JP3802576B2 - 車両の駆動ユニットを制御する方法と装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両の駆動ユニットを制御する方法と装置、さらに詳細には、駆動ユニットの閉ループまたは開ループ制御すべき変量（運転パラメータ）を調節することにより駆動ユニットの出力を調節するアクチュエータと、この変量を少なくとも１つの設定値に基づいて少なくとも１つの制御量を介して調節する手段を有する車両の駆動ユニットを制御する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の方法ないしこの種の装置が内燃機関のアイドリング制御を例にしてＤＥ−ＯＳ２５２３２８３（ＵＳ−ＰＳ３９６４４５７）に記載されている。同公報においてはアイドリング回転数を制御するために回転数制御回路が提案されており、この回転数制御回路において測定された内燃機関の回転数値と所定の回転数目標値との偏差に基づいて、エンジンの回転数ないしは駆動出力を調節する調節部材、特に空気供給量を制御する絞り弁が調節され、回転数の実際値が目標値に近付くように制御されている。その場合、調節部材は直流モータあるいはステッピングモータによって駆動されている。
【０００３】
しかし上述の従来技術には調節部材ないしアクチュエータを正確に調節する手段並びに、外乱あるいはステッピングモータ駆動の場合にはステップ損失を考慮して補正する手段は記載されていない。
【０００４】
またＤＥ−ＯＳ３１３４９９１（ＵＳ−ＰＳ４５４９５１９）からは、アクセルペダルが非動作位置にあって回転数が所定のエンジン回転数より高い場合にエンジンへの燃料供給を遮断することが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、調節部材ないしアクチュエータの正確な調節（位置決め）を保証し、かつ外乱ないしはステップ損失を考慮して補正することが可能な車両の駆動ユニットを制御する方法と装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明（請求項１）では、
車両の駆動ユニットを制御する方法であって、
駆動ユニットの出力を調節するアクチュエータ（６０）が、制御器（２８）により駆動ユニットの運転パラメータの目標値と実際値とに従って駆動され、
アイドリング運転時に前記実際値が目標値より大きくなって前記制御器（２８）の積分器が最小値をとるとき、あるいはアイドリング運転時に駆動ユニットへの燃料供給が遮断されたときに、アクチュエータを駆動することによりアクチュエータ位置の補正が行われて、前記実際値が目標値に近づけられる構成を採用し、
また本発明（請求項１０）では、
車両の駆動ユニットを制御する装置であって、
駆動ユニットの出力を調節するアクチュエータ（６０）を、駆動ユニットの運転パラメータの目標値と実際値とに従って駆動する制御器（２８）を設け、
アイドリング運転時に前記実際値が目標値より大きくなって前記制御器（２８）の積分器が最小値をとるとき、あるいはアイドリング運転時に駆動ユニットへの燃料供給が遮断されたときに、アクチュエータを駆動することによりアクチュエータ位置の補正が行われて、前記実際値が目標値に近づけられる構成を採用している。
【０００７】
また、本発明（請求項１１）では、
車両の駆動ユニットを制御する方法であって、
駆動ユニットの出力を調節するアクチュエータ（６０）が設けられて、該アクチュエータの位置が位置検出により求められるか、あるいはステップカウンタ値から推定され、
駆動ユニットがアイドリング運転状態にあるときに、前記アクチュエータの駆動が阻止され、
前記アクチュエータの実際位置が、駆動ユニットへの吸入空気量（Ｑist）又は吸気管圧力に従って求められ、
前記推定されたアクチュエータの位置の値、あるいは位置検出により求められたアクチュエータの位置の値が、前記求めたアクチュエータの実際位置の値（Ｓｏｌｌｓｔ）に近づくように補正され、
続いてアクチュエータが再び駆動される構成も採用し、
また、本発明（請求項１２）では、
車両の駆動ユニットを制御する装置であって、
駆動ユニットの出力を調節するアクチュエータ（６０）を備え、
前記アクチュエータの位置が位置検出により求められるか、あるいはステップカウンタ値から推定され、
駆動ユニットがアイドリング運転状態にあるときに、前記アクチュエータの駆動が阻止され、
前記アクチュエータの実際位置が、駆動ユニットへの吸入空気量（Ｑist）又は吸気管圧力に従って求められ、
前記推定されたアクチュエータの位置の値、あるいは位置検出により求められたアクチュエータの位置の値が、前記求めたアクチュエータの実際位置の値（Ｓｏｌｌｓｔ）に近づくように補正されて、アクチュエータが再び駆動される構成も採用している。
【０００８】
【作用】
このような構成では、閉ループあるいは開ループ制御すべき運転パラメータ（変量）が設定値から定常的にずれるようにアクチュエータが調節されている場合には、運転パラメータを表す変量に作用することによって運転パラメータが設定値に近付くようにアクチュエータの設定に対して補正が行なわれる。
【０００９】
さらにこのような構成の結果として、アクチュエータの位置検出ないしは位置推定のための基準点を調節する方法と装置が得られる。その場合に基準点は少なくとも１つの運転段階において基準点へ駆動することにより、あるいは基準点へ駆動することなく補正することによって調節される。
【００１０】
好ましい実施例では、アクチュエータはステッピングモータであって、その調節が設定位置とステップカウンタ値に従って行われる。ある運転段階、例えば、前始動段階においてステップカウンタが基準値にセットされる。この前始動段階において、閉鎖方向への駆動が所定量行なわれた場合、あるいはエンジン回転数が始動回転数を越えた場合に、アクチュエータ位置を表す値が基準値にセットされる。
【００１１】
回転数が大きすぎる場合には、エンジン回転数が減少するようにステップカウンタ値が所定の値だけ変化される。また、アイドリング運転において燃料カットが多数回発生した場合には、エンジン回転数が減少するようにステップカウンタ値が変化される。
【００１２】
更に、吸入空気量に基づいてステッピングモータ位置が求められ、この位置とステップカウンタ値との差に基づいてエンジン回転数を減少させるために必要なステップ数が計算されて出力される。
【００１３】
ステップカウンタ値がステッピングモータ位置よりずれている場合には、設定値が増大ないしは減少され、ステッピングモータを駆動することなくステップカウンタ値を変化させることにより調節が行なわれる。
【００１４】
設定値が空気量目標値であって、この目標値が目標回転数と実際回転数の差から少なくとも積分要素を有する制御器によって形成される。積分値がその最小値に達した場合にモータ位置の補正が行われる。位置が変化しない場合ないしエンジン回転数が余り減少しない場合、あるいはエンジン回転数を減少させようとする試みが所定回数なされた場合に、制御システムあるいはアクチュエータ部分の故障が検出され、駆動が停止される。
【００１５】
本発明の構成によって、アクチュエータの位置を正確に調節することが保証される。その場合に外乱あるいはステッピングモータの場合にはステップ損失が考慮されて補正される。
【００１６】
本発明の構成は、特にアイドリング回転数の閉ループ制御において効果的に使用される。
【００１７】
さらにアクチュエータの位置検出あるいは位置推定の基準点を正確に定めることができる。
【００１８】
アクチュエータに対してステッピングモータが用いられる場合には、本発明の構成によってステップカウンタの基準点（位置推定）が決められて設定されるので、位置情報のフィードバックを省くことができる。
【００１９】
本発明の構成によればさらに、制御回路あるいはアクチュエータ部分の故障を検出することができる。
【００２０】
アクチュエータの設定に対して補正を行なうことによって、基準点に駆動させることなく、運転中に基準点を調節することができる。
【００２１】
【実施例】
次に、図面に示す実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
【００２２】
