KR100284795B1 - 엔진의 공회전 속도 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공회전 중에 저해 요인(에어컨의 가동 등)에 의해 엔진 속도가 감소(또는 엔진 정지)되는 것을 방지한다. 공회전 제어 중에, 목표 공회전 속도가 흡입 공기량을 산출하기 위해 실제 엔진 요소 대신에 엔진 속도 변수로서 사용되어서, 엔진 속도가 장시간의 저해 요인에 의해 감소되지 않도록 한다. 또한, 목표 발생 토오크는 목표 공회전 속도를 유지하도록 설정될 수 있다.

Description

엔진의 공회전 속도 제어 장치

본 발명은 엔진 공회전 속도 제어 장치에 관한 것이다.

먼저, 정상 상태(즉, 비 공회전 운전 상태)의 엔진 제어를 설명하겠다.

엔진 제어 장치(이하, 엔진 토오크 요구 시스템(engine torque demand system ; ETD 시스템)으로 칭함)는 운전자의 가속 조작, 외부 부하 등에 따라서 필요한 목표 토오크를 산출하고, 또한 엔진이 목표 토오크를 발생하도록 제어하기 위하여 안출되었다.

예를 들면, 일본국 특허 공개 제 1-313636 호는 가속 조작량, 엔진 속도 및 외부 부하에 따라서 엔진 목표 토오크를 산출하고, 또한 이 목표 토오크에 따라서 연료 분사량과 공급 공기량을 제어하도록 설계된 엔진 토오크 요구 시스템을 개시하고 있다.

이러한 토오크 요구 방식의 엔진 제어 장치는 필요한 출력 토오크(가속 페달을 누르는 정도에 따라 결정됨)에 엔진 및 파워 트레인 시스템(power train system) 내의 손실로서 나타나는 마찰 토오크와 같은 손실 부하 토오크를 추가하여 목표 발생 토오크를 산출하며, 또한 이 목표 발생 토오크를 실현하기 위해 연료 분사량과 공급 공기량을 제어한다.

이 토오크 요구 시스템은 차량의 제어에 직접 작용하는 물리량인 엔진의 토오크를 제어의 기준치로서 사용함으로써 운전성을 향상시킨다.

직접 분사 가솔린 엔진(연료를 연소실내에 직접 분사함)에 대한 제어 시스템은 일본국 특허 공개 제 63-159614 호에 개시되어 있다. 이 시스템은 연비를 향상시키기 위하여 저속, 저 부하의 운전 영역에서는 공연비가 약 40 내지 50 정도인 극희박 연소를 행하며, 부하 또는 속도가 증가함에 따라 연속적 또는 단계적 방식으로 공연비를 진하게 하도록 설계되어 있다. 설정 공연비는 운전 조건에 따라 반드시 일정치로 결정되지는 않는다. 예를 들면, 성층 혼합 가스의 희박 연소가 곤란한 때, 즉 엔진이 차가울 때의 운전시에는 공연비를 이론 공연비의 부근에 설정하는 것도 고려할 수 있다.

공연비가 이러한 방식으로 크게 변화하는 엔진의 경우에, 발생 토오크와 흡입 공기량 사이의 직접적인 관계는 없어진다. 발생 토오크를 제어해야 할 경우에, 설정 공연비에 따라서 흡입 공기량을 제어하는 것이 필요하다.

즉, 차량의 운동이나 공회전시의 회전속도를 제어하기 위하여 이러한 엔진의 발생 토오크를 제어하는 적당한 방법은, 발생 토오크와 직접 관계없는 공기량을 직접 제어하지 않는 대신에, 먼저 목표치를 목표 발생 토오크와 같은 중간 변수로서 설정한 다음, 목표를 실현하는 조작 변수(흡입 공기량 및 연료 분사량)를 결정하는 것이다. 엔진 토오크 요구 제어를 채용한 엔진 제어 장치에 대해서는 더 많은 주의를 해야 한다.

한편, 엔진 제어 시스템은 공회전 운전 및 비 공회전 운전에 대하여 완전히 다른 제어 방법을 선택적으로 사용하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 엔진 토오크 요구 제어는 비 공회전 운전에 대하여 사용될 수 있으며, 몇몇 다른 종류의 제어 방법은 공회전 운전에 대하여 사용될 수 있다. 그러나, 제어 방법들 사이의 전이는 공회전 상태와 비 공회전 상태 사이에서 어떻게 원활히 전이할 것인가에 관한 곤란한 문제를 내포한다.

차량이 공회전 운전 상태이면, 공회전 상태의 발생 토오크는 비교적 큰데, 예를 들어 운전자가 가속 페달을 약간만 눌러도 제어 기술은 공회전 제어에서 비 공회전 제어로 바뀔 것이며, 이 상태에서 소정의 발생 토오크가 생성될 것이다. 그러나, 이러한 소정의 발생 토오크는 제어 기술의 서로 상이함으로 인하여 공회전 제어 기술에 의해 지시되는 발생 토오크보다 더 작을 수도 있다. 이 경우에, 가속 페달을 약간만 눌러도, 차량 속도는 운전자의 의도와는 반대로 감소하여 매우 부자연스런 체감을 유발한다.

발명자들은 차량이 공회전 상태이거나 또는 비 공회전 상태인 것에 관계없이 엔진 제어 시스템이 토오크 요구 제어의 동일한 기본 제어 기술을 사용하도록 구성하여 운전성을 향상시키는 것이 바람직하다는 것을 인식하였다. 그러나, 발명자들이 인식한 바와 같이, 공회전 운전과 비 공회전 운전 모두에 대해서 토오크 요구 제어를 사용하는 것에는 많은 문제가 있다.

상기한 일본국 특허 공개 제 1-313636 호에 있어서, 공급 공기량을 제어하는 드로틀 개도(θ_o)는 도1(엔진 속도(Ne)에 대한 목표 토오크(To)를 도시함)에 도시된 바와 같은 특성으로 설정된다. 도1의 특성에 의하면, 목표 토오크(To)가 일정하다면, 드로틀 개도는 엔진 속도(Ne)가 증가함에 따라 증가한다. 이것은, 동일한 드로틀 개도 상태에서, 토오크는 엔진 속도가 증가함에 따라 증가함을 의미한다. 이것은 보통의 엔진의 특성과 동일하다.

요구 출력 토오크에 추가되는 손실 부하 토오크의 일례로서, 엔진 마찰 및 펌핑(pumping) 손실과 같은 엔진의 내부 손실을 들 수 있다. 도2의 실례에 의해 도시된 특성은 부하 토오크가 정상 엔진 속도의 영역에서 엔진 속도의 감소에 따라 감소하는 것을 나타낸다. 도2는 피스톤 및 캠에 의한 마찰 손실과, 냉각수 펌프 및 오일 펌프와 같은 펌프의 부하를 함께 도시한다. 또한, 다른 부하도 거의 유사한 경향을 갖는다. 전체적으로, 부하 토오크는 엔진 속도의 감소에 따라 일반적으로 감소한다.

