(57)【要約】【課題】本発明は、エンジンのアイドル制御装置に関し、アイドル運転時に負荷等の発生によりエンジン回転数が変動した場合にも、エンジン回転数を速やかに目標のアイドル回転数に収束させるようにする。【解決手段】エンジン２の出力軸にエンジン２にトルクを付与したりエンジン２の発生トルクを吸収可能な電動機４を接続し、実エンジン回転数が目標エンジン回転数よりも大きい場合にはエンジン２の発生トルクを吸収するように電動機４を制御するとともに、実エンジン回転数が目標エンジン回転数よりも小さい場合にはエンジン２にトルクを付与するように電動機４を制御する電動機制御手段２０を設けて構成する。【選択図】        図１
2004300957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのアイドル運転時に該エンジンの回転数が目標エンジン回転数となるようにフィードバック制御する制御手段をそなえたエンジンのアイドル制御装置において、
該エンジンの出力軸に接続されて該エンジンにトルクを付与したり該エンジンの発生トルクを吸収可能な電動機と、
該電動機の作動状態を制御する電動機制御手段とを有し、
該電動機制御手段は、実エンジン回転数と該目標エンジン回転数との偏差に基づいて、該実エンジン回転数が該目標エンジン回転数よりも大きい場合には該エンジンの発生トルクを吸収し、該実エンジン回転数が該目標エンジン回転数よりも小さい場合には該出力軸にトルクを付与するように該電動機を制御する
ことを特徴とする、エンジンのアイドル制御装置。
【請求項２】
該制御手段は、
該実エンジン回転数と該目標エンジン回転数との偏差に基づき該エンジンの吸入空気量をフィードバック制御する吸入空気量制御手段をさらに有し、
該電動機制御手段と該吸入空気量制御手段とが協調して該エンジン回転数のフィードバック制御を行なう
ことを特徴とする、請求項１記載のエンジンのアイドル制御装置。
【請求項３】
該電動機制御手段は、
該エンジン回転数偏差の絶対値が所定値よりも大きいときにのみ該電動機によるフィードバック制御を実行する
ことを特徴とする、請求項２記載のエンジンのアイドル制御装置。
【請求項４】
該制御手段は、
該エンジン回転数偏差の絶対値が所定値よりも大きいときに、該吸入空気量制御の制御ゲインを低下させる
ことを特徴とする、請求項３記載のエンジンのアイドル制御装置。
【請求項５】
該電動機制御手段は、
該エンジン回転数偏差に比例して該エンジン出力軸に付与するトルク又は該エンジン出力軸から吸収するトルクの大きさを変更する
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのアイドル制御装置に関し、特にエンジンの駆動力を直接アシストしたり回生したりすることができるようなハイブリッドシステムに用いて好適の、エンジンのアイドル制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５はいわゆるＩＳＡ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  Ａｌｔｅｒｎａｔｏｒ）システムを採用したハイブリッド自動車の要部を模式的に示す図であって、エンジン２とトランスミッション６との間に電動機（モータ／ジェネレータ、以下、単にモータという）４が直列に配設されている。また、エンジン２にはスタータ１０が付設されている。
【０００３】
また、モータ４の出力軸とエンジン２の出力軸とは機械的に接続されており、モータ４が電力供給を受けて力行することにより駆動輪側へ駆動力を伝達したり、エンジン２に駆動力を付与（アシスト）するようになっている。また、モータ４を発電機として機能させることで、エンジン２の駆動力を吸収したりエンジンブレーキ相当の回生ブレーキを作用させたりすることができ、このときに電力が回生されるようになっている。
【０００４】
ところで、このようなハイブリッド電気自動車では、エンジン２のアイドル運転時にはモータ４は力行も回生も行なっておらず、したがって、アイドル運転時におけるエンジン回転数制御は、エンジンのみを搭載した通常の自動車と同様の制御となる。
以下、アイドル運転時のエンジン２のトルク制御（アイドルフィードバック制御）について説明すると、まず、エンジン２の目標トルク（目標図示平均有効圧）Ｐｉを下式（１）により設定し、この目標トルクＰｉに応じてスロットル開度（吸入空気量）を制御するようになっている。
Ｐｉ＝Ｐｅ＋Ｐｆ・・・（１）
