JPS59196944A - 内燃機関のアイドル回転速度制御方法 - 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】 （技術分野） この発明は、内燃機関のアイドル時の回転速度の制御方
法に関し、よｐ詳細には、従来−ノ投的なＰＩＤ　　（
比・りｌｌ値分倣分）制御坤とは異なシ、内燃慨１列の
内部状態を考慮して機関をダイナミック（動的）なシス
テムとして捕え、内部状態全規定する状態変数によって
機関の動的な賑舞いを推定しながら、機関の入力変数全
決定する状ｇｙ数制御の手法を用いて、アイドル回転速
度を制御する方法に関する。

（従来技＃） 従来の内燃機関のアイドル回転速度制御方法としては、
例えば第１図に示すよつなものがある。

第１図において、アイドル回転速度１！Ｉ御用のＡＡＣ
バルブ１１”、Ｊ：、ＶＣＭバルブ２の制御ンレノイド
３の、１圧動パルス幅ＰＡをデー−ティ制御することに
よってリフ１−ｆｉが変わり、スロットルバルブ４のバ
イパス５を通洞するバイパス空気量が変化して、アイド
ル回転速度が制御される。

コントロールユニット６ｆｌ、スロットルバルブスイッ
チ（アイドルスイッチとも言う。）７によるアイドル（
ＩＤＬＥ）’＋言号、ニュートラルスイッチ８による二
一一トラル（ＮＥＵＴ　）　１百号、軍速センザ９によ
る車速（ＶＳＰ）信号などによって機関がアイドル状態
にあることを検知すると、水温センサ１．０　による冷
却水需要（Ｔオ、）に応じた１次元テーブルルノクアノ
ブによって、アイドル回転速１斐の基不目憚１直を算出
する。そして、エアコンスイッチ１１によるエアコン（
Ａ／Ｃ）信号、ニュートラル（ＮＥ”ＵＴ）信号、バッ
テリ′−圧（ＶＢ）信号などに↓６じた補正を行なって
最終的に算出されたアイドル回転速度の目標値Ｎｒに対
し、１幾関の英際のアイドル回転速度Ｎとその目標匍、
Ｎ？、との偏差ＳＡが小さくなるように割倚ソレノイド
３の駆動パル８幅ＰＡを比例・相分（ＰＩ）のデー−テ
ィ制＃をして、目標アイドル回転速度Ｎｒにフィードバ
ック制＠Ｊする。

以上の制御方法を流れ図で示したのが第２図である。

しかしながら、このよりな従来の内燃機関のアイドル回
転速度制何ノ方法にあっては、機関、アクチーエータお
よびセンサの動特性を効果的に用いたＰ１市１］仰を行
なっている訳ではなく、さらには、ｆａｌｌ　ｉ片手法
としてのＰＩ匍］仰は多人出カシステムに対する匍Ｊ＠
ｌには不向きなものとなっていたため、機関が他の運転
状態からアイドル状態に入る時、葦たにアイドル状態か
ら出る時、さらＫは神々の負荷外乱が刃口わった直後等
の、１幾関がダイナミックな振舞いを呈する時には、制
御追従性すなわち過渡応答が悪いとい９問題があった。

葦た、他の節」御入力を訓えて匍Ｊｉ師の自由度を上げ
、簡ｊ御・註を萬めようとする時には、ＰＩ割制御手法
では適用が灯しいという問題がめった。

そして４寺に、１１川１抑のための最適フィードバック
ゲイン（以下、単ＶＣ最虐ゲインと言う。）を決定する
場合、最適ゲインを大きくすると連応性（すなわち目標
値への整定時間）は良くなるが、反曲安ボ性（すなわち
目標値に対するアンダシュートやオーバシー−１・）が
悪くなるという問題がある。

・向えば、安定注全良くするために最適ゲインを小すク
スルト、アクセルを踏葦ずにクラッチミート全行な９等
の負荷外乱力両日わった時の連応性が悪＜ｚｂ、エンス
トし易いという問題がある。１だ、最適ゲインを犬きく
すると、アイドル走行（アクセルを趙ｌずにクラッチを
つないで走行）する場合に１制御ハンチングが生じ、磯
を列出力がハンチングし、運転′註が悪くなるという間
朗があった。

