JPH0214979B2 - - Google Patents

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を運転状
態に応じて設定される目標アイドル回転数に収束
させるように制御するエンジンのアイドル回転制
御装置に関する。

（従来技術） 最近、自動車用のエンジンには、アイドル時の
回転数を可及的抑制して燃費の向上を図ると共
に、冷間始動時やクーラー等の外部負荷の作用時
には暖機を促進させ或いはエンストを生じないよ
うに該アイドル回転数を自動的に調整するように
したアイドル回転制御装置が備えられる。このよ
うな装置の例としては、例えば特開昭55−160136
号公報で、冷却水温に応じて目標アイドル回転数
を設定すると共に、この目標回転数と実際の回転
数との間に差がある時に、その差に応じてエンジ
ンに供給される吸入空気量を増減制御して、実際
のエンジン回転数を上記目標回転数に収束させる
ようにフイードバツク制御するようにした装置が
示されている。

ところで、このようなフイードバツク制御にお
いては、例えば外部負荷の作用時に速かにエンジ
ン回転数を高めてエンストを防止する等のため、
運転状態の変化に伴つて目標アイドル回転数が変
化した時にこれに追随させて実際の回転数を速か
に変化させる必要があると共に、該回転数を目標
回転数に短時間で収束させて運転状態を安定させ
る必要がある。然して、目標回転数の変化に対す
る追随性或いは応答性を向上させるためには、目
標回転数と実際の回転数との偏差値に対する制御
値の割合、即ち制御利得を大きくしてアクチユエ
ータの動作量を大きくすればよいが、このように
すると目標回転数に対する実際の回転数のオーバ
ーシユートが著しくなり、これに伴つてハンチン
グを生じて目標回転数への収束性或いは安定性が
悪化することになる。つまり、制御利得を大きく
すれば応答性が良くなる反面、安定性が悪くな
り、逆に制御利得を小さくすれば安定性は良くな
るが、応答性が悪くなるのである。

アイドル回転数のフイードバツク制御に関する
上記のような問題に対しては、例えば特開昭55−
57639号公報で、制御利得を偏差値に応じて変化
させるようにした制御方法が示されている。これ
は、目標回転数と実際の回転数の偏差値が大きい
時には制御利得を大きくして応答遅れをなくする
と共に、偏差値が小さい時或いは制御によつて次
第に小さくなつて来た時には、制御利得を小さく
して目標回転数に速かに収束させるようにしたも
のである。

しかし、アイドル回転の制御においては、制御
の応答性と安定性とを更に向上させるためには、
偏差値に応じて制御利得を変化させるだけでは必
ずしも十分とはいえない。つまり、同じアイドル
状態であつても、エンジン回転数が高い場合に
は、単位時間当りの吸気行程数が多くなるから、
アクチユエータの一定の動作量に対応して吸入空
気量が一定量変化しても、一回の吸気行程で各気
筒のシリンダに吸入される空気量の変化は小幅な
ものとなり、そのため回転数の変化が遅くなるの
である。従つて、偏差値が同じである場合におい
て、回転数が高い場合と低い場合とで制御値が同
一であれば、回転数が高い場合は制御値が不足し
て応答遅れが生じ、逆に回転数が低い場合は過制
御となつて安定性が悪くなるのである。

（発明の目的） 本発明は、エンジンのアイドル回転数をフイー
ドバツク制御する場合における上記のような事情
に対処し、目標回転数に対する実際のエンジン回
転数の同一の偏差に対するフイードバツク制御値
をエンジン回転数の高低に応じて変化させること
により、該エンジン回転数の高低に拘らず、常に
良好な応答性と安定性とを得ることを目的とす
る。

（発明の構成） 本発明に係るエンジンのアイドル回転制御装置
は、上記目的達成のため次のように構成される。

即ち、実際のエンジン回転数と目標アイドル回
転数との偏差に応じてフイードバツク制御値を設
定し、この制御値に従つてエンジンに供給される
吸入空気量を制御することによりアイドル時のエ
ンジン回転数を上記目標アイドル回転数に収束さ
せるように制御するアイドル回転制御装置におい
て、第１図に示すように、エンジンの回転数を検
出するエンジン回転数検出手段Ａと、冷却水温や
外部負荷の有無等のエンジンの運転状態に応じて
目標アイドル回転数を設定する目標アイドル回転
数設定手段Ｂと、エンジンの吸気系統に備えられ
てアイドル時に吸入空気量を制御する制御弁Ｃ
と、フイードバツク制御値を設定して制御弁Ｃに
制御信号を出力するフイードバツク制御手段Ｄ
と、更に上記フイードバツク制御値を設定するフ
イードバツク制御値設定手段Ｅとが備えられる。
このードバツク制御値設定手段Ｅは、上記エンジ
ン回転数検出手段Ａが検出した実際のエンジン回
転数と目標アイドル回転数設定手段Ｂが設定した
目標アイドル回転数との偏差に基づいてフイード
バツク制御値を設定するのであるが、その場合に
偏差が同一であつても、そのときの実際のエンジ
ン回転数が高い場合には低い場合よりも上記フイ
ードバツク制御値を大きな値に設定する。

