(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの実回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
所定のアイドル状態において実エンジン回転数が所定の目標アイドル回転数となるようにフィードバック制御に必要な補正トルクを求めるアイドル回転数制御手段と、
少なくとも出力として要求されるエンジントルクと上記アイドル回転数制御手段による上記補正トルクとに基づいてエンジンの発生すべき目標トルクを算出する目標トルク算出手段と、
吸入空気量を所望の制御目標量に制御する吸入空気量制御手段と、
少なくとも上記実エンジン回転数と上記目標トルクとに基づき、上記吸入空気量制御手段に与える制御目標量を算出する制御目標量算出手段と、
上記アイドル回転数制御手段によるフィードバック制御中においては、上記制御目標量算出手段に入力されるエンジン回転数パラメータとして、実エンジン回転数に代えて上記目標アイドル回転数を与える切換手段と、
を備えていることを特徴とするエンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項２】
上記アイドル回転数制御手段が、最終的な目標アイドル回転数を設定する最終目標アイドル回転数設定手段と、非アイドル制御状態からアイドル制御状態に状態遷移した際に、その遷移開始時のエンジン回転数から上記最終目標アイドル回転数までの間をつなぐように過渡的な目標エンジン回転数を設定する目標エンジン回転数軌道生成手段と、を備えており、
上記切換手段は、非アイドル制御状態からアイドル制御状態に状態遷移した際に、上記目標アイドル回転数として上記目標エンジン回転数軌道生成手段により設定される過渡的な目標エンジン回転数を上記制御目標量算出手段に与えることを特徴とする請求項１記載のエンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項３】
上記目標トルク算出手段は、
要求に基づきエンジンの第１の目標トルクを算出する第１の目標トルク算出手段と、
補機の負荷やエンジンの摩擦トルクなどのエンジン負荷を算出するエンジン負荷算出手段と、
上記のエンジン負荷に対して第２の目標トルクを算出する第２の目標トルク算出手段と、
上記アイドル回転数制御手段により実行されるフィードバック制御に必要な補正トルクを第３の目標トルクとして算出する第３の目標トルク算出手段と、
を備えており、これらの第１，第２，第３の目標トルクによって、エンジンの目標トルクを算出することを特徴とする請求項１記載のエンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項４】
上記制御目標量算出手段は、上記エンジン回転数および上記目標トルクに加えて、目標空燃比、大気圧、吸気温度、吸気管圧力、ＥＧＲ率、吸気制御弁操作位置、エバポレータ制御弁制御位置のパラメータの中のいずれか一つもしくは複数のパラメータに基づいて、制御目標量を算出することを特徴とする請求項１記載のエンジンのアイドル回転数制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンのアイドル回転数制御装置、特に目標トルクを算出し、これを実現すべくエンジンを制御するようにした場合のアイドル回転数制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
運転者のアクセル操作や外部負荷等に基づいて、実際に要求される、つまり必要とされるエンジンの発生トルクを算出し、これを目標トルクとして、エンジンからこの目標トルクが生じるように制御を行うエンジン制御装置（以下、エンジントルクデマンドシステム（ＥＴＤシステム）と記す）が考案されている。
【０００３】
例えば、特開平１−３１３６３６号公報においては、アクセル操作量とエンジン回転数と外部負荷とに基づき、エンジンの目標トルクを算出し、この目標トルクに応じて燃料噴射量と供給空気量とを制御するようにしたエンジントルクデマンドシステムが開示されている。
【０００４】
このようなトルクデマンド方式のエンジン制御装置では、実際は、要求出力トルクに対し、エンジンやパワートレイン系でロスとなる摩擦トルクなどの損失負荷トルクを加えて、目標発生トルクとして算出し、これを実現するように燃料噴射量と供給空気量を制御することになる。
【０００５】
