JPH11247691A - エンジンのアイドル運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は，アイドル運転時の基本燃料噴射
量を補正する補正噴射量を求める制御ゲインをエンジン
の運転状態に応じて変化させることで，運転状態に応じ
たエンジンの回転速度を制御するアイドル運転制御装置
を提供する。 【解決手段】 アイドル運転時において，エンジンの回
転速度と目標回転速度との偏差ΔＮの絶対値が所定値Ｎ
ｌｖ未満であるときには，偏差ΔＮのＰＩＤ制御によっ
て基本燃料噴射量Ｑｆｒを補正する補正噴射量を求める
ための制御ゲインＧｐ〜Ｇｄを，基本制御ゲインＧｐｂ
〜Ｇｄｂに，Ｓ７で求めたエンジンの運転状態としての
オイル温度Ｔｏの関数である比例係数Ｋｐ〜Ｋｄを乗じ
ることによって算出し（Ｓ８），基本燃料噴射量Ｑｆｒ
にエンジンの運転状態に応じた補正量を加算して目標燃
料噴射量Ｑｉを求める（Ｓ９）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は，エンジンのアイ
ドル運転状態におけるエンジン回転速度を制御するアイ
ドル運転制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，本体内を昇降して噴孔を開閉制御
する針弁と，その針弁を昇降させるため作動流体を制御
する駆動電流が供給される電磁弁とを具備したインジェ
クタを備え，コントローラによってエンジンの運転状態
に応じてインジェクタから噴射される燃料噴射時期及び
燃料噴射量を制御するエンジンの電子制御燃料噴射シス
テムが知られている。

【０００３】上記電子制御燃料噴射システムとして，例
えば，作動流体をエンジンオイルとし，エンジンオイル
の本体内への流入を制御する電磁弁とエンジンオイルに
よって作動する増圧ピストンを内部に有するインジェク
タを備え，増圧室内の燃料を増圧ピストンによって増圧
し，その増圧された燃料の圧力で針弁を昇降させ，針弁
によって開弁された噴孔から増圧された燃料を噴射する
型式のシステムと，作動流体をコモンレールに貯留され
た高圧燃料とし，圧力制御室を本体内に形成したインジ
ェクタを備え，圧力制御室への高圧燃料の流入と流出と
を制御し，その高圧燃料の圧力に基づいて針弁を昇降さ
せ，針弁によって開弁された噴孔から高圧燃料を噴射す
る型式のシステムとが提案されている。各インジェクタ
には電磁弁が備わっており，電磁弁の作動をコントロー
ラとしての電子制御装置によって制御することにより，
高圧に昇圧された作動流体がインジェクタ内に供給さ
れ，インジェクタの先端に形成されている噴孔から予め
決められた噴射量の燃料が予め決められた燃料噴射時期
に噴射される。

【０００４】このような電子制御燃料噴射システムにお
いては，非アイドル運転時には，エンジンの回転速度と
負荷（例えば，アクセル開度（踏込み量））に応じてエ
ンジンの出力特性や排気特性が最適になるように予め決
められたマップ等のデータに基づいて目標燃料噴射量を
決定するが，アイドル運転時にはエンジンの回転数が一
定していることが望まれるので，アイドル運転時の目標
回転速度を設定し，この目標回転速度とエンジンの回転
速度との偏差に基づくＰＩＤ制御によって，エンジンの
回転速度が目標回転速度となるように目標燃料噴射量を
決定している。アイドル運転時と非アイドル運転時との
判定は，例えば，エンジンの回転速度とアクセル踏込み
量（アクセル開度）とに基づいて行われる。アイドル運
転時の目標回転速度は，エンジン温度（例えば，オイル
マニホルドに設けられた温度センサによって検出された
オイル温度）に応じて予め決められてデータに基づいて
設定される基本回転速度を，エアコンや暖機スイッチの
オン・オフ状態等に応じて適宜補正して求められる。ま
た，アイドル運転時の目標燃料噴射量は，エンジン温度
に応じて設定されている基本燃料噴射量に，上記の回転
速度偏差に基づいたＰＩＤ補正量を加算することで決定
される。補正して得られた目標燃料噴射量に基づいて燃
料を噴射することにより，エンジンのアイドル運転状態
における回転速度の周期的な変化，オフセット及び急な
変化への追従遅れを防止している。

