火時期
補正量が設定される訳ではないので、（空気補正量によ
る内燃機関出力トルク増加分）と（点火時期補正量によ
る内燃機関出力トルク増加分）との和は、必ずしも（負
荷トルク）と常時釣り合っている訳ではない。結果とし
て内燃機関の回転速度は変動し、運転性が損なわれるこ
とがある。また運転者に違和感を感じさせる場合もあ
る。
空気量補正によるトルク変化を正確に把握して点火時期
補正量が設定される訳ではないので、（空気補正量によ
る内燃機関出力トルク増加分）と（点火時期補正量によ
る内燃機関出力トルク増加分）との和は、必ずしも（負
荷トルク）と常時釣り合っている訳ではない。結果とし
て内燃機関の回転速度は変動し、運転性が損なわれるこ
とがある。また運転者に違和感を感じさせる場合もあ
る。
【００１１】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、負荷投入前後の機関出力状態を正
確に把握することによって、外部負荷の投入に伴う機関
の回転変動を抑制しつつ、アイドル運転時の運転性およ
び燃費を向上させた内燃機関のアイドル回転速度制御装
置を提供することを第１の目的とする。また、従来対象
とする投入負荷がステップ状に近似できる形状を想定し
ていたため、ステップ状に近似できない負荷に対しては
適用が困難であった。
してなされたもので、負荷投入前後の機関出力状態を正
確に把握することによって、外部負荷の投入に伴う機関
の回転変動を抑制しつつ、アイドル運転時の運転性およ
び燃費を向上させた内燃機関のアイドル回転速度制御装
置を提供することを第１の目的とする。また、従来対象
とする投入負荷がステップ状に近似できる形状を想定し
ていたため、ステップ状に近似できない負荷に対しては
適用が困難であった。
【００１２】本発明は、このような負荷に対しても同様
に機関の回転変動を抑制しつつ、アイドル運転時の運転
性および燃費を向上させた内燃機関のアイドル回転速度
制御装置を提供することを第２の目的とする。
に機関の回転変動を抑制しつつ、アイドル運転時の運転
性および燃費を向上させた内燃機関のアイドル回転速度
制御装置を提供することを第２の目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に記
載の発明は、図１に示すように機関の吸入空気流量を調
整する吸入空気流量調整手段101 と、機関の点火時期を
調整する点火時期調整手段102 と、アイドル運転状態に
おける機関の回転速度を目標回転速度に追従させるよう
に前記吸入空気流量調整手段及び前記点火時期調整手段
によって吸入空気流量、及び点火時期をフィードバック
制御するフィードバック制御手段103 と、を備えた内燃
機関のアイドル回転速度制御装置において、機関に対す
る負荷の投入要求を検出する負荷投入要求検出手段104
と、前記負荷投入要求検出後に前記吸入空気流量を増加
補正する空気補正量を設定する空気補正量設定手段105
と、前記負荷の投入要求が検出されたときに、該投入負
荷の大きさと実際の投入タイミングを予測する投入負荷
予測手段106 と、前記点火時期、前記吸入空気流量、お
よび前記投入負荷予測手段により予測される負荷量を夫
々入力としたときの機関の出力状態の特性を表す内燃機
関モデルに基づいて、機関の回転速度が目標回転速度に
追従する機関の出力状態を発生するように、負荷投入要
求検出後の点火時期補正量を設定する点火時期補正量設
定手段107 と、を含んで構成するようにした。これによ
り、負荷投入要求検出前後の内燃機関の回転速度変動が
抑制される。
載の発明は、図１に示すように機関の吸入空気流量を調
整する吸入空気流量調整手段101 と、機関の点火時期を
調整する点火時期調整手段102 と、アイドル運転状態に
おける機関の回転速度を目標回転速度に追従させるよう
に前記吸入空気流量調整手段及び前記点火時期調整手段
によって吸入空気流量、及び点火時期をフィードバック
制御するフィードバック制御手段103 と、を備えた内燃
機関のアイドル回転速度制御装置において、機関に対す
る負荷の投入要求を検出する負荷投入要求検出手段104
と、前記負荷投入要求検出後に前記吸入空気流量を増加
補正する空気補正量を設定する空気補正量設定手段105
と、前記負荷の投入要求が検出されたときに、該投入負
荷の大きさと実際の投入タイミングを予測する投入負荷
予測手段106 と、前記点火時期、前記吸入空気流量、お
よび前記投入負荷予測手段により予測される負荷量を夫
々入力としたときの機関の出力状態の特性を表す内燃機
関モデルに基づいて、機関の回転速度が目標回転速度に
追従する機関の出力状態を発生するように、負荷投入要
求検出後の点火時期補正量を設定する点火時期補正量設
定手段107 と、を含んで構成するようにした。これによ
り、負荷投入要求検出前後の内燃機関の回転速度変動が
抑制される。
【００１４】また、前記投入負荷予測手段106 の代わり
に、図２に示すような請求項２に記載の発明に示すよう
に、機関に投入される負荷の動作を制御する投入負荷制
御手段108 を備えるようにしてもよく、図３に示すよう
な請求項３に記載の発明に示すように、前記負荷投入要
求後に負荷の投入を検出する投入負荷検出手段109 を備
えるようにしてもよい。いずれの場合においても、負荷
投入要求検出前後の内燃機関の回転速度変動が抑制され
る。
に、図２に示すような請求項２に記載の発明に示すよう
に、機関に投入される負荷の動作を制御する投入負荷制
御手段108 を備えるようにしてもよく、図３に示すよう
な請求項３に記載の発明に示すように、前記負荷投入要
求後に負荷の投入を検出する投入負荷検出手段109 を備
えるようにしてもよい。いずれの場合においても、負荷
投入要求検出前後の内燃機関の回転速度変動が抑制され
る。
【００１５】さらに、前記内燃機関モデルにおける機関
の出力状態は、請求項４に記載の発明に示すように機関
の正味出力トルクであってもよく、請求項５に記載の発
明のように機関の回転速度であってもよい。これによ
り、請求項４に記載の発明においては、機関の回転速度
が目標回転速度に追従するような機関の正味出力トルク
を発生するように点火時期が制御され、請求項５に記載
の発明においては、機関の回転速度が目標回転速度に追
従するように点火時期が制御される。
の出力状態は、請求項４に記載の発明に示すように機関
の正味出力トルクであってもよく、請求項５に記載の発
明のように機関の回転速度であってもよい。これによ
り、請求項４に記載の発明においては、機関の回転速度
が目標回転速度に追従するような機関の正味出力トルク
を発生するように点火時期が制御され、請求項５に記載
の発明においては、機関の回転速度が目標回転速度に追
従するように点火時期が制御される。
【００１６】そして、請求項６に記載の発明に示すよう
に、運転状況に応じて内燃機関のアイドル回転速度を変
更する場合に、変更前後の過渡時おける目標回転速度
を、変更前の定常状態での目標回転速度と、変更後の定
常状態での目標回転速度とを滑らかに補間して設定する
目標回転速度軌道生成手段を備えることが望ましい。こ
れにより、アイドル速度を変更する場合に内燃機関の回
転速度が滑らかに変化するようになる。
に、運転状況に応じて内燃機関のアイドル回転速度を変
更する場合に、変更前後の過渡時おける目標回転速度
を、変更前の定常状態での目標回転速度と、変更後の定
常状態での目標回転速度とを滑らかに補間して設定する
目標回転速度軌道生成手段を備えることが望ましい。こ
れにより、アイドル速度を変更する場合に内燃機関の回
転速度が滑らかに変化するようになる。
【００１７】次に、前記空気補正量設定手段は、請求項
７に記載の発明に示すように、機関の回転速度が負荷投
入後に定常的に目標回転速度が得られる吸入空気流量か
ら、負荷投入前に定常的に目標回転速度が得られる吸入
空気流量を差し引いた量を、吸入空気流量にステップ状
に増加設定することが望ましい。これにより、負荷投入
後の機関の回転速度が早期に目標回転速度に近づくよう
になる。
７に記載の発明に示すように、機関の回転速度が負荷投
入後に定常的に目標回転速度が得られる吸入空気流量か
ら、負荷投入前に定常的に目標回転速度が得られる吸入
空気流量を差し引いた量を、吸入空気流量にステップ状
に増加設定することが望ましい。これにより、負荷投入
後の機関の回転速度が早期に目標回転速度に近づくよう
になる。
【００１８】次に、前記内燃機関モデルは、請求項８に
記載の発明に示すように、設定アイドル回転速度近傍の
線形近似させた離散時間モデルとし、点火時期から機関
正味発生トルクまでの動特性を無駄時間およびゲインで
表し、吸入空気流量から機関正味発生トルクまでの動特
性を無駄時間および一次伝達特性で表すようにしてもよ
く、請求項９に記載の発明に示すように、設定アイドル
回転速度近傍の線形近似させた離散時間モデルとし、二
次伝達特性で表した正味発生トルクから機関の回転速度
までの動特性を前記内燃機関モデルに追加してもよい。
これにより、請求項８に記載の発明においては、点火時
期および吸入空気量に応じて内燃機関正味出力トルクが
得られるようになり、請求項９に記載の発明において
は、内燃機関正味出力トルクに応じて機関の回転速度が
得られるようになる。
記載の発明に示すように、設定アイドル回転速度近傍の
線形近似させた離散時間モデルとし、点火時期から機関
正味発生トルクまでの動特性を無駄時間およびゲインで
表し、吸入空気流量から機関正味発生トルクまでの動特
性を無駄時間および一次伝達特性で表すようにしてもよ
く、請求項９に記載の発明に示すように、設定アイドル
回転速度近傍の線形近似させた離散時間モデルとし、二
次伝達特性で表した正味発生トルクから機関の回転速度
までの動特性を前記内燃機関モデルに追加してもよい。
これにより、請求項８に記載の発明においては、点火時
期および吸入空気量に応じて内燃機関正味出力トルクが
得られるようになり、請求項９に記載の発明において
は、内燃機関正味出力トルクに応じて機関の回転速度が
得られるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に具体的な本発明の実施の形