このエンジントルクデマンドシステムによれば、車両の制御に直接作用する物理量であるエンジンのトルクを制御の基準値とすることにより、常に一定の操縦感覚を維持できる等、運転性を向上させることができる。
【０００６】
また、例えば燃焼室内に直接燃料の噴射を行う直噴ガソリンエンジンなどでは、特開昭６３−１５９６１４号公報等に示されているように、低回転低負荷の運転領域において、ポンピングロスの低下等の作用により燃費の向上を図るために、空燃比が４０〜５０程度の極希薄燃焼を行い、負荷や回転数が大きくなるに従い、連続的にあるいはステップ的に空燃比を濃くして行くように制御を行うものが知られている。さらに、この設定空燃比についても、運転条件に応じて必ずしも一定値として定まる訳ではなく、例えば機関冷機時には、成層混合気による希薄燃焼が困難であるため理論空燃比付近に設定されることも考えられる。
【０００７】
このように空燃比が条件により大きく変化するエンジンの場合、発生トルクとシリンダに吸入される空気量との直接的な関係は失われてしまい、発生トルクを制御しようとする場合においても、設定空燃比とセットとした形で吸入空気量を制御する必要がある。
【０００８】
つまり、このようなエンジンにおいては、車両の運動やアイドル時の回転数制御などのために、エンジンの発生トルクを制御しようとする場合に、発生トルクと直接的な関係（一義的に定まる関係）を持たない空気量を直接制御対象とするのではなく、まず目標発生トルクなど中間変数としての目標値を与えたうえで、それを実現する操作量（吸気量・燃料噴射量）を定める制御方法が適当であると言える。従って、エンジントルクデマンド制御を採用するエンジン制御装置が考えられているのである。
【０００９】
一方、エンジンのアイドル時について説明すると、アイドル時と非アイドル時に、それぞれ全く異なる制御法を選択的に使用する構成（例えば非アイドル時はエンジントルクデマンド制御、アイドル時は他の何等かの制御法）のエンジン制御システムも考えられるが、このように制御方法を切り換えると、アイドル，非アイドル状態間の状態遷移時に、その移行が滑らかになるように制御のつなぎ方に解決しなければならない困難な課題が生じる。
【００１０】
例えば、アイドル自走中でかつ未知負荷が大きくアイドル状態における発生トルクが比較的大きくなっているような状況において、運転者がアクセルをわずかに踏み込んだ場合、制御が、アイドル時制御から非アイドル時制御に移行し、その状態での所定の発生トルクが生成されるが、制御方法の違いにより、これがアイドル時の発生トルクよりも小さくなる可能性がある。つまりこの場合、アクセルをわずかではあるが踏んだのにも拘わらず、運転者の意思とは逆に、減速してしまうことになり、体感上非常に大きな違和感を生じる。
【００１１】
このようなことから、アイドル，非アイドルに拘わらず、同じ制御手法であるトルクデマンド制御により制御系を構成し、運転性の向上を図ることが好ましい。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
例えば前述した特開平１−３１３６３６号公報の例では、供給空気量を制御するためのスロットル開度（θ０）を図１のような特性に、燃料噴射量（Ｔｐ）を図２のような特性に、それぞれ設定している。図１について説明すると、目標トルク（Ｔｏ）が一定であればエンジン回転数（Ｎｅ）が大きくなるに従い、スロットル開度を開いてゆく特性を持っている。これは、同一スロットル開度の状態では、エンジン回転数が大きくなるほどトルクが小さくなることを示しており、通常のエンジンにおける特性と同じものである。
【００１３】
このようにエンジントルクデマンドシステムとしては、車両走行時に要求トルクに対し、エンジン回転数に応じてスロットルを開き、エンジン回転数が高くなるほど供給空気量を増やしている。
【００１４】
つまり燃焼室内に形成する混合気の空燃比を一定（例えば理論空燃比）とすると、発生トルクは、シリンダに吸入される空気質量（１気筒当たりの空気質量、例えばｘｘｋｇ／ｃｙｌｉｎｄｅｒ）に概ね比例する。そのため、エンジン回転数が変化しても同じトルクを発生させる為には、吸入空気量（単位時間当たりの流量、例えばｙｙｋｇ／ｓｅｃ）をエンジン回転数に対し比例的に与える必要がある。従って、エンジン回転数が高くなるに従いスロットルを開けて行く上記の空気量操作は妥当であると言える。
【００１５】
