JPH0122460B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンジンのアイドル回転数制御装
置に関するものである。

〔従来技術〕

一般にエンジンのアイドル回転数制御装置は、
エンジンのアイドル時において、エンジンに供給
する混合気量を調整してエンジン回転数を低回転
一定に制御し、燃焼性の安定と燃費の向上とを図
るようにしたものである。従来、このようにアイ
ドル回転数を一定に制御する方法としては、製造
時においてスロツトル弁にイニシヤル開度（アイ
ドル開度）を与えておく方法と、実際のエンジン
回転数を検出してスロツトル弁開度等をフイード
バツク制御する方法とが知られている。

そして前者の方法の場合、スロツトル弁のイニ
シヤル開度を同一としてもエンジンの製造誤差や
特性の個体差等に起因して実際のエンジン回転数
にはばらつきが生じるため、イニシヤルのスロツ
トル弁開度を高めに設定する必要があつた。しか
るにこのようにすると当然そのエンジンの個体差
等のためエンジンによつてはアイドル回転数が高
くなつて燃費が悪化するという不具合があつた。

これに対し、後者のフイードバツク制御による
方法では、製造誤差や個体差等に関係なく、アイ
ドル回転数を所望の目標回転数に保持でき、良好
な燃費を保証できるという利点がある。そしてこ
のようなフイードバツク制御を採用した従来のア
イドル回転数制御装置では、実際のエンジン回転
数と目標回転数との差分（回転変動量）に対する
アクチユエータ等の操作量（制御量）を大きく設
定すると制御のハンチング現象が起こることか
ら、該制御量を比較的小さな値に設定していた
が、このようにすると、クーラ等の外部負荷が加
つてエンジン回転数が急激に低下した場合にそれ
が再び目標回転数に到達するまでに時間がかかつ
たり、極端に低下した場合はエンストを起こすと
いう問題があつた。

そしてこのような問題を解消した装置の１つと
して、従来、特開昭54−113725号公報に示される
ように、外部負荷が増加した時にあらかじめ決め
られた補正量により見込み補正を行なつてエンジ
ン回転数を目標回転数付近まで上昇させ、その状
態からフイードバツク制御を行なうようにしたも
のがある。

この場合、クーラ等の負荷が加わつた後、フイ
ードバツク制御の制御量を負荷がかかつていない
時と同じ制御量で行つているため、目標回転数に
なるまでに時間がかかるという問題が生じる。即
ち、負荷がかかつている時に所定の混合気量を増
減した場合と、負荷がかかつていない時に所定の
混合気量を増減した場合とでは、負荷がかかつて
いる方がその負荷の駆動分だけ回転の変動量が小
さいため、目標回転数に到達するまで、数回に渡
つて制御量を加減しなくてはいけない。ここであ
らかじめ大きい制御量にしておくと、負荷がかか
つていない時に、前述したようにハンチングを起
こしてしまう。

〔発明の目的〕

この発明は、かかる従来の問題点に鑑み、負荷
の種類にかかわらず、応答性を良くし、かつハン
チングを最小限に抑えることのできるエンジンの
アイドル回転数制御装置を提供せんとするもので
ある。

〔発明の構成〕

そこでこの発明は、第１図の機能ブロツク図に
示すように、エンジンのアイドル回転数制御装置
において、アイドル検出手段６０によつてエンジ
ンのアイドル状態を検出する一方、回転数検出手
段６４によつてエンジン回転数を検出し、アイド
ル時には演算手段６２が上記検出した実際のエン
ジン回転数と目標回転数との差を求め、さらに制
御手段６３が上記回転数差に応じて制御量でもつ
て混合気調整手段６５を駆動するとともに、その
駆動の際の上記制御量を、負荷状態検出手段６１
で検出したエンジンの外部負荷状態が大きい時、
小さい時に比べ大きな値とするようにしたもので
ある。

〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図について説明する。

第２図は本発明の一実施例によるエンジンのア
イドル回転数制御装置を示す。図において、１は
エンジンで、該エンジン１の吸気通路２にはスロ
ツトル弁３が設けられ、該スロツトル弁３上流の
吸気通路２には燃料噴射弁４が配設され、該燃料
噴射弁４には燃料ポンプ５により燃料タンク６の
燃料がレギユレータ７を介して供給されるように
なつている。また上記吸気通路２の上流端はエア
クリーナ８に接続されている。