그러므로, 토오크 요구 시스템에서의 제어 시스템은 본질적으로 도1의 특성과 같은 특성을 갖도록 구성된다.

주행 중에, 필요한 토오크에 응답하여, 엔진 토오크 요구 시스템은 엔진 속도에 따라서 드로틀을 개방하며, 또한 엔진 속도가 증가함에 따라 공급 공기량을 증가시킨다.

연소실 내에 형성된 혼합 가스의 공연비가 일정하면(예를 들어, 이론 공연비에 있음), 발생 토오크는 실린더로 흡입되는 공기의 질량(실린더에 대한 공기 질량)에 거의 비례한다. 그러므로, 엔진 속도의 변화에 상관없이 동일한 토오크를 발생시키기 위해 엔진 속도에 비례하는 흡입 공기량(단위 시간당 유동량)을 공급하는 것이 필요하다. 따라서, 엔진 속도의 증가에 따라 드로틀을 개방하는 공기량 조작은 타당하다.

그러나, 정상 운전 상태 외에, 엔진이 정지하는 것을 방지하기 위해 엔진 속도가 저속으로 유지되는 공회전 상태가 있다. 이 공회전 상태에서는, 정상 운전에 대한 토오크 요구 제어가 공회전에 적용되는 다음과 같은 문제가 있다.

공회전 운전 중에, 부하가 몇몇 종류의 저해 요인(중립에서 구동으로의 변속, 에어컨의 가동, 및/또는 후방 디포거(defogger)의 가동에 의한)에 의하여 증가하여 엔진속도가 감소한다면, 토오크 요구 제어는, 도1의 특성에 분명히 나타난 바와 같이, 목표 토오크가 일정하더라도 드로틀을 폐쇄시키는 방향으로 작용한다. 즉, 회전이 감소하였으므로 속도를 다시 증가시키기 위해 공기량을 증가시킬 필요에도 불구하고, 시스템은 공회전 상태에서 공기량을 감소시켜 상기 요구에 반대로 작용한다.

그래서, 발명자들이 인식한 바와 같이, 공회전시, 부하가 몇몇 종류의 저해 요인으로 인해 증가하여 엔진 속도가 감소한다면, 종래의 토오크 요구 시스템은 감소된 엔진 속도에 따라서 목표 발생 토오크를 감소시킨다. 즉, 엔진 속도의 회복이 요구되지만, 종래의 제어는 발생 토오크를 감소시키는 방향으로 작용하여 엔진 속도의 회복이 실현될 수 없다.

본 발명의 목적은 정상 상태 및 공회전 상태 중에 모두 향상된 작동을 하는 엔진 제어 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 하나의 목적은 정상 상태 및 공회전 상태 중에 모두 운전자의 기대에 따라 작동하는 엔진 제어 시스템을 제공하는 것이다.

도1은 엔진 토오크 요구 제어 특성의 일례를 도시하는 특성도.

도2는 엔진 속도에 대한 마찰 토오크의 특성을 도시하는 특성도.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하나의 구성을 도시하는 기능 블록 선도.

도4는 본 발명의 제2 실시예에 대한 시스템 구성을 도시하는 구성도.

도5는 제2 실시예의 목표 토오크 산출부에 대한 순서도.

도6은 제2 실시예의 제1 목표 토오크 산출부에 대한 순서도.

도7은 제2 실시예의 제2 목표 토오크 산출부에 대한 순서도.

도8은 제2 실시예의 제3 목표 토오크 산출부에 대한 순서도.

도9는 제1 목표 토오크를 산출하기 위한 특성도.

도10은 목표 엔진 공회전 속도가 냉각수 온도에 따라 변화하는 것을 도시하는 특성도.

도11은 제2 실시예에 대한 목표 드로틀 개도(opening degree)를 산출하기 위한 순서도.

도12는 설정 공연비 맵(map)의 특성도.

도13은 목표 흡입 공기량으로부터 목표 드로틀 개도를 산출하기 위한 특성도.

도14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전이 상태 중의 목표 엔진 속도를 도시하는 특성도.

도15는 본 발명의 제4 실시예의 기능 블록 선도.

도16은 본 발명의 제4 실시예의 변경된 기능 블록 선도.

도17은 본 발명의 제5 실시예에 따른 제1 목표 토오크 산출부에 대한 순서도.

도18은 제5 실시예에 따른 엔진 부하 산출부에 대한 순서도.

도19는 제5 실시예에 따른 다른 하나의 엔진 부하 산출부에 대한 순서도.

도20은 제5 실시예에 따른 목표 발생 토오크 실현부에 대한 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101 : 엔진 속도 센서

102 : 목표 토오크 산출부

103 : 흡입 공기량 제어부

104 : 제어 목표량 산출부

105 : 공회전 속도 제어부

106 : 변경부

1101 : 제1 목표 토오크 산출부

1102 : 엔진 부하 산출부

1103 : 제2 목표 토오크 산출부

1104 : 목표 발생 토오크 산출부

1105 : 목표 발생 토오크 실현부

1106 : 공회전 속도 제어부

1107 : 변경부

본 발명에 따르면, 운전자의 의도와 기대에 따라서 토오크를 제공하며 또한 정상 운전 중에 편안한 운전성을 제공한다. 동시에, 공회전 운전 중에, 엔진 토오크 요구 제어의 방식이 계속된다. 그러므로, 본 발명은 공회전 상태와 비 공회전 상태 사이에서 전이 중에도 제어의 연속을 보장하여, 전이 단계의 차이로 인한 운전성에 있어서의 여러 가지 문제들을 회피한다.

본 발명에 있어서, 운전자는, 예를 들어, 에어컨을 가동시킬 때 공회전 속도의 감소(또는 엔진 정지)를 경험하지 않게 될 것이다. 본 발명에 따른 공회전 제어 중에, 흡입 공기량에 대한 제어 목표량의 산출은 목표 공회전 속도가 유지되도록 하기 위하여 실제 엔진 속도 대신에 목표 공회전 속도에 근거한다. 또한, 목표 발생 토오크는 목표 공회전 속도를 유지하도록 설정될 수 있다. 이 설계는, 증가된 부하 형태의 저해 요인이 발생될 때, 흡입 공기량에 대한 제어 목표량이 감소되는 것을 방지한다. 그래서, 이 설계는 향상된 공회전 제어 및 엔진 토오크 요구 제어를 모두 실현한다.

본 발명은 도면을 참조하면서 이하에서 보다 상세하게 설명될 것이다.

