JPH0243905B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジンの回転数制御装置に関するも
のである。

一般に、自動車用エンジンにおいては燃費向上
あるいは排出ガス低減を計るためアイドリング回
転数を下げる傾向にある。しかし、エンジン性能
のバラツキや経年変化等を考慮すると、アイドリ
ング回転数を低下させるには限界がある。そこ
で、アイドリング回転数を長期間にわたつて正確
にしかも安定に制御する電子式の制御装置が用い
られるようになつてきた。

第１図は直流モータを用いてスロツトルバルブ
のストツパ位置を変化させてアイドリング回転数
を制御する従来装置の一例を示す。図において、
１は点火コイル、２は点火コイル制御装置、３は
周期計測回路、４は回転数演算回路、５は目標回
転数演算回路、６は偏差検出回路、７は制御パル
ス幅演算回路、８はパルス幅カウンタ、９は制御
周期カウンタ、１０は制御信号発生回路、１１は
駆動回路、１２はスロツトルバルブ駆動装置、１
２１はモータ、１２２は直流モータ１２１の回転
運動を直線運動に変える減速機構、１２３はアク
セルペダル１４の全閉位置を検出するとオンとな
るアイドルスイツチ、１２４は減速機構１２２に
よつて直線駆動されるスロツトルストツパ、１２
５はスロツトルバルブ１３と連動するカム機構、
１５はアイドルスイツチ１２３のオフからオンへ
の変化に同期して作動し一定時間回転数制御禁止
信号を出力するタイマ、１６はタイマ１５の出力
およびアイドルスイツチ１２３の出力によりアイ
ドル状態を検出するアイドル判別器を示す。

次に上記の従来装置の動作を説明する。まず、
周期計測回路３は点火コイル１に接続され、点火
コイル１が発生する点火信号間の時間々隔を計測
する。回転数演算回路４はこの点火信号間の時間
間隔を回転数の重みを持つ回転数信号に変換す
る。目標回転数演算回路５は目標アイドリング回
転数を演算し、演算結果を出力する。偏差検出回
路６は回転数演算回路４の出力信号と目標回転数
演算回路５の出力信号を比較し、その偏差を回転
数偏差信号として制御パルス幅演算回路７に出力
するとともに、この両出力信号間の大小関係を示
す信号を制御パルス幅演算回路７と制御信号発生
回路１０に出力する。制御パルス幅演算回路７は
上記二種類の信号に応じた最適な直流モータ１２
１の駆動時間を演算し、演算結果をパルス幅カウ
ンタ８に出力する。ここで、制御パルス幅演算回
路７の入出力である回転数偏差信号と直流モータ
１２１の駆動時間との関係を第２図に示す。第２
図において、横軸は回転数偏差、縦軸は駆動時間
を示し、回転数偏差が不感帯回転数領域Nd以内
では駆動時間は零であつて直流モータ１２１は駆
動されないため、スロツトルストツパ１２４の位
置は変らない。又、回転数偏差が零より右側は実
際のエンジン回転数が目標アイドリング回転数よ
り低い領域に相当し、この領域は直流モータ１２
１を正転させて減速機構１２２、スロツトルスト
ツパ１２４およびカム機構１２５を介してスロツ
トルバルブ１３を開く場合における回転数偏差と
駆動時間の関係を示す。又、回転数偏差が零より
左側は実際の回転数が目標アイドリング回転数よ
り高い領域に相当し、この領域は直流モータ１２
１を逆転させてスロツトルバルブ１３を閉じる場
合の回転数偏差に対する駆動時間の関係を示す。

一方、制御周期カウンタ９は直流モータ１２１
を間欠駆動する周期を計数するカウンタであり、
第３図に示す一定周期Ｔ毎に出力信号をパルス幅
カウンタ８に出力する。パルス幅カウンタ８はプ
リセツトカウンタで構成され、制御周期カウンタ
９が出力信号を出力した時点における制御パルス
幅演算回路７の出力値をプリセツトすると同時に
一定時間毎に減算を開始し、カウンタの内容が零
になるまでの間この減算計数動作を続けるととも
に出力信号を制御信号発生回路１０に送る。制御
信号発生回路１０は偏差検出回路６の出力信号か
ら目標アイドリング回転数と実際のエンジン回転
数の大小関係を判断し、実際のエンジン回転数が
目標アイドリング回転数以下の場合はパルス幅カ
ウンタ８の出力信号を正転信号として出力端子１
０１に導き、又目標アイドリング回転数以上の場
合は逆転信号として出力端子１０２に導く。ただ
し、制御信号発生回路１０はアイドルスイツチ１
２３がオンの状態即ちアクセルペダル１４が全閉
状態でかつタイマ１５から回転数制御禁止信号が
出力されていない場合のみアイドル判別器１６の
出力に応じて各出力端子１０１，１０２に出力を
出し、アイドリング回転数制御を行うよう構成さ
れている。駆動回路１１は出力端子１０１に出力
信号が発生している間は直流モータ１２１を正転
させるよう信号を送り、これによつて直流モータ
１２１は正転してスロツトルストツパ１２４は押
し出され、カム機構１２５を介してスロツトルバ
ルブ１３は開き、エンジン回転は上昇する。同様
にして、出力端子１０２に出力信号が発生してい
る間直流モータ１２１は逆転され、スロツトルス
トツパ１２４は引き込まれてスロツトルバルブ１
３は閉方向に動き、エンジン回転は下降する。

