JPH01318737A - 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を設け、このアイドル
制御弁により補助空気量を調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通電パルス信
号（駆動パルス信号）が互いに反転された状態で送られ
るようになっており、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ｔｓｃｄｙ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、１ｓｃｔ−は機関冷却水温依
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、実際の回転
速度が目標に対して上下しているときに、そのときの制
御値に増減補正を加えて目標アイドル回転速度になるよ
うに制御するものであり、このため上記のフィードバッ
ク補正量ｌ５Ｃｆｄというものを定めている。

そして、フィードバック補正量ｌ５Ｃｆｄの値は積分制
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、目標アイドル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アイドル回転速度よ
りも低（高）い場合には、フィードバック補正量ｌ５Ｃ
ｆｄ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ｌ５Ｃｆｄ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、例えばスロットル弁が全開位
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８　ｋｍ／ｈ）以下のときである。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、例えば車速をフィードバック制御条件とする
場合において、アイドル自走でフィードバック制御条件
が成立し、然も、かかる状態で電気負荷やパワステ用油
圧ポンプ、エアコン用コンプレッサ等の外部負荷が増大
し、かつブレーキをかけて外部負荷が増大すると、−船
釣なアイドル回転速度のフィードバック制御時よりもブ
レーキ負荷分だけ外部負荷が大きくなるため、機関回転
速度が目標アイドル回転速度になるようにフィードバッ
ク補正量ｌ５Ｃｆｄを通常よりも大きく増大させ、この
フィードバック補正量ｌ５Ｃｆｄによって制御値■５ｃ
ｄｙを増大補正する。但し、制御値Ｉ　Ｓ　ｃｄｙは、
アイドル制御弁に駆動パルス信号を送る制御ユニットの
制御限界である最大値（例えば８５％）以下に制限され
る。

このようにフィードバック補正量ｌ５Ｃｆｄによって制
御値ｒｓｃｄｙが大きく増大補正されている状態から、
フィードバック制御条件を脱してフィードバック制御が
行われない状態になると、フィードバック補正量ｌ５Ｃ
ｆｄがフィードバック制御の最終値を保持するため、再
度フィードバック制御条件が揃ったときに前記のように
大きく設定されたフィードバック補正量ｌ５Ｃｆｄが付
加されることにより、第４図に示すように、過剰の補助
空気量供給によって機関回転速度が跳ね上がることがあ
った。

即ち、外部負荷の増大によるアイドル回転速度の低下を
補うべくアイドル制御弁の開度を増大補正している状態
では、従来から制御値ｌ５Ｃｄｙの最大値（開制御側の
限界値）を規制するようになってはいるものの、かかる
最大値は制御ユニットの制御能力に依存し、最大値にお
けるアイドル制御弁の開度で冷機時における外部負荷増
大を見込んだ必要補助空気量が確保されるよう補助空気
通路の有効開口面積等を設定しである。従って、完暖時
には、前記最大値よりも小さい制御値１ｓｃａｙで外部
負荷の増大に対応した補助空気量の供給が行えるはずで
あるが、前述のようにアイドル自走でブレーキをかける
など通常アイドル状態とは異なる外部負荷の増大がある
と、かかる外部負荷の増大を補うべく前記最大値までは
フィードバック補正量１ｓｃｆｄによる補正が行われて
しまい、再度フィードバック制御条件が揃ったときに通
常の外部負荷状態であると、余分な補助空気量供給が行
われることになっていたものである。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、フィー
ドバック補正によって開側に過剰なデユーティ比が設定
されることを回避し、フィードバック制御再開時におけ
る回転速度の跳ね上がりが発生することを抑止できるア
イドル回転速度制御装置を提供することを目的とする。

く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、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
に介装され駆動パルス信号のデユーティ比に応して開度
が調整され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条件で
前記機関回転速度検出手段で検出される機関回転速度を
所定の目標回転速度に近づけるように前記デユーティ比
を設定するデユーティ比設定手段と、機関温度を検出す
る機関温度検出手段と、この機関温度検出手段で検出し
た機関温度に応じて前記デユーティ比の開側制御限界値
を可変設定する限界値設定手段と、前記デユーティ比設
定手段で設定したデユーティ比と前記限界値設定手段で
設定したデユーティ比の開側制御限界値とを比較してデ
ユーティ比が前記限界値を越えることがないよう補正設
定するデユーティ比限界補正手段と、設定されたデユー
ティ比の駆動パルス信号を前記アイドル制御弁に出力す
る駆動パルス信号出力手段と、を含んでアイドル回転速
度制御装置を構成した。

