JPH01277648A - エンジンのアイドル回転数制御装置 - 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、エンジンのアイドル回転数が目標回転数とな
るようにフィードバック制御する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。

（従来の技術） 従来より、エンジンのアイドル回転数が所定回転数とな
るように例えばバイパスエア量を調整して、アイドル回
転数をフィードバック制御するについて、このアイドル
回転数のフィードバック制御はエンジン暖機が完了して
から開始するようにした技術が、例えば、特開昭５６−
４４４３１号公報に見られるように公知である。

（発明が解決しようとする課題） しかして、上記のようなアイドル回転数のフィードバッ
ク制御を行う際に、エンジン温度が暖機後半暖機状態ま
で放置冷却された温間状態からエンジンを再始動し、ア
イドル状態に移行するのに伴ってフィードバック制御を
開始した時にアイドル回転数に落ち込みが発生する問題
がある。

冷間状態からのエンジンの運転に伴うエンジン温度の上
昇時には、エンジンの摺動部は路間−の特性で温度上昇
しそのクリアランスは略一定の状態であり、摺動抵抗は
特に増加することなく、アイドル回転数のフィードバッ
クを開始する温度に達した際にも初期設定した基本制御
量と実際のエンジンの要求量とのずれは少なく、安定し
たフィードバック制御を開始することができる。

しかし、前記のようなエンジン温度が十分に上昇した暖
機状態からエンジン停止にともなって半暖機状態まで放
置冷却された際には、そのエンジン温度は外部への放熱
によって低下することから、外部の温度低下は内部の温
度低下より大きく、内部のピストンなどはまだ高い温度
に保持されているのに対して外周側のシリンダ部は温度
が低下し、両者の熱膨張差によって摺動部のクリアラン
スが狭（なる。これに伴って、その摺動抵抗すなわち機
械抵抗が増大してアイドル回転数を維持するための要求
出力（たとえば要求吸入空気量）が増大しているが、前
記のような通常制御特性でアイドルフィードバックを開
始した場合には、機械抵抗が設定値より大きくなってい
ることからアイドル回転数に落ち込みが生じ、目標回転
数となるまでにその制御応答性に遅れがある。

特に、この回転フィードバック制御では、アイドル回転
数が変動したのを検出してから制御を行うために、半暖
機状態での温間再始動時にエンジンの摺動抵抗が増大し
ている状態でフィードバック制御に移行したときにも、
回転の落ち込みを検出してから制御信号を補正して回転
数を上昇するようにしているものであり、その制御遅れ
の間にさらに回転数が低下することになる。さらに、例
えば、燃費性能を向上するために目標アイドル回転数を
低い値に設定するようにしたエンジンでは、上記半暖機
温間再始動時の回転落ち込みによる運転者への不安感も
しくはエンジン停止を生起する可能性がある。

また、アイドル回転数を制御する場合に、前記のような
検出アイドル回転数が目標回転数となるように吸入空気
量等をフィードバック制御する回転フィードバック制御
に加えて、検出吸入空気量をその時の負荷状態等に対応
した見込み吸入空気量とするように、吸入空気量の偏差
に応じた吸気量フィードバック制御を並行して行い、エ
ンジン回転数が変動していなくても外部負荷が作用した
場合などにはこれに直ちに対応できるようにしたものも
知られている。上記の場合に回転フィードバックと吸入
空気量フィードバックとが相互に干渉して回転ハンチン
グが発生するのを防ぐために、回転フィードバック制御
の制御周期を吸気量フィードバック制御の制御周期より
遅く設定しているものがあり、このようなものでも半暖
機温間再始動した際のフィードバック制御開始時に、回
転フィードバック制御の制御周期が遅いことから目標回
転数への回転上昇が遅れることになる。

そこで本発明は上記事情に鑑み、機械抵抗が大きくなる
半暖機状態での温間再始動時におけるアイドル回転数の
フィードバック制御開始時のエンジン回転の落ち込みを
、通常温度におけるフィードバックによる回転変動を招
くことなく防止するようにしたエンジンのアイドル回転
数制御装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の空燃比制御装置は、ア
イドル回転数を所定の制御利得に基づいて目標回転数と
するよう回転数調整手段をフィードバック制御するフィ
ードバック手段と、エンジン温度が暖機後半暖機状態ま
で放置冷却された温間時を検出する温間検出手段と、該
温間検出手段の出力を受け、温間状態が検出されたとき
前記フィードバック手段による制御利得を高めるように
補正する補正手段とを備えるように構成したものである
。