周知のように、エンジンの運転条件としては、通常の走行状態のような状態とは別に、アイドリング状態（アイドル状態）という、エンジンを止めない程度に低回転で維持する状態が存在する。このようなアイドル状態において、アイドル回転数を維持するに必要なトルクを目標値とし、エンジントルクデマンドシステムとして、そのトルクを実現するようにした場合、次のような問題がある。
【００１６】
すなわち、アイドル運転中に、例えば何等かの外乱として負荷が増加しエンジン回転数が減少した場合、目標トルクが例え一定であったとしても、図１の特性から明らかなように、トルクデマンド制御によりスロットルは閉じられる方向に操作される。つまり、回転が減少しこれを復帰させるためにより空気量を増量させたい状況にも拘わらず、結果的に空気量を減少させることになり、アイドル状態としては要求と逆行するシステムとなってしまう。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、図３に示す基本構成を有している。すなわち、請求項１に係るエンジンのアイドル回転数制御装置は、
エンジンの実回転数を検出するエンジン回転数検出手段１０１と、
所定のアイドル状態において実エンジン回転数が所定の目標アイドル回転数となるようにフィードバック制御に必要な補正トルクを求めるアイドル回転数制御手段１０５と、
少なくとも出力として要求されるエンジントルクと上記アイドル回転数制御手段１０５による上記補正トルクとに基づいてエンジンの発生すべき目標トルクを算出する目標トルク算出手段１０２と、
吸入空気量を所望の制御目標量に制御する吸入空気量制御手段１０３と、
少なくとも上記実エンジン回転数と上記目標トルクとに基づき、上記吸入空気量制御手段１０３に与える制御目標量を算出する制御目標量算出手段１０４と、
上記アイドル回転数制御手段１０５によるフィードバック制御中においては、上記制御目標量算出手段１０４に入力されるエンジン回転数パラメータとして、実エンジン回転数に代えて上記目標アイドル回転数を与える切換手段１０６と、
を備えて構成されている。
【００１８】
この請求項１の発明にあっては、まず、通常の運転状態では、運転者のアクセル操作や摩擦損失等の要求に応じて、目標トルク算出手段１０２が目標トルクを設定する。そして、エンジン回転数検出手段１０１により検出される実エンジン回転数と上記目標トルクとに基づいて、吸入空気量の制御目標量が求められ、かつスロットル弁等からなる吸入空気量制御手段１０３により吸入空気量が制御される。なお、燃料噴射量も目標トルクに応じて与えられる。
【００１９】
これに対し、アイドル運転時には、アイドル回転数制御手段１０５により、実エンジン回転数が目標アイドル回転数に近づくようにフィードバック制御が行われる。また、このアイドル制御中（フィードバック制御中）は、吸入空気量制御手段１０３への制御目標量を算出する制御目標量算出手段１０４に対し、切換手段１０６を介して、エンジン回転数パラメータとして実エンジン回転数に代えてアイドル目標回転数が入力される。これにより、例えば何等かの外乱として負荷が増加し実エンジン回転数が低下した場合でも、これに伴って吸入空気量の制御目標量が小さくなることはなく、アイドル目標回転数における必要吸入空気量が確保されることになる。
【００２０】
また請求項２の発明は、
上記アイドル回転数制御手段１０５が、最終的な目標アイドル回転数を設定する最終目標アイドル回転数設定手段と、非アイドル制御状態からアイドル制御状態に状態遷移した際に、その遷移開始時のエンジン回転数から上記最終目標アイドル回転数までの間をつなぐように過渡的な目標エンジン回転数を設定する目標エンジン回転数軌道生成手段と、を備えており、
上記切換手段１０６は、非アイドル制御状態からアイドル制御状態に状態遷移した際に、上記目標アイドル回転数として上記目標エンジン回転数軌道生成手段により設定される過渡的な目標エンジン回転数を上記制御目標量算出手段１０４に与えることを特徴としている。
【００２１】
この請求項２の発明にあっては、非アイドル制御状態からアイドル制御状態に状態遷移した際に、目標エンジン回転数軌道生成手段により逐次生成された過渡的な目標エンジン回転数に沿って制御が行われる。つまり、アイドル回転数制御手段１０５では、この徐々に変化する過渡的な目標アイドル回転数を目標としてフィードバック制御が行われる。同様に、制御目標量算出手段１０４に対しても、エンジン回転数パラメータとして、この過渡的な目標アイドル回転数が入力される。これにより、制御目標量を算出する基礎となるエンジン回転数が、直前の実エンジン回転数から最終目標アイドル回転数に急にジャンプすることがなく、滑らかに変化することになる。