態を図１から図18に基づいて説明する。図４には本発明
に用いられる基本的な内燃機関の構成を示した。即ち、
吸気通路１内に吸入空気流量を計測するホットワイヤ式
空気流量センサ２を配設し、該空気流量センサ２の下流
側に図示しないアクセルペダルと連動して開閉するスロ
ットル弁３を設け、該スロットル弁３をバイパスして機
関に空気を補助的に供給するためのバイパス路４の途中
に、ソレノイド式の補助空気弁５を配設し、この補助空
気弁５により吸入空気流量を微調整する。
態を図１から図18に基づいて説明する。図４には本発明
に用いられる基本的な内燃機関の構成を示した。即ち、
吸気通路１内に吸入空気流量を計測するホットワイヤ式
空気流量センサ２を配設し、該空気流量センサ２の下流
側に図示しないアクセルペダルと連動して開閉するスロ
ットル弁３を設け、該スロットル弁３をバイパスして機
関に空気を補助的に供給するためのバイパス路４の途中
に、ソレノイド式の補助空気弁５を配設し、この補助空
気弁５により吸入空気流量を微調整する。
【００２０】スロットル弁３およびソレノイド式補助空
気弁５によって流量を制御された吸気は、吸気通路１の
インテークマニホルド部1aを通過し、インジェクタ６に
より噴射される燃料と共に燃焼室７に供給される。燃焼
室７では点火プラグ８により所定のタイミングで燃焼室
７内の混合気に点火し、その後、排気を排気通路９に排
出する。そして、排気管９内に配設されたＯ2 センサ10
は排気中の酸素濃度を検出し、これによって混合気の空
燃比を検出する。
気弁５によって流量を制御された吸気は、吸気通路１の
インテークマニホルド部1aを通過し、インジェクタ６に
より噴射される燃料と共に燃焼室７に供給される。燃焼
室７では点火プラグ８により所定のタイミングで燃焼室
７内の混合気に点火し、その後、排気を排気通路９に排
出する。そして、排気管９内に配設されたＯ2 センサ10
は排気中の酸素濃度を検出し、これによって混合気の空
燃比を検出する。
【００２１】機関に投入される負荷としての図示しない
エアコンコンプレッサは、プーリを介して内燃機関の出
力軸に接続されており、封入ガスの圧縮を開始・停止す
る。一方、エンジンコントローラ（以下、ＥＣＵと呼ぶ
ことにする）11は、ホットワイヤ式空気流量センサ２、
およびＯ2 センサ10からの検出結果と、ヘッドライトの
スイッチ信号12、エアコン操作のスイッチ信号13、又は
シフトポジションセンサ14による検出結果が入力され、
ソレノイド式補助空気弁５の開度、インジェクタ６から
の燃料噴射量および噴射タイミング、点火プラグ８の点
火タイミング、エアコンコンプレッサの作動を制御す
る。このＥＣＵ11は、時間計測や演算処理するＣＰＵ
と、記憶装置であるＲＯＭおよびＲＡＭと、各種信号の
入出力を行うＩ／Ｏインターフェースと、を含んで構成
される。
エアコンコンプレッサは、プーリを介して内燃機関の出
力軸に接続されており、封入ガスの圧縮を開始・停止す
る。一方、エンジンコントローラ（以下、ＥＣＵと呼ぶ
ことにする）11は、ホットワイヤ式空気流量センサ２、
およびＯ2 センサ10からの検出結果と、ヘッドライトの
スイッチ信号12、エアコン操作のスイッチ信号13、又は
シフトポジションセンサ14による検出結果が入力され、
ソレノイド式補助空気弁５の開度、インジェクタ６から
の燃料噴射量および噴射タイミング、点火プラグ８の点
火タイミング、エアコンコンプレッサの作動を制御す
る。このＥＣＵ11は、時間計測や演算処理するＣＰＵ
と、記憶装置であるＲＯＭおよびＲＡＭと、各種信号の
入出力を行うＩ／Ｏインターフェースと、を含んで構成
される。
【００２２】また、機関の回転速度は、一般的に用いら
れているカム軸型クランク角センサが発する基準信号を
もとにＥＣＵで算出され、補助空気弁５は比例ソレノイ
ド式のバルブでＥＣＵ11からの指令値（ＰＷＭ駆動時は
デューティ比指令）により開度が調整され、補助空気弁
５の開度に応じて燃焼室に流入する空気量が調整され
る。
れているカム軸型クランク角センサが発する基準信号を
もとにＥＣＵで算出され、補助空気弁５は比例ソレノイ
ド式のバルブでＥＣＵ11からの指令値（ＰＷＭ駆動時は
デューティ比指令）により開度が調整され、補助空気弁
５の開度に応じて燃焼室に流入する空気量が調整され
る。
【００２３】ここで、アイドル判定は内燃機関の回転速
度やアクセル開度等の状態で判定するが、これについて
は多くの事例が既存するので説明は省略する。以降の説
明では、簡単のためアイドル判定オン時にはアイドル回
転速度制御を行ない、アイドル判定オフ時には非アイド
ル時制御を行なうものとする。また、アイドル回転速度
制御における機関の目標回転速度は、機関の水温や機関
の負荷等の状態に応じ、ＥＣＵ11内で生成される。さら
に、エアコン負荷オフ定常時の機関の目標回転速度をne
ref0、エアコン負荷オン定常時の機関の目標回転速度
をne ref1とし、図５(a) に示すエアコンのオンオフ切
り換え時の目標回転速度軌道ne ref を（１）式により
求める。 ne ref ＝ ne ref0＋ ＧM(q -1)(ne ref1− ne ref0) ACSW ・・・（１） ここで、q -1は１燃焼ディレイ演算子であり、１燃焼前
の値（q -1y(t)=y(t-1))を意味し、ＡＣＳＷはエアコン
スイッチオンときは１、エアコンスイッチオフのときは
０となる係数である。また、ＧM(q -1) は望ましい目標
応答特性を設定する規範モデルであり、例えば、ここで
は（２）式に示す２次のデジタルフィルタとする。 ＧM(q -1) ＝（0.06 + 0.12q -1 + 0.06q -2)/(1 - 1.02q -1 + 0.26) ・・・（２） この目標回転速度軌道の算出結果を図５(b) に示した。
度やアクセル開度等の状態で判定するが、これについて
は多くの事例が既存するので説明は省略する。以降の説
明では、簡単のためアイドル判定オン時にはアイドル回
転速度制御を行ない、アイドル判定オフ時には非アイド
ル時制御を行なうものとする。また、アイドル回転速度
制御における機関の目標回転速度は、機関の水温や機関
の負荷等の状態に応じ、ＥＣＵ11内で生成される。さら
に、エアコン負荷オフ定常時の機関の目標回転速度をne
ref0、エアコン負荷オン定常時の機関の目標回転速度
をne ref1とし、図５(a) に示すエアコンのオンオフ切
り換え時の目標回転速度軌道ne ref を（１）式により
求める。 ne ref ＝ ne ref0＋ ＧM(q -1)(ne ref1− ne ref0) ACSW ・・・（１） ここで、q -1は１燃焼ディレイ演算子であり、１燃焼前
の値（q -1y(t)=y(t-1))を意味し、ＡＣＳＷはエアコン
スイッチオンときは１、エアコンスイッチオフのときは
０となる係数である。また、ＧM(q -1) は望ましい目標
応答特性を設定する規範モデルであり、例えば、ここで
は（２）式に示す２次のデジタルフィルタとする。 ＧM(q -1) ＝（0.06 + 0.12q -1 + 0.06q -2)/(1 - 1.02q -1 + 0.26) ・・・（２） この目標回転速度軌道の算出結果を図５(b) に示した。
【００２４】また、補助空気弁開度、点火時期および燃
料噴射量の指令値は、図６に示すフローチャートのよう
に、基本操作量とフィードバック量と補正量とを統合し
て算出される。即ち、ステップ１では後述する基本点火
時期及び基本補助空気弁開度設定ルーチンを行い基本操
作量を設定し、ステップ２では後述するフィードバック
量演算ルーチンに従いフィードバック量を設定する。そ
して、ステップ３でフィードフォーワード演算ルーチン
に従い補正量を設定し、ステップ４では後述する指令値
演算ルーチンに従い最終的な指令値を求める。
料噴射量の指令値は、図６に示すフローチャートのよう
に、基本操作量とフィードバック量と補正量とを統合し
て算出される。即ち、ステップ１では後述する基本点火
時期及び基本補助空気弁開度設定ルーチンを行い基本操
作量を設定し、ステップ２では後述するフィードバック
量演算ルーチンに従いフィードバック量を設定する。そ
して、ステップ３でフィードフォーワード演算ルーチン
に従い補正量を設定し、ステップ４では後述する指令値
演算ルーチンに従い最終的な指令値を求める。
【００２５】次に、前記ステップ１の基本操作量の設定
について図７に示すフローチャートに沿って説明する。
基本操作量の設定方法については既に多くの事例が存在
するが、ここではアイドル時の基本点火時期（BASE AD
V ）および基本補助空気弁開度（BASE AACV) を、ステ
ップ11において機関の冷却水温、機関の負荷の大きさ等
に応じて、予め作成しておいたテーブル（ＥＣＵ内のメ
モリ上）から参照する方法を用いることにする。
について図７に示すフローチャートに沿って説明する。
基本操作量の設定方法については既に多くの事例が存在
するが、ここではアイドル時の基本点火時期（BASE AD
V ）および基本補助空気弁開度（BASE AACV) を、ステ
ップ11において機関の冷却水温、機関の負荷の大きさ等
に応じて、予め作成しておいたテーブル（ＥＣＵ内のメ
モリ上）から参照する方法を用いることにする。
【００２６】尚、燃料噴射量の基本操作量についても同
様な方法で設定してもよい。次に、前記ステップ２のフ
ィードバック量の設定について、図８に示すフローチャ
ートに沿って説明する。アイドル時の補助空気弁開度，
点火時期，および燃料噴射量のフィードバック量の算出
方法についても既に多くの事例が存在するが、ここでは
次のようにして算出する。
様な方法で設定してもよい。次に、前記ステップ２のフ
ィードバック量の設定について、図８に示すフローチャ
ートに沿って説明する。アイドル時の補助空気弁開度，
点火時期，および燃料噴射量のフィードバック量の算出
方法についても既に多くの事例が存在するが、ここでは
次のようにして算出する。
【００２７】即ち、ステップ２１で機関の目標回転速度
ne ref を算出し、ステップ２２で機関の回転速度Neを
計測する。そして、ステップ２３で機関の目標回転速度
ne ref と機関の回転速度Neとの偏差e を求め、ステップ
