JP2004100531A - 内燃機関のアイドル回転数制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】オープンループ制御とフィードバック制御の切り換えに車両の運転状態を考慮し、よってオープンループ制御からフィードバック制御に移行した際の回転数の変動（落ち込み）を抑制するようにした内燃機関のアイドル回転数制御装置を提供する。
【解決手段】オープンループ制御モード時の目標回転数であるアイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを、車速ＶＰが低下するにつれて低い回転数となるように設定する（Ｓ３０４からＳ３１０）。具体的には、車速ＶＰが零あるいは極低速のアイドル領域に近い低速にあるほど、アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを低く設定し、アイドル領域目標回転数に近接させる。さらに、車速ＶＰが所定の速度以下のときは、アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴの上限値を現在のエンジン回転数ＮＥに設定する（Ｓ３０６，Ｓ３１０）。
【選択図】 図５
【解決手段】オープンループ制御モード時の目標回転数であるアイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを、車速ＶＰが低下するにつれて低い回転数となるように設定する（Ｓ３０４からＳ３１０）。具体的には、車速ＶＰが零あるいは極低速のアイドル領域に近い低速にあるほど、アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを低く設定し、アイドル領域目標回転数に近接させる。さらに、車速ＶＰが所定の速度以下のときは、アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴの上限値を現在のエンジン回転数ＮＥに設定する（Ｓ３０６，Ｓ３１０）。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関のアイドル回転数制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両の運転状態が所定のアイドル領域にあるときは、内燃機関の回転数をアイドル領域目標回転数となるようにフィードバック制御している。他方、車両の運転状態がアイドル領域外に移行したとき（例えば、車速やスロットル開度が所定値を超えたとき）は、内燃機関の回転数の下限を、前記アイドル領域目標回転数とは別に設定されたアイドル領域外目標回転数にオープンループ制御するようにしている。
【０００３】
アイドル領域外目標回転数は、一般に、内燃機関の冷却水温度が低いときや、エアコンディショナやパワーステアリングといった補機類の負荷が高いときは、内燃機関の運転安定性を確保するために通常より高い回転数に設定される。このような状況において、車両が減速から停止することによって回転数制御がオープンループ制御からフィードバック制御に切り換えられると、アイドル時のフィードバック制御においては一般に燃費などを考慮して可能な限り目標回転数を低く設定しているため、回転数の変動（落ち込み）が大きくなって運転者に違和感を与えるおそれがある。そのため、従来技術にあっては、オープンループ制御からフィードバック制御に移行するとき、制御値を、オープンループ制御時の制御値から通常のフィードバック制御時の制御値まで徐々に低下させることで、回転数を滑らかに低下させるように構成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭６２−５０６５１号公報（第４頁から第５頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術においては、オープンループ制御とフィードバック制御の切り換えに関し、機関負荷を除く車両の運転状態が考慮されていなかったため、オープンループ制御からフィードバック制御に移行した際の回転数の変動（落ち込み）を必ずしも十分に抑制することができなかった。
【０００６】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、オープンループ制御とフィードバック制御の切り換えに車両の運転状態を考慮し、よってオープンループ制御からフィードバック制御に移行した際の回転数の変動（落ち込み）を抑制するようにした内燃機関のアイドル回転数制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１項においては、車両の運転状態が所定のアイドル領域にあるとき、前記車両に搭載された内燃機関の回転数をアイドル領域目標回転数にフィードバック制御すると共に、前記車両の運転状態が前記所定のアイドル領域外に移行したとき、前記内燃機関の回転数をアイドル領域外目標回転数にオープンループ制御する内燃機関のアイドル回転数制御装置において、前記アイドル領域外目標回転数を、前記車両の走行速度に応じて設定する設定手段を備えるように構成した。
【０００８】
車両の運転状態が所定のアイドル領域外に移行したときの目標回転数（具体的には、走行中にスロットル開度が全閉されたときの目標回転数）を、前記車両の走行速度に応じて設定するように構成したので、アイドル領域外で実行されるオープンループ制御から、車速が零あるいは極低速のアイドル領域で実行されるフィードバック制御に移行した際の回転数の変動（落ち込み）を抑制することができる。
【０００９】
また、請求項２項にあっては、前記設定手段は、前記アイドル領域外目標回転数を、前記車両の走行速度が低下するにつれて低い回転数に設定するように構成した。
【００１０】
アイドル領域外目標回転数を、車両の走行速度が低下するにつれて低い回転数に設定するように構成、即ち、車速が零あるいは極低速のアイドル領域に近い低車速時ほど、目標回転数を低く設定するように構成したので、オープンループ制御からフィードバック制御に移行した際の回転数の変動をより一層抑制することができる。
【００１１】
また、請求項３項にあっては、前記設定手段は、前記アイドル領域外目標回転数の上限値を、前記車両の走行速度が所定の速度以下となったとき、前記内燃機関の現在の回転数に設定するように構成した。
【００１２】
アイドル領域外目標回転数の上限値を、車両の走行速度が所定の速度以下となったとき、内燃機関の現在の回転数（検出回転数）に設定するように構成したので、例えば車両の走行速度が所定の速度を超えない範囲で運転者がアクセルペダルを微小に操作することにより、スロットル開度の微小な変化が繰り返された場合でも、目標回転数が変動することがなく、よって車両の運転性を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照してこの発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置を説明する。
【００１４】
図１は、この実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の全体構成を示す概略図である。
【００１５】
同図において符合１０は内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０は、例えば直列４気筒のＤＯＨＣエンジンからなる。
【００１６】
エンジン１０の吸気管１２にはスロットルバルブ１４が配置される。スロットルバルブ１４は、スロットルワイヤ１６を介して車両（エンジン１０が搭載される車両。図示せず）の運転席フロアに設けられたアクセルペダル１８に機械的に接続され、アクセルペダル１８の踏み量に応じて開閉してエンジン１０の吸入空気量を調量する。スロットルバルブ１４の付近にはスロットルバルブ開度センサ２０が設けられ、スロットルバルブ１４の開度（以下「スロットル開度」という）θＴＨに応じた信号を出力する。
【００１７】
スロットルバルブ１４の下流のインテークマニホルド（図示せず）の直後の吸気ポート付近には、気筒（図示せず）ごとにインジェクタ（燃料噴射弁）２４が設けられる。インジェクタ２４は燃料タンクに燃料供給管および燃料ポンプ（全て図示せず）を介して接続され、ガソリン燃料の圧送を受けて吸気ポートに噴射する。
【００１８】
吸気管１２には、スロットルバルブ１４の上流側と下流側とを連通してスロットルバルブ１４をバイパスするバイパス通路（２次空気通路）２６が接続される。バイパス通路２６の途中にはバイパス空気量を調整する制御バルブ（ＥＡＣＶ）３０が設けられる。
