JPH0315015B2 - - 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制御装置、
特に負荷の作動時に負荷補正用の吸入空気を供給
するようにしたエンジンのアイドル回転数制御装
置に関する。

（従来技術） 自動車用等のエンジンにおいては、アイドル時
の燃費性能や排気性能の向上を図るために、吸入
空気量を調節してエンジン回転数を所定の目標回
転数にフイードバツク制御することが行われる
が、この種のフイードバツク制御においては応答
性を必要以上に高めようとするとハンチングが生
じて制御の安定性が損われるため、実際のエンジ
ン回転数と目標回転数との偏差に対する制御量
（吸入空気量）の割合、即ちゲインを比較的小さ
く設定した積分制御が採用される。しかし、この
ようなゲインの小さい積分制御によれば、外部負
荷の作動等によつてエンジン回転数が急変した場
合に、制御の応答性が悪いことに起因してエンジ
ン回転数が速かに目標回転数に復帰しないといつ
た問題が生じる。そこで、例えば特開昭54−
98413号公報に示されているように、負荷の作動
時に上記フイードバツク制御により供給される吸
入空気とは別の所定量の負荷補正用吸入空気をエ
ンジンに供給することが行われている。このよう
な方法によれば、負荷の作動によるエンジン回転
数の落込みやこれに起因するエンスト等が防止さ
れることが期待できる。

しかし、従来においては上記負荷補正用吸入空
気の供給量が、種類の異なる各負荷に対して全て
一律に、或いは負荷の種類に応じては異なる量と
されていても個々の負荷に対しては一律に設定さ
れていたので次のような不具合が生じていた。

即ち、気温によつて負荷の大きさが変動するエ
アコン、或いはハンドルの操舵量ないし操舵速度
等によつて負荷の大きさが異なるパワーステアリ
ング等の作動時に一定量の負荷補正用吸入空気を
供給しても、該吸入空気の供給量が上記エアコン
或いはパワーステアリング等の負荷の大きさに対
応しない場合が生じ、そのため該供給量が不足し
てエンジン回転数が速かに復帰せず、或いは供給
量が多過ぎてエンジン回転数が吹き上る等の事態
が生じて、安定したアイドル制御が行われないこ
とになる。特に、自動変速機を備えた自動車にお
けるアイドル回転での低速走行時に、ハンドルの
操舵速度等に応じて変動するパワーステアリング
の負荷の大きさに対して上記負荷補正用吸入空気
の供給量が多過ぎた場合には、エンジン回転数が
必要以上に上昇して運転者の予測に反して自動車
が飛び出すといつた事態を招く虞れがある。

（発明の目的） 本発明はエンジンのアイドル回転数制御装置、
特にエンジンに負荷が作用した時のエンジン回転
数の落込みを阻止するために、通常のフイードバ
ツク制御により供給される吸入空気とは別に所定
量の負荷補正用吸入空気を供給するようにしたア
イドル回転数制御装置における上記のような問題
に対処するもので、上記負荷補正用吸入空気の供
給量をエンジン回転数が高いほど少なくするよう
に可変制御する。これにより、運転状態等に応じ
て負荷の大きさが変動するエアコンやパワーステ
アリング等の作動時に、上記負荷補正用吸入空気
量が一定に設定されている場合に生じるエンジン
回転数の目標回転数への復帰遅れや吹き上り等を
防止して安定したアイドル制御を確保すると共
に、特に自動変速機を搭載した自動車における低
速走行状態でのパワーステアリングの作動時に、
ハンドルの操舵速度等に応じて変化する負荷の大
きさに対して上記負荷補正用吸入空気量が多過ぎ
た場合に生じる自動車の飛び出しを未然に防止す
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数制御装
置は上記目的達成のため、次のように構成したこ
とを特徴とする。

