JPH01290943A - 内燃機関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〉 本発明は内燃機関のアイドル回転数制御装置に関する。

〈従来の技術〉 内燃機関のアイドル回転数制御装置として、例えば第７
図に示すように、スロットル弁１をバイパスする補助空
気通路２の途中にアイドル制御弁（ＩＳＯバルブ）３を
設け、これにより補助空気量を調整してアイドル回転数
を制御するようにしたものがある。アイドル制御弁３は
ロータリー式で、図示しない開弁用コイルと閉弁用コイ
ルとにパルス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、パルス信号のデユーティ比に応じて開
度が調整される。尚、４はＳＰ１方式の燃料噴射弁、５
は熱線式エアフロメータ、６はブローバイガスの還流バ
イブである。

ところで、アイドル制御弁３へのパルス信号のデユーテ
ィ比は例えば次式によって計算される制御値ｌ５Ｃｄｙ
によって決定される。尚、この制御値の単位は％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　Ｃａｔ
＋　Ｉ　Ｓ　Ｃｆｄここで、ＩＳＣｔｗは冷却水温度（
以下水温という）依存の基本制御値、ｌ５Ｃｅｔはエア
コン、加減速補正の各種補正量、ｌ５Ｃｆｄは後述する
アイドル回転数のフィードバック制御（以下ＩＳＯ制御
と略す）のためのフィードバック補正量である。

ＩＳＯ制御においては、水温センサによって検出される
水温に依存する目標回転数と、クランク角センサからの
回転角信号または点火コイルからの信号によって検出さ
れる実際の回転数（以下実回転数という）とを比較し、
差がある場合に、その時の制御値に補正を加えて目標回
転数になるように制御するわけであり、このため、フィ
ードバック補正量ｌ５Ｃｆｄというものを定めている。

そして、このようなＩＳＣ制御を行う所定のアイドル運
転状態（例えば車速８　ｋｌｌ／ｈ以下で、アイドルス
イッチ７がＯＮとなっている状態）において、フィード
バック補正！１ＳＣｆｄＯ値を積分制御または比例積分
制御により変化させ、安定した制御としている。即ち、
目標回転数と実回転数とを比較し、実回転数が目標回転
数より低く高）い場合には、フィードバック補正量ｌ５
Ｃｆｄを微小量ずつ増加（減少）させていく。

ここで、アイドルスイッチ７について概略説明すると、
第８図に示すように、スロットル弁１と同軸８上にカム
９が設けられており、該カム９がスロットル弁１の回転
に伴って同時に回転することにより、スロットル弁１の
所定値以下の開度で電気接点１０がＯＮとなるように構
成されているものである。

〈発明が解決しようとする課題〉 どころで、このようなＩＳＣ制御が行われるのは、前記
のようにアイドルスイッチ７ＯＮを条件とするが、第９
図に示すようにスロットル弁１が僅かに開かれた位置で
もアイドルスイッチ７がＯＮとなって、ＩＳＣ制御が行
われる。このため、機関が緩加速状態となった時、即ち
運転者がアクセルペダルを軽く踏み、スロットル弁１が
わずかに開いた時に、アイドルスイッチ７がＯＮ状態に
維持され、内燃機関のアイドル回転数制御装置はｌ５Ｃ
ｉｊＪ？ＩＩを行うものと判定して、スロットル弁１が
開いたことによる吸入空気量の増大分（実回転数の上昇
）を打ち消すためにアイドル制御弁３の開度の制御値を
最小値（全閉値）にまで下げることがある。つまり、Ｉ
　Ｓ　ｃｄｙ＝　Ｏとして出力されることがある。

即ち、上記のようにスロットル弁１が僅かに開くと、ス
ロットル弁１を介して得られる吸入空気量分だけアイド
ル制御弁３の開度を絞ってバランスさせようとするが、
このとき、スロットル弁１を介して得られる吸入空気量
が多いため、従来ではアイドル制御弁３を全閉して吸入
空気量の増大（機関回転数の上昇）を打ち消そうとして
いた。