そして上記吸気通路２にはスロツトル弁３及び
燃料噴射弁４をバイパスしてバイパス通路９が形
成され、該バイパス通路９には通路面積を調整す
るための調整弁１０が配設さている。この調整弁
１０にはそれを駆動するダイヤフラム装置１２が
設けられ、該ダイヤフラム装置１２にはその負圧
室と吸気通路２のスロツトル弁３下流側とを連通
する負圧導入通路１３が設けられ、該負圧導入通
路１３の途中には負圧の導入と大気圧の導入とを
切換える三方弁１４が介設されている。

また図中、１６はクランクシヤフトの回転角を
検出するクランク角センサ、１７は吸気通路２の
スロツトル弁３下流の圧力を検出する負圧セン
サ、１８はスロツトル弁３の開度を検出するスロ
ツトル開度センサ、１９〜２２は外部負荷検出信
号で、１９はヘツドライトが点灯されたときに
“１”となるヘツドライト信号、２０はクーラス
イツチがオンされたときに“１”となるクーラス
イツチ信号、２１はパワーステアリングが作動さ
れたときに“１”となるパワーステアリング信
号、２２は変速機がＤレンジにシフト操作された
ときに“１”となるシフト信号である。

さらに２３は入出力インターフエイス２４、
CPU２５及びメモリ２６によつて構成されたコ
ントロールユニツトであり、上記メモリ２６には
CPU２５の演算処理のプログラムや各負荷毎の
制御利得テーブルＴ１〜Ｔ５等を格納している。
ここで上記各制御利得テーブルＴ１〜Ｔ５は、第
４図に直線ｄ１〜ｄ５で示す回転変動量・制御量
特性をテーブルにしたもので、ここでｄ１はクー
ラ負荷、ｄ２はパワーステアリング負荷、ｄ３は
電気負荷、ｄ４はシフト負荷、ｄ５は無負荷の時
の特性である。また上記CPU２５は上記各セン
サ１６，１７，１８の出力を受け、運転状態に応
じた燃料噴射パルスを求めてそれを燃料噴射弁４
に加えるという燃料噴射制御を行なうとともに、
エンジン１のアイドル時において実際のエンジン
回転数と予め設定された目標回転数との差を求め
る一方、負荷検出信号１９〜２２の有無を判別
し、負荷状態に応じた制御利得テーブルを用いて
上記回転数差から制御量を求め、この制御量に応
じた制御信号を上記三方弁１４に加えて混合気量
を調整するという制御を行なうものである。

なお以上のような構成において、CPU２５が
第１図の演算手段６２及び制御手段６３の機能を
実現するものであり、また上記クランク角センサ
１６とスロツトル開度センサ１８とで第１図のア
イドル検出手段６０を構成しており、さらに、ク
ランク角センサ１６が回転数検出手段６４となつ
ている。またヘツドライト信号１９、クーラスイ
ツチ信号２０、パワーステアリング信号２１及び
シフト信号２２が第１図の負荷状態検出手段６１
の検出信号となつており、さらに上記バイパス通
路９、調整弁１０、ダイヤフラム装置１２、負圧
導入通路１３及び三方弁１４で第１図の混合気調
整手段６５を構成している。

次に本装置のおおまかな動作について説明す
る。

エンジン１がクランキングされてアイドル状態
になると、クランク角センサ１６はクランクシヤ
フトの回転角を、負圧センサ１７はスロツトル弁
３下流の吸気負圧を、スロツトル開度センサ１８
はスロツトル弁３の開度をそれぞれ検出し、各セ
ンサ１６〜１８の出力はコントロールユニツト２
３に入力される。するとこのコントロールユニツ
ト２３内のCPU２５はエンジン回転数及び吸気
負圧に応じたパルス幅の燃料噴射パルスを燃料噴
射弁４に対し出力し、エンジンの運転状態に応じ
て燃料噴射量の制御を行なう。

またCPU２５は、クランク角センサ１６の出
力から実際のエンジン回転数を求めてこの実際回
転数と予め設定された目標回転数との差分を演算
する一方、今は無負荷状態で負荷検出信号１９〜
２２がすべて“０”であるので、メモリ２６内の
無負荷に対応する制御利得テーブルＴ５（第４図
のｄ５参照）を用いて上記差分に応じた制御量Ｄ
５を求め、この制御量Ｄ５に応じた制御信号を出
力する。すると三方弁１４はこの制御信号を受け
て上記制御量Ｄ５に応じた負圧又は大気圧をダイ
ヤフラム装置１２の負圧室に導入し、調整弁１０
はバイパス通路９の通路面積を増減して該通路９
を流れる吸入空気量を調整し、これによつてエン
ジン１へ供給される混合気量が増減してエンジン
回転数も増減し、こうしてエンジン回転数は回転
数差に応じた制御量Ｄ５でもつて目標回転数にフ
イードバツク制御されることとなる。

