JPS6349061B2

JPS6349061B2 -

Info

Publication number: JPS6349061B2
Application number: JP57227547A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ueno; Tooru Takahashi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-12-28
Filing date: 1982-12-28
Publication date: 1988-10-03
Also published as: JPS59120751A

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、より詳細には、従来一般的な
PID（比例積分微分）制御とは異なり、内燃機関
の内部状態を考慮して機関をダイナミツク（動
的）なシステムとして捕え、内部状態を規定する
状態変数によつて機関の動的な振舞いを推定しな
がら、機関の入力変数を決定する状態変数制御の
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。

（従来技術）従来の内燃機関におけるアイドル回転速度制御
方法としては、例えば第１図に示すようなものが
ある。アイドル回転速度制御用のAACバルブ１
は、VCMバルブ２の制御ソレノイド３の駆動パ
ルス幅P_Aをデユーテイ制御することによつてリ
フト量が変わり、スロツトルバルブ４のバイパス
５を通過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。

コントロールユニツト６は、スロツトルバルブ
スイツチ（アイドルスイツチ）７によるアイドル
（IDLE）信号、ニユートラルスイツチ８によるニ
ユートラル（NEUT）信号、車速センサ９によ
る車速（VSP）信号などによつて機関がアイド
ル状態にあることを検知すると、水温センサ１０
による冷却水温度（T_W）に応じた１次元テーブ
ルルツクアツプによつて、アイドル回転速度の基
本目標値を算出する。そして、エアコンスイツチ
１１によるエアコン（Ａ／Ｃ）信号、ニユートラ
ル（NEUT）信号、バツテリ電圧（V_B）信号な
どに応じた補正を行なつて最終的に算出されたア
イドル回転速度の目標値N_rに対し、機関の実際
のアイドル回転速度Ｎとその目標値N_rとの偏差
SAが小さくなるように制御ソレノイド３のパル
ス幅P_Aを比例、積分（PI）のデユーテイ制御を
して、目標回転速度N_rにフイードバツク制御す
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、このような従来の内燃機関のア
イドル回転速度制御方法にあつては、機関、アク
テユエータおよびセンサの動特性を効果的に用い
たPI制御を行なつている訳ではなく、さらには、
制御手法としてのPI制御は多入出力システムに
対する制御には不向きなものとなつていたため、
機関が他の運転状態からアイドル状態に入る時、
またはアイドル状態から出る時、さらには種々の
負荷外乱が加わつた直後等の、機関がダイナミツ
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う問題があつた。また、他の
制御入力を加えて制御の自由度を上げ、制御性を
高めようとする時には、PI制御の手法では適用
が難しいという問題があつた。

そして特に、予測不可能な空気の持続外乱によ
り、Ｎ＞N_rという状態が継続し、従つて制御入
力量である空気量が非常に少なくなつた状態で、
急にその持続外乱が取り除かれた場合には、機関
回転速度の落込みに対して、制御入力量である空
気の増加が間に合わず、エンストしてしまうとい
う問題があつた。

（発明の目的）この発明は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、機関が他の運転状態からアイ
ドル状態へ入る時、またはアイドル状態から出る
時、さらには負荷外乱が加わつた直後等の、機関
がダイナミツ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
御入力変数を加えて制御自由度を上げ、制御性を
高めることを容易にし、もつてより安定なアイド
ル回転速度制御を行なうことを目的とする。そし
て特に、予測不可能な空気の持続外乱が加わり、
制御入力量である空気量が非常に少なくなつた時
に、その持続外乱が急に取り除かれた場合にも、
機関回転速度の低下を防止し、機関を安定して制
御することを目的とする。

