JPH02112638A - エンジンアイドル回転速度制御方法 - 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〕 本発明は自動車のエンジンのアイドル時の回転速度を所
望の速度に制御するエンジンアイドル回転速度制御方法
に関する。

〔従来の技術〕

エンジンの冷却水温に応じた目標値に塑機運転中のアイ
ドル回転速度を制御するため、或いは自動車用空調機の
コンプレッサ等のエンジンにより駆動される車載負荷の
エンジンへの接続状態に応じた目標値にアイドル回転速
度を制御するため、実際のエンジン回転速度を検出し、
上記目標値と実際の回転速度との差に応じてスロットル
弁をバイパスする補助空気の量、或いはスロットル弁の
開度等の回転速度帰還制御対象の帰還制御量を調整制御
するものが提案されている。

するまで時間がかかり、つまりは回転速度が高すぎて燃
費性を悪化させたり、低すぎてエンジンス、トールを引
き起こす等の問題をもたらす。

従って、本発明の目的はアイドル回転速度を応答性よく
、かつ精度よく目標値に制御できるアイドル回転速度制
御方法を提供することにある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このような制御装置では該装置の経年変化が
生じた場合、例えば補助空気量を調節するバルブへのほ
こりの付着等で開口面積が変化した場合には、実際の回
転速度が目標値になかなか落ち着かないという状態にな
ることがあるが、このような経年変化に対し、帰還制御
量を大きく、つまり制御応答性を早くすると、アイドル
回転速度は急激に変動して安定性が悪くなり、極端な場
合はハンチングするという問題があり、反対に帰還制御
量を小さく、つまり制御応答性を遅くすると、例えば通
常の負荷運転からアイドル運転に切替ったときにはアイ
ドル回転速度は目標値に収束〔課題を解決するための手
段〕 上記の目的を達成するために、本発明においては、 アイドル状態であるか否かを判別し、アイドル状態であ
るときに、アイドル回転速度の目標値とアイドル時の実
際の回転速度との比較結果を積分処理して設定される制
御量によって、エンジンのアイドル時の実際の回転速度
を前記目標値に一致させるように、エンジンへの吸気量
を調節する吸気調節手段を駆動してエンジンのアイドル
回転速度を制御する方法であって、前記制御量に基づい
て定められる値を、読み書き可能でエンジン停止時にお
いても記憶内容の保持が可能であるメモリにエンジンの
作動状態に対応して回転速度補正情報として記憶させる
とともに、前記メモリに記憶させたそのときのエンジン
の作動状態に対応する前記回転速度補正情報と前記制？
１１ｆｆｉとによって前記吸気調節手段を駆動して、ア
イドル回転速度を制御することを特徴としている。

〔実施例］ 以下、本発明を図に示す一実施例につき説明する。第１
図において、１は内燃エンジンであり、２は吸気系、３
はスロットル系（バルブ）である。

４はスロットルバルブ３の全閉状態を検出するためのア
イドルスイッチである。５はスロットルバルブ３をバイ
パスする補助空気量を制御するためのアクチュエータで
５１が電磁コイルであり、その磁力は制御回路３０の出
力電流によって決まる。

５２は磁性体であり、パルプ５３と連結しており、スプ
リング５４．５５と制御回路３０の出力電流のつり合い
によってパルプ５３の開度、すなわちスロットル弁３を
バイパスする補助空気量を調整している。６．７は空気
通路である。９はエンジン回転信号としての点火装置断
続信号を出力する回転センサである。

第２図は制御回路３０を示す電気回路図である。

３０１はＤ−Ａ変換回路で回転センサ９からの信号、つ
まり点火装置の断続信号ＩＧが入力され、周波数信号を
アナログ電圧に変換する。３０２は関数発生回路で、エ
ンジン冷却水温を検出する水温センサ３０３ａの信号、
並びに車載負荷としての自動車用空調機のコンプレッサ
の電磁クラッチのオンオフを切替えるクーラスイッチ３
０３ｂの信号とが人力され、暖機運転時のアイドル回転
速度の目標値、並びに負荷としてのターラがオンされた
ときのアイドル回転速度の目標値を決定するアナログ電
圧を発生し、比較器３０４に供給する。