く作用） かかる構成のアイドル回転速度制御装置によると、補助
空気通路に介装されたアイドル制御弁の駆動パルス信号
のデユーティ比は、デユーティ比設定手段により所定の
アイドル運転条件で機関回転速度検出手段で検出される
機関回転速度を所定の目標回転速度に近づけるように設
定される。

また、限界値設定手段が、機関温度検出手段で検出した
機関温度に応じて前記デユーティ比の開側制御限界値を
可変設定し、デユーティ比限界補正手段が前記デユーテ
ィ比設定手段で設定したデユーティ比と前記開側制御限
界値とを比較してデユーティ比が前記限界値を越えるこ
とがないよう補正設定する。そして、前記限界値を越え
ないよう設定されたデユーティ比の駆動パルス信号がア
イドル制御弁に出力されて、デユーティ比に応じた開度
にアイドル制御弁が調整される。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

６第２図において、エアクリーナ１からの空気は、吸気
ダクト２を通り、図示しないアクセルペダルに連動する
スロットル弁３と、このスロットル弁３をバイパスする
補助空気通路４に介装した電磁式のアイドル制御弁（補
助空気量制御弁）５との制御を受けて機関８に吸入され
る。そして、吸気マニホールド６にて燃料噴射弁７から
噴射された燃料と混合して、機関８に吸入される。

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、マイクロコンピュータを内蔵シタコントロー
ルユニット９からのＭｉｌｌハルス信号（通電パルス信
号）がこれらのコイルそれぞれに互いに反転された状態
で送られるようになっており、前記駆動パルス信号のデ
ユーティ比ＤＵＴＹ（開弁用駆動パルス信号の時間割合
％）により開度を制御される。かかる制御のため、コン
トロールユニット９には各種のセンサからの信号が入力
される。

前記各種のセンサとしては、クランク角センサ等の機関
回転速度検出手段としての回転速度センサ１０が設けら
れ、機関回転速度Ｎを検出する。また、スロットル弁３
にそのアイドル位置でＯＮとなるアイドルスイッチ１１
が付設されている。更に、機関温度を代表する冷却水温
度Ｔｗを検出する機関温度検出手段としての水温センサ
１２がウォータージャケット部に設けられ、冷却水温度
Ｔｗに応じて電圧信号を出力する。また、機関８が搭載
された車両の速度を検出する車速センサ１３が設けられ
ている。

ここで、コントロールユニット９は、前記各種のセンサ
からの信号に基づき、第３図のフローチャートに従い機
関運転状態に応じてアイドル制御弁５への駆動パルス信
号のデユーティ比ＤＵＴＹを決定する制御値ｌ５ｃｄｙ
を設定する。

尚、本実施例においてコントロールユニット９は、デユ
ーティ比設定手段、限界値設定手段、デユーティ比限界
補正手段、駆動パルス信号出力手段を兼ねるものである
。

まず、ステップ１において、各種のセンサから検出信号
を読込む。

そして、ステップ２では、ステップ１で読込んだ水温セ
ンサ１２からの冷却水温度信号Ｔｗに基づいて機関冷却
水温度依存の基本制御値ｌ５Ｃ−を設定する。

次のステップ３では、加減速補正やエアコン。

ギヤ位置等に応じた各種補正蓋ｌ５Ｃｅｔを設定する。

ステップ４では、機関回転速度Ｎを目標アイドル回転速
度Ｎにフィードバック制御する条件が成立しているか否
かを判定する。フィードバック制御条件とは、例えばア
イドルスイッチ１１がＯＮ（スロットル弁３がアイドル
位置）でかつ車速センサ１３によって検出される車速か
所定速度（例えば３ｋｍ／ｈ）以下であり、フィードバ
ック制御条件が成立していると判定されるとステップ５
へ進む。

ステップ５では回転速度センサ１０によって検出される
実際の機関回転速度Ｎを目標アイドル回転速度Ｎにフィ
ードバック制御するためのフィードバック補正量ｌ５Ｃ
ｆｂを設定する。具体的には、水温センサ１２によって
検出される冷却水温度Ｔｗに応じて設定した目標アイド
ル回転速度と回転速度センサｌＯによって検出された機
関回転速度Ｎとを比較し、実際の回転速度Ｎが目標を上
（下）回っているときには所定の積分分だけフィードバ
ック補正量ｌ５Ｃｆｂを減少（増大）させる。