（発明の構成および作用）そこでこの発明の内燃機関のアイドル回転速度
制御方法は、内燃機関のアイドル回転速度の目標
値N_rと実際値Ｎとの間の偏差SAに基づいてアイ
ドル回転速度をフイードバツク制御する方法であ
つて、予め記憶された前記内燃機関のダイナミツ
クモデルに基づき、前記内燃機関の制御入力値と
して該内燃機関に供給される空気量もしくは該空
気量に相当する量、該内燃機関の点火時期、該内
燃機関への燃料供給量もしくは該燃料供給量に相
当する量、および排気環流量もしくは該排気環流
量に相当する量から選択された１つまたは２つ以
上の組合せと、前記アイドル回転速度とから、該
内燃機関のダイナミツクな内部状態を代表する適
当な次数の状態変数量（x_i，ｉ＝１、２、…ｎ）
を推定し、かつ該推定された状態変数量（x^_i，ｉ
＝１、２、…ｎ）と前記偏差SAを積分した量と
から前記制御入力値を決定し、さらに、前記目標
値N_rと前記実際値Ｎとの間に持続外乱による偏
差SAが生じ続けている場合に、該持続外乱が除
かれたときは、前記状態変数量（x_i，ｉ＝１、
２、…ｎ）と前記偏差SAを積分した量とに零の
初期値を与え、かつ前記制御入力値に、前記偏差
SAを零としたときの初期値を与えることを特徴
とするものである。この制御手法は、従来一般的
なPID制御に代わり、多数の入出力変数を総合的
に制御する多変数制御の手法を用いるものであ
る。そして特に、予測不可能な空気の持続外乱に
よりＮ＞N_rとなり、制御入力値が上限値または
下限値のどちらかにはりついた状態で、その持続
外乱が急に取り除かれた場合に、ある条件で制御
入力値を機関回転速度が上昇する方向に初期値を
与えることを特徴とするものである。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第３図は、この発明による内燃機関のアイドル
回転速度制御方法の一実施例を実現する装置の構
成図である。

同図において、１２は制御対象である内燃機関
で、アイドル回転速度制御の他、空燃比フイード
バツク制御を含む燃料噴射制御その他を行なつて
いる。制御対象１２の制御出力をアイドル回転速
度とした場合、制御入力としては、空気量（また
は相当量）、点火時期、燃料供給量（または相当
量）および排気還流量（または相当量）のうちの
いずれか１つまたは任意の２つ以上の組合せをと
り得る。本実施例では、２制御入力として、アイ
ドル時のバイパス空気量を調整するためのVCM
バルブ２の制御ソレノイド（第１図）を駆動する
パルス幅P_A（すなわちバイパス空気量に相当する
量）と点火時期IT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、制御対象である機関１２のダイナミツ
クモデルを記憶していて、上記３つの制御入出力
情報P_A，IT，Ｎから機関のダイナミツクな内部
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（例えば４
つの量x₁，x₂，x₃，x₄のベクトル表示）の推定値
x^を計算する。

状態観測器１３は制御対象である機関をシミユ
レーシヨンするもので、ダイナミツクな内部状態
を状態変数ｘ（ｎ次のベクトルx₁〜x_o）で代表す
る。制御対象である機関１２の内部状態を表わす
状態変数は、具体的には例えばインテークマニホ
ールドの絶対圧や吸入負圧、実際にシリンダに吸
入された空気量、燃焼の動的挙動、機関トルク等
が挙げられる。これらの値をセンサにより検出で
きれば、その検出値を用いることによつて、動的
な振舞いを把握し、制御に用いることによつて制
御をより精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を検出できる実用的セン
サはあまり存在しない。そこで機関の内部状態を
状態変数ｘで代表させるが、但し状態変数ｘは実
際の内部状態を表わす種々の物理量に対応させる
必要はなく、全体として機関をシミユレーシヨン
させるものである。状態変数ｘの次数ｎは、ｎが
大きい程シミユレーシヨンが精確になるが、反面
計算が複雑になる。そこで、モデルとしては低近
似されたものを使用し、近似誤差または機関固体
差による誤差を積分動作で吸収する。この発明に
おける２入力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
ツクで、機関回転速度の指定された目標値N_r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ｘから、２つの
制御入力P_AとITの値を計算する（第５図参照）。
そして、上記状態観測器１３と積分動作とゲイン
ブロツク１４とでコントローラを構成する。