比較器３０４はＤ−Ａ変換回路３０１、並びに関数発生
回路３０２の出力電圧を比較し、設定回転速度、つまり
目標値と実際の回転速度との大小を判別し、それぞれ高
レベル、低レベルの電圧として積分回路３０５に出力す
る。積分回路３０５は演算増幅器３０６、抵抗３０７、
コンデンサ３０８、アイドルスイッチ４の信号によりオ
ンオフ作動するアナログスイッチ３１９から成り、比較
器３０４の出力に応じた増減方向で積分すると共に、ア
イドルスイッチ４がオフのときはアナログスイッチ３１
９が閉じられ、一定の電圧を出力するようになっている
。３０９は加算回路で、演算増幅器３１０と抵抗３１１
，３１２，３１３から成り、積分回路３０５の出力と後
述の学習制御回路３１４の出力を加算する。学習制御回
路３１４は、ＡＤ変換器も含むマイクロコンピュータ３
１５、読み書き可能な不揮発性メモリ（すなわち読み書
き可能でしかもエンジン停止時においてもその記憶内容
が保持し得るメモリ）３１６．マイクロコンピュータ３
１５の出力をＤ−Ａ変換するＤ−Ａコンバータ３１７、
比較２３３１Ｂから成る。この学習制御回路３１４はア
イドル回転速度の目標値と実際値との差に応じた値の制
御量、つまりこの実施例では積分回路３０５の積分出力
が人力され、この積分出力に関連した値、つまりこの積
分出力と設定電圧とを大小比較判別する比較器３１日の
出力を不揮発性メモリ３１６に回転速度補正データとし
て記憶させるものである。

第３図は学習制御回路３１４のマイクロコンピュータ３
１５の機能の概略説明のためのフローチャートであり、
以下説明する。エンジンが始動され、処理ルーチンがス
タートされ、まずステップ１００１にてアイドルスイッ
チ４がオンか否か、つまりスロットル弁３が閉じられて
いて、アイドル運転中かどうか判定し、アイドル運転中
であって、アイドルスイッチ４がオンのときはステップ
１００２にて水温センサ３０３ａからのエンジン冷却水
温Ｔをデジタル２進化情報として取り込み、かつ回転セ
ンサ９からのエンジン回転速度Ｎをデジタル２進化情報
として取り込む。次のステップ１００３にて第４図に示
すような不揮発性メモリ３１６に格納されたマツプの対
応する番地の水温用補正データＦ＝Ｆ’″７を読み出す
。このＦ−は第４図に示すマツプにおいて、冷却水温に
ついてｍ番目、エンジン回転速度についてｎ番目にあた
る番地のデータである。次のステップ１００４ではデー
タスイッチ３０３ｂがオンか否か、つまり負荷としての
自動車空調機用のコンプレッサがエンジンに接続されて
いるか否かを判定し、データスイッチ３０３ｂがオンの
ときはステップ１００５にて負荷用補正データｒ＝ｒ、
を不揮発性メモリ３１６から読み出す。データスイッチ
３０３ｂがオフのときは、ステップ１００６にてメモリ
３１６から「＝ｆ２を読み出す。次にステップ１００７
に進み、比較器３１Ｂの出力が高レベルか否か、つまり
積分回路３１８の積分出力が所定レベル以上か否かを判
定し、比較器３１８が高レベルのときはステップ１００
Ｂにて水温用補正データＦ（＝Ｆ□）に所定値ΔＦを加
算し、不揮発性メモリ３１６の前記該当番地に書き込ん
でデータを更新し、次にステップ１００９にて上記負荷
用補正データｒを同様にして所定値Δｆを加算し、メモ
リ３１６の該当番地に書込みデータを更新する。

比較１３１８が低レベルのときはステップ１ｏｔＯに進
み、上記データＦ（＝Ｆ”、）から所定値ΔＦを減算し
、メモリ３１６の該当番地に書き込みデータを更新し、
次にステップ１０１１にて上記データｆも同様に所定値
Δｒを減算し、メモリ３１６の該当番地に書き込み、デ
ータを更新する。

次のステップ１０１２では、上記水温用補正デー。

りＦと負荷用補正データｆとを加算して補正値Ａを計算
し、次のステップ１０１３にてこの補正値ＡをＤ　−、
Ａ、コンバータ３１７に出力し、Ｄ−Ａコンバータ３１
７にて補正値Ａをアナログ量に変換させる。次のステッ
プ１０１４では、上記の処理を所定周期毎に達成するた
め時間ΔＴだけ待機し、ΔＴ経過後、ステップ１００１
に戻って以上の処理を繰り返す。なお、アイドルスイッ
チ１００１がオンでないときは、°ステップ１０１５に
進み、一定の補正値ＡｃをＤ−Ａコンバータ３１７に出
力し、次にステップ１０１４に移る。