２４で前記偏差e に応じて、補助空気弁開度および点火
時期のフィードバック量FB AACV,FB ADV を求める。
ne ref を算出し、ステップ２２で機関の回転速度Neを
計測する。そして、ステップ２３で機関の目標回転速度
ne ref と機関の回転速度Neとの偏差e を求め、ステップ
２４で前記偏差e に応じて、補助空気弁開度および点火
時期のフィードバック量FB AACV,FB ADV を求める。
【００２８】そして、補助空気制御弁開度のフィードバ
ック量FB AACVの値をＰＩ制御により変化させ安定した
制御を行う。また、点火時期のフィードバック量FB AD
V については、該フィードバック量の値をＰ制御により
変化させている。さらに、燃料噴射量のフィードバック
量FB FUELについては、排気を触媒により浄化されるよ
うに、Ｏ2 センサ出力O2 out、空気流量センサ出力Qaou
t 、および内燃機関の回転速度Neに応じて定められる。
ック量FB AACVの値をＰＩ制御により変化させ安定した
制御を行う。また、点火時期のフィードバック量FB AD
V については、該フィードバック量の値をＰ制御により
変化させている。さらに、燃料噴射量のフィードバック
量FB FUELについては、排気を触媒により浄化されるよ
うに、Ｏ2 センサ出力O2 out、空気流量センサ出力Qaou
t 、および内燃機関の回転速度Neに応じて定められる。
【００２９】次に、前記ステップ４の補助空気弁開度指
令値INS AACV、点火時期指令値INS ADV 、および燃
料噴射量指令値INS FUELの設定を図９に示す。これに
よると、ステップ44において各指令値は前述の基本操作
量G1、フィードバック量G2、および補正量G3とを総合し
た量（例えば、G1+G2+G3）で示される。ただし、G1,G2,
G3にはリミッタ関数なども含まれる。
令値INS AACV、点火時期指令値INS ADV 、および燃
料噴射量指令値INS FUELの設定を図９に示す。これに
よると、ステップ44において各指令値は前述の基本操作
量G1、フィードバック量G2、および補正量G3とを総合し
た量（例えば、G1+G2+G3）で示される。ただし、G1,G2,
G3にはリミッタ関数なども含まれる。
【００３０】次に、前記ステップ３の補正量設定方法に
ついて説明する。以下、第１の実施の形態から第４の実
施の形態までの補正量設定方法を順次詳述する。まず、
ヘッドライト負荷（オルタネータ負荷）およびエアコン
コンプレッサ負荷に対して内燃機関のアイドル回転速度
を制御する請求項１に係る発明の実施の形態として、第
１の実施の形態を説明する。
ついて説明する。以下、第１の実施の形態から第４の実
施の形態までの補正量設定方法を順次詳述する。まず、
ヘッドライト負荷（オルタネータ負荷）およびエアコン
コンプレッサ負荷に対して内燃機関のアイドル回転速度
を制御する請求項１に係る発明の実施の形態として、第
１の実施の形態を説明する。
【００３１】まず、ヘッドライト負荷に対する補正量を
求める本実施の形態を、図10の内燃機関モデルおよび図
11に示すタイミングチャートに沿って説明する。ここ
で、ヘッドライト負荷は、投入要件( ヘッドライトスイ
ッチがオフからオン) 発生後、わずかな無駄時間ｎ１を
おいて、ステップ状に機関の負荷として加わるものとす
る。また、機関の目標回転速度は、ヘッドライト負荷投
入前後においてne ref0（一定）とし、基本点火時期も
ヘッドライト負荷投入前後においてBASE ADV （一定）
とする。
求める本実施の形態を、図10の内燃機関モデルおよび図
11に示すタイミングチャートに沿って説明する。ここ
で、ヘッドライト負荷は、投入要件( ヘッドライトスイ
ッチがオフからオン) 発生後、わずかな無駄時間ｎ１を
おいて、ステップ状に機関の負荷として加わるものとす
る。また、機関の目標回転速度は、ヘッドライト負荷投
入前後においてne ref0（一定）とし、基本点火時期も
ヘッドライト負荷投入前後においてBASE ADV （一定）
とする。
【００３２】ここで、内燃機関モデルは、図10に示すよ
うに点火時期、補助空気量、および投入予測負荷を入力
とし、内燃機関正味出力トルクを出力とするアイドル設
定近傍の線形モデルとすることができる。尚、線形モデ
ルとすることにより、点火時期および補助空気量の補正
量を容易に算出することができる効果が得られる。ここ
で、M11(q -1) は負荷投入予測手段に相当する。M11(q
-1) はヘッドライト負荷投入要求( スイッチSW(t)=0 ;
オフ , SW(t)=1 ;オン）が機関の負荷トルクとなるまで
の動特性を表す伝達特性であり、その出力は投入予測負
荷である。このM11(q -1) はヘッドライト負荷投入要求
発生後、わずかな無駄時間ｎ１をおいてヘッドライト負
荷がステップ状に機関の負荷として加わるものとするた
め、無駄時間ｎ１とゲイン要素Ｋ1 を用いて一般的に
（３）式で表されれる。 M11(q -1) ＝Ｋ1 ・q -n1 ・・・（３） また、M12(q -1) は補助空気補正量FF1 AACV(t) から
内燃機関正味出力トルクまでの動特性を表す伝達特性で
あり、補助空気弁の動作無駄時間ｎ２、ゲイン要素
Ｋ2 、および係数ａ1 を用いて一般的に（４）式で表さ
れる。 M12(q -1) ＝Ｋ2 ・q -n2 ／（１＋ａ1 ・q -1） ・・・（４） そして、M13(q -1) は点火時期補正量FF1 ADV(t)から
内燃機関正味出力トルクまでの動特性を表す伝達特性で
あり、点火時期の操作無駄時間ｎ３とゲイン要素Ｋ3 を
用いて一般的に（５）式で表される。 M13(q -1) ＝Ｋ3 ・q -n3 ・・・（５） 以上の伝達特性により内燃機関正味出力トルクＴは
（６）式で与えられる。 Ｔ ＝ Ｋ1 ・q -n1 ・SW(t) ＋Ｋ2 ・q -n2 ／（１＋ａ1 ・q -1）・FF1 AACV(t) ＋Ｋ3 ・q -n3 ・FF1 ADV(t) ＝ M11(q -1)・SW(t) ＋ M12(q -1)・FF1 AACV(t) ＋ M13(q -1)・FF1 ADV(t) ・・・（６） 尚、図10に示すモデルでは内燃機関正味出力トルクを出
力としているが、機関の回転速度を出力とするモデルを
用いてもよい。また、図18に示す点火時期−出力トルク
の非線形特性、又は、その他の非線形要素を取り込んだ
モデルとしてもよい。例えば、点火時期−出力トルクの
非線形特性をモデルに組み込む場合には、点火時期補正
量を導出した後、その補正量が図18の出力となるような
入力値を最終的な点火時期補正量とすればよい。
うに点火時期、補助空気量、および投入予測負荷を入力
とし、内燃機関正味出力トルクを出力とするアイドル設
定近傍の線形モデルとすることができる。尚、線形モデ
ルとすることにより、点火時期および補助空気量の補正
量を容易に算出することができる効果が得られる。ここ
で、M11(q -1) は負荷投入予測手段に相当する。M11(q
-1) はヘッドライト負荷投入要求( スイッチSW(t)=0 ;
オフ , SW(t)=1 ;オン）が機関の負荷トルクとなるまで
の動特性を表す伝達特性であり、その出力は投入予測負
荷である。このM11(q -1) はヘッドライト負荷投入要求
発生後、わずかな無駄時間ｎ１をおいてヘッドライト負
荷がステップ状に機関の負荷として加わるものとするた
め、無駄時間ｎ１とゲイン要素Ｋ1 を用いて一般的に
（３）式で表されれる。 M11(q -1) ＝Ｋ1 ・q -n1 ・・・（３） また、M12(q -1) は補助空気補正量FF1 AACV(t) から
内燃機関正味出力トルクまでの動特性を表す伝達特性で
あり、補助空気弁の動作無駄時間ｎ２、ゲイン要素
Ｋ2 、および係数ａ1 を用いて一般的に（４）式で表さ
れる。 M12(q -1) ＝Ｋ2 ・q -n2 ／（１＋ａ1 ・q -1） ・・・（４） そして、M13(q -1) は点火時期補正量FF1 ADV(t)から
内燃機関正味出力トルクまでの動特性を表す伝達特性で
あり、点火時期の操作無駄時間ｎ３とゲイン要素Ｋ3 を
用いて一般的に（５）式で表される。 M13(q -1) ＝Ｋ3 ・q -n3 ・・・（５） 以上の伝達特性により内燃機関正味出力トルクＴは
（６）式で与えられる。 Ｔ ＝ Ｋ1 ・q -n1 ・SW(t) ＋Ｋ2 ・q -n2 ／（１＋ａ1 ・q -1）・FF1 AACV(t) ＋Ｋ3 ・q -n3 ・FF1 ADV(t) ＝ M11(q -1)・SW(t) ＋ M12(q -1)・FF1 AACV(t) ＋ M13(q -1)・FF1 ADV(t) ・・・（６） 尚、図10に示すモデルでは内燃機関正味出力トルクを出
力としているが、機関の回転速度を出力とするモデルを
用いてもよい。また、図18に示す点火時期−出力トルク
の非線形特性、又は、その他の非線形要素を取り込んだ
モデルとしてもよい。例えば、点火時期−出力トルクの
非線形特性をモデルに組み込む場合には、点火時期補正
量を導出した後、その補正量が図18の出力となるような
入力値を最終的な点火時期補正量とすればよい。
【００３３】次に、補助空気補正量FF1 AACV(t) は、
ここではヘッドライト負荷がステップ状であるとしてい
るため、（７）式に示すような負荷投入前後における定
常的に目標回転速度を維持するに必要な補助空気量の差
を、負荷投入要素検出時にステップ状に設定するものと
する。 FF1 AACV(t) ＝ M11(1)/M12(1) ・SW(t) ・・・（７） そして、点火時期補正量FF1 ADV(t)は、目標回転速度
を追従するように、即ち、モデル出力( 内燃機関正味出
力トルク) が常に０となるように（８）式に従って補正
量を設定する。 FF1 ADV(t)＝｛M11(q -1) ・SW(t) −M12(q -1) ・FF1 AACV(t) ｝ /M13(q -1) ・・・（８） ただし、因果律により設定できない時間の補正量につい
ては設定しないものとする。
ここではヘッドライト負荷がステップ状であるとしてい
るため、（７）式に示すような負荷投入前後における定
常的に目標回転速度を維持するに必要な補助空気量の差
を、負荷投入要素検出時にステップ状に設定するものと