【０００５】アイドル運転時における目標燃料噴射量の
補正量は，比例動作（Ｐ制御），積分動作（Ｉ制御）及
び微分動作（Ｄ制御）によって得られる。即ち，上記補
正量は，回転速度の偏差，その積分値及び微分値にそれ
ぞれ所定の制御ゲインを乗じることで得られるが，この
制御ゲインが一定であると種々の運転状態に応じた最適
制御を実現することが難しい。例えば，上記偏差が大き
い場合に対して最適化された制御ゲインでは，偏差が小
さいときには制御ゲインが大き過ぎるためにエンジン回
転速度にハンチングが生じ易くなり，逆に，上記偏差が
小さい場合に対して最適化された制御ゲインでは，偏差
が大きいときには制御ゲインが小さ過ぎるためにエンジ
ン回転速度は目標回転速度に収束し難くなる。また，エ
ンジン暖機前（エンジンの運転に対するフリクションが
大きい）に対して最適化された制御ゲインでは，エンジ
ン暖機後（エンジンの運転に対するフリクションが小さ
い）には制御ゲインが大き過ぎるためにエンジン回転速
度にハンチングが生じ易く，逆に，エンジン暖機後に対
して最適化された制御ゲインでは，エンジン暖機前の運
転において制御ゲインが小さ過ぎるためにエンジン回転
速度が目標回転速度に収束し難くなる。

【０００６】このような状況の下では，エンジン回転速
度に影響を与えるエンジンの様々な運転状態に対して，
それぞれ最適な制御ゲインを予め求めてメモリに記憶さ
せておき，エンジンの運転状態を検出するセンサの検出
信号に基づいて，エンジンの運転状態に応じた最適な制
御ゲインを求めることが考えられる。しかしながら，こ
のような方法では，各種の運転状態に対応した制御ゲイ
ンを予め求めておくために多くの変数やパラメータに対
して実験等を繰り返す必要があり，エンジン開発コスト
が膨大になると共に，そのようにして求めた制御ゲイン
を記憶させるために大容量のメモリが必要となり，製品
コストが上昇してしまうという問題がある。また，コン
トローラの演算量も大きくなるので，コントローラのＣ
ＰＵの負担も大きくなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで，エンジンがア
イドル運転状態にある場合に，目標燃料噴射量をエンジ
ンの実際の回転速度と目標回転速度との偏差に基づいて
ＰＩＤ制御をするとき，エンジン回転速度のハンチング
を防止すると共に目標回転速度への収束性を良好にし
て，種々の運転状態に応じて最適な制御を実現する点で
解決すべき課題がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は，上記
課題を解決することであり，エンジンがアイドル運転状
態である場合に，エンジンの回転速度を一定にするため
に目標燃料噴射量をＰＩＤ制御するとき，そのＰＩＤ制
御における制御ゲインを一定としたりエンジンの運転状
態や制御状態に応じて設定される多数の定数として記憶
させることなく，エンジン回転速度のハンチングやアイ
ドル目標回転速度への収束性を良好にして，エンジンの
種々の運転状態に応じて最適な制御を実現することがで
きるエンジンのアイドル運転制御装置を提供することで
ある。

【０００９】この発明は，エンジンがアイドル運転状態
にあるときの目標回転速度を算出する目標回転速度算出
手段，前記目標回転速度に対応して基本燃料噴射量を算
出する基本燃料噴射量算出手段，及び前記エンジンの回
転速度と前記目標回転速度との偏差，前記偏差の積分値
又は前記偏差の微分値に可変制御ゲインを乗じることに
より前記基本燃料噴射量を補正する補正噴射量を求め且
つ前記補正噴射量を前記基本燃料噴射量に加算して目標
燃料噴射量を求める目標燃料噴射量算出手段を具備し，
前記可変制御ゲインは前記エンジンの運転状態に応じて
変化されることから成るエンジンのアイドル運転制御装
置に関する。

【００１０】また，このエンジンのアイドル運転制御装
置において，前記可変制御ゲインは，基本制御ゲインに
前記エンジンの運転状態に応じて求められる補正係数を
乗じて算出される。

【００１１】また，このエンジンのアイドル運転制御装
置において，前記エンジンの運転状態は，前記エンジン
のオイル温度，前記偏差の大きさ，前記エンジンに適用
される変速機のシフト位置又は前記エンジンに付設され
る補機の作動状態である。

