JPH0361017B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジンのアイドル回転制御装置に関
するものである。

一般に自動車のアイドル回転制御装置は、アイ
ドリング時のエンジン回転数を600〜700rpm程度
の低回転数に抑えるようフイードバツク制御する
ことにより、エンジンの燃焼性を安定にするとと
もに、燃費の向上を図ろうとするものであり、従
来のこの種装置における制御方法は、スロツトル
弁にこれを自動的に開閉するアクチユエータを設
け、まず水温、クーラー負荷の有無等のエンジン
の運転状態に応じて目標アイドル回転数を設定
し、これと実際のアイドル回転数との差を求めて
この差に応じて上記アクチユエータを駆動制御す
ることにより、実際のアイドル回転数が目標アイ
ドル回転数になるように制御しようとするもので
あつた。

上記のようなフイードバツク制御を行なう場
合、アイドリング時に作動したクーラー等のエン
ジン負荷によつてエンストを起こさないようにす
るには、制御の応答性を高めることが望まれる
が、ゲインを大きく設定して応答性を高めると、
今度はオーバーシユートしてハンチングを起こ
し、エンジン回転数が不安定に変動する、という
不具合が生じる。

上記のような事情に鑑み従来より、例えば特開
昭54−113725号公報に示されているように、アイ
ドリング時にクーラー等のエンジン負荷が作動し
たならば、エンジンに供給される吸入空気量を所
定量増量し、それによつてフイードバツク制御の
ゲインを小さく設定したままエンジン負荷作動に
も敏速に追随できるようにした、いわゆる見込み
制御を採用したアイドル回転制御装置も考えられ
ている。

上記のような見込み制御を行なう場合、吸入空
気量はクーラー、各種電気負荷、パワーステアリ
ング等の各エンジン負荷の大きさに対応させて過
不足のないように増量されるようになつている
が、同一機種のエンジンでも各々が製造上の個体
差、経年変化等による性能差を有することは必至
であり、したがつてこのような見込み制御によつ
てアイドル回転数をぴたりと所定値に設定するこ
とは難しく、エンジン負荷作動時にアイドル回転
数の変動が生じやすかつた。

そこで例えば特開昭55−107034号公報に示され
るように、上記見込み制御による吸入空気量の増
加量が適正であるか否かを検出するようにし、も
し不適正つまり過多あるいは不足ならば、上記増
加量を決定するために記憶されている補正情報を
より適正な値に更新するようにしたアイドル回転
制御方法を提案されている。

しかしながらこの従来方法においては、目標ア
イドル回転数と実際のアイドル回転数との差の積
分値が所定値以上となつたときに、上記補正情報
（つまり吸入空気量増加量）を更新するようにし
ているので、この吸入空気量増加量の補正が、該
増加量の過多あるいは不足に正しく対応しないで
行なわれてしまう恐れがある。すなわち目標アイ
ドル回転数と実際のアイドル回転数との差は、見
込み制御による吸入空気量増量以外の外乱、つま
りエンジン負荷作動開始直後の一時的空燃比の乱
れや、吸気温度変動によつても生じるので、上記
の積分値は必ずしも吸入空気量増加量の過多ある
いは不足を常に正しく反映しているとは限らない
のである。したがつて上記積分値に基づくと、例
えば、吸入空気量の増加量が多すぎるのに、この
増加量をさらに増すような制御が行なわれてしま
うことも当然起こりうる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、エンジンの性能のバラつき、変化に対応し
て、アイドル回転数を常に正確に所定値に維持し
得るエンジンのアイドル回転制御装置を提供する
ことを目的とするものである。

本発明のエンジンのアイドル回転制御装置は、
前述したような見込み制御を採用したフイードバ
ツク式のアイドル回転制御装置において、エンジ
ン負荷の作動時に記憶手段内の補正値に基づいて
吸入空気量を所定量増加するとともに、該補正値
を、エンジン負荷非作動状態からエンジン負荷作
動状態に移行したときのエンジン回転数変動に基
づいて、エンジン負荷作動時の実際のアイドル回
転数が目標値に対して変動が小さくなるようにさ
らに補正して最終補正値を求め、かつ前記記憶手
段内の補正値を該最終補正値に書き換え、次回の
エンジン負荷作動時には該最終補正値に基づいて
吸入空気量を増加させる制御装置を設けたことを
特徴とするものである。

