JPH04209971A - エンジンのアイドル回転数制御装置 - 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） 本願発明は、エンジンのアイドル回転数制御装置に関す
るものである。

（従来の技術） 近年、自動車用エンジンにおけるアイドル運転時の回転
数を安定させる目的から多用されるようになってきてい
るエンジンのアイドル回転数制御装置としては、例えば
特開平２−８］９３９号公報にも開示されているように
、エンノンのスロットル弁をバイパスするように吸入空
気のバイパス通路を設け、該バイパス通路に介設された
電磁弁の開度制御により前記スロットル弁の最小開度状
態（即ち、アイドル状態）における吸入空気量を調節す
ることによって、エンジン回転数検出手段により検出さ
れたエンジンの実回転数を所定のアイドル目標回転数に
収束させるようにするフィードバック制御手段を備えた
ものが良く知られている。

ところで、上記公知例における如く、吸入空気量を制御
することによりエンジン回転数を目標回転数に収束させ
るようにする場合、吸入空気量の検出と実際にエンノン
が燃焼する時期との間に時差か生じゃすい１こめ、吸入
空気量の変化かエンジン回転数の変化に反映される際に
遅れが生ずるおそれがある。

そこで、エンジンの点火時期を調節する（即ち、進角あ
るいは遅角させる）ことにより、エンジン回転数を目標
回転数に収束せしめるべく回転数フィードバックを行う
フィート・・ツタ制御方式を採用して、フィードハック
制御にお（する応答性を良好ならしと・るとともに、ア
イドル運転時におｊするエンジンの回転安定性を確保す
る試みもなされている。この場合、目標回転数か実回転
数より大きな時には、点火時期を遅角させ、その逆の時
には点火時期を進角させる制御か行なわれる（第７図参
照）。

また、スロットル弁が最小開度状態（即ち、アイドル状
態）にあってしかも変速機のキヤが結合されている車両
の微低速走行時においては、車両駆動輪側へその時のア
イドル回転数分に応じたエンジントルクの伝達が行なわ
れるため、当該エンジントルク伝達がエンジンの外部負
荷として作用することとなり、その時のエンジン回転数
は非走行時におけるアイドル回転数よりも低下してしま
う。そこで、微低速走行時においても前記フィート・・
ツク制御を継続してやることにより、前記回転数低下分
を補償してやり、エンジンのサージングを防止すること
が行なわれている。

（発明が解決しようとする課題） 上記した如く、車両の微低速走行時においても上記フィ
ードバック制御を継続すると、エンジン温度が十分上昇
していない冷間時においては、もともとエンジンの燃焼
性が悪いため点火時期を進角させる必要があるところに
、前記フィードバック制御により点火時期を遅角させる
制御がなされることとなって、ますます燃焼性を悪化さ
せることとなり、その結果エンジン回転数がさらに低下
し、ついにはエンジン回転数を目標回転数に収束される
ことができなくなるおそれがある。

また、エンジン冷間時においては、第６図図示の如く、
エンジンの冷却水温度の上昇に応じてアイドル目標回転
数を低くする設定がなされているのが通例であるが、こ
の場合、微低速走行時において前記フィードバック制御
を継続すると、高く設定された目標回転数に収束させよ
うとするため、微低速走行時における車速か徐々に高く
なることとなり、車速コントロール性に問題か生じる。

本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、車両の
温間微低速走行時におけるサーノ／り防止と冷間微低速
走行時における燃焼性悪化の防止を図ることを目的とす
るものである。

（課題を解決するための手段） 請求項１の発明では、上記課題を解決するための手段と
して、アイドル運転時におけるエンジンの点火時期を調
節することによりエンジン回転数を目標回転数に収束せ
しめるべく回転数フィードバックを行うフィードバック
制御手段を備えたエンジンのアイドル回転数制御装置に
おいて、車両の微低速走行時に前記フィードバック制御
手段による回転数フィードバックを継続すべく作用する
フィードバック制御継続手段と、該フィート、バック制
御継続手段の作動中であってもエンジンの温度が所定値
より低い場合には少なくとし点火時期を遅角側へ移行さ
せる回転数フィードバックを制限すへく作用するフィー
ドバック制御制限手段とを付設している。

