JPS6321021B2

JPS6321021B2 -

Info

Publication number: JPS6321021B2
Application number: JP55038226A
Authority: JP
Inventors: Shoji Furuhashi; Kazuhiro Higashama
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-03-27
Filing date: 1980-03-27
Publication date: 1988-05-02
Also published as: GB2073451B; DE3112034A1; JPS56135730A; GB2073451A; DE3112034C2; US4375208A; FR2479337A1; FR2479337B1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は制御ユニツトにより内燃機関を電子制
御するシステムに関し、特に車両用内燃機関のア
イドル回転数制御装置に関するものである。

最近、マイクロコンピユータによる制御システ
ムを各所に採用し、車両全般にわたつて性能向上
が図られるようになつて来た。本発明はそのうち
の内燃機関（以下エンジンと言う）の回転数制御
に関するものであり、まずその部分の従来技術の
説明を行なう。

第１図はシステムの要部構成の一例を示す図で
ある。図において１はエンジンで、２はこのエン
ジンの燃料噴射量、補助空気量等を集中制御する
ためのマイクロコンピユータを用いた制御ユニツ
トである。３はスロツトルバルブであり、エンジ
ン１の吸入空気量を調整する。４は負圧制御弁で
あり、制御ユニツト２からの信号に応じた負圧を
作りだし、アイドル制御弁（空気弁）５に与え
る。アイドル制御弁５は負圧制御弁４からの負圧
に応じてスロツトルのバイパス空気量を調整す
る。６はクランク角センサであり、エンジンの回
転数に比例したパルスを発生する。７はスロツト
ルバルブスイツチ（以下アイドルスイツチと言
う）であり、スロツトルバルブと連動した接点に
より、スロツトルバルブが全閉附近になつた状態
を検出する。８は車速センサであり、車速に比例
したパルスを発生する。９はニユートラルスイツ
チであり、トランスミツシヨンのギヤ位置がニユ
ートラルである状態を検出する。

制御ユニツト２は、アイドルスイツチ７、車速
センサ８、ニユートラルスイツチ９及びクランク
角センサ６からの信号により、エンジンの運転状
態を検出し、エンジン回転数をフイードバツク制
御する状態かオープンループ制御する状態かを判
断する。

上記判断結果によつて制御ユニツト２は所定の
演算処理を行ない制御信号を出力する。すなわ
ち、フイードバツク制御条件下においては、クラ
ンク角センサ６の信号よりエンジン回転数を計測
した値と、記憶手段にあらかじめ設定され記憶さ
れた所定の制御目標回転数との偏差を求め、その
偏差が所定範囲を越えた場合は、エンジン回転数
が所定値内となる様に負圧制御弁４に与えるデユ
ーテイ信号を調整し、アイドル制御弁５を作動さ
せエンジン１の吸入空気量をフイードバツク制御
する。この様なサイクルの繰返しにより、エンジ
ン回転数を所定範囲内になる様にフイードバツク
制御する。オープンループ制御条件下では、エン
ジン回転数によりあらかじめ定められた空気量を
アイドル制御弁から与える様、記憶素子に記憶さ
れた値を読出して出力する。

第２図は上記従来方式のブロツク図であり、第
３図はその制御ユニツトにおける制御条件判定の
フローチヤートである。以下、両図を参照しなが
ら制御動作を簡単に説明する。なお、図において
同一符号のものは同一または均等部分を示すもの
とする。制御ユニツト２は大別すると、制御条件
判定回路１０と演算処理記憶回路１１とから構成
されている。１２は回転数計測回路（カウンタ）
で、クランク角センサ６からのパルスを入力し、
エンジン回転数信号を出力する。１３は車速計測
回路（カウンタ）で、車速センサ８からのパルス
を入力し、車速信号を出力する。

制御条件判定回路１０は、エンジン回転数信
号、車速信号、アイドルスイツチ信号、およびニ
ユートラルスイツチ信号により制御条件を第３図
のフローに従つて判定する。すなわち、a₁にてア
イドルスイツチ７がONかOFFかを判断し、OFF
状態であればa₆のオープンループ制御を実行す
る。ON状態であればエンジン回転数が制御目標
回転数から25rpmを減じた値より低いかどうかを
判定し、低い状態であればただちにa₇のフイード
バツク制御を行う。高い状態であればアイドルス
イツチ７がONになつてから４秒以上経過したか
を判定し、４秒未満であればa₆のオープンループ
制御を行う。４秒以上経過している時は、a₄でニ
ユートラルスイツチ９がON状態になつてから１
秒以上経過したか判定し、１秒以上であればa₇の
フイードバツク制御を行う。１秒未満であればa₅
で車速が８Km／ｈ以下になつてから１秒以上経過
したかを判定し、１秒未満であればa₆のオープン
ループ制御を実行し、１秒以上経過していればa₇
のフイードバツク制御を実行する。