上記のような制御装置を用いれば、エンジンの
アイドリング時にエンジン負荷が作動して見込み
制御が行なわれる毎に吸入空気量の増加量がチエ
ツクされ、さらに好ましいものに修正さえてゆく
ので、エンジン負荷作動時のアイドル回転数は常
に安定して所定の値に設定されるようになる。

そして上記増加量のチエツクは、エンジン負荷
が非作動状態から作動状態に移行したときのエン
ジン回転数変動に基づいて行なうようになされて
いるから、この増加量が過多であるか不足である
かが正しくチエツクされるようになる。したがつ
て吸入空気量の増加量修正は常に正しい方向にな
され、アイドル回転数は極めて正確に所定値に制
御されるようになる。

以下、図面を参照して本発明の実施例について
詳細に説明する。

第１図はこの発明の一実施例によるエンジンの
アイドル回転制御装置の構成を示し、図において
１はエンジン、２はピストン、３は吸気通路、４
は排気通路、３ａは吸気弁、４ａは排気弁、５は
吸気通路３に清浄な空気を供給するエアクリー
ナ、６はエアクリーナ５の下方において上記吸気
通路３に設けられた気化器、６ａはこの気化器６
に設けられ、吸気通路３に開口する燃料ノズル、
７は気化器６のやや下方に設けられ、エンジン１
に供給される吸入空気量を制御するスロツトル
弁、８はこのスロツトル弁７と係止してこれを開
閉駆動するストツパ、９はこのストツパを吸引す
るダイヤフラム装置、１０はこのダイヤフラム装
置９の負圧室９ａを吸気通路３の気化器６より上
流の大気に連通する大気側通路、１１は上記負圧
室９ａを吸気通路３のスロツトル弁７より下流の
負圧に連通する負圧側通路、１２は上記大気側通
路１０を開閉する大気側ソレノイド弁、１３は上
記負圧側通路１１を開閉する負圧側ソレノイド弁
であり、以上の８〜１３によりスロツトル弁７を
開閉駆動するアクチユエータ１４を構成してい
る。

また１５はエンジン１の冷却水１６の水温を検
出する水温センサ、１７は水温センサ１５の出力
をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、ａはＡ／Ｄ変換
器１７の出力である水温信号、１８は本装置にお
いてエンジンの回転数検出器（電磁ピツクアツプ
装置）が内蔵されているデイストリビユータ、ｂ
はその出力である回転数信号、１９はスロツトル
弁７の開度を検出するスロツトル開度センサ、ｃ
はその出力であるスロツトル開度信号、２０はク
ーラースイツチ、ｄはその出力であるクーラー負
荷検出信号である。

また２２は上記各種検出信号ａ，ｂ，ｃ，ｄが
入力され、エンジンの運転状態に応じて設定され
る目標アイドル回転数と上記回転数検出器で検出
される実際アイドル回転数とを比較しその差に応
じて目標スロツトル開度を設定するとともに該目
標スロツトル開度と実際スロツトル開度とを比較
しその差に応じて実際アイドル回転数が目標アイ
ドル回転数となるよう上記アクチユエータ１４を
駆動制御するアクチユエータ制御装置としてのマ
イクロコンピユータであり、これはインターフエ
イス２２ａとメモリ２２ｂとCPU（中央処理装
置）２２ｃとを有している。

第２Ａ，２Ｂ図は上記マイクロコンピユータ２
２の信号処理のフローチヤートを示すものであ
る。以下、この第２Ａ，２Ｂ図を参照してマイク
ロコンピユータ２２による信号処理について説明
する。