【００１２】更に，このエンジンのアイドル運転制御装
置において，前記可変制御ゲインは，前記偏差に乗じら
れる比例制御ゲイン，前記積分値に乗じられる積分制御
ゲイン又は前記微分値に乗じられる微分制御ゲインであ
る。

【００１３】この発明は，上記のように構成されている
ので，エンジンの運転状態がアイドル運転状態である場
合には，エンジンの回転速度と目標回転速度との偏差，
前記偏差の積分値又は前記偏差の微分値に可変制御ゲイ
ンを乗じることにより，ＰＩＤ制御によって基本燃料噴
射量を補正するときの補正噴射量が求められる。この補
正噴射量を基本燃料噴射量に加算することにより，目標
燃料噴射量が算出される。目標燃料噴射量が実際の燃料
噴射量となるように，各インジェクタから燃焼室への燃
料の噴射が行われるので，アイドル運転状態でのエンジ
ンの回転速度が目標回転速度と一致するようにエンジン
の回転速度制御が行われる。また，可変制御ゲインはエ
ンジンの運転状態に応じて変化されるので，運転状態に
応じた適切な制御が行われ，エンジンの回転速度のハン
チングが防止されると共に回転速度の目標回転速度への
収束性が改善される。

【００１４】また，エンジンの運転状態に応じて変更す
る場合，各ＰＩＤ制御における制御ゲインを各エンジン
の運転状態に応じて個々に予め求めておくとすると，求
める制御ゲインの個数が増大する。そこで，制御ゲイン
としては基本制御ゲインのみをメモリに記憶させてお
き，基本制御ゲインにエンジンの各運転状態に応じてそ
れぞれ求められる補正係数を乗じることでＰＩＤ制御に
おける制御ゲインを決定すると，エンジンの各運転状態
に応じた多数の制御ゲインを予め求めておく必要も，そ
のようにして求めた多数の制御ゲインを記憶させるため
に大容量のメモリを用意する必要もなく，更にコントロ
ーラのＣＰＵの負担を少なくすることができ，制御装置
としての製品の開発コストと製造コストを低減すること
ができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下，添付図面を参照して，この
発明によるエンジンのアイドル運転制御装置の一実施例
を説明する。図４は，この発明によるエンジンのアイド
ル運転制御装置が適用されるエンジンのシステムの一例
を示す図である。エンジン１は，図４には１本のインジ
ェクタ１１のみが示されているが，エンジン１は高出力
を得るために４気筒等の多気筒４サイクル直噴式ディー
ゼルエンジンである。エンジン１は，シリンダブロック
２とシリンダヘッド３とを有し，シリンダブロック２に
形成されたシリンダライナ内を摺動自在なピストン４の
往復運動とクランク軸６の回転運動とは，両者を連結す
るコンロッド５を介して変換される。

【００１６】エンジン１の電子制御燃料噴射システム１
０には，ユニット化された油圧作動型のインジェクタ１
１が採用されている。インジェクタ１１は，シリンダヘ
ッド３に配設されており，作動流体としてのエンジンオ
イルで作動し且つ燃料を予め決められた燃料噴射圧力と
なるように増圧して燃焼室７内に燃料を直接に噴射す
る。燃料ポンプ１２によって比較的低圧に昇圧された燃
料は，燃料供給管１３を通じてインジェクタ１１の内部
に形成された燃料室に供給される。エンジンオイルは，
高圧オイルポンプ１４によって高圧に昇圧されて高圧オ
イルマニホルド（オイルレール）１５に蓄圧され，高圧
オイルマニホルド１５から各インジェクタ１１の加圧室
に供給される。燃料室内の燃料は，加圧室に供給された
高圧オイルによって駆動（ストローク）される増圧ピス
トンで加圧され，燃料室からの燃料の圧力に基づいて針
弁がインジェクタ１１の本体内を昇降することで，イン
ジェクタ１１の先端に配置されるノズルに形成された噴
孔を開閉する。高圧オイルポンプ１４に備わる流量制御
弁１６は，その吐出量を制御することにより，高圧オイ
ルマニホルド１５におけるレール圧力を制御している。
流量制御弁１６は，常開式又は常閉式の制御弁であり，
コントローラ２０（後述する）からの制御信号によって
その開度（或いは開弁時間，即ち，パルス電流のデュー
ティ比）が制御されて高圧オイルポンプ１４から供給さ
れるオイルの供給量が制御されることにより，レール圧
力が制御される。インジェクタ１１では，増圧ピストン
が増圧室内の燃料を加圧するので，エンジン回転数に依
存しない燃料噴射圧にて燃料噴射が行われる。増圧ピス
トンは，本体内に形成された中空穴摺動可能に嵌合され
ると共に圧力室内の高圧エンジンオイルの圧力を受ける
受面が形成された大径部と，中空穴に摺動可能に嵌合さ
れると共に増圧室で燃料を増圧する壁面の一部を形成す
る小径部とから成っている。かかるインジェクタ１１の
内部構造及びこのインジェクタを備えた燃料噴射システ
ム自体については，例えば特表平６−５１１５２６号公
報等に開示されているものを用いることができる。