以上をまとめると、フイードバツク制御を実行
する条件は、エンジン回転数＜制御目標回転数−25rpmの
ときはアイドルスイツチ７がONになつたらた
だちにフイードバツク制御を行う。

エンジン回転数制御目標回転数−25rpmの
ときはアイドルスイツチ７のONより４秒遅
れ、且つニユートラルスイツチ９又は車速８
Km／ｈ以下となつた時点から１秒遅れてフイー
ドバツク制御を行う。

となる。それ以外の条件はオープンループ制御を
実行する。

なお、第２図における１４は回転数比較器（デ
イジタルコンパレータ）で、エンジン回転数＜制
御目標回転数−25rpmのときハイレベル（Ｈ）を
出力する。１５は車速比較器（デイジタルコンパ
レータ）で、設定車速（８Km／ｈ固定）と実測車
速とを比較し、実測車速が８Km／ｈ以下のときハ
イレベル（Ｈ）を出力する。１６は１秒計測タイ
マで、車速が８Km／ｈ以下となつて１秒以上たつ
たときハイレベル（Ｈ）を出力する。１７は４秒
計測タイマで、アイドルスイツチ７がONになつ
て４秒以上でハイレベル（Ｈ）を出力する。１８
は１秒計測タイマで、ニユートラルスイツチ９が
ONになつて１秒以上でハイレベル（Ｈ）を出力
する。論理回路の構成の説明は省略するが、OR
回路１９の出力が演算制御信号２０となり、演算
処理記憶回路１１に伝達される。演算制御信号２
０がハイレベル（Ｈ）の時、フイードバツク制御
用の演算＋記憶回路２１が動作し、ローレベル
（Ｌ）の時は、インバータ回路２２を介して接続
されるオープンループ制御用の演算＋記憶回路２
３が動作し、それぞれの出力により負圧制御弁４
の制御が行なわれる。

以上説明した従来のエンジンの回転数制御装置
にあつては、オープン制御からフイードバツク制
御に移行する場合に、一定の時間遅れのみを設け
てフイードバツクを開始しているため、フイード
バツク制御を開始すべき条件になつた時、例えば
アイドルスイツチ７がONでギヤがニユートラル
になつた時のエンジン回転数により、遅れ時間後
の回転数が高い場合には、早めに制御を開始して
しまうため、制御の行き過ぎが生じ、目標回転数
を通り過ぎて回転数の落ち込みを招くことにな
り、エンジン停止にまで至る場合がある。

第４図は上記従来の制御の動作状態説明図であ
る。同図ａの場合は、フイードバツク制御を開始
すべき条件になつた時（図のＡ点）にはエンジン
回転数がかなり下つているため、遅れ時間t_d後回
転数が目標回転数近くになつており、制御は滑ら
かにつながるが、ｂの場合は、フイードバツク制
御を開始すべき条件になつた時（図のA′点）の
エンジン回転数が高く、遅れ時間t′_d後（図のＢ
点）もまだ回転数が高い。このため図のＢからＣ
の間、制御量の行き過ぎが起こるため、制御を開
始したにもかゝわらずハンチングを起こしてい
る。

また、燃費を向上させる為にアイドル回転数を
下げることは従来一般的に行なわれているが、ア
イドル回転数を低くするほどエンジンの安定度は
低下する。このため目標回転数を低く設定した場
合、オープンループ制御からフイードバツク制御
に移行する時に急激に空気量変化が起こると、定
常時には過不足ない制御量であつても、エンジン
が滑らかにアイドル回転数に落ちつかず、回転数
の落ち込みによるハンチング若しくはエンストを
起こすという問題があつた。

本発明は、このような従来の問題点に着目して
なされたもので、オープンループ制御からフイー
ドバツク制御に移行する際、エンジン回転数に応
じて所定の空気量をアイドル制御弁を用いて機関
に余分に与え、該空気量を徐々に減ずる事により
エンジン回転数を制御目標回転数にゆつくり近づ
け、フイードバツク制御に移行することにより上
記問題点を解決することを目的としている。

