JPH03199648A - 内燃機関の制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関のアイドル時の回転数を目標回転数に
制御する内燃機関の制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

アイドル回転数制御と空燃比制御とを独立して行った場
合、空燃比制御にともなう空燃比の変化により回転数が
変動する。そこで、従来、内燃機関の内部状態を考慮し
て内燃機関を動的モデルとしてとられ、内部状態を規定
する状態変数によって内燃機関の動的な振舞いを推定し
ながらアイドル回転数制御と空燃比制御とを同時に行う
ようにする装置が開示されている（例えば、特開昭５９
−７７５１号公報等）。

〔発明が解決しようとする課題］ ところが前述のような装置においては、アイドル回転数
制御と空燃比制御とを同時に行うため、前記動的モデル
が複雑になってしまう。また、制御性を向上されるため
には、内燃機関の状態に応じて動的モデルを変化させる
必要がある。従って、制御装置の記憶容量が増大すると
ともに、ＣＰＵの負荷も増大するという問題点がある。

本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、電子制御装置への負荷
を増加させることなく、空燃比の変動にともなうアイド
ル時の回転数変動をおさえる内燃機関の制御装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕 本発明は第１図に示すように、内燃機関に供給される混
合気の空燃比を検出する酸素センサと、この酸素センサ
で検出される空燃比に応じて前記内燃機関に供給する混
合気の空燃比を制御する空燃比制御手段と、 前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、 前記回転数をｔＪ８節する回転数調節手段と、前記内燃
機関のアイドル時の回転数が目標回転数となるように前
記回転数調節手段を制御するための制御量を所定周期毎
に演算し、前記制御量に応じた制御信号を出力するアイ
ドル回転数制御手段と を備える内燃機関の制御装置であり、 前記アイドル回転数制御手段は、 前記回転数と前回の演算タイミングで演算された制御量
とに応じて状態変数量を設定する状態変数量設定手段と
、 前記回転数と前記目標回転数との偏差の積分項を算出す
る積分項算出手段と、 前記状態変数量と前記積分項とに応じて基本制？２１１
１を設定する制御量設定手段と、前記空燃比制御手段で
制御される空燃比に応じて前記基本制御量を補正して制
御量を設定する制御量補正手段と を備える内燃機関の制御装置を要旨としている。

〔作用〕

以上の構成により、空燃比制御手段で酸素センサにより
検出される空燃比に応じて内燃機関に供給する混合気の
空燃比が制御される。

一方、アイドル回転数制御手段において、まず制御量設
定手段で回転数と前回の演算タイミングで演算された制
御量とに応じて設定される状態変数量と回転数と目標回
転数との偏差の積分項とに応じて基本制御量が設定され
る。そして、制？ｉｌ量補正手段で、アイドル回転数制
御とは独立して行なわれる空燃比制御における前述の空
燃比制御手段で制御される空燃比に応じて前記基本制御
量を見込み補正して制′４Ｂ量を設定する。そして、以
上のようにして設定された制御量に応じた制御信号が回
転数調節手段へ出力される。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例について図面を用いて説明する
。第１図は、以下に説明するアイドル回転数制御及び空
燃比制御が行われるエンジン１０とその周辺装置を示す
概略構成図である。図示するように本実施例では、エン
ジン１０の点火時期空燃比（燃料噴射量）、アイドル回
転数の各々の制御が、電子制御装置２０により行われる
が、ここではアイドル回転数及び空燃比の制御を中心に
説明する。

エンジン１０は車両に搭載されており、第１図に示すよ
うに、４気筒４サイクルの火花点火式のものであって、
その吸入空気は上流より、エソクリーナ２１．エアフロ
ーメータ２２．吸気管２３゜サージタンク２４．吸気分
岐管２５を介して各気筒に吸入され、一方燃料は図示し
ない燃料タンクより圧送されて吸気分岐管２５に設けら
れた燃料噴射弁２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄから噴
射・供給されるよう構成されている。さらに、排気管６
０には上流側からエンジン１０に供給される混合気の空
燃比を検出する酸素センサ（０２センサ）６１．排気ガ
ス中の有害成分（Ｃｏ、ＨＣＮ０Ｘ　）を浄化する三元
触媒６２が設けられていを出力する。また、エンジン１
０には、点火回路２７から供給される高電圧の電気信号
を各気筒の点火プラグ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ
に分配するディストリビュータ２９、このディストリビ
ュータ２９内に設けられエンジン１０の回転数Ｎｅを検
出する回転数センサ３０．スロットルバルブ３１の開度
ＴＨを検出するスロットルセンサ３２、エンジン１０の
冷却水温Ｔｈｗを検出する暖機センサ３３、同しくその
吸気温度Ｔａｍを検出する吸気温センサ３４が備えられ
ている。回転数センサ３０はエンジン１０のクランク軸
と同期して回転するリングギヤに対向して設けられるも
ので、エンジン回転数に比例してエンジン１０の１回転
、即ち７２０°ＣＡに２４発のパルス信号を出力する。