図１には車両の駆動ユニット（例えば内燃機関）を制御する装置がステッピングモータを用いたアイドリング制御（閉ループ制御）の例でブロック図として図示されている。
【００２３】
符号１０は制御ユニットを示し、この制御ユニットにはエンジンおよび／または車両の種々の運転パラメータを測定する測定装置１６〜１８からの入力線１２〜１４と、エンジン回転数を検出する測定装置２２からの入力線２０が導かれている。入力線１２〜１４は目標値形成ユニット２４へ導かれており、その出力線２６は回転数制御器２８へ導かれ、回転数制御器にはさらに入力線２０が導かれている。制御器２８の出力線３０は目標位置形成ユニット３２へ導かれており、その出力線３４は結合点３６へ導かれ、結合点にはさらにステップカウンタ４０からの導線３８が導かれている。結合点３６の出力線４２はステップ発生ユニット４４へ導かれ、その第１の出力線４６はステップカウンタ４０へ導かれ、他の２つの出力線４８と５０は制御ユニット１０の出力線として出力段５２ないし５４へ導かれている。出力段５２ないし５４に関連してステッピングモータ６０のモータ巻線５６と５８が設けられている。ステッピングモータ６０のロータ６２は機械的な接続部材を介して駆動ユニットの出力（エンジンの出力）、特に不図示の内燃機関の空気供給量を調節する調節部材（絞り弁）６６と結合されている。
【００２４】
目標値形成ユニット２４は供給される運転パラメータ、例えばエンジン温度、バッテリ電圧、接続可能な負荷のステータス、車速などに従ってアイドル回転数目標値Ｎsollを形成する。この目標値は導線２６を介して制御器２８へ出力され、そこで測定装置２２により検出された回転数実際値Ｎistと比較される。好ましい実施例においては比例要素と積分要素を有する制御器２８は偏差の値に従って、内燃機関に供給すべき目標空気量Ｑsollを表す出力信号を形成する。この目標空気量はユニット３２において位置目標値Ｘsollに変換され、位置目標値は結合点３６においてステップカウンタ４０の計数値ＳＺと比較される。
【００２５】
結合点３６は２つの値の差に応じた信号を形成し、この信号が導線４２を介してステップ発生ユニット４４へ出力される。このユニット４４では、差値とその符号に基づいて、実際値が目標値に近付くようにステッピングモータを調節するための出力すべきステップ数が求められ、それぞれ移動方向に従って９０°位相シフトされて導線４８と５０を介して出力すべきステップ数に対応するパルス数として出力段５２と５４へ出力される。出力段はその駆動に応じて巻線５６と５８に流れる電流を決定し、それによってステッピングモータ６０のロータ６２は歩進的に所定位置に調節され、実際回転数が目標回転数に近付くようになる。出力すべきステップ数は、ステップ発生ユニット４４から導線４６を介してステップカウンタ４０へ出力される。従ってカウンタ値ＳＺはステッピングモータの推定位置に対応する。このようにしてアクチュエータが制御器２８によって設定値に調節され、実際回転数値が目標回転数値に近付くようになる。
【００２６】
ブロック回路として図示された装置はもちろんコンピュータプログラムとしても実現することができる。さらに空気供給量の調節の代わりに特にディーゼルエンジンの場合にはアクチュエータ（ないしそれと結合された調節部材）を介して計量すべき燃料量を調節することも可能である。また、ステッピングモータを用いる代りに直流モータを使用し、適当な測定装置を用いて位置を検出し位置のフィードバック制御によりアクチュエータを調節するようにしても、例えば空気量制御、圧力制御、トルクまたは出力制御など他の閉ループ制御システムにおける使用例と同様に効果を得ることができる。
【００２７】
アクチュエータ（ないし調節部材）の調節ないし設定は目標位置と実際位置（ステッピングモータ駆動の場合には推定位置）の差に基づいて行われるので、位置の計算の基礎となる位置の値の基準点はわかっていなければならず、モータの実際位置により調整（キャリブレーション）しなければならない。
【００２８】
この調整は、一般に学習（終端学習）と呼ばれ、図２に示す好ましい実施例においてはアクチュエータが閉じる駆動点において、すなわち供給される空気量がゼロの場合に行われる。これは、前始動段階、即ち点火スイッチが閉じてからスタータが回転するまでの間に、行われる。
【００２９】
図２に示すプログラム部は点火がオンにされることによって開始される。その後第１の判断ステップ１００において、停止された運転状態において常時給電されているメモリのメモリ内容が消去されたかどうか、すなわち電源遮断またはバッテリからの切り離しが行なわれたかどうかが調べられる。そうでない場合にはステップ１０２に示すように学習プロセスを行わず、次のステップ１０４においてメモリに書き込まれている基準値を用いて上述のアイドリング制御プログラムが実施される。その後プログラム部が終了される。
【００３０】
ステップ１００においてメモリ内容の消去が検出された場合には、ステップ１０８において学習プロセスが開始され、連動カウンタｉがゼロにセットされる。次のステップ１１０において閉鎖方向へのステップが出力され、ステップ１１２においてカウンタが１だけ増分される。その後判断ステップ１１４において、エンジン回転数ｎが例えば３００回転／分の始動回転数（ｎstart）を越えたかどうか、すなわちエンジンのスタータが回転するかどうかが調べられる。そうでない場合にはステップ１１６において連動カウンタが所定の最大値に達したかどうかが調べられる。そうでない場合には、最大値に達するまで、あるいは始動エンジン回転数を越えるまで、ステップ１１０からプログラム部が繰り返される。学習過程で出力されるステップの最大数に相当する最大値は、好ましい実施例においては、ステッピングモータがどんな場合でもその閉じた位置に達するように設定される。例えばステップ数は、完全に開放した位置から閉じた位置へ全部通過するのに必要なステップ数に対応する。
【００３１】
最大数のステップあるいはステップ１１４に示す始動回転数に達した場合には、ステップ１１８においてステップカウンタ値ＳＺがゼロ、ないしは基準値に設定される。それによってステップカウンタ値はこの状態において実際に存在する位置に対応した値に設定される。これはもちろん、モータが閉鎖位置へ達することができた場合だけである。スタータが余りに早く作動された場合には、ステップ１１８でとった基準値は誤った値となる。これを補正する方法は後述される。
【００３２】
直流モータの場合も同様に行われる。その場合には所定時間の間確実に基準点へ達することができる閉鎖駆動信号が出力される。その期間が経過し、あるいは始動回転数を越えた場合には、その後位置センサを介して検出された位置の値が基準点として記憶され、好ましくはゼロに設定される。
【００３３】
基準点の値はアイドリング制御実施時に位置の値を決めるための基礎として用いられる。というのは検出されたすべての値は基準点に関連付けられるからである。
【００３４】
図３は、アクチュエータを閉鎖位置へ移動させることができるときの図２に示す方法を信号波形を用いて説明するものである。図ではそれぞれ水平に時間、垂直にはそれぞれ図示の信号が図示されている。図３（ａ）によれば、運転者は時点Ｔ０で点火スイッチを閉成する。全学習期間の間図３（ｂ）に示すようにエンジン回転数ｎは始動回転数ｎstartの下方にある。それによって図３（ｃ）に示すように、時点Ｔ０から時点Ｔ１まで所定数のステップを出力することが可能となり、それによって図３（ｄ）に示すようにモータ位置が最初未知の場合時点Ｔ０からモータ位置が「閉鎖」方向へ移動される。時点Ｔ２でモータが閉鎖位置に達する。しかし時点Ｔ１までは所定数のステップが出力されるが、モータはその閉鎖位置に留まっている。時点Ｔ１で所定ステップの出力が終了するので、図３（ｅ）に示すように、この時点でステップカウンタがゼロに設定され、ないしは基準値にセットされて、学習モードから通常運転への移行が行われる。従って実際のゼロ位置が習得される。
【００３５】