する。 FF1 AACV(t) ＝ M11(1)/M12(1) ・SW(t) ・・・（７） そして、点火時期補正量FF1 ADV(t)は、目標回転速度
を追従するように、即ち、モデル出力( 内燃機関正味出
力トルク) が常に０となるように（８）式に従って補正
量を設定する。 FF1 ADV(t)＝｛M11(q -1) ・SW(t) −M12(q -1) ・FF1 AACV(t) ｝ /M13(q -1) ・・・（８） ただし、因果律により設定できない時間の補正量につい
ては設定しないものとする。
【００３４】以下、図11に示したタイミングチャートに
従って各状態量の挙動を説明する。尚、ここでは点火時
期補正量FF1 ADV(t)の変化のフェーズ毎に説明するこ
とにする。 フェーズＡ：アイドル時にＥＣＵが、負荷投入要求（ヘ
ッドライトスイッチがオフからオン）を検知すると、そ
の直後に補助空気弁の開度を所定量（M11(1)/M 12(1))増
量させる操作を行い（ＥＣＵを介さずにハードウェア的
に操作を行なってもよい）、所定のタイミングで点火時
期を（８）式のFF1 ADV(t)が示すように進角させる。
従って各状態量の挙動を説明する。尚、ここでは点火時
期補正量FF1 ADV(t)の変化のフェーズ毎に説明するこ
とにする。 フェーズＡ：アイドル時にＥＣＵが、負荷投入要求（ヘ
ッドライトスイッチがオフからオン）を検知すると、そ
の直後に補助空気弁の開度を所定量（M11(1)/M 12(1))増
量させる操作を行い（ＥＣＵを介さずにハードウェア的
に操作を行なってもよい）、所定のタイミングで点火時
期を（８）式のFF1 ADV(t)が示すように進角させる。
【００３５】フェーズＢ：その後、ヘッドライト負荷オ
ンの間は、補助空気弁の開度補正量をAACV AC(t)(M
11(1)/M12(1))の値に維持し、点火時期補正量を（８）
式のFF1 ADV(t)に従い、徐々に減らして点火時期を設定
点火時期まで遅角させる。 このような方法で補助空気補正量および点火時期補正量
を設定することにより、内燃機関正味発生トルクは常に
０近傍に維持されるため、安定して機関の回転速度変動
が抑えられ、運転性が向上して運転者の違和感も低減で
きるようになる。また、負荷投入時には点火時期が遅角
操作されているために点火時期操作による出力トルク代
を十分確保することができ、さらに、基本点火時期が最
もトルクの発生する点火時期よりに設定されているた
め、燃料消費量が低減される効果が得られる。
ンの間は、補助空気弁の開度補正量をAACV AC(t)(M
11(1)/M12(1))の値に維持し、点火時期補正量を（８）
式のFF1 ADV(t)に従い、徐々に減らして点火時期を設定
点火時期まで遅角させる。 このような方法で補助空気補正量および点火時期補正量
を設定することにより、内燃機関正味発生トルクは常に
０近傍に維持されるため、安定して機関の回転速度変動
が抑えられ、運転性が向上して運転者の違和感も低減で
きるようになる。また、負荷投入時には点火時期が遅角
操作されているために点火時期操作による出力トルク代
を十分確保することができ、さらに、基本点火時期が最
もトルクの発生する点火時期よりに設定されているた
め、燃料消費量が低減される効果が得られる。
【００３６】次に、固定容量エアコンコンプレッサ負荷
に対して内燃機関のアイドル回転速度を制御する第２の
実施の形態を説明する。第２の実施の形態における構成
は第１の実施の形態と同一であるため、ここでは構成の
説明を省略し、作用を図12に示す内燃機関モデルと図13
に示すタイミングチャートに沿って説明する。ここで、
負荷投入要求（エアコンスイッチがオフかオン）を検知
してから既知の無駄時間ｎ４の後、エアコンコンプレッ
サがステップ状に機関の負荷として加わるものとする。
機関の目標回転速度は、エアコンスイッチ操作に伴っ
て、図５に従って生成するものとする。また、点火時期
はエアコンオフ時にADV BASEを基準点火時期とし、エ
アコンオン時にADV BASEONを基準点火時期とする。
に対して内燃機関のアイドル回転速度を制御する第２の
実施の形態を説明する。第２の実施の形態における構成
は第１の実施の形態と同一であるため、ここでは構成の
説明を省略し、作用を図12に示す内燃機関モデルと図13
に示すタイミングチャートに沿って説明する。ここで、
負荷投入要求（エアコンスイッチがオフかオン）を検知
してから既知の無駄時間ｎ４の後、エアコンコンプレッ
サがステップ状に機関の負荷として加わるものとする。
機関の目標回転速度は、エアコンスイッチ操作に伴っ
て、図５に従って生成するものとする。また、点火時期
はエアコンオフ時にADV BASEを基準点火時期とし、エ
アコンオン時にADV BASEONを基準点火時期とする。
【００３７】内燃機関モデルは、図12に示すように点火
時期、補助空気量、および投入予測負荷を入力とし、機
関の回転速度を出力とする、アイドル設定点近傍（内燃
機関の回転速度ne ref0近傍、および点火時期ADV BA
SE近傍) の線形モデルとすることができる。ここで、M
22(q -1) は補助空気補正量FF2 AACV(t) から内燃機
関正味出力トルクまでの動特性を表す伝達特性である。
また、M23(q -1) は、点火時期補正量FF2 ADV(t)から
内燃機関正味出力トルクまでの動特性を表す伝達特性で
ある。また、M24(q -1) は、内燃機関正味出力トルクか
ら機関の回転速度までの伝達特性である。尚、図12に示
すモデルでは機関の回転速度を出力としているが、内燃
機関正味出力トルクを出力とする線形モデルを用いても
よい。また、点火時期出力トルクの非線形特性、又はそ
の他の非線形要素を取り込んだモデルとしてもよい。そ
れらの場合にも第１の実施の形態と同様に制御される。
時期、補助空気量、および投入予測負荷を入力とし、機
関の回転速度を出力とする、アイドル設定点近傍（内燃
機関の回転速度ne ref0近傍、および点火時期ADV BA
SE近傍) の線形モデルとすることができる。ここで、M
22(q -1) は補助空気補正量FF2 AACV(t) から内燃機
関正味出力トルクまでの動特性を表す伝達特性である。
また、M23(q -1) は、点火時期補正量FF2 ADV(t)から
内燃機関正味出力トルクまでの動特性を表す伝達特性で
ある。また、M24(q -1) は、内燃機関正味出力トルクか
ら機関の回転速度までの伝達特性である。尚、図12に示
すモデルでは機関の回転速度を出力としているが、内燃
機関正味出力トルクを出力とする線形モデルを用いても
よい。また、点火時期出力トルクの非線形特性、又はそ
の他の非線形要素を取り込んだモデルとしてもよい。そ
れらの場合にも第１の実施の形態と同様に制御される。
【００３８】また、M21(q -1) は投入負荷予測手段であ
り、エアコン負荷投入要求( スイッチSW=0: オフ,SW=1:
オン) 発生後、無駄時間ｎ４経過後に投入される負荷ト
ルクを表すモデルである。ここでは（９）式に示すよう
に、無駄時間ｎ４とゲイン要素Ｋ4 で表される。 M21(q -1) ＝ Ｋ4 ・q -n4 ・・・（９） 補助空気補正量FF2 AACV(t) は、ここでは負荷がステ
ップ状であるとしているため、（１０）式に示すよう
に、負荷投入前後において定常的に各々の目標回転速度
を維持するに必要な補助空気量の差を、負荷投入要求検
出後にステップ状に設定するものとする。 FF2 AACV(t) ＝｛(ne ref1− ne ref0)/M24(1)＋ M21(1) ＋ M23(1)・(BASE ADV − BASE ADVON)｝/M22(1) ・・・（１０） 次に、点火時期補正量FF2 ADV(t)は、目標回転速度が
目標回転速度軌道を追従するように設定する。したがっ
て、（１１）式に示すようにモデル出力が目標回転速度
軌道と常に等しくなるように方程式を立て、その方程式
を解くことにより補正量を設定する（請求項６に相
当）。 FF2 ADV(t)＝｛(ne ref1− ne ref0) ＧM(q -1) ・SW(t)/M24(q -1) ＋ M21(q -1) ・SW(t) − M22(q -1)・FF2 AACV(t) ｝/M23(q -1) ・・・（１１） ただし、M24(q -1) は機関の回転速度から内燃機関正味
出力トルクまでの動特性を表すモデルであり、一般的に
（１２）式に示すような２次の伝達特性として表され
る。 M24(q -1) ＝( ｂ0 ｑ-1＋ｂ1 ｑ-2）／（１＋ａ1 , ｑ-1 ＋ａ2 , ｑ-2） ・・・（１２） ここで、ａ1 ' ，ａ2 ' ，ｂ0 ，ｂ1 は係数である。ま
た、因果律により設定できない時間の補正量については
設定しないものとする。
り、エアコン負荷投入要求( スイッチSW=0: オフ,SW=1:
オン) 発生後、無駄時間ｎ４経過後に投入される負荷ト
ルクを表すモデルである。ここでは（９）式に示すよう
に、無駄時間ｎ４とゲイン要素Ｋ4 で表される。 M21(q -1) ＝ Ｋ4 ・q -n4 ・・・（９） 補助空気補正量FF2 AACV(t) は、ここでは負荷がステ
ップ状であるとしているため、（１０）式に示すよう
に、負荷投入前後において定常的に各々の目標回転速度
を維持するに必要な補助空気量の差を、負荷投入要求検
出後にステップ状に設定するものとする。 FF2 AACV(t) ＝｛(ne ref1− ne ref0)/M24(1)＋ M21(1) ＋ M23(1)・(BASE ADV − BASE ADVON)｝/M22(1) ・・・（１０） 次に、点火時期補正量FF2 ADV(t)は、目標回転速度が
目標回転速度軌道を追従するように設定する。したがっ
て、（１１）式に示すようにモデル出力が目標回転速度
軌道と常に等しくなるように方程式を立て、その方程式
を解くことにより補正量を設定する（請求項６に相
当）。 FF2 ADV(t)＝｛(ne ref1− ne ref0) ＧM(q -1) ・SW(t)/M24(q -1) ＋ M21(q -1) ・SW(t) − M22(q -1)・FF2 AACV(t) ｝/M23(q -1) ・・・（１１） ただし、M24(q -1) は機関の回転速度から内燃機関正味
