JPH0361648A - エンジンの回転数制御装置 - 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、エンジンの回転数制御装置に係わり、特にア
イドル状態をスロットル開度値やアイドルスイッチ信号
等から検出して、アイドル制御を行なうものに関する。

〔従来の技術〕

従来のエンジンの回転数制御装置は、アイドルスイッチ
からのオン信号等によりエンジンの運転状態からアイド
ル状態と判定した場合に、エンジンの回転数のフィード
バック制御のクローズトループ制御を行ない、非アイド
ル状態と判定した場合にオーブンループ制御を行なって
、エンジンへの空気供給量を調節してエンジンの回転数
の制御を行なうものである。

上記オープンループ制御はエンジンの運転状態に関係な
くエンジンのスロットル弁をバイパスするバイパス導管
に設けられた空気制御弁の開度を一定にするものである
。

上記クローズトループ制御は、エンジンの運転状態例え
ば電気負荷を投入しているか否か、自動変速機はニュー
トラルレンジかドライブレンジか、エンジンの冷却水温
等に基づいて目標回転数と基本空気量を求め、目標回転
数と実回転数の偏差からこの偏差をなくす方向のフィー
ドバック補正量を学習により求め、基本空気量とフィー
ドバック補正量の和を制御量として空気制御弁の開度を
制御するものである。

なお、エンジンの燃料供給量は空気供給量に応して定ま
るから、空気供給量を制御すれば実回転数を制御するこ
とができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のエンジンの回転数制御装置は以上のようなので、
アイドルスイッチが故障した場合、スロットル弁が閉じ
ているアイドル状態時にもかかわらず、アイドルスイッ
チが本来オン信号を出力すべきなのにオフ信号を出力す
ると、非アイドル状態と判定してオーブンループ制御を
行なってしまう。このため、電気負荷等の負荷変化が発
生するとエンジン回転数が上昇又は下降し、最悪の場合
エンストが発生するなどの課題があった。

また、スロットル弁の開度を検出するスロットル開度セ
ンサの出力信号に基づいてアイドル状態を検出する場合
もアイドルスイッチの場合の上記と同様な事が言える。

また、アイドルスイッチのオン領域がスロットル開度に
対して幅広だと、そのオン領域がクローズトループ制御
の限界を超えてしまう場合がある。

このアイドル状態の場合、空気制御弁が全閉され、その
後スロットル弁が何等かの原因で更に閉じてクローズト
ループの制御限界内に入っても、吸入空気量の不足によ
る回転数低下の方がクローズトループ制御により空気制
御弁を開く速度より相対的に早くなり、エンジン回転数
が低下し、最悪の場合エンストが発生するなどの課題が
あった。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたも
ので、エンジン回転数の異常な上昇や低下を防止する事
のできるエンジンの回転数制御装置を得る事を目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のエンジンの回転数制御装置は、アイドル状態時
に回転数のフィードバック制御を行なう制御手段を備え
た装置において、スロットル弁が閉じた事を検出するス
イッチ手段とスロットル開度を検出する開度検出手段の
少なくとも一方が正常でかつアイドル状態にある事を検
出する検出手段を備え、この検出信号を受けて回転数の
フィードバック制御を行なうようにしたものである。

〔作　用〕

本発明におけるエンジンの回転数制御装置は、スイッチ
手段と開度検出手段の一方が故障しても、正常な方の手
段でアイドル状態にある事を検出手段により検出し、回
転数のフィードバック制御を実行する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るエンジンの回転数制御
装置等を示す構成図である。同図において、１は例えば
自動車等に塔載された周知の火花点火式のエンジンで、
エアクリーナ２、吸気管３、吸気分岐管４を経て主な空
気を吸入し、燃料が吸気管３に設けられた単体の電磁式
燃料噴射弁５から噴射供給される。この燃料量は例えば
吸気管３内の圧力を絶対圧で検出する圧力センサ６の出
力信号に基づいて燃料制御システム（図示せず）によっ
て決定される。

７は運転者によるアクセルペダル（図示せず）の任意の
操作によりエンジン１の主吸入空気量を調整するスロッ
トル弁、８はスロットル弁７の開度を検出するスロット
ル開度センサ、９はスロットル弁７がほぼ閉じた事を検
出するアイドルスイッチで、スロットル弁７が全閉した
時のアイドル開度値をθＩＤＬ　とすると実スロツトル
開度値θがθＩＤＬ＋β以下の時にオンになる。