ここで、Ｐｅは目標正味平均有効圧であり、アクセル開度ＡＰＳ等に基づいて設定されるエンジン要求トルクに応じて設定される。また、Ｐｆはエンジン２のフリクションに相当する負荷トルクであって、下式（２）によって設定される。
Ｐｆ＝Ｐｆ０＋Ｐｆ′＋ＰｆＦＢ・・・（２）
上式（２）において、Ｐｆ０は基本負荷トルクであり、エンジン回転数Ｎｅの上昇に応じて大きくなるように設定されている。Ｐｆ′は補正負荷トルクであり、エンジン冷却水温度、エアコン等の電気負荷及びパワーステアリングなどの作動状態等に応じて設定される。また、ＰｆＦＢはエンジン２のアイドル運転時にエンジン回転数Ｎｅが目標アイドル回転数Ｎｅｉとなるようにエンジン回転数をフィードバック制御するためのフィードバック負荷トルク（以下、ＦＢ負荷トルクという）であり、エンジン回転数Ｎｅと目標アイドル回転数Ｎｅｉとの偏差ｄＮｅ（＝Ｎｅ−Ｎｅｉ）に応じて設定され、具体的には図６に示すマップに基づき設定される。
【０００５】
なお、このアイドルフィードバック制御は、所定の開始条件が成立してエンジンがアイドル状態にあると判定されると開始され、所定の終了条件が成立してアイドル状態ではなくなった判定されると終了する。
そして、エンジン２がアイドル状態ではない通常時には、ＦＢ負荷トルクＰｆＦＢは零（ＰｆＦＢ＝０）に設定されるため、負荷トルクＰｆは、各種パラメータに応じて設定される基本負荷トルクＰｆ０及び補正負荷トルクＰｆ′との加算値によって設定される。また、エンジンがアイドル状態であるときには、墓本負荷トルクＰｆ０及び補正負荷トルクＰｆはアイドル状態と判定される直前の値に固定され、この判定直前の基本負荷トルクＰｆ０と補正負荷トルクＰｆ′との加算値にエンジン回転数偏差ｄＮｅに応じて設定されるＦＢ負荷トルクＰｆＦＢを更に加算して負荷トルクＰｆを設定している。
【０００６】
そして、上式（１）により目標トルクＰｉが設定されると、この目標トルクＰｉとエンジン回転数とをパラメータとして、図示しないマップからＥＴＶ（電子制御スロットルバルブ、いわゆるドライブバイワイヤ式スロットルバルブ）の開度が算出されて、上記ＥＴＶ開度となるようにＥＴＶアクチュエータに制御信号が出力される。これにより、吸入空気量が調整されて、実エンジン回転数が目標エンジン回転数に近づくように制御される。
【０００７】
また、アイドル回転数制御としては、上述のようなフィードバック制御以外にも、回転数の急激な変動を抑制するために点火時期補正も行なわれるがこれについては省略する。
また、上述のようなアイドル回転制御以外にも、例えば特許文献１には、ハイブリッド自動車において、アイドル時にエンジン回転数を目標回転数に一致させるべく電動機の回生トルクを制御するとともに、回生トルクの制御にともなう電動機の発電量の変化を補うべく吸入空気量を調整する技術が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２７６７１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようにエンジン回転数偏差に応じて吸入空気量を制御するような技術では、応答性が低いという課題がある。これは、スロットルバルブ（ＥＴＶ）からエンジンの燃焼室までの吸気通路距離に起因しており、このような距離の分だけ制御が遅れるからである。
【００１０】
このため、エンジンに大きな外乱（負荷）を与えた場合、エンジン回転数の変動が大きくなる。例えば、図７（ａ）はオルタネータの発電作動により負荷が発生した場合のエンジンの回転数の変化を示す図であるが、線ａ１  に示すように、従来の技術では、負荷が発生したときのエンジン回転数の低下量が大きく、また、その後はエンジン回転数がオーバシュートして目標回転数よりも大幅に上昇してしまいエンジン回転数が変動してしまう。
【００１１】
また、図７（ｂ）はＥＴＶ開度、図７（ｃ）は目標トルクＰｉをそれぞれ示しているが、図７（ｂ），（ｃ）の線ａ２  ，線ａ３  に示すように、負荷発生から速やかにＥＴＶの開度及び目標トルクＰｉは上昇しているが、上述のような応答遅れがあるため、回転数変動を抑制できない。
なお、図７（ａ）〜（ｃ）の線ｂ１  〜線ｂ３  は空気量制御のゲインを２倍にした場合の特性を示す図であるが、図示するように、このような応答遅れのあるモデルではゲインを高めてもハンチングが激しくなり、回転数変動を抑制することはできない。
【００１２】
また、特許文献１に開示された技術では、モータの回生トルクにより実回転数を目標回転数に近接させるものの、回生トルクを増減させるのみであるため、エンジン回転数が目標回転数よりも低い状態ではエンジン回転数を目標回転数に近づけることができず、エンジン回転数が目標回転数に迅速に収束しないという課題がある。