スロットルセンサ３２はスロットルバルブ３１の開度Ｔ
Ｈに応じたアナログ信号と共に、スロットルバルブ３１
がほぼ全閉であることを検出するアイドルスイッチから
のオン−オフ信号も１１３力する。

一方、エンジン１０の吸気系には、スロットルバルブ３
１を迂回し、エンジン１０のアイドル時における吸入空
気ｊｌＡＲを制御するバイパス通路４０が設けられてい
る。バイパス通路４０は、空気導管４２．４３と空気制
御弁（以下、ＩＳＣバルブと呼ぶ）４４とから構成され
ている。このＩＳＣバルブ４４は、基本的には比例電磁
式（リニアソレノイド）制御弁であり、ハウジング４５
の中に移動用能に設定したプランジャ４６の位置によっ
て、上記空気導管４２と４３との間の空気通路面積を可
変制御するものである。ＩＳＣバルブ４４は、通常はプ
ランジャ４６が圧縮コイルばね４７によって上記空気通
路面積が零となる状態に設定されているが、励磁コイル
４８に励磁電流を流すことによって、プランジャ４６が
駆動されて空気通路を開くように構成されている。即ち
、励磁コイル４８に対する励磁電流を連続的に変化制御
することによってバイパス空気流量が制御されるもので
ある。この場合、励磁コイル４８に対する励磁電流は、
励磁コイル４８に印加するパルス幅のデユーティ比を制
御する所謂パルス幅変調ＰＷＭを行なうことで制御され
ている。

このＩＳＣバルブ４４は、燃料噴射弁２６ａ乃至２６ｄ
や点火回路２７と同様に電子制御装置２０によって駆動
制御されるもので、上述したものの他にもダイヤフラム
制御式の弁、ステップモータ制御による弁等が適宜用い
られる。

電子制御装置２０は、周知のセントラル・プロセッシン
グ・ユニット（ＣＰＵ）５２．　　リード・オンリー・
メモリ（ＲＯＭ）５２．ランダム・アクセス・メモリ（
ＲＡＭ）５３．ハックアンプＲＡＭ５４等を中心に算術
論理演算回路として構成され、上述した各センサからの
入力を行なう入力ポート５６や各アクチュエータへ制御
信号を出力する出力ボート５８等と、ハス５９を介して
相互に接続されている。電子制御装置２０は、入力ポー
ト５６を介して、吸入空気、ＩＡＲ，吸気温度Ｔａｍ、
スロットル開度ＴＨ，冷却水温Ｔｈｗおよび回転数Ｎｅ
等を人力し、これらに基づいて燃料噴射量τ１点火時ｉ
１Ｊ］Ｉｇ、ＩＳＣＳＣパルプθ等を算出し、出力ポー
ト５８を介して燃料噴射弁２６ａ乃至２６ｄ２点火回路
２７．ＩＳＣバルブ４４の各々に制御信号を出力する。

電子制御装置２０は、アイドル回転数制御を行なうため
に、予め次の手法で設計されている。なお、以下に述べ
る設計手法は特開昭６１−８３３６号公報に示されてい
る。

（１）制御対象のモデリング 本実ではエンジンｌＯのアイドル回転数を制御するシス
テムのモデルに、むだ時間Ｐ（＝０．１゜２・・・）を
持つ次数（ｎ、ｍ）の自己回帰移動平均モデルを用い、
さらに外乱ｄを考慮して近似している。まず自己回帰移
動平均モデルを用いたアイドル回転数を制御するシステ
ムのモデルは、Ｎｅ　（ｋ）＝ａ、　　・Ｎｅ　（ｉ−
１）＋ａｚＮｅ　（ｉ−２３＋−・−・−＋ａ、ＩＮｅ
　（ｉ−ｎ）　十す、　−ｕ　（ｉｌ　　Ｐ）　＋ｂｚ
　　・ｕ（ｉ　　２　　Ｐ）−・・−・＋　ｂｌＩ−ｕ
　（ｉ　−ｍ　−Ｐ　）・・・・・・　（１） で近似でき、さらに外乱ｄを考慮して本実の制御システ
ムのモデルを Ｎｅ　（ｋ）＝ａ、ＨＮｅ　（ｉ−１）＋ａｚＮｅ（ｉ
−２）＋・・・・・・＋ａ、。

Ｎｅ　（ｉ−ｎ）　＋ｂ、　　−ｕ　（ｉ　−１−ｐ）
＋ｂｚ　　・ｕ　（ｉ−２−ｐ）・・・・・・＋ｂｆｆ
ｉ・ｕ（ｉ　−ｍ−ｐ）十ｄ（ｉ−１）　　　　　　　
・・・・・・　（２）として近似できる。

