JPH01200042A - 内燃機関のアイドル回転速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関のアイドル回転速度制御装置に関し、
詳しくはスロットル弁をバイパスして供給される補助空
気量を制御して、実際のアイドル回転速度を目標回転速
度にフィードバック制御するよう構成されたアイドル回
転速度制御装置に関する。

〈従来の技術〉 内燃機関のアイドル回転速度制御装置としては、特開昭
６２−１２９５４４号公報等に開示されるように、機関
の吸気系に介装されたスロットル弁をバイパスする補助
空気通路の途中にアイドル制御弁（ＩＳＣパルプ）を設
け、このアイドル制御弁により補助空気量を澗整してア
イドル回転速度を制御するようにしたものがある。

前記アイドル制御弁は、例えば開弁用コイルと閉弁用コ
イルとを備え、これらのコイルそれぞれにパルス信号（
駆動信号）が互いに反転された状態で送られるようにな
っており、前記パルス信号のデユーティ比に応じて開度
が調整されるものである。

前記パルス信号のデユーティ比は、例えば次式によって
算出される制御値ｌ５Ｃｄｙによって決定される。尚、
この制御値ｌ５Ｃｄｙの単位は％によって表され、開弁
用コイルがＯＮとなっている時間割合として出力される
。

Ｉ　Ｓ　Ｃｄｙ＝　Ｉ　Ｓ　Ｃｔｗ＋　Ｉ　Ｓ　Ｃｅｔ
＋　Ｉ　Ｓ　Ｃｆｄここで、ＩＳＣｔｗは機関冷却水温
度依存の基本制御値、ｌ５Ｃｅｔは加減速補正等の各種
補正量、ｌ５Ｃｆｄは後述するアイドル回転速度のフィ
ードバック制御のためのフィードバック補正量である。

アイドル回転速度のフィードバック制御においては、冷
却水温度で代表される機関温度に依存する目標アイドル
回転速度と、クランク角センサからの回転角信号等によ
って検出される実際の回転速度とを比較し、差がある場
合に、そのときの制御値に補正を加えて目標回転速度に
なるように制御するわけであり、このため上記のフィー
ドバック補正１１１ｓｃｆｄというものを定めている。

そして、フィードバック補正量ｌ５ＣｆｄＯ値は積分制
御又は比例積分制御により変化させ、安定した制御とし
ている。即ち、目標回転速度と実際の回転速度とを比較
し、実際の回転速度が目標回転速度よりも低（高）い場
合には、フィードバック補正量ｌ５Ｃｆｄを微小量（積
分定数）ずつ増加（減少）させていく。

但し、上記フィードバック補正量ｌ５Ｏｆｄによるアイ
ドル回転速度のフィードバック制御は所定の条件が揃っ
たとき、即ち、所定のアイドル運転状態において行われ
る。この所定の条件とは、スロットル弁が全閉位置（ア
イドル位置）でかつトランスミッションがニュートラル
状態、又は、スロットル弁が全閉位置でかつ車速か所定
速度（例えば８ｋｍ／ｈ）以下のときである。

しかしながら、空炊しくトランスミッションのニュート
ラル状態での加速）後などの高回転状態から直ちにフィ
ードバック制御を開始すると、目標アイドル回転速度と
実際値との間に大きな差があるため、アイドル制御弁の
開度が全閉側に制御されることになり、このため、回転
速度が目標アイドル回転速度付近に戻ったときに制御の
応答遅れによって大きな回転落ちを招くことになってし
まうために、前記フィードバック制御条件が揃ってから
所定遅延時間後にフィードバック制御を開始させるよう
にしている。

〈発明が解決しようとする課題） ところで、前記のようにフィードバック制御を遅延させ
る時間は、例えばピークが６０００ｒｐｎ＋程度の高回
転からトランスミッションのニュートラル状態でアイド
ル回転付近に戻るまでの時間（例えば４秒）に設定され
ており、これにより、たとえ高回転空炊しの後でも充分
に回転が落ちてからフィードバック制御を開始して大告
な回転速度の落ち込みが発生しないようにしである。と
ころが、空炊し後にアイドル回転まで戻る時間が前記フ
ィードバック制御の遅延時間よりも短い場合、即ち、ピ
ークが２００Ｏｒｐｍ程度の低回転である空炊しを行っ
た場合には、フィードバック制御が遅れて開始されるこ
とになってしまい、このフィードバック制御が開始され
るまでの間において、第４図に示すように、冷却水温度
依存の基本制御値ＩＳＣｔｗ（アイドル持続要求量＋エ
ンスト防止流量）等によって目標アイドル回転速度要求
よりも大きな制御値ｌ５Ｃｄｙが設定されてアイドル回
転速度の戻り不良が発生することがあった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、空吹し
後のアイドル回転速度の大きな落ち込みを回避しつつ、
空吹し後のアイドル回転速度への戻り不良の発生を防止
できるアイドル回転速度制御装置を提供することを目的
とする。

〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明では、第１図に示すように、下記のＡ−
Ｇの手段を含んで内燃機関のアイドル回転速度制御装置
を構成するようにした。

（Ａ）内燃機関の吸気系に介装したスロットル弁をバイ
パスする補助空気通路に設けられ該補助空気通路を介し
て機関に供給される補助空気流量を制御するアイドル制
御弁 （Ｂ）機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段 （Ｃ）所定のアイドル運転状態において前記アイドル制
御弁の開度により補助空気流量を制御することによって
前記機関回転速度検出手段で検出される回転速度を目標
回転速度にフィードバック制御するアイドル回転速度制
御手段 （Ｄ）該アイドル回転速度制御手段によるアイドル回転
速度のフィードバック制御を行う所定のアイドル運転状
態を検出するアイドル運転状態検出手段 （Ｅ）該アイドル運転状態検出手段により検出される所
定のアイドル運転状態直前のスロットル弁全閉かつトラ
ンスミッションのニュートラル状ａとなったときの最高
回転速度を検出する最高回転速度検出手段 ＣＦ）前記アイドル運転状態検出手段により所定のアイ
ドル運転状態が検出されたときに前記最高回転速度検出
手段で検出された最高回転速度に基づいて前記アイドル
回転速度制御手段によるフィードバック制御の開始遅延
期間を設定するフィードバック遅延期間設定手段 （Ｇ）前記アイドル運転状態検出手段による所定のアイ
ドル運転状態の検出初回から前記フィードバック遅延期
間設定手段により設定された開始遅延期間後に前記アイ
ドル回転速度制御手段を起動させるフィードバック制御
起動手段 く作用〉 かかる構成において、アイドル運転状態検出手段りが所
定のアイドル運転状態を検出しても直ちにアイドル回転
速度制御手段Ｃによるアイドル回転速度のフィードバッ
ク制御が開始されるのではなく、前記アイドル運転状態
検出手段りにより検出される所定のアイドル運転状態検
出前のスロットル弁全閉かつトランスミッションのニュ
ートラル状態となったときの最高回転速度が最高回転速
度検出手段Ｅにより検出されて、この最高回転速度に応
じてフィードバック遅延期間設定手段Ｆが前記所定のア
イドル運転状態が検出されたときにフィードバック制御
を開始するまでの遅延時間を設定する。

そして、アイドル運転状態検出手段りによる所定のアイ
ドル運転状態の検出初回から前記開始遅延期間後にフィ
ードバック制御起動手段Ｇによりアイドル回転速度制御
手段りが起動され、機関回転速度制御手段Ｂにより検出
される実際の機関回転速度を目標回転速度に制御するた
めのアイドル制御弁の開度のフィードバック制御が開始
される。

即ち、アイドル回転速度のフィードバック制御の開始遅
延時間を一定とせず、アイドル回転速度をフィードバッ
ク制御する直前のスロットル弁全閉かつニュートラル状
態となったときの最高回転速度に応じて遅延時間を可変
設定して、高回転からのフィードバック制御を回避しつ
つ応答遅れなくフィードバック制御が開始できるように
したものである。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図にハードウェアの概略構成を示す。

内燃機関１の吸気通路２に介装されたスロットル弁３を
バイパスする補助空気通路４の途中にアイドル制御弁５
を設けである。

前記アイドル制御弁５は、開弁用コイルと閉弁用コイル
とを備え、コントロールユニット６から駆動回路７を介
して送られるパルス信号のデユーティ比に応じて開度が
制御されるようになっている。

前記コントロールユニット６には、機関回転速度速度検
出手段としてのクランク角センサ８からの所定クランク
角毎の信号、車速センサ９からの車速信号、スロットル
弁３の全閉位置でＯＮとなるアイドルスイッチ１０．ニ
ュートラルスイッチ１１゜スタータスイッチ１２からの
ＯＮ・ＯＦＦ信号、水温センサ１３からの冷却水温度信
号、スロットルセンサ１４からのスロットル弁開度信号
等が入力されるようになっている。

