(57)【要約】【課題】  運転開始直後、短時間で実運転状態が目標運転状態に収束することが望まれる。運転開始時に適した初期積分項Ｉｓｔをプログラムしても、個体差のバラツキにより、運転開始直後に最適な積分項がプログラムされた初期積分項からズレ、実運転状態が目標運転状態に収束する時間が長くなる場合がある。【解決手段】  始動直後、エンジンの実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに収束した時の「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」を始動値として記憶手段に記憶する。そして、次回のフィードバック制御の開始時に、記憶手段に記憶された始動値を用いてアイドル制御を行う。実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに収束した時の「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」は、バラツキを吸収補正する値であるため、始動直後において実回転数ＮＥを目標アイドル回転数ＮＥＦに短時間で収束させることができる。【選択図】  図１
2006037903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象装置の実運転状態を検出する運転状態検出手段と、
この運転状態検出手段によって検出された前記制御対象装置の実運転状態と目標運転状態の偏差に基づいて、前記制御対象装置の実運転状態を目標運転状態に収束させるフィードバック制御を行う制御装置と、
を備えた運転状態制御システムにおいて、
前記制御装置は、
前記制御対象装置の実運転状態が目標運転状態に収束した時の「フィードバック制御に用いられた値」に対応した始動値を記憶する記憶手段を備え、
次回の運転開始時に、前記記憶手段に記憶された前記始動値を用いて前記制御対象装置の運転制御を行うことを特徴とする運転状態制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の運転状態制御システムにおいて、
前記制御装置は、
前記制御対象装置が運転を開始した後、前記制御対象装置の実運転状態が最初に目標運転状態に収束した時の「フィードバック制御に用いられた値」に対応した前記始動値を前記記憶手段に記憶することを特徴とする運転状態制御システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の運転状態制御システムにおいて、
前記始動値は、前記制御対象装置の運転制御を開始する際に用いられる制御値であることを特徴とする運転状態制御システム。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の運転状態制御システムにおいて、
前記始動値は、前記制御対象装置の運転制御を開始する際に用いられる制御値を補正する補正係数であることを特徴とする運転状態制御システム。
【請求項５】
請求項３に記載の運転状態制御システムにおいて、
前記制御装置は、前記制御対象装置の実運転状態と目標運転状態の偏差に基づく比例項と積分項を加算したＰＩ値、あるいは比例項と積分項と微分項を加算したＰＩＤ値を算出し、前記ＰＩ値あるいは前記ＰＩＤ値に基づいて前記制御対象装置の実運転状態を目標運転状態に収束させるフィードバック制御を行うものであり、
前記制御対象装置の実運転状態が目標運転状態に収束した時の前記ＰＩ値あるいは前記ＰＩＤ値を、前記始動値として前記記憶手段に記憶することを特徴とする運転状態制御システム。
【請求項６】
請求項３に記載の運転状態制御システムにおいて、
前記制御装置は、前記制御対象装置の実運転状態と目標運転状態の偏差に基づく比例項と積分項を加算したＰＩ値、あるいは比例項と積分項と微分項を加算したＰＩＤ値を算出し、前記ＰＩ値あるいは前記ＰＩＤ値に基づいて前記制御対象装置の実運転状態を目標運転状態に収束させるフィードバック制御を行うものであり、
前記制御対象装置の実運転状態が目標運転状態に収束した時の少なくとも前記積分項を、前記始動値として前記記憶手段に記憶することを特徴とする運転状態制御システム。
【請求項７】
請求項４に記載の運転状態制御システムにおいて、
前記制御装置は、前記制御対象装置の実運転状態と目標運転状態の偏差に基づく比例項と積分項を加算したＰＩ値、あるいは比例項と積分項と微分項を加算したＰＩＤ値を算出し、前記ＰＩ値あるいは前記ＰＩＤ値に基づいて前記制御対象装置の実運転状態を目標運転状態に収束させるフィードバック制御を行うものであり、
前記制御対象装置の実運転状態が目標運転状態に収束した時における前記ＰＩ値、前記ＰＩＤ値、前記積分項などの「フィードバック制御に用いられた値」に応じた前記補正係数を求め、その補正係数を前記始動値として前記記憶手段に記憶することを特徴とする運転状態制御システム。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の運転状態制御システムにおいて、
前記制御対象装置は、内燃機関であることを特徴とする運転状態制御システム。
【請求項９】
制御対象装置の実運転状態を検出する運転状態検出手段と、
この運転状態検出手段によって検出された前記制御対象装置の実運転状態と目標運転状態の偏差に基づいて、前記制御対象装置の実運転状態を目標運転状態に収束させるフィードバック制御を行う制御装置と、
を備えた運転状態制御システムにおいて、
前記制御装置は、