【００１３】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、アイドル運転時に負荷等の発生によりエンジン回転数が変動した場合にも、エンジン回転数を速やかに目標のアイドル回転数に収束させるようにするとともに、エンジン回転数を目標とするアイドル回転数に高い精度で保持できるようにした、エンジンのアイドル制御装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明のエンジンのアイドル制御装置は、エンジンのアイドル運転時に該エンジンの回転数が目標エンジン回転数となるようにフィードバック制御する制御手段をそなえたエンジンのアイドル制御装置において、該エンジンの出力軸に接続されて該エンジンにトルクを付与したり該エンジンの発生トルクを吸収可能な電動機と、該電動機の作動状態を制御する電動機制御手段とを有し、該電動機制御手段は、実エンジン回転数と該目標エンジン回転数との偏差に基づいて、該実エンジン回転数が該目標エンジン回転数よりも高い場合には該エンジンの発生トルクを吸収し、該実エンジン回転数が該目標エンジン回転数よりも低い場合には該出力軸にトルクを付与するように該電動機を制御することを特徴としている。
【００１５】
しがって、実エンジン回転数が目標エンジン回転数よりも高い場合には電動機によりエンジンのトルクが吸収されて実エンジン回転数が低下するとともに、実エンジン回転数が目標エンジン回転数よりも低い場合には電動機により出力軸にトルクが付与されて実エンジン回転数が上昇する。したがって、速やかにエンジン回転数を目標回転数に保持することができる。
【００１６】
また、好ましくは、該制御手段は、該実エンジン回転数と該目標エンジン回転数との偏差に基づき該エンジンの吸入空気量をフィードバック制御する吸入空気量制御手段をさらに有し、該電動機制御手段と該吸入空気量制御手段とが協調して該エンジン回転数のフィードバック制御を行なうように構成する。
さらに好ましくは、該電動機制御手段は、該エンジン回転数偏差の絶対値が所定値よりも大きいときにのみ該電動機によるフィードバック制御を実行するように構成する。
【００１７】
また、該制御手段は、該エンジン回転数偏差の絶対値が所定値よりも大きいときに、該吸入空気量制御の制御ゲインを低下させるように構成してもよい。
また、該電動機制御手段は、該エンジン回転数偏差に比例して該エンジン出力軸に付与するトルク又は該エンジン出力軸から吸収するトルクの大きさを変更するように構成してもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態にかかるエンジンのアイドル制御装置について説明すると、図１はその要部構成を示す模式的なブロック図、図２（ａ），（ｂ）いずれもその制御の特性について示す図、図３はその作用について説明するためのフローチャート、図４（ａ）〜（ｃ）はいずれもその作用及び効果について説明するためのタイムチャートである。
【００１９】
図１において、１２はハイブリッド自動車におけるエンジン２及び電動機４を制御する制御手段であって、この制御手段１２は、エンジン２に付設された電子制御スロットルバルブ（ＥＴＶ）１８の作動を制御する吸入空気量制御手段（スロットルバルブ制御手段又はＥＴＶコントローラ）１６と、上記ＥＴＶコントローラ１６に対する制御信号を設定するとともにエンジン全体の作動を制御するエンジン制御手段（エンジンコントロールユニット：ＥＣＵ）１４と、電動機〔モータ／ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）又は単にモータという〕４の作動状態を制御する電動機制御手段（モータコントローラユニット：ＭＣＵ）２０とから構成されている。
【００２０】
また、本実施形態においては、ハイブリッド自動車は、従来技術の欄で図５を用いて説明したようなＩＳＡ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  Ａｌｔｅｒｎａｔｏｒ）システムが適用されている。すなわち、モータ４の出力軸とエンジン２の出力軸とが機械的に接続され、ＭＣＵ２０によりモータ４の作動状態を制御することによりエンジン２や駆動輪側にトルクを付与したり、エンジン２の発生トルクを吸収（回生）することができるようになっている。なお、このエンジン２の出力軸とモータ４の出力軸との間に動力伝達を遮断可能なクラッチを設け、このクラッチによりモータ４からエンジン２への動力伝達を遮断した状態でモータ４からの動力のみを駆動輪側へ伝達できるように構成してもよい。