【００１９】
制御バルブ３０は常閉型であり、バイパス通路２６の開度（開口面積）を連続的に変化させるバルブ３０ａと、バルブ３０ａを閉塞方向に付勢するスプリング３０ｂと、通電時にバルブ３０ａをスプリング３０ｂの付勢力に抗して開放方向に移動させる電磁ソレノイド３０ｃを備える。
【００２０】
吸気管１２のスロットルバルブ１４の下流側には絶対圧センサ３２および吸気温センサ３４が装着され、それぞれ吸気管内絶対圧（エンジン負荷）ＰＢＡおよび吸気温ＴＡを示す電気信号を出力する。また、エシジン１０のシリンダブロックの冷却水通路（図示せず）には水温センサ３６が取り付けられ、エンジン冷却水温ＴＷに応じた信号を出力する。
【００２１】
エンジン１０のカム軸またはクランク軸（共に図示せず）の付近には気筒判別センサ４０が取り付けられて特定気筒（例えば第１気筒）の所定クランク角度位置で気筒判別信号ＣＹＬを出力すると共に、ＴＤＣセンサ４２およびクランク角センサ４４が取り付けられ、各気筒のピストンのＴＤＣ位置に関連した所定のクランク角度位置でＴＤＣ信号と、ＴＤＣ信号よりも周期の短いクランク角度（例えば３０度）でＣＲＫ信号を出力する。
【００２２】
エンジン１０はエキゾーストマニホルド（図示せず）を介して排気管４６に接続され、燃焼によって生じた排出ガスを排気管４６の途中に設けられた触媒装置（三元触媒装置）５０で浄化しつつ外部に排出する。排気管４６の触媒装置５０の上流位置には広域空燃比（ＬＡＦ）センサ５２が設けられ、リーンからリッチにわたる範囲において排出ガス中の酸素濃度に比例する出力を生じる。
【００２３】
車両のドライブシャフト（図示せず）の付近には車速センサ５４が配置され、ドライブシャフトの所定回転ごとに信号を出力を生じる。また、車両の適宜位置には大気圧センサ５６が設けられ、車両が位置する場所の大気圧ＰＡに応じた信号を出力する。
【００２４】
上記した各種センサの出力は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）６０に送られる。
【００２５】
ＥＣＵ６０はマイクロコンピュータからなり、制御演算を行なうＣＰＵ６０ａと、制御演算プログラムと各種のデータ（テーブルなど）を格納するＲＯＭ６０ｂと、ＣＰＵ６０ａの制御演算結果などを一時的に記憶するＲＡＭ６０ｃと、入力回路６０ｄと、出力回路６０ｅと、カウンタ（図示せず）を備える。
【００２６】
上記した各種センサ出力は、ＥＣＵ６０の入力回路６０ｄに入力される。入力回路６０ｄは、入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正すると共に、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する。ＣＰＵ６０ａはクランク角センサ４４が出力するＣＲＫ信号をカウンタでカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出すると共に、車速センサ５４が出力する信号をカウンタでカウントして車速の走行速度を示す車速ＶＰを検出する。
【００２７】
ＣＰＵ６０ａはＲＯＭ６０ｂに格納されたプログラムに従って制御演算を実行し、出力回路６０ｅ（および図示しない駆動回路）を介して電磁ソレノイド３０ｃに駆動信号（通電指令値）を送出して制御バルブ３０ａの開度を調節し、バイパス空気量を制御すると共に、インジェクタ２４、点火装置（図示せず）などに駆動信号を出力する。
【００２８】
続いて、この実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の動作を説明する。
【００２９】
図２は、この実施の形態に係る装置の動作、より具体的には、ＥＣＵ６０による、制御バルブ３０（具体的には電磁ソレノイド３０ｃ）の操作量（通電指令値）の算出動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、例えば１０ｍｓｅｃごとに実行される。
【００３０】
以下説明すると、先ず、Ｓ１０において、エンジン回転数ＮＥの制御モードを判定する。
【００３１】
図３は、その制御モードの判定動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００３２】
以下、図３フロー・チャートを参照して制御モードの判定動作について説明すると、先ず、Ｓ１００において、スロットル開度θＴＨが全閉相当開度（より具体的には、所定の低開度以下）か否か判断する。
【００３３】
Ｓ１００で否定されるときは、次いでＳ１０２に進み、エンジン回転数ＮＥの制御モードをオープンループ制御モードとする。他方、Ｓ１００で肯定されるときは、次いでＳ１０４に進み、フューエル・カット（Ｆ／Ｃ）を実行中か否か判断する。Ｓ１０４で肯定されるときも、Ｓ１０２に進んでオープンループ制御モードとする一方、否定されるときは、次いでＳ１０６に進み、車速ＶＰが所定の車速、例えば５ｋｍ／ｈ以下か否か判断する。
【００３４】
Ｓ１０６で否定されるときも、前記したＳ１０２に進む一方、肯定されるときは、次いでＳ１０８に進み、エンジン回転数ＮＥの制御モードをアイドルフィードバック制御モードとする。このように、車両の運転状態（スロットル開度θＴＨ、フューエル・カットの有無、車速ＶＰ）に応じ、エンジン回転数ＮＥをアイドルフィーバック制御で制御すべきか、オープンループ制御で制御すべきかを判断し、いずれかの制御モードを選択する。
【００３５】
図２フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１２に進み、制御バルブ３０の操作量をＰＩＤ制御するときの制御ゲイン、具体的には、Ｐ（比例）項ゲインＫＰと、Ｉ（積分）項ゲインＫＩと、Ｄ（微分）項ゲインＫＤを適宜な手法を用いて設定する。尚、Ｓ１０でオープンループ制御モードとされたときは、ＫＰ，ＫＩおよびＫＤを、全て零とする。
【００３６】
次いでＳ１４に進み、過渡変化補正項ＩＵＰを零とし、次いでＳ１６に進んで前回のプログラム実行時が始動モード（エンジン回転数ＮＥが完爆回転数に達するまでの制御モード）であったか否か判断する。Ｓ１６で肯定されるときは、次いでＳ１８に進み、後述する積分補正項ＩＩの基本値ＩＡＩＮの前回値（前回のプログラム実行時の値。以下「前回基本値」という）ＩＡＩＮ（ｎ−１）を、所定値ＩＣＲＳＴとする。尚、基本値ＩＡＩＮは、制御バルブ３０の通電指令値で表される。
【００３７】
他方、Ｓ１６で否定されるときは、次いでＳ２０に進み、アイドルフィードバック制御モードと判定されているか否か判断する。Ｓ２０で肯定されるときは、次いでＳ２２に進み、前回のプログラム実行時もアイドルフィードバック制御モードであったか否か判断する。
【００３８】
Ｓ２２で否定されるとき、即ち、今回のプログラム実行時において初めてアイドルフィードバック制御モードと判定されたときは、次いでＳ２４に進み、過渡変化補正項ＩＵＰをＩＵＰ０とする。この処理は、具体的には、吸気温ＴＡに基づいてＩＵＰ０テーブル（図示せず）を検索することによって決定する。次いでＳ２６に進み、冷却水温補正項ＩＴＷと、基本値ＩＡＩＮの学習値ＩＸＲＥＦと、過渡変化補正項ＩＵＰの総和を、前回基本値ＩＡＩＮ（ｎ−１）の初期値とする。ここで、冷却水温補正項ＩＴＷは、検出した冷却水温ＴＷに基づいて図示しないテーブルを検索することによって決定される。基本値ＩＡＩＮの学習値ＩＸＲＥＦは、後述するステップで算出されてＥＣＵ６０のＲＡＭ６０ｃに格納（記憶）される値である。
【００３９】
尚、Ｓ１６で肯定されてＳ１８に進んだときは、Ｓ２０からＳ２６までをスキップする。また、Ｓ２２で肯定されるとき、即ち、アイドルフィードバック制御モードと連続して判定されているときは、前回基本値ＩＡＩＮ（ｎ−１）の初期値を設定する必要がないのでＳ２４とＳ２６をスキップする。
【００４０】
次いで、Ｓ２８に進み、目標アイドル回転数ＮＯＢＪを算出する。尚、この明細書において目標アイドル回転数ＮＯＢＪは、前記したアイドルフィードバック制御モード時の目標回転数、即ち、アイドル領域目標回転数と、オープンループ制御モード時の目標回転数、即ち、アイドル領域外目標回転数の双方を意味するものとして使用する。より概略的には、目標アイドル回転数ＮＯＢＪは、ある運転状態におけるエンジン１０の最低回転数（エンジン１０の安定性を確保する（ストールなどを防止する）ために必要な下限値）を意味し、アイドル回転数制御とは、その回転数にフィードバックあるいはオープンループで制御することを意味する。
【００４１】