前記運転状態検出手段によって、前記制御対象装置の運転開始時における前記制御対象装置の運転変化を検出し、
その運転変化に応じて、運転開始時の制御に用いられる制御値、あるいは制御値を補正する補正係数を算出し、
この制御値あるいは補正係数で補正した制御値を用いて運転開始時の制御を行うことを特徴とする運転状態制御システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の運転状態制御システムにおいて、
前記制御対象装置は、内燃機関であることを特徴とする運転状態制御システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の運転状態制御システムにおいて、
前記運転状態検出手段は、前記内燃機関の回転数を検出する回転数センサであり、
前記制御装置は、前記内燃機関の実運転状態と目標運転状態の偏差に基づく比例項と積分項を加算したＰＩ値、あるいは比例項と積分項と微分項を加算したＰＩＤ値を算出し、前記ＰＩ値あるいは前記ＰＩＤ値に基づいて前記内燃機関の実運転状態を目標運転状態に収束させるフィードバック制御を行うとともに、
前記内燃機関の始動開始時から始動完了に至る始動時間を前記運転変化として検出し、  この始動時間に応じて初期積分項を求める、あるいは初期積分項の補正係数を求めることを特徴とする運転状態制御システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の運転状態制御システムにおいて、
前記運転状態検出手段は、前記回転数センサの他に、前記内燃機関の運転状態を検出する第２運転状態検出手段を備え、
前記制御装置は、
前記始動時間と、前記第２運転状態検出手段によって検出される運転状態とに基づいて前記初期積分項を求める、あるいは初期積分項の補正係数を求めることを特徴とする運転状態制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御対象装置の実運転状態を目標運転状態に収束させるフィードバック制御を行う制御装置を備えた運転状態制御システムに関し、内燃機関（以下、エンジン：制御対象装置の一例）の始動制御等に用いられて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
（従来の技術）
制御対象装置の実運転状態を目標運転状態に収束させるフィードバック制御が広く用いられている。制御対象装置は、運転を開始してから短時間で実運転状態が目標運転状態に収束することが望まれる。
実運転状態と目標運転状態の偏差に基づいて比例項、積分項、微分項（この微分項は用いない場合もある）を求め、これらを加算してなるＰＩＤ値あるいはＰＩ値で制御対象装置をフィードバック制御する従来の運転状態制御システムでは、上記の目的を達成するために、運転開始時に適した初期積分項Ｉｓｔを予めプログラムに書き込んでおき、制御対象装置の運転開始時に、積分項として初期積分項Ｉｓｔをセットしてフィードバック制御を開始する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
（従来技術の問題点）
プログラムされる初期積分項Ｉｓｔはメーカ側の設定値である。しかし、ユーザ側で使用される制御対象装置は、設置環境、使用状態、メンテナンス状態等が一定ではない。
このため、制御対象装置の運転開始時に最適な積分項が、プログラムされた初期積分項Ｉｓｔからズレる場合があり、実運転状態が目標運転状態に収束する時間が長くなる場合がある。
【特許文献１】特開２００２−１９５０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、制御対象装置にバラツキが生じても、実運転状態を目標運転状態に短時間で収束するように自動的に補正する運転状態制御システムの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用する運転状態制御システムは、制御対象装置の実運転状態が目標運転状態に収束した時（例えば、比例項が略０で安定した時など）の「フィードバック制御に用いられた値（ＰＩ値やＰＩＤ値などのフィードバック値、積分項など）」に対応した始動値（運転開始時の制御に用いられるフィードフォワード制御やフィードバック制御に、直接的または間接的に用いられる値であり、「フィードバック制御に用いられた値」と同じ値、あるいは「フィードバック制御に用いられた値」を演算式やマップ等で変換した値である）を記憶手段に記憶する。この始動値は、記憶毎に学習更新することが望ましい。
そして、次回の運転開始時に、記憶手段に記憶された始動値を用いて制御対象装置の運転制御を行うため、制御対象装置にバラツキが生じても、その始動値によりバラツキを自動補正し、実運転状態を目標運転状態に短時間で収束させることができる。
即ち、制御対象装置にバラツキが生じても、実運転状態を目標運転状態に短時間で収束するように運転状態制御システムが自動的に補正される。
【０００６】
［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用する運転状態制御システムは、制御対象装置が運転を開始した後、制御対象装置の実運転状態が最初に目標運転状態に収束した時の「フィードバック制御に用いられた値」に対応した始動値を記憶手段に記憶するものである。
このように、制御対象装置の実運転状態が最初に目標運転状態に収束した時の始動値が、次回の運転開始時に用いられるため、運転開始時に特有のバラツキや癖などを始動値に反映することができる。
これによって、より短時間で実運転状態を目標運転状態に収束させることができる。