【００２２】
また請求項３の発明は、
上記目標トルク算出手段１０２は、
運転者のアクセル操作量等の要求に基づきエンジンの第１の目標トルクを算出する第１の目標トルク算出手段と、
補機の負荷やエンジンの摩擦トルクなどのエンジン負荷を算出するエンジン負荷算出手段と、
上記のエンジン負荷に対して第２の目標トルクを算出する第２の目標トルク算出手段と、
上記アイドル回転数制御手段により実行されるフィードバック制御に必要な補正トルクを第３の目標トルクとして算出する第３の目標トルク算出手段と、
を備えており、これらの第１，第２，第３の目標トルクによって、エンジンの目標トルクを算出することを特徴としている。
【００２３】
すなわち、上記第１の目標トルクは、クラッチやトルクコンバータを通して外部へ出力すべきトルクとしての目標トルクである。また第２の目標トルクは、補機の負荷やエンジンの摩擦トルクなどとして消費されるトルクに相当する。また、第３の目標トルクは、例えば、アイドル時に実エンジン回転数と目標アイドル回転数との偏差に応じたＰＩ制御等により与えられる。最終的な目標トルクは、例えば、三者の和として求められる。
【００２４】
さらに請求項４の発明では、上記制御目標量算出手段１０４は、上記エンジン回転数および上記目標トルクに加えて、目標空燃比、大気圧、吸気温度、吸気管圧力、ＥＧＲ率、吸気制御弁操作位置、エバポレータ制御弁制御位置のパラメータの中のいずれか一つもしくは複数のパラメータに基づいて、制御目標量を算出することを特徴としている。これにより、制御精度が一層高いものとなる。
【００２５】
すなわち、標準的な状況においては、前述した図１のように、エンジン回転数と目標トルクより吸入空気量制御手段１０３の目標制御量が一義的に算出されるが、この特性は必ずしも絶対的なものではない。従って、これに影響を与えるパラメータとして、目標空燃比、大気圧、吸気温度、吸気管圧力、ＥＧＲ率、吸気制御弁操作位置、エバポレータ制御弁制御位置といった情報を付加し、制御目標量を算出することにより、環境変化などに対する制御のロバスト性が向上する。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジントルクデマンド制御方式として通常の走行中は運転者の意思に沿ったトルクを与え、快適な運転性を提供することができると同時に、アイドル状態においても、基本的にエンジントルクデマンド制御方式により制御を継続するので、アイドル，非アイドル状態の遷移時に制御の連続性を確保することができ、切換段差などによる運転性の諸問題の発生を回避できる。そして、このアイドル制御中は、吸入空気量の制御目標量を算出するに際し、実エンジン回転数に代えて目標アイドル回転数を基礎とすることにより、例えば何等かの外乱として負荷が増加しエンジン回転数が減少した場合でも、吸入空気量の制御目標量が小さくなることはなく、目標アイドル回転数に必要な吸入空気量が確保される。従って、アイドル制御性能の確保とエンジントルクデマンド制御との両立を実現できる。
【００２７】
また請求項２の発明では、非アイドル状態からアイドル状態に遷移したときに、遷移開始時のエンジン回転数から最終目標アイドル回転数までを滑らかにつなぐように過渡的な目標エンジン回転数が与えられるので、トルクやエンジン回転数のステップ的な変化ひいては段差感の発生を防止できる。またアイドル制御を早期に開始することができる。
【００２８】
請求項３の発明では、走行中に運転者の要求トルクと内部で消費される摩擦等のトルクとを分離でき、快適な運転性を確保できるとともに、アイドル時に必要なトルクを分離して目標トルクを算出することにより、安定したエンジントルクデマンド制御が可能となる。
【００２９】
さらに請求項４の発明では、大気圧などの走行環境の変化に対しても精度よく必要なトルクを得ることができ、制御のロバスト性が向上する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図に基づいて説明する。
【００３１】
図４は、本発明に係るアイドル回転数制御装置の一実施例の構成を示す構成説明図である。この図に示すように、シリンダブロック８の内部には、シリンダ９が形成され、かつここに摺動可能に嵌合したピストン１１によって燃焼室１０が画成されている。この燃焼室１０には、吸気ポート６および排気ポート７が接続されており、それぞれを開閉する吸気弁１３および排気弁１４が設けられている。また、上記燃焼室１０内に直接燃料を噴射するように、シリンダ９上部に、電磁式燃料噴射弁１５が装着されている。上記吸気ポート６の上流側には、吸気コレクタ部５ａを介して吸気通路５が接続されている。