（発ψ」の目的） この発明ぽ、このよ′）ｌ従来の問題点に着目してなさ
れたもので、機関が他の運転状態からアイドル状態へ入
る時、ぼたはアイドル状態から出る時、さらＶこは負荷
外乱力切口わっ′ｆｃ直俊等の、機関がダイナミックな
振舞いを呈する時の制御追従性すなわち過渡応答を最適
にし、さらに、多数の制御入力変数を〃口えて制卸自由
度を上げ、制＃１生を高めることを容易にし、もってよ
シ安定なアイドル回転速１斐御を行なうことを目的とす
る。そしてタラノチミートやエアコンのオン・オフ等の
負荷外乱力司ｎわって連応性が要求される場合と、アイ
ドル走行時のように安定性が要求される場合の双方共に
良好に制御することを目的とする。

（発明の構成） そこでこの発明は、内燃機関、アクチュエータおよびセ
ンサの動特性をモデル化したものをマイクロコンピュー
タ等からなるコントローラに記憶しておき、空気量もし
くに相当量、点火時期、燃料供給量もしくは相当量およ
び排気還流（ＥＧＲ）童もしくは相当：徽から選択され
るいずれか１つ丑たに任意の２つ以上のｍ１合−ｅ　ｋ
　’ＦＩＩＪ　（ｉｌ’１１人力とし、かつアイドル回
転速度を匍」仰出力とし、制御人力と制御出力から、ダ
イナミノクモチルである内燃機関等の内部状態を包嵌す
る状態変数型を推定し、その推屍１１り、およびアイド
ル回転速度の目標値と実際値の偏差の積分値とを用いて
ｉ＄１１御人力値を決定し、内ゾ然１・幾ｊ列のアイド
ル回転速度を目標１同にフィードバック制御することを
％徴とする。この制卸手法（ば、従来一般的なＰＩＤ市
１］側Ｊに代わり、多数の人出力変献を認合的（・で制
御する多液ｅ、制御の手法を用いるものである。

そして！侍に、クラッチミートやエアコンのオン・オフ
等の負荷外乱力切１わって連応性が安来される」烏合と
、アイドル走行時のように安定性が要求される場合の双
方共に良好に１Ｌ１」仰するために、車速（でより最適
ゲインを切り替えて制御することを特徴とするものであ
る。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第３図は、この発明による内燃機１＠のアイドル回転、
ｌＩｇ（度制御方法の一笑怖例を実現する装置の償成図
である。

同図において、１２は市１］１卸対尿である内燃機１関
で、アイドル回転速度開側ｊの他、空燃比フィードバッ
ク制御を含む燃料噴射制御その他を行なっている。匍］
イ師対象１２の制御仰出力全アイドル１ｄ転速度とした
場合、制御１１１人力としては、空気量、点火時期、燃
料供給量および新気還流量から選択されたいずれか１つ
または任麗の２つ以上の組合せをとシ得る。本実施例で
は、２匍］御入力として、アイドル時のバイパス空気量
を調寵するためのＶＣＭバルブ２の制御ンレノイド３（
第１図）を駆動するパルス’ＰＭ　ＰＡ（すなわちバイ
パス空気量に相当する童）と点火時期ＪＴとをとる。制
御出力はアイドル回転速度Ｎで、１出力である。

１３は、？ｌｉ’Ｊ仰対象である内燃）賎関１２のダイ
ナミックモデルを記憶していて、上記３つの開側１人出
力情報ＰＡ、ＩＴ、Ｎからイ炊関１２のダイナミックな
内部状態を推定する状態観測器（オブザーバ）であり、
内部状態を代表する状態変数量Ｘ（−ｘ２゜ｉ＝］、、
２．−、ｎｏ例えば４つのｔ　”ｌ　＋　”２　＋　”
３　ｒ　”４のベクトル辰示）の推定値Ｘ　（”’Ｚｉ
＋　””］、＋２＋・・・、ｎ）　を百１′舅する。