【０００７】
［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用する運転状態制御システムの始動値は、制御対象装置の運転制御を開始する際に用いられる制御値（運転開始時の制御に用いられるフィードフォワード制御やフィードバック制御に直接的に用いられる値）である。
【０００８】
［請求項４の手段］
請求項４の手段を採用する運転状態制御システムの始動値は、制御対象装置の運転制御を開始する際に用いられる制御値を補正する補正係数である。
【０００９】
［請求項５の手段］
請求項５の手段を採用する運転状態制御システムの制御装置は、制御対象装置の実運転状態と目標運転状態の偏差に基づく比例項と積分項を加算したＰＩ値、あるいは比例項と積分項と微分項を加算したＰＩＤ値を算出し、ＰＩ値あるいはＰＩＤ値に基づいて制御対象装置の実運転状態を目標運転状態に収束させるフィードバック制御を行うものである。  そして、制御装置は、制御対象装置の実運転状態が目標運転状態に収束した時のＰＩ値あるいはＰＩＤ値を、始動値として記憶手段に記憶するものである。
次回の運転開始時に、前回運転時において実運転状態が目標運転状態に収束した時のＰＩ値あるいはＰＩＤ値が用いられるため、実運転状態を目標運転状態に短時間で収束させることができる。
【００１０】
［請求項６の手段］
請求項６の手段を採用する運転状態制御システムの制御装置は、上記請求項５の手段と同様、制御対象装置の実運転状態と目標運転状態の偏差に基づく比例項と積分項を加算したＰＩ値、あるいは比例項と積分項と微分項を加算したＰＩＤ値を算出し、ＰＩ値あるいはＰＩＤ値に基づいて制御対象装置の実運転状態を目標運転状態に収束させるフィードバック制御を行うものである。
しかるに、この請求項６の手段の制御装置は、制御対象装置の実運転状態が目標運転状態に収束した時の少なくとも積分項を、始動値として記憶手段に記憶するものである。
次回の運転開始時に、前回運転時において実運転状態が目標運転状態に収束した時の積分項を用いることにより、実運転状態を目標運転状態に短時間で収束させることができる。
【００１１】
［請求項７の手段］
請求項７の手段を採用する運転状態制御システムの制御装置は、上記請求項５、６の手段と同様、制御対象装置の実運転状態と目標運転状態の偏差に基づく比例項と積分項を加算したＰＩ値、あるいは比例項と積分項と微分項を加算したＰＩＤ値を算出し、ＰＩ値あるいはＰＩＤ値に基づいて制御対象装置の実運転状態を目標運転状態に収束させるフィードバック制御を行うものである。
しかるに、この請求項７の手段の制御装置は、制御対象装置の実運転状態が目標運転状態に収束した時におけるＰＩ値、ＰＩＤ値、積分項などの「フィードバック制御に用いられた値」に応じた補正係数を求め、その補正係数を始動値として記憶手段に記憶するものである。
次回の運転開始時に、前回運転時において実運転状態が目標運転状態に収束した時の補正係数（始動値）によって、始動時の制御に用いられる制御値を補正することにより、実運転状態を目標運転状態に短時間で収束させることができる。
【００１２】
［請求項８の手段］
請求項８の手段を採用する運転状態制御システムの制御対象装置は、エンジンである。  このように、エンジンの制御に請求項１〜７のいずれかの技術を適用することにより、エンジンの始動直後の実回転数を目標回転数（例えば、目標アイドル回転数）に短時間で収束させることができる。
【００１３】
［請求項９の手段］
請求項９の手段を採用する運転状態制御システムは、運転状態検出手段によって、制御対象装置の運転開始時における制御対象装置の運転変化（立上り変化など）を検出し、その運転変化に応じて、運転開始時の制御に用いられる制御値（フィードフォワード制御やフィードバック制御に直接的に用いられる値：オープン制御値、オープン制御に用いられる値、フィードバック制御値、フィードバック制御に用いられる積分項などの値）、あるいは制御値を補正する補正係数を算出し、この制御値あるいは補正係数で補正した制御値を用いて運転開始時の制御を行うものである。なお、補正係数は、学習更新するようにしても良い。
このように、制御対象装置の運転開始時における運転変化に応じた制御値が算出されるため、この演算直後から、制御対象装置のバラツキが自動補正されることになり、実運転状態を目標運転状態に短時間で収束させることができる。
【００１４】
［請求項１０の手段］
請求項１０の手段を採用する運転状態制御システムの制御対象装置は、エンジンである。
このように、エンジンの制御に請求項９の技術を適用することにより、エンジンの始動直後の実回転数を目標回転数（例えば、目標アイドル回転数）に短時間で収束させることができる。
【００１５】
［請求項１１の手段］
請求項１１の手段を採用する運転状態制御システムの運転状態検出手段は、エンジンの回転数を検出する回転数センサであり、制御装置は、エンジンの実運転状態と目標運転状態の偏差に基づく比例項と積分項を加算したＰＩ値、あるいは比例項と積分項と微分項を加算したＰＩＤ値を算出し、ＰＩ値あるいはＰＩＤ値に基づいてエンジンの実運転状態を目標運転状態に収束させるフィードバック制御を行うものである。
そして、制御装置は、エンジンの始動開始時（例えば、スタータのＯＮ、あるいはクランキング時のエンジンの回転数よりやや速い所定の第１回転数）から始動完了（例えば、スタータのＯＦＦ、あるいは第１回転数よりやや速い所定の第２回転数、あるいはフィードバック制御を開始する回転数）に至る始動時間を運転変化として検出し、この始動時間に応じて初期積分項（フィードバック制御を開始する時の積分項）を求める、あるいは初期積分項の補正係数を求めるものである。