(제1 실시예)

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 엔진 공회전 속도 제어 장치를 나타낸 것이다. 이장치는 실제 엔진 회전 속도를 검출하기 위한 엔진 회전 속도 센서(101)를 포함한다. 목표 토오크 산출부(102)는, 예를 들어, 도1 및 도2에 도시된 바와 같은 맵을 사용하여 엔진에 의해 발생되는 목표 토오크를 산출한다. 흡입 공기량 제어부(103)는 흡입 공기량을 원하는 제어 목표량으로 제어한다. 제어 목표량 산출부(104)는 흡입 공기량 제어부에 공급되는 제어 목표량을 산출한다. 흡입 공기량(Qa) 형태의 제어 목표량은 (1) 엔진 속도(비 공회전 운전 중의 실제 엔진 속도 및 공회전 중의 목표 공회전 속도)와, (2) 공연비(도12의 맵과 같은 맵을 사용하여 계산됨)와, (3) 요구 연료량(토오크와 연료량 사이의 관계가 거의 비례 관계인 사실에 근거하여 계산된 것임)과, (4) 계수를 곱함으로써 얻어진다. 공회전 속도 제어부(105)는 실제 엔진 속도를 소정의 목표 공회전 속도로 하기 위하여 피드백 제어(PI 제어(이하에서 설명함) 등)를 실행한다. 변경부(106)는 공회전 제어 중의 실제 엔진 속도 대신에 목표 공회전 속도를 제어 목표량 산출부에 입력되는 엔진 속도 변수로서 제공한다.

본 명세서에 개시된 " ∼ 부"들은 하드웨어나 소프트웨어 또는 양자의 결합체(적당한 프로세서가 이하에 열거됨)로 구현된다.

목표 토오크 산출부(102)는 운전자의 가속 조작 및 마찰 손실과 같은 다른 요구에 따라서 정상(즉, 비 공회전) 운전 상태에서 목표 토오크를 결정한다. 다음, 엔진 속도 센서(101)에 의해 검출된 실제 엔진 속도 및 목표 토오크에 따라서 제어 목표량(흡입 공기량)은 제어 목표량 산출부(104)에서 결정되어, 흡입 공기량 제어부(103)(드로틀 밸브와 같은 구성 요소를 포함함)가 흡입 공기량을 제어한다. 또한, 연료 분사량도 목표 토오크에 따라서 결정된다.

공회전 운전 중에, 공회전 속도 제어부(105)는 실제 엔진 속도를 목표 공회전 속도로 하기 위하여 피드백 제어를 수행한다. 공회전 제어 중에, 변경부(106)를 통해서 제어 목표량(흡입 공기량)을 산출하는 제어 목표량 산출부(104)에 목표 공회전 속도를 입력함으로써, 목표 공회전 속도는 실제 엔진 속도 대신에 엔진 속도 변수로서 사용된다.

그래서, 제1 실시예에 있어서, 몇몇 종류의 저해 요인에 의해 부하가 증가하여 실제 엔진 속도가 감소하더라도, 제어 목표량(흡입 공기량)은 감소되지 않는다. 따라서, 공회전시 필요한 흡입 공기량은 목표 공회전 속도를 유지하도록 제공된다.

(제2 실시예)

도4 내지 도13은 본 발명의 제2 실시예를 설명하기 위해 사용될 것이다. 이 실시예에 있어서, 흡입 공기와 목표 토오크는 모두, 공회전 중에, 목표 공회전 속도에 근거하여 설정된다.

도4에 도시된 바와 같이, 실린더(9)는 실린더 블록(8) 내에 형성되며, 연소실(10)은 실린더(9) 내에 미끄럼가능하게 끼워 맞춰진 피스톤(11)에 의해 형성된다. 흡입구(6)와 배출구(7)는 연소실(10)에 연결된다. 흡입 밸브(13)와 배출 밸브(14)는 각각의 흡입구와 배출구를 개방하고 또한 폐쇄하기 위해 마련된다. 실린더(9)의 상부에는 연료를 연소실(10) 내로 직접 분사하기 위하여 전자식 연료 분사 밸브(15)가 설치된다. 흡입 공기 통로(5)는 흡입 콜렉터(collector)부(5a)를 통해서 흡입구(6)의 하류측에 연결된다. 점화 플러그(16)는 실린더의 정상부에 마련된다.

도시된 장치는 연료 분사 밸브(15)가 연료를 연소실(10) 내로 직접 분사하는 직접 분사 방식의 가솔린 엔진을 형성한다. 그러나, 본 발명은 연료 분사 밸브가 흡입구(6) 내에 배치되는 흡입구 분사 가솔린 엔진에도 적용할 수 있다.

제어 장치(19)는 엔진의 운전을 제어하기 위해 제공된다. 제어 장치(19)는 하드웨어나 소프트웨어 또는 양자의 결합체(적당한 프로세서의 한 방식이 이하에 열거됨)의 형태로 본 명세서에 개시된 " ∼ 부"들을 포함한다. 제어 장치(19)로부터의 명령 신호에 응답하여, 연료 분사 밸브(15)는, 예를 들어, 비교적 고부하 영역에서는 흡입 행정 중에 연료를 분사함으로써 균일한 혼합 가스를 발생시키며, 또한 저부하 영역에서는 압축 행정 중에 연료를 분사함으로써 연소실 내에 불균일하게 분포된 성층 혼합 가스를 발생시킴으로써 희박 연소를 실현한다.

공기 유량계(1)(예를 들어, 열선식 공기 유량계)는 흡입 공기량(Qair)을 검출하기 위하여 흡입 통로(5) 내에 마련된다. 드로틀 밸브(4)는 흡입 통로(5)의 흡입 공기량을 조절한다. 드로틀 밸브(4)는 차량의 가속 페달에 직접 연결되지 않는 대신에, 그 개도가 DC 모터나 펄스 모터와 같은 구성 요소를 포함하는 액츄에이터(30)에 의해 전자식으로 제어되도록 배열된다. 공회전시 흡입 공기량을 제어하기 위하여, 드로틀 밸브(4)를 바이패스하는 보조 공기 통로(2)와 이 보조 공기 통로(2)의 유량을 제어하는 보조 공기량 제어 밸브(3)가 마련된다. 드로틀 밸브(4)와 액츄에이터(30)를 사용하여 흡입 공기량 제어의 정밀도를 보다 향상시킴으로써 보조 공기 통로(2)와 보조 공기량 제어 밸브(3)는 생략하는 것이 가능하다.