そして、本実施例ではアイドル回転数を制御する系を、
ｎ＝ｍ＝２として次数（２，２：ｌの自己回帰移動平均
モデルを用い、これにサンプリング時間（むだ時間）に
よる遅れｐをＰ＝２として、Ｎｅ　（ｉ）＝ａ、　　・
Ｎｅ　（ｉ−１）＋ａｚＮｅ　（ｉ−２）　＋ｂ、・ｕ
　（ｉ−３）＋ｂｚ　　・ｕ　（ｉ　　４）　　・・・
−（３）を得る。これに更に外乱ｄを考慮してアイドル
回転数を制御する系のモデルを、 Ｎｅ　（ｉ）＝ａ、　　・Ｎｅ　（ｉ−１）＋ａｚＮｅ
　（ｉ−２）　＋ｂ＋・ｕ　（ｉ−３）＋ｂ１ｕ　（ｉ
　　４）　十ｄ　（ｉ　　１）（４〕 として近似する。尚、ここで、Ｕは【ＳＣバルブ４４の
制御値を示すものでちって、本実施例では励磁コイル４
８に印加されるパルス信号のデユーティ比に相当する。

また、ｉは最初のサンプリング開始からの制御回数を示
す変数である。

こうして近似したモデルに対し、ステップ応答を用いて
アイドル回転数を制御する系の伝達関数Ｇを求め、これ
から上記モデルの各定数ａ　１ａ　ｆｆｉ＋ｂ＋、ｂｚ
を実験的に定めることは容易である。定数ａ　ｌ＋　ａ
　２．　ｂ　ｌ＋　ｂｚを定めることにより、アイドル
回転数を制御する系のモデルが定まったことになる。

（２）状態変数量Ｘ表示の方法 上式（４）を状態変数量Ｘ（ｉ）＝　（Ｘｌ（ｉ）　　
Ｘｇ　（ｉ）Ｘ、（ｉ）　　Ｘ、（ｉ）　　Ｘｓ（ｉ）
）”を用いて書き直すと、を得る。従って、取りもなお
さず状態変数量Ｘ（ｉ）は、 Ｘ、　（ｉ）＝Ｎ　ｅ（Ｄ、　　Ｘ２　（ｉ）＝Ｎ　ｅ
　（ｉ　−１）Ｘ、　（ｉ）＝ｕ　（ｉ−１）、　　Ｘ
、　（ｉ）−ｕ　（ｉ−２）　。

Ｘｓ　（ｉ）＝　ｕ　　（ｉ　−３）　　　　　　　　
　・・−・（６）となる。

（３）レギュレータの設計 上記（５）、　（６）式についてレギュレータを設計す
ると、最適フィードバックゲインに＝　（ＫＩ　　Ｋ、
に３に、に、）と状態変数量（Ｘ　１（ｉ）　　Ｘ　ｚ
（ｉ）　　Ｘ　、（ｉ）Ｘ、（ｉ）　　Ｘｓ（ｉ））　
”　＝　（Ｎｅ（ｉ）　　Ｎｅ　（ｉ　−１）ｕ　（ｉ
−１）　　ｕ　（ｉ−２）　　ｕ　（ｉ−３）　）とを
用いて ｕ（ｉ）＝に−Ｘ（ｉ）＝に＋　・Ｎｅ（ｉｌ十ＫｚＮ
ｅ　　（ｉ　−１）＋に３・ｕ　（ｉ−１）＋に４・ｕ
　（ｉ−２）＋に５・ｕ（ｉ−３）　　　　　　　　　
・・・・・・　（７）となる。更に、誤差を吸収させる
ための積分項ｕ、（ｉ）を加え、 ｕ（ｉ）＝に＋−Ｎｅ（ｉ）＋Ｋｚ・Ｎｅ　（ｉ−１）
十に：＋・ｕ　（ｉ−１）　＋に、・ｕ　（ｉ−２）　
＋に！、−ｕ　（ｉ−３）→−ｕｔ　（ｉ）　　　　　
−（８）としてＩＳＣバルブ４４の制御値ｕ　（ｉ）を
求めることができることになる。尚、ここで、積分項ｕ
、（ｉ）は、アイドル時の目標回転数ＮＦと実際の回転
数Ｎ　ｅ　（ｉ）との偏差Ｎ　Ｆ　−Ｎ　ｅ　（ｉ）と
積分定数Ｋａから求まるイ直であり、 ＋、ｚ（ｉ）−ｕ＋　（ｉ　−１）　＋Ｋａ　・（ＮＦ
−Ｎｅ（ｉ））・・・・・・　（９） として求められる。

第２図は、上述の如くモデリングしたアイドル回転数を
制御するシステムのブロック線図であって、この第２図
では、制御値ｕ（ｉ−１）をｕ　（ｉ）から導くために
Ｚ−１変換を用いて表示したが、これは過去の制御値ｕ
　（ｉ−１）をＲＡＭ５３に記憶しておき、次の制御の
時点で読み出して用いることに相当する。

なお、第２図において一点鎖線でかこまれたブロックＰ
１が回転数を目標回転数にフィードバック制御している
状態において状態変数量Ｘ（］）を定める部分、ブロッ
クＰ２が上記積分項ｕ、（ｉ）を求める部分（累積部）
、及びブロックＰ３がブロックＰ１で定められた状態変
数量Ｘ（ｉ）とブロックＰ２で求められた積分項ｕ、（
ｉ）とから今回の制御値ｕ（ｉ）を演算する部分を示し
ている。