以下、本発明を実施例によつて詳細に説明す
る。

第５図は本発明の制御装置の要部構成を示すブ
ロツク図であり、第６図は本発明の制御フローチ
ヤートである。両図を参照しながら説明するが、
本発明は従来方式に改良を加えたものであるか
ら、装置の構成並びに動作は前述した従来技術と
共通する部分も多く、同一または均等部分の説明
は重複を避け簡略化する。第５図から明らかなよ
うに、従来の構成と大きく異なる点は、制御ユニ
ツトにALPHA演算回路＋記憶回路２４と加算器
２５及びタイマ２６が付加されたことである。

ALPHA演算回路＋記憶回路２４は、エンジン
の回転数に応じて所定の空気量をアイドル制御弁
５を介してエンジンに与えるため該電磁コイルに
供給する制御値をテーブルルツクアツプして記憶
するためのもので、こゝでALPHAとは、オープ
ンループ制御からフイードバツク制御に移る際、
エンジン回転数に応じた所定空気量を与えるため
に、メモリからテーブルルツクアツプしてきた値
のことである。

加算器２５は、オープン制御信号があつたらオ
ープン制御演算結果を出力し、ない場合は
ALPHA演算結果にフイードバツク制御演算結果
を加算して出力させるためのものである。

タイマ２６はALPHA減算を時間同期で実行さ
せるためのものである。

なお、論理回路については、以下に述べるフロ
ーチヤート（第６図）の説明で自ら明らかになる
ので、説明は省略するが、いずれも正論理で回路
が構成されている。

b₁にてアイドルスイツチ７がON状態であるか
どうかを判断し、OFFであればb₃にてエンジン
回転数に応じてエンジンに空気量を与えるための
値をテーブルルツクアツプしその値（ALPHA）
を記憶する。またb₂にてオープンループ制御演算
を行ない、b₁₀にてその演算結果を出力する。b₁
にてアイドルスイツチ７がON状態であれば、b₄
にてニユートラルスイツチ９がONであるかを判
定する。OFFであればb₅にて車速が８Km／ｈ以
下であるかを判定する。８Km／ｈ以上であればb₃
→b₁₀を実行する。b₅にて車速が８Km／ｈ以下で
あれば、b₆のALPHA減算を実行する。b₄にてニ
ユートラルスイツチがONであれば、また同様に
b₆のALPHA減算を実行する。

次にb₇にてエンジン回転数が制御目標回転数よ
り低いかどうかを判定し、低い状態であれば、b₉
にてフイードバツク制御の演算を実行し、b₁₀を
実行する。b₇にてエンジン回転数が制御目標回転
数より高い場合は、b₈にてALPHAが０になつた
かどうかを判定する。ALPHAが０でなければオ
ープンループ制御演算結果とALPHA減算結果と
を加算した値を出力する。b₈にてALPHA＝０で
あればb₉→b₁₀を実行する。

以上をまとめると、アイドルスイツチ７がON
でニユートラルスイツチ９もON、又は車速８Km
^５／ｈ以下の時は、ALPHA減算を行なう。エン
ジン回転数が制御目標回転数以下の時は、ただち
にフイードバツクループ制御を実行しオープンル
ープ制御値＋ALPHA値＋フイードバツク制御値
を加算した値を出力する。エンジン回転数が制御
目標回転数以上の時はALPHA減算によつて
ALPHAが０になるまではオープンループ制御演
算にALPHAを加算した値を出力する。ALPHA
が０になつたらフイードバツク制御に移行する。
８Km／ｈの条件ではエンジン回転数に応じて、
ALPHAをテーブルルツクアツプしその値を記憶
し、オープンループ制御値とALPHAを加算し出
力する。アイドルスイツチ７がOFFの時は、オ
ープンループ制御演算結果を出力する。

第７図は本発明の効果を示すための制御状態の
説明図で、ａは従来技術、ｂは本発明であり、両
者を対比して示してある。

従来技術の場合、エンジン回転数に矢印Ａで示
す落込みが発生する。本発明の場合、吸入空気量
を矢印Ｂで示した分だけ余分に与え、その吸入空
気量により、エンジン回転数は矢印Ｃで示したよ
うに落込みがなく、なめらかに下降し安定した回
転数を維持する。