점화 플러그(16)는 제어 장치(19)의 명령에 의해 혼합 가스를 점화하기 위해 연소실(10)의 중앙에 배치된다. 배출구(7)의 하류측에는 공연비 센서(17)가 배출 가스 내의 산소 농도로부터 공연비를 검출하기 위하여 마련된다. 크랭크 각도 센서(21)는 크랭크 축의 부근에 마련된다. 크랭크 각도 센서(21)는 크랭크 각도 위치와 엔진 회전 속도를 검출하기 위해 사용된다. 도4에 도시되어 있지는 않지만, 운전자의 요구를 검지하기 위해 가속 조작량을 검출하는 표면 전위차계와 같은 구성 요소로 이루어진 가속 조작량 센서, 엔진의 온도 상태를 검출하는 냉각수 온도 센서, 흡입 공기 온도를 검출하는 흡입 공기 온도 센서, 및 드로틀 밸브(4)의 하류측의 압력을 검출하는 흡입 압력 센서 등의 여러 가지 다른 센서들이 구비된다.

이들 센서로부터의 검출 신호는 제어 장치(19)에 입력된다. 제어 장치(19)는 I/O 인터페이스, CPU, ROM, 및 RAM 과 같은 구성 요소를 포함한다. 제어 장치(19)는 ROM 내에 저장된 프로그램(이하에 설명됨)을 실행함으로써 본 명세서에 기재된 기능을 실현한다. 적당한 제어 장치로서는 C 언어 및/또는 기계 언어로 프로그래밍된 히다찌 SH70 시리즈(Hitachi SH70 series : 상표명)를 예로 들 수 있다.

이 실시예의 작동은 이하에 설명될 것이다.

엔진의 실제 엔진 속도는, 잘 알려진 바와 같이, 크랭크 각도 센서(21)의 출력 신호에 따라 검출된다. 예를 들어, 실제 엔진 속도는 180。 의 크랭크 각도 변화의 각각에 대해 설정된 기준 위치 신호(REF 신호)가 제어 장치(19)에 입력되는 시간 간격을 측정함으로써 산출된다.

목표 토오크 산출부(제어 장치(19) 내에 구현됨)는 도5의 순서도에 도시된 과정을 사용하여 엔진에 의해 발생되는 목표 토오크를 3개의 목표 토오크로부터 산출한다.

도5에 도시된 바와 같이, 단계(210)는, 도6을 참조하여 이하에 상세하게 설명된 바와 같이, 제1 목표 토오크(tTQ1)를 산출한다. 단계(220)는, 도7을 참조하여 이하에 상세하게 설명된 바와 같이, 제2 목표 토오크(tTQ2)를 산출한다. 단계(230)는, 도8을 참조하여 이하에 상세하게 설명된 바와 같이, 제3 목표 토오크(tTQ3)를 산출한다. 단계(240)에서는, 최종 목표 토오크(목표 발생 토오크)(tTQ)가 tTQ1, tTQ2, 및 tTQ3 의 합계로서 산출되며, 또한 엔진은 이에 따라서 제어된다.

도6의 순서도는 제1 목표 토오크(tTQ1)를 산출하기 위한 작동 순서를 도시한다.

단계(211)에서는, 가속 조작량(예를 들어, 운전자가 가속 페달을 누름)이 가속 조작량 센서의 검출 신호에 따라서 검출된다. 단계(212)에서는, 실제 엔진 속도가 검출된다. 단계(213)에서는, 제1 목표 토오크(tTQ1)가 가속 조작량 및 실제 엔진 속도로부터 도9에 도시된 것과 같은 맵을 검색함으로써 산출된다. 이 실례에 있어서, 제1 목표 토오크(tTQ1)는 가속 조작량이 공회전 속도(목표 공회전 속도)에서 0 이 되는 지점에서 0 이 된다. 도9의 마이너스 토오크 영역은 엔진 제동을 나타낸다. 이 제1 목표 토오크(tTQ1)는 클러치와 토오크 컨버터를 통해서 출력되는 목표 출력 토오크를 나타낸다.

도7의 순서도는 제2 목표 토오크(tTQ2)를 산출하기 위한 작동 순서를 나타낸다.

상기한 바와 같이, 엔진의 마찰과 같은 부하는, 도2에 도시한 바와 같이, 엔진 속도에 따라서 증가한다. 도2는 피스톤, 캠 등에 의한 마찰 손실과 냉각수 펌프 및 오일 펌프와 같은 펌프 손실을 공동으로 나타낸다. 도7의 단계(221)에서는, 실제 엔진 속도가 판독된다. 단계(222)에서는, 제2 목표 토오크(tTQ2)가 도2에 도시된 정보를 저장한 맵을 참조하여 산출된다. 그러나, 부하는 엔진이 워밍-업(worming-up)된 후의 운전에 비해 차가운 상태의 운전에서 증가하는 경향이 있으므로, 제어 맵이 엔진 냉각수 온도를 고려하여 미리 설정되는 과정을 사용할 수 있다. 이러한 맵에서의 검색은 엔진 냉각수 온도 및 실제 엔진 속도에 근거하여 실행된다. 유사하게도, 차량의 상태에 따라서 변화하는 에어컨 부하나 발전기 부하와 같은 부하들은, 예를 들어, 에어컨의 경우에는 에어컨 펌프압으로부터, 발전기의 경우에는 발전 에너지로부터 산출될 수 있으며, 단계(222)에서 제2 목표 토오크(tTQ2)에 가산된다.

도8의 순서도는 제3 목표 토오크(tTQ3)를 산출하기 위한 작동 순서를 도시한다.

단계(231)에서는, 현재 상태가 공회전 상태인지의 여부에 대한 판정이 이루어진다. 보다 상세하게 설명하면, 판정은 가속 조작량이 0 인지의 여부 및 실제 엔진 속도가 소정의 속도와 동일하거나 또는 소정의 속도 보다 낮은 지의 여부에 대한 테스트와 같은 소정의 판단 기준을 사용하여 이루어진다. 단계(232)에서는, 공회전 상태의 판정 결과에 따라서, 공회전 제어 상태인 경우에는 단계(233)로 제어가 전달되며, 비 공회전 제어 상태인 경우에는 단계(236)로 제어가 전달된다. 단계(236)에서는, 제3 목표 토오크(tTQ3)가 0 또는 소정치(tTQ30)에 설정된다.

단계(233)에서는, 공회전 상태의 목표 공회전 속도가 산출된다. 보다 상세하게 설명하면, 엔진 냉각수 온도에 따른 표를 참조하여 상한 및 하한이 자동 변속기의 상태에 의해 설정된다. 이러한 표의 실례는 도10에 도시되어 있다. 도10에 도시된 바와 같이, 엔진은 냉각수 온도(엔진 온도)가 증가함에 따라 보다 안정하게 운전하므로, 불안정성을 극복하기 위해서 더 작은 힘이 필요하며, 그래서 목표 공회전 속도는 온도가 증가함에 따라 감소될 수 있다. 중립 스위치가 오프(off) 상태로 될 때(즉, 차량의 자동 변속기가 구동 영역에 있게 됨), 운전자의 발이 가속 페달에서 떨어질 때 차량이 너무 빠르게 가지 않도록 하기 위해 목표 공회전 속도는 낮게 된다. 또한, 중립 스위치가 오프될 때, 엔진은 더 큰 토오크를 발생하며, 이것은 또한 엔진이 더 많은 공기를 얻어서 더 안정된 조건에서 운전함을 의미한다. 한편, 중립 스위치가 온(on) 상태로 되면, 엔진의 운전은 안정하지 않으므로 더 높은 공회전 속도가 요구된다. 도10의 곡선의 급경사 부분은 엔진의 공진 상태를 회피하는 작용을 한다.