（４）最適フィードバックゲインＫ及び積分定数Ｋａの
決定 最適フィードバックゲインＫ及び積分定数Ｋａは、例え
ば以下の手法によって決定できる。

（最適サーボ系） 最適フィートバンクゲインＫ及び積分定数Ｋａは、評価
関数、 Ｊ−Σ　ｆＱ　（Ｎｅ（ｉ）　−ＮＦ）　２　＋Ｒ（ｕ
（ｉ）ｕ　　（ｉ　　　１））”　　）　　　　　　　
・・・・・・　００）を最小とするように決定される。

ここで、評価関数Ｊとは、ＩＳＣバルブ４４の制御値ｕ
　（ｉ）の動きを制約しつつ、制御出力としてのアイド
ル回転数Ｎ　ｃ　（ｉ）の目標回転数ＮＦからの偏差を
最小にしようと意図したものであり、制御値ｕ　（ｉ）
に対する制約の重み付けは、重みのパラメータＱ、　　
Ｒの値によって変更することができる。従って、重みパ
ラメータＱ、　　Ｒの値を種々換えて最適な制御特性か
えられるまでのシュ砧し−ションを繰り返し、最適フィ
ードバックゲインに−ＣＫ、に２　Ｋ３　Ｋ４ＫＳ）及
び積分定数Ｋａを定めればよい。

そして上述の最適フィードバックゲインに−（ＫｌＫｚ
　Ｋ３に−Ｋｓ　）及び積分定数Ｋａはモデル定数ａ　
Ｉ＋　ａ　２＋　ｂ　１．　ｂ　２に依存している。そ
こで、実際のアイドル回転数を制御する系の変動（パラ
メータ変動）に対するシステムの安定性（ロバスト性）
を保証しようとすると、モデル定数ａ１．ａｚ、ｂ＋、
ｂｚの変動分を見込んで最適フィードバンクゲインＫ及
び積分定数Ｋａを設計する必要がある。従ってシュミレ
ーションはモデル定数ａ　、ａ２＋　ｂ、ｂ２の現実に
生し得る変動を加味して行ない、安定性を満足する最適
フィードバックゲインＫ及び積分定数Ｋａを定める。変
動要因としては、ｌ５ＣＶバルブ４４のへたりやバイパ
ス通路の目詰まり等の経時的変化の他、負荷変動等によ
るものも考えることができる。なお、このＱ適フィード
バックゲインＫ及び積分定数Ｋａは例えば小さな負荷変
動状態に対応するものと大きな負荷変動状態に対応する
ものとの２種類など事前に複数個備えられていてもよく
、頁荷変動状態に応じて切り替えるようにすることも考
えられる。

以上、制御対象のモデリング、状態変数型表示の方法、
レギュレータの設計、最適フィードバックゲインの決定
について説明したが、これらは予め決定され求められて
おり、電子制御装置２０の内部ではその結果すなわち、
第（８）、　（９）式のみを用いて実際の制御を行なう
。

ところで、本実施例では第（８）、　（９）式を使った
フィードバック処理を行なうのはエンジン１０の状態が
所定のフィードバック実行条件を満たずときのみであっ
て、フィードバック実行条件を満たさない場合（オーブ
ン状態）は第（８）、　（９）式を使った処理は電子制
御装置２０の内部では実行せず、他の所定の処理に従っ
てＩＳＣバルブ４４に対する制御値を決定する。さらに
本実施例では泊込のようにして第（８）、　（９）弐に
より決定された制御値を空燃比制御により制御されてい
る混合気の空燃比に応じて補正している。

以下、空燃比制御について第３図、第４図を用いて説明
する。空燃比は、特開昭５６−８３５４７号公報等に開
示されているように、三元触媒６２の浄化率が最大とな
るように０２センサの出力に応じて理論空燃比付近に制
御されている。

第３図は０２センサの出力に応じた空燃比制御について
のフローチャートである。本処理は、回転周期（例えば
、３６０°ＣＡ）で駆動されるものである。

ステップ１００で空燃比のフィードバック条件が成立し
ているか否かを判断する。フィードバック条件とは、例
えば冷却水温Ｔｈｗが所定値以上であり、かつ高負荷、
高回転でないことである。

フィードバック条件が成立していない時は、ステップ１
０１へ進み、空燃比補正係数ＦＡＦを所定値（例えば１
）に設定する（ＦＡＦ←１）。一方ステップ１００にお
いて、フィードバック条件が成立している時は、ステッ
プ１０２〜ステツプ１１０で０２センサ６２の出力に応
じた空燃比補正係数ＦＡＦを設定する。

まず、ステップ１０２で０２センサ６２の出力がリーン
かリッチかを検出する。０２センサ６２の出力がリーン
の場合は、ステップ１０３でフラグＦＬＡＧ、がセット
されていない（ＦＬＡＣ；＝０）か否かを検出する。