また、コントロールユニット６からの出力信号（アイド
ル制御弁５への駆動パルス信号）は、位相反転ドライバ
等により構成される駆動回路７によって互いに反転され
た状態で前記アイドル制御弁５の開弁用コイルと閉弁用
コイルとに送られるようになっている。

ここにおいて、コントロールユニット６は、第３図に示
すフローチャートに基づくプログラムに従って、入出力
操作並びに演算処理等を行うようになっており、本実施
例においてコントロールユニット６は、最高回転速度検
出手段、アイドル回転速度制御手段、フィードバック制
御起動手段。

フィードバック遅延期間設定手段を兼ねるものである。

第３図のフローチャートに示すルーチンは、アイドル制
御弁５へのパルス信号のデユーティ比を決定する制御値
Ｉ　Ｓ　Ｃｄｙの演算ルーチンであって、所定時間（例
えば１０ｍ５）毎に実行される。

ステップ２１では、水温センサ１３によって検出される
冷却水温度Ｔｗの所定温度に対する高低を判定し、所定
温度よりも低いときにはステップ２８へ進んでアイドル
回転速度のフィードバック開始遅延時間ＦＢＤＬＹを計
測するためのタイマー値ＴＭＦＢＤＬＹをゼロリセット
する。

一方、ステップ２１で冷却水温度Ｔｗが所定温度以上で
あると判定されて機関１が略宛暖状態であるときには、
次のステップ２２でニュートラルスイッチ１１の０Ｎ−
ＯＦＦを判定し、ニュートラルスイッチ１１がＯＮでト
ランスミッションがニュートラル状態であるときには、
次のステップ２３へ進む。

ステップ２３では、アイドルスイッチ１０のＯＮ・ＯＦ
Ｆを判定し、アイドルスイッチ１０がＯＮであるときに
は、アイドル回転速度のフィードバック制御を開始すべ
くステップ２４へ進む。

即ち、冷却水温度Ｔｗが所定温度以上で然もトランスミ
ッションがニュートラル状態であるアイドル運転時にの
みアイドル回転速度のフィードバック制御を行うもので
あり、上記３条件それぞれが不成立であるときにはフィ
ードバック制御を行わないのでステップ２８へ進んでタ
イマー値ＴＭＦＢＤＬＹをゼロリセットする。従って、
本実施例においてアイドル運転状態検出手段とは、上記
の水温センサ１３．ニュートラルスイッチ１１．アイド
ルスイッチ１０が相当する。

アイドル回転速度のフィードバック制御を行う条件が揃
ってステップ２４へ進むと、条件成立が初回であるか否
かを判定し、初回であるときにはステップ２５でタイマ
ー値ＴＭＦＢＤＬＹをゼロリセットすると共にこのとき
の最高回転速度であるピークＮを検出し、一方、初回で
ないときにはステップ２６へ進んでタイマー値ＴＭＦＢ
ＤＬＹを１アツプさせる。従って、アイドル回転速度の
フィードバック制御を行う条件が揃ってからタイマー値
ＴＭＦＢＤＬＹが本ルーチン実行毎に１アツプされる。

そして、次のステップ２７では、冷却水温度Ｔｗに対応
して設定しである目標回転速度Ｎ、Ｔのマツプから、水
温センサ１３によって検出された冷却水温度Ｔｗに基づ
いて現在運転状態に応じた目標回転速度Ｎ　ｓｔｔを検
索し、次のステップ２８で、ステップ２５で求めたピー
クＮ（スロットル弁全閉がつニュートラル状態になった
ときの最高回転速度）からこの目標回転速度Ｎ０アを減
算して、アイドル回転速度のフィードバック制御を行う
条件成立の初回におけるピーク回転速度から目標回転速
度Ｎ８，７までの回転速度差ΔピークＮを求める。尚、
前記目標回転速度Ｎ、１は、冷却水温度Ｔｗが低いとき
ほど高く設定されるようにしてあり、これにより冷機時
のアイドル安定性を高めるようにしである。

ステップ２９では、予め前記ΔピークＮに対応させて遅
延時間ＦＢＤＬＹを設定しであるマツプから、ステップ
２８での演算結果に基づき遅延時間（デイレ−時間）Ｆ
ＢＤＬＹを検索して求める。