図４においては、学習モードの終了前にエンジン回転数が始動回転数を越えることが図示されている。ここでも運転者は時点Ｔ０で点火スイッチを作動し（図４（ａ））、それによって図４（ｃ）に示すように時点Ｔ０から所定数のステップが出力され、それに対応して図４（ｄ）に示すようにモータ位置が減少される。点火スイッチの他にスタータも作動されるので、図４（ｂ）に示すようにエンジン回転数が上昇する。時点Ｔ２でエンジン回転数が始動回転数を上回り、それによって時点Ｔ２で学習プロセスが終了する。図４（ｃ）に示すようにステップ出力は停止され、モータ位置（図４（ｄ））はこの時点で閉鎖位置の上方にある。しかし図４（ｅ）に示すように、時点Ｔ２でステップカウンタがゼロにセットされ、ないしは基準値にセットされて、学習モードが終了し、通常運転が開始される。その後アクチュエータは始動に必要な空気量を調達するために急速に開放される。
【００３６】
誤って設定された基準値により運転時アイドリング回転数が高くなりすぎるので、アイドリング回転数制御の機能が損なわれる。しかし少なくともそれによってアイドリング回転数制御の動作点は制御領域の端縁に移動される。従って誤って設定された基準値を運転中に補正し、アイドリング回転数制御をセンタリングする処置を取らなければならない。そのために図５に示すプログラム部が使用される。
【００３７】
所定の時点でプログラムを開始した後に、第１のステップ２００において、エンジンがアイドリング状態になったかが調べられる。これは例えばアイドリングスイッチが閉成されて、始動段階が終了し、所定の遮断期間が経過して、エンジン温度が限界値を越えた場合である。さらに車速が調べられる。ステップ２００でアイドリング状態にまだ達していない場合には、所定の時間にプログラム部が繰り返される。
【００３８】
しかしシステムがアイドリング状態にある場合には、ステップ２０２に示すようにカウンタＴがスタートし、続く判断ステップ２０４において実際回転数と目標回転数の差が所定のしきい値Ｎ0と比較される。差がこのしきい値を越えている場合、すなわちエンジン回転数が高過ぎる場合には、ステップ２０６に示すように制御器２８の積分値Ｉが最小値Ｉminに対応するかどうかが調べられる。そうである場合には、これは、アイドリング制御システムがかなり好ましくない運転状態にあって、高すぎる回転数を補正することができないことを表している。従ってその場合には基準値の補正が行なわれる。
【００３９】
これは、アイドリング運転の継続中回転数が高すぎることにより燃料カット回転数を越えることによってエンジンへの燃料供給が多数回、好ましくは２回中断された場合に他の方法でも行なうことができる。これは実際値と目標値の差の大きさとは無関係に、あるいはステップ２０６に示すように積分器が最小値になっていないときに、ステップ２０８において対応するフラグ（ＳＡＳ）のセットを検査することによって調べられる。このフラグのセットは図６に示すフローチャートに図示されている。
【００４０】
このフラグがセットされていない場合には、少なくとも基準値の粗調整は必要ないと考えられる。従ってその場合にはステップ２１０に示すようにアイドリング制御が開始され、所定の時間にこのプログラム部が繰り返される。エンジン回転数がかなり高く、かつ積分器がその最小値になる場合には、ステップ２０６に続く判断ステップ２１２において所定時間が経過したかどうかが調べられる。そうである場合には減速時の燃料カットフラグがセットされている場合と同様にステップ２１４においてその時のステップカウンタ値に所定の値ＳＺ０が加算される。その後カウンタｊが１つインクリメントされ（ステップ２１６）、判断ステップ２１８においてこのカウンタ値が所定の最大値ｊmaxに達したかどうかが調べられる。そうでない場合にはステップ２１０に示すように補正されたステップカウンタ値に基づいてアイドリング制御が行われ、それによってアクチュエータが閉じられる。これは、条件２０４と２０６あるいは条件２０８が満たされなくなるまで実施される。
【００４１】
しかし連動カウンタｊがステップ２１８に示すように最大値に達した場合には、これはアクチュエータを多数回閉鎖しようと試みたにもかかわらず、それに成功しなかったことを示すものであるので、ステップ２２０に示すようにアクチュエータ部分あるいはアイドリング制御システムの部分において故障があると推定され、アクチュエータの駆動が停止される。その後プログラム部が終了される。
【００４２】
直流モータの場合にも上述の方法が使用される。その場合、基準値を変化させることによって検出された位置信号の処理を修正して、位置制御に対する実際値を増大させ、位置制御器において偏差が発生するようにする。
【００４３】
図６には、ステップ２０８で検査される燃料カット用のフラグのセットが図示されている。それによればプログラム部の開始後に第１のステップ３００においてアイドリング状態であるかが調べられる。そうでない場合には所定の時間にプログラム部が繰り返される。システムがアイドリング状態にある場合には、カウンタｋがゼロにセットされ、判断ステップ３０４において、エンジンへの燃料供給が遮断されているかどうかが調べられる。そうである場合には、ステップ３０６においてカウンタｋが１増大され、続くステップ３０８においてその最大値と比較される。カウンタが最大値に達していない場合には、燃料がカットされていない場合と同様に判断ステップ３１０において、システムがなおアイドリング状態にあるかどうかが調べられる。そうである場合には判断ステップ３０４からプログラム部が繰り返され、反対の場合にはステップ３１２でカウンタｋがゼロにセットされ、プログラム部が終了されて、所定の時間に繰り返される。
【００４４】
ステップ３０８においてカウンタｋが所定の最大値に達している場合には、アイドリング状態が継続している間にエンジンへの燃料供給が多数回遮断されているので、ステップ３１４に示すようにそれに応じたフラグＳＡＳがセットされる。
【００４５】
図７には、プロセスが信号波形を用いて明らかにされている。同図において、それぞれ水平に時間、垂直にそれぞれの信号量が図示されている。図７（ａ）には点線で所定の目標回転数（Ｎsoll）、実線で実際回転数（Ｎist）が図示され、図７（ｂ）には制御器の積分値が図示されている。時点Ｔ０まで制御器は高すぎるアイドリング回転数を減少させようと試みる。時点Ｔ０で最小値に達するので、エンジン回転数は定常的に目標回転数の上方にあり、ステップカウンタ値（実線、ＳＺ）は図７（ｃ）に示すように設定目標位置の値（点線Ｘsoll）に対応する。すなわち位置制御器はバランス（偏差がない）状態になる。ほぼ所定時間Ｔによって形成されるＴ０とＴ１間の期間に、エンジン回転数が高すぎ、かつ制御器の積分値が最小値になっていることが検出される。
【００４６】
従って時点Ｔ１でステップカウンタ値ＳＺが所定の値だけ増大される。すなわち基準値が所定の値だけ変化される（例えば減少される）。その結果、ステップカウンタ値と位置目標値間に制御偏差が発生し、それによって回転数制御器の積分成分（図７（ｂ））に関係なく、エンジン回転数（図７（ａ））とモータの実際の位置（図７（ｄ））が減少し、これは、ステップカウンタ値が位置の目標値と再び一致する時点Ｔ２まで続く。その際に場合によっては位置の目標値がわずかに減少する。というのは回転数制御器の比例成分が回転数変化により反応するからである。
【００４７】
時点Ｔ２とＴ３間の所定時間の間に、実質的な変化が行われていないことが認められた場合には、時点Ｔ３でステップカウンタ値が新たに所定の値だけ増大される。その結果、エンジン回転数が減少する。時点Ｔ３とＴ４間で実際回転数が目標回転数を下回り、それによって積分値が増大し、目標値と実際値が近似する。ステップカウンタ値が目標位置に対応する時点Ｔ４において、積分値が増大して回転数実際値が目標回転数値に調節される。従って誤って設定されたステップカウンタ値の基準値が補正される。
【００４８】
図５に示す構成の代替案が図８に示されている。同図で同一のステップについては同一の参照符号が使用されている。それらについては以下においては詳細には説明しない。
【００４９】
基準値の補正を必要とする運転状態が検出された場合に、ステップ４００において、吸入空気量に対するステッピングモータの位置を格納した特性曲線（テーブルないしマップ）から現時点で得られる空気量（Ｑist）に対応したアクチュエータの位置（ＳＴＥＬＬＰＯＳ）が読み出されて、ステップ４０２で読み出されたアクチュエータ位置と実際のステップカウンタ値との差が値Ａとして形成される。その後ステップ４０４においてその差に対応する数のステップがモータの閉鎖方向へ出力される。それによって実際の空気量が値Ａに相当する量だけ減少される。ステップカウンタ値は不変にされる。この方法によってアクチュエータ位置に対するステップカウンタ値はＡだけ補正される。その場合、これは、アイドリング制御パラメータ自体を操作することなく行なわれる。判断ステップ４０６において、アクチュエータの位置が変化したかどうか、すなわち上述の特性曲線からアクチュエータ位置に対して他の値が求められたかどうかが調べられる。そうでない場合には、ステップ４０８に示すように、アイドリング制御部分あるいはアクチュエータ部分の故障が考えられるので、駆動が停止される。