請求項２の発明では、上記課題を解決するたぬの手段と
して、前記請求項１記載のエンジンのアイＦル回転数制
御装置において、前記目標回転数かエンジンの冷却水温
度の低い時程高くなるように設定するとともに、前記フ
ィードバック制御制限手段を、前記フィードバック制御
継続手段の作動中であってもエンジンの温度が所定値以
下となっている場合には回転数フィードバックを禁止す
べく作用するものとなしている。

請求項３の発明では、上記課題を解決するための手段と
して、前記請求項１あるいは２記載のエンジンのアイド
ル回転数制御装置において、車両の微低速走行時におい
て、エンジンのスロットル弁が全開状態とされ且つエン
ジンと駆動系とが連結状態とされている。

（作　用） 請求項１あるいは３の発明では、上記手段によって次の
ような作用が得られる。

即ち、スロットル弁が最小開度状態（即ち、アイドル状
態）にあってしかも変速機のギヤが結合されている車両
の微低速走行時（例えば、エンジンのスロットル弁か全
閉状態とされ且つエンジンと駆動系とが連結状態とさ２
−３ている場合）においで、エンジン冷却水温度か所定
値より高い温間時には、点火時期調節による回転数フィ
ードパＪり制御か継続されることとなっているにめ、微
低速走行時におけるエンジン回転数の低下が補償される
こととなる。一方、エンジン冷却水温度が所定値以下と
なっている冷間時には、前記回転数フィードバック制御
が制限されることとなっているにめ、点火時期が遅角さ
れ過ぎることかなくなる。

請求項２あるいは３の発明では、上記手段によって次の
ような作用が得られる。

即ち、車両の冷間微低速走行時（例えば、エンジンのス
ロットル弁が全閉状態とさ２−且つ工、ンノンと駆動系
とか連結状態とされている場合）においては、点火時期
調節による回転数フィートバック制御か禁止されること
となっているため、点火時期が遅角され過ぎることかな
くなるとともに、　　　　・冷間時において目標回転数
か高く設定されている場合であってし、車速か高くなる
ことはなくなる。

（発明の効果） 請求項１あるいは３の発明によれば、アイドル運転時に
おけるエンジンの点火時期を調節することによりエンジ
ン回転数を目標回転数に収束せしめるべく回転数フィー
ドバックを行うフィードバック制御手段を備えたエンジ
ンのアイドル回転数制御装置において、車両の微低速走
行時（例えば、エンジンのスロットル弁が全閉状態とさ
れ且つエンジンと駆動系とが連結状態とされている場合
）に前記フィードバック制御手段による回転数フィード
バックを継、続すべく作用するフィードバック制御継続
手段と、該フィードバック制御継続手段の作動中であっ
てもエンジンの温度が所定値より低い場合には少なくと
も点火時期を遅角側へ移行させる回転数フィードバック
を制限すべく作用するフィードバック制御制限手段とを
付設して、車両の微低速走行時において、エンジン冷却
水温度が所定値より高い温間時には、点火時期調節によ
る回転数フィードバック制御が継続され、エンジン冷却
水温度が所定値以下となっている冷間時には、前記回転
数フィードバック制御が制限されるようにしたので、温
間微低速走行時においてエンジン回転数の低下が補償さ
れるとともに、冷間微低速走行時において点火時期が遅
角され過ぎるということがなくなり、既存のアイドル回
転数制御ロジックの簡単な変更により、温間微低速走行
時におけるサージング防止を図りつつ、冷間微低速走行
時における燃焼性の悪化を防止することができるという
優れた効果がある。

請求項２あるいは３の発明によれば、請求項Ｉ記載のエ
ンジンのアイドル回転数制御装置において、目標回転数
がエンジンの冷却水温度の低い時程高くなるように設定
するとともに、フィードバック制御制限手段を、フィー
ドバック制御継続手段の作動中であってもエンジンの温
度が所定値以下となっている場合には回転数フィードバ
ックを禁止すべく作用するものとなして、車両の冷間微
低速走行時（例えば、冷間時においてエンジンのスロッ
トル弁が全開状態とされ且つエンジンと駆動系とが連結
状態とされている場合）においては、点火時期調節によ
る回転数フィードバック制御か禁止されるようにし１こ
ので、冷間微低速走行時において点火時期か遅角され過
ぎることがなくなるとともに、冷間時において目標回転
数が高く設定されている場合であっても、車速か高くな
ることはなくなり、冷間微低速走行時における燃焼安定
性の確保と、車速コントロール性の向上とを図ることが
できるという優れた効果がある。