次に作用を説明する。

制御対象である機関１２は２入力１出力システ
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線形近似された伝達関数行列
Ｔ（ｚ）から、制御対象１２のダイナミツクな内
部状態を推定することが可能である。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、制御対象１２の伝達関数
行列Ｔ（ｚ）が実験的に求まり、Ｔ（ｚ）＝〔T₁（ｚ） T₂（ｚ）〕 (1) となる。但し、ｚは入出力信号のサンプル値のｚ
−変換を示し、T₁（ｚ）とT₂（ｚ）は例えばｚの
２次伝達関数である。

入力、出力および伝達関数T₁（ｚ），T₂（ｚ）の
関係を示す制御対象（機関）１２のモデル構造を
第４図に示す。但し、入出力はそれぞれ基準設定
値からのズレδP_A，δIT，δNを用いている。

この伝達関数行列Ｔ（ｚ）から、次の様に状態
観測器１３を構成することができる。

先ず、Ｔ（ｚ）から機関の動的な振舞いを記述
する状態変数モデルｘ（ｎ）＝Ax（ｎ−１）＋Bu（ｎ−１） (2) ｙ（ｎ−１）＝Cx（ｎ−１） (3) を導く。ここで、各量のカツコ内の（ｎ）は現時
点を、また（ｎ−１）は１つ前のサンプル時点を
表わす。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、制御ソレノイド３のパルス幅
δP_A（ｎ−１）と点火時期δITを要素とする。すな
わちｕ（ｎ−１）＝〔δP_A（ｎ−１） δIT（ｎ−１）〕 (4) また、ｙ（ｎ−１）は制御出力で、制御入力ベク
トルと同様に、ある基準回転速度N_a（例えば
650rpm）からの摂動分を表わすδN（ｎ−１）を
要素とする。すなわち、ｙ（ｎ−１）＝δN（ｎ−１） (5) ｘ（・）は状態変数ベクトルであり、行列Ａ，Ｂ，
Ｃは伝達関数行列Ｔ（ｚ）の係数から決まる定数
行列である。

ここで、次のようなアルゴリズムを持つ状態観
測器を構成する。

x^（ｎ）＝（Ａ−GC）x^（ｎ−１）＋Bu（ｎ−１）＋Gy（ｎ−１） (6) ここに、Ｇは任意に与えられる行列で、x^（・）
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、〔Ｘ（ｎ）−x^（ｎ）〕＝（Ａ−GC）〔ｘ（ｎ−１）−x^（ｎ−１）〕 (7) となり、行列（Ａ−GC）の固有値が単位円内に
あるようにＧを選べば、ｎ→大でｘ（ｎ）→ｘ（ｎ） (8) となり、内部状態変数量ｘ（ｎ）を入力ｕ（・）と
出力ｙ（・）から推定することができる。また、
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可能で、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された状態変数ｘ（・）と、
目標回転速度N_rと現在の実際の回転速度Ｎ（・）
との偏差SA＝（N_r−Ｎ（・））の情報を用いて、
制御入力である制御ソレノイド３の駆動パルス幅
P_Aの基準設定値（P_A）_aからの線形近似が成り立
つ範囲内での増量分δP_A（・）と、点火時期の基
準設定値からの線形近似が成り立つ範囲内での増
量分δIT（・）を決定し、機関のアイドル回転速
度Ｎの最適レギユレータ制御を行なう。レギユレ
ータ制御とは、アイドル回転速度Ｎを一定値であ
る目標回転速度N_r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Ｉ（積分）動
作を付加しているが、ここではＩ動作を含めての
最適レギユレータ制御を行なう。