即ち、第１図に示すように、アイドル時に吸気
通路Ａを通過する吸入空気量を調節する吸入空気
量調節手段Ｂと、エンジン回転数検出手段Ｃによ
つて検出されるエンジンの実回転数と目標アイド
ル回転数との偏差に基づいて上記吸入空気量調節
手段Ｂを制御して実回転数を目標アイドル回転数
に収束させるフイードバツク制御手段Ｄとを有す
るエンジンのアイドル回転数制御装置において、
負荷の作動を検出する負荷検出手段Ｅと、該負荷
検出手段Ｅにより負荷の作動が検出された時に上
記フイードバツク制御手段Ｄによる制御とは別に
所定量の負荷補正用吸入空気を供給すべく上記吸
入空気量調節手段Ｂを制御する負荷補正用吸入空
気供給手段Ｆと、該負荷補正用吸入空気供給手段
Ｆの制御量を調整する制御手段Ｇとを設ける。こ
の制御手段Ｇは、負荷の作動時に上記負荷補正用
吸入空気供給手段Ｆによつて供給される負荷補正
用の吸入空気量を上記エンジン回転数検出手段Ｃ
によつて検出されるエンジン回転数が高いほど少
なくするように調整する。

従つて、大きさが一律に定まらないような負荷
の作動時において、その負荷が大きいためエンジ
ン回転数の低下が著しい場合には負荷補正用吸入
空気が多量に供給されて、該エンジン回転数が確
実且つ速かに目標回転数まで上昇し、また上記負
荷が小さく、従つてエンジン回転数の低下が比較
的少ない場合には、上記空気の供給量が少量とさ
れて、エンジン回転数が過度に上昇することが防
止される。

尚、第１図においては、吸気通路Ａにおけるス
ロツトルバルブＨをバイパスするバイパス通路
A₁に設けられた制御弁B₁及びこれを駆動するア
クチユエータB₂を吸入空気量調節手段Ｂとした
が、スロツトルバルブＨをアクチユエータで駆動
させるようにし、これを吸入空気量調節手段とし
てもよい。

（発明の効果） 上記の構成によれば、負荷の作動時に通常のフ
イードバツク制御による吸入空気の供給とは別に
所定量の負荷補正用吸入空気を供給するようにし
たエンジンのアイドル回転数制御装置において、
上記負荷補正用吸入空気の供給量をエンジン回転
数が高いほど少なくなる方向に可変制御するよう
にしたので、運転状態等によつて負荷の大きさが
変動するエアコンやパワーステアリング等の作動
時に、エンジン回転数の低下が著しければ上記負
荷補正用吸入空気の供給量が多量とされて、エン
ストが防止され且つエンジン回転数が目標回転数
に確実且つ速かに復帰され、また、エンジン回転
数の低下が少ない場合には上記空気の供給量が少
量とされて、エンジン回転数の吹き上がりが防止
され、安定したアイドル制御が行われることにな
る。特に、自動変速機を備えた自動車において、
Ｄレンジでのアイドル回転による低速走行時にパ
ワーステアリングが作動した時に、ハンドルの操
舵速度等が小さいためにエンジンに作用する負荷
が小さく、従つてエンジン回転数の低下も少ない
にも拘らず多量の負荷補正用吸入空気が供給され
て、エンジン回転数が過度に上昇することによ
り、運転者の予測に反して自動車が飛びだすとい
つた不具合が未然に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の燃焼室２に
は、吸、排気バルブ３，４を介して吸気通路５及
び排気通路６が夫々連通されている。上記吸気通
路５には、上流側からエアフローメータ７、スロ
ツトルバルブ８及び燃料噴射ノズル９が配設され
ていると共に、該吸気通路５におけるスロツトル
バルブ８の上流側と下流側との間にはアイドル制
御用のバイパス通路１０が設けられ、該バイパス
通路１０上に該通路１０を通過するエア流量を調
整する電磁制御弁１１が設置されている。尚、上
記排気通路６には、排気ガス高の有害成分を除去
する触媒コンバータ１２が設けられている。