このフラグＦＬＡＧは０２センサ６２の出力がリッチの
時セットされる（ＦＬＡＧ　４−１）ものである。ここ
で、フラグＦＬＡＧがセットされている、即ち今回の制
御タイミングにおいて、０２センサ６２の信号がリッチ
からリーンへ反転した場合はステップ１０４へ進む。

ステップ１０４では、空燃比を理論空燃比に対してリッ
チにするために、前回の制御タイミングで設定された空
燃比補正係数ＦＡＦに所定のステップ量αを加算した値
を今回の制御タイミングにおける空燃比補正係数ＦＡＦ
とする（ＦＡＦ＋−ＦＡＦ＋α）。続くステップ１０５
でフラグＦＬＡＧをリセットしくＦ　ＬＡＧ　＋−０’
）　、ステップ゛１１１へ進む。

また、ステップ１０３でフラグＦＬＡＧがセントされて
いない場合は、ステップ１０６で前回の制御タイミング
で設定された空燃比補正係数ＦＡＦに所定値βを加算し
て今回の制御タイミングにおける空燃比補正係数ＦＡＦ
として（ＦＡＦ４−ＦＡＦ＋β、ここでβ〈α）、ステ
ップ１１１へ進む。

一方、ステップ１０２において、Ｏ，センサ６２の出力
がリッチの場合は、ステップ１０７でフラグＦＬＡＧが
セットされている（ＦＬＡＧ＝１）か否かを検出する。

ここで、フラグＦＬＡＧがセントされていない即ち今回
の制御タイミングにおいて０２センサ６２の信号がリー
ンからリッチへ反転した場合は、ステップ１０８へ進む
。

ステップ１０８では、空燃比を理論空燃比に対してリー
ンにするために、前回の制御タイミングで設定された空
燃比補正係数ＦＡＦから所定のスキップ量αを減算した
値を今回の制御タイミングにおける空燃比補正係数ＦＡ
Ｆとする（ＦＡＦ←ＦＡＦ−α）。続くステップ１０９
でフラグＦＬＡＧをセットしくＦＬＡＧ　＋−１）、ス
テップ１１１へ進む。

また、ステップ１０７でフラグＦＬＡＧがセントされて
いる場合は、ステップ１１０で前回の制御タイミングで
設定された空燃比補正係数ＦＡＦから所定値βを減算し
て今回の制御タイミングにおける空燃比補正係数ＦＡＦ
としくＦＡＦ　４−ＦＡＦ−β）、ステップ１１１へ進
む。

そして、ステップ１１１で吸入空気量ＡＲ，回転数Ｎｅ
、冷却水温Ｔｈｗ等に応じて基本燃料噴射量Ｔｐが演算
される。続く、ステップ１１２で基本燃料噴射量Ｔｐに
対して空燃比補正係数ＦＡＦ及び他の補正係数ＦＡＬＬ
に応じて次式によって補正し、燃料噴射１ＴＡＵが設定
される。

ＴＡＵ＝ＦＡＦＸＴｐＸＦＡＬＬ 以上のようにして設定された燃料噴射量ＴＡＬＩに応じ
た作動信号が燃料噴射弁１６ａないし１６ｄへ出力され
る。

第４図は、０、センサ６２の出力と空燃比補正係数Ｆ　
Ａ　Ｆのタイムチャートである。空燃比補正係数ＦＡＦ
は、０２センサ６２の出力がリーンである間は所定量β
づつ大きな値に設定される。また、０２センサ６２の出
力がリッチである間は所定量βづつ小さな値に設定され
る。

以上により、エンジン１０へ供給される混合気の平均的
な空燃比は理論空燃比に制御することができる。

次に、アイドル回転数制御について、第５図〜第８図を
用いて説明する。

第５図のフローチャートはＩＳＣバルブ４４の制御プロ
グラムであって、図示しないＩＧスイッチが閉しられて
いる状態で所定時間毎に（例えば１００ｍ５ｅｃ毎）に
割込により実行される。

まず割込により処理が開始されると、ステップ３０２に
おいてエンジン１０の始動完了後３　ｓｅｃ経過したか
を判別する。これはエンジン始動直後のエンジン不安定
状態から脱したと認められる状態から制御するためのも
のである。なお、エンジンＩＯの始動完了は、例えばエ
ンジン１０の回転数Ｎｅが５０Ｏｒｐｍを上回ったら、
始動完了と判断する。

ステップ３０２で始動完了後３　ｓｅｃ経過したと判別
された場合は、ステップ３０４に進んでスロットルバル
ブ３１が全閉であってアイドルスイッチがオン（ＬＬ　
：　ＯＮ）であるかを判別する。ステップ３０４でＬＬ
：ＯＮであると判別した場合には、ステップ３０６に進
んで、暖機完了後かを判別し、暖機完了後であればステ
・ンブ３０８に進む。

ステップ３０８ではフィードバック（Ｆ／Ｂ）処理を実
行しているときに１にセットされるフラグ（Ｆ／Ｂフラ
グ）が１になっているかを判別し、Ｆ／Ｂフラグ＝１で
あればステップ３１０に進む。