この発明の制御対象である機関は、前述したよ
うに２入力１出力システムであり、これを最適に
レギユレータ制御するものであるが、一般的な多
変数システムの最適レギユレータ制御アルゴリズ
ムは、例えば古田勝久著「線形システム制御理
論」（昭和51年）昭晃堂その他に説明されている
ので、ここでは詳細な説明は省略する。結果のみ
を記述すると、いま、 δu（ｎ）＝ｕ（ｎ）−ｕ（ｎ−１） (9) δe（ｎ）＝N_r−Ｎ（ｎ） (10) とし、評価関数Ｊを、Ｊ＝_∞ 〓^k=0 〔δe(k)²＋δu^t(k)Rδu(k)〕 (11) とする。ここでＲは重みパラメータ行列、ｔは転
置を示す。ｋは制御開始時点を０とするサンプル
回数で、(11)式の右辺第２項はＲを対角行列とする
と(9)式の２乗を表わす。またこの項は(9)式のよう
な制御入力の差分の２次形式としているが、これ
は第５図に示すようにＩ動作を付加したためであ
る。(11)式の評価関数Ｊを最小とする最適制御入力
u〓(k)は、となる。(12)式でＫ＝−（Ｒ＋^tＰ）^-1 ^tＰ（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、のリカツテイ（Riccati）方程式の解である。

(11)式の評価関数Ｊの意味は、制御入力ｕ（・）
の動きを制約しつつ、制御出力ｙ（・）であるア
イドル回転速度Ｎの目標値N_rからの偏差SA（回
転変動）を最小にしようと意図したもので、その
制約の重みづけは重みパラメータ行列Ｒで変える
ことができる。従つて、適当なＲを選択し、アイ
ドル時の機関のダイナミツクモデル（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
ピユータに記憶し、アイドル回転速度の目標値
N_r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ｘ(k)から、(12)式によつて最適制御入力
値u^*(k)を簡単に決定することができる。また前
述したように、機関のダイナミツクな状態変数の
推定値ｘ(k)を求めるには、行列Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇの
値をマイクロコンピユータに記憶しておき、(6)式
により計算すればよい。

特に、予測不可能な空気の持続外乱が加わり、
機関回転速度の実際値Ｎ＞目標値N_rの状態が継
続し、制御入力値であるバイパス空気量が非常に
少なくなり、点火時期も機関回転速度低下の方向
（遅角側）に動いた状態で、その持続外乱が急に
取り除かれた場合、制御入力値である空気量およ
び点火時期が急には機関回転速度上昇の方向に動
かないため、従つて機関回転速度が低下し、エン
ストしてしまうことがある。

例えば、エンジン始動時には、AACバルブ１
で制御されるバイパス空気量だけでは、機関回転
速度を高めることができないため、エアレギユレ
ータを取り付け、スロツトルバルブ４（第１図）
を開け、時間経過により徐々に空気量を減じてい
く。この場合に、スロツトルバルブ４で供給され
た外乱空気量とアイドル回転速度制御でVCMバ
ルブ２で供給される空気量との和が、機関に供給
される総空気量となつている。この時、スロツト
ルバルブ４で供給される空気量が、水温T_W等で
求めた目標回転速度N_rで機関を運転するのに十
分な量である場合、N_r＜Ｎとなり、アイドル回
転速度制御にあつては、当然VCMバルブ２を全
閉、すなわち制御入力である空気量を最少にして
しまう。

この状態でエアレギユレータが急に閉じた場
合、VCMバルブ２が全閉に近い状態となつてい
るため急に機関回転速度が低下してN_r＞Ｎとな
り、バイパス空気量および点火時期を増す方向に
制御が開始されるが、N_r＜Ｎの状態が続いてい
る時間が長い場合、積分要素を吐き出して行くま
でに時間が掛かり、N_r＞Ｎの状態が続き、エン
ストし易い状態となる。

また、アイドル判定に使用するスロツトルバル
ブスイツチ７（第１図）には不感帯があり、車両
停止時にスロツトルバルブスイツチ７が切れない
程度にアクセルペダルに足を乗せ、スロツトルバ
ルブ４が開いた状態が続いた場合にも、上述した
始動時と同様のことが起こり、その状態でアクセ
ルを離すと、スロツトルバルブ４により供給され
ていた空気が急に無くなり、またこの時点火時期
を遅角されており、機関回転速度が急に低下し、
最悪の場合はエンストしてしまう。