ここで、エンジン回転数が安定するまでの動作
を第３図を用いて説明する。今、アクセルペダル
１４が全閉位置にあり、時刻t₁以前にエンジン負
荷が増加し、エンジン回転数Ｎが目標アイドリン
グ回転数N₀以下にあるとする。時刻t₁における
回転数はN₁であり、制御パルス幅演算回路７の
出力値は第２図よりTP₁である。従つて、パルス
幅カウンタ８は時刻t₁から時間幅TP₁の間信号を
発生する。この信号N₀＞N₁であるから制御信号
発生回路１０の出力端子１０１に導かれ、第３図
ａに示すように正転信号として出力される。この
結果、駆動回路１１は時間幅TP₁の間直流モータ
１２１を正転させ、スロツトルバルブ１３は開か
れてエンジン回転は上昇する。次に時刻t₁から一
定周期Ｔの後の時刻t₂におけるエンジン回転数は
N₂である。この時点でもN₀＞N₂であるため前記
と同様にして時間幅TP₂の間直流モータ１２１は
正転され、スロツトルバルブ１３はさらに開かれ
てエンジン回転数は上昇する。この結果、エンジ
ン回転数は時刻t₃に到達する前に目標アイドリン
グ回転数N₀との差が不感帯Nd以内に入り、時刻
t₃では直流モータ１２１は駆動されない。以後は
何らかの外乱によつて回転数偏差が不感帯Ndを
越えるまで直流モータ１２１は駆動されない。

次にレーシング後などの減速時の動作を第４図
および第５図を用いて説明する。加速状態から時
刻t₁₀において運転者がアクセルペダル１４から
足を離すと、アイドルスイツチ１２３がオフから
オンになるが一定時間Tdの間はタイマ１５は回
転数制御禁止信号を出力する。このため、アイド
ル判別器１６は時間Tdの間はアイドルスイツチ
１２３がオンでも非アイドル信号を出し、回転数
制御は行われない。従つて、第４図に示すように
減速状態の完了よりも時間Tdの方が長い場合に
は、時刻t₁₁において回転数が目標アイドリング
回転数N₀近傍に収束し時刻t₁₂においてパワース
テアリングの作動や電気負荷の増大等により回転
数がさらに低下しても回転数制御は行われない。
時刻t₁₃においてタイマ１５より回転数制御禁止
信号が出力されなくなるとアイドル判別器１６よ
りアイドル信号が出力され、回転数制御が開始さ
れる。この結果、目標回転数N₀と実エンジン回
転数Ｎとの差に応じて制御信号発生回路１０から
生転信号が出力されてスロツトル開度が増加し、
時刻t₁₄において許容回転数誤差範囲に達する。

又、第５図に示すように、減速前のエンジン回
転数が高くて減速時間が長い場合には、アイドル
スイツチ１２３がオフからオンになつて時間Td
経過した時刻t₂₁においてもエンジン回転数Ｎは
目標回転数N₀近傍まで低下しない。従つて、制
御信号発生回路１０から逆転信号が出力され、ス
ロツトル開度はエンジン負荷に対応した開度より
閉じ、時刻t₂₂において減速状態が完了するとエ
ンジン回転数Ｎは目標回転数N₀よりさらに低下
し、しかる後に正転信号によりスロツトル開度が
修正されて時刻t₂₃において目標回転数N₀に収束
する。

上記のように従来では、減速時における回転数
制御をスロツトル開度が所定値以下に達した後所
定時間禁止しているが、エンジン負荷の変動によ
る減速時間を考慮していないために、減速状態が
完了後も長時間回転数制御を禁止して負荷変動に
対する修正が遅れたり、あるいは逆に減速状態の
完了前に回転数制御を開始してエンジン回転数の
低下を招くなどの問題があつた。

本発明は上記の従来の欠点を除去するために成
されたものであり、エンジンの負荷状態を検出
し、減速時の回転数制御開始禁止時間を負荷状態
の関数として制御することにより、減速状態完了
後速やかに回転数制御を開始することができ、応
答性が良好でかつ減速時の回転数落込みのないエ
ンジン回転数制御装置を提供することを目的とす
る。

以下本発明の実施例を図面とともに説明する。
第６図において、１７はアイドル時のエンジン負
荷（例えばクーラのオン、オフ）を検出する負荷
検出器、１８はアイドルスイツチ１２３がオフか
らオンに変化後負荷検出器１７の出力に応じて所
定時間Tdの間回転数制御の開始を禁止するタイ
マ、１９はタイマ１８の出力およびアイドルスイ
ツチ１２３の出力によりエンジンのアイドル状態
を検出するアイドル判別器である。