出力トルクまでの動特性を表すモデルであり、一般的に
（１２）式に示すような２次の伝達特性として表され
る。 M24(q -1) ＝( ｂ0 ｑ-1＋ｂ1 ｑ-2）／（１＋ａ1 , ｑ-1 ＋ａ2 , ｑ-2） ・・・（１２） ここで、ａ1 ' ，ａ2 ' ，ｂ0 ，ｂ1 は係数である。ま
た、因果律により設定できない時間の補正量については
設定しないものとする。
【００３９】以下、図13に示すタイミングチャートに従
って各状態の挙動を説明する。 フェーズＡ：アイドル時にＥＣＵが、負荷投入要求（エ
アコンスイッチがオフからオン）を検知すると、その直
後に補助空気弁の開度を所定量増量させる操作を行い
（ＥＣＵを介さずにハードウェア的に操作を行なっても
よい）、同時に負荷投入要求検出後からコンプレッサ負
荷がかかるまでの時間を計測し、その時間に応じて点火
時期を（１１）式に示すFF2 ADV(t)により遅角補正す
る。以降、エアコンスイッチがオフとなるまで、補助空
気補正量は（１０）式のFF2 AACV(t) の値を維持す
る。
って各状態の挙動を説明する。 フェーズＡ：アイドル時にＥＣＵが、負荷投入要求（エ
アコンスイッチがオフからオン）を検知すると、その直
後に補助空気弁の開度を所定量増量させる操作を行い
（ＥＣＵを介さずにハードウェア的に操作を行なっても
よい）、同時に負荷投入要求検出後からコンプレッサ負
荷がかかるまでの時間を計測し、その時間に応じて点火
時期を（１１）式に示すFF2 ADV(t)により遅角補正す
る。以降、エアコンスイッチがオフとなるまで、補助空
気補正量は（１０）式のFF2 AACV(t) の値を維持す
る。
【００４０】フェーズＢ：エアコン負荷オンとタイミン
グを合わせて、つまり、エアコン負荷投入のタイミング
と、点火進角操作による機関の出力増大のタイミングと
が一致するように点火時期を進角補正させる。 フェーズＣ：補助空気補正量を（１０）式のFF2 AACV
(t) に維持し、点火時期補正量を（１１）式のFF2 AD
V(t)に従って徐々に遅角補正し、点火時期をエアコンオ
フ時の基準点火時期まで遅角させる。
グを合わせて、つまり、エアコン負荷投入のタイミング
と、点火進角操作による機関の出力増大のタイミングと
が一致するように点火時期を進角補正させる。 フェーズＣ：補助空気補正量を（１０）式のFF2 AACV
(t) に維持し、点火時期補正量を（１１）式のFF2 AD
V(t)に従って徐々に遅角補正し、点火時期をエアコンオ
フ時の基準点火時期まで遅角させる。
【００４１】このような方法で補助空気補正量、および
点火時期補正量を設定することにより、機関の回転速度
を直接的に目標回転速度軌道に追従させることができ
る。その結果、運転性が向上して運転者の違和感も低減
される。また、基本点火時期を最もトルクの発生する点
火時期よりに設定することができ、燃料消費量を低減す
ることができる。さらに、負荷投入時には点火時期は遅
角操作されているので、点火時期操作による出力トルク
代を十分確保することができる。
点火時期補正量を設定することにより、機関の回転速度
を直接的に目標回転速度軌道に追従させることができ
る。その結果、運転性が向上して運転者の違和感も低減
される。また、基本点火時期を最もトルクの発生する点
火時期よりに設定することができ、燃料消費量を低減す
ることができる。さらに、負荷投入時には点火時期は遅
角操作されているので、点火時期操作による出力トルク
代を十分確保することができる。
【００４２】尚、本方式においては、次に示す第３の実
施の形態のようにコンプレッサ負荷をＥＣＵから制御で
きない場合にも適用可能である。次に、エアコンコンプ
レッサ負荷に対して内燃機関のアイドル回転速度を制御
する請求項２に係る発明の実施の形態として、第３の実
施の形態を説明する。本実施の形態における作用を図14
に示す内燃機関モデルと、図15に示すタイミングチャー
トに沿って説明する。ここで、投入負荷制御手段は、負
荷投入要求(エアコンスイッチがオフからオン) を検知
してからある無駄時間ｎ５の後、エアコンコンプレッサ
が機関の負荷として加わるよう、エアコンコンプレッサ
の動作を制御するものとする。ここで、機関の目標回転
速度および基本点火時期は、負荷投入前後で同一とする
( 機関の目標回転速度ne ref0，基本点火時期BASE AD
V ）。機関の目標回転速度および基本点火時期を変化さ
せる場合には、エアコンコンプレッサ負荷に適用した前
記第２の実施の形態と同様な処理を行なうことにより制
御できるため、ここでは説明を省略する。
施の形態のようにコンプレッサ負荷をＥＣＵから制御で
きない場合にも適用可能である。次に、エアコンコンプ
レッサ負荷に対して内燃機関のアイドル回転速度を制御
する請求項２に係る発明の実施の形態として、第３の実
施の形態を説明する。本実施の形態における作用を図14
に示す内燃機関モデルと、図15に示すタイミングチャー
トに沿って説明する。ここで、投入負荷制御手段は、負
荷投入要求(エアコンスイッチがオフからオン) を検知
してからある無駄時間ｎ５の後、エアコンコンプレッサ
が機関の負荷として加わるよう、エアコンコンプレッサ
の動作を制御するものとする。ここで、機関の目標回転
速度および基本点火時期は、負荷投入前後で同一とする
( 機関の目標回転速度ne ref0，基本点火時期BASE AD
V ）。機関の目標回転速度および基本点火時期を変化さ
せる場合には、エアコンコンプレッサ負荷に適用した前
記第２の実施の形態と同様な処理を行なうことにより制
御できるため、ここでは説明を省略する。
【００４３】内燃機関モデルは、図14に示すように点火
時期および補助空気量および制御負荷を入力とし、内燃
機関正味出力トルクを出力とするアイドル設定点近傍の
線形モデルとすることができる。M32(q -1) は、補助空
気補正量から内燃機関正味出力トルクまでの動特性を表
す伝達特性である。また、M33(q -1) は、点火時期補正
量から内燃機関正味出力トルクまでの動特性を表す伝達
特性である。尚、図14のモデルでは内燃機関正味出力ト
ルクを出力としているが、機関の回転速度を出力とする
線形モデルを用いてもよい。また、点火時期発生トルク
の非線形特性あるいはその他の非線形要素を取り込んだ
モデルとしてもよい。
時期および補助空気量および制御負荷を入力とし、内燃
機関正味出力トルクを出力とするアイドル設定点近傍の
線形モデルとすることができる。M32(q -1) は、補助空
気補正量から内燃機関正味出力トルクまでの動特性を表
す伝達特性である。また、M33(q -1) は、点火時期補正
量から内燃機関正味出力トルクまでの動特性を表す伝達
特性である。尚、図14のモデルでは内燃機関正味出力ト
ルクを出力としているが、機関の回転速度を出力とする
線形モデルを用いてもよい。また、点火時期発生トルク
の非線形特性あるいはその他の非線形要素を取り込んだ
モデルとしてもよい。
【００４４】M31(q -1)は、エアコン負荷投入要求( ス
イッチSW=0: オフ,SW=1:オン) 検出後、所定の時間経過
後に投入される負荷トルクを表すモデルである。ここで
は、（１３）式に示すように無駄時間ｎ５とゲイン要素
Ｋ5 で表せる。 M31(q -1) ＝ Ｋ5 ・q -n5 ・・・（１３） エアコンコンプレッサは、エアコン負荷投入要求検出か
ら無駄時間ｎ５後に、機関の負荷として加わるように作
動指令する。
イッチSW=0: オフ,SW=1:オン) 検出後、所定の時間経過
後に投入される負荷トルクを表すモデルである。ここで
は、（１３）式に示すように無駄時間ｎ５とゲイン要素
Ｋ5 で表せる。 M31(q -1) ＝ Ｋ5 ・q -n5 ・・・（１３） エアコンコンプレッサは、エアコン負荷投入要求検出か
ら無駄時間ｎ５後に、機関の負荷として加わるように作
動指令する。
【００４５】補助空気補正量FF3 AACV(t) は、ここで
はエアコン負荷がステップ状であるとしているため、
（１４）式に示すように、負荷投入前後における定常的
に目標回転速度を維持するに必要な補助空気量の差を負
荷投入要求検出後にステップ状に設定するものとする。 FF3 AACV(t) ＝ M31(1)/M32(1)・SW(t) ・・・（１４） 次に、点火時期補正量FF ADV(t)は、目標回転速度に追
従するように、即ち、モデル出力（機関正味発生トル
ク）が常に０となるように、（１５）式に従って補正量
を設定する。 FF3 ADV(t)＝｛M31(q -1) ・SW(t) −M32(q -1) ・FF3 AACV(t) ｝ /M33(q -1) ・・・（１５） ただし、因果律により設定できない時間の補正量につい
ては設定しないものとする。以下、図15に示すタイミン
グチャートに従って各状態量の挙動を説明する。
はエアコン負荷がステップ状であるとしているため、
（１４）式に示すように、負荷投入前後における定常的
に目標回転速度を維持するに必要な補助空気量の差を負
荷投入要求検出後にステップ状に設定するものとする。 FF3 AACV(t) ＝ M31(1)/M32(1)・SW(t) ・・・（１４） 次に、点火時期補正量FF ADV(t)は、目標回転速度に追
従するように、即ち、モデル出力（機関正味発生トル
ク）が常に０となるように、（１５）式に従って補正量
を設定する。 FF3 ADV(t)＝｛M31(q -1) ・SW(t) −M32(q -1) ・FF3 AACV(t) ｝ /M33(q -1) ・・・（１５） ただし、因果律により設定できない時間の補正量につい
ては設定しないものとする。以下、図15に示すタイミン
グチャートに従って各状態量の挙動を説明する。
【００４６】フェーズＡ：アイドル時にＥＣＵが、負荷
投入要求（エアコンスイッチがオフからオン) を検知す
ると、その直後に補助空気弁の開度を所定量M31(1)/M32
(1)増量させる操作を行ない（ＥＣＵを介さずにハード
ウェア的に操作を行ってもよい）、同時に負荷投入要求
検出後からの経過時間をコンプレッサ負荷がかかるまで
の間計測し、その時間に応じて遅角側の点火時期補正量
FF3 ADV(t)を設定する。以降、エアコンスイッチがオ