【００５０】
ステップ４０６においてアクチュエータの位置が変化した場合には、ステップ４１０において基準値の補正を必要とする運転状態がまだ存在しているかどうかが調べられる。そうである場合には、ステップ４０８で故障であると推定し、駆動が停止され、そうでない場合にはステップカウンタの基準値が補正されており、ステップ２１０に示すようにアイドリング制御が続行される。
【００５１】
基準値を補正する上述の方法は、好ましくは回転数偏差がＮ０より大きくなった場合に行われるので、補正は比較的大まかになる。その場合、回転数偏差がなお残存する場合がある。従って図９では基準値を補正するさらに他の方法が示されている。
【００５２】
プログラム部の開始後に第１のステップ５００において、安定したアイドリング状態が存在するかが調べられる。これは、アイドリングスイッチが閉成され、エンジン温度が下限値上方にあり、車速がゼロであり、かつアイドリングスイッチの閉成後に所定の待機時間が経過しており、かつ実際値と目標値の偏差が所定の値Ｎ０より小さい場合である。そうでない場合にはプログラム部が終了されて、所定の時間に繰り返され、一方、条件が存在する場合には補正を実施する必要があると考えられ、ステップ５０２に示すようにステッピングモータの駆動が阻止（ロック）される。ステップ５０４において上述の特性曲線から吸入空気量（体積あるい質量流量）または吸気管圧力に従ってステッピングモータの実際の位置が読み出される。
【００５３】
続く判断ステップ５０６においてこの位置とステップカウンタ値との差の絶対値が所定の許容値より大きいかが調べられる。この差が許容値より大きい場合には、ステップ５０８に示すように求められた上述の値とステップカウンタ値の差が許容値Ｂより大きいかどうかが調べられる。そうである場合にはステップ５１０において制御器出力信号ないしは空気量目標値（ｑｓｏｌｌ）が１増大され、その後ステップ発生ユニットから対応する補正ステップを仮に出力することによってステップ５１４でステップカウンタ値が変更される。その後判断ステップ５０６が繰り返される。差（絶対値）が許容値より小さい場合にはステップ５１６に示すようにステッピングモータ駆動がまた開始されて、プログラム部が終了される。
【００５４】
判断ステップ５０８において差が許容値より小さい場合には、ステップ５１２に示すように空気量目標値が１だけ減少され、その後同様にしてステップ５１４においてステップカウンタ値が変化される。その後５０６が繰り返される。差が許容値より小さい場合には、ステップ５１６に示すようにステッピングモータ駆動がまた開始されて、プログラム部が終了される。
【００５５】
それによって吸入空気量に従って実際の状況に対応してステップカウンタ値の補正が行われる。アイドリング制御は動作範囲の中央に位置するようになる。
【００５６】
さらに値Ａ、ＢおよびＮ０は各実施例において等しくてもよく、あるいは互いに異なるようにすることもできる。同様にインクリメントないしデクリメントは所定の決まった値だけ、あるいは１だけ行うことができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明（請求項１と１０）によれば、駆動ユニットの出力を調節するアクチュエータが、制御器により駆動ユニットの運転パラメータの目標値と実際値とに従って駆動され、アイドリング運転時に前記実際値が目標値より大きくなって前記制御器の積分器が最小値をとるとき、あるいはアイドリング運転時に駆動ユニットへの燃料供給が遮断されたときに、アクチュエータを駆動することによりアクチュエータ位置の補正が行われて、前記実際値が目標値に近づけられるので、アクチュエータの位置を正確に調節することが保証される。本発明の構成は、特にアイドリング回転数の閉ループ制御において効果的に使用される。
【００５８】
さらに本発明（請求項１１と１２）では、アクチュエータの推定位置が実際位置に近づくように補正されるので、アクチュエータの位置検出を正確なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ステッピングモータを用いたアイドリング回転数制御を例にして本発明が用いられる駆動出力制御システムの構成を示した概略ブロック図である。
【図２】前始動段階で位置検出あるいは位置推定のための基準点を調節する流れを示したフローチャート図である。
【図３】調節操作を実施する際の所定運転状態における種々の信号の時間特性を示す線図である。
【図４】調節操作を実施する際の他の運転状態における種々の信号の時間特性を示す線図である。
【図５】エンジン回転数が高すぎる場合にアクチュエータの設定を補正するための第１の実施例を説明するフローチャート図である。
【図６】アイドリング時高すぎるエンジン回転を検出する処理を示すフローチャート図である。
【図７】図５に示す第１の実施例を実施する際に発生する信号の時間特性を示す線図である。
【図８】アクチュエータの設定を補正するための第２の実施例を示すフローチャート図である。
【図９】アクチュエータの設定を補正するための第３の実施例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１０ 制御ユニット
２４ 目標値形成ユニット
２８ 回転数制御ユニット
３２ 目標位置形成ユニット
４０ ステップカウンタ
４４ ステップ発生ユニット
６０ ステッピングモータ
６２ ロータ
６６ 調節部材
【産業上の利用分野】
本発明は、車両の駆動ユニットを制御する方法と装置、さらに詳細には、駆動ユニットの閉ループまたは開ループ制御すべき変量（運転パラメータ）を調節することにより駆動ユニットの出力を調節するアクチュエータと、この変量を少なくとも１つの設定値に基づいて少なくとも１つの制御量を介して調節する手段を有する車両の駆動ユニットを制御する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の方法ないしこの種の装置が内燃機関のアイドリング制御を例にしてＤＥ−ＯＳ２５２３２８３（ＵＳ−ＰＳ３９６４４５７）に記載されている。同公報においてはアイドリング回転数を制御するために回転数制御回路が提案されており、この回転数制御回路において測定された内燃機関の回転数値と所定の回転数目標値との偏差に基づいて、エンジンの回転数ないしは駆動出力を調節する調節部材、特に空気供給量を制御する絞り弁が調節され、回転数の実際値が目標値に近付くように制御されている。その場合、調節部材は直流モータあるいはステッピングモータによって駆動されている。
【０００３】
しかし上述の従来技術には調節部材ないしアクチュエータを正確に調節する手段並びに、外乱あるいはステッピングモータ駆動の場合にはステップ損失を考慮して補正する手段は記載されていない。
【０００４】
またＤＥ−ＯＳ３１３４９９１（ＵＳ−ＰＳ４５４９５１９）からは、アクセルペダルが非動作位置にあって回転数が所定のエンジン回転数より高い場合にエンジンへの燃料供給を遮断することが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、調節部材ないしアクチュエータの正確な調節（位置決め）を保証し、かつ外乱ないしはステップ損失を考慮して補正することが可能な車両の駆動ユニットを制御する方法と装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明（請求項１）では、
車両の駆動ユニットを制御する方法であって、
駆動ユニットの出力を調節するアクチュエータ（６０）が、制御器（２８）により駆動ユニットの運転パラメータの目標値と実際値とに従って駆動され、