尚、前記遅延時間ＦＢＤＬＹは、ΔビークＮ（スロット
ル弁全閉かつニュートラル状態となったときの最高回転
速度）が大きいときほど大きな値に設定されるようにな
っており、これにより、例えば空炊して高回転までいっ
たときには長い遅延時間ＦＢＤＬＹが設定されて、回転
速度Ｎが高く目標回転速度に対して大きな差がある状態
でフィードバック制御が開始されることを回避すると共
に、中・低回転まで空炊しを行ったときには、遅延時間
ＦＢＤＬＹを高回転時に比べより短く設定することによ
ってフィードバック制御の開始遅れによる目標回転速度
への戻り不良を回避できるようにしたものである。

ステップ２９で遅延時間ＦＢＤＬＹを設定すると、次の
ステップ３０では、遅延時間ＦＢＤＬＹとタイマー値Ｔ
ＭＦＢＤＬＹとを比較して、アイドル回転速度のフィー
ドバック制御を行う条件が成立してから遅延時間ＦＢＤ
ＬＹが経過したか否かを判定する。

ここで、ＴＭＦＢＤＬＹ＞ＦＢＤＬＹであると判定され
て遅延時間ＦＢＤＬＹが経過したときには、ステップ３
１〜ステツプ３４におけるフィードバック補正量ｌ５Ｃ
ｆｂ（アイドル制御弁５の開弁用コイルがＯＮとなって
いる時間割合として表される）の設定を行い、ＴＭＦＢ
ＤＬＹ≦ＦＢＤＬＹであると判定されて遅延時間ＦＢＤ
ＬＹが経過していないときには、ステップ３１〜ステツ
プ３４におけるフィードバック補正量ｌ５Ｃｆｂの設定
をジャンプしてステップ３５へ進む。

フィードバック補正量ｌ５Ｃｆｂの設定は以下のように
して行われる。まず、ステップ３１では、ステップ２７
で検索して求めた目標回転速度Ｎ、！、から実際の回転
速度Ｎを減算し、目標回転速度ＮＳ！？に対する実際の
回転速度Ｎの偏差ΔＮを算出する。

そして、ステップ３２では、前記偏差ΔＮがプラス側で
実際の回転速度Ｎが目標回転速度Ｎ、！アを下回ってい
ると、フィードバック補正量ｌ５Ｃｆｂを増大すべく前
記ΔＮの絶対値の増大に略応じて補正量ｌ５ＣＩ　（Ｉ
ＳＣｆｂ−前回ｌ５Ｃｆｂ＋ｌ５ＣＩ＋ｌ５ＣＰ）の絶
対値をプラス側で増大設定し、反対に前記偏差ΔＮがマ
イナス側で実際の回転速度Ｎが目標回転速度Ｎ　ｓ！、
を上回っていると、フィードバック補正１１１ｓｃｆｂ
を減少すべく前記ΔＮの絶対値の増大に略応じて補正量
ｌ５ＣＩの絶対値をマイナス側で増大設定する。

即ち、実際の回転速度Ｎが目標回転速度Ｎ３．。

よりも高いときには、その差が大きいときほどよりフィ
ードバック補正量ｌ５Ｃｆｂをマイナス補正するように
してアイドル制御弁５の開度を絞るようにし、反対に実
際の回転速度Ｎが目標回転速度Ｎ５ＥＴよりも低いとき
には、その差が大きいときほどよりフィードバック補正
ｔｌｓｃｆｂをプラス補正するようにしてアイドル制御
弁５をより開弁させるようにするものである。

ステップ３３でと、次式に従ってやはり前記ΔＮに応じ
た補正量Ｉ　ＳＣＰを設定する。

ｌ５ＣＰ←ΔＮ／Ｎｔ　ＸＫｉｔｐ ここで、ＮＥ　　（例えば２５ｒｐｍ）は許容される偏
差ΔＮの絶対値であり、偏差ΔＮをＮｔで除算すること
により、偏差ΔＮが許容される範囲になると、ｌ５ＣＰ
が殆ど無視できる程度の小さな値になって、フィードバ
ック補正量ｌ５Ｃｆｂによる回転速度Ｎのハンチングが
発生しないようにするものである。

そして、次のステップ３４では、フィードバック補正量
ｌ５Ｃｆｂを次式に従って算出する。

ｌ５Ｃｆｂ←前回ｌ５Ｃｆｂ＋ｌ５ＣＩ＋ｌ５ＣＰこの
ようにしてフィードバック補正量ｌ５Ｃｆｂが設定され
ると、次のステップ３５では、冷却水温度Ｔｗに基づく
基本値ＩＳＣｔｗを設定する。この基本値ｌ５Ｃｔ−は
、冷却水温度Ｔｗが低いときほど大きく設定され、始動
時の機関安定性が確保されるようにしである。