そして、次のステップ６では、ステップ２．３及び５に
おける設定結果を用い次式に従って制御値ｆｓｃｄｙを
演算する。

ｌ５Ｃｄｙ←ＩＳＣｔｗ＋ｌ５Ｃｅｔ＋ｌ５Ｃｆｂステ
ップ７では、水温センサ１２によって検出された冷却水
温度Ｔｗに基づいて制御値＋５ｃｄｙの許容最大値ｌ５
Ｃｎ＋ａｘをマツプから検索して求める。この許容最大
値ＩＳＯｍａｙは、電気負荷やエアコン等の外部負荷が
加わっていない状態での要求補助空気ｉｉ（この要求補
助空気量に相当する制御値ｌ５Ｃｄｙを第３図のフロー
チャート中のグラフに点線で示しである。）に対し、エ
アコンや電気負荷などの予測される総外部負荷が付加さ
れた場合の加算要求量を見込んで設定したものであり、
機関温度による要求量の違いを機関温度を代表する冷却
水温度７ｗ割付けとして対応できるようにしたものであ
る。尚、極低温側となる許容最大値Ｉ　Ｓ　Ｃｍａｘの
最大値は、コントロールユニット９の制御限界値（例え
ば８５％）に設定されており、コントロールユニット９
の制御限界値で極低温時の制御４ｆｉｌＳＣｄｙの最大
が制限されるようにしである。

ステップ７で制ｍ値１ｓｃａｙの許容最大値ＩｓＣｍａ
ｘを求めると、次のステップ８ではステップ６で演算し
た制御値ｔｓｃｄｙと前記許容最大値ＩＳＣｍａｘとを
比較し、ステップ６で演算した制御値１ｓｃａｙが許容
最大値Ｉ　Ｓ　Ｃｍａｘを上回っているか否かを判別す
る。

ここで、Ｉ　Ｓ　Ｃｄｙ＞　Ｉ　Ｓ　Ｃｍａｘであると
判定された場合には、許容値よりも大であるから、ステ
ップ９へ進んで今回の制御値ｔｓｃａｙを許容最大４ｆ
ｉ　Ｉ　Ｓ　Ｃｍａｘに設定すると共に、フィードバッ
ク補正１ｉ１ｓｃｆｂを許容最大値Ｉ　Ｓ　Ｃｍａｘで
制限される値、即ち、Ｉ　Ｓ　Ｃｆｔｒ−Ｉ　Ｓ　Ｃｍ
ａｘ　−ｒ　Ｓ　Ｃｔｗ−Ｉ　Ｓ　Ｃｅｔとする。

一方、＋５ｃｄｙ≦ＩＳＣｍａｘであると判定された場
合には、ステップ６での演算結果が許容値よりも小であ
るから制限を加える必要がないため、ステップ９をジャ
ンプしてステップ１３へ進む。

ステップ１３では、前記制御値ｔｓｃａｙに対応するデ
ユーティ比ＤＵＴＹの駆動パルス信号をアイドル制御弁
５に出力することにより、制御値ｌ５Ｃｄｙに応じた開
度にアイドル制御弁５を調整して、補助空気通路４を介
して機関８に供給される補助空気量を制御する。

このように、冷却水温度Ｔｗに対応した許容最大値Ｉ　
Ｓ　Ｃｒ５ａｘで制御値ｌ５ｃａｙ及びフィードバツク
補正１１１ｓｃｆｂを制限すれば、例えばアイドル自走
状態でブレーキをかけた場合のように、エアコンや電気
負荷などの通常外部負荷よりも大きな外部負荷が加わっ
たときに、フィードバック補正量ｌ５Ｃｆｂがこの通常
よりも大きな外部負荷状態における回転速度Ｎの低下を
追いかけて過剰に増大することを回避することができる
。従って、前述のように通常よりも大きな外部負荷状態
でフィードバック制御を行っている状態からフィードバ
ック制御を停止してフィードバック補正量ｌ５Ｃｆｂを
保持し、フィードバック制御の再開時に前記保持したフ
ィードバンク補正量ｌ５Ｃｆｂを制御値＋５ｃａｙに加
算しても、回転の跳ね上がりを抑止できる。