アイドリング運転時に前記実際値が目標値より大きくなって前記制御器（２８）の積分器が最小値をとるとき、あるいはアイドリング運転時に駆動ユニットへの燃料供給が遮断されたときに、アクチュエータを駆動することによりアクチュエータ位置の補正が行われて、前記実際値が目標値に近づけられる構成を採用し、
また本発明（請求項１０）では、
車両の駆動ユニットを制御する装置であって、
駆動ユニットの出力を調節するアクチュエータ（６０）を、駆動ユニットの運転パラメータの目標値と実際値とに従って駆動する制御器（２８）を設け、
アイドリング運転時に前記実際値が目標値より大きくなって前記制御器（２８）の積分器が最小値をとるとき、あるいはアイドリング運転時に駆動ユニットへの燃料供給が遮断されたときに、アクチュエータを駆動することによりアクチュエータ位置の補正が行われて、前記実際値が目標値に近づけられる構成を採用している。
【０００７】
また、本発明（請求項１１）では、
車両の駆動ユニットを制御する方法であって、
駆動ユニットの出力を調節するアクチュエータ（６０）が設けられて、該アクチュエータの位置が位置検出により求められるか、あるいはステップカウンタ値から推定され、
駆動ユニットがアイドリング運転状態にあるときに、前記アクチュエータの駆動が阻止され、
前記アクチュエータの実際位置が、駆動ユニットへの吸入空気量（Ｑist）又は吸気管圧力に従って求められ、
前記推定されたアクチュエータの位置の値、あるいは位置検出により求められたアクチュエータの位置の値が、前記求めたアクチュエータの実際位置の値（Ｓｏｌｌｓｔ）に近づくように補正され、
続いてアクチュエータが再び駆動される構成も採用し、
また、本発明（請求項１２）では、
車両の駆動ユニットを制御する装置であって、
駆動ユニットの出力を調節するアクチュエータ（６０）を備え、
前記アクチュエータの位置が位置検出により求められるか、あるいはステップカウンタ値から推定され、
駆動ユニットがアイドリング運転状態にあるときに、前記アクチュエータの駆動が阻止され、
前記アクチュエータの実際位置が、駆動ユニットへの吸入空気量（Ｑist）又は吸気管圧力に従って求められ、
前記推定されたアクチュエータの位置の値、あるいは位置検出により求められたアクチュエータの位置の値が、前記求めたアクチュエータの実際位置の値（Ｓｏｌｌｓｔ）に近づくように補正されて、アクチュエータが再び駆動される構成も採用している。
【０００８】
【作用】
このような構成では、閉ループあるいは開ループ制御すべき運転パラメータ（変量）が設定値から定常的にずれるようにアクチュエータが調節されている場合には、運転パラメータを表す変量に作用することによって運転パラメータが設定値に近付くようにアクチュエータの設定に対して補正が行なわれる。
【０００９】
さらにこのような構成の結果として、アクチュエータの位置検出ないしは位置推定のための基準点を調節する方法と装置が得られる。その場合に基準点は少なくとも１つの運転段階において基準点へ駆動することにより、あるいは基準点へ駆動することなく補正することによって調節される。
【００１０】
好ましい実施例では、アクチュエータはステッピングモータであって、その調節が設定位置とステップカウンタ値に従って行われる。ある運転段階、例えば、前始動段階においてステップカウンタが基準値にセットされる。この前始動段階において、閉鎖方向への駆動が所定量行なわれた場合、あるいはエンジン回転数が始動回転数を越えた場合に、アクチュエータ位置を表す値が基準値にセットされる。
【００１１】
回転数が大きすぎる場合には、エンジン回転数が減少するようにステップカウンタ値が所定の値だけ変化される。また、アイドリング運転において燃料カットが多数回発生した場合には、エンジン回転数が減少するようにステップカウンタ値が変化される。
【００１２】
更に、吸入空気量に基づいてステッピングモータ位置が求められ、この位置とステップカウンタ値との差に基づいてエンジン回転数を減少させるために必要なステップ数が計算されて出力される。
【００１３】
ステップカウンタ値がステッピングモータ位置よりずれている場合には、設定値が増大ないしは減少され、ステッピングモータを駆動することなくステップカウンタ値を変化させることにより調節が行なわれる。
【００１４】
設定値が空気量目標値であって、この目標値が目標回転数と実際回転数の差から少なくとも積分要素を有する制御器によって形成される。積分値がその最小値に達した場合にモータ位置の補正が行われる。位置が変化しない場合ないしエンジン回転数が余り減少しない場合、あるいはエンジン回転数を減少させようとする試みが所定回数なされた場合に、制御システムあるいはアクチュエータ部分の故障が検出され、駆動が停止される。
【００１５】
本発明の構成によって、アクチュエータの位置を正確に調節することが保証される。その場合に外乱あるいはステッピングモータの場合にはステップ損失が考慮されて補正される。
【００１６】
本発明の構成は、特にアイドリング回転数の閉ループ制御において効果的に使用される。
【００１７】
さらにアクチュエータの位置検出あるいは位置推定の基準点を正確に定めることができる。
【００１８】
アクチュエータに対してステッピングモータが用いられる場合には、本発明の構成によってステップカウンタの基準点（位置推定）が決められて設定されるので、位置情報のフィードバックを省くことができる。
【００１９】
本発明の構成によればさらに、制御回路あるいはアクチュエータ部分の故障を検出することができる。
【００２０】
アクチュエータの設定に対して補正を行なうことによって、基準点に駆動させることなく、運転中に基準点を調節することができる。
【００２１】
【実施例】
次に、図面に示す実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
【００２２】
図１には車両の駆動ユニット（例えば内燃機関）を制御する装置がステッピングモータを用いたアイドリング制御（閉ループ制御）の例でブロック図として図示されている。
【００２３】
符号１０は制御ユニットを示し、この制御ユニットにはエンジンおよび／または車両の種々の運転パラメータを測定する測定装置１６〜１８からの入力線１２〜１４と、エンジン回転数を検出する測定装置２２からの入力線２０が導かれている。入力線１２〜１４は目標値形成ユニット２４へ導かれており、その出力線２６は回転数制御器２８へ導かれ、回転数制御器にはさらに入力線２０が導かれている。制御器２８の出力線３０は目標位置形成ユニット３２へ導かれており、その出力線３４は結合点３６へ導かれ、結合点にはさらにステップカウンタ４０からの導線３８が導かれている。結合点３６の出力線４２はステップ発生ユニット４４へ導かれ、その第１の出力線４６はステップカウンタ４０へ導かれ、他の２つの出力線４８と５０は制御ユニット１０の出力線として出力段５２ないし５４へ導かれている。出力段５２ないし５４に関連してステッピングモータ６０のモータ巻線５６と５８が設けられている。ステッピングモータ６０のロータ６２は機械的な接続部材を介して駆動ユニットの出力（エンジンの出力）、特に不図示の内燃機関の空気供給量を調節する調節部材（絞り弁）６６と結合されている。
【００２４】
目標値形成ユニット２４は供給される運転パラメータ、例えばエンジン温度、バッテリ電圧、接続可能な負荷のステータス、車速などに従ってアイドル回転数目標値Ｎsollを形成する。この目標値は導線２６を介して制御器２８へ出力され、そこで測定装置２２により検出された回転数実際値Ｎistと比較される。好ましい実施例においては比例要素と積分要素を有する制御器２８は偏差の値に従って、内燃機関に供給すべき目標空気量Ｑsollを表す出力信号を形成する。この目標空気量はユニット３２において位置目標値Ｘsollに変換され、位置目標値は結合点３６においてステップカウンタ４０の計数値ＳＺと比較される。
【００２５】
結合点３６は２つの値の差に応じた信号を形成し、この信号が導線４２を介してステップ発生ユニット４４へ出力される。このユニット４４では、差値とその符号に基づいて、実際値が目標値に近付くようにステッピングモータを調節するための出力すべきステップ数が求められ、それぞれ移動方向に従って９０°位相シフトされて導線４８と５０を介して出力すべきステップ数に対応するパルス数として出力段５２と５４へ出力される。出力段はその駆動に応じて巻線５６と５８に流れる電流を決定し、それによってステッピングモータ６０のロータ６２は歩進的に所定位置に調節され、実際回転数が目標回転数に近付くようになる。出力すべきステップ数は、ステップ発生ユニット４４から導線４６を介してステップカウンタ４０へ出力される。従ってカウンタ値ＳＺはステッピングモータの推定位置に対応する。このようにしてアクチュエータが制御器２８によって設定値に調節され、実際回転数値が目標回転数値に近付くようになる。