一方、このエンジン１には、上記燃料噴射ノズ
ル９に燃料制御信号ａを出力して燃料噴射量を制
御する燃料制御部１３₁と、アイドル時に上記電
磁制御弁１１にアイドル制御信号ｂを出力してバ
イパス通路１０を通過するエア流量を調整するこ
とによりエンジン回転数を目標回転数にフイード
バツク制御するフイードバツク制御部１３₂と、
アイドル時に負荷が作動した時に、上記電磁制御
弁１１にエア流量を増大させるようにアイドル制
御信号ｂを出力する負荷補正部１３₃と、該負荷
補正部１３₃による制御量を調整する負荷補正制
御部１３₄とを有するコントロールユニツト１３
が備えられている。上記燃料制御部１３₁は、エ
ンジン回転数を検出するエンジン回転センサ１４
からの回転数信号ｃと上記エアフローメータ７か
らのエア流量信号ｄとを受けて、例えば空燃比が
14.7になるように上記燃料制御信号ａの制御値を
設定するようになつている。また、上記フイード
バツク制御部１３₂は、スロツトルバルブ８の開
度を検出するスロツトル開度センサ１５からのス
ロツトル開度信号ｅと上記エンジン回転数信号ｃ
とに基づいてエンジン１の運転状態がアイドル領
域にあることが判定された時に、エンジン１の冷
却水温を検出する水温センサ１６からの水温信号
ｆに基づいて設定される目標回転数と、上記エン
ジン回転数信号ｃが示す実際にエンジン回転数と
の偏差に応じてフイードバツク制御量つまり上記
電磁制御弁１１の開閉時間比率（デユーテイ比）
を設定し、この設定値をアイドル制御信号ｂとし
て該電磁制御弁１１に出力するようになつてい
る。更に、上記負荷補正部１３₃は、エアコン、
パワーステアリング及びライト等の負荷の作動を
検出する負荷センサ１７からの負荷信号ｇに基づ
いて負荷補正量を設定すると共に、この補正量を
アイドル制御信号ｂとして上記電磁制御弁１１に
出力するようになつている。

然して、上記負荷補正制御部１３₄は、上記負
荷補正部１３₃による負荷補正量をエンジン回転
数信号ｃに基づいて調整するものであり、負荷の
作動時にエンジン回転数が目標回転数よりも高く
なつた場合には、上記負荷補正量を減量し、また
エンジン回転数が目標回転数よりも低くなつた場
合には該補正量を増量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コ
ントロールユニツト１３、特にフイードバツク制
御部１３₂、負荷補正部１３₃及び負荷補正制御部
１３₄の作動を説明する。

先ず、コントロールユニツト１３は、ステツプ
X₁でエンジン回転数信号ｃ及びスロツトル開度
信号ｅが示すエンジン回転数Ｎ及びスロツトル開
度を読み込むと共に、ステツプX₂で該回転数Ｎ
及び開度に基づいてエンジン１がアイドル領域に
あるか否かを判定する。その結果、アイドル領域
にある場合には、コントロールユニツト１３はス
テツプX₃で水温信号ｆに基づいて電磁制御弁１
１に対する基本制御量（デユーテイ比）D₀を演
算し、然る後ステツプX₄で負荷信号ｇに基づい
て各種の外部負荷つまりパワーステアリングやラ
イト等が作動したか否かを判定するが、この時上
記負荷がいずれも作動していない場合には、ステ
ツプX₅で全負荷補正量（デユーテイ比）D₁を０
に設定する。一方、上記ステツプX₄で負荷が作
動したことが判定された場合には、コントロール
ユニツト１３はステツプX₆でこの時に作動した
負荷がパワーステアリングであるか否かを判定
し、その結果、パワーステアリングでない場合に
はステツプX₇でパワステ負荷補正量D₁′を０に設
定すると共に、ステツプX₈でパラーステアリン
グ以外の負荷に対する負荷補正量D₁″（デユーテ
イ比）を演算し、そしてステツプX₉で上記パワ
ステ負荷補正量D₁′（この場合D₁′＝０）と他の負
荷補正量D₁″とを加算して全負荷補正量D₁を求め
る。