【００３２】
なお、この実施例は、燃料噴射弁１５により燃焼室１０に直接燃料を噴射する筒内直接噴射式ガソリンエンジンの例を示しているが、吸気ポート６に燃料噴射弁を配置したポート噴射ガソリンエンジンであっても、本発明は同様に適用できる。
【００３３】
上記燃料噴射弁１５は、コントローラ１９からの指令信号により、例えば比較的負荷が高い領域では吸気行程中に燃料噴射を行うことにより均質混合気を形成し、また低負荷領域では、圧縮行程中に燃料噴射を行うことにより燃焼室内の一部に混合気が偏在する成層混合気を形成して希薄燃焼を実現する。
【００３４】
上記吸気通路５には、吸入空気量Ｑａｉｒを検出する例えば熱線式のエアフロメータ１が設けられている。この吸気通路５において吸入空気量を調整するスロットル弁４は、車両のアクセルペダルには直接連係しておらず、ＤＣモータやパルスモータ等からなるアクチュータ３０によって、その開度が電子制御される構成となっている。またアイドル時の吸入空気量制御のために、上記スロットル弁４をバイパスする補助空気通路２を備え、この補助空気通路２の流量を制御する補助空気量制御バルブ３が設けられている。なお、アクチュータ３０によるスロットル弁４の吸入空気量制御の精度を高めることにより、補助空気通路２および補助空気量制御バルブ３を省略することも可能である。
【００３５】
燃焼室１０の中央に配置された点火プラグ１６は、コントローラ１９からの指令により点火を行う。また排気ポート７の下流側には、排気中の酸素濃度から空燃比を検出する空燃比センサ１７が配置されている。また、２１はクランク軸に対し取り付けられたクランク角度センサであり、クランク角位置や機関回転速度の検出に用いられる。また、図４中には示していないが、運転者の要求を検知するためにアクセル操作量を検出する、例えばポテンショメータなどからなるアクセル操作量センサ、エンジンの温度条件を検出する冷却水温センサ、吸気温度を検出する吸気温センサ、スロットル弁４下流の圧力を検出する吸気管圧センサなどの種々のセンサを備えている。
【００３６】
これらの種々のセンサ類の検出信号は、コントローラ１９に入力される。コントローラ１９は、Ｉ／ＯインターフェスやＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなり、ＲＯＭ上に格納された後述するプログラムを実行することにより、本発明の所定の機能を実現する。
【００３７】
次に作用を説明する。
【００３８】
エンジンの実エンジン回転数は、よく知られているように、クランク角センサ２１の出力信号に基づいて検出される。例えば、クランク角度１８０ｄｅｇ毎に設けられた基準位置信号（ＲＥＦ信号）がコントローラ１９に入力される時間間隔を計測することにより、算出される。
【００３９】
また、前述した目標トルク算出手段１０２として、エンジンの発生すべき目標トルクは、図５に示されるフローチャートに基づき、３つの目標トルクから算出される。
【００４０】
ステップ２１０は、第１の目標トルクｔＴＱ１を算出する手段であり、詳細は後述する図６を用いて説明する。ステップ２２０は、第２の目標トルクｔＴＱ２を算出する手段であり、詳細は後述する図７を用いて説明する。ステップ２３０は、第３の目標トルクｔＴＱ３を算出する手段であり、詳細は後述する図８を用いて説明する。ステップ２４０では、これらｔＴＱ１，ｔＴＱ２，ｔＴＱ３の和として、最終的な目標トルク（目標発生トルク）ｔＴＱを算出する。
【００４１】
図６のフローチャートは、上記第１の目標トルクｔＴＱ１を算出する処理の流れを示している。
【００４２】
ステップ２１１では、前述したアクセル操作量センサの検出信号に基づき、運転者によるアクセル操作量を検出する。ステップ２１２では、エンジンの実回転数を検出する。ステップ２１３では、このアクセル操作量および実エンジン回転数から、図９に示されるマップを検索することにより、第１の目標トルクｔＴＱ１を算出する。この例では、アイドル回転数（目標アイドル回転数）においてアクセル操作量０の点では第１の目標トルクｔＴＱ１は０となっている。この第１の目標トルクｔＴＱ１は、クラッチやトルクコンバータを通じて出力される必要な出力トルクとしての目標トルク（目標出力トルク）である。