上記装置においては、減速時以外の動作は従来
と同様であるので減速時の動作について第７図を
用いて説明する。まず、時刻t₃₀においてエンジ
ン回転数Ｎが目標アイドリング回転数N₀より高
いとする。ここで、運転者がアクセスペダル１４
より足を離し、アクセルペダル１４およびスロツ
トルバルブ１３がアイドル状態になると、アイド
ルスイツチ１２３はオフからオンに変化する。
又、負荷検出器１７はエンジン負荷を検出してお
り、タイマ１８はアイドルスイツチ１２３の出力
を受けて作動し、エンジン負荷としてのクーラ負
荷がオンの場合には時刻t₃₀から時刻t₃₁までの
Td₁時間回転数制御の禁止信号を出力する。又、
クーラ負荷がオフの場合にはタイマは時刻t₃₀か
ら時刻t₃₂までのTd₂時間回転数制御の禁止信号を
出力する。即ち、エンジン負荷が重い場合には減
速時間が短いので回転数制御開始の禁止時間を短
くし、エンジン負荷が軽い場合には減速時間が長
いので回転数制御開始の禁止時間を長くする。ア
イドル判別器１９はアイドルスイツチ１２３の出
力およびタイマ１８の出力を受け、アイドルスイ
ツチ１２３がオンでかつタイマ１８が回転数制御
信号を出力しないことを条件としてアイドル状態
と判別し、アイドル信号を出力する。制御信号発
生回路１０はアイドル判別器１９からアイドル信
号を受けて正転信号又は逆転信号を出し回転数制
御が開始される。ただし、第７図の場合には回転
数制御が開始された時点でエンジン回転数Ｎは既
に目標アイドリング回転数N₀の近傍に収束して
いるので制御信号発生回路１０は正転信号や逆転
信号を出力しない。

尚、上記実施例ではタイマ１８をスロツトルバ
ルブ１３がアイドル状態となつた時点で起動させ
たが、エンジン回転数が所定回転数（N₀より大
きい。）になつたことを検出する減速判別用回転
数検出器を別に設け、タイマ１８がスロツトルバ
ルブ１３がアイドル状態でかつエンジン回転数が
所定回転数以下になつた時点で起動するように
し、これによつて回転数制御の開始をより良好に
行うことができる。

又、上記実施例ではスロツトル開度制御式のエ
ンジン回転数制御装置について述べたが、エアバ
イパス制御式、点火時期制御式、空燃比制御式等
のエンジン回転数制御装置においても同様の効果
が得られる。又、上記実施例では直流モータ駆動
式のアクチユエータを用いたが、バキユームダイ
ヤフラム式や電流制御式のアクチユエータを用い
ても同様の効果が得られる。

以上のように本発明では、エンジンがアイドル
状態になつた時点で起動しその時点でのエンジン
負荷の大きさに応じて所定時間回転数制御の禁止
信号を出力するタイマ手段を設けており、エンジ
ン負荷が大きく減速時間が短い場合には回転数制
御の開始を早くし、エンジン負荷が小さく減速時
間が長い場合には回転数制御の開始を遅くするこ
とができる。このため、回転数制御の開始が早過
ぎたり遅過ぎたりすることがなく、応答性が良好
で減速時の回転数落込みのないエンジン回転数制
御装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成図、第２図は従来およ
び本発明に係る制御パルス幅演算回路の入出力特
性図、第３図〜５図は従来装置の動作を示すタイ
ミングチヤート、第６図は本発明装置の構成図、
第７図は本発明装置の動作を示すタイミングチヤ
ートである。 ４……回転数演算回路、５……目標回転数演算
回路、６……偏差検出回路、７……制御パルス幅
演算回路、８……パルス幅カウンタ、９……制御
周期カウンタ、１０……制御信号発生回路、１１
……駆動回路、１２……アイドルスイツチ１２３
内蔵のスロツトルバルブ駆動装置、１３……スロ
ツトルバルブ、１４……アクセルペダル、１７…
…負荷検出器、１８……タイマ、１９……アイド
ル判別器。尚、図中同一符号は同一又は相当部分
を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 目標エンジン回転数を演算する目標エンジン
   回転数演算手段と、エンジン回転数を検出するエ
   ンジン回転数検出手段と、エンジンがアイドル状
   態にあることを検出するアイドル状態検出手段
   と、エンジン回転数を調整するエンジン回転数調
   整手段と、エンジン負荷を検出するエンジン負荷
   検出手段と、アイドル状態になつた時点で起動し
   この時点でのエンジン負荷が大きい場合には短く
   エンジン負荷が小さい場合には長い所定時間だけ
   回転数制御の禁止信号を出力するタイマ手段と、
   アイドル状態においてタイマ手段が回転数制御禁
   止信号を出力しないことを条件として目標エンジ
   ン回転数演算手段の出力とエンジン回転数検出手
   段の出力の差信号に応じてエンジン回転数調整手
   段を制御する制御手段を備えたことを特徴とする
   エンジン回転数制御装置。 ２ エンジン回転数が所定回転数になつたことを
   検出する減速判別用回転数検出器を設け、前記タ
   イマ手段はスロツトルバルブの位置がアイドル状
   態でかつエンジン回転数が所定回転数以下になつ
   た時点で起動するようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のエンジン回転数制御装
   置。