【００２１】
また、ＥＣＵ１４にはエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ２１、エンジン２の冷却水温度を検出する水温センサ２２、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ２３、及びエアコンのオンオフを検出するエアコンスイッチ２４が接続されている。
また、ＥＣＵ１４内には、図示するように、平均回転数算出手段２６，点火時期補正量設定手段２８，目標回転数設定手段３０，Ｐｅ設定手段３１，Ｐｆ設定手段３２，Ｐｉ設定手段３４及びＥＴＶ開度設定手段３６等が設けられている。
【００２２】
このうち、平均回転数算出手段２６は、エンジン回転数センサ２１から得られる瞬間的なエンジン回転数（瞬間Ｎｅ）に基づいて、実エンジン回転数としての平均回転数（平均Ｎｅ）を算出するものであって、例えば５０ｍｓ当たりの平均回転数が算出されるようになっている。
また、点火時期補正量設定手段２８は、エンジン２のアイドル運転時の回転数変動に対して安定化を図るべく点火時期を補正するものであって、上記平均回転数算出手段２６で算出された平均Ｎｅとエンジン回転数センサ２１で検出された瞬間Ｎｅとの偏差ｄＮｅ１  （＝平均Ｎｅ−瞬間Ｎｅ）に基づいて、点火時期の進角量又は遅角量を設定するようになっている。
【００２３】
具体的には、点火時期補正量設定手段２８には、例えば図２（ｂ）に示すような点火時期補正量設定マップが設けられており、アイドル運転時には、このマップにより回転数偏差ｄＮｅ１  に基づいて点火時期補正量が設定されるようになっている。
ここで、この点火時期補正量設定マップは、回転数偏差ｄＮｅ１  ＞０であれば回転数偏差ｄＮｅ１  の大きさに応じて点火時期を進角させ、ｄＮｅ１  ＜０であれば回転数偏差ｄＮｅ１  の大きさに応じて点火時期を遅角させるようになっている。なお、点火時期を過度に進角又は遅角させるとかえってアイドル回転が不安定になるため、図２（ｂ）に示すように、この点火時期補正マップでは点火時期補正量は−５〜＋５ｄｅｇの範囲に制限されている。なお、このような点火時期の補正を点火変調制御という。
【００２４】
そして、エンジン２のアイドル運転時に点火時期補正量設定手段２８で点火時期補正量が設定されると、この補正量に基づいてエンジン２の点火プラグの点火時期が補正されるようになっている。
次に、目標回転数設定手段３０について説明すると、この目標回転数設定手段３０は、アイドル運転時の目標アイドル回転数（目標アイドルＮｅｉ）を設定するものであって、主に水温センサ２２で得られる冷却水温度と、エアコンスイッチ２４で得られるエアコンのオンオフ（コンプレッサのオンオフ）情報とに基づいて目標アイドルＮｅｉを設定するようになっている。
【００２５】
また、上述したように、ＥＣＵ１４には、Ｐｅ設定手段３１，Ｐｆ設定手段３２，Ｐｉ設定手段３４及びＥＴＶ開度設定手段３６が設けられ、Ｐｅ設定手段３１で設定された目標正味平均有効圧Ｐｅと、Ｐｆ設定手段３２で設定された負荷トルクＰｆとに基づき、Ｐｉ設定手段で目標トルク（目標図示平均有効圧）Ｐｉが設定され、Ｐｉ設定手段３４によって設定された目標トルクＰｉに応じてＥＴＶ開度設定手段３６でＥＴＶ１８の開度が設定されるようになっている。これにより、エンジン２の出力トルクが車両の走行状態や運転状態等に応じて設定される目標トルクＰｉとなるように吸入空気量が調整されるようになっている。
【００２６】
Ｐｅ設定手段３１は、制御手段１２内のエンジン要求トルク設定手段５２で設定されるエンジン要求トルクＴｅに応じて目標トルクＰｅを設定するものである。このエンジン要求トルクＴｅは、制御手段１２に設けられた走行要求トルク設定手段５１においてアクセル開度センサ２３からのアクセル開度に応じて設定される走行要求トルクに基づき設定されるようになっている。
【００２７】
また、Ｐｆ設定手段３２は、上述の従来技術でも述べたように、エンジン２のフリクションに相当する負荷トルクＰｆを設定するものであり、エンジン回転数Ｎｅに応じて基本負荷トルクＰｆ０を設定するとともに、冷却水温度，電気負荷やパワーステアリングなどの作動状態などに応じて補正負荷トルクＰｆ′を設定し、さらにエンジン２のアイドル運転時にエンジン回転数Ｎｅが目標アイドル回転数Ｎｅｉとなるようにエンジン回転数をフィードバック制御するためのＦＢ負荷トルクＰｆＦＢを設定して、下式（２）に基づき負荷トルクＰｆを設定するようになっている。
【００２８】
Ｐｆ＝Ｐｆ０＋Ｐｆ′＋ＰｆＦＢ・・・（２）