（実施例） 以下、添付の図面を参照して本願発明の好適な実施例を
説明する。

第１図において、エンジン１は、自動車に搭載される公
知の４サイクル火花点火式エンジンで、燃焼用空気をエ
アクリーナ（図示省略）、吸気管２、スロットル弁３を
経て吸入する。

また、燃料は、図示しない燃料系から各気筒に対応して
設けられた電磁式燃料噴射弁４を介して供給されること
となっている。燃焼後の排ガスは、排気マニホルド５、
排気管６、触媒コンメく１夕７を経て大気中に放出され
ることとなっている。

前記吸気管２のスロットル弁３上流側には、吸入空気量
Ｑａを検出する熱線式エアフロメータ８か付設され、ま
た、吸気管２にはアイドルスイ、ツチ９が付設されてい
る。前記エアフロメータ８はアナログ電圧信号を出力す
る。

エンジン１０点火栓１３に所定間隔で電流を供給するデ
ィストリビュータ１４には、エンジンｌのクランク軸の
回転速度を検出するクランク角センサー１０が付設され
ており、該クランク角センサーｌＯは、回転速度に応じ
た周波数の？（バス信号を出力する。

符号１５はイグニッションコイルで、後述する制御ユニ
ット２０からの指令により点火栓１３への電圧印加を制
御するものである。

符号Ｉ６は自動車の変速機（本実施例の場合、トルクコ
ンバータ式自動変速機）であり、該変速機１６のノット
レバ一部１７には、シフトレノ＜−１８のシフト位置を
検出するシフト位置検出手段１１が付設されている。該
シフト位置検出手段ＩＩは、例えばインヒビダススイッ
チからなっており、ソフトレバー１８がニュートラルあ
るいはＩく−キング位置以外にソフトされた場合に信号
を出力する。

また、前記エンジンｌのウォータシャケ・ソト１９には
、冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサー１２が付設さ
れている。該水温センサー１２は、アナログ電圧信号を
出力する。

上記各センサー８〜１１からの検出信号は制御ユニット
２０に入力され、該制御ユニット２０は、前記各検出信
号に基づいてエンジンの点火時期を演算する回路で、イ
グニッションコイル１５に対して点火時期を指令する如
く作用する。

ついで、第２図により前記制御ユニット２０について説
明する。

前記制御ユニット２０は、エンジンの点火時期を演算す
るマイクロプロセッサ（以下、ＣＰＵという）２１と、
クランク角センサー１１からの信号によりエンジン回転
数Ｎｅをカウントする回転数カウンタ２２と、デジタル
入力ポート２３と、アナログ入力ポート２４と、プログ
ラム動作中−時使用される１時記憶ユニット（以下、Ｒ
ＡＭという）２５と、プログラムや各種の定数等を記憶
しておく読み出し専用メモリ（以下、ＲＯＭという）２
６と、出力ボート２７と、ＣＰＵ２１への信号授受を行
うコモンバス２８とを備えている。

前記デジタル入力ポート１８は、アイドルスイッチ９か
らのＯＮ・ＯＦＦ信号、ソフト位置検出手段１１からの
出力信号をＣＰＵ２１に伝達する。

前記アナログ入力ポート１９は、アナログマルチプレク
サとＡ−Ｄ変換器からなっており、エアフロメータ８か
らの信号および水温センサー１２からの信号をＡ−Ｄ変
換してＣＰＵ２１に読み込ませる機能を有する。

前記ＲＡＭ２５には、電源回路２９を介し、て電源が供
給されることとなっているが、該電源回路２９はバッテ
リ３０に対しｔ直接接続され、常時電源が印加されるよ
うになっている。一方、符号３Ｉて示す電源回路は、前
記ＲＡＭ２５以外の部分に電源を供給するものであり、
キースイッチ３２を介してバッテリ３０に接続されてい
る。