단계(234)에서는, 목표 공회전 속도와 실제 엔진 속도 사이의 편차가 산출된다. 단계(235)에서는, 실제 엔진 공회전 속도가 목표 공회전 속도 보다 낮게 설정되도록 PI(proportion-integral ; 비례 적분) 피드백 제어를 사용하여 제3 목표 토오크(tTQ3)를 산출한다. PI 제어의 기본 이론과 기술은 자동 제어 분야에서 잘 알려져 있다. PI 출력은 속도 편차에 비례하는 하나의 구성 요소(비례 구성 요소)와 속도 편차의 최근 이력을 반영하는 다른 하나의 구성 요소(시간 적분 요소)를 갖는다. 이들 2개의 구성 요소는 함께 합산된다(이득이 적용된 후).

이렇게 얻은 제1, 제2, 및 제3 목표 토오크(tTQ1, tTQ2, tTQ3)로부터, 최종 목표 토오크는 도5와 연계하여 상기한 바와 같이 산출된다.

엔진 흡입 공기량의 가변 제어는 액츄에이터(30)에 의해 드로틀 밸브(4)의 개도를 제어함으로써 실현된다. 공회전시, 보조 공기량 제어 밸브(3)는 밸브(4)와 공동으로 제어될 수 있다.

드로틀 밸브(4)의 목표 드로틀 개도는 도11의 순서도에 나타난 과정에 의해 제어 목표 산출부에서 결정된다.

먼저, 단계(310)에서는, 목표 토오크(tTQ) 및 실제 엔진 속도와 같은 엔진 운전 상태가 검지된다. 단계(320)에서는, 엔진 운전 상태에 근거하여, 도12(도12는 워밍-업 후 사용되는 맵의 실례임)에 실례로서 도시된 것과 같은 소정의 특성인 공연비 맵을 참조한다. 도12는 엔진 운전 상태에 대응하는 설정 공연비를 제공한다. 단계(330)에서는, 목표 연료 분사량이 목표 토오크(tTQ)에 따라서 산출된다. 일반적으로, 상기한 바와 같이, 발생 토오크와 연료 분사량은 거의 비례하는 관계이다. 이러한 관계에 의하면, 목표 연료 분사량은 목표 토오크(tTQ)에 따라서 산출된다.

단계(340)에서는, 목표 연료 분사량, 설정 공연비, 및 실제 엔진 속도로부터 목표 흡입 공기량이 산출된다. 기본적으로, 상기한 바와 같이, 목표 흡입 공기량은 상기 3가지 변수를 곱하고 또한 이 목표 흡입 공기량에 계수를 곱함으로써 얻어진다. 단계(350)에서는, 엔진이 공회전 속도 제어 작동 상태에 있는지의 여부에 대한 판정이 이루어진다. 엔진이 공회전 제어 상태에 있다면, 목표 드로틀 개도는, 단계(360)에서, 목표 공회전 속도를 사용하여 도13에 도시된 바와 같은 곡선으로부터 산출된다. 엔진이 공회전 제어 상태에 있지 않다면, 목표 드로틀 개도는, 단계(370)에서, 실제 엔진 속도를 사용하여 도13으로부터 산출된다. 도13의 실례에서, 목표 드로틀 개도는 안정한 상태 특성에 따라서 설정된다. 그러나, 목표 드로틀 개도는 흡입 시스템 내에서 흡입 공기 전달 지연과 같은 동역학적인 요인을 고려하여 설정될 수 있다.

도11에서, 공연비 및 목표 흡입 공기량은 실제 엔진 속도에 근거하여 결정된다. 그러나, 목표 공회전 속도는 단계(320) 및 단계(340)에서 실제 엔진 속도 대신에 사용될 수 있다. 또한, 제어 정밀도는 대기 압력, 흡입 공기 온도, 흡입 공기 압력, EGR비, 목표 공연비, 흡입 제어 밸브의 작동 위치, 소용돌이 제어 밸브와 흡입 및 배출 밸브에 대한 밸브 시기 가변 기구의 작동 위치, 및 증발 제어 밸브의 제어 위치와 같은 변수들을 수정함으로써 더 정확해질 수 있다. 이 수정 방법은 도13의 특성들(조건이 일정하다는 전제 하에 산출됨)에 대하여 각각 마련된 수정 계수를 사용하여 곱하거나, 또는 상기한 여러 가지 변수들을 포함하는 흡입 시스템의 모델의 상태 방정식을 풂으로써 제공될 수 있다. 환경이 변화함에 따라 제어의 정확성을 향상시키기 위하여, 유사한 수정들이 본 명세서에 개시된 다른 맵과 표에 대하여 만들어 질 수 있다.

상기 과정은 엔진 토오크 요구 방식의 제어를 실행한다. 상기 기술에 의하면, 도8에 도시된 바와 같이, 공회전 속도 제어 중에 제3 목표 토오크(tTQ3)의 산출에 있어서, 단계(232)의 판정이 공회전 제어 상태가 존재하는 것이면, 상기한 작용은 단계(233) 내지 단계(235)에 의해 실행되며, 또한 단계(233)에 의해 얻어진 목표 회전 속도는 목표 드로틀 개도의 산출을 위해 실제 엔진 속도 대신에 사용된다.

공회전 제어 상태에서, 이 기술은 몇몇 종류의 저해 요인으로 인해 하중이 증가하여 실제 엔진 속도가 감소할 때 목표 드로틀 개도가 감소되는 것을 방지하며, 이에 의해 목표 공회전 속도를 유지하는 데 필요한 흡입 공기량을 확보한다. 그 결과, 이 기술은 안정한 공회전 속도 제어를 가능하게 한다.

(제3 실시예)

제2 실시예에 있어서, 공회전 제어가 시작되면, 목표 드로틀 개도의 산출 기준으로서 사용되는 엔진 속도는 실제 엔진 속도에서 목표 공회전 속도로 즉시 변화된다. 그 결과, 산출되는 목표 드로틀 개도는 단계적 방식으로 변화된다. 이것은 목표 토오크의 급격한 감소를 유발하여 속도의 급격한 감소를 유발하는 원인이 될 수 있다. 제3 실시예는 비교적 높은 엔진 속도에서 공회전 제어를 시작시키고, 또한 초기 엔진 속도에서부터 최종 목표 공회전 속도까지의 전이를 원활하게 하도록 임시 목표 엔진 속도를 연속적으로 발생시키고, 또한 이 임시 목표 엔진 속도에 따라서 엔진 회전 속도를 제어하기 위하여 안출된 것이다.