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図であ
る。

エンジンＥのアイドル回転数を、例えば、吸気通路Ａの
スロヅトル弁Ｂをバイパスするバイパス通路Ｃによるバ
イパスエア量の調整によって変化させる回転数調整手段
りを設け、この回転数調整手段りにはフィードバック手
段Ｆから制御信号が出力される。該フィードバック手段
Ｆはアイドル時のエンジン回転数が目標回転数となるよ
うに、前記バイパスエア量などをフィードバック制御す
るものである。

また、エンジン温度が暖機後半暖機状態まで放置冷却さ
れた温間時を検出する温間検出手段Ｇを設け、この温間
検出手段Ｇの信号が補正手段Ｈに出力される。該補正手
段Ｈは、温間状態が検出されたとき前記フィードバック
手段Ｆによる制御利得を高めるように補正し、アイドル
回転数のフィードバック制御開始時の回転落ち込みの防
止と回転上昇の応答性を高めるように制御するものであ
る。

（作用） 上記のようなエンジンのアイドル回転数制御装置では、
基本的にはアイドル回転数が目標回転数となるようにフ
ィードバック制御を行い、通常のアイドル運転状態では
上記フィードバック制御の制御利得は低めに設定して回
転変動を小さくする一方、温間検出手段によって半暖機
再始動状態を検出すると、アイドル回転数のフィードバ
ック制御における制御利得を高めて、機械抵抗の増大に
伴ってフィードバック移行初期に発生する回転落ち込み
を低減し応答性よく目標回転数に安定させるようにして
いる。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第２図は具体例の全体構成図である。

エンジン１の燃焼室２には吸気ボート３と排気ボート４
が開口され、両ボート３，４の開口部が吸気弁５および
排気弁６によってそれぞれ所定のタイミングで開閉作動
される。上記吸気ボート３に連通して燃焼室２に吸気を
供給する吸気通路７には、上流側からエアクリーナ８、
吸気量を計測する吸気量センサ９、吸気量を制御するス
ロットル弁１０が介装され、サージタンク１１より下流
側部分には燃料を噴射供給するインジェクタ１２が配設
されている。

また、前記スロットル弁１０をバイパスするバイパス通
路１４が設けられ、このバイパス通路１４にはバイパス
エア量を調整する制御弁１５（デユーティソレノイドバ
ルブ）が介装されている。

上記バイパス通路１４に介装した制御弁１５には、内部
にＣＰＵなどを有するコントローラ１６から制御信号（
デユーティ信号）が出力され、そのバイパスエア量制御
でアイドル回転数が制御される。

上記コントローラ１６にはエンジンの運転状態を検出す
るために、吸入空気量を検出する吸気量センサ９からの
吸気量信号のほか、エンジン回転数を検出するために回
転センサ１７からの回転信号、エンジンの暖機状態を検
出するためにエンジン水温を検出する水温センサ１８か
らの水温信号、スロットル弁１０の全閉状態でＯＮ作動
するアイドルスイッチ１９からのアイドル信号等がそれ
ぞれ入力される。

そして、上記コントローラ１６は、フィードバック制御
条件が満たされると、通常のアイドル状態では、検出し
たエンジン回転数と目標回転数との偏差に応じたバイパ
スエア量に対応する制御信号を制御弁１５に出力してア
イドル回転数が目標回転数となるように回転フィードバ
ックを行うと共に、検出した吸入空気量と見込み吸入空
気量との差に応じた制御信号を制御弁１５に出力して所
定のアイドル回転数が得られるように吸気量フィードバ
ックを行うものであり、吸気量フィードバックの処理周
期より回転フィードバックの処理周期を長く設定してい
る。また、水温状態から半暖機再始動状態を判定すると
、吸気量フィードバックを停止すると共に、回転フィー
ドバックの処理周期を短くし、更に、この回転フィード
バック制御の回転下降方向の修正量を上昇方向の修正量
より小さくシ、これらによって制御利得を高め、回転数
の落ち込み量の低減および回転上昇を高めるように制御
するものである。

なお、前記半暖機再始動時の検出は、再始動前にエンジ
ン停止状態となったときのエンジン温度が暖機完了水温
（例えば８０℃）以上で、再始動時の水温が機械抵抗の
増大する所定範囲（例えば２０〜８０℃）にあるときを
、半暖機再始動時として上記のような処理を行うように
している。