次に、上記構成の作動を説明する。関数発生回路３０２
からのエンジン冷却水温とエンジン負荷としてのデータ
の接続状態とに応じた目標回転速度を表す目標値が出力
される。比較器３０４にてこの目標値と実際の回転速度
とが比較され、大小に応じた高低レベルの信号が出力さ
れる。エンジンのアイドル時、つまりアイドルスイッチ
４がオンのときは、積分回路３０５のアナログスイッチ
３１９は開かれており、積分回路３０５は比較器３０４
の判定信号に応じて積分し出力する。エンジン速度が目
標値以上のときは、比較器は高レベルとなり、積分出力
は低下し、加算回路３０９の出力も低下し、アクチュエ
ータ５への出力は小さい。アクチュエータは供給される
出力電流が高くなると前記バイパス空気量を増加させ、
低くなるとバイパス空気量を低下させる構成であり、従
って、エンジン回転速度が目標値以上のときはアクチュ
エータ５はバイパス空気量を減じ、回転速度を低下させ
る。また、加算回路３０９には、学習制御回路３１４の
出力が供給されており、この学習制御回路からは上記説
明のとおり水温用補正データＦと負荷用補正データｆと
を加算した補正値Ａ、つまり現時点の水温状態並びに負
荷状態に対応する過去の回転偏差補正量を出力するもの
で、従って、加算回路３０９からは現時点の回転速度と
目標値との差に基づく帰還制御と過去の同一条件時の補
正量による学習制御との双方の補正信号が加算されて出
力される。

ところで、上述の如く、現時点の回転速度と目標値との
差に基づく帰還制御における制御量の算出の際には、前
記差を積分回路３０５で積分処理して得ているので、こ
の制ｉｌｌはエンジンｌやバルブ５３近傍の経年変化に
応じて変化する値となる。すなわち、経年変化によって
、そのときの目標値に対するエンジンの要求空気量やア
クチュエータ５への電流に対するパルプ５３の開口面積
が、設計時の基準からずれると、現時点の回転速度は目
標値よりも常に大きい値か、又は常に小さい値かにずれ
ることになるので、上記の差は常に一方向に偏った値と
なる。そのため、上記制御量は上記のずれを解消する方
向に上記積分回路３０５の積分定数に基づく時定数で徐
々に変化する。そして、この変化に応動して学習制御回
路３１４の比較器３１８が高レベル又は低レベルの出力
をマイクロコンピュータ３１５に出力するため、上述の
処理により水温用補正データＦ及び負荷用補正データｆ
も積分処理により増減されて、両者を加算した補正値Ａ
は上記のずれ分を解消する値にまで変動する。

従って、加算回路３０９の出力は、上記のずれ分を補償
する補正値Ａを中心として積分回路３０５の積分出力に
応じて、その付近で上下に変動する値となる。すなわち
、積分出力の変動幅は小さくて済むようになる。

そして、本実施例では補正値Ａを水温用補正データＦ及
び負荷用補正データｒとしてメモリ３１６に記憶してい
るので、積分出力の変動幅を常に小さな幅に維持できる
。従って、帰還制御量を大きくしなくても、エンジンア
イドル時の回転速度は応答性よく、かつ制御精度も高く
制御可能となる。特に、通常走行の負荷運転からアイド
ル運転状態に切替ったときや、アイドル運転中にデータ
等のエンジン負荷の接続状態が切替ったときには、切替
った後のアイドル運転に対応した補正値Ａが学習制御回
路３１４から加算回路３０９に直ちに出力されることに
よって、いままでとは比べものにならない応答性でアイ
ドル回転速度を目標値に制御できる。

さらにはエンジンの冷えた冷却水温の低い状態の、高い
目標回転速度に制御されているアイドル状態から負荷運
転に移り、その負荷運転中にエンジンの暖機が進んで、
冷却水温の高い状態となってからアイドル状態に移った
場合には、低い目標回転速度が設定されるが、上述の如
く本実施例では、水温と回転速度とに応じた水温用補正
データＦを備えていて、その時の水温及び回転速度に応
じた水温用補正データＦが用いられるので、１個の補正
データしか備えていない場合は、その補正データが学習
制御にてその運転状態に合う値になるまで若干制御性が
落ちるのに対して、直ちに運転状態に対応した補正デー
タＦが制？ＪＩに反映されるので、極めて制御性が向上
する。

エンジンが通常走行のごとき負荷運転の場合はは、アイ
ドルスイッチ４が開かれ、積分回路３０５はアナログス
イッチ３１９が閉じられるため所定電圧を出力し、また
、学習制御回路３１４からも一定値Ａｃの補正信号を出
力する結果、アクチュエータ５は一定量のバイパス空気
をエンジンに供給する。