このように、エンジンの始動時の変化に応じた初期積分値が設定されるため、エンジンの始動直後において実回転数を目標回転数（例えば、目標アイドル回転数）に短時間で収束させることができる。
【００１６】
［請求項１２の手段］
請求項１２の手段を採用する運転状態制御システムの運転状態検出手段は、回転数センサの他に、エンジンの運転状態を検出する第２運転状態検出手段（例えば、エンジンの冷却水温を検出する冷却水温センサ、エンジンオイルの油温を検出する油温センサ、エンジンに吸入される吸入空気の温度を検出する吸気温センサなど）を備える。
また、制御装置は、始動時間と、第２運転状態検出手段によって検出される運転状態とに基づいて初期積分項を求める、あるいは初期積分項の補正係数を求めるものである。
このように、始動時間と他のエンジンの始動情報を基に初期積分項を求める、あるいは初期積分項の補正係数を求めるため、より始動に適したエンジン制御を実施することができ、エンジンの始動直後における実回転数を目標回転数（例えば、目標アイドル回転数）に短時間に収束させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
最良の形態１の運転状態制御システムは、制御対象装置の実運転状態を検出する運転状態検出手段と、この運転状態検出手段によって検出された制御対象装置の実運転状態と目標運転状態の偏差に基づいて、制御対象装置の実運転状態を目標運転状態に収束させるフィードバック制御を行う制御装置とを備える。
この制御装置は、制御対象装置の実運転状態が目標運転状態に収束した時の「フィードバック制御に用いられた値」に対応した始動値を記憶する記憶手段を備え、次回の運転開始時に、記憶手段に記憶された始動値を用いて制御対象装置の運転制御を行うものである。
【００１８】
最良の形態２の運転状態制御システムは、制御対象装置の実運転状態を検出する運転状態検出手段と、この運転状態検出手段によって検出された制御対象装置の実運転状態と目標運転状態の偏差に基づいて、制御対象装置の実運転状態を目標運転状態に収束させるフィードバック制御を行う制御装置とを備える。
この制御装置は、運転状態検出手段によって、制御対象装置の運転開始時における制御対象装置の運転変化を検出し、その運転変化に応じて、運転開始時の制御に用いられる制御値、あるいは制御値を補正する補正係数を算出し、この制御値あるいは補正係数で補正した制御値を用いて運転開始時の制御を行うものである。
【実施例１】
【００１９】
（実施例１の構成）
第１発明が適用された実施例１を、図１〜図３を参照して説明する。
この実施例１は、運転状態制御システムをエンジン制御システムに適用した例である。  エンジン制御システムは、図２に示されるように、エンジンの各気筒毎に搭載されたインジェクタ１を制御するＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニットの略：制御装置に相当する）２を備える。
【００２０】
ＥＣＵ２には、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶手段（ＲＯＭ、スタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路等の機能を含んで構成されている周知構造のマイクロコンピュータの他に、電源回路、インジェクタ駆動回路等が設けられている。そして、ＥＣＵ２は、読み込まれたセンサ類の信号（エンジンパラメータ：乗員の運転状態、エンジンの運転状態等に応じた信号）に基づいて各種の演算処理を行うようになっている。
【００２１】
ＥＣＵ２には、エンジンの実回転数ＮＥを検出する回転数センサ３、乗員によって操作されるアクセル開度ＡＣＣＰを検出するアクセルセンサ４、エンジンの冷却水温ＴＷを検出する冷却水温センサ５、その他のエンジンパラメータ（キースイッチの操作状態の検出を含む）を検出するその他のセンサ６が接続されている。
【００２２】
ＥＣＵ２は、現在のエンジンパラメータに応じたインジェクタ１の噴射量を算出する噴射量算出手段１１と、現在のエンジンパラメータに応じたインジェクタ１の噴射時期を算出する噴射時期算出手段１２とを備える。
この実施例１の噴射量算出手段１１は、エンジンパラメータに基づいてエンジンに要求される指示トルクを算出する指示トルク算出手段１３と、指示トルクを指示噴射量に変換するトルク／噴射量変換手段１４とを備えるものであり、噴射時期算出手段１２にて算出された噴射時期に指示噴射量を噴射させる制御を実行する。
【００２３】
指示トルク算出手段１３は、始動トルク算出手段１５、運転トルク算出手段１６、アイドルトルク算出手段１７（以下、ＩＳＣと称す：ＩＳＣはアイドル・スピード・コントロールの略）を備える。
始動トルク算出手段１５は、スタータスイッチがＯＮされてから、実回転数ＮＥが所定回転数（以下、この回転数を始動離脱回転数ＮＥｉと称す）に達するまで、エンジンを始動させるのに最適な「始動用トルク（指示トルク）」を算出するプログラムである。
この始動用トルクは、エンジンパラメータ（例えば、冷却水温ＴＷ等）に基づいて算出される算出トルクであっても良いし、予めプログラムに書き込まれた固定トルクであっても良い。
【００２４】
運転トルク算出手段１６は、実回転数ＮＥが始動離脱回転数ＮＥｉに達した以降からイグニッションスイッチがＯＦＦされるまで、アクセル開度ＡＣＣＰに応じた「運転トルク（指示トルク）」を算出するプログラムである。