状態駅測器］３はｄｉＩＪ御対象である機関１２をシミ
ュレーションするもので、ダイナミックな内部状態を状
態変数量Ｘで代表する。制御対象であるイ人間１２の内
部状態′ｆ！：衣わす状態変数としては、具体的には例
えばインテークマニホールドの絶体圧や吸入負圧、実際
にシリンダに吸入きれた突気−＠ｔ　ｚ燃焼の動的挙動
、機関トルク等が挙げられる。

これらの１１■をセンサにょシ検出できれば、その検１
°」旧１６を用いることによって動的な振舞いを把握し
、市１ｊ仰全よりイ肯密に行なうことができる。しかし
ながら現時点ではそれらの値全検出できる実用的なセン
サはあ１す存在しない。そこで機関１２の内部状、朝を
状態変数量Ｘで代表させるが、但し状態変数量Ｘは実際
の内部状態を表わす程々の物理量に対応させる必委はな
く、全体として＋２）関１２をシミュレーションさせる
ものである。状態変数量Ｘの次数ｎは、ｎが大きい程シ
ミュレー７ヨンが年青確になるが、反面ｇ１算が抜雑に
なる。そこでモデルとしては低次元近似されたもの全使
用し、近似誤差ぼたは機関（１１体差による誤差を積分
（Ｉ）動作で吸収する。この発明における２人力１出力
の場合には、ｎ−４程度が適当である。

第３図において、１４は積分動作とゲインブロックで、
第４図に詳細を示すように、機関回転速度の指定された
目標値Ｎ７．と実際値Ｎとの偏差ＳＡを積分した量およ
び状態観測器１３で計算された状態変数量の推定量Ｘか
ら、２つの制御人力ＰＡとＩＴＯ値を計具する。そして
、上記状態観測器１３　　と積分動作とゲインブロック
１４　　とでコントローラ全構成する。

次に作用全説明する。

匍１１耳１ズ」家である（致１関１２は２人力１出カシ
ステムで、この入出力間の回転同期サンプル値系のある
基準設定値近辺で求められた線形近似された伝達関数行
列’１’（ｚ）から、接ＩＪ１２のダイナミックな内部
状態を推定することカー■能である。その１つの手法と
して状態観測器１３がある。アイドル回転速度近辺の運
転条件で、機関１２の伝達関数行列’ｆ’　（Ｚ）が英
験的に求［ム Ｔ　（ｚ）　−ＣＴ＋　（Ｚ）　　　Ｔ２　（Ｚ）　、
：］　　　　　（１）とｌる。但し、Ｚｆｌ入出力信号
のサンプル値の２−変候全示し、７’ｌ、　（Ｚ）とＲ
２（Ｚ）は例えば２の２次伝達関数である。

人力、出力および伝達関数７’ｌ　（Ｚ）　、Ｒ２（ｚ
）の関係を示す央関］２のモデル惧造を第５図に示す。

但し、人出力はそれぞれ基準設定値からのズレδＰＡ。

δＩＴ、δＮ全ｒ杓いている。

この伝達関数行列＋＋　’ｆ’　（Ｚ）から、次のよう
に状態観ＵＬｌｊ器１３を哨戒することかでさる。

先ず、゛貞２）から機関１２の動的な振舞いを記述する
状態変数モデル ｘ（？１）＝Ａｘ　（ｎ−１）　＋１３　ｕ　（ｎ４　
）　　　　　（２）ｙ　（？？、−］−）　　−＝　Ｃ
ｘ　（７＋　−１）　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　（３）を導く。ここで、容量のカッコ内のη
２（グ現時点を、ｎ−１は１つ前のサンプル時点を衣わ
す。ｕ（ｎ−１）は制御入力ベクトルで、ある基準設定
値からの線形近似が成り立つ範囲内での摂動分を表わす
、制御ンｌ／ノイド３（第１図）の駆動パルス幅δＰ、
４　（ｎ−１）と点火時期δＩＴ　　ｆ要素とする。す
なわち、葦た、ｙ（ｎ−１）は開側ｊ出力で、制御人力
ベクトルと同様に、るる基準回転速度Ｎａ、（例えば６
５０ｒｐｍ）からの摂動′ｆＡ−を衣わすδ＃（ｎ−１
）　ｆ要素とする。