図４は、目標回転数ＮＯＢＪの算出動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００４２】
以下、図４フロー・チャートを参照して目標アイドル回転数ＮＯＢＪの算出動作について説明すると、先ず、Ｓ２００において、検出されたエンジン冷却水温ＴＷに応じて第１の目標回転数ＮＯＢＪＩＤＵＰを算出する。
【００４３】
次いでＳ２０２に進み、前記したエアコンディショナのような電気負荷に応じて第２の目標回転数ＮＯＢＪＥＬを算出すると共に、Ｓ２０４に進み、パワーステアリングの作動時における第３の目標回転数ＮＯＢＪＰＳを算出する。さらに、Ｓ２０６に進んでトランスミッション（図示せず）のシフト位置に応じて第４の目標回転数ＮＯＢＪＭＩＳを算出し、Ｓ２０８に進み、前記した制御モードおよび車速ＶＰに応じて第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳを算出する。
【００４４】
図５は、第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳの算出動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００４５】
以下、図５フロー・チャートを参照して第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳの算出動作について説明すると、先ず、Ｓ３００において、オープンループ制御モードにあるかか否か判断する。Ｓ３００で否定されるとき、即ち、アイドルフィードバック制御モードにあるときは、次いでＳ３０２に進み、第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳを零とする。
【００４６】
他方、Ｓ３００で肯定されるときは、次いでＳ３０４に進み、検出した車速ＶＰで図６に示すテーブルを検索してアイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを求める。
【００４７】
アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴは、図６に示す如く、車速ＶＰが低くなるにつれて減少するように設定される。より具体的には、アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴは、車速ＶＰが前記した所定の速度（５ｋｍ／ｈ）に向けて低下するにつれて、アイドル領域目標回転数に接近するように設定される。
【００４８】
図５フロー・チャートの説明を続けると、次いでＳ３０６に進み、車速ＶＰが前記した所定の車速（極低車速。例えば５ｋｍ／ｈ）以下か否か判断する。Ｓ３０６で否定されるときは、次いでＳ３０８に進み、アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳとする。
【００４９】
このように、オープンループ制御モード時の目標回転数、即ち、アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを、車両の車速ＶＰに応じて設定するように構成したので、オープンループ制御からフィードバック制御に移行した際の回転数の変動（落ち込み）を抑制することができる。
【００５０】
具体的には、アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを、車速ＶＰが低下するにつれて減少させるように設定する、即ち、車速が零あるいは極低速のアイドル領域に近い低速にあるほどアイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを低く設定し、アイドル領域目標回転数に近接させるように構成したので、オープンループ制御からフィードバック制御に移行した際の回転数の変動をより一層効果的に抑制し、滑らかに移行させることができる。
【００５１】
他方、Ｓ３０６で肯定されるとき、即ち、オープンループ制御モードで、かつ車速ＶＰが極低車速のときは、次いでＳ３１０に進み、アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを前記した第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳとする。但し、Ｓ３１０において、第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳに代入されるアイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴの上限値は、検出された現在のエンジン回転数ＮＥに設定される（保持される）。これにより、例えば車速ＶＰが所定の速度を超えない範囲で運転者がアクセルペダルを微小に操作することにより、スロットル開度の微小な変化が繰り返された場合でも、目標回転数が変動することがなく、よって車両の運転性を向上させることができる。
【００５２】
図４フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ２１０に進み、前記した各パラメータに応じて設定された第１から第５の目標回転数ＮＯＢＪＩＤＵＰ，ＮＯＢＪＥＬ，ＮＯＢＪＰＳ，ＮＯＢＪＭＩＳおよびＮＯＢＪＰＬＳのうち、最も高い値に設定された回転数を最終的な目標アイドル回転数ＮＯＢＪとする。尚、上記したように、アイドルフィードバック制御モードにあるときは第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳが零に設定されることから、第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳが目標アイドル回転数ＮＯＢＪとして選択されることはない。即ち、アイドルフィードバック制御モード時は、第１から第４の目標回転数ＮＯＢＪＩＤＵＰ，ＮＯＢＪＥＬ，ＮＯＢＪＰＳおよびＮＯＢＪＭＩＳのいずれかがアイドル領域目標回転数として選択される。前記したアイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴは、車速ＶＰが低下するにつれ、これら第１から第４の目標回転数のうち、最も大きな回転数に近接するように設定される。
【００５３】
図２フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ３０に進み、比例補正項ＩＰ、積分補正項ＩＩおよび比例補正項ＩＤ（いずれも制御バルブ３０の通電指令値で表される）を以下の式（１．１）から（１．３）に従って算出する。
ＩＰ＝ＫＰ×（−ＤＮＯＢＪ） ・・・式（１．１）
ＩＩ＝ＫＩ×（−ＤＮＯＢＪ） ・・・式（１．２）
ＩＤ＝ＫＤ×（−（ＤＮＯＢＪ（ｎ）−ＤＮＯＢＪ（ｎ−１）））・・・式（１．３）
【００５４】
ここで、ＤＮＯＢＪは、検出されたエンジン回転数ＮＥと上述の如く算出した目標アイドル回転数ＮＯＢＪの偏差である。このように、比例補正項ＩＰと積分補正項ＩＩは、前記したＰ項ゲインＫＰまたはＩ項ゲインＫＩに偏差ＤＮＯＢＪを乗じて算出される。また、微分補正項ＩＤは、前記したＤ項ゲインに偏差ＤＮＯＢＪの今回値と前回値の差分を乗じることによって算出される。
【００５５】
次いでＳ３２に進み、前回基本値ＩＡＩＮ（ｎ−１）に積分補正項ＩＩを加算した値を基本値の今回値（以下「今回基本値」という）ＩＡＩＮ（ｎ）とし、次いでＳ３４に進み、適宜設定された上下限値に基づいて今回基本値ＩＡＩＮ（ｎ）のリミットチェックを行なう。
【００５６】
次いでＳ３６に進み、今回基本値ＩＡＩＮ（ｎ）と、比例補正項ＩＰと、微分補正項ＩＤの総和を制御バルブ３０の通電指令値ＩＦＢＮとし、次いでＳ３８に進み、適宜設定された上下限値に基づいて通電指令値ＩＦＢＮのリミットチェックを行なう。
【００５７】
次いでＳ４０に進み、以下の式（２）に従って学習値ＩＸＲＥＦの今回値ＩＸＲＥＦ（ｎ）を算出する。
ＩＸＲＥＦ（ｎ）＝（ＣＸＲＥＦ／２５６２ ）×ＩＡＩＮ（ｎ）＋（（２５６２ −ＣＸＲＥＦ）／２５６２ ）×ＩＸＲＥＦ（ｎ−１）・・・式（２）
【００５８】
ここで、ＣＸＲＥＦは重み係数であり、この値が大きいほど学習値ＩＸＲＥＦに対する今回基本値ＩＡＩＮ（ｎ）の重みが大きくなる。
【００５９】
次いでＳ４２に進み、算出された通電指令値ＩＦＢＮに基づき、以下の式（３）に従って出力（制御バルブ３０に出力される最終的な通電指令値）ＩＣＭＤを算出する。但し、下式（３）において、オープンループ制御モード時は、上記の如く算出した通電指令値ＩＦＢＮに代わり、所定値が代入される。