도14는 본 발명의 제3 실시예에 따른, 전이 중의 목표 엔진 속도의 한 실례를 도시한 것이다. 이 실례에서, 공회전 제어는 900 rpm 에서 시작하여 임시 목표 엔진 속도가 600 rpm 의 목표 공회전 속도까지 점진적으로 도달하도록 발생된다. 도14의 실례에 있어서, 임시 목표 엔진 속도는 다음과 같은 1차 지연 함수를 사용하여 발생된다.

900 - 300 / (TS + 1)

여기에서, S는 라플라스 부호이며, T는 시간 상수(예를 들어, 1초)임.

이 임시 목표 엔진 속도는 목표 공회전 속도를 사용하는 상기 작동에서 목표 공회전 속도 대신에 사용될 수 있다. 또한 이 기술은 공회전 제어가 보다 일찍 시작하도록 한다.

(제4 실시예)

도15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 엔진 공회전 속도 제어 장치를 도시한다.

제1 목표 토오크 산출부(1101)는 운전자의 요구에 따라 엔진에 대한 제1 목표 토오크를 산출한다. 엔진 부하 산출부(1102)는 보조 유닛의 부하 및 엔진 마찰과 같은 부하에 대한 엔진 부하를 산출한다. 제2 목표 토오크 산출부(1103)는 엔진 부하에 근거하여 제2 목표 토오크를 산출한다. 목표 발생 토오크 산출부(1104)는 제1 및 제2 목표 토오크로부터 엔진에 대한 목표 발생 토오크를 산출한다. 목표 발생 토오크 실현부(1105)는 목표 발생 토오크를 실현하기 위하여 엔진 흡입 공기량, 연료 분사량 및 점화 시기와 같은 토오크 관련 변수를 제어한다.

공회전 속도 제어부(1106)는 엔진이 공회전 상태에 있을 때 소정의 목표 공회전 속도를 유지하기 위하여 제2 목표 토오크를 수정함으로써 목표 발생 토오크를 수정한다. 공회전 속도 제어부(1106)는 목표 공회전 속도, 및 엔진이 공회전 제어 상태에 있다는 것을 나타내는 제어신호를 발생함으로써 상기 작동을 실행한다. 변경부(1107)는 엔진 부하 산출부에서 부하를 산출하기 위한 기준으로 작용하는 엔진 속도 변수로서, 엔진의 공회전 제어 중의 실제 엔진 속도 대신에 목표 공회전 속도를 제공한다.

정상 운전(즉, 비 공회전) 상태에 있어서, 제1 목표 토오크는 운전자의 요구(운전자의 가속 조작 등)에 따라서 결정된다. 제2 목표 토오크는 엔진 마찰 저항 등에 근거하여 결정된다. 엔진의 목표 발생 토오크는 이 2가지 토오크의 합계 함수(또는 다른 함수) 이다. 이러한 목표 발생 토오크를 실현하기 위하여, 시스템은 흡입 공기량 및/또는 연료 분사량과 같은 엔진의 토오크 관련 변수를 제어한다. 이 기술에 의해, 실제 엔진 발생 토오크는 목표 발생 토오크에 따라서 제어된다.

그래서, (1) 운전자의 요구 토오크와 (2) 내부 소비 토오크(마찰 등)를 분리함으로써, 시스템은 차량의 제어에 직접 작용하는 물리량인 엔진 토오크를 제어의 기준치로서 사용한다. 그러므로, 시스템은 운전자가 기대하는 것에 따라 반응한다. 즉, 시스템은 차량이 가속 페달의 누름에 의해 요구되는 토오크에 따라서 실제로 반응하도록 하기 위하여 내부 소비 토오크를 감안하여 보정한다.

공회전 운전 중에, 공회전 속도 제어부(1106)는 소정의 목표 공회전 속도를 유지하기 위하여 목표 발생 토오크를 수정하는 작용을 한다. 공회전 중일지라도, 제어 시스템은 엔진 토오크 요구 제어의 원리에 따라 작동한다. 제어 시스템은 주행 상태(비 공회전 상태) 뿐만 아니라 공회전 상태에 대해서도 엔진 토오크 요구 제어의 원리에 따라 작동한다. 그래서, 공회전 상태와 비 공회전 상태 사이에서 전이 중의 제어 연속성은 확실하게 보장되어 전이 중의 운전성 문제가 회피된다.

공회전 제어 중에, 목표 공회전 속도는 엔진 부하 산출부(1102)에서 엔진 부하의 산출을 위해 변경부(1107)를 통해서 실제 엔진 속도 대신에 엔진 속도 변수로서 공급된다. 목표 공회전 속도로의 전이로 인해, 시스템은 목표 공회전 속도를 유지하기 위해 필요한 토오크를 목표치로서 산출하며, 이에 의해 엔진 속도가 공회전 중의 몇몇 종류의 저해 요인에 의해 일시적으로 감소하더라도, 제어 시스템은 목표 발생 토오크가 대응하게 감소하는 것을 방지하며, 그 대신 목표 속도를 회복시키는 방향으로 작용한다.

도16은 도15의 설계의 변경을 예시한다. 도16의 설계에서, 공회전 속도 제어부(1106＇)는, 실제 엔진 속도가 공회전 속도 제어부에 의해서 엔진의 공회전 제어 중의 목표 공회전 속도보다 더 낮게 될 때, 목표 공회전 속도가 실제 엔진 속도 대신에 사용되도록 변경부(1107)를 제어한다.

그래서, 이러한 변경은 실제 엔진 속도가 목표 공회전 속도보다 더 낮게 될 때에만 실제 엔진 속도를 목표 공회전 속도로 대체한다. 이 구성은 목표 발생 토오크가 몇몇 종류의 저해 요인으로 인한 엔진 속도의 감소에 의해 감소되지 않도록 하며, 또한 제어 시스템이 엔진 속도를 목표 속도로 회복시키는 방향으로 작동하도록 한다.

(제5 실시예)

도17 내지 도20은 제5 실시예를 설명하기 위해 사용될 것이다.

이 실시예에 있어서, 목표 발생 토오크는 2개의 목표 토오크로부터 산출된다.

도17의 순서도는 제1 목표 토오크 산출부에서 제1 목표 토오크를 산출하기 위한 작동의 순서를 도시한다.

단계(1100)에서는, 운전자의 가속 조작량이 가속 조작량 센서로부터의 검출 신호에 따라서 검출된다. 단계(1200)에서는, 실제 엔진 속도가 검출된다. 실제 엔진 속도는 크랭크 각도 센서(도4의 센서(21) 등)로부터의 출력 신호에 따라서 검출된다. 단계(1300)에서, 제1 목표 토오크는 가속 조작량과 실제 엔진 속도로부터 도9에 도시된 바와 같은 맵을 검색함으로써 산출된다. 제1 목표 토오크는 클러치와 토오크 컨버터를 통해서 출력되는 목표 토오크(목표 출력 토오크)를 나타낸다.