フとなるまで補助空気補正量はM31/M32(1)の値を維持す
る。
投入要求（エアコンスイッチがオフからオン) を検知す
ると、その直後に補助空気弁の開度を所定量M31(1)/M32
(1)増量させる操作を行ない（ＥＣＵを介さずにハード
ウェア的に操作を行ってもよい）、同時に負荷投入要求
検出後からの経過時間をコンプレッサ負荷がかかるまで
の間計測し、その時間に応じて遅角側の点火時期補正量
FF3 ADV(t)を設定する。以降、エアコンスイッチがオ
フとなるまで補助空気補正量はM31/M32(1)の値を維持す
る。
【００４７】フェーズＢ：負荷投入要求検出後、無駄時
間ｎ５後にエアコン負荷がオンとなるようにエアコン負
荷投入を行なう。つまり、エアコン負荷投入のタイミン
グと、点火進角操作による機関の出力増大のタイミング
とが一致するように点火時期を進角補正する。 フェーズＣ：補助空気補正量をM31(1)/M32(1) に維持
し、点火時期補正量を（１５）式のFF3 ADV(t)に従っ
て徐々に遅角補正し、点火時期をエアコンオン時の基準
点火時期まで遅角させる。
間ｎ５後にエアコン負荷がオンとなるようにエアコン負
荷投入を行なう。つまり、エアコン負荷投入のタイミン
グと、点火進角操作による機関の出力増大のタイミング
とが一致するように点火時期を進角補正する。 フェーズＣ：補助空気補正量をM31(1)/M32(1) に維持
し、点火時期補正量を（１５）式のFF3 ADV(t)に従っ
て徐々に遅角補正し、点火時期をエアコンオン時の基準
点火時期まで遅角させる。
【００４８】このような方法で、補助空気補正量および
点火時期補正量を設定することにより、内燃機関正味出
力トルクは常に０近傍に維持されるため、機関の回転速
度変動は抑えられ、結果として運転性が向上し、運転者
の違和感も低減できる。また、基本点火時期を最もトル
クの発生する点火時期よりに設定することができ、燃料
消費量を低減することができる。さらに、負荷投入時に
は点火時期は遅角操作されているので、点火時期操作に
よる出力トルク代を十分確保することができる。
点火時期補正量を設定することにより、内燃機関正味出
力トルクは常に０近傍に維持されるため、機関の回転速
度変動は抑えられ、結果として運転性が向上し、運転者
の違和感も低減できる。また、基本点火時期を最もトル
クの発生する点火時期よりに設定することができ、燃料
消費量を低減することができる。さらに、負荷投入時に
は点火時期は遅角操作されているので、点火時期操作に
よる出力トルク代を十分確保することができる。
【００４９】さらに、負荷要求検出から負荷制御までの
遅れ（無駄時間）を変えられるため、例えば、点火時期
が十分遅角してから負荷の投入を行うようにすること
で、点火が進角側リミッタに検知されることも回避でき
る。また、燃焼タイミングと同期させて負荷を投入する
ことで制御性を向上することができる。次に、オートマ
チックトランスミッション（ＡＴ) のＤレンジ負荷に対
して内燃機関のアイドル回転速度を制御する請求項３に
係る発明の実施の形態として、第４の実施の形態を説明
する。
遅れ（無駄時間）を変えられるため、例えば、点火時期
が十分遅角してから負荷の投入を行うようにすること
で、点火が進角側リミッタに検知されることも回避でき
る。また、燃焼タイミングと同期させて負荷を投入する
ことで制御性を向上することができる。次に、オートマ
チックトランスミッション（ＡＴ) のＤレンジ負荷に対
して内燃機関のアイドル回転速度を制御する請求項３に
係る発明の実施の形態として、第４の実施の形態を説明
する。
【００５０】次に、本実施の形態の作用を、図16の内燃
機関モデルと図17のタイミングチャートに添って説明す
る。ここで、負荷投入要求（シフトポジションセンサ出
力がオフからオン）を検知してからあるデイレイ時間の
後、ＡＴ負荷が機関の負荷として加わるものとする。ま
た、機関の負荷投入時点は油圧センサにより検知できる
ものとする。具体的には、操作者が操作するシフトレバ
ーによってなされ、シフトポジションセンサで検知され
る。シフトポジションがＮ又はＰレンジのとき、シフト
ポジションセンサはオフを出力し、Ｄ，３，２又は１レ
ンジに操作されたときオンを出力する。信号はＥＣＵに
引き込まれており、シフトポジションセンサ出力がオフ
からオンに切り換わったとき、負荷役入要求がなされた
ものと検出する。
機関モデルと図17のタイミングチャートに添って説明す
る。ここで、負荷投入要求（シフトポジションセンサ出
力がオフからオン）を検知してからあるデイレイ時間の
後、ＡＴ負荷が機関の負荷として加わるものとする。ま
た、機関の負荷投入時点は油圧センサにより検知できる
ものとする。具体的には、操作者が操作するシフトレバ
ーによってなされ、シフトポジションセンサで検知され
る。シフトポジションがＮ又はＰレンジのとき、シフト
ポジションセンサはオフを出力し、Ｄ，３，２又は１レ
ンジに操作されたときオンを出力する。信号はＥＣＵに
引き込まれており、シフトポジションセンサ出力がオフ
からオンに切り換わったとき、負荷役入要求がなされた
ものと検出する。
【００５１】また、機関の目標回転速度および基本点火
時期は、負荷投入前後で同一とする（目標内燃機関速度
ne ref0、基本点火時期BASE ADV)。機関の目標回転速
度および基本点火時期を変化させる場合には、固定容量
エアコンコンプレッサ負荷に適用した第２の実施の形態
と同様な処理により行うことができるので、ここでは省
略する。
時期は、負荷投入前後で同一とする（目標内燃機関速度
ne ref0、基本点火時期BASE ADV)。機関の目標回転速
度および基本点火時期を変化させる場合には、固定容量
エアコンコンプレッサ負荷に適用した第２の実施の形態
と同様な処理により行うことができるので、ここでは省
略する。
【００５２】次に、内燃機関モデルは、図16に示すよう
に点火時期および補助空気量および負荷検出信号を入力
として、内燃機関発生トルクを出力とするアイドル設定
点近傍の線形モデルとすることができる。ここでM42(q-
1)は、補助空気量の補正量から内燃機関正味出力トルク
までの動特性を表す伝達特性である。また、M43(q-1)
は、点火時期補正量から内燃機関正味出力トルクまでの
動特性を表す伝達特性である。
に点火時期および補助空気量および負荷検出信号を入力
として、内燃機関発生トルクを出力とするアイドル設定
点近傍の線形モデルとすることができる。ここでM42(q-
1)は、補助空気量の補正量から内燃機関正味出力トルク
までの動特性を表す伝達特性である。また、M43(q-1)
は、点火時期補正量から内燃機関正味出力トルクまでの
動特性を表す伝達特性である。
【００５３】尚、図16においては、内燃機関正味出力ト
ルクを出力としているが、機関の回転速度を出力とする
モデルを用いてもよい。また、点火時期発生トルクの非
線形性あるいはその他の非線形要素を取り込んだモデ
ル、としてもよい。それらの場合にも、第１の実施の形
態と同様に制御することができる。また、M41(q-1)は、
Ｄレンジ負荷検出信号検出後の負荷特性を表す関数であ
り、投入される負荷の大きさはＤレンジ負荷検出信号検
出後の時間関数で予め与えられるものとし、Ｄレンジ負
荷検出信号をSW(t) とするとき、負荷はM41(q-1)・SW
(t) で表される。ここで、負荷の大きさを直接測定でき
る場合には、Ｄレンジ負荷検出信号と関数M41(q-1)の代
わりに実測値を用いてもよい。
ルクを出力としているが、機関の回転速度を出力とする
モデルを用いてもよい。また、点火時期発生トルクの非
線形性あるいはその他の非線形要素を取り込んだモデ
ル、としてもよい。それらの場合にも、第１の実施の形
態と同様に制御することができる。また、M41(q-1)は、
Ｄレンジ負荷検出信号検出後の負荷特性を表す関数であ
り、投入される負荷の大きさはＤレンジ負荷検出信号検
出後の時間関数で予め与えられるものとし、Ｄレンジ負
荷検出信号をSW(t) とするとき、負荷はM41(q-1)・SW
(t) で表される。ここで、負荷の大きさを直接測定でき
る場合には、Ｄレンジ負荷検出信号と関数M41(q-1)の代
わりに実測値を用いてもよい。
【００５４】次に、補助空気補正量FF4 AACVは、（１
６）式に示すように、負荷投入前後における定常的に回
転目標速度を維持するに必要な補助空気量の差を、負荷
投入要求検出後にステップ状に設定するものとする。 FF4 AACV(t) ＝ M41(1)/M42(1)・SW(t) ・・・（１６） そして、点火時期補正量（FF4 ADV(t)）は、目標回転
速度を追従するように、即ち、モデル出力（機関正味発
生トルク）が常に０となるように、（１７）式に従って
補正量を設定する。 FF4 ADV(t)＝｛M41(q -1) ・SW(t) −M42(q -1) ・FF4 AACV(t) ｝ /M43(q -1) ・・・（１７） ただし、因果律により設定できない時間の補正量につい
ては設定しないものとする。
６）式に示すように、負荷投入前後における定常的に回
転目標速度を維持するに必要な補助空気量の差を、負荷
投入要求検出後にステップ状に設定するものとする。 FF4 AACV(t) ＝ M41(1)/M42(1)・SW(t) ・・・（１６） そして、点火時期補正量（FF4 ADV(t)）は、目標回転
速度を追従するように、即ち、モデル出力（機関正味発
生トルク）が常に０となるように、（１７）式に従って
補正量を設定する。 FF4 ADV(t)＝｛M41(q -1) ・SW(t) −M42(q -1) ・FF4 AACV(t) ｝ /M43(q -1) ・・・（１７） ただし、因果律により設定できない時間の補正量につい
ては設定しないものとする。
【００５５】以下、図１７に示すタイミングチャートに
従って各状態量の挙動を説明する。 フェーズＡ：アイドル時にＥＣＵが、負荷投入要求（シ
フトポジションセンサがオフからオン）を検出すると、
その直後に補助空気制御弁の空気流量を負荷の大きさに
見合った所定量（M41(1)/M42(1) ）を増量させる繰作を
行なう（ＥＣＵを介さずにハードウェア的に操作を行っ
てもよい）。点火時期は、機関の回転速度が目標回転速