次に、コントロールユニツト１３はステツプ
X₁₀で水温信号ｆに基づいてエンジン１の暖機状
態に応じた目標回転数N₀を設定し、その後ステ
ツプX₁₁〜X₁₄を実行してフイードバツク制御量
D₂を演算する。つまり、実際のエンジン回転数
Ｎと、上記目標回転数N₀に所定の不感帯αを加
えた回転数とを比較した結果、エンジン回転数Ｎ
の方が大きい場合にはステツプX₁₁からステツプ
X₁₂を実行し、エンジン回転数Ｎと目標回転数N₀
との偏差に対応する制御量ΔD₂を、前回の偏差に
対応する制御量の積分値であるフイードバツク制
御量D₂から減算し、この減算した値を新たなフ
イードバツク制御量（デユーテイ比）D₂として
設定する。また、エンジン回転数Ｎが目標回転数
N₀に不感帯αを加えた値より小さい場合におい
て、該エンジン回転数Ｎが上記目標回転数N₀か
ら不感帯αを減じた回転数より小さい場合にはス
テツプX₁₃からステツプX₁₄を実行し、エンジン
回転数Ｎと目標回転数N₀との偏差に対応する制
御量ΔD₂を前回のフイードバツク制御量D₂に加
算し、この加算値を新たなフイードバツク制御量
D₂として設定する。尚、エンジン回転数Ｎが不
感帯α内に収まつている場合には前回のフイード
バツク制御量D₂をそのまま新たな制御量D₂とす
る。このようにして各制御量が設定されるとコン
トロールユニツト１３は、ステツプX₁₅で上記基
本制御量D₀と全負荷補正量D₁とフイードバツク
制御量D₂とを夫々加算して最終制御量Dxを求
め、然る後ステツプX₁₆でこの最終制御量Dxをア
イドル制御信号ｂとして電磁制御弁１１に出力す
る。そして、エンジン１の運転領域がアイドル領
域にある間、コントロールユニツト１３は上記ス
テツプX₁〜X₁₆の処理を繰り返す。

ところで、各種の外部負荷の作動時にエンジン
に作用する負荷の大きさは、パワーステアリング
以外の外部負荷つまりライト等においては運転状
態に拘らず常に略一定であるため、上記ステツプ
X₈で演算される他の負荷補正量D₁″は、この時に
作動している外部負荷に応じた一定量として設定
されるが、パワーステアリングの作動時において
は操舵速度ないし操舵量等に応じて負荷の大きさ
が変動するため、上記他の外部負荷の作動時と同
様に負荷補正量が一定に設定されていると、この
一定の負荷補正量が変動する負荷の大きさに対応
しない場合が生じ、そのためアイドル制御の安定
性が損われることになる。しかし、このコントロ
ールユニツト１３においては、上記のような不具
合を回避するために以下に示すような処理が行わ
れる。