ＩＣＭＤ＝（（ＩＦＢＮ＋ＩＮＯＢＪＸ＋ＩＤＰ＋ＩＬＯＡＤ＋ＩＡＦ）×ＫＩＰＡ＋ＴＰＡ）×ＫＩＰＢＧ・・・式（３）
【００６０】
ここで、ＩＮＯＢＪＸは、最終的な目標回転数ＮＯＢＪに基づいて図示しないテーブルを検索して求められる加算値であり、具体的には、目標回転数ＮＯＢＪが大きくなるにつれて大きな値となるように設定される。またＩＤＰは減速時のショットエア量を調整するダッシュポット項であり、ＩＬＯＡＤはエアコンディショナなどの負荷に応じてアイドル回転数を調整する負荷補正項である。また、ＩＡＦは目標空燃比に応じた空燃比補正項であり、ＫＩＰＡとＴＰＡは、それぞれ大気圧ＰＡに応じた大気圧補正乗算項と大気圧補正加算項である。さらに、ＫＩＰＢＧはバッテリ負荷などから求めた補正係数である。尚、これらの各値の算出手法は、本願の要旨とは直接の関係を有しないため、説明は省略する。
【００６１】
上記の式（３）に従って算出された出力ＩＣＭＤは、出力回路６０ｅ（および図示しない駆動回路）を介して制御バルブ３０（具体的には電磁ソレノイド３０ｃ）に出力され、制御バルブ３０を駆動してその開度を変更する。これにより、目標アイドル回転数ＮＯＢＪを実現するのに必要なバイパス空気量がエンジン１０に供給され、よってエンジン回転数ＮＥが、目標回転数ＮＯＢＪに制御される。
【００６２】
上記のように、この実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置においては、オープンループ制御モード時の目標回転数、即ち、アイドル領域外目標回転数を、車両の車速ＶＰに応じて設定するように構成したので、オープンループ制御からフィードバック制御に移行した際の回転数の変動（落ち込み）を抑制することができる。
【００６３】
具体的には、アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを、車速ＶＰが低下するにつれて減少させるように設定する、即ち、車速が零あるいは極低速のアイドル領域に近い低速にあるほどアイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを低く設定し、アイドル領域目標回転数（第１から第４の目標回転数のうち、最も大きな回転数）に近接させるように構成したので、オープンループ制御からフィードバック制御に移行した際の回転数の変動をより一層抑制し、滑らかに移行させることができる。
【００６４】
さらには、オープンループ制御モード時に車速ＶＰが所定の車速以下になったときは、アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴ、より詳しくは、それが代入される第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳの上限値を現在のエンジン回転数ＮＥに設定（保持）するようにしたので、例えば車速ＶＰが所定の速度を超えない範囲で運転者がアクセルペダル１８を微小に操作することにより、スロットル開度θＴＨの微小な変化が繰り返された場合でも、目標回転数が変動することがなく、よって車両の運転性を向上させることができる。
【００６５】
以上のように、この実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置においては、車両の運転状態が所定のアイドル領域にあるとき、前記車両に搭載された内燃機関（エンジン）１０の回転数ＮＥをアイドル領域目標回転数（第１から第４の目標回転数ＮＯＢＪＩＤＵＰ，ＮＯＢＪＥＬ，ＮＯＢＪＰＳおよびＮＯＢＪＭＩＳのうち、最も大きな回転数）にフィードバック制御する（ＥＣＵ６０，Ｓ１０からＳ４２，Ｓ１００，Ｓ１０４からＳ１０８）と共に、前記車両の運転状態が前記所定のアイドル領域外に移行したとき、前記内燃機関の回転数をアイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴ（より具体的にはそれが代入される第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳ）にオープンループ制御する（ＥＣＵ６０，Ｓ１０からＳ４２，Ｓ１０２からＳ１０６）内燃機関のアイドル回転数制御装置において、前記アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを、前記車両の走行速度（車速）ＶＰに応じて設定する設定手段（車速センサ５４，ＥＣＵ６０，Ｓ２８，Ｓ２００からＳ２１０，Ｓ３０４からＳ３１０）を備えるように構成した。
【００６６】
また、前記設定手段は、前記アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを、前記車両の走行速度ＶＰが低下するにつれて低い回転数に設定する（Ｓ３０４、図６に示すテーブル）ように構成した。
【００６７】
また、前記設定手段は、前記アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴの上限値を、前記車両の走行速度が所定の速度（例えば５ｋｍ／ｈ）以下となったとき、前記エンジン１０の現在の回転数（検出したエンジン回転数ＮＥ）に設定する（Ｓ３０６，Ｓ３１０）ように構成した。
【００６８】
尚、上記において、アクセルペダル１８とスロットルバルブ１４を機械的に接続すると共に、スロットルバルブ１４をバイパスするバイパス通路２６を設け、制御バルブ３０を介してバイパス空気量を調整することによってエンジン回転数ＮＥを制御する例を挙げて説明したが、この発明は、アクセルペダルとスロットルバルブの機械的な接続を絶ったＤＢＷ（Ｄｒｉｖｅ Ｂｙ Ｗｉｒｅ ）方式にも適用することができる。
【００６９】
また、この発明は、エンジンの出力軸を鉛直方向とした、船外機などの船舶推進用エンジンのアイドル回転数制御装置にも適用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、車両の運転状態が所定のアイドル領域外に移行したときの目標回転数（具体的には、走行中にスロットル開度が全閉されたときの目標回転数）を、前記車両の走行速度に応じて設定するように構成したので、アイドル領域外で実行されるオープンループ制御から、車速が零あるいは極低速のアイドル領域で実行されるフィードバック制御に移行した際の回転数の変動（落ち込み）を抑制することができる。
【００７１】
請求項２項にあっては、アイドル領域外目標回転数を、車両の走行速度が低下するにつれて低い回転数に設定するように構成した、即ち、車速が零あるいは極低速のアイドル領域に近い低車速時ほど、目標回転数を低く設定するように構成したので、オープンループ制御からフィードバック制御に移行した際の回転数の変動をより一層抑制することができる。
【００７２】
請求項３項にあっては、アイドル領域外目標回転数の上限値を、車両の走行速度が所定の速度以下となったとき、内燃機関の現在の回転数（検出回転数）に設定するように構成したので、例えば車両の走行速度が所定の速度を超えない範囲で運転者がアクセルペダルを微小に操作することにより、スロットル開度の微小な変化が繰り返された場合でも、目標回転数が変動することがなく、よって車両の運転性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す装置のＥＣＵの動作のうち、アイドル回転数制御動作を示すフロー・チャートである。
【図３】図２フロー・チャートにおける、制御モードの判定動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図４】図２フロー・チャートにおける、目標回転数の算出動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図５】図４フロー・チャートにおける、第５の目標回転数の算出動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図６】図５フロー・チャートで車速に基づいて検索されるアイドル領域外目標回転数の特性を示すテーブル図である。
【符号の説明】
１０ 内燃機関（エンジン）
１４ スロットルバルブ
１８ アクセルペダル
２６ バイパス通路
３０ 制御バルブ
５４ 車速センサ