従つて、以上詳述したような状態を検知したな
ら、機関のダイナミツクな内部状態を代表する状
態変数量の推定値x^（＝x^_i）に初期値を与え、積分
（Ｉ）分（_k 〓ⁱ⁼⁰ 〔N_r−Ｎ(j)〕）をキヤンセルすると
同時に制御入力値である空気量を増加させ、かつ
同時に点火時期も進角側にする。

以上のアイドル回転速度制御の手順を示したの
が、第６図である。手順を説明すると、ステツプ
３０では、エアコンのオン−オフ状態、水温T_W
の値等によりアイドル回転速度の目標値N_rを決
める。ステツプ３１では、実際の回転速度Ｎが
650rpm以下かどうかを判定し、以下であれば、
ステツプ３２で空気量と点火時期（すなわち制御
入力）の値が下限値（最小値）かどうかを判定
し、下限値ならステツプ３３で状態推定値x₁，
x₂，x₃，x₄および積分要素DUNをそれぞれ０に
し、制御入力値を機関回転速度を650rpmに保つ
ために必要な値とする。ステツプ３４では、アイ
ドル回転速度の目標値N_rと実際値Ｎの偏差SAを
計算する。ステツプ３５では、制御を始めてから
前の周期までの回転速度の偏差SAを加算してい
て、結果をDUNというレジスタに移す。ステツ
プ３６では、回転速度の実際値Ｎの基準設定値
N_a（例えば650rpm）からのズレδNを計算する。
ステツプ３７では、前の制御周期で推定された機
関のダイナミツクな内部状態を表わす状態変数量
x^* ₁〜x^* ₃（前回計算値）と、計算された制御入力値
δP_AおよびδITと、さらに制御出力値であるδNと
を重みづけ加算して各状態変数量x₁〜x₄を計算す
る。但し(6)式の行列（Ａ−GC）は、の形で、有限整定オブザーバを形成した例であ
る。なお、（Ａ，Ｂ，Ｃ）は可観測正準形を用い
ている。

ステツプ３８では、推定された機関のダイナミ
ツクな内部状態変数量x₁〜x₄とDUNに最適ゲイ
ンＫの要素kijを乗じて加算し、基準設定値（P_A）
_aおよびIT_aに対し制御入力値をどれだけ増量する
かを計算する。

第６図の係数bij、gi、kij等は、予め求めてお
いてマイクロコンピユータ等に記憶しておく。

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制御とこの発明によ
る多変数制御とで比較したのが第７図Ａ，Ｂない
し第１０図Ａ，Ｂである。

第７図Ａ，Ｂはクラツチ接続時（t₀点で半クラ
ツチ接続、但しブレーキを踏んでいる）のアイド
ル回転速度Ｎの過渡応答を示し、Ａは従来のPI
制御、Ｂはこの発明の多変数制御の場合である。
第８図Ａ，Ｂはクラツチ遮断時（t₀点で遮断）の
過渡応答を示し、Ａは従来方法、Ｂはこの発明の
方法の場合である。第９図Ａ，Ｂはエアコンをオ
ンし、目標アイドル回転速度を800rpmに移行し
た場合、およびエアコンをオフし、目標アイドル
回転速度を650rpmに戻した場合の過渡応答を示
し、Ａは従来方法、Ｂはこの発明の方法の場合で
ある。第１０図Ａ，Ｂは無負荷高回転状態から目
標値650rpmにコーステイングする場合の過渡応
答を示し、Ａは従来の方法、Ｂはこの発明の方法
の場合である。第７図Ａ，Ｂないし第１０図Ａ，
Ｂから明らかなようにいずれの場合もこの発明に
よる方法によつて、過渡制御性が大幅に改善され
ていることが判る。なお第７図Ａではアイドル回
転速度が目標値に整定しない。

第１１図Ａ，Ｂおよび第１２図Ａ，Ｂは、予測
不可能な空気の持続外乱が加わつた場合で、第１
１図Ａ，Ｂは始動時のアイドル回転速度と空気量
と点火時期の動きを、第１２図Ａ，Ｂはアクセル
足乗せの場合のアイドル回転速度と空気量と点火
時期の動き（時刻t₀でアクセルを完全に離した場
合）を、それぞれ示し、Ａは従来の方法、Ｂはこ
の発明の方法の場合である。図から明らかなよう
に、いずれの場合もこの発明による方法によつ
て、回転速度の落込みや整定時間等の制御性が改
善されていることがわかる。なお、第１２図Ａで
は整定までに45秒程度を要している。