【００２５】
ＩＳＣ１７は、実回転数ＮＥが始動離脱回転数ＮＥｉに達した以降からイグニッションスイッチがＯＦＦされるまで、無負荷運転時（アクセル開度ＡＣＣＰが０の時）に、実回転数ＮＥを目標アイドル回転数ＮＥＦに維持させるプログラムであり、目標アイドル回転数設定手段１７ａ、基本アイドルトルク算出手段１７ｂ、補正アイドルトルク算出手段１７ｃを備える。
【００２６】
目標アイドル回転数設定手段１７ａは、無負荷運転時の目標アイドル回転数ＮＥＦを設定する手段であり、目標アイドル回転数ＮＥＦは、エンジンパラメータ（例えば、エンジンの冷却水温ＴＷ等）に基づいて算出される算出回転数であるが、予めプログラムに書き込まれた固定回転数であっても良い。
基本アイドルトルク算出手段１７ｂは、エンジンパラメータ（例えば、冷却水温ＴＷ等）に基づいて、目標アイドル回転数ＮＥＦに対応した「基本アイドルトルク」をフィードフォワード制御で算出するプログラムである。
【００２７】
補正アイドルトルク算出手段１７ｃは、目標アイドル回転数ＮＥＦに対する実回転数ＮＥの偏差（ＮＥＦ−ＮＥ）に基づいて、実回転数ＮＥを目標アイドル回転数ＮＥＦに収束させる「補正アイドルトルク」をフィードバック制御で算出するプログラムである。
この実施例１の補正アイドルトルク算出手段１７ｃは、実回転数ＮＥと目標アイドル回転数ＮＥＦの偏差に基づく比例項Ｐ、積分項Ｉ、微分項Ｄを求めるとともに、これらを加算した「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」を求めるものである。
なお、この実施例１の補正アイドルトルク算出手段１７ｃでは、実回転数ＮＥと目標アイドル回転数ＮＥＦの偏差に基づいて比例項Ｐ、積分項Ｉ、微分項Ｄを求め、これらを加算した「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」を求める例を示したが、微分項Ｄを求めずに、比例項Ｐと積分項Ｉを加算した「補正アイドルトルク（ＰＩ値）」を求めるように設けても良い。
【００２８】
そして、ＩＳＣ１７は、基本アイドルトルク算出手段１７ｂで算出された「基本アイドルトルク」に、補正アイドルトルク算出手段１７ｃで算出した「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」を加算して、無負荷運転時における「アイドルトルク」を求める。
【００２９】
〔上記構成の問題点〕
上記の構成のみよりなるエンジン制御システムの問題点を、図３のタイムチャートを参照して説明する。
ＥＣＵ２は、スタータスイッチがＯＮされてから、エンジンが完爆して実回転数ＮＥが始動離脱回転数ＮＥｉに達するまでの間（図中、時ｔ１前）、始動トルク算出手段１５によってエンジンを始動させるのに最適な「始動用トルク」を算出する。
これによって、時ｔ１前は、「始動用トルク」に基づく「指示噴射量」がインジェクタ１から噴射される。
【００３０】
ＥＣＵ２は、実回転数ＮＥが始動離脱回転数ＮＥｉに達すると（図中、時ｔ１）、基本アイドルトルク算出手段１７ｂがエンジンパラメータに基づくフィードフォワード制御で「基本アイドルトルク」を算出するとともに、補正アイドルトルク算出手段１７ｃが実回転数ＮＥと目標アイドル回転数ＮＥＦの偏差に基づくフィードバック制御で「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」を算出し、「基本アイドルトルク」を「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」で補正した「アイドルトルク」を求める。
これによって、時ｔ１後は、「アイドルトルク」に基づく「指示噴射量」がインジェクタ１から噴射される。
【００３１】
ここで、エンジン制御システムには、エンジンの始動後、実回転数ＮＥを短時間で目標アイドル回転数ＮＥＦに収束させる制御が望まれる。
しかるに、図３に示されるように、通常は始動離脱回転数ＮＥｉと目標アイドル回転数ＮＥＦに差が生じることで、時ｔ１後におけるＰＩＤのフィードバック制御により、実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに収束する際にハンチングが生じ、エンジンの始動後に、実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに収束するのに時間がかかってしまう場合がある。
【００３２】
また、図３に示されるように、始動直後に適した初期積分項Ｉｓｔを補正アイドルトルク算出手段１７ｃのプログラムに予め書き込んでおき、時ｔ１の積分項Ｉを初期積分項Ｉｓｔにセットしてフィードバック制御を開始する技術が提案されている。
しかし、エンジンの完爆後にセットされる初期積分項Ｉｓｔは、メーカ側の設定値であって、ユーザ側で選択されるオイル粘度や、噴射量、圧縮比等のバラツキにより、セットされる初期積分項Ｉｓｔが最適にならない場合がある。
【００３３】
即ち、図３に示されるように、時ｔ１時の積分項Ｉを、始動直後に適した初期積分項Ｉｓｔにセットしても、実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに収束した時の積分項Ｉ（以下、最適積分項Ｉ）と、初期積分項Ｉｓｔとに差があると、時ｔ１後におけるＰＩＤのフィードバック制御により、実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに収束する際にハンチングが生じ、エンジンの始動後に、実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに収束するのに時間がかかってしまう。