まずCPU２２ｃはステツプS1において目標ス
ロツトル開度の第１補正項T₂（後に詳述する）を
T₂＝０と初期設定するとともに、ROMに記憶さ
れていた、目標スロツトル開度の第２補正項T₃
（後に詳述する）をRAMに移す。次にステツプ
S2においてスロツトル開度信号ｃと回転数信号
ｂとから、スロツトル弁７がアイドル位置にあ
り、かつエンジン回転数が所定回転数以下である
というアイドル状態にあるか否かを判定し、NO
であれば再びこのステツプS2に戻つてこのアイ
ドル状態か否かの判定を何度も繰り返し行ない、
YESになつたとき、即ちアイドル状態になつた
ときはS3以下のステツプに進む。そしてステツ
プS3においてエンジンの運転状態、即ちこの場
合エンジン冷却水の温度およびクーラー負荷の有
無を水温信号ａおよびクーラー負荷検出信号ｄか
ら検出し、次にステツプS4において上記冷却水
温およびクーラー負荷の有無に応じて第３図の特
性により目標アイドル回転数N_SETを算出する。こ
こで水温が低いとき目標アイドル回転数を高く設
定しているのは、冷間始動時のように低温のとき
にはエンジンの燃焼性が悪いためエンジン回転数
をある程度以上にしないと安定したアイドル運転
ができないためであり、また水温が高い領域でク
ーラーのオン時に目標アイドル回転数をそのオフ
時より高くしているのはクーラー負荷があるとき
はそれをカバーするだけの発電能力が要求され
る、さらには負荷増大による車体振動を防止する
ためである。

そしてそののちステツプS5において目標アイ
ドル回転数N_SETに対応する暫定目標スロツトル開
度T₁を第４図の特性から求め、ステツプS6にお
いて回転数信号ｂからの実際のエンジン回転数
N_rpnを検出し、ステツプS7において目標アイド
ル回転数N_SETと実際アイドル回転数N_rpnとの差
に定数ｋを掛算して目標スロツトル開度の第１補
正項T₂＝ｋ（N_SET−N_rpn）を求め、しかもこれが
第４図のフローチヤート全体を巡回すること２回
目以上のときには過去の第１補正項T₂の値を積
算、即ちT₂＝ｋ（N_SET−N_rpn）＋T₂の演算をする。
そしてステツプS8においてクーラーがON状態で
あるか否かを判定し、クーラーONのときは、ス
テツプS9において、前述したRAMからなるテー
プからT₃を呼び込み、ステツプS11においてT₁，
T₂およびT₃を加算して目標スロツトル開度T_SET
を算出する。クーラーがOFF状態のときは、ス
テツプ10においてT₃＝０と設定され、ステツプ
11においてはT_SETとしてT₁とT₂のみが加算され
る。つまり上記第２補正項T₃が加算されること
により、クーラーON時には目標スロツトル開度
T_SETが高められる。

次にステツプS12において、スロツトル開度信
号ｃから実際のスロツトル開度T₀を検出し、ス
テツプS13において上記目標スロツトル開度T_SET
と実際スロツトル開度T₀との差を検出し、その
差に応じて第５図の特性によつて決まるデユーテ
イ比のパルス信号をソレノイド弁１２，１３の駆
動信号として出力する。これらのソレノイド弁１
２，１３の駆動によつてダイヤフラム装置９を介
してスロツトル弁７が作動され、吸入空気量が制
御される。

以上のようにしてスロツトル開度、すなわちは
アイドル回転数がフイードバツク制御され、また
クーラーON時には前記第２補正項T₃だけスロツ
トル開度を高めるように見込み制御が行なわれ、
クーラーON時のアイドル回転数変動が抑制され
るようになつている。そしてさらに本実施例の装
置においては、第２Ｂ図に示す処理によつて上記
第２補正項T₃がさらに好ましいものに自動的に
修正されてゆくようになつている。以下、その点
について詳述する。