すなわち、 ｙ　（ｎ−１）−δＮ（ｎ（）　　　　　　　　　　（
５）Ｘ（りは状態変数ベクトルであり、行列へ、ＩＣは
伝達関数行列”ｒ（ｚ）の係数から決なる定数行列であ
る０ ここで、次のようなアルゴリズムを付つ状態観測器を慴
成する。

ｘ（ｎ）−（Ａ　−ＧＣ）　”；ｊ　（ｎ、−１）　＋
Ｂｕ（ｎ−１）　十Ｇ！／　（ｎ−１）　（６）ここに
、Ｇ・１ぽ任意に与えられる行列で、Ｘ（りは機関１２
の内部状態変数Ｘ（・）の推定値である。（２）（３）
　（６）式より変形すると、 Ｃｙｄｎ）−ｘｃｎ）〕−（Ａ−（ＡＣ）　〔ｘ（ｎ−
１）−ｘ（ｎ−１）、ｌ　（７）とｈＤ、行夕ＩＪ（Ａ
−ＧＣ）の固有値が単位円内にあるようにＧを選べば、 ｎ→犬で　　ｘ　（ｎ）　−）　Ｘ　（？Ｚ）　　　　
　　　　　（８）となり、内部状態変数量Ｘ　（ｎ）を
入力Ｕ（・）と出力ｙ（りから推定することができる。

′ｆ、た、行列Ｇを適当に選び、行列（Ａ−ＧＣ）の固
有値を全て零にすることも０］雇で、この時状態観測器
１３は有限整定状態観測器となる。

このようにして推定てれた状態変数量Ｘ（・）と、目標
回転速度Ｎアと現在の実際の回転速度Ｎ（・）との偏差
５Ａ＝（Ｎｒ−Ｎ（・））の情報を用いて、制御入力で
ある制′＠ｊソレノイド３の駆動パルス幅の基準設定値
（ＰＡ）ａ、からの線形近似が成シ立つ範囲内での増量
分δＰＡ（つと、点火時期の基準設定値ＩＴａからの線
形近似が成９立つ範囲内での増量分δＩＴ＜・）を決定
し、機関のアイドル回転速度ＮＯ最適しギーレータ制御
を行ｉ　５　ｏレギュレータ制御とは、アイドル回転速
度Ｎを一足値でるる目標回転速度Ｎｒに合致するように
制御する定値制御を意味する。なおこの発明では、前述
したように実験的に求めたモデルが低次元化された近似
モデルであるため、その近似誤差を吸収するための積分
（Ｊ）動作と付加しているが、ここでは積分動作金倉め
て最適レギュレータ制御を行なう。

この発明の側脚対象である機関は、前述したように２人
力１出カシステムであシ、これ全最適にレギュレータ側
脚するものであるが、一般的な多変数システムの最適レ
ギュレータ制御アルゴリズムは、例えば、吉田勝久著「
勝形システム制御理論」（昭５１年）昭晃堂その他に説
明されているので、ここでは詳ａな説明は省略する。結
果のみを記述すると、いぼ、 δｕ（ｎ）　−ｕ（ｙ＋、）　−ｕ　（ｎ−１）　　　
　　　　（９）δｅ　（ｎ）　−Ｎｒ−＃（ｎ、）　　
　　　　　　　（１０）とし、評価関数Ｊを、 ｔ Ｊ＝　Σ　〔δｅ　（ｋ）　　＋δｕ　　（＆）Ｒδｕ
　（ｋ）］　　　　　　　　　（コｌ）ｋ二〇 とする。ここで′ｆＬは重みパラメータ行列、ｔは転置
を示す。ｋは制御開始時点全Ｏとするザンプル回数で、
Ｒ２対角行列とすると（１］）式の右辺第２項は（９）
式の２乗を表わす。なた、（１１）式の右辺第２項を（
９）式のよ？）な制御人力の差分の２次形式としている
が、これは第４図のように檀分動作をイ可刀０（−たた
めである。