【００１７】この電子制御燃料噴射システム１０は，電
子制御ユニット（ＥＣＭ）としてのコントローラ２０を
備えている。コントローラ２０には，エンジン１の運転
状態を検出する各検出手段からの検出信号が入力され
る。コントローラ２０は，これらの検出信号に基づい
て，インジェクタ１１の電磁弁，オイルポンプ１４，及
び圧力制御弁１６等の制御を行う。

【００１８】具体的には，コントローラ２０に入力され
るエンジン１の運転状態を検出するための検出手段とし
ては，以下のものが含まれる。エンジン１の回転速度Ｎ
ｅを求めるためのクランク角度センサ２１は，クランク
軸６に固定されて回転し且つ周囲の一部に欠歯部分（３
歯分）９を有する歯車８（等間隔に５７歯を有する）を
検出する電磁ピックアップで構成されている。欠歯部分
９を検出する回数とそれに要する時間とから，クランク
軸６の回転速度が求められる。アクセルペダル踏込み量
（又は，アクセル開度）Ａｃを検出するためのアクセル
ペダル踏込み量センサ２２は，アクセルペダルの踏込み
ストロークを検出するポテンショメータから成る。更
に，高圧オイルマニホルド１５におけるレール圧力と，
エンジンフリクション及び作動流体の粘性の代表値とし
てのオイル温度Ｔｏを検出するため，高圧オイルマニホ
ルド１５には圧力センサ２４と温度センサ２５とが設置
されている。なお，エンジンフリクションの代表値とし
ては，シリンダヘッド３に設けられた水温センサ２３を
用いてもよい。

【００１９】クランク角度センサ２１が検出したクラン
ク角度は，基準気筒又は各気筒においてピストンの圧縮
上死点或いは圧縮上死点前の所定位置に到達したことを
検出する各センサの検出信号と共に，駆動電流の通電開
始時期及び通電期間の制御に用いられる。エンジン１の
吸気管２６には，吸気管２６の吸気圧を検出するための
吸気圧センサ２７と吸気温を検出するための吸気温セン
サ２８とが設けられている。また，吸気管２６に設けら
れた吸入スロットル弁２９の開度は，コントローラ２０
からの制御信号によって制御され，そのスロットル弁位
置は，位置センサ３０によって検出される。ＮＯｘの低
減を図るために，エンジン１の排気管３１と吸気管２６
との間には排気ガスの一部を吸気管２６に再循環させる
ＥＧＲ（排気ガス再循環）管３２が接続されている。Ｅ
ＧＲ管３２の途中に設けられているＥＧＲ弁３３の弁リ
フト位置は，真空源としての真空ポンプ３４による負圧
を利用してコントローラ２０によって制御される圧力調
整弁（ＥＶＲＶ）３５によって制御され，弁リフト負圧
が圧力センサ３６によって検出されている。更に，コン
トローラ２０には，自動変速機のシフト位置センサ３
７，暖機運転を促進させるために操作される暖機スイッ
チ３８，及び補機としてのエアコンを作動させるために
操作されるエアコンスイッチ３９からの信号も入力され
る。