엔진 부하는, 도2와 연계하여 상기한 바와 같이, 엔진의 마찰 저항과 같은 내부 부하와, 에어컨 부하 및 발전기 부하와 같은 보조 부하를 포함한다.

제2 목표 토오크는 산출된 엔진 부하의 균형을 맞추기 위한 값을 갖는 토오크로서 결정된다. 이러한 산출은 도18을 참조하면서 설명될 것이다.

먼저, 단계(3100)에서는, 공회전 제어가 작동중인지의 여부를 판정한다. 공회전 제어가 작동중이면, 시스템은 단계(3200)로 진행하여 소정의 목표 공회전 속도를 엔진 속도 변수로서 판독한다. 목표 공회전 속도는 도10과 연계하여 상기한 바와 같이 산출될 수 있다. 공회전 제어가 작동중이 아니면, 즉 정상 주행이 진행중이면, 시스템은 단계(3300)로 진행하여 실제 엔진 속도를 엔진 속도 변수로서 판독한다. 단계(3400)에서, 엔진 부하는, 도2에 도시된 바와 같이, 목표 공회전 속도나 실제 엔진 속도에 근거하여 소정의 특성을 갖는 표나 맵을 사용하여 산출된다.

그러므로, 공회전 제어 중에, 부하가 몇몇 종류의 저해 요인에 의해 증가되어 실제 엔진 속도가 감소되더라도, 본 발명은 목표 공회전 속도에 근거하여 엔진 부하를 산출하며, 또한 이것에 대응하여 목표 발생 토오크를 산출한다. 그러므로, 제어는 속도를 회복시키는 방향으로 작용하여 안정한 공회전 제어를 가능하게 한다.

도19는 도18의 과정에 대하여 변경한 과정을 예시한다.

도19의 순서도에 있어서, 실제 엔진 속도는 단계(4100)에서 판독되며, 이 실제 엔진 속도는 후기한 단계(4700)에서 엔진 부하의 산출을 위해 사용되는 엔진 속도 변수로서 단계(4200)에서 설정된다. 단계(4300)에서는, 공회전 제어가 진행중인지의 여부가 판정된다. 공회전 제어가 작동중이 아니면, 처리는 단계(4700)로 진행한다. 공회전 제어가 진행중인 것으로 판정되면, 처리는 단계(4400)로 진행하여 목표 공회전 속도를 판독한다. 단계(4500)에서, 시스템은 목표 공회전 속도와 실제 엔진 속도를 비교하여, 실제 엔진 속도가 목표 엔진 속도과 같거나 또는 이보다 더 높으면 단계(4700)로 진행한다. 그렇지 않으면, 시스템은 단계(4600)로 진행하여, 단계(4700)에서 엔진 부하의 산출을 위해 사용되는 엔진 속도 변수와 같게 목표 공회전 속도를 재설정한다. 단계(4700)에서, 시스템은 이렇게 결정된 엔진 속도 변수를 사용하여 단계(3400)에서와 같은 방식으로 엔진 부하를 산출한다. 그러므로, 도18의 과정과 같이, 공회전 제어 중에, 부하가 몇몇 저해 요인에 의해 증가되어 실제 엔진 속도가 감소되더라도, 시스템은 목표 공회전 속도에 근거하여 엔진 부하를 산출하며 또한 이것에 대응하여 목표 발생 토오크를 산출한다. 그러므로, 제어는 속도를 회복시키는 방향으로 작용하여 안정한 공회전 제어를 가능하게 한다.

최종 목표 발생 토오크는 제1 목표 토오크(도17)와 제2 목표 토오크(도18 또는 도19)의 합계로서 산출된다.

이 목표 발생 토오크를 실현하기 위한 과정을 도20의 순서도를 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 단계(2100)에서는, 엔진 운전 상태가 검출된다. 이것은 상기한 목표 발생 토오크, 실제 엔진 속도, 및 엔진의 워밍-업 상태를 검출한다. 단계(2200)에서는, 도12(워밍-업 후의 작동에 대응함)에서 실례로서 도시된 것과 같은 소정의 특성을 갖는 공연비 맵을 참조하여, 엔진 운전 상태에 대응하는 설정 공연비가 산출된다. 단계(2300)에서는, 목표 분사량이 목표 발생 토오크에 따라서 산출된다. 상기한 바와 같이, 발생 토오크와 연료 분사량은 거의 비례 관계이다. 이 관계에 따르면, 목표 분사량은 목표 발생 토오크에 따라서 산출된다. 단계(2400)에서는, 이 목표 연료 분사량, 설정 공연비, 및 실제 엔진 속도로부터, 목표 흡입 공기량이 산출된다. 상기한 바와 같이, 이 흡입 공기량은 상기한 3개의 변수와 계수를 곱함으로써 기본적으로 얻어진다. 단계(2500)에서는, 목표 드로틀 개도가 이 목표 흡입 공기량, 엔진 속도 등으로부터 산출된다. 예를 들면, 이 산출은 도13에 도시된 특성을 근거로 할 수 있다. 이 실례에서, 목표 드로틀 개도는 안정 상태의 특성에 따라서 설정된다. 그러나, 목표 드로틀 개도는 흡기 시스템의 흡입 공기 지연과 같은 동역학적인 요인에 근거하여 설정될 수 있다. 단계(2600)에서, 드로틀 밸브(예를 들어, 도4의 액츄에이터(30)와 드로틀 밸브(4)를 사용함)는 목표 드로틀 개도가 얻어지도록 제어된다. 다음, 단계(2700)에서는, 상기 목표 분사량의 연료가 소정의 시기에서 분사된다.

정밀도를 더 높이기 위하여, 설정 공연비에 관한 효율의 차이에 근거한 수정, 및 흡입 시스템 내의 전달 지연에 관한 위상 수정과 같은 수정을 상기한 과정에 선택적으로 합체할 수 있다.

또한, 도8과 연계하여 상기한 피드백 기술도 이 실시예의 제2 목표 토오크의 산출에 적용될 수 있다.

일본국 특허 출원 평9-134585 호 (1997. 5. 26 출원) 및 평9-134586 호 (1997. 5. 26 출원)과 "닛산 직접 분사 엔진(Nissan Direct-Injection Engine)" (일본 도꾜도 소재의 닛산 지도샤 가부기끼 가이샤(Nissan Motor Co., Ltd.)의 문서 E1-2200-9707) 이라는 제목의 간행물 정보의 전체 내용은 본 명세서에 참조됨으로써 합체된다.