尚、前記許容最大値Ｉ　Ｓ　Ｃｍａｘは、電気負荷やエ
アコン等の通常外部負荷が加わったときの要求補助空気
量が確保できるよう設定されているため、通常外部負荷
状態では、許容最大値Ｉ　Ｓ　Ｃｍａｘで制限すること
で要求補助空気量が確保できなくなることはない。

一方、ステップ４で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条件が成立していないと判定さ
れた場合にはステップ１ｏへ進む。

ステップ１０では、かかるフィードバック制御条件非成
立判定が初回であるが否がを判定し、初回であるときに
は、ステップ１１へ進んでフィードバック制御再開時に
用いるために前回ステップ５で設定されたフィードバッ
ク補正１１１ｓｃｆｂを記憶した後、ステップ１２へ進
む。但し、フィードバック制御中に制御値ｌ５Ｃｄｙが
許容最大値Ｉ　Ｓ　Ｃｍａｘで制限されていたときには
、ステップ９で設定されるＩ　５Ｃｆｂ”ｌ　ＳＣｍａ
ｘ　−Ｉ　ＳＣｔｗ　−Ｉ　５Ｃｅｔなるフィードバッ
ク補正１１ｓｃｆｂが記憶されることになる。

ステップ１２では、ステップ２，３における設定結果を
用い次式に従って制御値ｌ５ｃａｙを演算する。

Ｉ　Ｓ　Ｃｄｙ４−Ｉ　Ｓ　Ｃｔｗ＋　Ｉ　Ｓ　Ｃｅｔ
そして、次のステップＩ３では、上記のようにフィード
バック補正量ｌ５Ｃｆｂを含まない制御値ｌ５ｃｄｙに
相当するデユーティ比ＤＵＴＹの駆動パルス信号をアイ
ドル制御弁５に出力する。

尚、前記制？ｉｌｌ値ｌ５Ｃｄｙの構成要素として、バ
ッテリ電圧に依存して設定される補正量を加えるように
しても良い。

また、フィードバック制御条件が成立していないときに
も、設定した制御値ｒｓｃｄｙと許容最大値Ｉ　Ｓ　Ｃ
ｍａｘとを比較するようにしても良いが、フィードバッ
ク補正１１１ｓｃｆｂを含まない状態では制御値１ｓｃ
ｃｔｙが許容最大値［Ｓ　Ｃｍａｘを越えることがない
ので（換言すれば、フィードバック補正を可能にすべく
　Ｉ　Ｓ　Ｃｔｗ＋Ｉ　Ｓ　Ｃｅｔは限界値に対して充
分小さ（なるように設定しであるので）、本実施例では
フィードバック制御条件成立時にのみ許容最大値Ｉ　Ｓ
　Ｃｍａｘへの制限を行うよう構成した。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、駆動パルス信号
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
弁を備えたアイドル回転速度制御装置において、機関温
度に応じて前記デユーティ比の開側制御限界値を可変設
定し、デユーティ比がこの限界値を越えないように補正
するようにしたので、フィードバック補正によって開側
に過剰なデユーティ比が設定されることを回避でき、フ
ィードバック制御再開時の回転速度の跳ね上がりを抑止
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ブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム概略図、第３図は同上実施
例におけるアイドル制御弁への駆動パルス信号のデユー
ティ比を設定する制御を示すフローチャート、第４図は
従来のアイドル回転速度制御装置における問題点を説明
するためのタイムチャートである。 ３・・・スロットル弁　　４・・・補助空気通路５・・
・アイドル制御弁　　８・・・機関　　９・・・コント
ロールユニット　　１０・・・回転速度センサ１２・・
・水温センサ 泣許出願人　日本署子機器株式会詰 理人　弁理士　　　島　　冨二

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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
   助空気通路に介装され駆動パルス信号のデューティ比に
   応じて開度が調整され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
   運転条件で検出される機関回転速度を所定の目標回転速
   度に近づけるように前記デューティ比を設定するデュー
   ティ比設定手段と、機関温度を検出する機関温度検出手
   段と、該機関温度検出手段で検出した機関温度に応じて
   前記デューティ比の開側制御限界値を可変設定する限界
   値設定手段と、前記デューティ比設定手段で設定したデ
   ューティ比と前記限界値設定手段で設定したデューティ
   比の開側制御限界値とを比較してデューティ比が前記限
   界値を越えることがないよう補正設定するデューティ比
   限界補正手段と、設定されたデューティ比の駆動パルス
   信号を前記アイドル制御弁に出力する駆動パルス信号出
   力手段と、を含んで構成された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。