前述したように、この発明における内燃機関の
制御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（または相当量）、点火時期、
燃料供給量（または相当量）および排気還流量
（または相当量）から選択されたいずれか１つま
たは任意の２つ以上の組合せを用いることがで
き、上述の実施例では、バイパス空気量の相当量
であるVCMバルブの制御ソレノイドのパルス幅
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、この発明によれば、内燃
機関のダイナミツクなモデルに基づく多変数制御
手法を適用してアイドル回転速度制御を行ない、
しかも内燃機関のダイナミツクな状態を推定する
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を最適
にでき、しかも制御自由度を上げ制御性を高める
ために多変数制御入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制御が実
現できるという効果が得られる。

そして特に、予測できない空気の持続外乱によ
りアイドル回転速度の実際値Ｎ＞目標値N_rとな
り続け、その外乱が急に除かれた場合、機関のダ
イナミツクな内部状態を代表する状態変数量x^_iに
初期値を与え、また、積分要素をキヤンセルする
と同時に、制御入力値である空気量を増加させ、
また点火時期も進角側にするようにしたため、機
関回転速度の低下または最悪の場合の機関停止と
いうことを防止でき、より安定なアイドル運転を
実現する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ヤート、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
制御入出力と機関の関係を示すブロツク図、第５
図は第３図の積分＋ゲインブロツクの詳細を示す
図、第６図はこの発明による制御方法を説明する
フローチヤート、第７図Ａ，Ｂはクラツチ接続時
の過渡応答の実験結果を示す図、第８図Ａ，Ｂは
クラツチ遮断時の過渡応答の実験結果を示す図、
第９図Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂは機関の始動時の過渡応答の実験結果を
示す図、第１２図Ａ，Ｂはアクセル足乗せ時にア
クセルを急に離した時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…
…制御ソレノイド、４……スロツトルバルブ、５
……バイパス、７……スロツトルバルブスイツ
チ、８……ニユートラルスイツチ、１０……水温
センサ、１１……エアコンスイツチ、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ツク、N_r……アイド
ル回転速度の目標値、Ｎ……アイドル回転速度の
実際値、N_a……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、P_A……バイパス空気量を規定する制御ソレ
ノイドの駆動バイパス幅、IT……点火時期、x_i…
…状態変数量、x^* _i……前の制御周期での状態変
数量、x^_i……状態変数の推定量。

Claims

【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
の目標値N_rと実際値Ｎとの間の偏差SAに基づい
て、アイドル回転速度をフイードバツク制御する
内燃機関のアイドル回転速度制御方法において、
予め記憶された前記内燃機関のダイナミツクモデ
ルに基づき、前記内燃機関の制御入力値として該
内燃機関に供給される空気量もしくは該空気量に
相当する量、該内燃機関の点火時期、該内燃機関
への燃料供給量もしくは該燃料供給量に相当する
量、および排気環流量もしくは該排気環流量に相
当する量から選択された１つまたは２つ以上の組
合せと、前記アイドル回転速度とから、該内燃料
機関のダイナミツクな内部状態を代表する適当な
次数の状態変数量（x_i，ｉ＝１、２、…ｎ）を推
定し、該推定された状態変数量（x^_i，ｉ＝１、
２、…ｎ）と前記偏差SAを積分した量とから前
記制御入力値を決定し、さらに、前記目標値N_r
と前記実際値Ｎとの間に持続外乱による偏差SA
が生じ続けている場合に、該持続外乱が除かれた
ときは、前記状態変数量（x_i，ｉ＝１、２、…
ｎ）と前記偏差SAを積分した量とに零の初期値
を与え、かつ前記制御入力値に、前記偏差SAを
零としたときの初期値を与えることを特徴とする
内燃機関のアイドル回転速度制御方法。