従つて、エンジン回転数が高い場合には、吸気
行程時間が短くても、上記偏差に対して吸入空気
量が十分に増量もしくは減量されることになつ
て、該エンジン回転数が応答性よく制御されるこ
とになり、またエンジン回転数が低い場合は、過
制御によるエンジン回転数のハンチング等が防止
されることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第２図に示すように、エンジン１のシリンダ２
に通じる吸気通路３上には、エアクリーナ４側か
らエアフローメータ５、スロツトルバルブ６及び
燃料噴射ノズル７が設けられていると共に、該吸
気通路３におけるスロツトルバルブ６の上流側と
下流側との間にはバイパス通路８が設けられ、該
バイパス通路８上にバイパス空気量を制御する電
磁制御弁９が設置されている。

一方、このエンジン１には、上記燃料噴射ノズ
ル７に燃料制御信号ａを送出して燃料噴射量を制
御する燃料制御部と、上記電磁制御弁９にアイド
ル回転制御信号ｂを送出して、アイドル時にバイ
パス空気量を調整することによりアイドル回転数
を制御するアイドル回転制御部とを有する制御ユ
ニツト１０が備えられている。この制御ユニツト
１０の燃料制御部は、上記エアフローメータ５か
らの空気流量信号ｃとエンジンの回転数を検出す
るエンジン回転数センサ１１からの回転信号ｄと
を受けて上記燃料制御信号ａの制御値を設定する
ようになつている。また、該ユニツト１０のアイ
ドル回転制御部は、スロツトルバルブ６に備えら
れたスロツトル開度センサ１２からのスロツトル
開度信号ｅと上記エンジン回転信号ｄとからアイ
ドル状態であるか否かを判別すると共に、アイド
ル時にはシリンダ２の周囲の冷却水温を検出する
水温センサ１３からの水温信号ｆと、クーラー等
の外部負荷１４の作動、停止を示す負荷信号ｇ
と、上記エンジン回転信号ｄとからフイードバツ
ク制御値を設定し、この制御値に従つて上記アイ
ドル回転制御信号ｂを送出するようになつてい
る。

次に、第３図のフローチヤートに従つて上記制
御ユニツト１０におけるアイドル回転制御部の作
動を説明する。

先ず、制御ユニツト１０は、ステツプS₁でスロ
ツトル開度信号ｅ及びエンジン回転信号ｄに基づ
いてエンジン１がアイドル運転状態にあるか否か
を判定した上で、アイドル時には水温信号ｆ及び
負荷信号ｇに基づいてステツプS₂でエンジンの運
転状態（暖機状態や外部負荷の状態）に応じた目
標アイドル回転数Ｎを設定する。この時、該目標
アイドル回転数Ｎは、例えば第４図に示すように
水温及び外部負荷の有無に応じて予め設定された
マツプに従つて設定される。そして、この目標ア
イドル回転数Ｎに応じて電磁制御弁９に対するフ
イードバツク制御値Ｄの基本制御値D₀（＝K₀×
Ｎ）をステツプS₃で演算する。ここで、K₀は目
標値を制御値に変換するための定数である。

次に、制御ユニツト１０は、ステツプS₄におい
て上記ステツプS₂で設定した目標アイドル回転数
Ｎが所定回転数N₀（例えば900RPM）より大きい
か小さいかを判定し、その結果に従つてステツプ
S₅、S₆、S₇又はステツプS₈、S₉、S₇のいずれかを
実行し、フイードバツク制御値Ｄの補正値D₁を
別個に演算する。即ち、目標アイドル回転数Ｎが
所定回転数N₀より大きい時はステツプS₅、S₆、
S₇に従つて、先ず第１制御利得G₁を読み出すと
共に、目標アイドル回転数Ｎとエンジン回転信号
ｄが示す実際のエンジン回転数Nrpmとの偏差
（Ｎ−Nrpm）を求めて、この偏差と上記第１制
御利得G₁とから補正値D₁を演算する。また、目
標アイドル回転数Ｎが所定回転数N₀より小さい
時は、ステツプS₈、S₉、S₇に従つて第２制御利得
G₂を読み出すと共に、この制御利得G₂と偏差
（Ｎ−Nrpm）とから補正値D₁を演算する。この
場合において、第１、第２制御利得G₁，G₂は第
５図に示すように偏差の絶対値｜Ｎ−Nrpm｜に
応じて段階的に大きくなるように定められている
と共に、常に第１制御利得G₁が第２制御利得G₂
より大きな値となるように設定されている。従つ
て、第１制御利得G₁が用いられる目標アドル回
転数Ｎが所定回転数N₀より高い時は、第２制御
利得G₂が用いられる目標アイドル回転数Ｎが低
い時よりも補正値D₁が大きくなる。ここで、こ
の例においては補正値D₁の演算に積分方式が用
いられているが、他の演算方式を用いてもよい。
また、K₁は定数である。