以上説明してきたように、本発明によれば、オ
ープンループ制御時には内燃機関の回転数に基づ
いてあらかじめテーブルに記憶された所定の制御
信号を出力するので、機関回転数に応じた制御信
号を任意に記憶し、出力させることができ、従来
のアナログによる単一関数のものより複雑な制御
信号の制御が可能になる。また、オープンループ
制御からフイードバツク制御への途上にある時、
エンジン回転数に応じて所定の空気量をエンジン
に与えて、その空気量を徐々に減じて、エンジン
回転数を制御目標回転数に徐々に近づけるよう
に、該テーブルから読み出した制御信号を所定時
間の間隔で減ずる制御手段を設けたため、回転数
の検出時間や演算時間を十分確保でき、精度のよ
い制御ができると共に、空吹かしを連続的に行つ
た場合や高速走行から減速し、ギヤをニユートラ
ルとした場合にエンジン回転数の低下が遅かつた
り、フイードバツク制御が速すぎて制御値がアン
ダーシユートしハンチングやエンジンがストツプ
する等の問題を防止できる。また、該制御手段に
よりあらかじめテーブルに記憶された制御信号の
値を減少せしめて目標回転数近傍に対応する制御
信号の所定値になつたときに、目標回転数のフイ
ードバツク制御に移行するようにしたので、制御
信号の値がフイードバツク開始時に大幅にズレた
値に降下しすぎることがなく、円滑な回転制御が
図れる。また、スロツトルバルブ開度センサおよ
び変速機のニウトラル検出センサ又は車速センサ
により内燃機関のアイドル状態を検出するので、
走行中の機関空吹かし時や機関減速状態を確実に
除外でき、目標回転にフイードバツク制御する状
態を正確に判定して誤操作を防止することができ
る。

なお、上記の種々の作用、効果が組合つて、一
段と円滑な回転数制御がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図はシステムの要部構成説明図、第２図は
従来の装置のブロツク図、第３図は従来の制御ユ
ニツトにおける制御条件判定のフローチヤート、
第４図ａ及びｂは従来の制御の動作状態説明図、
第５図は本発明の装置のブロツク図、第６図は本
発明の制御フローチヤート、第７図ａ及びｂはそ
れぞれ従来及び本発明の制御状態説明図である。１……エンジン、２……制御ユニツト、３……
スロツトルバルブ、４……負圧制御弁、５……ア
イドル制御弁（空気弁）、６……クランク角セン
サ、７……アイドルスイツチ（スロツトルバルブ
スイツチ）、８……車速センサ、９……ニユート
ラルスイツチ、１０……制御条件判定回路、１１
……演算処理記憶回路、１２……回転数計測回
路、１３……車速計測回路、１４……回転数比較
器、１５……車速比較器、１６……１秒計測タイ
マ、１７……４秒計測タイマ、１８……１秒計測
タイマ、１９……OR回路、２０……演算制御信
号、２１……演算＋記憶回路、２２……インバー
タ回路、２３……演算＋記憶回路、２４……
ALPHA演算回路＋記憶回路、２５……加算器、
２６……タイマ。

Claims

【特許請求の範囲】１内燃機関の回転数を検出するセンサからの信
号に基づく測定回転数と、記憶手段にあらかじめ
設定され記憶された制御目標回転数とを比較し、
両者が等しくなるように内燃機関を制御するため
の制御信号を発生させる制御ユニツトとその出力
に応じた空気量を機関に与える空気弁とを備えて
なる内燃機関の回転数制御装置において、上記制
御ユニツトは、スロツトルバルブ開度センサおよ
び変速機のニウトラル検出センサ又は車速センサ
により内燃機関のアイドル状態を検出し内燃機関
の回転数を目標回転数にフイードバツク制御する
状態かオープンループ制御する状態かを判断する
制御条件判定手段と、上記制御条件判定手段の判
断結果に基づきオープンループ制御時には内燃機
関の回転数に基づいてあらかじめテーブルに記憶
された所定の制御信号を出力し、オープンループ
制御からフイードバツク制御への途上にある時に
は該制御信号を所定時間の間隔で減ずることによ
り前記空気量を徐々に減じて内燃機関回転数を制
御目標回転数に近づける制御手段を有すると共
に、該制御手段によりあらかじめテーブルに記憶
された制御信号を減少せしめて目標回転数近傍に
対応する制御信号の所定値になつたときにフイー
ドバツク制御に移行するように構成した内燃機関
の回転数制御装置。２上記内燃機関回転数を制御目標回転数に近づ
けるための制御手段は、前記空気量が０となつた
か、又は内燃機関回転数と目標回転数との偏差が
所定値以下になつたかを判断する論理回路を具備
し、前記空気量が０又は回転数の偏差が所定値以
下になつた場合にフイードバツク制御を開始する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内
燃機関の回転数制御装置。