【００２０】インジェクタ１１のヘッド部には電磁弁１
７が備わっており，電磁弁１７は，油圧回路としては，
高圧オイルマニホルド１５からインジェクタ１１内の圧
力室へ至るオイル経路中に配置されている。電磁弁１７
の作動をコントローラ２０からの駆動電流の通電時期及
び通電期間によって制御することにより，高圧作動オイ
ルのインジェクタ１１内の圧力室への供給時期及び供給
期間が制御され，インジェクタ１１からの燃料噴射時期
と燃料噴射量とが制御される。即ち，コントローラ２０
は，目標燃料噴射量の演算によって算出した目標燃料噴
射量に基づいて，電磁弁１７への通電期間（パルス幅）
を決定し，このパルス幅で電磁弁１７を通電すること
で，燃料噴射量を制御している。なお，この発明による
アイドル運転制御装置は，上記の型式のインジェクタを
備えた燃料噴射システムに限って適用されるものではな
く，例えば，冒頭で説明した圧力制御室を有し燃料圧力
自体でもって針弁の昇降を行う型式のインジェクタに対
しても勿論適用可能である。

【００２１】図１には，この発明によるエンジンのアイ
ドル運転制御装置における目標燃料噴射量の演算概念図
が示されている。エンジン１が非アイドル運転状態であ
る場合には，基本目標燃料噴射量算出手段４０が，エン
ジン回転速度Ｎｅとアクセル踏込み量Ａｃとに基づいて
予め決められたマップ等のデータを参照してその運転状
態に応じた基本目標燃料噴射量Ｑｂを算出する。また，
エンジン１がアイドル運転状態である場合には，目標燃
料噴射量算出手段４１が，オイル温度Ｔｏ，エンジン回
転速度Ｎｅ及びアイドル運転時の目標回転速度Ｎｉに基
づいて目標燃料噴射量Ｑｉを本発明によるＰＩＤ制御に
よって算出する。アイドル判別手段４２は，エンジン回
転速度Ｎｅとアクセル踏込み量Ａｃとに基づいてエンジ
ン１がアイドル運転状態か非アイドル運転状態かを判別
する。即ち，エンジン回転速度Ｎｅが予め決められた低
速範囲内にあり，且つアクセル踏込み量Ａｃ（アクセル
開度）が予め決められた低踏込み量（低開度，例えば，
開度０％）であるときにエンジン１はアイドル運転状態
であると判定し，それ以外のときを非アイドル運転状態
であると判定する。エンジン１が非アイドル運転状態の
ときには切換器４３を作動させて基本目標燃料噴射量Ｑ
ｂを出力し，エンジン１がアイドル運転状態のときには
アイドル運転時における目標燃料噴射量Ｑｉを出力し，
出力された燃料噴射量（Ｑｂ又はＱｉ）は，吸気温等に
応じて補正して，最終目標燃料噴射量Ｑｄが求められ
る。コントローラ２０は，上記の目標燃料噴射量の演算
を一定時間周期又は一定クランク角度周期で行う。ま
た，コントローラ２０は，各気筒の燃料噴射前の予め決
められたクランク角度になると，割り込み処理を施して
最終目標燃料噴射量Ｑｄに基づいてインジェクタ１１の
電磁弁１７に供給される制御電流のパルス幅を決定す
る。

【００２２】図５には，エンジンの回転速度Ｎｅに対す
る非アイドル運転状態における基本目標燃料噴射量Ｑｂ
と，アイドル運転時における目標燃料噴射量Ｑｉの特性
を示すグラフが示されている。基本目標燃料噴射量Ｑｂ
のグラフは，アクセル踏込み量Ａｃが大きいほど，高い
エンジン回転速度でも基本目標燃料噴射量Ｑｂが存在し
ている状況を示しており，運転目標燃料噴射量Ｑｉは，
エンジン回転速度Ｎｅが高いほど大きな値を示すが，オ
イル温度Ｔｏが高いほど燃料噴射量は少なくて済むこと
を示している。

【００２３】図２には，アイドル運転時の目標回転速度
Ｎｉの演算概念図が示されている。基本回転速度算出手
段４５が，オイル温度Ｔｏに応じたアイドル運転時にお
ける基本回転速度Ｎｂをマップ等のデータに基づいて算
出する。基本回転速度Ｎｂは，オイル温度Ｔｏが低いほ
ど高速に設定されている。基本回転速度は，エアコンの
作動状況に応じて補正される。即ち，エアコンスイッチ
３９がオンの場合にはエアコン補正手段４６が算出した
回転数の補正量が加算されて目標回転速度Ｎｂが求めら
れている。エアコンスイッチ３９がオフの場合には，補
正量はゼロであるので，基本回転速度算出手段４５が算
出した回転速度が目標回転速度Ｎｂとなる。