上記のＦＢ負荷トルクＰｆＦＢは、エンジン２がアイドル状態のときにエンジン回転数Ｎｅと目標アイドル回転数Ｎｅｉとの偏差ｄＮｅ２（＝Ｎｅ−Ｎｅｉ）に基づいて設定されるようになっており、具体的には図６に示すマップに基づき設定されるようになっている。
【００２９】
したがって、エンジン２がアイドル状態であるときには、エンジン回転数Ｎｅが目標アイドル回転数Ｎｅｉとなるようにフイードバック制御される。そして、このアイドルフィードバック制御時には、積分ゲインＫＦＢに応じて算出されるＦＢ負荷トルクＰｆＦＢに基づきフィードバック制御が実行される。このフィードバック積分ゲインＫＦＢは、目標回転数設定手段３０で設定された目標Ｎｅと、平均回転数算出手段２６で算出された平均Ｎｅとの偏差ｄＮｅ２（＝目標Ｎｅｉ−平均Ｎｅ）に応じて設定されるものであって、偏差ｄＮｅ２＞０（つまり目標アイドル回転数Ｎｅｉ＞平均回転数Ｎｅ）のときには正の値となるように、偏差ｄＮｅ２＜０（つまり目標アイドル回転数Ｎｅｉ＜平均回転数Ｎｅ）のときには負の値となるように設定されている。
【００３０】
また、積分ゲインＫＦＢは、偏差ｄＮｅ２  の大きさ（絶対値）が所定値より小さい範囲（例えば−１００〜１００ｒｐｍの範囲）では、これ以外の範囲にあるときよりも制御ゲインが大きくなるように設定されている。換言すると、｜ｄＮｅ２  ｜が所定値以上の範囲では、所定値未満のときに比べて傾きが小さくなるように積分ゲインＫＦＢの特性が設定されているのである。
【００３１】
これは、詳しくは後述するが、｜ｄＮｅ２  ｜が所定値以上の領域（すなわち、エンジン回転数が目標回転数に対して大幅に変動した場合）においては、モータ４を回転数偏差ｄＮｅ２  に応じて力行又は回生作動させて、エンジン２の回転数を目標回転数に近づけるような制御が実行されるからである。つまり、｜ｄＮｅ２  ｜が所定値以上の領域では、主に応答性の高いモータ４の作動状態を制御することでエンジン２のアイドル回転のフィードバック制御を行ない、エンジントルク制御でのアイドルフィードバック制御におけるＦＢ負荷トルクＰｆＦＢの制御ゲインを低下させることでＥＴＶ１８によるフィードバック制御の割合を低下させているのである。
【００３２】
また、｜ｄＮｅ２  ｜が所定値未満の領域においては、モータ４によるアイドル制御は実行されないようになっており、この場合には従来と同様に空気量の補正でアイドルフィードバック制御を行なうようになっている。また、この領域においては積分ゲインＫＦＢの傾きは従来と同様の傾き（図６参照）に設定されている。
【００３３】
そして、このようにして目標トルクＰｉが設定されると、ＥＴＶ開度設定手段３６において、現在の回転数Ｎｅと上記目標トルクＰｉとをパラメータとするマップからＥＴＶ１８の開度が設定されるようになっている。
また、ＥＴＶコントローラ１６では、上記ＥＴＶ開度設定手段３６で設定された開度となるように図示しないＥＴＶアクチュエータを制御するようになっている。つまり、ＥＴＶコントローラ１６では、ＥＴＶ開度設定手段３６で設定された開度と現在の実ＥＴＶ開度との偏差に基づいて、これらの開度の偏差が０となるようにＥＴＶアクチュエータをフィードバック制御するようになっている。
【００３４】
次に、ＭＣＵ２０によるモータ４の制御について説明すると、このＭＣＵ２０には、モータ４に対するトルク（出力トルク又は吸収トルク）を設定するＭ／Ｇトルク設定手段（電動機トルク設定手段）３８と、上記Ｍ／Ｇトルク設定手段３８で設定されたトルクを出力するようにモータ４への電流値を設定する電流値設定手段４０を有している。
【００３５】
Ｍ／Ｇトルク設定手段３８は、モータ要求トルク設定手段５３で設定されたモータ要求トルクＴｍに応じてモータ４に対するトルクを設定するものである。このモータ要求トルクＴｍは、走行要求トルク設定手段５１で設定された走行要求トルクＴｒ及びエンジン要求トルク設定手段５２で設定されたエンジン要求トルクＴｅに基づき設定される（Ｔｍ＝Ｔｒ−Ｔｅ）。
【００３６】
そして、電流値設定手段４０で設定された電流値に応じてモー夕４が作動制御されることにより、モータ４は、発生するトルクを駆動輪側へ出力したりエンジン２の出力軸に付与したり、エンジン２や駆動輸側から伝達される動力を吸収するように作動される。
本実施形態におけるＭ／Ｇトルク設定事段３８は、エンジン２のアイドル状態でアイドルフィードバック制御が実施される際に、エンジン回転数の偏差ｄＮｅ２に応じてトルク制御を行うようになっている。つまり、エンジン２の出力軸にトルクを付与したり該エンジンから出力されるトルクを吸収することにより、エンジン２のアイドル回転のフィードハック制御を行うようになっている。