そして、上記ＣＰＵ２１は、アイドル運転時におけるエ
ンジン１の点火時期を調節することによりエンジン回転
数を目標回転数に収束せしめるへく回転数フィードバッ
クを行うフィードバック制御手段と、車両の微低速走行
時（例えば、エンジン１のスロットル弁３が全閉状態と
され且つエンジンｌと駆動系とが連結状態とされている
場合）に前記フィードバック制御手段による回転数フィ
ードバックを継続すべく作用するフィードバック制御継
続手段と、該フィードバック制御継続手段の作動中であ
ってもエンジン１の温度が所定値より低い場合には回転
数フィードバック制御を禁止すべく作用するフィードバ
ック制御制限手段とを兼ねることとなっている。

以下、第３図に示すフローチャートを参照して、上記Ｃ
ＰＵ２　］の機能を詳述する。

キースイッチ３２およびスタータスイッチ（図示省略）
がＯＮＬでエンジンｌが始動されると、ステップＳ１に
おいて、エアフロメータ８からの吸入空気量Ｑａ、クラ
ンク角センサー１１からのエンジン回転数Ｎｅ、水温セ
ンサー１２からの冷却水温【ｈ等の各種信号の読み込み
か実行さ７−１る。

次に、ステップＳ２において、ＣＰＬ；２　＋により、
吸入空気の充填効率ＣｅｆＴか演算される。ついで、ス
テップＳ３において、第４図図示のマツプから基本とな
る点火進角値Ａの読み取りが行なわれる。しかる後、Ｃ
ＰＵ２１による制御はステップＳ４に進み、アイドルス
イッチ９からの信号の有無（即ち、アイドル状態か否か
）の判定がなされ、アイドルスイッチ９がＯＮ状態にな
い場合には、ステップＳ、に進んでステップＳ３におい
て演算された基本進角値Ａに基づいて点火指令がイグニ
ッションコイル１５に出力される。

一方、ステップＳ、においてアイドルスイッチ９がＯＮ
状態と判定された場合には、ＣＰＵ２１による制御はス
テップＳ、に進み、アイドル進角値Ｂが演算される。該
アイドル進角値Ｂは、第５図図示の特性図に見られるよ
うに、基本進角値Ａに対応するトルクτか最大値を示し
ているため後述する点火時期調節が行えないところから
、前記基本進角値Ａから所定値を差し引いた進角値とし
て与えられる。該演算が終了すると、ＣＰｔＪ２　＋に
よる制御はステップＳ８に進み、シフト位置検出手段１
１からの信号の有無が判定される。つまり、シフトレバ
−１８がニュートラルあるいはパーキング以外にシフト
されていか否か（即ち、ギヤイン状態か否か）の判定が
なされるのである。

ここで、ギヤイン状態と判定された場合（換言すれば、
車両が微低速走行していると判定された場合）には、Ｃ
ＰＵ２１による制御はステップＳ、に進み、エンジンｌ
が冷間状態にあるか温間状態にあるかの判定がなされる
。本実施例の場合、後述する回転数フィードバック制御
において目標とされる回転数Ｎｏは、第６図図示の如く
、冷却水温度Ｔｗが所定値（例えば、６０℃）以下の領
域（即ち、冷間時）においては、冷却水温度ＴＶが低い
程高くなるように設定されることとなっている。なお、
冷却水温度Ｔｗが所定値を超えた領域（即ち、温間時）
においては、目標回転数Ｎｏは一定とされている。従っ
て、ステップＳ７においては、冷却水温度Ｔｗか設定値
（本実施例の場合、６０℃）以下であるか否かの判定が
なされる。当該判定においてＴｗ〉６０℃と判定された
場合（換言すれば、温間時と判定された場合）には、点
火時期調節による回転数フィードバック制御（ＩＧ−Ｆ
／Ｂ制御）が実行される。該回転数フィードバック制御
は、第７図図示の如く、目標回転数Ｎｏとクランク角セ
ンサー１０から得られるエンジン１の実回転数Ｎｅとの
偏差値ΔＮｅが零となるように、ステップＳ５において
演算されたアイドル進角値Ｂを進角あるいは遅角させる
ことにより行なわれる。しかして、該回転数フィードバ
ック制御により最終的に決定された点火時期に基づいて
ステップＳ９において点火実行がなされる。従って、車
両の微低速走行時においても、温間運転時にはニュート
ラルあるいはパーキング状態におけるアイドル運転時と
同様に回転数フィードバック制御か継続されることとな
り、温間微低速走行時においてエンジン回転数の低下か
補償され、サージングを防止することかできることとな
るのである。