【００２６】
ブロック回路として図示された装置はもちろんコンピュータプログラムとしても実現することができる。さらに空気供給量の調節の代わりに特にディーゼルエンジンの場合にはアクチュエータ（ないしそれと結合された調節部材）を介して計量すべき燃料量を調節することも可能である。また、ステッピングモータを用いる代りに直流モータを使用し、適当な測定装置を用いて位置を検出し位置のフィードバック制御によりアクチュエータを調節するようにしても、例えば空気量制御、圧力制御、トルクまたは出力制御など他の閉ループ制御システムにおける使用例と同様に効果を得ることができる。
【００２７】
アクチュエータ（ないし調節部材）の調節ないし設定は目標位置と実際位置（ステッピングモータ駆動の場合には推定位置）の差に基づいて行われるので、位置の計算の基礎となる位置の値の基準点はわかっていなければならず、モータの実際位置により調整（キャリブレーション）しなければならない。
【００２８】
この調整は、一般に学習（終端学習）と呼ばれ、図２に示す好ましい実施例においてはアクチュエータが閉じる駆動点において、すなわち供給される空気量がゼロの場合に行われる。これは、前始動段階、即ち点火スイッチが閉じてからスタータが回転するまでの間に、行われる。
【００２９】
図２に示すプログラム部は点火がオンにされることによって開始される。その後第１の判断ステップ１００において、停止された運転状態において常時給電されているメモリのメモリ内容が消去されたかどうか、すなわち電源遮断またはバッテリからの切り離しが行なわれたかどうかが調べられる。そうでない場合にはステップ１０２に示すように学習プロセスを行わず、次のステップ１０４においてメモリに書き込まれている基準値を用いて上述のアイドリング制御プログラムが実施される。その後プログラム部が終了される。
【００３０】
ステップ１００においてメモリ内容の消去が検出された場合には、ステップ１０８において学習プロセスが開始され、連動カウンタｉがゼロにセットされる。次のステップ１１０において閉鎖方向へのステップが出力され、ステップ１１２においてカウンタが１だけ増分される。その後判断ステップ１１４において、エンジン回転数ｎが例えば３００回転／分の始動回転数（ｎstart）を越えたかどうか、すなわちエンジンのスタータが回転するかどうかが調べられる。そうでない場合にはステップ１１６において連動カウンタが所定の最大値に達したかどうかが調べられる。そうでない場合には、最大値に達するまで、あるいは始動エンジン回転数を越えるまで、ステップ１１０からプログラム部が繰り返される。学習過程で出力されるステップの最大数に相当する最大値は、好ましい実施例においては、ステッピングモータがどんな場合でもその閉じた位置に達するように設定される。例えばステップ数は、完全に開放した位置から閉じた位置へ全部通過するのに必要なステップ数に対応する。
【００３１】
最大数のステップあるいはステップ１１４に示す始動回転数に達した場合には、ステップ１１８においてステップカウンタ値ＳＺがゼロ、ないしは基準値に設定される。それによってステップカウンタ値はこの状態において実際に存在する位置に対応した値に設定される。これはもちろん、モータが閉鎖位置へ達することができた場合だけである。スタータが余りに早く作動された場合には、ステップ１１８でとった基準値は誤った値となる。これを補正する方法は後述される。
【００３２】
直流モータの場合も同様に行われる。その場合には所定時間の間確実に基準点へ達することができる閉鎖駆動信号が出力される。その期間が経過し、あるいは始動回転数を越えた場合には、その後位置センサを介して検出された位置の値が基準点として記憶され、好ましくはゼロに設定される。
【００３３】
基準点の値はアイドリング制御実施時に位置の値を決めるための基礎として用いられる。というのは検出されたすべての値は基準点に関連付けられるからである。
【００３４】
図３は、アクチュエータを閉鎖位置へ移動させることができるときの図２に示す方法を信号波形を用いて説明するものである。図ではそれぞれ水平に時間、垂直にはそれぞれ図示の信号が図示されている。図３（ａ）によれば、運転者は時点Ｔ０で点火スイッチを閉成する。全学習期間の間図３（ｂ）に示すようにエンジン回転数ｎは始動回転数ｎstartの下方にある。それによって図３（ｃ）に示すように、時点Ｔ０から時点Ｔ１まで所定数のステップを出力することが可能となり、それによって図３（ｄ）に示すようにモータ位置が最初未知の場合時点Ｔ０からモータ位置が「閉鎖」方向へ移動される。時点Ｔ２でモータが閉鎖位置に達する。しかし時点Ｔ１までは所定数のステップが出力されるが、モータはその閉鎖位置に留まっている。時点Ｔ１で所定ステップの出力が終了するので、図３（ｅ）に示すように、この時点でステップカウンタがゼロに設定され、ないしは基準値にセットされて、学習モードから通常運転への移行が行われる。従って実際のゼロ位置が習得される。
【００３５】
図４においては、学習モードの終了前にエンジン回転数が始動回転数を越えることが図示されている。ここでも運転者は時点Ｔ０で点火スイッチを作動し（図４（ａ））、それによって図４（ｃ）に示すように時点Ｔ０から所定数のステップが出力され、それに対応して図４（ｄ）に示すようにモータ位置が減少される。点火スイッチの他にスタータも作動されるので、図４（ｂ）に示すようにエンジン回転数が上昇する。時点Ｔ２でエンジン回転数が始動回転数を上回り、それによって時点Ｔ２で学習プロセスが終了する。図４（ｃ）に示すようにステップ出力は停止され、モータ位置（図４（ｄ））はこの時点で閉鎖位置の上方にある。しかし図４（ｅ）に示すように、時点Ｔ２でステップカウンタがゼロにセットされ、ないしは基準値にセットされて、学習モードが終了し、通常運転が開始される。その後アクチュエータは始動に必要な空気量を調達するために急速に開放される。
【００３６】
誤って設定された基準値により運転時アイドリング回転数が高くなりすぎるので、アイドリング回転数制御の機能が損なわれる。しかし少なくともそれによってアイドリング回転数制御の動作点は制御領域の端縁に移動される。従って誤って設定された基準値を運転中に補正し、アイドリング回転数制御をセンタリングする処置を取らなければならない。そのために図５に示すプログラム部が使用される。
【００３７】
所定の時点でプログラムを開始した後に、第１のステップ２００において、エンジンがアイドリング状態になったかが調べられる。これは例えばアイドリングスイッチが閉成されて、始動段階が終了し、所定の遮断期間が経過して、エンジン温度が限界値を越えた場合である。さらに車速が調べられる。ステップ２００でアイドリング状態にまだ達していない場合には、所定の時間にプログラム部が繰り返される。
【００３８】
しかしシステムがアイドリング状態にある場合には、ステップ２０２に示すようにカウンタＴがスタートし、続く判断ステップ２０４において実際回転数と目標回転数の差が所定のしきい値Ｎ0と比較される。差がこのしきい値を越えている場合、すなわちエンジン回転数が高過ぎる場合には、ステップ２０６に示すように制御器２８の積分値Ｉが最小値Ｉminに対応するかどうかが調べられる。そうである場合には、これは、アイドリング制御システムがかなり好ましくない運転状態にあって、高すぎる回転数を補正することができないことを表している。従ってその場合には基準値の補正が行なわれる。
【００３９】
これは、アイドリング運転の継続中回転数が高すぎることにより燃料カット回転数を越えることによってエンジンへの燃料供給が多数回、好ましくは２回中断された場合に他の方法でも行なうことができる。これは実際値と目標値の差の大きさとは無関係に、あるいはステップ２０６に示すように積分器が最小値になっていないときに、ステップ２０８において対応するフラグ（ＳＡＳ）のセットを検査することによって調べられる。このフラグのセットは図６に示すフローチャートに図示されている。