ステップ３１０では、オープン状態からフィードバック
処理を実行する状態へと移った直後にセントされる目標
値持上量ＮＦＯＰＥＮが５　ｒｐｍ未満かを判別する。

Ｎ　Ｆ　ＯＰ　ＥＮ＜　５ｒｐｍであればステップ３１
２にて持上量ＮＦＯＰＥＮを０にしてからステップ３１
４に進む。またＮＦＯＰＥＮ≧５　ｒｐｍであれば、ス
テップ３１６でＦ／Ｂ状態に移ってＦ／Ｂ処理を開始し
てからｌ　ｓｅｃ経過したかを判別し、経過していなけ
ればステップ３１４に進み、経過していれば持上１ＮＦ
ＯＰＥＮを５ｒｐｍだけ少ない値に修正（Ｎ　Ｆ　ＯＰ
　Ｅ　Ｎ−Ｎ　Ｆ　０ＰＥＮ　　５ｒｐｍ）してからス
テップ３１４に進む。

ステップ３１４では基準回転数ＮＦＢ　（例えば７００
ｒｐｍ）に上記持上ＩＮＦＯＰＥＮを加えて目標回転数
ＮＦを定める。

ステップ３２０では上記ステップ３１４で定められた目
標回転数ＮＦに対応じて後述するＦ／Ｂ処理を実行する
。

一方上記ステップ３０８にてＦ／Ｂフラグ−Ｏと判別さ
れた場合には、ステップ３２２に進み、回転数センサ３
０の信号に基づいて得た最新の回転数Ｎｅｎと基準回転
数ＮＦＢに所定値ＮＡ（例えば２０Ｏｒｐｍ）を加えた
ものとを比較し、Ｎｅｎ≦Ｎ　Ｆ　Ｂ　＋ＮＡであれば
ステップ３２４に進み、Ｎｅｎ＞ＮＦＢ＋ＮＡであれば
ステップ３２６に進む。ステップ３２６ではＬＬ：ＯＮ
Ｎａ３ｓｅｃ経過したかを判別し、経過していればステ
ップ３２４に進む。

ステップ３２４ではＦ／Ｂフラグに１をセントしてから
ステップ３２８に進みステップ３２８では持上量ＮＦＯ
ＰＥＮを最新の回転数Ｎｅｎから基準回転数ＮＦＢを引
いて求めてから、上記ステップ３１０に進む。従ってス
テップ３２８の処理によりＦ／Ｂ処理開始時における目
標回転数ＮＦの初ｗ１（！にはＦ／Ｂ処理を開始すると
判断した時点の回転数が設定されることになる。

またステップ３０２において、始動後３　ｓｅｃ経過し
ていない場合、またはステップ３０４においてＬＬ　：
　ＯＦＦの場合、またはステップ３０６において暖機完
了前の場合またはステップ３２６でＬＬ：ＯＮＮａ３ｓ
ｅｃ経過していない場合には、ステップ３３０に進む。

ステップ３３０ではＦ／Ｂフラグを０にセットし、続く
ステップ３３２にて後述するオープン処理を実行する。

ステップ３２０またはステップ３３２での処理を終える
と、ステップ３３４にて次のフィー１）＼ツク処理に備
えた後述する記憶処理を実行し、本制御プログラムを一
旦終了し、他のエンジン制御プログラムに移る。

第６図のフローチャートはステップ３２０のＦ／Ｂ処理
を示すもので、上記第（８）、　（９）式に基づく処理
が実行される。詳しくは、ステップ４０２で最新の回転
数ＮｅｎをＮ　ｅ　（ｉ）に代入し、ステップ４０４で
上記第（９）式の演算を実行して積分項ｕ、（ｉ）を求
め、続いてステップ４０６で第（８）式の演算を実行し
て今回の制御値ｕ　（ｉ）を求める。そして、ステップ
４０８で第３図に示す空燃比制御で設定された空燃比補
正係数ＦＡＦに応じた補正量ｕ　ＦＡｒを設定する。回
転数Ｎｅと空燃比補正係数ＦＡＦとの間には、第９図に
示すような特性がある。この特性より明らかなように、
空燃比補正係数ＦＡＦが大きい程、回転数Ｎｅも大きく
なる。よって、補正量ｕ　ＦＡＦを空燃比補正係数ＦＡ
Ｆがｌより大きい時は、ステップ４０６で設定される今
回の制御値ｕ　（ｉ）を減らすように、又空燃比補正係
数ＦＡＦが１より小さい時は今回の制御値ｕ　（ｉ）を
増やすように設定する必要がある。本実施例では次式で
補正量ｕ　ＦＡＦを設定する。

ｕｒＡＦ’−ＫｒＡｖ　　’　　（１，ＯＦＡＦ）ここ
で、ＫＦＡＦは定数である。そして、ステップ４１０で
今回の制御値ｕ　（ｉ）を補正量ｕ　ＦＡＦにより次式
で補正する。