即ち、上記ステツプX₄で負荷が作動し且つス
テツプX₆でパワーステアリングが作動したこと
が判定された場合には、コントロールユニツト１
３はステツプX₁₇を実行し、エンジン回転数信号
ｃが示すエンジン回転数Ｎに応じてパワステ負荷
補正量D₁′を演算する。その場合に、ハンドルの
操舵速度等が小さいためにエンジン回転数Ｎの低
下が左程著しくない場合には上記パワステ負荷補
正量D₁′は比較的少量とされ、また操舵速度等が
大きいためにエンジン回転数の落込みが顕著な場
合には該補正量D₁′は大量とされる。そして、コ
ントロールユニツト１３は、ステツプX₉でこの
パワステ負荷補正量D₁′と他の負荷補正量D₁″とを
加算して全負荷補正量D₁を求めると共に、ステ
ツプX₁₅でこの全負荷補正量D₁と基本制御量D₀と
フイードバツク制御量D₂とを夫々加算して最終
制御量Dxを求め、その後ステツプX₁₆で該最終制
御量Dxを電磁制御弁１１に出力する。このよう
にして設定された最終制御量Dxが一旦出力され
た後、更にハンドルの操舵速度等が時間の経過に
伴つて変化した場合においても、コントロールユ
ニツト１３が上記ステツプX₁₇を実行することに
よりパワステ負荷補正量D₁′はその時のエンジン
回転数Ｎに応じて変更される。つまり、第４図に
符号イで示すようにエンジン回転数Ｎが高い場合
にはパワステ負荷補正量D₁′が減量され、またエ
ンジン回転数Ｎが低い場合には該補正量D₁′が増
量されることになる。このようにエンジン回転数
Ｎの高低、つまりエンジン１に作用する負荷の大
小に応じてパワステ負荷補正量D₁′が調整される
と共に、この補正量D₁′に基づいて演算される最
終制御量Dxがアイドル制御信号ｂとして電磁制
御弁１１に出力されるので、従来のようにパワス
テ負荷補正量が一定とされている場合に生じるエ
ンジン回転数の復帰遅れや吹き上り等が防止され
て安定したアイドル制御を行うことが可能とな
る。また、自動変速機が備えられた自動車のＤレ
ンジにおけるアイドル回転での低速走行時に、パ
ワーステアリングの負荷に対して上記パワステ負
荷補正量が多過ぎることによりエンジン回転数が
上昇して自動車が運転者の予測に反して飛び出す
といつた事態を未然に防止することが可能とな
る。

尚、上記コントロールユニツト１３は、エンジ
ン１がアイドル領域にない時には第３図のステツ
プX₂からステツプX₁₈を実行して待ち受け量D₃を
設定すると共に、この待ち受け量D₃を電磁制御
弁１１をコントロールする制御量Dxとする。つ
まり、この待ち受け量D₃は、運転領域がアイド
ル領域外から該領域内に移行した時に、アイドル
回転数制御の開始が遅れることによつてエンジン
回転数が落込むことを防止するために、アイドル
領域外において上記電磁制御弁１１を予め適宜量
開いておくためのものである。

ここで、この実施例においては、パワーステア
リングの作動時におけるパワステ負荷補正量をエ
ンジン回転数に応じて可変制御するようにした
が、気温等に応じて負荷の大きさが変動するエア
コン等に対する負荷補正量をエンジン回転数に応
じて可変制御するようにしてもよい。

また、この実施例においては、バイパス通路１
０を通過するエアの流量を電磁制御弁１１によつ
て調整することによりアイドル回転数の制御を行
うようにしたが、スロツトルバルブ８によつて吸
気通路５を通過するエアの流量を調整することに
よりアイドル制御を行うようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念を示す概略構成図で
ある。第２〜４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図はコントロ
ールユニツトの作動を示すフローチヤート図、第
４図はパワステ負荷補正量の特性図である。 Ｂ……吸入空気量調節手段、Ｃ……エンジン回
転数検出手段、Ｄ……フイードバツク制御手段、
Ｅ……負荷検出手段、Ｆ……負荷補正用吸入空気
供給手段、Ｇ……制御手段、１……エンジン、１
０……バイパス通路、１１……電磁制御弁、１３
……コントロールユニツト、１３₃……負荷補正
部、１３₄……負荷補正制御部、１７……負荷セ
ンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジン回転数を検出する回転数検出手段
   と、エンジンに供給される吸入空気量を調整する
   吸入空気量調節手段とを備え、上記回転数検出手
   段により検出されたエンジン回転数と目標アイド
   ル回転数との偏差に基づいて上記吸入空気量調節
   手段による吸入空気量を調整してエンジン回転数
   を目標アイドル回転数にフイードバツク制御する
   エンジンのアイドル回転数制御装置であつて、負
   荷の作動を検出する負荷検出手段と、該負荷検出
   手段により負荷の作動が検出された時に所定量の
   吸入空気をエンジンに供給する負荷補正用吸入空
   気供給手段とを備え、且つ該負荷補正用吸入空気
   供給手段により供給される吸入空気量を上記回転
   数検出手段により検出されるエンジン回転数が高
   いほど少なくするように調整する制御手段を設け
   たことを特徴とするエンジンのアイドル回転数制
   御装置。