６０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関のアイドル回転数制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両の運転状態が所定のアイドル領域にあるときは、内燃機関の回転数をアイドル領域目標回転数となるようにフィードバック制御している。他方、車両の運転状態がアイドル領域外に移行したとき（例えば、車速やスロットル開度が所定値を超えたとき）は、内燃機関の回転数の下限を、前記アイドル領域目標回転数とは別に設定されたアイドル領域外目標回転数にオープンループ制御するようにしている。
【０００３】
アイドル領域外目標回転数は、一般に、内燃機関の冷却水温度が低いときや、エアコンディショナやパワーステアリングといった補機類の負荷が高いときは、内燃機関の運転安定性を確保するために通常より高い回転数に設定される。このような状況において、車両が減速から停止することによって回転数制御がオープンループ制御からフィードバック制御に切り換えられると、アイドル時のフィードバック制御においては一般に燃費などを考慮して可能な限り目標回転数を低く設定しているため、回転数の変動（落ち込み）が大きくなって運転者に違和感を与えるおそれがある。そのため、従来技術にあっては、オープンループ制御からフィードバック制御に移行するとき、制御値を、オープンループ制御時の制御値から通常のフィードバック制御時の制御値まで徐々に低下させることで、回転数を滑らかに低下させるように構成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭６２−５０６５１号公報（第４頁から第５頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術においては、オープンループ制御とフィードバック制御の切り換えに関し、機関負荷を除く車両の運転状態が考慮されていなかったため、オープンループ制御からフィードバック制御に移行した際の回転数の変動（落ち込み）を必ずしも十分に抑制することができなかった。
【０００６】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、オープンループ制御とフィードバック制御の切り換えに車両の運転状態を考慮し、よってオープンループ制御からフィードバック制御に移行した際の回転数の変動（落ち込み）を抑制するようにした内燃機関のアイドル回転数制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１項においては、車両の運転状態が所定のアイドル領域にあるとき、前記車両に搭載された内燃機関の回転数をアイドル領域目標回転数にフィードバック制御すると共に、前記車両の運転状態が前記所定のアイドル領域外に移行したとき、前記内燃機関の回転数をアイドル領域外目標回転数にオープンループ制御する内燃機関のアイドル回転数制御装置において、前記アイドル領域外目標回転数を、前記車両の走行速度に応じて設定する設定手段を備えるように構成した。
【０００８】
車両の運転状態が所定のアイドル領域外に移行したときの目標回転数（具体的には、走行中にスロットル開度が全閉されたときの目標回転数）を、前記車両の走行速度に応じて設定するように構成したので、アイドル領域外で実行されるオープンループ制御から、車速が零あるいは極低速のアイドル領域で実行されるフィードバック制御に移行した際の回転数の変動（落ち込み）を抑制することができる。
【０００９】
また、請求項２項にあっては、前記設定手段は、前記アイドル領域外目標回転数を、前記車両の走行速度が低下するにつれて低い回転数に設定するように構成した。
【００１０】
アイドル領域外目標回転数を、車両の走行速度が低下するにつれて低い回転数に設定するように構成、即ち、車速が零あるいは極低速のアイドル領域に近い低車速時ほど、目標回転数を低く設定するように構成したので、オープンループ制御からフィードバック制御に移行した際の回転数の変動をより一層抑制することができる。
【００１１】
また、請求項３項にあっては、前記設定手段は、前記アイドル領域外目標回転数の上限値を、前記車両の走行速度が所定の速度以下となったとき、前記内燃機関の現在の回転数に設定するように構成した。
【００１２】
アイドル領域外目標回転数の上限値を、車両の走行速度が所定の速度以下となったとき、内燃機関の現在の回転数（検出回転数）に設定するように構成したので、例えば車両の走行速度が所定の速度を超えない範囲で運転者がアクセルペダルを微小に操作することにより、スロットル開度の微小な変化が繰り返された場合でも、目標回転数が変動することがなく、よって車両の運転性を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照してこの発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置を説明する。
【００１４】
図１は、この実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の全体構成を示す概略図である。
【００１５】
同図において符合１０は内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０は、例えば直列４気筒のＤＯＨＣエンジンからなる。
【００１６】
エンジン１０の吸気管１２にはスロットルバルブ１４が配置される。スロットルバルブ１４は、スロットルワイヤ１６を介して車両（エンジン１０が搭載される車両。図示せず）の運転席フロアに設けられたアクセルペダル１８に機械的に接続され、アクセルペダル１８の踏み量に応じて開閉してエンジン１０の吸入空気量を調量する。スロットルバルブ１４の付近にはスロットルバルブ開度センサ２０が設けられ、スロットルバルブ１４の開度（以下「スロットル開度」という）θＴＨに応じた信号を出力する。
【００１７】
スロットルバルブ１４の下流のインテークマニホルド（図示せず）の直後の吸気ポート付近には、気筒（図示せず）ごとにインジェクタ（燃料噴射弁）２４が設けられる。インジェクタ２４は燃料タンクに燃料供給管および燃料ポンプ（全て図示せず）を介して接続され、ガソリン燃料の圧送を受けて吸気ポートに噴射する。
【００１８】
吸気管１２には、スロットルバルブ１４の上流側と下流側とを連通してスロットルバルブ１４をバイパスするバイパス通路（２次空気通路）２６が接続される。バイパス通路２６の途中にはバイパス空気量を調整する制御バルブ（ＥＡＣＶ）３０が設けられる。
【００１９】
制御バルブ３０は常閉型であり、バイパス通路２６の開度（開口面積）を連続的に変化させるバルブ３０ａと、バルブ３０ａを閉塞方向に付勢するスプリング３０ｂと、通電時にバルブ３０ａをスプリング３０ｂの付勢力に抗して開放方向に移動させる電磁ソレノイド３０ｃを備える。
【００２０】
吸気管１２のスロットルバルブ１４の下流側には絶対圧センサ３２および吸気温センサ３４が装着され、それぞれ吸気管内絶対圧（エンジン負荷）ＰＢＡおよび吸気温ＴＡを示す電気信号を出力する。また、エシジン１０のシリンダブロックの冷却水通路（図示せず）には水温センサ３６が取り付けられ、エンジン冷却水温ＴＷに応じた信号を出力する。
【００２１】
エンジン１０のカム軸またはクランク軸（共に図示せず）の付近には気筒判別センサ４０が取り付けられて特定気筒（例えば第１気筒）の所定クランク角度位置で気筒判別信号ＣＹＬを出力すると共に、ＴＤＣセンサ４２およびクランク角センサ４４が取り付けられ、各気筒のピストンのＴＤＣ位置に関連した所定のクランク角度位置でＴＤＣ信号と、ＴＤＣ信号よりも周期の短いクランク角度（例えば３０度）でＣＲＫ信号を出力する。
【００２２】
エンジン１０はエキゾーストマニホルド（図示せず）を介して排気管４６に接続され、燃焼によって生じた排出ガスを排気管４６の途中に設けられた触媒装置（三元触媒装置）５０で浄化しつつ外部に排出する。排気管４６の触媒装置５０の上流位置には広域空燃比（ＬＡＦ）センサ５２が設けられ、リーンからリッチにわたる範囲において排出ガス中の酸素濃度に比例する出力を生じる。
【００２３】
車両のドライブシャフト（図示せず）の付近には車速センサ５４が配置され、ドライブシャフトの所定回転ごとに信号を出力を生じる。また、車両の適宜位置には大気圧センサ５６が設けられ、車両が位置する場所の大気圧ＰＡに応じた信号を出力する。
【００２４】
上記した各種センサの出力は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）６０に送られる。
【００２５】
ＥＣＵ６０はマイクロコンピュータからなり、制御演算を行なうＣＰＵ６０ａと、制御演算プログラムと各種のデータ（テーブルなど）を格納するＲＯＭ６０ｂと、ＣＰＵ６０ａの制御演算結果などを一時的に記憶するＲＡＭ６０ｃと、入力回路６０ｄと、出力回路６０ｅと、カウンタ（図示せず）を備える。