【００３４】
具体的な一例では、図３中Ａで示すように、フィードバック制御による「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」が「基本アイドルトルク」を大きく引き下げて指示噴射量が下がる。すると、その直後に、図３中Ｂで示すように、実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦより大きく落ち込む結果を招き、結果的に実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに収束する際にハンチングが生じ、エンジンの始動後に、実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに収束するのに時間がかかってしまう。
このように、時ｔ１に初期積分項Ｉｓｔをセットする技術であっても、ユーザ側で選択されるオイル粘度や、噴射量、圧縮比等のバラツキにより、エンジンの始動後に実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに収束するのに時間がかかる場合が生じる。
【００３５】
〔実施例１の特徴〕
実施例１は、上記の不具合を解決するために、次の構成を採用している。
なお、制御対象装置であるエンジンの実運転状態を検出する運転状態検出手段は、上述した回転数センサ３が相当するものである。
また、実運転状態と目標運転状態の偏差に基づいて、制御対象装置の実運転状態を目標運転状態に収束させるフィードバック制御を行う手段は、上述した補正アイドルトルク算出手段１７ｃが相当するものである。
【００３６】
さらに、ＥＣＵ２は、上述したように記憶手段を備えている。
そして、ＥＣＵ２は、エンジン（制御対象装置の一例）の実回転数ＮＥ（実運転状態の一例）が目標アイドル回転数ＮＥＦ（目標運転状態の一例）に収束した時の「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」（「フィードバック制御に用いられた値」の一例）を始動値として記憶手段（不揮発性メモリなど、キースイッチをＯＦＦしてもデータを記憶するメモリ）に記憶する。
ここで、基本アイドルトルク算出手段１７ｂは、上述したように、フィードフォワード制御により「基本アイドルトルク」を算出するものであるが、この実施例１では、記憶手段に記憶された始動値（補正アイドルトルク）をさらに加算して最終的な「基本アイドルトルク」を求めるものである。
これによって、スタータスイッチがＯＮされた後に実回転数ＮＥが始動離脱回転数ＮＥｉに達した時（次回の運転開始時の一例）に、記憶手段に記憶された始動値（補正アイドルトルク）がアイドル制御に用いられて、制御が開始される。
【００３７】
なお、この実施例１では、スタータスイッチがＯＮされた後に実回転数ＮＥが始動離脱回転数ＮＥｉに達した後（制御対象装置が運転を開始した後の一例）、実回転数ＮＥが最初に目標アイドル回転数ＮＥＦに収束した時の「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」を始動値として記憶手段に記憶するものである。
また、この始動値は、記憶毎（エンジンの始動後、実回転数ＮＥが最初に目標アイドル回転数ＮＥＦに収束する毎）に学習更新するものであるが、エンジンの始動後、実回転数ＮＥが最初に目標アイドル回転数ＮＥＦに収束する毎に、その時の始動値を新規に書き換えるようにしても良い。
【００３８】
この実施例１の始動値は、上述したように、「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」であって、エンジンの運転制御に直接的に用いられる制御値であるが、「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」を求める際の「積分項Ｉ」もエンジンの運転制御に直接的に用いられる制御値であり、「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」に代えて「積分項Ｉ」を始動値として記憶させ、次回のフィードバック制御の開始時に始動値として「積分項Ｉ」を用いても良い。
【００３９】
また、この実施例１では、上述したように、始動値として制御値（この実施例１では「補正アイドルトルク」）を記憶させ、次回のフィードバック制御の開始時に制御値を始動値として用いるものであるが、実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに収束した時におけるＰＩ値、ＰＩＤ値、積分項Ｉなどの「制御値」に応じた補正係数をマップや数式などで求め、その補正係数を始動値として記憶手段に記憶させても良い。
この場合には、次回のフィードバック制御の開始時に、記憶手段に記憶された補正係数（始動値）によって、制御値を補正してエンジン制御を行っても良い。
【００４０】
（フローチャートの説明）
次に、この実施例１におけるエンジンの始動制御例（アクセル開度ＡＣＣＰが０で、実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに収束するまでの制御例）を、図１のフローチャートを参照して説明する。
スタータスイッチがＯＮされると（スタート）、先ず始動トルク算出手段１５によって、エンジンを始動させるのに最適な「始動用トルク（図中、固定トルク）」を算出する（ステップＳ１）。これによって、「始動用トルク」に基づく「指示噴射量」がインジェクタ１から噴射される。