副側）人力ｕ　（ｋ）は、 となる。（１２）式で、 −ｔ、　　−−１−４。

Ｋ＝−（ａ＋ｆｌｐｓ）　　ＢＰＡ　　　（１３）とお
くと、Ｋは最適ゲイン行列である。また（１２）式にお
いて であり、Ｐは、 のりカッティ（Ｒｉｃｃａｔｉ　）方程式の解である。

（１］）式の評イ［１１］関数Ｊの意味は、制御入力Ｕ
（・）の動き金制約しつつ、市り卸出力１ｊ（りである
アイドル回転速度Ｎの目標値Ｎｒからの偏差ＳＡ（回転
変動）全最小にしようと意図したもので、その制約の重
み付けは重みパラメータ行列Ｒで変えることができる。

従って、適当な１−Ｌを選択し、アイドル時の機関のダ
イナミックモデル（状態変数モデル）を用い、　（１６
）式を解いたＰを用いて計算した（１３）式の最適ゲイ
ン行列Ｋをマイクロコンピュータに記憶し、アイドル回
転速度の目標値Ｎ７と実際値Ｎの偏差ＳＡの積分値およ
び推定された状態変数量ｘ（＆）から、（１２）式によ
って最適側脚入力値Ｕ“（ｋ）　　を簡単に決定するこ
とができる。でた前述したように、機関１２のダイナミ
ックな状態変数量の推定値Ｘ（ん）を求めるには、行列
へｌ　ｔ３　ＩＣ，Ｇの値をマイクロコンピュータに記
憶しておき、（６）式によシ計算すればよい。

このような内燃機関のアイドル回転速度制御方法におい
て、前述したよりに、％に、最適ゲインＫを決定する場
合に、この最適ゲインＫを大きくすると、連応性（目標
値への整定時間）は良なるが、反面安定性（目標値に対
するアンダシーートやオーバシュート）が悪くなるとい
う問題がある。

例えば、安定性をよくするために最適ゲインＫを小さく
すると、アクセルを踏葦ずにクラッチミートを行な９等
の負荷外乱が加わった時の連応性が悪くなり、エンスト
し易いとい９問題がある。

これを解決するために最適ゲインＫを大きくすると、ア
イドル走行時にＴ８１Ｊ＠ｌハンチングが生じ、機関出
力力し・ンチングし、運転性が悪くなるという問題があ
る。

従ってこの発明は、発進時等の車両停止時に負荷りを乱
が加わって連応性が要求される場合には大きな最適ゲイ
ンＫを使用し、アイドル走行時等の安定性が要求される
場合には小さな最適ゲインＫを使用することとした。

以上のアイドル（ロ）転速度制御の手順を示したのが第
６図である。千ノ１ｍｌを説明すると、先ずステップ３
０でアイドル回転速度制御に入るかどうかの判定（アイ
ドル判定）を行な′）。アイドル自転速度制御全行なう
と判定したら、ステップ３１でコーステイングエンスト
しないよりな を設定する。次にステップ３２で車速を調べ、一定車速
以下ならステップ３３でＧＡＩＮＦＬＡＧ（このＧＡＩ
ＮＦＬＡＧはＲＡＭ上の１アドレスに作るフラグ）−〇
とし、一定車速以上なら、ステップ３４でＧＡＩＮＦＬ
ＡＧ＝１とする。