【００４０】
このフラグがセットされていない場合には、少なくとも基準値の粗調整は必要ないと考えられる。従ってその場合にはステップ２１０に示すようにアイドリング制御が開始され、所定の時間にこのプログラム部が繰り返される。エンジン回転数がかなり高く、かつ積分器がその最小値になる場合には、ステップ２０６に続く判断ステップ２１２において所定時間が経過したかどうかが調べられる。そうである場合には減速時の燃料カットフラグがセットされている場合と同様にステップ２１４においてその時のステップカウンタ値に所定の値ＳＺ０が加算される。その後カウンタｊが１つインクリメントされ（ステップ２１６）、判断ステップ２１８においてこのカウンタ値が所定の最大値ｊmaxに達したかどうかが調べられる。そうでない場合にはステップ２１０に示すように補正されたステップカウンタ値に基づいてアイドリング制御が行われ、それによってアクチュエータが閉じられる。これは、条件２０４と２０６あるいは条件２０８が満たされなくなるまで実施される。
【００４１】
しかし連動カウンタｊがステップ２１８に示すように最大値に達した場合には、これはアクチュエータを多数回閉鎖しようと試みたにもかかわらず、それに成功しなかったことを示すものであるので、ステップ２２０に示すようにアクチュエータ部分あるいはアイドリング制御システムの部分において故障があると推定され、アクチュエータの駆動が停止される。その後プログラム部が終了される。
【００４２】
直流モータの場合にも上述の方法が使用される。その場合、基準値を変化させることによって検出された位置信号の処理を修正して、位置制御に対する実際値を増大させ、位置制御器において偏差が発生するようにする。
【００４３】
図６には、ステップ２０８で検査される燃料カット用のフラグのセットが図示されている。それによればプログラム部の開始後に第１のステップ３００においてアイドリング状態であるかが調べられる。そうでない場合には所定の時間にプログラム部が繰り返される。システムがアイドリング状態にある場合には、カウンタｋがゼロにセットされ、判断ステップ３０４において、エンジンへの燃料供給が遮断されているかどうかが調べられる。そうである場合には、ステップ３０６においてカウンタｋが１増大され、続くステップ３０８においてその最大値と比較される。カウンタが最大値に達していない場合には、燃料がカットされていない場合と同様に判断ステップ３１０において、システムがなおアイドリング状態にあるかどうかが調べられる。そうである場合には判断ステップ３０４からプログラム部が繰り返され、反対の場合にはステップ３１２でカウンタｋがゼロにセットされ、プログラム部が終了されて、所定の時間に繰り返される。
【００４４】
ステップ３０８においてカウンタｋが所定の最大値に達している場合には、アイドリング状態が継続している間にエンジンへの燃料供給が多数回遮断されているので、ステップ３１４に示すようにそれに応じたフラグＳＡＳがセットされる。
【００４５】
図７には、プロセスが信号波形を用いて明らかにされている。同図において、それぞれ水平に時間、垂直にそれぞれの信号量が図示されている。図７（ａ）には点線で所定の目標回転数（Ｎsoll）、実線で実際回転数（Ｎist）が図示され、図７（ｂ）には制御器の積分値が図示されている。時点Ｔ０まで制御器は高すぎるアイドリング回転数を減少させようと試みる。時点Ｔ０で最小値に達するので、エンジン回転数は定常的に目標回転数の上方にあり、ステップカウンタ値（実線、ＳＺ）は図７（ｃ）に示すように設定目標位置の値（点線Ｘsoll）に対応する。すなわち位置制御器はバランス（偏差がない）状態になる。ほぼ所定時間Ｔによって形成されるＴ０とＴ１間の期間に、エンジン回転数が高すぎ、かつ制御器の積分値が最小値になっていることが検出される。
【００４６】
従って時点Ｔ１でステップカウンタ値ＳＺが所定の値だけ増大される。すなわち基準値が所定の値だけ変化される（例えば減少される）。その結果、ステップカウンタ値と位置目標値間に制御偏差が発生し、それによって回転数制御器の積分成分（図７（ｂ））に関係なく、エンジン回転数（図７（ａ））とモータの実際の位置（図７（ｄ））が減少し、これは、ステップカウンタ値が位置の目標値と再び一致する時点Ｔ２まで続く。その際に場合によっては位置の目標値がわずかに減少する。というのは回転数制御器の比例成分が回転数変化により反応するからである。
【００４７】
時点Ｔ２とＴ３間の所定時間の間に、実質的な変化が行われていないことが認められた場合には、時点Ｔ３でステップカウンタ値が新たに所定の値だけ増大される。その結果、エンジン回転数が減少する。時点Ｔ３とＴ４間で実際回転数が目標回転数を下回り、それによって積分値が増大し、目標値と実際値が近似する。ステップカウンタ値が目標位置に対応する時点Ｔ４において、積分値が増大して回転数実際値が目標回転数値に調節される。従って誤って設定されたステップカウンタ値の基準値が補正される。
【００４８】
図５に示す構成の代替案が図８に示されている。同図で同一のステップについては同一の参照符号が使用されている。それらについては以下においては詳細には説明しない。
【００４９】
基準値の補正を必要とする運転状態が検出された場合に、ステップ４００において、吸入空気量に対するステッピングモータの位置を格納した特性曲線（テーブルないしマップ）から現時点で得られる空気量（Ｑist）に対応したアクチュエータの位置（ＳＴＥＬＬＰＯＳ）が読み出されて、ステップ４０２で読み出されたアクチュエータ位置と実際のステップカウンタ値との差が値Ａとして形成される。その後ステップ４０４においてその差に対応する数のステップがモータの閉鎖方向へ出力される。それによって実際の空気量が値Ａに相当する量だけ減少される。ステップカウンタ値は不変にされる。この方法によってアクチュエータ位置に対するステップカウンタ値はＡだけ補正される。その場合、これは、アイドリング制御パラメータ自体を操作することなく行なわれる。判断ステップ４０６において、アクチュエータの位置が変化したかどうか、すなわち上述の特性曲線からアクチュエータ位置に対して他の値が求められたかどうかが調べられる。そうでない場合には、ステップ４０８に示すように、アイドリング制御部分あるいはアクチュエータ部分の故障が考えられるので、駆動が停止される。
【００５０】
ステップ４０６においてアクチュエータの位置が変化した場合には、ステップ４１０において基準値の補正を必要とする運転状態がまだ存在しているかどうかが調べられる。そうである場合には、ステップ４０８で故障であると推定し、駆動が停止され、そうでない場合にはステップカウンタの基準値が補正されており、ステップ２１０に示すようにアイドリング制御が続行される。
【００５１】
基準値を補正する上述の方法は、好ましくは回転数偏差がＮ０より大きくなった場合に行われるので、補正は比較的大まかになる。その場合、回転数偏差がなお残存する場合がある。従って図９では基準値を補正するさらに他の方法が示されている。
【００５２】
プログラム部の開始後に第１のステップ５００において、安定したアイドリング状態が存在するかが調べられる。これは、アイドリングスイッチが閉成され、エンジン温度が下限値上方にあり、車速がゼロであり、かつアイドリングスイッチの閉成後に所定の待機時間が経過しており、かつ実際値と目標値の偏差が所定の値Ｎ０より小さい場合である。そうでない場合にはプログラム部が終了されて、所定の時間に繰り返され、一方、条件が存在する場合には補正を実施する必要があると考えられ、ステップ５０２に示すようにステッピングモータの駆動が阻止（ロック）される。ステップ５０４において上述の特性曲線から吸入空気量（体積あるい質量流量）または吸気管圧力に従ってステッピングモータの実際の位置が読み出される。
【００５３】
続く判断ステップ５０６においてこの位置とステップカウンタ値との差の絶対値が所定の許容値より大きいかが調べられる。この差が許容値より大きい場合には、ステップ５０８に示すように求められた上述の値とステップカウンタ値の差が許容値Ｂより大きいかどうかが調べられる。そうである場合にはステップ５１０において制御器出力信号ないしは空気量目標値（ｑｓｏｌｌ）が１増大され、その後ステップ発生ユニットから対応する補正ステップを仮に出力することによってステップ５１４でステップカウンタ値が変更される。その後判断ステップ５０６が繰り返される。差（絶対値）が許容値より小さい場合にはステップ５１６に示すようにステッピングモータ駆動がまた開始されて、プログラム部が終了される。