【００２６】
上記した各種センサ出力は、ＥＣＵ６０の入力回路６０ｄに入力される。入力回路６０ｄは、入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正すると共に、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する。ＣＰＵ６０ａはクランク角センサ４４が出力するＣＲＫ信号をカウンタでカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出すると共に、車速センサ５４が出力する信号をカウンタでカウントして車速の走行速度を示す車速ＶＰを検出する。
【００２７】
ＣＰＵ６０ａはＲＯＭ６０ｂに格納されたプログラムに従って制御演算を実行し、出力回路６０ｅ（および図示しない駆動回路）を介して電磁ソレノイド３０ｃに駆動信号（通電指令値）を送出して制御バルブ３０ａの開度を調節し、バイパス空気量を制御すると共に、インジェクタ２４、点火装置（図示せず）などに駆動信号を出力する。
【００２８】
続いて、この実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の動作を説明する。
【００２９】
図２は、この実施の形態に係る装置の動作、より具体的には、ＥＣＵ６０による、制御バルブ３０（具体的には電磁ソレノイド３０ｃ）の操作量（通電指令値）の算出動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、例えば１０ｍｓｅｃごとに実行される。
【００３０】
以下説明すると、先ず、Ｓ１０において、エンジン回転数ＮＥの制御モードを判定する。
【００３１】
図３は、その制御モードの判定動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００３２】
以下、図３フロー・チャートを参照して制御モードの判定動作について説明すると、先ず、Ｓ１００において、スロットル開度θＴＨが全閉相当開度（より具体的には、所定の低開度以下）か否か判断する。
【００３３】
Ｓ１００で否定されるときは、次いでＳ１０２に進み、エンジン回転数ＮＥの制御モードをオープンループ制御モードとする。他方、Ｓ１００で肯定されるときは、次いでＳ１０４に進み、フューエル・カット（Ｆ／Ｃ）を実行中か否か判断する。Ｓ１０４で肯定されるときも、Ｓ１０２に進んでオープンループ制御モードとする一方、否定されるときは、次いでＳ１０６に進み、車速ＶＰが所定の車速、例えば５ｋｍ／ｈ以下か否か判断する。
【００３４】
Ｓ１０６で否定されるときも、前記したＳ１０２に進む一方、肯定されるときは、次いでＳ１０８に進み、エンジン回転数ＮＥの制御モードをアイドルフィードバック制御モードとする。このように、車両の運転状態（スロットル開度θＴＨ、フューエル・カットの有無、車速ＶＰ）に応じ、エンジン回転数ＮＥをアイドルフィーバック制御で制御すべきか、オープンループ制御で制御すべきかを判断し、いずれかの制御モードを選択する。
【００３５】
図２フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１２に進み、制御バルブ３０の操作量をＰＩＤ制御するときの制御ゲイン、具体的には、Ｐ（比例）項ゲインＫＰと、Ｉ（積分）項ゲインＫＩと、Ｄ（微分）項ゲインＫＤを適宜な手法を用いて設定する。尚、Ｓ１０でオープンループ制御モードとされたときは、ＫＰ，ＫＩおよびＫＤを、全て零とする。
【００３６】
次いでＳ１４に進み、過渡変化補正項ＩＵＰを零とし、次いでＳ１６に進んで前回のプログラム実行時が始動モード（エンジン回転数ＮＥが完爆回転数に達するまでの制御モード）であったか否か判断する。Ｓ１６で肯定されるときは、次いでＳ１８に進み、後述する積分補正項ＩＩの基本値ＩＡＩＮの前回値（前回のプログラム実行時の値。以下「前回基本値」という）ＩＡＩＮ（ｎ−１）を、所定値ＩＣＲＳＴとする。尚、基本値ＩＡＩＮは、制御バルブ３０の通電指令値で表される。
【００３７】
他方、Ｓ１６で否定されるときは、次いでＳ２０に進み、アイドルフィードバック制御モードと判定されているか否か判断する。Ｓ２０で肯定されるときは、次いでＳ２２に進み、前回のプログラム実行時もアイドルフィードバック制御モードであったか否か判断する。
【００３８】
Ｓ２２で否定されるとき、即ち、今回のプログラム実行時において初めてアイドルフィードバック制御モードと判定されたときは、次いでＳ２４に進み、過渡変化補正項ＩＵＰをＩＵＰ０とする。この処理は、具体的には、吸気温ＴＡに基づいてＩＵＰ０テーブル（図示せず）を検索することによって決定する。次いでＳ２６に進み、冷却水温補正項ＩＴＷと、基本値ＩＡＩＮの学習値ＩＸＲＥＦと、過渡変化補正項ＩＵＰの総和を、前回基本値ＩＡＩＮ（ｎ−１）の初期値とする。ここで、冷却水温補正項ＩＴＷは、検出した冷却水温ＴＷに基づいて図示しないテーブルを検索することによって決定される。基本値ＩＡＩＮの学習値ＩＸＲＥＦは、後述するステップで算出されてＥＣＵ６０のＲＡＭ６０ｃに格納（記憶）される値である。
【００３９】
尚、Ｓ１６で肯定されてＳ１８に進んだときは、Ｓ２０からＳ２６までをスキップする。また、Ｓ２２で肯定されるとき、即ち、アイドルフィードバック制御モードと連続して判定されているときは、前回基本値ＩＡＩＮ（ｎ−１）の初期値を設定する必要がないのでＳ２４とＳ２６をスキップする。
【００４０】
次いで、Ｓ２８に進み、目標アイドル回転数ＮＯＢＪを算出する。尚、この明細書において目標アイドル回転数ＮＯＢＪは、前記したアイドルフィードバック制御モード時の目標回転数、即ち、アイドル領域目標回転数と、オープンループ制御モード時の目標回転数、即ち、アイドル領域外目標回転数の双方を意味するものとして使用する。より概略的には、目標アイドル回転数ＮＯＢＪは、ある運転状態におけるエンジン１０の最低回転数（エンジン１０の安定性を確保する（ストールなどを防止する）ために必要な下限値）を意味し、アイドル回転数制御とは、その回転数にフィードバックあるいはオープンループで制御することを意味する。
【００４１】
図４は、目標回転数ＮＯＢＪの算出動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００４２】
以下、図４フロー・チャートを参照して目標アイドル回転数ＮＯＢＪの算出動作について説明すると、先ず、Ｓ２００において、検出されたエンジン冷却水温ＴＷに応じて第１の目標回転数ＮＯＢＪＩＤＵＰを算出する。
【００４３】
次いでＳ２０２に進み、前記したエアコンディショナのような電気負荷に応じて第２の目標回転数ＮＯＢＪＥＬを算出すると共に、Ｓ２０４に進み、パワーステアリングの作動時における第３の目標回転数ＮＯＢＪＰＳを算出する。さらに、Ｓ２０６に進んでトランスミッション（図示せず）のシフト位置に応じて第４の目標回転数ＮＯＢＪＭＩＳを算出し、Ｓ２０８に進み、前記した制御モードおよび車速ＶＰに応じて第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳを算出する。
【００４４】
図５は、第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳの算出動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００４５】
以下、図５フロー・チャートを参照して第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳの算出動作について説明すると、先ず、Ｓ３００において、オープンループ制御モードにあるかか否か判断する。Ｓ３００で否定されるとき、即ち、アイドルフィードバック制御モードにあるときは、次いでＳ３０２に進み、第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳを零とする。
【００４６】
他方、Ｓ３００で肯定されるときは、次いでＳ３０４に進み、検出した車速ＶＰで図６に示すテーブルを検索してアイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを求める。
【００４７】
アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴは、図６に示す如く、車速ＶＰが低くなるにつれて減少するように設定される。より具体的には、アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴは、車速ＶＰが前記した所定の速度（５ｋｍ／ｈ）に向けて低下するにつれて、アイドル領域目標回転数に接近するように設定される。
【００４８】
図５フロー・チャートの説明を続けると、次いでＳ３０６に進み、車速ＶＰが前記した所定の車速（極低車速。例えば５ｋｍ／ｈ）以下か否か判断する。Ｓ３０６で否定されるときは、次いでＳ３０８に進み、アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳとする。
【００４９】
このように、オープンループ制御モード時の目標回転数、即ち、アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを、車両の車速ＶＰに応じて設定するように構成したので、オープンループ制御からフィードバック制御に移行した際の回転数の変動（落ち込み）を抑制することができる。
【００５０】
具体的には、アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを、車速ＶＰが低下するにつれて減少させるように設定する、即ち、車速が零あるいは極低速のアイドル領域に近い低速にあるほどアイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを低く設定し、アイドル領域目標回転数に近接させるように構成したので、オープンループ制御からフィードバック制御に移行した際の回転数の変動をより一層効果的に抑制し、滑らかに移行させることができる。
【００５１】
他方、Ｓ３０６で肯定されるとき、即ち、オープンループ制御モードで、かつ車速ＶＰが極低車速のときは、次いでＳ３１０に進み、アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを前記した第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳとする。但し、Ｓ３１０において、第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳに代入されるアイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴの上限値は、検出された現在のエンジン回転数ＮＥに設定される（保持される）。これにより、例えば車速ＶＰが所定の速度を超えない範囲で運転者がアクセルペダルを微小に操作することにより、スロットル開度の微小な変化が繰り返された場合でも、目標回転数が変動することがなく、よって車両の運転性を向上させることができる。
【００５２】
図４フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ２１０に進み、前記した各パラメータに応じて設定された第１から第５の目標回転数ＮＯＢＪＩＤＵＰ，ＮＯＢＪＥＬ，ＮＯＢＪＰＳ，ＮＯＢＪＭＩＳおよびＮＯＢＪＰＬＳのうち、最も高い値に設定された回転数を最終的な目標アイドル回転数ＮＯＢＪとする。尚、上記したように、アイドルフィードバック制御モードにあるときは第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳが零に設定されることから、第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳが目標アイドル回転数ＮＯＢＪとして選択されることはない。即ち、アイドルフィードバック制御モード時は、第１から第４の目標回転数ＮＯＢＪＩＤＵＰ，ＮＯＢＪＥＬ，ＮＯＢＪＰＳおよびＮＯＢＪＭＩＳのいずれかがアイドル領域目標回転数として選択される。前記したアイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴは、車速ＶＰが低下するにつれ、これら第１から第４の目標回転数のうち、最も大きな回転数に近接するように設定される。
【００５３】
図２フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ３０に進み、比例補正項ＩＰ、積分補正項ＩＩおよび比例補正項ＩＤ（いずれも制御バルブ３０の通電指令値で表される）を以下の式（１．１）から（１．３）に従って算出する。
ＩＰ＝ＫＰ×（−ＤＮＯＢＪ） ・・・式（１．１）
ＩＩ＝ＫＩ×（−ＤＮＯＢＪ） ・・・式（１．２）
ＩＤ＝ＫＤ×（−（ＤＮＯＢＪ（ｎ）−ＤＮＯＢＪ（ｎ−１）））・・・式（１．３）
【００５４】
ここで、ＤＮＯＢＪは、検出されたエンジン回転数ＮＥと上述の如く算出した目標アイドル回転数ＮＯＢＪの偏差である。このように、比例補正項ＩＰと積分補正項ＩＩは、前記したＰ項ゲインＫＰまたはＩ項ゲインＫＩに偏差ＤＮＯＢＪを乗じて算出される。また、微分補正項ＩＤは、前記したＤ項ゲインに偏差ＤＮＯＢＪの今回値と前回値の差分を乗じることによって算出される。
【００５５】
次いでＳ３２に進み、前回基本値ＩＡＩＮ（ｎ−１）に積分補正項ＩＩを加算した値を基本値の今回値（以下「今回基本値」という）ＩＡＩＮ（ｎ）とし、次いでＳ３４に進み、適宜設定された上下限値に基づいて今回基本値ＩＡＩＮ（ｎ）のリミットチェックを行なう。
【００５６】
次いでＳ３６に進み、今回基本値ＩＡＩＮ（ｎ）と、比例補正項ＩＰと、微分補正項ＩＤの総和を制御バルブ３０の通電指令値ＩＦＢＮとし、次いでＳ３８に進み、適宜設定された上下限値に基づいて通電指令値ＩＦＢＮのリミットチェックを行なう。
【００５７】
次いでＳ４０に進み、以下の式（２）に従って学習値ＩＸＲＥＦの今回値ＩＸＲＥＦ（ｎ）を算出する。
ＩＸＲＥＦ（ｎ）＝（ＣＸＲＥＦ／２５６２ ）×ＩＡＩＮ（ｎ）＋（（２５６２ −ＣＸＲＥＦ）／２５６２ ）×ＩＸＲＥＦ（ｎ−１）・・・式（２）
【００５８】
ここで、ＣＸＲＥＦは重み係数であり、この値が大きいほど学習値ＩＸＲＥＦに対する今回基本値ＩＡＩＮ（ｎ）の重みが大きくなる。
【００５９】
次いでＳ４２に進み、算出された通電指令値ＩＦＢＮに基づき、以下の式（３）に従って出力（制御バルブ３０に出力される最終的な通電指令値）ＩＣＭＤを算出する。但し、下式（３）において、オープンループ制御モード時は、上記の如く算出した通電指令値ＩＦＢＮに代わり、所定値が代入される。
ＩＣＭＤ＝（（ＩＦＢＮ＋ＩＮＯＢＪＸ＋ＩＤＰ＋ＩＬＯＡＤ＋ＩＡＦ）×ＫＩＰＡ＋ＴＰＡ）×ＫＩＰＢＧ・・・式（３）
【００６０】
ここで、ＩＮＯＢＪＸは、最終的な目標回転数ＮＯＢＪに基づいて図示しないテーブルを検索して求められる加算値であり、具体的には、目標回転数ＮＯＢＪが大きくなるにつれて大きな値となるように設定される。またＩＤＰは減速時のショットエア量を調整するダッシュポット項であり、ＩＬＯＡＤはエアコンディショナなどの負荷に応じてアイドル回転数を調整する負荷補正項である。また、ＩＡＦは目標空燃比に応じた空燃比補正項であり、ＫＩＰＡとＴＰＡは、それぞれ大気圧ＰＡに応じた大気圧補正乗算項と大気圧補正加算項である。さらに、ＫＩＰＢＧはバッテリ負荷などから求めた補正係数である。尚、これらの各値の算出手法は、本願の要旨とは直接の関係を有しないため、説明は省略する。
【００６１】
上記の式（３）に従って算出された出力ＩＣＭＤは、出力回路６０ｅ（および図示しない駆動回路）を介して制御バルブ３０（具体的には電磁ソレノイド３０ｃ）に出力され、制御バルブ３０を駆動してその開度を変更する。これにより、目標アイドル回転数ＮＯＢＪを実現するのに必要なバイパス空気量がエンジン１０に供給され、よってエンジン回転数ＮＥが、目標回転数ＮＯＢＪに制御される。
【００６２】
上記のように、この実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置においては、オープンループ制御モード時の目標回転数、即ち、アイドル領域外目標回転数を、車両の車速ＶＰに応じて設定するように構成したので、オープンループ制御からフィードバック制御に移行した際の回転数の変動（落ち込み）を抑制することができる。
【００６３】
具体的には、アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを、車速ＶＰが低下するにつれて減少させるように設定する、即ち、車速が零あるいは極低速のアイドル領域に近い低速にあるほどアイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを低く設定し、アイドル領域目標回転数（第１から第４の目標回転数のうち、最も大きな回転数）に近接させるように構成したので、オープンループ制御からフィードバック制御に移行した際の回転数の変動をより一層抑制し、滑らかに移行させることができる。