以上の実施例では、負荷としては自動車用空調ｊａ（デ
ーラ）のコンプレッサについて述べたが、パワーステア
リング用の油圧モータ等も同様に考慮することができる
。また、アクチュエータ５はスロットル弁３をバイパス
する空気の量を制御するものを示したが、スロットル弁
３の開度を制御するものであっても、同様に制御可能な
ことはいうまでもない。また、エンジン冷却水温に対す
る補正情報を第４図の如く回転速度と冷却水温によって
区別したマツプにより記憶したが、他に例えば吸気負圧
と冷却水温によって区別したマツプにより記憶すること
でもよいことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明方法では、 アイドル状態であるか否かを判別し、アイドル状態であ
るときに、アイドル回転速度の目標値とアイドル時の実
際の回転速度との比較結果を積分処理して設定される制
ｔｉｌｌによって、エンジンのアイドル時の実際の回転
速度を前記目標値に一致させるように、エンジンへの吸
気量を調節する吸気調節手段を駆動してエンジンのアイ
ドル回転速度を制御する方法であって、前記制御量に基
づいて定められる値を、読み書き・可能でエンジン停止
時においても記憶内容の保持が可能であるメモリにエン
ジンの作動状態に対応して回転速度補正情報として記憶
させるとともに、前記メモリに記憶させたそのときのエ
ンジンの作動状態に対応する前記回転速度補正情報と前
記制御量とによって前記吸気調節手段を駆動して、アイ
ドル回転速度を制御することを特徴としたことから、 前記制？Ｉｌ量はエンジン等の経年変化に応じて変動し
、従って、エンジンの作動状態に対応した各回転速度補
正情報は、前記制御量の変動に応動して経年変化を反映
した値となり、経年変化によるエンジンを含むアイドル
回転速度の制御系のずれ、例えば吸気調節手段のほこり
付着等による流量特性のずれを補償し得る値として、前
記メモリ内に記憶されるようになる。そして、目標値と
実際の回転速度との比較結果に応じた制御量と、そのと
きのエンジン作動状態に対応する前記回転速度補正情報
とによって、アイドル回転速度を制御することによって
、制御系のずれ分を補償する回転速度補正情報で不充分
な分だけ前記制御ｌ量が変化して、実際の回転速度が目
標値に一致するように制御されるため、前記制御量の変
動幅を充分に小さくできるようになり、従って、通常走
行の負荷運転からアイドル運転に切替ったときでも、制
御量を大きくしなくても目標値に回転速度を応答よく制
御でき、制？１ｌｆｆｉを大きくしなくてもよくなるこ
とから、精度の点においても極めて良好に制御できる。

また、前記回転速度補正情報が読み書き可能で、エンジ
ン停止時においても記憶内容を保持し得るメモリに、エ
ンジン作動状態に対応して記憶されているので、例えば
−旦エンジンを停止し、再び始動しても、前回のエンジ
ン作動時において設定された各回転速度補正情報は記憶
保持されており、従って、常に前記制御量の変動幅を小
さくできるので、常に安定したアイドル回転制御が実現
できる。また、アイドル運転から負荷運転、さらにアイ
ドル運転と変化して前のアイドル運転と次のアイドル運
転とで、エンジンの作動状態（例えば暖機状態）が異な
っていても、その作動状態に対応した回転速度補正情報
が備わっているので、前記制御量の変動幅は作動状態に
関係なく、充分小さくでき、よって、極めてスムーズに
、しかも応答よ（回転速度を目標値に安定させることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図に示す制御回路の電気回路図、第３図は第２図のマイ
クロコンピュータの概略機能を説明するためのフローチ
ャート、第４図は本発明を説明するため、第２図に示す
不揮発性メモリに格納されたマツプである。 ９・・・回転センサ、３０・・・制御回路、３０２・・
・目標値を決定する関数発生回路、３１４・・・学習制
御回路、３１６・・・不揮発性メモリ。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アイドル状態であるか否かを判別し、アイドル状
   態であるときに、アイドル回転速度の目標値とアイドル
   時の実際の回転速度との比較結果を積分処理して設定さ
   れる制御量によって、エンジンのアイドル時の実際の回
   転速度を前記目標値に一致させるように、エンジンへの
   吸気量を調節する吸気調節手段を駆動してエンジンのア
   イドル回転速度を制御する方法であって、前記制御量に
   基づいて定められる値を、読み書き可能でエンジン停止
   時においても記憶内容の保持が可能であるメモリにエン
   ジンの作動状態に対応して回転速度補正情報として記憶
   させるとともに、前記メモリに記憶させたそのときのエ
   ンジンの作動状態に対応する前記回転速度補正情報と前
   記制御量とによって前記吸気調節手段を駆動して、アイ
   ドル回転速度を制御することを特徴とするエンジンアイ
   ドル回転速度制御方法。
2. （２）前記エンジンの作動状態とはエンジンの暖機状態
   とエンジンの回転速度との少なくともいずれか一方であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のエンジ
   ンアイドル回転速度制御方法。