一定車速としては例えば２Ｋｒｎ／ｈとする。この一定
車速２Ｋｍ／ｈというのは車両が停止しているかど９か
を判断する車速である。

ステップ３５では、エアコンのオン・オフ状、四や冷却
水湯度等によシ決１った目標アイドル回転速度Ｎｒと実
際のアイドル回転速度Ｎとの偏差ＳＡを計算する。ステ
ップ３６では、制御を始めてから前の制御周期互での偏
差ＳＡを加算していて、結果をＤＵＮというレジスフに
移す。ステップ３７では、回転速度の実際値Ｎと回転速
度の基準設足値Ｎａ（例えば６５０　ｒｐｍ　）とのズ
レ（偏差）δＮ’ｃ計算する。ステップ３８では、機関
のダイナミックな内部状態を推定するアルゴリズムに従
って前回の制御周期で推定した状態変数型ｘ１〜ｘ３（
前回計算１直）と、討鼻された市１］仇１人力値δＰ４
およびδＩＴ　　と、さらには制御出力値であるδＮと
を重み付は加算して、谷状態変数童ｘ１〜ｘ４を計算す
る。

但し、（６）式の行列（八−ＧＣ）は、の形で、有限整
定オブザーバを形成し７た例である。

なお、（Ａ、Ｂ、Ｃ）は可観測正準形を用いている。

ステップ３９〜４１では、推定された機関のダイナミッ
クな内部状悪変数量ｘ１〜ｘ４とＤＵＮ　＝、ΣＣＮｒ
　−Ｎ’（ｊ）　）に最適ゲインＫＩ／）−１−ｚｋｉ
。

、７−０ 葦たはｋ＜・全果じて刀り算し、基準設定値（ＰＡ）ｃ
Ｌす およびＩＴ　　Ｋ幻して制御入力値ＰＡおよびＩＴ　ｆ
そｎぞれどれだけ増重するかを計算する。この時、ステ
ップ３９ではステップ３２〜３４　　で設定でれたＧＡ
ＩＮＦＬＡＧの１直をチェックし、ＧＡＩＮＦＬＡＧ＝
０すなわち車速が一定車速以下の場合は、ステップ４０
で大きな最適ゲインｋｉｊを選択し、ＧＡＩＮＦＬＡＧ
＝１すなわち一定車速以上の場合は、ステップ４１で小
さな最適ゲインｋ　Ｚｊ　を選択する。

前述したように、一定車速としては車両が停止している
かどうかを判断できる車速（２Ｋｍ／ｈ程度）を選択し
た。これは最適ゲインＫを大きくすると連応性はよくな
るが、安定性が悪くなるため、車両が走行している場合
に犬きｌ最適ゲインＫを使用すると、アイドル走行（ア
クセルを踏１ずにアイドルで走行する場合等、アクセル
を離した場合）中に制御ハンチングが生じ、機関出力が
ハンチングするという問題があるため、この発明では車
両の停止時または発進時のみに大きな最適ゲインｋｉｊ
を使用することとした。

ここで、二通りの最適ゲインｋ　とに′を決定Ｌｊ　　
　　　ＺＪ する方法は、（］１）式中の制御入力値を匍］約するｌ
みパラメータ行列Ｈの選択の仕方により決定する。すな
わち、制約をきつくするようにｍｔ大きくすれば最適ゲ
インには小さく　ｋｉ、となｐ、Ｒを小さくすれば最適
ゲインには大きくん・′・となる。

す このよ′）にＲを適当に選択し、予めｋ・　およびす ｋ・′−を求めておいて、実際の制御に使用する。

２ノ ータのＲＯＭ等に記憶しておく。

以上の手順で、アイドル回転速度が一定の状態における
種々の外乱に対する過渡応答と、アイドル回転速度の目
標値を変更した場合の過渡応答を実験した結果を、従来
のＰＩ副制御この発明による多変数制御とで比較したの
が第７図ないし第１０図である。

第７図はクラッチ接続時（６０点で半クラツチ接続、但
しブレーキラ踏んでいる）のアイドル回転速度Ｎの過渡
応答を示し、（４）は従来のＰＩ副制御（肋はこの発明
の多変数匍Ｊ御の場合である。第８図はクラッチ通断時
Ｃｔｏ点で遮断）の過渡応答を示し、（Ａは従来方法、
（ハ）はこの発明の方法の場合である。第９必はエアコ
ンをオンし、目標アイドル回転速度Ｎを８００　ｒｐｍ
　Ｋ移行した場合、およびエアコン全オフし、目標アイ
ドル回転速度Ｎｒを６５Ｏｒｐｍに戻した場合の過渡応
答を示し、（イ）は従来方法、（Ｅ）はこの発明の方法
の場合である。第１０図は無負荷萬回転状態から目標値
Ａ／ｒ＝　６５Ｏｒｐｍにコーステイングする場合の過
渡応答を示し、（４）は従来方法、（５）はこの発明の
方法の場合である。