一方、ステップＳ７において、Ｔ１５６０℃と判定され
た場合（換言すれば、冷間時と判定された場合）には、
ＣＰｔ、’２＋による制御は、前述した回転数フィード
バック制御を行うことなくステップＳ、に進み、ステッ
プＳ３において演算された基本進角値Ａに基づいて点火
実行がなされる。従って、車両の微低速走行時において
、冷間運転時には回転数フィードバック制御が禁止され
ることとなり、冷間微低速走行時において点火時期が遅
角され過ぎるということがなくなって、冷間微低速走行
時における燃焼性の悪化を防止することができることと
なるのである。また、冷間運転時において回転数フィー
ドバック制御を行った場合に、高く設定された目標回転
数Ｎｏ（第６図参照）にエンジン回転数Ｎｅが収束され
ることにより生じるおそれがあった車速上昇もなくなる
のである。なお、冷間運転時には、充填効率も高く、燃
焼時間も長いため、微低速走行におけるサージングが発
生しにくいので問題とならない。

なお、ステップＳ６において非ギヤイン状態と判定され
几場合には、車両停止状態におけるアイドル運転なので
、ＣＰＵ２＋による制御はステ・・１ブＳ８に進み、回
転数フィードバック制御が実行される。

上記実施例では、冷間微低速走行時においては、回転数
フィードバック制御を禁止するようにしているが、冷間
運転時においては、点火時期を進角させる方向への回転
数フィードバック制御は、エンジンｌの燃焼性を悪化す
る要因とならないので、点火時期を遅角させる方向への
回転数フィードバック制御のみを禁止するようにする場
合もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の詳細な説明するｆこめの装置の全体
構成図、第２図は第１図図示の装置における制御回路の
ブロック図、第３図は第２図図示のマイクロプロセ・シ
サの機能を説明するためのフローチャート、第４図は第
３図の制御において使用される基本進角値マツプ、第５
図は点火時期とトルクとの関係を示す特性図、第６図は
冷却水温度と目標回転数の関係を示す特性図、第７図は
回転数フィードバック制御における回転数偏差値と点火
時期調節量との関係を示す特性図である。 ｌ・・・・・エンジン ３・・・・・スロットル弁 ８・・・・・エアフロメータ ９・・・・・アイドルスイッチ １０・・・・クランク角センサー １１・・・・シフト位置検出手段 １２・・・・水温センサー １３・・・・点火栓 １５・・・・イグニッションコイル ２０・・・・制御ユニット 出　願　人　　マ　ツ　ダ　株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アイドル運転時におけるエンジンの点火時期を調節
   することによりエンジン回転数を目標回転数に収束せし
   めるべく回転数フィードバックを行うフィードバック制
   御手段を備えたエンジンのアイドル回転数制御装置であ
   って、車両の微低速走行時に前記フィードバック制御手
   段による回転数フィードバックを継続すべく作用するフ
   ィードバック制御継続手段と、該フィードバック制御継
   続手段の作動中であってもエンジンの温度が所定値より
   低い場合には少なくとも点火時期を遅角側へ移行させる
   回転数フィードバックを制限すべく作用するフィードバ
   ック制御制限手段とが付設されていることを特徴とする
   エンジンのアイドル回転数制御装置。 ２、前記目標回転数がエンジンの冷却水温度の低い時程
   高くなるように設定されており、前記フィードバック制
   御制限手段が、前記フィードバック制御継続手段の作動
   中であってもエンジンの温度が所定値以下となっている
   場合には回転数フィードバックを禁止すべく作用するも
   のとされていることを特徴とする前記請求項１記載のエ
   ンジンのアイドル回転数制御装置。 ３、車両の微低速走行時において、エンジンのスロット
   ル弁が全閉状態とされ且つエンジンと駆動系とが連結状
   態とされていることを特徴とする前記請求項１あるいは
   ２記載のエンジンのアイドル回転数制御装置。