そしてこのようにエンジン回転数が目標回転数
にフイードバツク制御されている状態で、エンジ
ン１に外部負荷が加つた場合には、この負荷によ
りエンジン回転数が低下することとなるので、上
述のように無負荷時の制御量Ｄ５でもつてフイー
ドバツク制御を行なつていると、目標回転数に到
達するまでに時間がかかることになる。

しかしながら本装置では、外部負荷が単独で加
つた場合は、CPU２５はメモリ２６から負荷の
種類に応じた制御利得テーブルＴ１〜Ｔ４（第４
図のｄ１〜ｄ４参照）を選択し、このテーブルを
用いて無負荷時に比して大きな制御量Ｄ１〜Ｄ４
を求め、この制御量でもつてフイードバツク制御
を行なうため、これによりエンジン回転数は直ち
に目標回転数まで上昇復帰することとなり、しか
もこの際制御量は負荷状態に応じた適正な値であ
るので、制御量が大きすぎてハンチングを生ずる
ということもない。

また、２以上の負荷が加つた、いわゆる多重負
荷の場合には、CPU２５は、メモリ２６から各
負荷の種類に応じた制御利得テーブルを選択し、
このテーブルを用いて各負荷毎に回転数差に応じ
た制御量を求めるとともにこの各制御量を加算し
て最終的な制御量を求め、これでもつてフイード
バツク制御を行なうため、これによりこの場合も
エンジン回転数は速やかに目標回転数に制御され
ることとなる。

次に第３図及び第４図を用いて動作を詳細に説
明する。ここで第３図は上記CPU２５の演算処
理のうちのアイドル回転数制御のフローチヤート
を示す。

エンジン１が始動すると、CPU２５は、まず
該CPU２５内のレジスタ等を初期化（ステツプ
30）したのち、入力情報である各センサ１６〜１
８の出力及び負荷検出信号１９〜２２をインター
フエイス２４を介して読み込み（ステツプ31）、
該読み込んだエンジン回転数及びスロツトル弁３
の開度からアイドル状態か否かを判定し（ステツ
プ32）、アイドル状態でないときはステツプ31に
戻つてステツプ31、32の経路を循回する。また逆
にアイドル状態のときはステツプ33に進んで読み
込んだ負荷検出信号１９〜２２からエンジン１に
２以上の負荷が加つているか否か、即ち多重負荷
か否かを判定する。

そして多重負荷でない場合、CPU２５はステ
ツプ34に進んでメモリ２６から無負荷または単独
負荷の種類に応じた制御利得テーブルＴ１〜Ｔ５
を選出したのち、実際のエンジン回転数と目標回
転数との差分を演算し（ステツプ35）、さらに上
記差分が不感帯内の値か否かを判定し（ステツプ
36）、差分が不感帯材の値のときはステツプ37に
進んで実際回転数が目標回転数より高いか否かを
判定し、実際回転数の方が低い場合はステツプ38
で、上記選出した制御利得テーブルＴ１〜Ｔ５を
用いて実際回転数を上昇させるための上記差分に
応じた制御量Ｄ１〜Ｄ５を求め、逆に実際回転数
の方が高い場合はステツプ39で上記制御利得テー
ブルＴ１〜Ｔ５を用いて実際回転数を低下させる
ための上記差分に応じた制御量Ｄ１〜Ｄ５を求め
る。また上記ステツプ36において回転数の差分を
不感帯内の値と判定した場合は、ステツプ40に進
んで制御量を０にする。

そして以上のようにして制御量を求めると
CPU２５はステツプ49に進んで、上記求めた制
御量Ｄ１〜Ｄ５から出力値を演算し、求めた出力
値でもつて出力処理を行ない（ステツプ50）、こ
れにより三方弁１４に制御信号が加えられてバイ
パス通路９の吸入空気量が制御される。

また上記ステツプ33において多重負荷であると
判定した場合は、CPU２５はステツプ41に進ん
でエンジン１に加つている各負荷の種類に応じた
制御利得テーブルＴ１〜Ｔ４をメモリ２６から選
出したのち、実際回転数と目標回転数との差分を
演算し（ステツプ42）、上記求めた差分が不感帯
内の値か否かを判定し（ステツプ43）、差分が不
感帯外の値のときはステツプ44に進んで実際回転
数が目標回転数より高いか否かを判定し、実際回
転数の方が低い場合はステツプ45に進んで、上記
選出した各制御利得テーブルＴ１〜Ｔ４を用いて
実際回転数を上昇させるための上記回転数の差分
に応じた制御量Ｄ１〜Ｄ４を各負荷毎に求め、逆
に実際回転数の方が高い場合はステツプ46に進ん
で実際回転数を低下させるための上記回転数の差
分に応じた制御量Ｄ１〜Ｄ４を各負荷毎に求め、
該各制御量Ｄ１〜Ｄ４を加算して最終的な制御量
を求め（ステツプ47）、以下上記ステツプ49、50
の経路を進む。