第７図ないし第１０図から明らかなように、いずれの場
合もこの発明の方法による方が、過渡応答性が大幅に改
善されていることがわかる。なお、第７図（４）ではア
イドル回転速度が目標値Ｎ７に整定しない。

第１１図はクラッチ接続時（時刻ｔ。で半クラツチ接続
）のアイドル回転速度Ｎの過渡応答を示し、（Ａは最適
ゲインの切替え全ぜず（Ｃ小さな最適ゲインで制御した
場合、（Ｅ）はこの発明の方法により、車速か２Ｋｍ／
ｈ以下の時刻ｔ１ででは犬きｌ最適ゲインで制ｉ′ｉｌ
ｌを行ない、車速か２Ｋｍ／んを越える（すなわち車両
が動き出したとみなされる）時刻ｔ１で最適ゲインを切
シ替え、時刻ｔ１以降は小さな最適ゲインで制御を行な
う場合をそれぞれ示す。

（４）では負荷外乱（クラッチ接続）が加わってからア
イドル回転速度が整定する丑でにかなり時間が掛るが、
（Ｈ）では車両が動き出す以前に大＠な最適ゲインで利
師を行なうために整定時間が短かく、車両が走行し／こ
俊は機関出力のハンチングが生じずに安定な走行が可能
となっている〇 前述したよりに、この発明における内燃機関の′ｆＩｉ
ｌｌ　を抑出力をアイドル回転速度とした時に、制御入
力としては、空気量（葦たは相当量）、点火時期、燃料
供給量（または−１＝目轟量）および排気還流量（また
け相当量）から選択されたいずれか１つまた（グ任葱の
２つ以上の組合や二ヲ用いることができ、上述の人知例
では、バイパス空気量の相当量であるＶＣＭパルプの制
御ンレノイドの駆動パルス幅と点火時期とを制御入力と
する場合について説明した。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明の内燃機関のアイドル回
転速度制御方法によれば、内燃機関のダイナミックなモ
デルに基づく多変数側脚手法を適用してアイドル回転速
度制街を行ない、しかも内燃機関のダイナミックな状１
軒ヲ推定する手順を付加し、なおかつ、状態観測器内の
機関モデルを低次元化したものを用いて計算時間を短縮
し、その近似誤差分は積分動作で吸収するようにしたた
め、アイドル状態で問題となる失火外乱や負荷外乱など
の外乱に対する制御過渡応答全最適にでき、しかも制御
自由度を上げて制御性金高めるために、多変数制御人力
を加えて制御することも容易であり、より安定なアイド
ル回転速度側脚が実現できるという効果が得られる。