ところが、このようにしてアイドル制御弁３を全閉にす
ると、今度は前記状態からスロットル弁１が閉じられた
場合に、スロットル弁１を介して得ていた吸入空気量を
アイドル制御弁３の開度をアップさせて補う必要がある
。しかしながら、アイドル制御弁３の開度アップには応
答遅れがあるため、直ちに追従することができず、アイ
ドル制御弁３による吸入空気量の負担分が多い場合程、
本来必要とする吸入空気量と、実際にアイドル制御弁３
を介して得られる吸入空気とのギャップが大きくなり、
発進時におりるヘジテイシゴンや、スロットル弁１を僅
かに開いている状５１（ｒｓｃ状態）からスロットル弁
１を閉じた時に、吸入空気量不足による急激な回転数低
下や、これに伴うエンストが発生する惧れがあった。

そこで本発明では、ＩＳＣ制御が行われる条件で、機関
が加速状態にあると判断される時は、アイドル制御弁の
閉動作を所定時間禁止して、回転数の異常な落ち込みや
エンストを防止することができる内燃機関のアイドル回
転数制御装置を提供することを目的とする。

〈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、スロットル
弁をバイパスする補助空気通路に介装された空気流量を
制御するアイドル制御弁と、所定のスロットル弁開度を
検出するアイドルスイッチと、スロットル弁開度が前記
アイドルスイッチにより検出される所定値以下のアイド
ル運転状態において、予め機関運転状態に応じて設定し
た目標アイドル回転数に、機関回転数を近づけるように
前記アイドル制御弁を制御してフィードバック制御する
フィードバック制御手段と、を備えた内燃機関のアイド
ル回転数制御装置において、機関の加速状態を検出する
加速状態検出手段と、前記所定アイドル運転状態で且つ
加速状態であることが検出されたとき、前記フィードバ
ック制御手段によるアイドル制御弁の閉動作を所定時間
禁止する禁止手段と、を備えた構成とする。

く作用〉 かかる構成によると、フィードバック制御を行っている
アイドルスイッチにより検出される所定アイドル運転状
態において、加速状態検出手段により機関が加速状態で
あることが検出されると、前記フィードバック制御手段
によるアイドル制御弁の閉動作が所定時間禁止され、回
転数の異常な落ち込みやエンストが防止される。

〈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図において、機関２工にはエアクリーナ２２゜吸気
ダクト２３．スロットルチャンバ２４及び吸気マニホー
ルド２５を介して空気が吸入される。

吸気ダクト２３には、エアフローメータ２６が設けられ
ていて、吸入空気流ＩＱに対応する電圧信号を出力する
。スロットルチャンバ２４には、図示しないアクセルペ
ダルと連動するスロットル弁２７が設けられていて、吸
入空気流量Ｑを制御する。スロットル弁２７をバイパス
する補助空気通路２８の途中には、コントロールユニッ
ト３０から送られるパルス信号のデユーティ比に応じて
開度が調整されるアイドル制御弁（ｒｓｃバルブ）２９
が設けられていて、これにより補助空気流量を制御する
。スロットル弁２７には、その全閉に近い所定開度以下
でＯＮとなって、アイドル状態を検出するアイドルスイ
ッチ３１が付設されている。吸気マニホールド２５には
、コントロールユニット３０によって開弁制御される燃
料噴射弁３２が各気筒毎に設けられている。

また、前記スロットル弁２７には第３図に示すように、
回転軸３３に該スロットル弁２７の開度θを検出するた
めのスロットル弁開度センサとしての可変抵抗器３４の
ピックアップ３５を設けである。