１０は電磁式燃料噴射弁５の下流側のスロットル弁７を
バイパスするように設けられたバイパス導管、１１はバ
イパス導管１０間に設けられた空気制御弁である。バイ
パス導管１０の一端は電磁式燃料噴射弁５とスロットル
弁７との間に設けられた空気導入口に接続され、また、
バイパスＮ管１０の他端は、スロットル弁７の下流部に
設けられた空気導出口に接続されている。

空気ｉ！１ｍ弁１１は、例えば印加される駆動信号のデ
ユーティ比に応じた開度になる電磁制御弁が用いられ、
バイパス導管ｌＯの流路断面積をそのデユーティ比に比
例して制御する。

エンジン１の点火装置は、エンジン１の運転状態パラメ
ータから点火信号を形成する点火制御システムに接続さ
れ、この点火信号に応じて点火コイル１２の１次電流を
オン・オフ制御するイグナイタ１３、点火コイル１２、
ディストリビュータ（図示せず）、点火プラグ（図示せ
ず）等から構成されている。

１４はエンジン１の温度を代表する例えば冷却水温を検
出する冷却水温センサ、１５は例えばエアコン等の補機
類の負荷を投入するための電気負荷スイッチ、１６は自
動変速機のトルコン信号を伝達する信号線、１７は車軸
の回転速度に比例した周波数のパルス信号を出力し、車
速を検出する車速センサである。１８はエンジンｌの排
気管、１９は触媒で、エンジン１により燃焼された混合
気は排気ガスとなって浄化されて外部に排出される。

２０はバッテリ２１からキースイッチ２２を介して電力
を供給されて作動する電子式制御ユニットで、スロット
ル開度センサ８とアイドルスイッチ９と点火コイル１２
の１次側と車速センサ１７からの各出力信号からアイ・
ドル状態か否かを判定し、この判定結果に応じて、点火
コイル１２の１次側の点火信号、冷却水温センサ１４か
らの信号、電気負荷スイッチ１５や信号線１６からの信
号に基づいてクローズトループ制御時の空気制御弁１１
の制御量を求めたり、又はオープンループ制御時の制御
量を求めて、空気制御弁１１を駆動制御する。

次に、第２図により電子式制御ユニット２０について説
明する。１００はマイクロコンピュータで、所定のプロ
グラムに従ってアイドル回転の制御量等を算出するＣＰ
Ｕ２００、エンジンｌの回転周期を計測するための７リ
ーランニングのカウンタ２０１、空気制御弁１１に印加
する駆動信号のデユーティ比を計時するタイマ２０２、
アナログ入力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器２０３、デジタル信号をそのまま入力するための人力
ボート２０４、ワークメモリとしてのＲＡＭ２０５、第
３図ないし第６図のフローをプログラムにして格納して
いるＲＯＭ２０６、Ｍ動信号を出力するための出力ポー
ト２０７、コモンバス２０８等から構成されている。１
０１は第１入カインタフエイス回路で、点火コイル１２
の１次側点火信号を波形整形して割込み信号にしてマイ
クロコンピュータ１００に入力する。この割込み信号が
発生するとＣＰＵ２００はカウンタ２０１の値を読取り
、前回の値との差からエンジン回転数の周期を算出して
ＲＡＭ２０５に格納する。１０２は第２人力インタフェ
イス回路で、スロットル開度センサ８や冷却水温センサ
１４の出力信号を、ノイズ分を除去したり等してＡ／Ｄ
変換器２０３に出力する。１０３は第３人力インタフェ
イス回路で、アイドルスイッチ９のオン信号、電気負荷
スイッチ１５のオン信号、信号線１６からのニュートラ
ルセーフティ信号、車速セフ’ｔ１７からのパルスを所
定レベルにして入力ボート２０４に出力する。１０４は
出力インタフェイス回路で、出力ポート２０７からの駆
動信号を増幅等して空気制御弁１１に出力する。１０５
は電源回路で、キースイッチ２２のオン時にバッテリ２
１からの電圧を定電圧にしてマイクロコンピュータ１０
０に電力を供給する。