そして特に、車速に応じて最適フィードバックゲインを
切９替えて制御することとし、アイドリンク時あるいは
発進時等の強い制御全必四とする時には大きな最適フィ
ードバックゲインを用いて耐ストール性を改善し、ぼた
、アイドル走行（アクセルを踏葦ずにアイドルで走行）
時には小さな最適フィードバックゲインを用いて安定性
（目標値へ移行する場合のアンダシュ−１・やオーバシ
ュート、制御の強ざからくる機関出力のハンチング等）
を増し、アイドリンク時、発進時およびアイドル走行時
全ての場合において最適なアイドル回転速度側脚全行な
うことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の内燃機関のアイドル回転速度制御装置の
構成図、第２図は従来のアイドル回転速度制御方法を示
すフローチャート、第３図はこの発明による内燃機関の
アイドル回転速度制御方法を実現する制御装置の構成図
、第４図は第３図の積分動作とゲインブロックの詳細な
構成図、第５図は第３図の’＋ｆ７１Ｊ　ｉｉｌ、’人
出カと機関の関係を示すブロック図、第６図はこの発明
にょる制御方法を説明ｔ　ルア　Ｃ１−−Ｆ−ヤード、
第７図（４）（Ｂ）はクラッチ接続時の過渡応答の実験
結果を示す図、第８図（，４）　（Ｂ）はクラッチ迩＠
時の過渡応答の実験結果を示す図、第９図（Ａ（５）は
エアコンのオンオフ時の過渡応答の実験結果を示す図、
第１０図（４）（句はコーステイング時の過渡応答の実
験結果を示す図、第１１図（イ）（５）はクラッチを接
続して発進する際に車速に応じて最適フィードバックゲ
インを切シ替えない場合と切り替えた場合の過渡応答の
実験結果を示す図である。 １・・・ＡＡＣバルブ、　　　２・・・ＶＣＭバルブ、
３・・・制ＸＩ　：／　し）イド、　　４・・スロット
ルバルブ、５・・・バイパス、　　７・・・スロットル
バルブスイッチ、８・・・ニュートラルスイッチ、１ｏ
・・水温センサ、１１・・・エアコンスイッチ、 １２・・内燃機関（制御対象）、１３・・・状態観測器
、１４・・・積分動作とゲインブロック、Ｎ・・・アイ
ドル回転速度の実際値、 Ｎｒ・・・　アイドル回転速度の目標値、Ｎ、・・　ア
イドル回転速度の基準設定値、ＳＡ・・アイドル回転速
度の目標値と実際値の偏差、ＰＡ・・・バイパス空気量
全規定する制御ルノイドの駆動パルス幅、 ＪＴ・・・点火時期、ｘ（−ｘ、）用状！甜変数童、Ｘ
　（−Ｚ、　）・・・状、態変数の推定量、Ｋ　、　ｋ
ｉ、　、　ｋｉ／ｊ、・・・最適フィードバックゲイン
。 尾３図 本、４ＮＺＩ ／４ ｒ■１吻−一一一階一一一＝−−−１ 瓦５　図 尾７図 （Ａ） Ｃ８ノ 升Ｍ　　ｔ　　（ｓｅｔ） 第０図 （Ａ） （８） 時聞７５（ｓｅｔ） ＃ｑ図 （Ａ） （８） 家ｌＯ図 （Ａ） （Ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内゛燃機関のアイドル時に、アイドル回転速度の目４５
   値Ｎｒと実際値Ｎの偏差ＳＡ　Ｋ基づいてアイドル回転
   速度をフィードバックｆＢＩＪ＃１１する方法において
   、コントローラに記憶された前記内燃機関のグイナミノ
   クモテルに基づき、前記内燃機関の制御入力前である該
   内燃機関に供給きれる突気型もしくは該突気型に相当す
   る蛍、該内燃機関の点火岡Ｊす」、該内燃機関への燃料
   惧袷童もしくは該燃料供給−クコに相当する菫および該
   内燃機関への排気還流量も１〜〈は該排気還流量（Ｃ相
   当する童から選択されるいずれか１つ葦たは任意の２つ
   以上の組合せと、鈑内燃１幾１関の制御１出力直である
   アイドル回転速）度とから、該内燃イ人間のダイナミッ
   クな内部状、櫟を代表する過当な次数の状悪変ｅ菫へ（
   ｉ＝］、２．・・・＋”）を推定し、該推定された状ｇ
   変数型ｘ、；　（ｚ　＝　１．．２．・・・ｒ　ｎ）と
   前記アイドル回転速度の偏差ＳＡを積分した前とから前
   自己制御人力値を決定し、さらに、前記内燃機関の状態
   が変化した時に該側修入力値を決定する最適フィードバ
   ックゲインを切り賛えてアイドル回転速度を制御すると
   共に、該最適フィードバックゲインの切替えを車速に応
   じて行なうことを％徴とする内ｔ６　’ｒ’＜Ｑ関のア
   イドル回転速度制御方法。