この他、機関２１のウォータジャケット３６に臨んで機
関冷却水温度（以下水温という）に対応する電圧信号を
出力する水温センサ３７が設けられている。

アイドル制御弁２９の制御のためのコントロールユニッ
ト３０への入力信号としては、図示しないクランク角セ
ンサからの例えば１８０°毎のリファレンス信号と１″
毎のポジション信号、アイドルスイッチ３１からのＯＮ
・ＯＦＦ信号、水温センサ３７からの水温信号、オート
マチックトランスミッション４０のニュートラルスイッ
チ３９のＯＮ・ＯＦＦ信号、及び可変抵抗器３４からの
スロットル弁２７の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３０からの出力信号（アイ
ドル制御弁２９へのパルス信号）は、位相反転ドライバ
等により構成される駆動回路３８によって互いに反転さ
れた状態でアイドル制御弁２９の図示しない開弁用コイ
ルと閉弁用コイル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３０ハ！４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
作並びに演算処理を行うようになっている。

次に第４図のフローチャートについて説明する。

ステップ（図ではＳと記す。以下同様）１では、水温セ
ンサ３７によって検出される水温Ｔｗから基本制御値ｘ
ｓｃｔ−を設定する。尚、この設定は、予めコントロー
ルユニット３０内のＲＯＭに水１ｒＷをパラメータとす
る基本制御値ＩＳＣｔｗのマツプを記憶させておき、そ
のマツプから検索することにより行っても良いし、或い
は演算により行っても良い。

ステップ２では、ニュートラルスイッチ３９のＯＮ−Ｏ
ＦＦ信号からギヤ位置補正量Ｉ　Ｓ　Ｃａｔを設定する
。このＩ　Ｓ　Ｃａｔは、オートマチックトランスミツ
シラン４０のＤレンジ等の負荷の大きいとき程補正量を
多くするようにしである。

ステップ３では、アイドルスイッチ３１のＯＮ・ＯＦＦ
信号等から加減速補正量１ｓｃｔｒを設定する。このｌ
５Ｃｔｒは、発進時にはクラッチ接続時のエンストを防
止するように設定されている。

ステップ４では、ＩＳＣ条件（ＩＳＣを行う領域）であ
るか否かを判定する。具体的には、スロットル弁２７の
全閉状態を検出するアイドルスイッチ３１がＯＮ（スロ
ットル弁が全閉若しくは全開に近い状態）で且つ車速か
所定値以下のときに、■ＳＣ条件が成立するものとして
、次のステップ５へ進む。

ステップ５では、水温センサ３７によって検出される水
温Ｔｗから目標回転数Ｎｓを検索或いは演算によって設
定する。

ステップ６では、目標回転数Ｎｓと実回転数Ｎとを比較
して、積分制御によりｌ５Ｃｆｄを設定するや ステップ７では、制御値Ｉ　Ｓ　ｃ、ｄｙを次式によっ
て演算する。

ＩＳＣｄｙ＝ＩＳｃｔｗ＋ｌ５ｃａｔ＋ｌ５ｃｔｒ＋ｌ
５Ｃｆｄ 以上ステップ４〜ステツプ７の機能がフィードバック制
御手段に相当する。

ステップ８では、スロットル弁開度センサとしての可変
抵抗器３４によって検出されるスロットル弁２７の開度
θを読み込む。

ステップ９では、ステップ８で読み込んだ開度θと前回
読み込んだ開度θとから開方向の開度変化率Δθ（単位
時間当たりの開度変化量）を演算する。　　“ ステップ１０では、ステップ９で演算した変化率Δθと
所定値（正の所定値）とを比較して、変化率Δθが所定
値以上であるときには機関が緩加速状態であると判定し
、ステップ１１に進む。尚、ここで前記所定値（正の所
定値）を、アイドルスイッチ３１のＯＮからＯＦＦへの
作動範囲に比較して十分小さくしておくことは勿論であ
る。

また、−船釣に第３図に示したような可変抵抗器３４を
用いた作動検出においては、可変抵抗器３４に伴うノイ
ズが発生し易いが、スロットル弁２７がほんの少しでも
動かない限りは該ノイズが発生しない。よって、緩加速
の結果ノイズが発生していると判断できるので前記所定
値を十分小さくすることにより、可変抵抗器３４の出力
から加速か否かを判断することは、何ら不都合を生じる
ことはない。