次に、第１図ないし第６図の内で第３図ないし第６図を
主に参照して本実施例の動作説明をする。

第３図及び第６図は図示しないメインルーチンの内の各
処理を示し、第６図より第３図に示す処理を先に実行す
る。第３図において、まずステップＳｌでは、第４図に
その詳細を示すアイドルスイッチの故障判別処理即ちア
イドルスイッチ９が正常か否かを判定する。正常ならば
ステップＳ２に進み、アイドルスイッチ９はオンか否か
を判定し、オンならばステップＳ３に進む、ステップＳ
３では、第５図にその詳細を示すスロットル開度センサ
の故障判別処理即ちスロットル開度センサ８が正常か否
かを判定する。正常ならばステップＳ４に進み、後述の
ようにステップＳ３でスロットル開度センサ８から第２
人力インタフェイス回路１０２とＡ／Ｄ変換器２０３を
介して読込んだ実スロツトル開度値θが最小値θ鵬ｉｎ
か否かを判定する。これは実スロツトル開度値θとスロ
ットル弁７の全開時のアイドル開度値θＩＩＩＬ　とし
て設定されている値との大小を比較して行なう、読込ん
だ実スロツトル開度値θが最小値ならばステップＳ５に
てその実スロツトル開度値θをアイドル開度値θＩＤＬ
　として記憶設定してθ、。、を更新する。

ステップＳ５の処理後はリターンとなる。

ステップＳ１にてアイドルスイッチ９は異常と判定した
場合、ステップＳ２にてアイドルスイッチ９はオフと判
定した場合、ステップＳ３にてスロットル開度センサ８
は異常と判定した場合、ステップＳ４にて実スロツトル
開度値θは最小値θ糧ｉｎでないと判定した場合のいず
れかであればリターンとなる。リターン後は第６図の処
理等を実行した後に再びステップＳ１に戻って上記動作
を繰返す。

次に第４図によりアイドルスイッチの故障判別の処理を
説明する。ステップ３１００では、図示しない割込みル
ーチンで算出したエンジン１の回転周期に基づいてエン
ジン１の実回転数Ｎｅを算出する６次のステップ３１０
１では、アイドルスイッチ９はオンか否かを判定する。

オンならばステップ５１０２に進み、実回転数Ｎｅが例
えば１５００ｒｐｍ相当の第１の所定値以上か否かを判
定し、以上ならばアイドルスイッチ異常判定となり、以
上でなければアイドルスイッチ正常判定となる。

ステップ５１０１にてオフと判定すればステップ５１０
３に進み、実回転数Ｎｅが例えば１１０００ｒｐ相当の
第２の所定値以下か否かを判定し、以下ならばアイドル
スイッチ異常判定となり、以下でなければアイドルスイ
ッチ正常判定となる。

次に第５図によりスロットル開度センサの故障判別の処
理を説明する。ステップ５２００では、スロットル開度
センサ８から第２人力インクフェイス回路１０２とＡ／
Ｄ変換器２０３を介して実スロツトル開度値θを読込む
。次にステップ３２０１では、実スロツトル開度値θが
スロットル弁７の正常時の範囲を少なくとも含む所定範
囲内にあるか否かを判定する。所定範囲内であればスロ
ットル開度センサ正常判定となり、所定範囲外であれば
スロットル開度センサ異常判定となる。

次に第６図によりアイドル回転数の制御処理について説
明する。まず、ステップＳ１０では、車速センサ１７が
パルスを発生していないか否か即ち車両停止か否かを判
別し、車両停止でなければステップＳ１７に進み、車両
停止であればステップ３１１に進んで、アイドルスイッ
チ９は正常か否かを判定する。この判定は、第４図に示
す処理を実行しても良いが、本実施例では先に第３図の
ステップＳ１にて得た判定結果に応じて設定されたフラ
グ（第４図図示省略）を識別すれば良い。

アイドルスイッチ９が正常ならばステップ３１２に進み
、アイドルスイッチ９がオンか否かを判定し、オフなら
ばステップＳＩＴに進み、オンならばステップ３１３に
進んで、スロットル開度センサ８は正常か否かを判定す
る。この判定は、第５図に示す処理を実行しても良いが
、本実施例では先に第３図のステップＳ３にて得た判定
結果に応じて設定されたフラグ（第４図図示省略８＞を
識別すれば良い、正常判定ならばステップ３１５に進み
、異常判定ならばステップ３１６に進む。

一方、ステップ３１１にてアイドルスイッチ９が異常と
判定した場合にはステップＳ１４に進み、ステップＳ１
３と同様にして、スロットル開度センサ８は正常か否か
を判定する。異常ならばステップ３１７に進み、正常な
らばステップ３１５に進む。