ｕ　（ｉ）←ｕ　（ｉ）　＋　ｕ　ＦＡＦそしてステッ
プ４１２でこのようにして求めた今回の制御値ｕ　（ｉ
）に応じたデユーティ比の制御信号を出力ボート５８か
らＩＳＣバルブ４４に対して出力させる。

即ち、最新の回転数Ｎｅｎを演算用にＮ　ｅ　（ｉ）に
セットし、このＮ　ｅ　（ｉ）と目標回転数ＮＦとの偏
差に定数Ｋａを掛けたものを前回の処理で求められてい
”ζＲＡＭ５３に記憶されていた積分項ｕｌ　（ｉ−１
）に加えて今回の積分項ｕ１（ｉ）を定める。モしてセ
ットしたＮｅ（ｉ）と前回の処理において今回のＦ／Ｂ
処理に備えてＲＡＭ５３に記憶されていた前回の状態変
数量Ｎｅ　（ｉ−１）、　　ｕ　（ｉ−１）。

ｕ　（ｉ−２）、　　ｕ　（ｉ−３）とから今回の状態
変数ｉｔ　（Ｎｅ（ｉ）　　Ｎｅ　（ｉ−１）　　ｕ　
（ｉ−１）ｕ　（ｉ−２）　　ｕ　（ｉ−３））を定め
て、この今回の状態変数量と最適フィードバックゲイン
と行列演算し、今回の積分項を加えて今回の制御値Ｕ（
ｉ）を定めている。

さらに、今回の制御値ｕ（ｉ）を空燃比補正係数ＦＡＦ
に応じて設定される補正量ｕ　ＦＡＦで補正している。

第１０図に空燃比補正係数ＦＡＦと補正量ｔＪ　ＦＡＦ
との特性図を示す。第１０図（ｂ）は前述の第６図中の
ステップ４０８で設定される補正量ｕ　ＦＡＦの特性で
ある。この補正１１ｕｒＡｙの特性より明らかなように
、空燃比補正係数ＦＡＦが１より大きし１場合は、第６
図中のステップ４０６で演算される今回の制御値ｕ　（
ｉ）に対して空燃比補正係数ＦＡＦの大きさに比例した
補正量ｕ　ＦＡＦだけ今回の制御量ｕ　（ｉ）は小さく
なるよう補正される。また、空燃比補正係数ＦＡＦが１
より小さい場合は、第６図中のステップ４０６で演算さ
れる今回の制御値ｕ（ｉ）に対して空燃比補正係数ＦＡ
Ｆの大きさに逆比例した補正量ｕ　ＦＡＦだけ今回の制
御量ｕ　（ｉ）は大きくなるよう補正される。

第７図にステップ３３２のオープン処理のフローチャー
トを示す。このオープン処理では、ステップ５０２にお
いて今回の制御値ｕ　（ｉ）を所定値ｕ０に設定する。

なおこの所定値Ｕ、はデユーティ比として１００％や０
％や５０％などの任意の一定値でもよく、また冷却水温
Ｔｈｗなとの検出パラメータに応じて定められる値であ
ってもよい。

ステップ５０４では最新の回転数ＮｅｎをＮｅ（ｉ）に
代入する。そしてステップ５０６ではステップ５０４で
セットされたＮ　ｅ　（ｉ）とＲＡＭ５３に記憶されて
いるＮｅ　（ｉ−１）、　　ｕ　（ｉ−１）。

ｕ　（ｉ−２）、　　ｕ　（ｉ　　３）とステップ５０
２で設定した今回の制御値ｕ（ｉ）とから第（８）式に
基づいて今回設定した制御値ｕ　（ｉ）と現在の状態変
数量に合致した積分項ｕ、（ｉ）を逆演算する。

なお、このオープン処理時における状態変数量はステッ
プ５４０でセットされたＮ　ｅ　（ｉ）とＲＡＭ５３に
記憶されているＮｅ　（ｉ−１）、　　ｕ　（ｉ−１）
。

ｕ　（ｉ−２）、　　ｕ　（ｉ−３）からＣＮｅ（ｉ）
　　Ｎｅ　（ｉ−１）　　ｕ　（ｉ−１）ｕ　（ｉ−２
）　　ｕ　（ｉ−３）　）で表現される。

そしてステップ５０８ではステップ５０２で設定した今
回の制御値ｕ　（ｉ）に応じてデユーティ比の制御信号
を出力ボート５８からＩＳＣバルブ４４に対して出力さ
せる。

次に第８図のフローチャートを用いてステップ３３４の
記憶処理を説明する。この処理ではまずステップ６０２
において直前に実行されたステップ３２０（Ｆ／Ｂ処理
）とステップ３３２（オープン処理）とのいずれかで設
定された状態変数量におけるＮｅ（ｉ）、　　　ｕ　（
ｉ−２）、　　ｕ　（ｉ−１）をそれぞれＮｅ　（ｉ−
１）、　　ｕ　（ｉ−３）ｕ（ｉ−２）に代入し、また
上記ステップ３２０またはステップ３３２にて定めた今
回の制御値Ｕ（ｉ）ならびにｕ、（ｉ）をそれぞれｕ（
ｉ−１）。