度近傍に留まるように適切に（１７）式に従って点火時
期補正量FF4 ADV(t)が変化し、リタード補償し始め
る。
従って各状態量の挙動を説明する。 フェーズＡ：アイドル時にＥＣＵが、負荷投入要求（シ
フトポジションセンサがオフからオン）を検出すると、
その直後に補助空気制御弁の空気流量を負荷の大きさに
見合った所定量（M41(1)/M42(1) ）を増量させる繰作を
行なう（ＥＣＵを介さずにハードウェア的に操作を行っ
てもよい）。点火時期は、機関の回転速度が目標回転速
度近傍に留まるように適切に（１７）式に従って点火時
期補正量FF4 ADV(t)が変化し、リタード補償し始め
る。
【００５６】フェーズＢ：ＡＴ油圧センサによってレン
ジシフトを検知した直後に、印加される負荷と釣り合う
発生トルクを生じるように点火時期を進角補正する。補
助空気補正量はM41(1)/M42(1) を維持する。 フェーズＣ：補助空気補正量M41(1)/M42(1) を維持し、
点火時期補正量を（１７）式のFF4 ADV(t)に従って徐
々に遅角補正し、点火時期をＤレンジ時の基準点火時期
まで遅角させる。
ジシフトを検知した直後に、印加される負荷と釣り合う
発生トルクを生じるように点火時期を進角補正する。補
助空気補正量はM41(1)/M42(1) を維持する。 フェーズＣ：補助空気補正量M41(1)/M42(1) を維持し、
点火時期補正量を（１７）式のFF4 ADV(t)に従って徐
々に遅角補正し、点火時期をＤレンジ時の基準点火時期
まで遅角させる。
【００５７】本方法に従って、補助空気補正量および点
火時期補正量を設定することにより、内燃機関正味出力
トルクは常に０近傍に維持されるため、機関の回転速度
変動は抑えられ、結果として運転性が向上して運転者の
違和感も低減させることができる。また、基本点火時期
を最もトルクの発生する点火時期よりに設定でき、負荷
投入時には点火時期は遅角操作されているため、出力ト
ルク代を十分確保しつつ燃料消費量を低減することがで
きる。
火時期補正量を設定することにより、内燃機関正味出力
トルクは常に０近傍に維持されるため、機関の回転速度
変動は抑えられ、結果として運転性が向上して運転者の
違和感も低減させることができる。また、基本点火時期
を最もトルクの発生する点火時期よりに設定でき、負荷
投入時には点火時期は遅角操作されているため、出力ト
ルク代を十分確保しつつ燃料消費量を低減することがで
きる。
【００５８】このように、機関に投入される負荷がステ
ップ形状以外の負荷形状であってもステップ形状の場合
と同様な効果を得ることができる。尚、以上の補正量等
の演算および指令は、経過時間に同期して行っても機関
の回転に同期して行ってもよい。
ップ形状以外の負荷形状であってもステップ形状の場合
と同様な効果を得ることができる。尚、以上の補正量等
の演算および指令は、経過時間に同期して行っても機関
の回転に同期して行ってもよい。
【００５９】
【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１に記
載の発明によれば、機関に投入される負荷の大きさと実
際の投入タイミングとを予測した結果に基づいて、機関
の出力状態を内燃機関のモデルにより求めることがで
き、この機関の出力状態に応じて点火時期補正量を設定
することにより、負荷投入要求検出前後の機関の回転速
度変動が抑制され、以て、負荷変動時における運転性が
向上し、運転者の違和感を低減することができる。ま
た、基本点火時期は最もトルクの発生する点火時期近傍
に設定され、且つ、機関に負荷を投入する直前には点火
時期が遅角操作されることになるため、進角操作を行う
出力トルク代を十分確保しつつ燃料消費量を低減するこ
とができる。
載の発明によれば、機関に投入される負荷の大きさと実
際の投入タイミングとを予測した結果に基づいて、機関
の出力状態を内燃機関のモデルにより求めることがで
き、この機関の出力状態に応じて点火時期補正量を設定
することにより、負荷投入要求検出前後の機関の回転速
度変動が抑制され、以て、負荷変動時における運転性が
向上し、運転者の違和感を低減することができる。ま
た、基本点火時期は最もトルクの発生する点火時期近傍
に設定され、且つ、機関に負荷を投入する直前には点火
時期が遅角操作されることになるため、進角操作を行う
出力トルク代を十分確保しつつ燃料消費量を低減するこ
とができる。
【００６０】請求項２に記載の発明によれば、負荷投入
要求検出後の所定時間後に機関に負荷が加わるように負
荷を制御することにより、機関の出力状態を内燃機関の
モデルから求めることができ、この機関の出力状態に応
じて点火時期補正量を設定することにより、負荷投入要
求検出前後の機関の回転速度変動が抑制され、以て、負
荷変動時における運転性が向上し、運転者の違和感を低
減することができる。また、基本点火時期は最もトルク
の発生する点火時期近傍に設定され、且つ、機関に負荷
を投入する直前には点火時期が遅角操作されることにな
るため、進角操作を行う出力トルク代を十分確保しつつ
燃料消費量を低減することができる。
要求検出後の所定時間後に機関に負荷が加わるように負
荷を制御することにより、機関の出力状態を内燃機関の
モデルから求めることができ、この機関の出力状態に応
じて点火時期補正量を設定することにより、負荷投入要
求検出前後の機関の回転速度変動が抑制され、以て、負
荷変動時における運転性が向上し、運転者の違和感を低
減することができる。また、基本点火時期は最もトルク
の発生する点火時期近傍に設定され、且つ、機関に負荷
を投入する直前には点火時期が遅角操作されることにな
るため、進角操作を行う出力トルク代を十分確保しつつ
燃料消費量を低減することができる。
【００６１】請求項３に記載の発明によれば、負荷投入
要求の検知後、機関に実際に投入される負荷を検出する
ことにより、機関の出力状態を内燃機関のモデルから求
めることができ、この機関の出力状態に応じて点火時期
補正量を設定することにより、負荷投入要求検出前後の
機関の回転速度変動が抑制され、以て、負荷変動時にお
ける運転性が向上し、運転者の違和感を低減することが
できる。また、基本点火時期は最もトルクの発生する点
火時期近傍に設定され、且つ、機関に負荷を投入する直
前には点火時期が遅角操作されることになるため、進角
操作を行う出力トルク代を十分確保しつつ燃料消費量を
低減することができる。
要求の検知後、機関に実際に投入される負荷を検出する
ことにより、機関の出力状態を内燃機関のモデルから求
めることができ、この機関の出力状態に応じて点火時期
補正量を設定することにより、負荷投入要求検出前後の
機関の回転速度変動が抑制され、以て、負荷変動時にお
ける運転性が向上し、運転者の違和感を低減することが
できる。また、基本点火時期は最もトルクの発生する点
火時期近傍に設定され、且つ、機関に負荷を投入する直
前には点火時期が遅角操作されることになるため、進角
操作を行う出力トルク代を十分確保しつつ燃料消費量を
低減することができる。
【００６２】請求項４に記載の発明によれば、機関の回
転速度が目標回転速度に追従するような正味出力トルク
を発生するように点火時期を制御することにより、より
安定して機関の回転速度変動を抑制することができる。
請求項５に記載の発明によれば、機関の回転速度が目標
回転速度に追従するように点火時期を制御することによ
り、直接的に機関の回転速度変動を抑制することができ
る。
転速度が目標回転速度に追従するような正味出力トルク
を発生するように点火時期を制御することにより、より
安定して機関の回転速度変動を抑制することができる。
請求項５に記載の発明によれば、機関の回転速度が目標
回転速度に追従するように点火時期を制御することによ
り、直接的に機関の回転速度変動を抑制することができ
る。
【００６３】請求項６に記載の発明によれば、目標回転
速度を変更する場合に、機関の回転速度が目標回転速度
に追従してより滑らかに変化するようになり、負荷投入
前後の機関の回転速度の急激な変動を抑制することがで
きる。請求項７に記載の発明によれば、吸入空気流量を
ステップ状に増加設定することにより、機関の回転速度
が負荷投入後の目標回転速度に早期に近づくようにな
り、負荷の発生に対する機関の回転速度制御の応答性を
向上することができる。
速度を変更する場合に、機関の回転速度が目標回転速度
に追従してより滑らかに変化するようになり、負荷投入
前後の機関の回転速度の急激な変動を抑制することがで
きる。請求項７に記載の発明によれば、吸入空気流量を
ステップ状に増加設定することにより、機関の回転速度
が負荷投入後の目標回転速度に早期に近づくようにな
り、負荷の発生に対する機関の回転速度制御の応答性を
向上することができる。
【００６４】請求項８に記載の発明によれば、内燃機関
モデルを線形近似されたモデルとすることにより、点火
時期及び吸入空気流量に対する補正量の算出を簡便化す
ることができる。請求項９に記載の発明によれば、内燃
機関モデルを線形近似されたモデルとすることにより、
点火時期及び吸入空気流量に対する補正量の算出を簡便
化することができる。
モデルを線形近似されたモデルとすることにより、点火
時期及び吸入空気流量に対する補正量の算出を簡便化す
ることができる。請求項９に記載の発明によれば、内燃
機関モデルを線形近似されたモデルとすることにより、
点火時期及び吸入空気流量に対する補正量の算出を簡便
化することができる。
【図１】 請求項１の発明の構成・機能を示すブロック
図
図
【図２】 請求項２の発明の構成・機能を示すブロック
図
図
【図３】 請求項３の発明の構成・機能を示すブロック
図
図
【図４】 各実施の形態共通のシステム構成図
【図５】 第２実施の形態における機関の目標回転速度
軌道を示す図
軌道を示す図
【図６】 ＩＳＣメインルーチンのフローチャート
【図７】 基本点火時期および基本補助空気弁開度設定
のフローチャート
のフローチャート
【図８】 フィードバック量演算のフローチャート
【図９】 指令値演算のフローチャート
【図１０】 第１の実施の形態における内燃機関モデル
を示す図
を示す図
【図１１】 第１の実施の形態の制御を説明するための
タイミングチャート