以上ステップ８〜ステツプ１０の機能が加速状態検出手
段に相当する。

ステップ１１では、前記加速判定を行った時点の制御値
ｌ５Ｃｋを該制御値ｌ５Ｃｄｙの最小値ｌ５ＣＩｌｉｎ
　　（デユーティ比の閉側最小値）として設定する。

そして、ステップ１２においてステップ１０で行った変
化率Δθと所定値との比較による、機関の加速状態判定
を実施してからの経過時間ｔと、所定時間Ｘとを比較し
て、経過時間もが所定時間Ｘ未満である時（ｔ＜Ｘ）は
、緩加速中であると判断して、ステップ１３に進む。

ステップ１３では、実回転数Ｎと目標回転数Ｎｓとの比
較を行い、Ｎ≧Ｎｓの場合は、ステップ１４に進み、通
常の制御値の最低値であるＩ　Ｓ　Ｃｍ１ｎ＝０としな
いで、前記ステップ１１で設定したｌ５Ｃｋを制御値の
最低値Ｉ　Ｓ　Ｃｍ１ｎどして設定（ＩＳＣｍｉｎ　＝
ＩＳＣｋ）　したうえで、フィードバック制御を行う。

一方ステップ１３において、Ｎ＜Ｎｓの場合は、ステッ
プ１５に進み、通常の制御値の最低値であるｌＳＣｍ１
ｎ＝０とした上で、通常のフィードバック制御を行う。

即ち、ステップ７で演算して得たｌ５Ｃｄｙを最終的な
制御値１ｓｃｄｙとして設定する。

一方、ステップ１２において、経過時間りが所定時間Ｘ
以上である時（ｔ≧Ｘ）は、緩加速が行われてから十分
時間が経過して、機関２１動作は安定しているものとし
て、ステップ１３におけるＮ　＜　ＮＳの場合と同様に
、ステップ７で演算して得た■ｓｔ、ｄｙを最終的な制
御値ｌ５Ｃｄｙとして設定する。

尚、ステップ１０において、変化率Δθが所定値未満で
あるときには加速状態ではない（定常運転若しくは減速
時）と判断できるが、機関２１動作の安定を期すために
、ステップ１２にジャンプして、加速が行われてから、
十分時間が経過したか否かを判断してから、後のステッ
プに進む。

即ち、ステップ１１〜ステツプ１５が禁止手段に相当す
る。

このようにしてステップ１４及びステップ１５で設定さ
れた１ｓｃａｙはステップ１６において出力され、アイ
ドル制御弁２９の開弁用コイル及び閉弁用コイルに与え
られる。

尚、ステップ４においてＩＳＣ条件が成立しないときに
は、フィードバック制御を行うことはない。

かかる構成のアイドル回転数制御装置によると、アイド
ルスイッチ３１がＯＮのまま（ｔＳＣ条件成立）でスロ
ットル弁２７が僅かに開いた状態において、運転者がア
クセルペダルを軽く踏むことによる緩加速状態を、加速
状態検出手段であるスロットル弁開度センサとしての可
変抵抗器３４が検出すると、通常の制御値の最低値であ
るｌＳＣｍ１ｎ＝０としないで、ｌＳＣｍ１ｎ　＝ＩＳ
Ｃｋ　（加速判定を行った時点の制御値）としたうえで
、フィードバック制御を行うので、前記フィードバック
制御手段によるアイドル制御弁の閉動作が所定時間禁止
される。

即ち、上記のようにスロットル弁２７開度が僅かに増大
する緩加速時に、ＩＳＯ条件が成立しているときには、
スロットル弁２７を介して得られる吸入空気流量が増大
するため、アイドル制御弁２９開度を減少させようとす
るが、前記禁止動作により閉動作が禁止され緩加速前の
開度に保たれる。従って、その後アクセルペダルをし離
してスロットル弁２７が急閉した場合でも、アイドル制
御弁２９からの吸入空気流量が一定以上に保たれている
ため、フィードバック制御の応答遅れによる回転数の異
常な落ち込みやエンストを防止することができるつまた
、ＩＳＯ条件成立時にパワステ、エアコン等の使用によ
り外部負荷が増大した時に、機関回転数を増大させるよ
うに、アイドル制御弁２９を開方向にフィードパ・ンク
制御（または、ステップ的に開度量を増大させるオープ
ン制御）するＩＳＯ制御に関しては、本発明は何ら影響
を与えるものではない。