本装置のCPU２２ｃは第２Ａ図のフローチヤ
ートの処理を一巡30ｍsec程度の速さで繰り返し
行なつているものであるが、クーラー負荷検出信
号ｄによりクーラーがOFF状態からON状態に切
り替わつたことが検出されると、第２Ａ図のフロ
ーに第２Ｂ図のルーチンが割り込み、割り込み処
理を行なう。この割り込みルーチンにおいてはま
ず、ステツプS21、22、23、24において、前述し
た第２Ａ図のフローチヤートのステツプS9、11、
12、13におけると同様の処理が行なわれてソレノ
イド弁１２，１３の駆動信号が出力される（なお
T₁，T₂の値はそれまで用いられていた値が用い
られる）。このソレノイド弁１２，１３の制御前、
後のアイドル回転数N_rpnを担持する回転数信号
ｂはマイクロコンピユータ２２に入力されてお
り、ステツプ25において、上記ソレノイド弁１
２，１３の駆動前、駆動後でアイドル回転数
N_rpnの変動が有つたか否かが判別される（この
判別は具体的には回転数の微分（dN／dt）を演算し て行なう）。本装置においては前述したように、
エンジン負荷がクーラーである場合には第３図に
示したように目標アイドル回転数N_SETが上げられ
るようになつているが、その他例えばランプ等、
アイドリング時に作動しても目標アイドル回転数
N_SETを変更する必要のないエンジン負荷も存在す
る。そのようなエンジン負荷に対しては、負荷の
増大分だけを補つてアイドル回転数N_SETを一定に
保つようなN₃値がテーブルに記憶されており、
そのようなエンジン負荷がアイドリング時に作動
してソレノイド弁１２，１３が駆動されてもアイ
ドル回転数N_rpnが変動しなかつた場合は、上記
N₃値が極めて妥当なものであるといえる。した
がつてその場合割り込み処理は終了し、第２Ａ図
のステツプS2以下の処理が再度繰り返される。

一方、アイドル回転数N_rpnの変動が有つた場
合、ステツプS26においてその変動が増速である
か減速であるかが判別される。第６図ｃに示され
るように減速の場合は、第２補正項T₃の設定が
小さすぎるのであるから、ステツプS27において
第２補正項T₃が定数ΔTだけ増大される。またア
イドル回転数N_rpnの変動が第６図ｄに示される
ように増速であつて、しかも目標アイドル回転数
N_SETを越えた場合（この判別はステツプS28で行
なわれる）は、第２補正項T₃の設定が大きすぎ
るのであるから、ステツプS29において第２補正
項T₃が定数ΔTだけ減少される。

上記のようなT₃値の増大あるいは減少によつ
て、次回の見込み補正時、アイドル回転数N_rpn
が目標アイドル回転数N_SETにぴたりと設定される
とは限らないが、少なくとも見込み補正の精度は
改善される。したがつてこの修正されたT₃値は
ステツプS30において、前述のRAMにそれまで
記憶されていた値に代えて記憶される。このよう
に第２補正項T₃の値を逐次書き換えてゆくこと
により、最終的には各エンジン負荷にとつて最も
妥当なT₃値がテーブルに記憶されるようになり、
またエンジン性能が経年変化してもその変化に追
随して、最も妥当なT₃値を設定してゆくことが
できる。

なおこの場合、書き替え修正されるT₃値が記
憶されるメモリ（RAM）は、キースイツチを切
つてもこの修正が次回の運転に反映されるように
不揮発性メモリで構成することが好ましい。

アイドル回転数N_rpnが増速方向に変化しても、
該アイドル回転数N_rpnが目標アイドル回転数
N_SETを越えていない場合は、第６図ｅに示される
ようにアイドル回転数N_rpnが目標アイドル回転
数N_SETの設定変更に追随して見込み制御が良好に
行なわれているのであるから、そのときのT₃値
はそのまま維持される。したがつてステツプS28
におけるN_SET値は、目標アイドル回転数がエンジ
ン負荷ON時に設定変更されるものであれば、エ
ンジン負荷ON時の値である（すなわち以上例示
したクーラーの場合は750rpmである）。

以上説明した割り込み処理が終了すると、第２
Ａ図のステツプS2以下の処理が繰り返されるが、
以後は上記割り込み処理によつてより好ましく修
正されたT₃値が演算処理に用いられる。