【００２４】暖機目標回転速度算出手段４７は，暖機運
転を促進するときにオンとされる暖機スイッチ３８のオ
ン・オフ状態に応じて且つそのときのオイル温度Ｔｏに
対応して，暖機目標回転速度Ｎｑｗを算出する。暖機目
標回転速度Ｎｑｗは，目標回転速度Ｎｂよりも高速に設
定されている。最大値選択手段４８が，基本目標回転速
速度Ｎｂと暖機目標回転速度Ｎｑｗとのうち高い方の回
転速度を選択して最終的なアイドル運転時における目標
回転速度Ｎｉを出力する。目標回転速度Ｎｉは，図２に
示す目標燃料噴射量算出手段４１における入力データと
して用いられる。図２に示す各手段４５〜４８は，エン
ジン１の運転状態がアイドル運転状態と判定されたとき
のみ実行される。

【００２５】この発明によるエンジンのアイドル運転制
御装置における目標燃料噴射量の演算ルーチンを図３に
基づいて説明する。図３には，図２に示す目標燃料噴射
量算出手段４１が算出するアイドル運転時における目標
燃料噴射量Ｑｉを求めるための演算フローチャートが示
されている。この演算フローチャートは，次の各ステッ
プ（Ｓ１〜Ｓ９）から成る。 （１）エンジン１の回転速度Ｎｅ及びオイル温度Ｔｏが
読み込まれる（Ｓ１）。 （２）エンジン１の回転速度Ｎｅとオイル温度Ｔｏをパ
ラメータとしたマップを参照してアイドル運転時におけ
る基本燃料噴射量Ｑｆｒを算出する（Ｓ２）。基本燃料
噴射量Ｑｆｒは，エンジン１の内部抵抗（フリクショ
ン）に打ち勝って回転を維持できる燃料噴射量として予
め決められている。 （３）図２のブロック図に従って求められたアイドル運
転時における目標回転速度Ｎｉと実際の回転速度Ｎｅと
の偏差ΔＮが求められる（Ｓ３）。 （４）Ｓ３で求められた偏差ΔＮの絶対値｜ΔＮ｜と，
予め決められた判定値Ｎｌｖとが比較される（Ｓ４）。

【００２６】（５）Ｓ４における判定で，偏差ΔＮの絶
対値｜ΔＮ｜が所定の判定値Ｎｌｖを下回っている場合
には，偏差ΔＮが小さい場合に対して最適化された制御
ゲインを基本制御ゲインとして設定する（Ｓ５）。即
ち，回転速度の偏差ΔＮが小さい場合の比例制御ゲイン
Ｇｐｌ，積分制御ゲインＧｉｌ及び微分制御ゲインＧｄ
ｌを，それぞれ基本比例制御ゲインＧｐｂ，基本積分制
御ゲインＧｉｂ及び基本微分制御ゲインＧｄｂに代入し
て，それぞれ設定する。 （６）Ｓ４における判定で，偏差ΔＮの絶対値｜ΔＮ｜
が所定の判定値Ｎｌｖ以上である場合には，偏差ΔＮが
大きい場合に対して最適化された制御ゲインを基本制御
ゲインとして設定する（Ｓ６）。即ち，回転速度の偏差
ΔＮが大きい場合の比例制御ゲインＧｐｈ，積分制御ゲ
インＧｉｈ及び微分制御ゲインＧｄｈを，それぞれ基本
比例制御ゲインＧｐｂ，基本積分制御ゲインＧｉｂ及び
基本微分制御ゲインＧｄｂに代入して，それぞれ設定す
る。