ステップ３６では、冷却水温度Ｔｗに基づく始動径補正
量ｌ５ＣＡ、を設定する。この始動径補正量ｌ５Ｏａｓ
は、始動直後（スタータスイッチ１２のＯＮ→ＯＦＦ後
）の所定期間に設定されるものであり、これによりアイ
ドル回転速度をアップしてクランキングからのつながり
を滑らかにするものである。

ステップ３７では、減速時において吸気マニホールド負
圧が一６２０ａｍＨｇ位となることを防止するためのダ
ッシュポット補正量ｌ５Ｃｏｓｏを機関回転速度Ｎに応
じて設定する。

そして、次のステップ３８では、次式に従ってアイドル
制御弁５の開弁用コイルと閉弁用コイルとにそれぞれ送
るパルス信号（駆動信号）のデユーティ比を決定する制
御値■５ｃａｙを算出する。

Ｉ　５Ｃｄｙ−ＩＳＣｆｂ＋Ｉ　ＳＣｔｗ＋Ｉ　５Ｃａ
ｓ＋　Ｉ　Ｓ　ＣＤ３Ｎ 次のステップ３９では、ステップ３８で算出した制御値
ｌ５Ｃｄｙを駆動回路７に出力し、駆動回路７からこの
制御値ｌ５Ｃｄｙによって決定されるデユーティ比のパ
ルス信号を互いに反転した状態でアイドル制御弁５の開
弁用コイルと閉弁用コイルとに出力し、前記制御値ｌ５
Ｃｄｙに応じた開度にアイドル制御弁５を制御する。

尚、ステップ２５で検出したピークＮと、ステップ２７
で水温Ｔｗで決まる目標回転速度Ｎ５ＥＴとの差に応じ
て遅延時間ＦＢＤＬＹを制御しても良い。

この場合、更に制御精度が向上する。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、フィードバック制
御が行われるアイドル運転状態が検出される直前のスロ
ットル弁全閉かつニュートラル状態となったときの最高
回転速度に応じてアイドル回転速度のフィードバック制
御を開始までの遅延時間を設定するようにしたので、フ
ィードバック制御の開始が速すぎて目標回転速度に対す
る偏差が大きく過ぎるときにフィードバック制御される
ことがなく、かつ、フィードバック制御の開始が遅れて
アイドル回転速度への戻り不良が発生することも防止で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示すシステム図、第３図は同上実施
例の制御内容を示すフローチャート、第４図は従来の問
題点を説明するためのタイムチャートである。 １・・・機関　　３・・・スロットル弁　　４・・・補
助空気通路　　５・・・アイドル制御弁　　６・・・コ
ントロールユニット　　８・・・クランク角センサ１０
・・・アイドルスイッチ　　１１・・・ニュートラルス
イッチ　　１３・・・水温センサ 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　富二雄 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の吸気系に介装したスロットル弁をバイパスす
   る補助空気通路に設けられ該補助空気通路を介して機関
   に供給される補助空気流量を制御するアイドル制御弁と
   、 機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、 所定のアイドル運転状態において前記アイドル制御弁の
   開度により補助空気流量を制御することによって前記機
   関回転速度検出手段で検出される回転速度を目標回転速
   度にフィードバック制御するアイドル回転速度制御手段
   と、 該アイドル回転速度制御手段によるアイドル回転速度の
   フィードバック制御を行う所定のアイドル運転状態を検
   出するアイドル運転状態検出手段と、 該アイドル運転状態検出手段により検出される所定のア
   イドル運転状態直前のスロットル弁全閉かつトランスミ
   ッションのニュートラル状態となったときの最高回転速
   度を検出する最高回転速度検出手段と、 前記アイドル運転状態検出手段により所定のアイドル運
   転状態が検出されたときに前記最高回転速度検出手段で
   検出された最高回転速度に基づいて前記アイドル回転速
   度制御手段によるフィードバック制御の開始遅延期間を
   設定するフィードバック遅延期間設定手段と、 前記アイドル運転状態検出手段による所定のアイドル運
   転状態の検出初回から前記フィードバック遅延期間設定
   手段により設定された開始遅延期間後に前記アイドル回
   転速度制御手段を起動させるフィードバック制御起動手
   段と、 を含んで構成されることを特徴とする内燃機関のアイド
   ル回転速度制御装置。