タイミングチャート
【図１２】 第２の実施の形態における内燃機関モデル
を示す図
を示す図
【図１３】 第２の実施の形態の制御を説明するための
タイミングチャート
タイミングチャート
【図１４】 第３の実施の形態における内燃機関モデル
を示す図
を示す図
【図１５】 第３の実施の形態の制御を説明するための
タイミングチャート
タイミングチャート
【図１６】 第４の実施の形態における内燃機関モデル
を示す図
を示す図
【図１７】 第４の実施の形態の制御を説明するための
タイミングチャート
タイミングチャート
【図１８】 補助空気弁開度補正量と点火時期出力トル
クとの関係を示す図
クとの関係を示す図
１ 吸気通路 ２ ホットワイヤ式空気流量センサ ３ スロットル弁 ４ バイパス路 ５ 補助空気弁 ６ インジェクタ ７ 燃焼室 ８ 点火プラグ 10 Ｏ2 センサ 11 エンジンコントローラ 12 ヘッドライトスイッチ 13 エアコン操作スイッチ 14 シフトポジションセンサ 101 吸入空気流量調整手段 102 点火時期調整手段 103 フィードバック制御手段 104 負荷投入要求検出手段 105 空気補正量設定手段 106 投入負荷予測手段 107 点火時期補正量設定手段 108 投入負荷制御手段 109 投入負荷検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２Ｌ ３１２Ｃ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｅ
Claims (9)
- 【請求項１】機関の吸入空気流量を調整する吸入空気流
量調整手段と、 機関の点火時期を調整する点火時期調整手段と、 アイドル運転状態における機関の回転速度を目標回転速
度に追従させるように、前記吸入空気流量調整手段及び
前記点火時期調整手段によって、吸入空気流量及び点火
時期をフィードバック制御するフィードバック制御手段
と、を備えた内燃機関のアイドル回転速度制御装置にお
いて、 機関に対する負荷の投入要求を検出する負荷投入要求検
出手段と、 前記負荷投入要求検出後に前記吸入空気流量を増加補正
する空気補正量を設定する空気補正量設定手段と、 前記負荷の投入要求が検出されたときに、該投入負荷の
大きさと実際の投入タイミングを予測する投入負荷予測
手段と、 前記点火時期、前記吸入空気流量、および前記投入負荷
予測手段により予測される負荷量を夫々入力としたとき
の機関の出力状態の特性を表す内燃機関モデルに基づい
て、機関の回転速度が目標回転速度に追従する機関の出
力状態を発生するように、負荷投入要求検出後の点火時
期補正量を設定する点火時期補正量設定手段と、を含ん
で構成される内燃機関のアイドル回転速度制御装置。 - 【請求項２】機関の吸入空気流量を調整する吸入空気流
量調整手段と、 機関の点火時期を調整する点火時期調整手段と、 アイドル運転状態における機関の回転速度を目標回転速
度に追従させるように、前記吸入空気流量調整手段及び
前記点火時期調整手段によって、吸入空気流量及び点火
時期をフィードバック制御するフィードバック制御手段
と、を備えた内燃機関のアイドル回転速度制御装置にお
いて、 機関に対する負荷の投入要求を検出する負荷投入要求検
出手段と、 前記負荷投入要求検出後に前記吸入空気流量を増加補正
する空気補正量を設定する空気補正量設定手段と、 機関に投入される負荷の動作を制御する投入負荷制御手
段と、 前記点火時期、前記吸入空気流量、および前記投入負荷
制御手段により制御される負荷量を夫々入力としたとき
の機関の出力状態の特性を表す内燃機関モデルに基づい
て、機関の回転速度が目標回転速度に追従する機関の出
力状態を発生するように、負荷投入要求検出後の点火時
期補正量を設定する点火時期補正量設定手段と、を含ん
で構成される内燃機関のアイドル回転速度制御装置。 - 【請求項３】機関の吸入空気流量を調整する吸入空気流
量調整手段と、 機関の点火時期を調整する点火時期調整手段と、 アイドル運転状態における機関の回転速度を目標回転速
度に追従させるように、前記吸入空気流量調整手段及び
前記点火時期調整手段によって、吸入空気流量及び点火
時期をフィードバック制御するフィードバック制御手段
と、を備えた内燃機関のアイドル回転速度制御装置にお
いて、 機関に対する負荷の投入要求を検出する負荷投入要求検
出手段と、 前記負荷投入要求検出後に前記吸入空気流量を増加補正
する空気補正量を設定する空気補正量設定手段と、 前記負荷の投入要求が検出された後に、実際に投入され
る負荷を検出する投入負荷検出手段と、 前記点火時期、前記吸入空気流量、および前記投入負荷
検出手段により検出される負荷量を夫々入力としたとき
の機関の出力状態の特性を表す内燃機関モデルに基づい
て、機関の回転速度が目標回転速度に追従する機関の出
力状態を発生するように、負荷投入要求検出後の点火時
期補正量を設定する点火時期補正量設定手段と、を含ん
で構成される内燃機関のアイドル回転速度制御装置。 - 【請求項４】前記内燃機関モデルにおける機関の出力状
態は、機関の正味出力トルクである請求項１〜請求項３
のいずれか１つに記載の内燃機関のアイドル回転速度制
御装置。 - 【請求項５】前記内燃機関モデルにおける機関の出力状
態は、機関の回転速度である請求項１〜請求項３のいず
れか１つに記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装
置。 - 【請求項６】運転状況に応じて内燃機関のアイドル回転
速度を変更する場合に、変更前後の過渡時おける目標回
転速度を、変更前の定常状態での目標回転速度と変更後
の定常状態での目標回転速度とを滑らかに補間して設定
する目標回転速度軌道生成手段を備えた請求項１〜請求
項５のいずれか１つに記載の内燃機関のアイドル回転速
度制御装置。 - 【請求項７】前記空気補正量設定手段は、機関の回転速
度が負荷投入後に定常的に目標回転速度が得られる吸入
空気流量から、負荷投入前に定常的に目標回転速度が得
られる吸入空気流量を差し引いた分だけ吸入空気流量を
ステップ状に増加設定する請求項１〜請求項６のいずれ
か１つに記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。 - 【請求項８】前記内燃機関モデルは、設定アイドル回転
速度近傍の線形近似させた離散時間モデルとし、点火時
期から機関正味発生トルクまでの動特性を無駄時間およ
びゲインで表し、吸入空気流量から機関正味発生トルク
までの動特性を無駄時間および一次伝達特性で表す請求
項１〜請求項７のいずれか１つに記載の内燃機関のアイ
ドル回転速度制御装置。 - 【請求項９】前記内燃機関モデルは、設定アイドル回転
速度近傍の線形近似させた離散時間モデルとし、二次伝
達特性で表した正味発生トルクから機関の回転速度まで
の動特性を前記内燃機関モデルに追加した請求項１〜請
求項７のいずれか１つに記載の内燃機関のアイドル回転
速度制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18185195A JP3324344B2 (ja) | 1995-07-18 | 1995-07-18 | 内燃機関のアイドル回転速度制御装置 |
| US08/683,145 US5662084A (en) | 1995-07-18 | 1996-07-18 | Engine idling speed control apparatus |
| DE19629068A DE19629068C2 (de) | 1995-07-18 | 1996-07-18 | Vorrichtung zum Steuern der Motorleerlaufdrehzahl |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18185195A JP3324344B2 (ja) | 1995-07-18 | 1995-07-18 | 内燃機関のアイドル回転速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0932612A true JPH0932612A (ja) | 1997-02-04 |
| JP3324344B2 JP3324344B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=16107941
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18185195A Expired - Fee Related JP3324344B2 (ja) | 1995-07-18 | 1995-07-18 | 内燃機関のアイドル回転速度制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP3876609B2 (ja) * | 2000-10-31 | 2007-02-07 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関のアイドル回転制御装置 |
| JP2002371888A (ja) * | 2001-06-18 | 2002-12-26 | Isuzu Motors Ltd | エンジンの暖機制御方法 |
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- 1995-07-18 JP JP18185195A patent/JP3324344B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1996
- 1996-07-18 DE DE19629068A patent/DE19629068C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-18 US US08/683,145 patent/US5662084A/en not_active Expired - Lifetime
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