【００３７】
具体的には、Ｍ／Ｇトルク設定手段３８には、ＥＣＵ１４の目標回転数設定手段３０で設定されたエンジン２の目標アイドルＮｅｉと、平均回転数算出手段２６で算出されたエンジン２の平均Ｎｅとの偏差ｄＮｅ２  が入力されるようになっており、Ｍ／Ｇトルク設定手段３８では、上記偏差ｄＮｅ２  に基づいてモータ４のトルクのゲイン（比例ゲイン）ＫＭ  を設定するようになっている。
【００３８】
また、Ｍ／Ｇトルク設定手段３８には、図２（ａ）に線ｄで示すような特性を有するマップが設けられており、このマップに基づいて、偏差ｄＮｅ２  に応じたゲインＫＭ  が設定されるようになっている。そして、設定されたゲインＫＭ  に偏差ｄＮｅ２  を乗算して補正トルクが設定されるようになっている。ここで、このマップは、図示するように、回転数偏差ｄＮｅ２  の大きさ（絶対値）が所定値より小さい範囲（例えば−１００〜１００ｒｐｍの範囲）では、ゲインＫＭ  を設定せず（ゲインＫＭ  ＝０，したがってＭ／Ｇトルク＝０）、エンジン２のアシストも回生も行わないようになっている。これは、このような回転数偏差の小さい領域においてもトルクを設定すると、アイドル運転時にモータ４が常時作動する、或いは長期間に亘って作動することが考えられ、バッテリのＳＯＣ（残存容量）の低下を招くおそれがあるからである。また、このような回転数偏差の小さい領域ではＥＴＶ１８による空気量制御で十分対応可能だからである。
【００３９】
一方、回転数偏差ｄＮｅ２  の絶対値が所定値よりも大きい領域では、この偏差ｄＮｅ２  比例してゲインＫＭ  補正量が設定されるようになっている。例えば、ｄＮｅ２  ＞１００ｒｐｍであれば、モータトルクとして偏差ｄＮｅ２  に応じた力行トルクを設定し、モータ４によりエンジン２の出力軸に上記モータトルクを付与してエンジン回転数を高めるようになっている。また、ｄＮｅ２  ＜−１００ｒｐｍであれば、モータトルクとして偏差ｄＮｅ２  に応じた回生トルクを設定し、モータ４を発電機として作動させることによりエンジン２の発生トルクを吸収してエンジン回転数を低下させるようになっている。
【００４０】
そして、電流値設定手段４０では、Ｍ／Ｇトルク設定手段３８で設定されたモータトルクとなるようにモータ４への電流値を設定し、図示しないインバータ等を制御するようになっている。
ところで、アイドルフィードバック制御時に、このＭ／Ｇトルク設定手段３８で設定されるモータトルクのゲインＫＭ  は、フィードバック制御の比例ゲインとして作用するが、比例項のみのフィードバック制御では、現実的には目標値に対する偏差を完全になくすことはできない。一方、ＥＣＵ１４のＰｆ設定手段３２で設定されるＦＢ負荷トルクＰｆＦＢは積分ゲインＫＦＢに基づき設定されるので、目標値との間に偏差が生じた場合には、この偏差の積分値を０にするように作用する。
【００４１】
そこで、図２（ａ）に示すように、｜ｄＮｅ２  ｜が所定値以上の領域では、偏差ｄＮｅ２  に応じたモータ４のトルクを設定しながら、ＦＢ負荷トルクＰｆＦＢの積分ゲインＫＦＢについては一定の制限値に固定するのではなく、｜ｄＮｅ２  ｜が所定値以内の領域よりも緩やかな傾きとなるように設定しているのである。
そして、このように設定することにより、実エンジン回転数（平均Ｎｅ）が目標アイドルＮｅｉに対して大きく変動した場合には、Ｍ／Ｇトルク設定手段３８で設定されたトルク（比例ゲイン）を用いてモータ４を制御することにより、モータ４によるアシスト又は回生が行なわれて、エンジン回転数が速やかに目標アイドルＮｅｉに近づくこととなり、また、このような比例項のみでは完全に解消できない最終的な回転数偏差が、ＦＢ負荷トルクＰｆＦＢ（積分ゲインＫＦＢ）の作用により解消されるようになっている。
【００４２】
本発明の一実施形態に係るエンジンのアイドル制御装置は上述のように構成されているので、エンジン２のアイドル運転時には、モータ４とＥＴＶ１８とが協調してエンジン回転数のフィードバック制御を実行し、エンジン回転数が目標回転数に保持される。
以下、図３に示すフローチャートを用いてアイドルフィードバック制御の作用について説明すると、本装置は、アイドル回転数制御として、ＥＴＶ１８の空気量制御とモータ４のトルク制御とを協調して行なうため、図示するように、ＥＣＵ１４側での制御（ＥＴＶ１８による空気量制御）とＭＣＵ２０側での制御（モータ４によるトルク制御）とが並行して行なわれる。なお、図中ステップＳ１〜Ｓ６がＥＣＵ１４側での制御、ステップＳ１１〜Ｓ１４がＳＭＵ２０側の制御である。
【００４３】