【００４３】
図７のフローチャートは、上記第２の目標トルクｔＴＱ２を算出する処理の流れを示している。
【００４４】
一例としてエンジンの摩擦等の負荷は、図１０に示すように、エンジン回転数に応じて増加する特性を有している。なお、図１０には、ピストンやカム等による摩擦損失と、ウォータポンプやオイルポンプ等のポンプ類の負荷とを、まとめて示してある。図７のステップ２２１では、実エンジン回転数を読みだし、ステップ２２２において、図１０からテーブルの参照により第２の目標トルクｔＴＱ２が算出される。但し、冷気時においては、暖機後に比較し負荷が増加する傾向にあるから、エンジン冷却水温を考慮した制御マップを予め設定し、該エンジン冷却水温および実エンジン回転数から、マップ検索する構成としてもよい。同様に、エアコン負荷やオルタネータ負荷など状況により負荷が変化するものは、例えばエアコンの場合はエアコンポンプ圧から、オルタネータの場合は発電量から負荷が算出され、このステップ２２２において第２の目標トルクｔＴＱ２に加えられる。
【００４５】
図８のフローチャートは、上記第３の目標トルクｔＴＱ３を算出する処理の流れを示している。
【００４６】
これは、アイドル制御に必要な第３の目標トルクｔＴＱ３を算出するもので、ステップ２３１では、現状がアイドル状態であるか否かの判定を行う。具体的には、アクセル操作量が０であり、かつ実エンジン回転数が所定回転数以下であるか、などの所定の判断基準により行う。ステップ２３２では、このアイドル状態の判定結果に応じて、アイドル状態である場合はステップ２３３に制御を移し、またアイドル状態で無い場合は、ステップ２３６へ進んで、第３の目標トルクｔＴＱ３を０、あるいは所定の値ｔＴＱ３０とする。上記ステップ２３３では、アイドル状態における目標アイドル回転数を算出する。具体的にはエンジン冷却水温に基づき設定されたテーブルを参照し、かつ自動変速機のＮ−Ｄレンジにより上下限の設定等を行う。ステップ２３４では、この目標アイドル回転数と実エンジン回転数との偏差を算出し、ステップ２３５では、この偏差に基づきＰＩ制御等により補正すべきトルクとして第３の目標トルクｔＴＱ３を算出する。この第３の目標トルクｔＴＱ３によって、実エンジン回転数が目標アイドル回転数に収束するようにフィードバック制御される。
【００４７】
以上のようにしてそれぞれ求められた第１〜第３の目標トルクｔＴＱ１〜ｔＴＱ３により、最終的な目標トルクｔＴＱが算出される。
【００４８】
エンジンの吸入空気量の可変制御は、前述したように、スロットル弁４をＤＣモータ等からなるアクチュータ３０を介して開度制御することにより、実現される。なお、アイドル時には、補助空気量制御バルブ３を併せて制御することもできる。
【００４９】
この吸入空気量を制御するスロットル弁４の目標スロットル開度は、図１１に示すフローチャートに従って決定される。
【００５０】
先ずステップ３１０で、上記の目標トルクｔＴＱや実エンジン回転数などエンジンの運転状況を検出する。ステップ３２０では、この結果に基づき、例えば暖機後であれば、図１２に一例を示す所定の特性の空燃比マップを参照し、その運転状況に応じた設定空燃比を算出する。ステップ３３０では、目標トルクｔＴＱに応じて目標噴射量を算出する。一般に、発生トルクと燃料噴射量とは略比例関係にあり、この関係に基づき、目標トルクｔＴＱに応じて目標噴射量を算出する。ステップ３４０では、この目標燃料噴射量と設定空燃比及び実エンジン回転数から、目標吸入空気量を算出する。この目標吸入空気量は、基本的には上記の３つのパラメータを乗算し、かつこれに係数を掛けたものとして得られる。ステップ３５０では、この目標吸入空気量とエンジン回転数などから目標スロットル開度を算出する。これは例えば、図１３に示されるような特性に基づき算出する。なお、ここでは、定常的な特性に基づき目標スロットル開度を設定しているが、吸気系の吸気伝達遅れ等のダイナミクスを考慮して、目標スロットル開度を設定するようにしてもよい。
【００５１】
また、上記の説明では、実エンジン回転数と目標トルクとから燃料噴射量や吸入空気量を求めているが、請求項４に記載したように、実エンジン回転数と目標トルクに加え、大気圧，吸気温度，吸気管圧力，ＥＧＲ率，吸気制御弁（スワール制御弁や吸排気バルブのバルブタイミング可変機構などの）操作位置，エバポレータ制御弁制御位置などのパラメータにより補正を加えることにより、制御精度が一層向上する。これらの補正方法は、その条件が一定であるとして算出された図１３の特性に対し、それぞれ予め補正係数を与えておいて、この補正係数を乗ずる方法や、あるいは、図１３の特性によらず、上記の種々のパラメータをも含めた吸気系のモデルからなる状態方程式を解く方法、などにより実現される。