ステップ３１５では、実スロツトル開度値θが後述のク
ローズトループ制御が有効となるアイドル判定用スロッ
トル開度値ｅＩＤＬ＋α以下（但し、θ１□は第３図の
処理で得たアイドル開度値、αはアイドル判定用スロッ
トル開度補正値で、０くαくβが成立する。、）か否か
を判定する。以下ならばクローズトループ制御が有効な
のでステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、実回転数Ｎｅによる周知のクロー
ズトループ制御を行なって空気制御弁１１の開度を制御
する。このクローズトループ制御時には、冷却水温セン
サ１４、電気負荷スイッチ１５、信号線１６の各信号と
、実回転数Ｎ。を用いる。以下でなければクローズトル
ープ制御の制御限界を超える即ち空気制御弁１１をほぼ
全閉にしてしまうのでステップ３１７に進む。

ステップＳＩＴでは、周知のオーブンループ制御を行な
って、空気制御弁１１を予め定められた所定開度に制御
する。

ステップ３１６又はステップＳＩＴの処理後はリターン
となり、第３図の処理を実行した後に再びステップＳＩ
Ｏに戻って上記動作を繰返す。

上記実施例において、実スロツトル開度値θが真のアイ
ドル開度値θＩＩＩＬに等しい時には実回転数がＮｅ、
例えば８００ｒｐｍになる。実スロツトル開度値θがア
イドルスイッチ９のオンの限界のθＩＯＬ＋βの時には
実回転数ＮｅがＮｅｚ例えば１２００ｒｐｍになる０本
実施例ではアイドルスイッチ９が正常かつオン時又はア
イドルスイッチ９が故障かつスロットル開度センサ８が
正常時で、スロットル開度センサ８が正常の場合にはθ
≦θＩＤＬ＋αと判定した場合をアイドル状態と判定し
てクローズトループ制御を行なうものであり、クローズ
トループ制御の制御限界内で行なう。

第７図は他の一実施例のフローの要部を示し、第３図の
フローを第６図のフローに組込んだ部分を示し、同じス
テップには同じ記号を付しである。

第３図のステップＳ４と同Ｓ５の処理が第６図のステッ
プＳ１３．同３１４のＹＥＳとステップＳ１５との間に
入った以外は第６図の処理と同じである。ステップＳ１
３又は同Ｓ１４にてスロットル開度センサ８が正常と判
定すればステップＳ４に進む、ステップＳ４では、実ス
ロツトル開度値θが最小値θ１ａｉｎか否かを判定し、
最小値ならばステップＳ５にてそのθをθＩＤＬに記憶
設定した後にステップＳ１５に進み、最小値でなければ
ステップ３１５にジャンプする。その他の処理動作につ
いては第６図において説明しであるのでその説明を省略
する。

なお、上記実施例において、キースイッチ２２のオン・
オフに関係な（ＲＡＭ２０５に電力を供給して、ＲＡＭ
２０５を不揮発性にして実スロツトル開度値から求めた
アイドル開度値θ、Ｌを常時記憶させるように構成して
も良い。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によればスロットル弁が閉じた事
を検出するスイッチ手段とスロットル開度を検出する開
度検出手段の少なくとも一方が正常かつアイドル状態に
ある場合にアイドル回転数のフィードバンク制御を行な
うように構成したので、負荷変化時の実回転数の低下や
上昇を防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による装置の構成国、第２図
は第１図中の電子式制御ユニット等の構成を示すブロッ
ク図、第３図はアイドル開度判定処理のフロー図、第４
図はアイドルスイッチの故障判別処理のフロー図、第５
図はスロットル開度センサの故障判別処理のフロー図、
第６図はアイドル回転数の制御処理のフロー図、第７図
は本発明の他の一実施例による動作の要部を示す部分フ
ロー図である。 図中、１・・・エンジン、３・・・吸気管、７・・・ス
ロットル弁、８・・・スロットル開度センサ、９・・・
アイドルスイッチ、１０・・・バイパス導管、１１・・
・空気制御弁、１２・・・点火コイル、１３・・・イグ
ナイタ、１７・・・車速センサ、２０・・・電子式制御
ユニット。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンのアイドル状態時に、前記エンジンの運転状態
   を決定する要素に基づいて前記エンジンの吸入空気量を
   制御する事により前記エンジンのアイドル回転数のフィ
   ードバック制御を行なう制御手段を備えたエンジンの回
   転数制御装置において、スロットル弁が閉じた事を検出
   するスイッチ手段と前記スロットル弁の開度を検出する
   開度検出手段との少なくとも一方が正常でかつアイドル
   状態にある事を検出する検出手段を備え、前記制御手段
   は前記検出手段からの検出信号を受けて前記アイドル回
   転数のフィードバック制御を行なうようにした事を特徴
   とするエンジンの回転数制御装置。