最初にＥＣＵ１４側の制御について説明すると、まず、水温やエアコンの作動情報に基づいて目標アイドルＮｅｉを演算又は設定するとともに、この情報をＭＣＵ２０側に送信し（ステップＳ１）、次にエンジン回転数センサ２１からの情報に基づいて平均Ｎｅを算出する（ステップＳ２）。そして、上記の目標アイドルＮｅｉと平均Ｎｅとから回転数偏差ｄＮｅ２  を算出し（ステップＳ３）、この偏差ｄＮｅ２  に基づいてＦＢ負荷トルクＰｆＦＢを設定する（ステップＳ４）。
【００４４】
そして、このＦＢ負荷トルクＰｆＦＢを含めてエンジン２のフリクションに応じて設定される負荷トルクＰｆと、エンジン２の筒内の目標正味平均有効圧Ｐｅとから、目標トルクＰｉを算出する（ステップＳ５）。また、このトルク目標トルクＰｉと現在のエンジン回転数とからＥＴＶの開度を設定して、このＥＴＶ開度となるようにＥＴＶ１８のアクチュエータがフィードバック制御される。なお、ＥＴＶ１８開度は、アクチュエータの機械的な制約等により本実施形態では例えば１秒ごと補正される。
【００４５】
次に、ＥＣＵ２０側の制御について説明すると、まず、ＥＣＵ１４から送信された目標アイドルＮｅｉを受信する（ステップＳ１１）。次に平均回転数Ｎｅを算出し（ステップＳ１２）、上記の目標アイドルＮｅｉと平均Ｎｅとから回転数偏差ｄＮｅ２  を算出する（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１２及びＳ１３については、目標アイドルＮｅｉと同様にＥＣＵ１４からの情報を受信することで平均Ｎｅ及び回転数偏差ｄＮｅ２  を得るようにしてもよい。
【００４６】
その後、この偏差ｄＮｅ２  に基づいてモータ４のトルクを設定し、このトルクとなるようにモータ４の作動が制御される（ステップＳ１４）。なお、モータ４は高精度で制御が可能であり、本実施形態では例えば１０ｍｓごと制御される。そして、このような協調制御を実行することにより、エンジン２のアイドル回転数を高い精度で目標アイドルＮｅｉに保持できるとともに、エンジン２に大きな負荷が作用した場合にも、速やかにエンジン回転数を目標回転数に復帰させることができる。
【００４７】
また、上述のようなＥＴＶ１８による空気量とモータ４による補正トルクとの協調制御以外にも、アイドル運転時には、図２（ｂ）に示すマップに基づいて点火変調制御が実行され、これにより、回転数の急変動が極力抑制されて安定化が図られる。
ここで、図４（ａ）〜（ｂ）はそれぞれエンジンの回転数の変化，モータ４に対する補正トルク及びＥＴＶ１８の開度変化を示す図であって、線ｅ１  ，ｅ２  はそれぞれ協調制御を実行しない場合の特性を示しており、図７における線ａ１  ，ａ２  と同じである。また、線ｆ１  ，ｆ２  は本実施形態の協調制御を実行した場合の特性を示している。
【００４８】
まず、図４（ａ）に示すように、アイドル運転中にオルタネータ負荷が発生すると、この負荷によりエンジン回転数が低下するが、目標アイドル回転数との偏差が所定値（１００ｒｐｍ）以上となると、本実施形態では、図２（ａ）に示すマップに基づいてモータ４に対するトルクが設定され〔図４（ｂ）参照〕、この結果、エンジン２がモータ４によりアシストされて、図４（ａ）の線ｆ１  に示すようにエンジン回転数の低下量を従来よりも大幅に少なくすることができる。
【００４９】
また、モータ４でエンジン回転数をアシストする分だけ、従来技術に対して空気量制御に依存する割合が低下するため、図４（ｃ）に線ｅ２  ，ｆ２  で示すように、従来の特性と比較してＥＴＶ１８の開度変化が低下することになる。
また、エンジン回転数Ｎｅと目標アイドル回転数Ｎｅｉとの偏差が所定値以内になると、図２（ａ）のマップに示すように、モータ４のトルクが０に設定されて、従来技術と同様にＥＴＶ１８による空気量制御でエンジン回転数がフィードバック制御される。これにより、モータ４が頻繁に作動するような事態を回避できバッテリのＳＯＣ低下を防止できる。
【００５０】
また、モータ４は応答性が高いので、モータ４の作動後にエンジン回転数がオーバシュートするようなこともなく、したがって、図４（ａ）に示すように、エンジン回転数変動を抑制しながらエンジン回転数を速やかに目標アイドルＮｅｉに復帰させることができる。
さらに、本実施形態では、エンジン回転数偏差ｄＮｅ２  に対して線形の特性でモータ４のトルクを設定しているので、制御自体も容易なものとすることができる。