ｕ、（１１）に代入する。

次にステップ６０４では上記ステップ６０２で定めたＮ
ｅ　（ｉ−１）、　　ｕ　（ｉ−３）、　　ｕ　（ｉ−
２）ｕ　（ｉ−１）、ｕｌ（ｉ−１）をＲＡＭ５３に記
ｊｑする。

即ち、上記記憶処理ではステップ３２０　３３２で用い
たＮｅ（ｉ）、　　ｕ　（ｉ−２）、　　ｕ　（ｉ−１
）及び同ステ・ノブで定めた制ｊ卸値ｕ　（ｉ）を用い
て次回のＦ／Ｂ処理及び次回のオープン処理における積
分項の逆演算に備えて記憶されている状Ｂ変数量を更新
して記憶している。また、ステップ３２０（Ｆ／Ｂ処理
）で定まった積分項ｕ、（ｉ）も次回のＦ／Ｂ処理に備
えて記憶している。さらにステ・ノブ３３２（オープン
処理）で算出された積分項ｕＩ（ｉ）も次のＦ／Ｂ処理
における第（９）式による積分項算出の際の初期値とし
て記憶している。しかも本実施例では次回の演算タイミ
ングでの処理で用いられる形に変更（ステップ６０２）
してから記憶している。

従って、前述のアイドル回転数制御によれば、エンジン
１０に供給される混合気の空燃比に応じて、詳しくは、
空燃比が濃い程、ＩＳＣバルブ４４の制御量が小さくな
るように設定される。よって、アイドル時において空燃
比の変化による回転数の変動を抑えることができる。

また、空燃比に応じた制御量の補正は、従来から電子制
御装置２０において、アイドル回転数制御とは独立して
行なわれていた空燃比制御で設定される空燃比補正係数
ＦＡＦに応じて行なっているため、プログラムの増加等
にともなう記憶容量の増大、プログラムの複雑化にとも
なうＣＰＵの負荷の増大といった電子制御装置２ｏの負
担を増加させることもない。

また、前述の実施例では、補正量ｕ　ＦＡＦを空燃比補
正係数ＦＡＦの大きさに応じて設定しているが、第１０
図（Ｃ）に示すように、空燃比補正係数ＦＡＦが１より
大きいか否かによって、補正量ｕ　ＦＡＦを正負の所定
量±ａに設定するようにしてもよい。

さらに、第１０図（ｄ）に示すように、所定時間Ｔｓだ
け遅延させた空燃比補正係数ＦＡＦに応じて補正ｆｆ１
ＬＩＦＡＦを設定するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明よれば、アイドル時の回転数
を調節するための制御量を、状態変数量と積分項とに応
じて設定し、さらに、アイドル回転数制御とは独立して
設定され内燃機関に供給される空燃比に応じて制御量を
補正する。従って、電子制御装置の負荷を増加させるこ
となく空燃比の変動にともなう回転数の変動を抑えるこ
とができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される一実施例の構成国、第２図
はアイドル回転数制御におけるシステムのブロック線図
、第３図は実施例における空燃比制御のフローチャート
、第４図は前記空燃比制御における０２センサ６２の出
力と空燃比補正係数ＦＡＦとのタイムチャート、第５図
〜第８図は実施例におけるアイドル回転制御のフローチ
ャート、第９図は回転数と空燃比補正係数との特性図、
第１０図は空燃比補正係数と補正量とのタイムチャート
、第１１図は本発明のクレーム対応図である。 １０・・・内燃機関（エンジン）、２０・・・電子制御
装置、３０・・・回転数センサ、４４・・・空気制御弁
（Ｉ　ＳＣバルブ）、２６ａ〜２６ｄ・・・燃料噴射プ
↑。 ６１・・・酸素センサ、５１・・・ＣＰＵ、５２・・・
ＲＯＭ５３・・・ＲＡＭ、５４・・・バックアップＲＡ
Ｍ、５６・・・人力ポート、５８・・・出力ポート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関に供給される混合気の空燃比を検出する酸素セ
   ンサと、 この酸素センサで検出される空燃比に応じて前記内燃機
   関に供給する混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段
   と、 前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、 前記回転数を調節する回転数調節手段と、 前記内燃機関のアイドル時の回転数が目標回転数となる
   ように前記回転数調節手段を制御するための制御量を所
   定周期毎に演算し、前記制御量に応じた制御信号を出力
   するアイドル回転数制御手段と、 を備える内燃機関の制御装置であり、 前記アイドル回転数制御手段は、 前記回転数と前回の演算タイミングで演算された制御量
   とに応じて状態変数量を設定する状態変数量設定手段と
   、 前記回転数と前記目標回転数との偏差の積分項を算出す
   る積分項算出手段と、 前記状態変数量と前記積分項とに応じて基本制御量を設
   定する制御量設定手段と、 前記空燃比制御手段で制御される空燃比に応じて前記基
   本制御量を補正して制御量を設定する制御量補正手段と を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。