【００２７】（７）比例，積分及び微分の各基本制御ゲ
インを補正するためオイル温度Ｔｏの関数として設定さ
れている補正係数を求める（Ｓ７）。アイドル運転時に
オイル温度Ｔｏの値に応じて最適なエンジン回転速度制
御となるように，比例，積分及び微分の各基本制御ゲイ
ンに積算されるオイル温度Ｔｏに応じた補正係数が求め
られる。即ち，基本比例制御ゲインＧｐｂを補正する補
正係数Ｋｐ，基本積分制御ゲインＧｉｂを補正する補正
係数Ｋｉ，及び基本微分制御ゲインＧｄｂを補正する補
正係数Ｋｄを，それぞれオイル温度Ｔｏの関数として求
めて設定する。一般に，オイル温度Ｔｏが低い程，各補
正係数は段階的に高く設定されている。 （８）上記の各補正係数Ｋｐ，Ｋｉ及びＫｄを用いて，
比例制御ゲインＧｐ，積分制御ゲインＧｉ及び微分制御
ゲインＧｄを求めてメモリに記憶する（Ｓ８）。 Ｇｐ ← Ｇｐｂ×Ｋｐ Ｇｉ ← Ｇｉｂ×Ｋｉ Ｇｄ ← Ｇｄｂ×Ｋｄ （９）Ｓ８で求めた比例制御ゲインＧｐ，積分制御ゲイ
ンＧｉ及び微分制御ゲインＧｄを用いて偏差ΔＮに基づ
いて比例，積分及び微分動作による各補正噴射量（それ
ぞれ，Ｇｐ×ΔＮ，Ｇｉ×∫ΔＮｄｔ，Ｇｄ×（ｄΔＮ
／ｄｔ））を求め，このようにして求めた各補正噴射量
をＳ２で求めた基本燃料噴射量Ｑｆｒに加算して，最終
的なアイドル目標燃料噴射量Ｑｉを求める（Ｓ９）。こ
のようにして求められた目標燃料噴射量Ｑｉに基づい
て，燃料噴射を行うことにより，偏差ΔＮとオイル温度
Ｔｏに対して最適な制御ゲインを用いたアイドル運転時
における回転速度制御が実現される。

【００２８】この実施例では，偏差ΔＮに対応した制御
ゲインは，予めメモリに記憶させておいたが，Ｓ７でオ
イル温度Ｔｏに対して行ったように，偏差ΔＮの関数と
して補正係数を求めて対応してもよい。また，偏差ΔＮ
に対してその大きさに応じて２種類のゲインを用意した
が，更に，ΔＮの大きさに応じて３種類以上の多段階の
制御ゲインを用意してもよい。図６には，回転速度の偏
差ΔＮの大きさに応じて，またオイル温度Ｔｏの高さに
応じて，制御ゲインを変更するときの偏差ΔＮとその比
例制御による補正噴射量との関係の一例を示したグラフ
が示されている。偏差ΔＮの絶対値が所定値Ｎｌｖより
も小さい領域（｜ΔＮ｜≦Ｎｌｖ）では比例制御におけ
る補正係数（直線の傾き，以下同じ）Ｋｐ₁ は小さく，
偏差ΔＮの絶対値が所定値Ｎｌｖよりも大きい領域（｜
ΔＮ｜＞Ｎｌｖ）では比例制御における補正係数Ｋｐ₂
は大きく設定されている。また，オイル温度Ｔｏが低い
ときには高いときと比較して補正係数Ｋｐ₃ ，Ｋｐ
₄ は，補正係数Ｋｐ₁ ，Ｋｐ₂よりも高く設定されてい
る。積分制御及び微分制御においても，同様な考え方に
基づいて補正係数Ｋｉ，Ｋｄが予め決められている。

【００２９】更に，制御ゲインの最適化として回転速度
Ｎｅとオイル温度Ｔｏでのみ行った例を挙げたが，これ
に限らず，他の運転状態として，例えば，自動変速機の
シフト位置センサ３７，暖機スイッチ３８，エアコンス
イッチ３９で検出される変速機の変速ギヤのシフト位置
やエアコン等の補機の作動状況（変速ギヤがドライブ位
置にあるときや補機が作動状態にあるときには負荷が増
大するため，制御ゲインを大きくして応答性を向上す
る）を考慮して，制御ゲインを設定することもできる。
コントローラ２０の演算は，一定の時間間隔ごとに行わ
れるので，回転速度の偏差の積分値や微分値も，その一
定の時間間隔での演算で求められる値である。また，Ｐ
ＩＤ制御は，常に比例，積分及び微分の制御動作の一
部，例えば，ＰＩ制御又はＰＤ制御であってもよい。