次に、実回転数ＮＥが始動離脱回転数ＮＥｉに達したか否かの判断を行う（ステップＳ２）。このステップＳ２の判断結果がｎｏの場合は、ステップＳ１へ戻る。
【００４１】
ステップＳ２の判断結果がｙｅｓの場合は、目標アイドル回転数設定手段１７ａによって目標アイドル回転数ＮＥＦを算出するとともに、回転数センサ３から読み込まれる信号から実回転数ＮＥを算出する（ステップＳ３）。
続いて、実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに一致するように指示トルクのフィードバック制御を実施する（ステップＳ４）。
このステップＳ４を具体的に説明する。
ステップＳ４では、基本アイドルトルク算出手段１７ｂがフィードフォワード制御により「基本アイドルトルク」を算出する。この時、記憶手段に始動値（補正アイドルトルク）が記憶されていれば、その始動値（補正アイドルトルク）をさらに加算して「基本アイドルトルク」を求める。
一方、ステップＳ４では、補正アイドルトルク算出手段１７ｃが、実回転数ＮＥと目標アイドル回転数ＮＥＦの偏差に基づいて、比例項Ｐ、積分項Ｉ、微分項Ｄを求め、これらを加算した「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」を求める。
そして、ステップＳ４では、「基本アイドルトルク」に「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」を加算して、無負荷運転時における「アイドルトルク」を求める。これによって、「アイドルトルク」に基づく「指示噴射量」がインジェクタ１から噴射される。
【００４２】
次に、実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに収束したか否かの判断を行う（ステップＳ５）。具体的にステップＳ５では、実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに一致し（ＮＥ＝ＮＥＦ）、且つ比例項Ｐが略０であるか否かの判断を行う。このステップＳ５の判断結果がｎｏの場合は、ステップＳ４へ戻る。
ステップＳ５の判断結果がｙｅｓの場合は、その時（実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに収束した時）の「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」を始動値（図中、次回制御初期値）として、記憶手段に記憶させ（ステップＳ６、Ｓ７）、この始動制御を終了する（エンド）。
【００４３】
（実施例１の効果）
実施例１のエンジン制御システムは、上述したように、エンジンの実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに収束した時の「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」を始動値として記憶手段に記憶する。
そして、次回のエンジンの始動時、実回転数ＮＥが始動離脱回転数ＮＥｉに達した時（アイドリングのフィードバック制御を開始する時）に、記憶手段に記憶された始動値（補正アイドルトルク）を用いて始動時のアイドル制御を行う。
【００４４】
ここで、実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに収束した時の「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」は、ユーザ側で選択されるオイル粘度や、噴射量、圧縮比等のバラツキを吸収補正する値である。
このように、前回の始動時においてユーザ側で選択されるオイル粘度や、噴射量、圧縮比等のバラツキを吸収補正した「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」を用いて、次回の始動時のアイドリング制御が開始されるため、バラツキが生じていても、図３中の破線αに示すように、実回転数ＮＥを目標アイドル回転数ＮＥＦに短時間で収束させることができる。
【００４５】
さらに、この実施例１では、スタータスイッチのＯＮ後、最初に実回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥＦに収束した時の「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」を始動値として記憶手段に記憶するため、運転開始時に特有のバラツキや癖などを「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」で吸収補正することができ、始動時に最適な「補正アイドルトルク（ＰＩＤ値）」を得ることができる。
【実施例２】
【００４６】
図４を参照して第２発明が適用された実施例２を説明する。
この実施例２も、実施例１と同様、運転状態制御システムをエンジン制御システムに適用したものであり、実施例１との相違部分について説明する。
この実施例２も、実施例１で開示した不具合を解決するために、次の構成を採用している。
【００４７】
実施例２のＥＣＵ２は、回転数センサ３（運転状態検出手段の一例）によって、エンジン（制御対象装置の一例）の運転開始時におけるエンジンの運転変化を検出し、その運転変化に応じて補正係数を算出し、この補正係数で補正した初期積分値Ｉｓｔ（制御値の一例）を用いてエンジンの始動時のアイドリング制御を行うものである。