【００６４】
さらには、オープンループ制御モード時に車速ＶＰが所定の車速以下になったときは、アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴ、より詳しくは、それが代入される第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳの上限値を現在のエンジン回転数ＮＥに設定（保持）するようにしたので、例えば車速ＶＰが所定の速度を超えない範囲で運転者がアクセルペダル１８を微小に操作することにより、スロットル開度θＴＨの微小な変化が繰り返された場合でも、目標回転数が変動することがなく、よって車両の運転性を向上させることができる。
【００６５】
以上のように、この実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置においては、車両の運転状態が所定のアイドル領域にあるとき、前記車両に搭載された内燃機関（エンジン）１０の回転数ＮＥをアイドル領域目標回転数（第１から第４の目標回転数ＮＯＢＪＩＤＵＰ，ＮＯＢＪＥＬ，ＮＯＢＪＰＳおよびＮＯＢＪＭＩＳのうち、最も大きな回転数）にフィードバック制御する（ＥＣＵ６０，Ｓ１０からＳ４２，Ｓ１００，Ｓ１０４からＳ１０８）と共に、前記車両の運転状態が前記所定のアイドル領域外に移行したとき、前記内燃機関の回転数をアイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴ（より具体的にはそれが代入される第５の目標回転数ＮＯＢＪＰＬＳ）にオープンループ制御する（ＥＣＵ６０，Ｓ１０からＳ４２，Ｓ１０２からＳ１０６）内燃機関のアイドル回転数制御装置において、前記アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを、前記車両の走行速度（車速）ＶＰに応じて設定する設定手段（車速センサ５４，ＥＣＵ６０，Ｓ２８，Ｓ２００からＳ２１０，Ｓ３０４からＳ３１０）を備えるように構成した。
【００６６】
また、前記設定手段は、前記アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴを、前記車両の走行速度ＶＰが低下するにつれて低い回転数に設定する（Ｓ３０４、図６に示すテーブル）ように構成した。
【００６７】
また、前記設定手段は、前記アイドル領域外目標回転数ＮＯＢＪＰＴの上限値を、前記車両の走行速度が所定の速度（例えば５ｋｍ／ｈ）以下となったとき、前記エンジン１０の現在の回転数（検出したエンジン回転数ＮＥ）に設定する（Ｓ３０６，Ｓ３１０）ように構成した。
【００６８】
尚、上記において、アクセルペダル１８とスロットルバルブ１４を機械的に接続すると共に、スロットルバルブ１４をバイパスするバイパス通路２６を設け、制御バルブ３０を介してバイパス空気量を調整することによってエンジン回転数ＮＥを制御する例を挙げて説明したが、この発明は、アクセルペダルとスロットルバルブの機械的な接続を絶ったＤＢＷ（Ｄｒｉｖｅ Ｂｙ Ｗｉｒｅ ）方式にも適用することができる。
【００６９】
また、この発明は、エンジンの出力軸を鉛直方向とした、船外機などの船舶推進用エンジンのアイドル回転数制御装置にも適用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、車両の運転状態が所定のアイドル領域外に移行したときの目標回転数（具体的には、走行中にスロットル開度が全閉されたときの目標回転数）を、前記車両の走行速度に応じて設定するように構成したので、アイドル領域外で実行されるオープンループ制御から、車速が零あるいは極低速のアイドル領域で実行されるフィードバック制御に移行した際の回転数の変動（落ち込み）を抑制することができる。
【００７１】
請求項２項にあっては、アイドル領域外目標回転数を、車両の走行速度が低下するにつれて低い回転数に設定するように構成した、即ち、車速が零あるいは極低速のアイドル領域に近い低車速時ほど、目標回転数を低く設定するように構成したので、オープンループ制御からフィードバック制御に移行した際の回転数の変動をより一層抑制することができる。
【００７２】
請求項３項にあっては、アイドル領域外目標回転数の上限値を、車両の走行速度が所定の速度以下となったとき、内燃機関の現在の回転数（検出回転数）に設定するように構成したので、例えば車両の走行速度が所定の速度を超えない範囲で運転者がアクセルペダルを微小に操作することにより、スロットル開度の微小な変化が繰り返された場合でも、目標回転数が変動することがなく、よって車両の運転性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す装置のＥＣＵの動作のうち、アイドル回転数制御動作を示すフロー・チャートである。
【図３】図２フロー・チャートにおける、制御モードの判定動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図４】図２フロー・チャートにおける、目標回転数の算出動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図５】図４フロー・チャートにおける、第５の目標回転数の算出動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図６】図５フロー・チャートで車速に基づいて検索されるアイドル領域外目標回転数の特性を示すテーブル図である。
【符号の説明】
１０ 内燃機関（エンジン）
１４ スロットルバルブ
１８ アクセルペダル
２６ バイパス通路
３０ 制御バルブ
５４ 車速センサ
６０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
Claims (3)
- 車両の運転状態が所定のアイドル領域にあるとき、前記車両に搭載された内燃機関の回転数をアイドル領域目標回転数にフィードバック制御すると共に、前記車両の運転状態が前記所定のアイドル領域外に移行したとき、前記内燃機関の回転数をアイドル領域外目標回転数にオープンループ制御する内燃機関のアイドル回転数制御装置において、前記アイドル領域外目標回転数を、前記車両の走行速度に応じて設定する設定手段を備えたことを特徴とする内燃機関のアイドル回転数制御装置。
- 前記設定手段は、前記アイドル領域外目標回転数を、前記車両の走行速度が低下するにつれて低い回転数に設定することを特徴とする請求項１項記載の内燃機関のアイドル回転数制御装置。
- 前記設定手段は、前記アイドル領域外目標回転数の上限値を、前記車両の走行速度が所定の速度以下となったとき、前記内燃機関の現在の回転数に設定することを特徴とする請求項１項または２項記載の内燃機関のアイドル回転数制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002262008A JP2004100531A (ja) | 2002-09-06 | 2002-09-06 | 内燃機関のアイドル回転数制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002262008A JP2004100531A (ja) | 2002-09-06 | 2002-09-06 | 内燃機関のアイドル回転数制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004100531A true JP2004100531A (ja) | 2004-04-02 |
Family
ID=32262204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002262008A Withdrawn JP2004100531A (ja) | 2002-09-06 | 2002-09-06 | 内燃機関のアイドル回転数制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004100531A (ja) |
-
2002
- 2002-09-06 JP JP2002262008A patent/JP2004100531A/ja not_active Withdrawn
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