以上、エンジン負荷の一例としてクーラーのみ
を挙げて説明したが、アイドリング時に作動され
得るエンジン負荷は自動変速機、パワーステアリ
ング等多々あり、前述した第２補正項T₃の値は
それぞれ独立してテーブルに記憶され、各エンジ
ン負荷の作動に応じてテーブルから呼び出されて
使用されるものであり、またそれぞれのT₃値は
前述した第２Ｂ図の割り込み処理によつて各々が
独自に修正されてゆくものである。

また上記実施例のアイドル回転制御装置は、エ
ンジン負荷がONになつている間じゆう前記第２
補正項T₃を与えるものであるが、本発明は、エ
ンジン負荷がOFF状態からON状態に切り換えら
れた直後だけ第２補正項T₃を与えるアイドル回
転制御装置にも適用し得るものである。

さらに上記実施例においてはスロツトル弁７を
制御することによりアイドル回転数が制御される
ようになつているが、アイドル回転制御装置には
スロツトル弁を迂回するバイパス通路に設けたス
ロツトルバイパス弁の開閉によつてアイドル回転
数を制御するようにしたものもあり、本発明はそ
のようなスロツトルバイパス弁制御を行なう装置
にも勿論適用し得るものである。さらに本発明は
前記実施例のようにエンジン回転数と制御弁変位
位置の双方をフイードバツクさせる制御装置の
他、エンジン回転数のみをフイードバツクさせる
制御装置にも勿論適用され得る。

また制御弁を駆動するアクチユエータとして
も、前記実施例におけるダイヤフラム装置９を用
いるものの他、例えば電動式のもの等が適宜選択
使用され得る。

以上詳細に説明したように本発明のエンジンの
アイドル回転制御装置は、見込み制御時の増量吸
入空気量を自動的により好ましい値に修正してゆ
くものであり、したがつて本発明の装置によれ
ば、エンジンの性能変化が有つても、エンジン負
荷作動時にハンチングやエンストを起こすような
ことなく常に安定してアイドル回転数を一定に維
持することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例によるエンジンのア
イドル回転制御装置を示す構成図、第２Ａ，２Ｂ
図は第１図の実施例のCPUによる演算処理のフ
ローチヤート、第３図は上記実施例における目標
アイドル回転数の特性図、第４図は上記実施例に
おける目標アイドル回転数に対する暫定目標スロ
ツトル開度の特性図、第５図は目標スロツトル開
度と実際スロツトル開度との差に対するソレノイ
ド弁駆動信号のデユーテイ比の特性図、第６図は
上記実施例におけるアイドル回転制御の状態を示
す説明図である。 １……エンジン、７……スロツトル弁、１４…
…アクチユエータ、１５……水温センサ、１８…
…回転数検出器内蔵デイストリビユータ、１９…
…スロツトル開度センサ、２０……クーラースイ
ツチ、２２……アクチユエータ制御装置（マイク
ロコンピユータ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジン回転数を検出する回転数検出器と、
   エンジンの運転状態を検出する運転状態検出器
   と、アイドリング時に作動されるエンジン負荷の
   作動を検出する負荷作動検出器と、エンジンに供
   給される吸入空気量を調節する吸気調節手段と、
   前記エンジン負荷の作動時に吸入空気量を所定量
   増加させるための補正値が記憶される記憶手段
   と、前記各検出器の出力を受け、運転状態に相応
   した目標アイドル回転数に実際のアイドル回転数
   が収束するように前記吸気調節手段を制御する一
   方、前記エンジン負荷の作動時に前記記憶手段内
   の補正値に基づいて吸入空気量を所定量増加する
   とともに、該補正値を、エンジン負荷非作動状態
   からエンジン負荷作動状態に移行したときのエン
   ジン回転数変動に基づいて、エンジン負荷作動時
   の実際のアイドル回転数が目標値に対して変動が
   小さくなるようにさらに補正して最終補正値を求
   め、かつ前記記憶手段内の補正値を該最終補正値
   に書き換え、次回のエンジン負荷作動時には該最
   終補正値に基づいて吸入空気量を増加させる制御
   装置とを設けたことを特徴とするエンジンのアイ
   ドル回転制御装置。