본 발명이 몇몇 종류의 실시예를 참조하여 이상에서 설명되었지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않는다. 상기한 실시예에 대한 수정과 변경은 상기 기술의 관점에서 당해 기술 분야의 기술자에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들면, 도면들에 도시된 특성 곡선들은 단지 실례일 뿐이며, 다른 곡선들이 사용될 수 있다. 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 대하여 한정된다.

상기한 바에 의하면, 본 발명은 운전자의 의도와 기대에 따라서 토오크를 제공하며 또한 정상 운전 중에 편안한 운전성을 제공한다. 동시에, 공회전 운전 중에, 엔진 토오크 요구 제어의 방식이 계속된다. 그러므로, 본 발명은 공회전 상태와 비 공회전 상태 사이에서 전이 중에도 제어의 연속을 보장하여, 전이 단계의 차이로 인한 운전성에 있어서의 여러 가지 문제들을 회피한다.

본 발명에 있어서, 운전자는, 예를 들어, 에어컨을 가동시킬 때 공회전 속도의 감소(또는 엔진 정지)를 경험하지 않게 될 것이다. 본 발명에 따른 공회전 제어 중에, 흡입 공기량에 대한 제어 목표량의 산출은 목표 공회전 속도가 유지되도록 하기 위하여 실제 엔진 속도 대신에 목표 공회전 속도에 근거한다. 또한, 목표 발생 토오크는 목표 공회전 속도를 유지하도록 설정될 수 있다. 이 설계는, 증가된 부하 형태의 저해 요인이 발생될 때, 흡입 공기량에 대한 제어 목표량이 감소되는 것을 방지한다. 그래서, 이 설계는 향상된 공회전 제어 및 엔진 토오크 요구 제어를 모두 실현한다.

Claims (12)

1. 엔진을 갖는 차량의 엔진 속도 제어 장치에 있어서, 목표 토오크를 산출하는 목표 토오크 산출부와, 적어도 비 공회전 제어 작동 중에는 실제 엔진 속도를 나타내고 공회전 제어 작동 중에는 목표 공회전 속도를 나타내는 엔진 속도 변수와, 목표 토오크 산출부에 의해 산출된 목표 토오크에 근거하여 엔진에 대한 흡입 공기를 산출하는 흡입 공기 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 흡입 공기 산출부는 엔진 속도 변수, 공연비, 요구 연료량, 및 계수를 곱함으로써 흡입 공기를 산출하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
3. 제1항에 있어서, 공회전 제어 작동 중에, 목표 토오크 산출부는 목표 공회전 속도에 근거하여 목표 토오크를 산출하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
4. 제1항에 있어서, 흡입 공기 산출부는 공회전 제어 작동과 비 공회전 제어 작동 사이에서의 전이를 원활하게 하기 위하여 임시 목표 공회전 속도를 사용하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
5. 제2항에 있어서, 공연비는 목표 공회전 속도에 근거하여 산출되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
6. 엔진 속도 제어 장치에 있어서, 운전자의 요구에 대응하는 제1 목표 토오크를 산출하는 제1 목표 토오크 산출부와, (1) 엔진 마찰 및 (2) 보조 유닛 중 하나 이상의 원인으로 인한 엔진 부하에 대응하는 제2 목표 토오크를 산출하는 제2 목표 토오크 산출부와, 공회전 중에 실제 엔진 속도와 목표 공회전 속도 사이의 차이에 근거하여, 목표 공회전 속도를 유지하도록 설정되는 제3 목표 토오크를 산출하는 제3 목표 토오크 산출부와, 제1, 제2 및 제3 목표 토오크에 근거하여 목표 토오크를 산출하는 목표 토오크 산출부와, 상기 목표 토오크를 실현하기 위하여 (1) 흡입 공기 및 (2) 연료 분사 중 하나 이상을 제어하는 제어 목표량 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
7. 제6항에 있어서, 제어 작동 중에, 목표 공회전 속도를 유지하기 위하여 설정되는 제3 목표 토오크에 부가하여, 제어 목표량 산출부는 목표 공회전 속도에 근거하여 흡입 공기를 설정하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
8. 제6항에 있어서, 제어장치는 공회전 제어 상태와 비 공회전 제어 상태 사이에서 전이 중에 임시 목표 엔진 속도를 발생시켜서 사용하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
9. 엔진 속도 제어 장치에 있어서, 운전자의 요구에 대응하는 제1 목표 토오크를 산출하는 제1 목표 토오크 산출부와, (1) 엔진 마찰 및 (2) 보조 유닛 중 하나 이상의 원인으로 인한 엔진 부하를 산출하는 엔진 부하 산출부와, 상기 엔진 부하에 대응하는 제2 목표 토오크를 산출하는 제2 목표 토오크 산출부와, 상기 제1 및 제2 목표 토오크로부터 목표 발생 토오크를 산출하는 목표 발생 토오크 산출부와, 상기 목표 발생 토오크를 실현하기 위하여 (1) 흡입 공기, (2) 연료 분사 및 (3) 점화시기 중 하나 이상을 제어하는 목표 발생 토오크 실현부와, 목표 공회전 속도를 유지하기 위하여 엔진의 공회전 제어 중의 실제 엔진 속도 대신에 목표 공회전 속도를, 상기 엔진 부하 산출부에 의한 엔진 부하의 산출을 위한 엔진 속도 변수로서 제공하는 변경부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
10. 엔진 속도 제어 장치에 있어서, 운전자의 요구에 대응하는 제1 목표 토오크를 산출하는 제1 목표 토오크 산출부와, (1) 엔진 마찰 및 (2) 보조 유닛 중 하나 이상의 원인으로 인한 엔진 부하를 산출하는 엔진 부하 산출부와, 상기 엔진 부하에 대응하는 제2 목표 토오크를 산출하는 제2 목표 토오크 산출부와, 상기 제1 및 제2 목표 토오크로부터 목표 발생 토오크를 산출하는 목표 발생 토오크 산출부와, 상기 목표 발생 토오크를 실현하기 위하여 (1) 흡입 공기, (2) 연료 분사 및 (3) 점화시기 중 하나 이상을 제어하는 목표 발생 토오크 실현부와, 목표 공회전 속도를 유지하기 위하여 엔진의 공회전 제어 중의 실제 엔진 속도가 목표 엔진 속도보다 더 낮을 때 실제 엔진 속도 대신에 목표 공회전 속도를, 상기 엔진 부하 산출부에 의한 엔진 부하의 산출을 위한 엔진 속도 변수로서 제공하는 변경부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
11. 제9항에 있어서, 임시 목표 엔진 속도는 공회전 제어 상태와 비 공회전 제어 상태 사이에서의 전이를 원활하게 하기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
12. 제10항에 있어서, 임시 목표 엔진 속도는 공회전 제어 상태와 비 공회전 제어 상태 사이에서의 전이를 원활하게 하기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.