なお、補正係数を求めるのではなく、運転開始時におけるエンジンの運転変化に応じて初期積分値Ｉｓｔ（制御値の一例）を直接的に求めるようにしても良い。
【００４８】
この実施例２では、運転開始時におけるエンジンの運転変化を、スタータスイッチがＯＮされてから、フィードバック制御が開始される前（実施例１の時ｔ１前）の実回転数ＮＥの上昇速度変化（立上り速度）によって検出するものである。
具体的には、スタータスイッチがＯＮされた後、実回転数ＮＥがクランキング時のエンジン回転数よりやや速い速度に設定された第１回転数ＮＥ１（符号、図３参照）から、第１回転数ＮＥ１よりやや速い速度に設定された第２回転数ＮＥ２（符号、図３参照：この実施例２では第２回転数ＮＥ２は始動離脱回転数ＮＥｉと同じ値）に至る始動離脱時間（ＮＥ１〜ＮＥ２）を検出し、その始動離脱時間に応じた補正係数を求めるものである。
【００４９】
さらに、実施例２では、上述した始動離脱時間とともに、冷却水温センサ５（第２運転状態検出手段の一例）によって検出された冷却水温ＴＷ（第２運転状態の一例）に基づいて補正係数を求めるように設けられている。具体的にＥＣＵ２は、始動離脱時間と、冷却水温ＴＷと、補正係数の３次元マップを備え、始動離脱時間と冷却水温ＴＷに基づいて補正係数を求めるようになっている。なお、３次元マップを用いずに、数式によって求めても良い。
【００５０】
（フローチャートの説明）
次に、この実施例２におけるエンジンの始動制御例を、図４のフローチャートを参照して説明する。
スタータスイッチがＯＮされると（スタート）、実施例１で説明した始動トルク算出手段１５によって、エンジンを始動させるのに最適な「始動用トルク（図中、固定トルク）」を算出する（ステップＳ１１）。これによって、「始動用トルク」に基づく「指示噴射量」がインジェクタ１から噴射される。
次に、実回転数ＮＥが始動離脱回転数ＮＥｉに達したか否かの判断を行う（ステップＳ１２）。このステップＳ１２の判断結果がｎｏの場合は、ステップＳ１１へ戻る。
【００５１】
ステップＳ１２の判断結果がｙｅｓの場合は、実回転数ＮＥが第１回転数ＮＥ１から第２回転数ＮＥ２に至る始動離脱時間を算出する（ステップＳ１３）。
次に、始動離脱時間と冷却水温ＴＷに基づいて補正係数を求め（ステップＳ１４）、その補正係数を記憶手段に記憶させる（ステップＳ１５）。その後、その補正係数を用いて初期積分項Ｉｓｔを補正し、補正された初期積分項Ｉｓｔを用いたフィードバック制御で実回転数ＮＥを目標アイドル回転数ＮＥＦに制御する（エンド）。
【００５２】
（実施例２の効果）
実施例２のエンジン制御システムは、上述したように、始動離脱時間と冷却水温ＴＷに基づいて補正係数を求め、補正係数で補正した初期積分項Ｉｓｔを用いて完爆後のアイドル制御を行うものである。
ここで、始動離脱時間は、ユーザ側で選択されるオイル粘度や、噴射量、圧縮比等のバラツキに関連する時間であり、そのバラツキに関連する始動離脱時間を補正係数に反映させることで、その補正係数によってバラツキを吸収補正することができる。
このように、ユーザ側で選択されるオイル粘度や、噴射量、圧縮比等のバラツキを吸収補正できる補正係数を用いて始動時のアイドリング制御に用いられる初期積分項Ｉｓｔを補正するため、バラツキが生じていても、実回転数ＮＥを目標アイドル回転数ＮＥＦに短時間で収束させることができる。
【００５３】
［変形例］
実施例１の制御と、実施例２の制御を組み合わせて用いても良い。
上記の実施例では、エンジン制御システムのインジェクタ制御に本発明を適用した例を示したが、ディーゼルエンジンのサプライポンプ（高圧燃料を圧送するポンプ）のポンプ制御に本発明を適用するなど、他のエンジン制御に本発明を適用しても良い。
【００５４】
上記の実施例では、エンジン制御システムに本発明を適用する例を示したが、制御対象装置は車両用のエンジンに限定されるものではなく、車両に搭載される制御対象装置（電動モータ、電磁アクチュエータ、ピエゾアクチュエータ等の電動アクチュエータや、油圧等を用いた液体アクチュエータ、空気等を用いた気体アクチュエータなど）はもちろん、産業機器、家電機器、各種業務機器等に用いられる制御対象装置（電動モータ、電磁アクチュエータ、ピエゾアクチュエータ等の電動アクチュエータや、油圧等を用いた液体アクチュエータ、空気等を用いた気体アクチュエータ等）をフィードバック制御で作動を制御する全ての装置に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】エンジンの始動制御例を示すフローチャートである（実施例１）。
【図２】エンジン制御システムの制御系の概略構成図である（実施例１）。
【図３】作動説明のためのタイムチャートである（実施例１）。
【図４】エンジンの始動制御例を示すフローチャートである（実施例２）。
【符号の説明】
【００５６】
２    ＥＣＵ（制御装置）
３    回転数センサ（運転状態検出手段）
５    冷却水温センサ（第２運転状態検出手段）
１７    ＩＳＣ（アイドルトルク算出手段）
１７ａ  目標アイドル回転数設定手段
１７ｂ  基本アイドルトルク算出手段
１７ｃ  補正アイドルトルク算出手段
【図１】
2006037903.tif 000003
【図２】
2006037903.tif 000004
【図３】
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【図４】
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