以上のような本実施例の装置では、アイドル時
においてエンジンに外部負荷が加つたときは負荷
に応じた大きさの制御量でもつてアクチユエータ
を駆動し、しかも負荷が多重に加つたときは各負
荷毎に求めた制御量を加算して最終的な制御量を
求めているので、エンジン回転数を応答性よく迅
速に目標回転数に制御できる。しかもこのときの
制御量は負荷状態に応じた適正な量となつている
ので、目標回転数付近でのハンチングも最小に抑
えることができる。

ところで上記実施例では多重負荷が加つた場合
に各負荷毎に制御利得テーブルを選出し、該各テ
ーブルを用いて制御量を求め、これらを加算して
最終的な制御量を求めるようにしたが、このよう
に多重負荷が加つた場合には負荷に優先順位をつ
けておき、優先順位の最も高い負荷に対する制御
量を求めてこれを最終的な制御量とするようにし
てもよい。

第５図はこのように多重負荷の場合に負荷の優
先順位に従つて制御を行なうようにした本発明の
他の実施例のCPU２５の演算処理のフローチヤ
ートを示す。図において、第３図と同一符号は同
図と同一のものを示し、５１〜５４はそれぞれエ
ンジン１にクーラ負荷、パワーステアリング負
荷、電気負荷あるいはシフト負荷が加つているか
否かを判定する判定ステツプ、５５〜５９はそれ
ぞれメモリ２６からクーラ負荷、パワーステアリ
ング負荷、電気負荷、シフト負荷あるいは無負荷
に対応した制御利得テーブル（第６図のｄ１〜ｄ
５参照）を選出するステツプである。

本実施例の動作は容易に理解できるものである
ので、説明を省略するが、本実施例においても上
記実施例と同様に、外部負荷による過渡時の応答
性の向上とハンチング現象の抑制とを達成でき
る。

なお上記両実施例では負荷毎に制御利得テーブ
ルを設けたが、本発明は負荷の種類に関係なく、
制御利得テーブルを１つだけ設けてもよい。また
負荷はクーラ、パワーステアリング、シフト及び
電気負荷以外のものでもよい。さらに燃料供給手
段は燃料噴射弁ではなく、気化器であつてもよ
い。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、エンジン回転数
をフイードバツク制御するようにしたエンジンの
アイドル回転数制御装置において、回転変動量に
対する制御量を現在の外部負荷状態が大きい程大
きな値とするようにしたので、負荷の種類にかか
わらず負荷変動時の応答性を向上でき、しかも目
標回転数付近のハンチング現象を最小に抑えるこ
とができる効果がある。

【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ツク図、
第２図は本発明の一実施例によるエンジンのアイ
ドル回転数制御装置の構成図、第３図は上記装置
におけるCPU２５の演算処理のフローチヤート
を示す図、第４図は上記装置における回転変動量
に対する制御量の特性を示す図、第５図は本発明
の他の実施例によるCPU２５の演算処理のフロ
ーチヤートを示す図、第６図は上記装置における
回転変動量に対する制御量の特性を示す図であ
る。 １……エンジン、６０……アイドル検出手段、
６５……混合気調整手段、６１……負荷状態検出
手段、６４……回転数検出手段、６２……演算手
段、６３……制御手段、１６……クランク角セン
サ、１８……スロツトル開度センサ、２５……
CPU。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンのアイドル状態を検出するアイドル
   検出手段と、エンジンへ供給する混合気量を調整
   する混合気調整手段と、エンジンに加わる外部負
   荷状態を検出する負荷状態検出手段と、エンジン
   の回転数を検出する回転数検出手段と、上記アイ
   ドル検出手段の出力と回転数検出手段の出力とを
   受けアイドル時のエンジン回転数と予め設定され
   た目標回転数との差分を求める演算手段と、上記
   負荷状態検出手段の出力と上記演算手段の出力と
   を受け、上記演算手段により得た差分の大きさに
   応じて上記混合気調整手段を駆動するための制御
   量を決定するとともに、該差分に対する制御量
   を、上記外部負荷状態の大きさに応じ、外部負荷
   が大きい時、小さい時に比べ大きな値とする制御
   手段とを備えたことを特徴とするエンジンのアイ
   ドル回転数制御装置。