次に、上記コントローラ１６による処理を第３図および
第４図のフローチャートに基づいて説明する。

第３図は回転フィードバックルーチンであり、このルー
チンは１００ｍ５ｅｃ毎に割込みスタート後、ステップ
Ｓ１で前記各センサからの検出信号に基づいてアイドル
回転数のフィードバック条件を満たしているか否かを判
定する。このフィードバック条件は、例えば、エンジン
回転数が所定回転数（例えば１２００ｒｐｍ）以下で、
アイドルスイッチ１９がＯＮ（スロットル全開）の無負
荷状態等の場合にフィードバックを開始する。

そして、フィードバック条件を満たすときには、まず、
ステップＳ２でエンジン回転Ｎを計測し、ステップＳ３
でエンジン回転の落ち込みが問題となる回転域Ｎ１〜Ｎ
Ｚ　（例えば８００〜９００ｒｐｍ）内にあるか否かを
判定する。この判定がＹＥＳの場合にはステップＳ４で
水温Ｔｗが機械抵抗の増大する温度域Ｔ１〜Ｔ２　　（
例えば２０〜８０℃）の範囲にある温間再始動時か否か
を判定する。なお、この判断の前提として、前回エンジ
ン停止時の水温が暖機完了温度（例えば８０℃）以上で
あったことを判断しておく。

上記ステップＳ４の判定がＮｏで通常アイドル運転時に
は、ステップＳ５で後述のフラグＦをリセットした後、
カウンタＣが０になったか否かを判定する。二〇カウン
タＣは回転フィードバックによる制御弁１５への出力周
期を５００ｍ５ｅｃとするためのものであり、ステップ
Ｓ７で初期値を５に設定し、これをステップＳ１０で徐
々に減算し、ステップＳ６の判定がＹＥＳで０になった
時に、フィードバック出力のためのステップに進む。

すなわち、ステップＳ８で目標回転数Ｎ０と検出回転数
Ｎとの偏差ΔＮを求めると共に、ステップＳ９で補正係
数ｋを１にセットしてから、ステップ５１６に進んで上
記偏差ΔＮに応じてテーブルより補正エア量ΔＱｔ’ｂ
を求め、ステップＳ１７で前回のバイパスエア量Ｑｏに
補正エア量ΔＱｆ’ｂに補正係数ｋを掛けた値を加算し
てバイパスエアｆｆ１Ｑを求め、ステップ３１８でこの
バイパスエアｆｆ１Ｑに対応したデユーティ信号を制御
弁１５に出力するものである。

一方、前記ステップＳ４の判定がＹＥＳで半暖機後の温
間再始動時には、ステップＳｌｌでフラグＦを１にセッ
トして後述の吸気量フィードバック（第４図）を停止す
る。そして、ステップＳ１２で目標回転数Ｎ０と検出回
転数Ｎとの偏差ΔＮを求め、ステップＳ１３でこの偏差
ΔＮが負値か否かを判定する。このステップＳ１３の判
定がＹＥＳで目標回転数Ｎｏより検出回転数Ｎの方が高
い場合には、ステップＳＬ４で補正係数ｋを小さな値（
例えば０．５）にセットし、また、ステップＳ１３の判
定がＮｏで目標回転数Ｎｏより検出回転数Ｎの方が低い
場合には、ステップＳ１５で補正係数ｋを通常値１にセ
ットする。そして、ステップ３１Ｂに進んで上記偏差Δ
Ｎに応じてテーブルより補正エア量ΔＱｆｂを求め、ス
テップＳ１７で前回のバイパスエア量Ｑｏに補正エア量
ΔＱｆｂに補正係数ｋを掛けた値を加算してバイパスエ
アｆｆ１Ｑを求め、ステップＳ１８でこのバイパスエア
ｆｌＱに対応したデユーティ信号を制御弁１５に出力す
るものである。

その際、目標回転数Ｎｏより検出回転数Ｎの方が高く、
バイパスエア量を低減方向に補正してエンジン回転数を
低下修正する場合には、前記補正係数ｋを小さな値に設
定していることから、その修正量も小さくなり回転低下
を抑制している。また、二〇半暖機後の温間再始動時に
は前記ステップＳ６．Ｓ７．ＳＩＯの処理を経ないこと
から、フィードバック出力は各側込み時すなわち１００
ｍ５ｅｃ毎に行い、処理周期を短くして応答性を高めて
いる。