【００５１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば上記の実施形態においては、本発明をいわゆるＩＳＡタイプのハイブリッド自動車に適用した場合について説明したが、本発明はハイブリッド自動車のみに適用されるものではなく、少なくともモータとエンジンとの出力軸が接続されたエンジンに広く適用できる。なお、この場合モータの出力軸とエンジンの出力軸が直接接続されたもの以外にも、例えばギアやベルト等の出力伝達手段を介して接続されたものを含むのは言うまでもない。また、モータとエンジンとの間にクラッチ等の駆動力断接手段が設けられているようなシステムにも当然適用することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のエンジンのアイドル制御装置によれば、実エンジン回転数と目標エンジン回転数との偏差に基づいて、実エンジン回転数が目標エンジン回転数よりも大きい場合にはエンジンの発生トルクを吸収し、実エンジン回転数が該目標エンジン回転数よりも小さい場合には出力軸にトルクを付与するように電動機を制御するので、アイドル運転時にエンジンに負荷等が発生してエンジン回転数が変動した場合にも、エンジン回転数を速やかに目標のアイドル回転数に収束させることができる利点があるほか、エンジン回転数をアイドル回転数に高い精度で保持することができる利点がある（請求項１）。
【００５３】
また、電動機制御手段と吸入空気量制御手段とが協調してエンジン回転数のフィードバック制御を行なうので、吸入空気量制御手段のみで制御していた場合に比べて制御の応答遅れを解消することができる。したがって、アイドル運転時の負荷発生時におけるのエンジン回転数の大幅な低下を抑制することができ、また、その後の応答遅れに起因するオーバシュートを解消でき、エンジン回転数の変動を抑制することができる利点がある（請求項２）。
【００５４】
また、エンジン回転数偏差の絶対値が所定値よりも大きいときにのみ電動機によるフィードバック制御を実行するので、アイドル運転時に電動機が常時作動する或いは長期間に亘って作動するような事態を回避でき、バッテリのＳＯＣ低下を極力抑制することができる利点がある（請求項３）。
また、エンジン回転数偏差の絶対値が所定値よりも大きいときに、吸入空気量制御の制御ゲインを低下させるので、エンジン回転数偏差が大きい領域では主に応答性に優れた電動機により回転数偏差が吸収されることになり、これによりエンジン回転数を速やかに目標のアイドル回転に近づけることができる利点がある（請求項４）。
【００５５】
また、エンジン回転数偏差に比例してエンジン出力軸に付与するトルク又はエンジン出力軸から吸収するトルクの大きさを変更するので、制御を容易なものとすることができるという利点がある（請求項５）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるエンジンのアイドル制御装置の要部構成を示す模式的なブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるエンジンのアイドル制御装置の制御の特性について示す図であって、（ａ）はエンジン回転数のフィードバック制御について説明する図、（ｂ）は点火変調制御の特性について説明する図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるエンジンのアイドル制御装置の作用について説明するためのフローチャートである。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はいずれも本発明の一実施形態にかかるエンジンのアイドル制御装置の作用及び効果について説明するためのタイムチャートである。
【図５】いわゆるＩＳＡ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  Ａｌｔｅｒｎａｔｏｒ）システムを採用したハイブリッド自動車の要部を模式的に示す図である。
【図６】一般的な空気量制御におけるエンジンの負荷（フリクション）に応じた補正量の特性を示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）はいずれも一般的な空気量制御の作用及び課題について説明するための図である。
【符号の説明】
２  エンジン
４  モータ又はモータジェネレータ（電動機）
１２  制御手段
１６  ＥＴＶコントローラ（吸入空気量制御手段）
２０  ＭＣＵ又はモータコントローラユニット（電動機制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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