【００５４】
判断ステップ５０８において差が許容値より小さい場合には、ステップ５１２に示すように空気量目標値が１だけ減少され、その後同様にしてステップ５１４においてステップカウンタ値が変化される。その後５０６が繰り返される。差が許容値より小さい場合には、ステップ５１６に示すようにステッピングモータ駆動がまた開始されて、プログラム部が終了される。
【００５５】
それによって吸入空気量に従って実際の状況に対応してステップカウンタ値の補正が行われる。アイドリング制御は動作範囲の中央に位置するようになる。
【００５６】
さらに値Ａ、ＢおよびＮ０は各実施例において等しくてもよく、あるいは互いに異なるようにすることもできる。同様にインクリメントないしデクリメントは所定の決まった値だけ、あるいは１だけ行うことができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明（請求項１と１０）によれば、駆動ユニットの出力を調節するアクチュエータが、制御器により駆動ユニットの運転パラメータの目標値と実際値とに従って駆動され、アイドリング運転時に前記実際値が目標値より大きくなって前記制御器の積分器が最小値をとるとき、あるいはアイドリング運転時に駆動ユニットへの燃料供給が遮断されたときに、アクチュエータを駆動することによりアクチュエータ位置の補正が行われて、前記実際値が目標値に近づけられるので、アクチュエータの位置を正確に調節することが保証される。本発明の構成は、特にアイドリング回転数の閉ループ制御において効果的に使用される。
【００５８】
さらに本発明（請求項１１と１２）では、アクチュエータの推定位置が実際位置に近づくように補正されるので、アクチュエータの位置検出を正確なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ステッピングモータを用いたアイドリング回転数制御を例にして本発明が用いられる駆動出力制御システムの構成を示した概略ブロック図である。
【図２】前始動段階で位置検出あるいは位置推定のための基準点を調節する流れを示したフローチャート図である。
【図３】調節操作を実施する際の所定運転状態における種々の信号の時間特性を示す線図である。
【図４】調節操作を実施する際の他の運転状態における種々の信号の時間特性を示す線図である。
【図５】エンジン回転数が高すぎる場合にアクチュエータの設定を補正するための第１の実施例を説明するフローチャート図である。
【図６】アイドリング時高すぎるエンジン回転を検出する処理を示すフローチャート図である。
【図７】図５に示す第１の実施例を実施する際に発生する信号の時間特性を示す線図である。
【図８】アクチュエータの設定を補正するための第２の実施例を示すフローチャート図である。
【図９】アクチュエータの設定を補正するための第３の実施例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１０ 制御ユニット
２４ 目標値形成ユニット
２８ 回転数制御ユニット
３２ 目標位置形成ユニット
４０ ステップカウンタ
４４ ステップ発生ユニット
６０ ステッピングモータ
６２ ロータ
６６ 調節部材
Claims (12)
- 車両の駆動ユニットを制御する方法であって、
駆動ユニットの出力を調節するアクチュエータ（６０）が、制御器（２８）により駆動ユニットの運転パラメータの目標値と実際値とに従って駆動され、
アイドリング運転時に前記実際値が目標値より大きくなって前記制御器（２８）の積分器が最小値をとるとき、あるいはアイドリング運転時に駆動ユニットへの燃料供給が遮断されたときに、アクチュエータを駆動することによりアクチュエータ位置の補正が行われて、前記実際値が目標値に近づけられることを特徴とする車両の駆動ユニットを制御する方法。 - アクチュエータがステッピングモータであり、ステップカウンタが設けられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前始動段階においてステップカウンタが基準値にセットされることを特徴とする請求項２に記載の方法。
- 前記補正は、エンジン回転数が減少するようにステップカウンタ値を所定の値だけ変化させることにより行われることを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。
- 吸入空気量に基づいてステッピングモータ位置が求められ、この位置とステップカウンタ値との差に基づいてエンジン回転数を減少させるために必要なステップ数が計算されて出力されることを特徴とする請求項２から４までのいずれか１項に記載の方法。
- ステップカウンタ値が前記ステッピングモータ位置よりずれている場合には、空気量目標値が増大ないしは減少され、ステッピングモータを駆動することなくステップカウンタ値を変化させることにより調節が行なわれることを特徴とする請求項２から５までのいずれか１項に記載の方法。
- 空気量目標値が、目標回転数と実際回転数の差から前記制御器によって形成されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
- アクチュエータ位置が変化しない場合ないしエンジン回転数が余り減少しない場合、あるいはエンジン回転数を減少させようとする試みが所定回数なされた場合に、制御システムあるいはアクチュエータ部分の故障が検出され、アクチュエータの駆動が停止されることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
- 前始動段階において、閉鎖方向への駆動が所定量行なわれた場合、あるいはエンジン回転数が始動回転数を越えた場合に、アクチュエータ位置を表す値が基準値にセットされることを特徴とする請求項３に記載の方法。
- 車両の駆動ユニットを制御する装置であって、
駆動ユニットの出力を調節するアクチュエータ（６０）を、駆動ユニットの運転パラメータの目標値と実際値とに従って駆動する制御器（２８）を設け、
アイドリング運転時に前記実際値が目標値より大きくなって前記制御器（２８）の積分器が最小値をとるとき、あるいはアイドリング運転時に駆動ユニットへの燃料供給が遮断されたときに、アクチュエータを駆動することによりアクチュエータ位置の補正が行われて、前記実際値が目標値に近づけられることを特徴とする車両の駆動ユニットを制御する装置。 - 車両の駆動ユニットを制御する方法であって、
駆動ユニットの出力を調節するアクチュエータ（６０）が設けられて、該アクチュエータの位置が位置検出により求められるか、あるいはステップカウンタ値から推定され、
駆動ユニットがアイドリング運転状態にあるときに、前記アクチュエータの駆動が阻止され、
前記アクチュエータの実際位置が、駆動ユニットへの吸入空気量（Ｑist）又は吸気管圧力に従って求められ、
前記推定されたアクチュエータの位置の値、あるいは位置検出により求められたアクチュエータの位置の値が、前記求めたアクチュエータの実際位置の値（Ｓｏｌｌｓｔ）に近づくように補正され、
続いてアクチュエータが再び駆動されることを特徴とする車両の駆動ユニットを制御する方法。 - 車両の駆動ユニットを制御する装置であって、
駆動ユニットの出力を調節するアクチュエータ（６０）を備え、
前記アクチュエータの位置が位置検出により求められるか、あるいはステップカウンタ値から推定され、
駆動ユニットがアイドリング運転状態にあるときに、前記アクチュエータの駆動が阻止され、
前記アクチュエータの実際位置が、駆動ユニットへの吸入空気量（Ｑist）又は吸気管圧力に従って求められ、
前記推定されたアクチュエータの位置の値、あるいは位置検出により求められたアクチュエータの位置の値が、前記求めたアクチュエータの実際位置の値（Ｓｏｌｌｓｔ）に近づくように補正されて、アクチュエータが再び駆動されることを特徴とする車両の駆動ユニットを制御する装置。
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