また、本実施例において加速状態検出手段として用いた
スロットル弁開度センサは、大部分の市販車に搭載済で
あるので、本発明を実施する際にわざわざ追加装着する
必要がなく、コントロールユニッ）３０内のプログラム
ソフトの変更のみで本発明が対処可能となるので、コス
トアップの要因となることはないゆ 第５図に本発明に係わる第二実施例を示す。

本実施例においては、加速状態検出手段としてのスロッ
トル弁開度センサとしての可変抵抗器３４の代わりに、
スロットル弁２７と機関本体２１との間のスロットルチ
ャンバ２４に圧力センサ４１を設けたものである。

本実施例においては、内燃機関が加速状態に入ると、第
６図に示すよ・）に吸気管内負圧が瞬間低下するので、
該低下量を電磁ピックアップ４２で検出することにより
、加速状態を検出して加速判定を行うものである。この
ものは、該圧力センサ４】により検出辛れる圧力によっ
て燃料噴射量を演算するタイプのものに適用すれば、圧
力センサ４１を特別追加する必要がなく、有利である。

また、該圧力センサ４１を設けることにより検出される
吸気管内負圧の低下量の大小から、負荷の大小を推定し
て、該負荷に応じてアイドル制御弁２９を開方向に制御
して、より安定な走行を提供することも可能である。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、フィー　ドパツク
制御を行っている所定アイドル運転状態において、加速
状態検出手段により機関が緩加速状態であることが検出
されると、前記フィードバック制御手段によるアイドル
制御弁の閉動作が所定時間禁止されるので、発進時にお
けるヘジテイションや、緩加速後のスロットル弁戻し操
作時の該アイドル制御弁の締まり過ぎによる回転数の異
常な落ち込みや、エンストを防止することができるとい
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ブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示す概略構成図、第３図は同上における
スロットル弁開度センサとしての可変抵抗器を示す概略
構成図、第４図は同上における制御フローを示すフロー
チャート、第５図は本発明の第二実施例におけるスロッ
トル弁開度センサとしての圧力センサを示す概略構成図
、第６図は同上における圧力センサの作用説明図、第７
圀は従来のアイドル制御弁の一例を示すスロットルチャ
ンバの断面図、第８図は従来のアイドルスイッチの一例
を示す概略構成図、第９図は同上のアイドルスイッチに
おける作用説明図である。 ２１・・・ｉ関２４・・・スロットルチャンバ　　２７
・・・スロット・ル弁　　２８・・・補助空気通路　　
２９・・・アイドル’ＭＩ御弁３０・・・コントロール
ユニット　　３１・・・アイドルスイッチ　　３４・・
・可変抵抗器　　４１・・・圧力センサ 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 第１図 第３図 第２図 第７図 ０　　　　　　　　　　　　　／　　・′、Ｉ　　　／ 第８図 ノ 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　スロットル弁をバイパスする補助空気通路に介装され
   た空気流量を制御するアイドル制御弁と、定のスロット
   ル弁開度を検出するアイドルスイッチと、スロットル弁
   開度が前記アイドルスイッチにより検出される所定値以
   下のアイドル運転状態において、予め機関運転状態に応
   じて設定した目標アイドル回転数に、機関回転数を近づ
   けるように前記アイドル制御弁を制御してフィードバッ
   ク制御するフィードバック制御手段と、を備えた内燃機
   関のアイドル回転数制御装置において、機関の加速状態
   を検出する加速状態検出手段と、前記所定アイドル運転
   状態で且つ加速状態であることが検出されたとき、前記
   フィードバック制御手段によるアイドル制御弁の閉動作
   を所定時間禁止する禁止手段と、を備えてなる内燃機関
   のアイドル回転数制御装置。