【００３０】

【発明の効果】この発明によるエンジンのアイドル運転
制御装置は，上記のように構成されているので，コント
ローラは，アイドル判別手段がエンジンの運転状態を前
記アイドル運転状態であると判別したときには，エンジ
ンの回転速度と目標回転速度との偏差，前記偏差の積分
値又は前記偏差の微分値に可変制御ゲインを乗じること
により，ＰＩＤ制御によってアイドル運転時における基
本燃料噴射量を補正する補正噴射量を求め，この補正噴
射量を基本燃料噴射量に加算して目標燃料噴射量が算出
される。可変制御ゲインはエンジンの運転状態に応じて
変化されるので，運転状態に応じた適切な制御が行わ
れ，アイドル運転状態では，制御ゲインが高過ぎること
によるエンジンの回転速度のハンチングが防止できると
共に，制御ゲインが低過ぎることによるエンジンの回転
速度の収束性が改善される。更に，制御ゲインとしては
基本制御ゲインのみをメモリに記憶させておき，基本制
御ゲインにエンジンの各運転状態に応じてそれぞれ求め
られる補正係数を乗じることでＰＩＤ制御における制御
ゲインを決定すると，エンジンの各運転状態に応じた多
数の制御ゲインを予め用意しておくことなく，更に多数
の制御ゲインを記憶させるために大容量のメモリを必要
とせず，更にコントローラのＣＰＵの負担を少なくする
ことができ，制御装置としての製品の開発コストと製造
コストを低減することができると共に，演算時間を要す
ることに起因する制御の応答性が悪化するということも
なく，安定したアイドル運転での回転速度制御が実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるエンジンのアイドル運転制御装
置における目標燃料噴射量の演算概念図である。

【図２】この発明によるエンジンのアイドル運転制御装
置におけるアイドル運転時の目標回転速度の演算概念図
である。

【図３】この発明によるエンジンのアイドル運転制御装
置における目標燃料噴射量の演算ルーチンを示すフロー
チャートである。

【図４】この発明によるエンジンのアイドル運転制御装
置が適用される電子制御燃料噴射システムの一例を示す
図である。

【図５】アイドル運転状態と非アイドル運転状態とにお
いてエンジンの回転速度に対する燃料噴射量の関係を示
すグラフである。

【図６】この発明によるエンジンのアイドル運転制御装
置における回転速度の偏差と該偏差に基づく比例制御に
おける補正噴射量との関係の一例を示すグラフである。

【符号の説明】

１ エンジン １０ 電子制御燃料噴射システム １１ インジェクタ １４ 高圧オイルポンプ １５ 高圧オイルマニホルド １６ 流量制御弁 １７ 電磁弁 ２０ コントローラ Ｎｅ エンジン回転数 Ａｃ アクセル踏込み量 Ｎｉ 目標回転速度（アイドル運転時） ΔＮ 偏差 Ｑｆｒ 基本燃料噴射量（アイドル運転時） Ｑｉ 目標燃料噴射量（アイドル運転時） Ｑｐ，Ｑｉ，Ｑｄ 可変制御ゲイン Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ 補正係数

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンがアイドル運転状態にあるとき
   の目標回転速度を算出する目標回転速度算出手段，前記
   目標回転速度に対応して基本燃料噴射量を算出する基本
   燃料噴射量算出手段，及び前記エンジンの回転速度と前
   記目標回転速度との偏差，前記偏差の積分値又は前記偏
   差の微分値に可変制御ゲインを乗じることにより前記基
   本燃料噴射量を補正する補正噴射量を求め且つ前記補正
   噴射量を前記基本燃料噴射量に加算して目標燃料噴射量
   を求める目標燃料噴射量算出手段を具備し，前記可変制
   御ゲインは前記エンジンの運転状態に応じて変化される
   ことから成るエンジンのアイドル運転制御装置。
2. 【請求項２】 前記可変制御ゲインは，基本制御ゲイン
   に前記エンジンの運転状態に応じて求められる補正係数
   を乗じて算出されることから成る請求項１に記載のエン
   ジンのアイドル運転制御装置。
3. 【請求項３】 前記エンジンの運転状態は，前記エンジ
   ンのオイル温度，前記偏差の大きさ，前記エンジンに適
   用される変速機のシフト位置又は前記エンジンに付設さ
   れる補機の作動状態であることから成る請求項１又は２
   に記載のエンジンのアイドル運転制御装置。
4. 【請求項４】 前記可変制御ゲインは，前記偏差に乗じ
   られる比例制御ゲイン，前記積分値に乗じられる積分制
   御ゲイン又は前記微分値に乗じられる微分制御ゲインで
   あることから成る請求項１〜３のいずれか１項に記載の
   エンジンのアイドル運転制御装置。