JPH0368222B2 - - Google Patents

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暖機運転
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ツ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ツトル弁をバ
イパスする補助空気の量、或いはスロツトル弁の
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。

〔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
替つたときにはアイドル回転速度は目標値に収束
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。

従つて、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。

〔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つて、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つて、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つて前
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はスロツトル系（バルブ）であ
る。４はスロツトルバルブ３の全閉状態を検出す
るためのアイドルスイツチである。５はスロツト
ルバルブ３をバイパスする補助空気量を制御する
ためのアクチユエータで５１が電磁コイルであ
り、その磁力は制御回路３０の出力電流によつて
決まる。

５２は磁性体であり、バルブ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つてバルブ５３の開度、すな
わちスロツトル弁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。３０
２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ツサの電磁クラ
ツチのオンオフを切替えるクーラスイツチ３０３
ｂの信号とが入力され、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クーラがオ
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３
０５は演算増幅器３０６、低抗３０７、コンデン
サ３０８、アイドルスイツチ４の信号によりオン
オフ作動するアナログスイツチ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、アイドルスイツチ４がオフのときはアナ
ログスイツチ３１９が閉じられ、一定の電圧を出
力するようになつている。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３
１４は、Ａ−Ｄ変換器も含むマイクロコンピユー
タ３１５、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、
マイクロコンピユータ３１５の出力をＤ−Ａ変換
するＤ−Ａコンバータ３１７、比較器３１８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
が入力され、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３１８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
ユータ３１５の機能の概略説明のためのフローチ
ヤートであり、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、まずステツプ
１００１にてアイドルスイツチ４がオンか否か、
つまりスロツトル弁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つ
て、アイドルスイツチ４がオンのときはステツプ
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
ツプ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^m _oを読み出す。このF^m _o
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。次のステツプ１００４
ではクーラスイツチ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ツサが
エンジンに接続されているか否かを判定し、クー
ラスイツチ３０３ｂがオンのときはステツプ１０
０５にて負荷用補正データｆ＝f₁を不揮発性メモ
リ３１６から読み出す。クーラスイツチ３０３ｂ
がオフのときは、ステツプ１００６にてメモリ３
１６からｆ＝f₂を読み出す。次にステツプ１００
７に進み、比較器３１８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
のときはステツプ１００８にて水温用補正データ
Ｆ（＝F^m _o）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、次にステツプ１００９にて上記負荷用補正
データｆ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。
比較器３１８が低レベルのときはステツプ１０１
０に進み、上記データＦ（＝F^m _o）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、次にステツプ１０１１にて上記デ
ータｆも同様に所定値Δfを減算し、メモリ３１
６の該当番地に書き込み、データを更新する。次
のステツプ１０１２では、上記水温用補正データ
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、次のステツプ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３１７にて補正値Ａをアナログ量に変換さ
せる。次のステツプ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、ステツプ１００１に戻つて以上の処
理を繰り返す。なお、アイドルスイツチ１００１
がオンでないときは、ステツプ１０１５に進み、
一定の補正値AcをＤ−Ａコンバータ３１７に出
力し、次にステツプ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
としてのクーラ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ツチ４がオ
ンのときは、積分回路３０５のアナログスイツチ
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、アクチユエータ５への出力は小さ
い。アクチユ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、従つ
て、エンジン回転速度が目標値以上のときはアク
チユエータ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、
従つて、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、この制御量はエンジン１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、経年変化によつて、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ユエ
ータ５への電流に対するバルブ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
一方向に偏つた値となる。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３０
５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
マイクロコンピユータ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。

従つて、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３０
５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ｆとしてメモリ３１
６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。従つて、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
状態に切替つたときや、アイドル運転中にクーラ
等のエンジン負荷の接続状態が切替つたときに
は、切替つ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つて、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つ
てからアイドル状態に移つた場合には、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が制御に反映され
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、アイドルスイツチ４が開かれ、積分回路３０
５はアナログスイツチ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
ユエータ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
機（クーラ）のコンプレツ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、アクチユエータ５は
スロツトル弁３をバイパスする空気の量を制御す
るものを示したが、スロツトル弁３の開度を制御
するものであつても、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
つ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つ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御量によつて、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つて、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つて前
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、 前記制御量はエンジン等の経年変化に応じて変
動し、従つて、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
度補正情報とによつて、アイドル回転速度を制御
することによつて、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、従つて、通常走行の負
荷運転からアイドル運転に切替つたときでも、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、制御量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、例えば一旦エンジンを停
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、従つて、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）が異なつていても、その作
動状態に対応した回転速度補正情報が備わつてい
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、よつて、極めてスムーズ
に、しかも応答よく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ユータの概略機能を説
明するためのフローチヤート、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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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つて、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つて、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つて
   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 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。