尚、半暖機後の温間再始動時でも前記ステップＳ３の判
定がＮＯでエンジン回転が高い場合には、アイドル回転
数を早期に目標回転数の近傍にまで低下させるために、
ステップＳＬ４を通らないようにしている。

第４図は吸気量フィードバックルーチンであり、このル
ーチンは７５ａ＋ｓｅｃ毎に割込みスタート後、ステッ
プＳ２０で同様にアイドル回転数のフィードバツク条件
を満たしているか否かを判定する。

そして、フィードバック条件を満たすときには、ステッ
プＳ２Ｌで前記フラグＦが０にリセットされているか否
かを判定する。フラグＦが０にリセットされている通常
制御時には、ステップＳ２２で吸入空気量Ｑｅを検出し
、ステップ５２３で現在の運転状態に対応した見込み吸
入空気量Ｑｍｂと検出吸入空気ｆｆ１Ｑｅとの偏差ΔＱ
を求める。また、ステップＳ２４で上記偏差ΔＱに応じ
てテーブルより補正エア量ΔＱ［’ｂを求め、ステップ
Ｓ２５で前回のバイパスエアｍＱｏに補正エア量ΔＱｆ
’ｂを加算してバイパスエアｆｆ１Ｑを求め、ステップ
Ｓ２Ｂでこのバイパスエアｆｆ１Ｑに対応したデユーテ
ィ信号を制御弁１５に出力するものである。

一方、前記ステップＳ２１の判定がＮＯｌすなわちフラ
グＦが１にセットされている半暖機後の温間再始動時に
は、ステップ８２３〜Ｓ２Ｂによる吸気量フィードバッ
クは停止するものである。

上記のような実施例では、エンジンの機械抵抗が増大す
る半暖機後の温間再始動時には、吸気量フィードバック
を停止して回転フィードバックによってのみアイドル回
転数制御を行うと共に、このアイドル回転数制御の処理
周期を短くし、かつエンジン回転数を低下する方向への
補正量を低減するようにして制御利得を高め、これによ
ってフィードバック開始時のエンジン回転数の落ち込み
を抑制すると共に、回転上昇速度を高めるようにして早
期にアイドル回転数を目標回転数に収束させることがで
きるものである。

尚、フィードバック制御の制御利得を高めるのは、上記
実施例のほか、フィードバック制御における補正値の反
映率を切り換えるようにするなど、公知の手法が適宜採
用可能である。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、アイドル回転数を所定の
制御利得に基づいて目標回転数とするようフィードバッ
ク制御するについて、エンジン温度が暖機後半暖機状態
まで放置冷却された温間時を検出するとフィードバック
手段による制御利得を高めるように補正するようにした
ことにより、通常のアイドル運転状態ではフィードバッ
ク制御の制御利得は低めに設定して回転変動を小さくす
る一方、温間検出手段によって半暖機再始動状態を検出
すると、アイドル回転数のフィードバック制御における
制御利得を高めて、機械抵抗の増大に伴ってフィードバ
ック移行初期に発生する回転落ち込みを低減し、応答性
よく目標回転数に安定させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図、 第２図は本発明の具体例を示すエンジンのアイドル回転
数制御装置の全体構成図、 第３図および第４図はコントローラの処理を説明するた
めのフローチャート図である。 Ｅ、　　１・・・・・・エンジン、Ｄ・・・・・・回転
数調整手段、Ｆ・・・・・・フィードバック手段、Ｇ・
・・・・・温間検出手段、Ｈ・・・・・・補正手段、９
・・・・・・吸気量センサ、１５・・・・・・制御弁、
１６・・・・・・コントローラ、１７・・・・・・回転
センサ、１８・・・・・・水温センサ。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　アイドル回転数を変化させる回転数調整手段と
   、アイドル回転数を所定の制御利得に基づいて目標回転
   数とするよう上記回転数調整手段をフィードバック制御
   するフィードバック手段とを備えたエンジンのアイドル
   回転数制御装置において、エンジン温度が暖機後半暖機
   状態まで放置冷却された温間時を検出する温間検出手段
   と、該温間検出手段の出力を受け、温間状態が検出され
   たとき前記フィードバック手段による制御利得を高める
   ように補正する補正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。