【００５２】
以上により、エンジントルクデマンド方式による基本的な制御を説明したが、本発明においては、図８に示したアイドル回転数制御のための第３の目標トルクｔＴＱ３の算出の際に、アイドル状態であるとステップ２３２で判断された場合は、ステップ２３３〜２３５により前述した処理を行うと同時に、上記目標スロットル開度を算出する際に用いるエンジン回転数パラメータとして、実エンジン回転数に代えて、ステップ２３３にて求められる目標アイドル回転数を用いるように、データの切り換えを行うようになっている。つまり、アイドル時には、ステップ３１０で用いられるエンジン回転数を、実エンジン回転数ではなく目標アイドル回転数とするのである。
【００５３】
これにより、アイドル制御状態においては、例えば何等かの外乱として負荷が増加し実際のエンジン回転数が低下した場合でも、これに伴って目標スロットル開度が小さくなることはなく、目標アイドル回転数の維持に必要な吸入空気量が確保される。従って、安定したアイドル制御が可能となる。
【００５４】
次に、請求項２に対応する第２の実施例について説明する。
【００５５】
上記の第１の実施例では、アイドル制御に入った場合、目標スロットル開度の算出の基礎となるエンジン回転数が、実エンジン回転数から目標アイドル回転数に直ちに変更されるように説明したが、アイドル制御方法の一つして、比較的エンジン回転数が高い段階からアイドル制御を開始し、この時点のエンジン回転数から最終的な目標回転数に至るまでを滑らかにつなぐように、過渡的な目標エンジン回転を逐次生成し、これに合わせてエンジン回転数を制御する方法が考えられている（例えば特開昭６３−２０５４６０号公報参照）。
【００５６】
このようなアイドル制御を行う場合においては、仮に第１の実施例の構成では、アイドル制御に入ったときに、目標吸入空気量を算出するために用いるエンジン回転数パラメータが大きく変化し、その結果、算出される目標スロットル開度がかなりステップ的に変化してしまうことになる。これでは目標トルクが突然小さくなり、回転数を急激に低下させる要因となりうる。そこで、目標吸入空気量を算出するために用いるエンジン回転数パラメータが、アイドル状態遷移時にステップ的に急変しないように、最終的な目標アイドル回転数ではなく、上記の過渡的に生成される仮の目標エンジン回転数に基づき、目標スロットル開度の算出を行うようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジントルクデマンド制御における目標スロットル開度の特性の一例を示す特性図。
【図２】エンジントルクデマンド制御における目標燃料噴射量の特性の一例を示す特性図。
【図３】本発明の構成を示す機能ブロック図。
【図４】本発明の一実施例のシステム構成を示す構成説明図。
【図５】目標トルク算出手段に相当する処理の流れを示すフローチャート。
【図６】第１の目標トルク算出手段に相当する処理の流れを示すフローチャート。
【図７】第２の目標トルク算出手段に相当する処理の流れを示すフローチャート。
【図８】第３の目標トルク算出手段に相当する処理の流れを示すフローチャート。
【図９】第１の目標トルク算出に用いる特性図。
【図１０】エンジン負荷としての摩擦トルクの特性を示す特性図。
【図１１】目標スロットル開度を算出する処理の流れを示すフローチャート。
【図１２】設定空燃比マップの一例を示す特性図。
【図１３】目標吸入空気量から目標スロットル開度を算出するための特性図。
【符号の説明】
１０１…エンジン回転数検出手段
１０２…目標トルク算出手段
１０３…吸入空気量制御手段
１０４…制御目標量算出手段
１０５…アイドル回転数制御手段
１０６…切換手段
【図１】
0003564520.tif 000002
【図２】
0003564520.tif 000003
【図３】
0003564520.tif 000004
【図４】
0003564520.tif 000005
【図５】
0003564520.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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