そして、制御ユニツト１０は、次にステツプ
S₁₀〜S₁₂に外部負荷の作動、停止を判定すると共
に、外部負荷の作動時には一定値K₂となり、停
止時には０となる負荷補正値D₂を設定する。

然る後、ステツプS₁₃で上記基本制御値D₀、補
正値D₁、負荷補正値D₂を加算してフイードバツ
ク制御値Ｄを算出すると共に、ステツプS₁₄でこ
の制御値Ｄに相当するアイドル回転制御信号ｂを
電磁制御弁９に出力し、該弁９を上記制御値Ｄに
応じて開閉制御する。

このようにして、アイドル時に第２図に示すバ
イパス通路８を通つてシリンダ２に供給される吸
入空気量が制御され、これに伴つて制御ユニツト
１０の燃料制御部の作動により燃料噴射量が調整
されて、エンジン回転数が目標アイドル回転数に
一致するように制御されるのである。その場合
に、目標アイドル回転数Ｎと実際のエンジン回転
数Nrpmの偏差が同じであつても、上記補正値D₁
が、目標アイドル回転数Ｎが所定回転数N₀より
高い場合には低い場合より大きな値とされ、これ
に伴つてフイードバツク制御値Ｄも同様に目標回
転数Ｎの高低によつて異なつた値とされるから、
エンジン回転数が、目標アイドル回転数が高い場
合には大きな制御値により応答遅れを生じること
なく制御され、また目標アイドル回転数が低い場
合は過制御によるオーバーシユートやハンチング
等を生じることなく制御されることになる。

尚、この実施例では、上記の如き目標アイドル
回転数の高低によつて制御利得を変化させると同
時に、偏差値によつても制御利得を変化させてい
るから、制御の応答性及び安定性が一層向上する
ことになる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、アイドル時のエ
ンジン回転数を運転状態に応じて設定される目標
アイドル回転数に収束させるようにフイードバツ
ク制御するアイドル回転制御装置において、目標
アイドル回転数に対する実際のエンジン回転数の
偏差が同一であつても、フイードバツク制御値を
エンジン回転数が高い場合に低い場合より大きな
値に設定する構成としたから、エンジン回転数が
高い場合における応答遅れ及びエンジン回転数が
低い場合における過制御が同時に解消され、常に
良好な応答性と安定性が得られることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成を示すブロツク図で
ある。第２〜５図は本発明の実施例を示すもの
で、第２図は制御システム図、第３図は作動を示
すフローチヤート図、第４，５図は夫々目標アイ
ドル回転数及び制御利得の特性を示すグラフであ
る。 Ａ……エンジン回転数検出手段、Ｂ……目標ア
イドル回転数設定手段、Ｃ……制御弁、Ｄ……フ
イードバツク制御手段、Ｅ……フイードバツク制
御値設定手段、１……エンジン、２……シリン
ダ、３……吸気通路、６……スロツトルバルブ、
８……バイパス通路、９……電磁制御弁、１０…
…制御ユニツト、１１……エンジン回転数セン
サ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 実際のエンジン回転数と目標アイドル回転数
   との偏差に応じてフイードバツク制御値を設定
   し、この制御値に従つてエンジンに供給される吸
   入空気量を制御して、アイドル時のエンジン回転
   数を上記目標アイドル回転数に収束させるように
   フイードバツク制御するアイドル回転制御装置で
   あつて、エンジンの回転数を検出するエンジン回
   転数検出手段と、エンジンの運転状態に応じて目
   標アイドル回転数を設定する目標アイドル回転数
   設定手段と、エンジンに供給される吸入空気量を
   制御する制御弁と、上記フイードバツク制御値に
   従つて制御弁に制御信号を出力するフイードバツ
   ク制御手段と、同一エンジン回転数偏差に対する
   フイードバツク制御値を実際のエンジン回転数が
   高いほど大きな値に設定するフイードバツク制御
   値設定手段とを備えたことを特徴とするエンジン
   のアイドル回転制御装置。