JPH04219444A - 内燃機関のアイドル回転数制御装置 - Google Patents

内燃機関のアイドル回転数制御装置

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JPH04219444A JP2402803A JP40280390A JPH04219444A JP H04219444 A JPH04219444 A JP H04219444A JP 2402803 A JP2402803 A JP 2402803A JP 40280390 A JP40280390 A JP 40280390A JP H04219444 A JPH04219444 A JP H04219444A
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のアイドル回
転数制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関のアイドル回転数制御装置とし
て、スロットル弁をバイパスする補助空気通路に補助空
気制御弁を備え、アイドル運転時にこの補助空気制御弁
の開度を制御することにより補助空気量を制御してアイ
ドル回転数を制御するようにしたものがある(実開平1
−179148号公報参照)。
【0003】補助空気制御弁は電磁式で、これに与えら
れるデューティ(一定周期で与える開弁用駆動パルス信
号のパルス巾を制御して開度を制御するに際し、周期に
対するパルス巾の時間割合%で表されるもの)に応じて
開度が制御される。そして、補助空気制御弁へのデュー
ティISCON(%)は、下記の式により演算している
。
【0004】ISCON=ISCTW+ISCCLここ
で、ISCTWは基本制御値で、機関冷却水温Twに基
づきROM上のマップを参照して設定される。ISCC
Lはフィードバック補正値で、アイドル回転数フィード
バック制御条件にて機関回転数を目標アイドル回転数と
比較して比較結果に基づき比例・積分(PI)制御によ
り増減して設定される。
【0005】このように従来のアイドル回転数制御装置
は、実際のアイドル回転数を目標アイドル回転数と比較
して、比例・積分(PI)制御を行っていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来は
、アイドル回転数制御として、PI制御を用いていたが
、吸気マニホールド・コレクタ部の大容量化に伴って、
応答遅れが大きくなり、回転落ちあるいはハンチングを
生じるという問題点があった。本発明は、このような従
来の問題点に鑑み、応答遅れのないアイドル回転数制御
装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、ス
ロットル弁をバイパスする補助空気通路に補助空気制御
弁を備え、アイドル運転時にこの補助空気制御弁の開度
を制御することにより補助空気量を制御してアイドル回
転数を制御する内燃機関のアイドル回転数制御装置にお
いて、下記のA〜Cの手段を設けて、アイドル回転数制
御装置を構成する。
【0008】A.モデルを用いて目標アイドル回転数よ
り時系列にモデルトルクを発生する手段(モデルトルク
発生手段) B.機関の出力軸トルクを検出する手段(出力軸トルク
検出手段) C.検出された出力軸トルクをモデルトルクと比較して
その差に基づいて補助空気制御弁の開度を制御する手段
(比較制御手段)
【0009】
【作用】上記の構成においては、モデルを用い、トルク
モデルと、実際の機関出力軸トルクとの差に基づいて制
御を行うことで、トルクモデルに追従したフィードフォ
ワード的な制御を行う。
【0010】
【実施例】以下に本発明の一実施例を図1及び図2に基
づいて説明する。先ず図2を参照し、エアクリーナ1か
らの空気は、スロットルチャンバ2にて、図示しないア
クセルペダルに連動するスロットル弁3と、このスロッ
トル弁3をバイパスする補助空気通路4に介装した電磁
式の補助空気制御弁5との制御を受けて吸入される。そ
して、吸気マニホールド6のブランチ部にて燃料噴射弁
7から噴射された燃料と混合して、機関8のシリンダ内
に吸入される。
【0011】補助空気制御弁5は、コントロールユニッ
ト9からの制御信号により開度を制御され、かかる制御
のため、コントロールユニット9には各種のセンサから
の信号が入力される。前記各種のセンサとしては、クラ
ンク角センサ10が設けられ、所定クランク角毎に出力
される基準信号REFの周期Tref 等より機関回転
数Ne を算出可能である。また、水温センサ11が設
けられ、機関冷却水温Tw を検出する。この他、スロ
ットル弁3の全閉位置でONとなるアイドルスイッチ1
2、トランスミッションのニュートラル位置でONとな
るニュートラルスイッチ13、車速VSP検出用の車速
センサ14が設けられている。
【0012】ここにおいて、コントロールユニット9内
のマイクロコンピュータは、アイドル運転条件(アイド
ル回転数フィードバック制御条件)において、図1の制
御ブロック図に従って演算処理し、補助空気制御弁5の
開度を制御する。尚、アイドル回転数フィードバック制
御条件とは、アイドルスイッチ12がONでニュートラ
ルスイッチ13がON、又はアイドルスイッチ12がO
Nで車速センサ14により検出される車速VSPが所定
値(例えば8km/h)以下であることを条件とする。
【0013】次に図1の制御ブロック図について説明す
る。目標アイドル回転数Nset は、水温センサによ
り検出される水温Tw に基づき、マップを参照して設
定され、モデル21へ入力される。モデル21は、目標
アイドル回転数Nset より、時系列にモデルトルク
Tmodel 及びモデル回転数Nmodel を発生
する。この部分がモデルトルク発生手段に相当する。
【0014】これは、次のように行われる。先ず目標ア
イドル回転数Nset より目標角速度ωset を次
式のごとく求める。 ωset  deg/ms =Nset  rpm  
× 360/60000 機関の出力軸トルクTは、出
力軸の角速度ωにより表すと、 T=I×dω/dt deg/ms2  +C×ω d
eg/msであり、ω=ωmodel におけるモデル
トルクTmodel は、t→無限大において、dωm
odel /dt=0,ωmodel =ωset よ
り、次式のごとく算出することができる。
【0015】Tmodel =C×ωset  deg
/ms 次に目標角速度ωset よりモデル角速度ω
model を求める。機関の出力軸トルクがステップ
応答したときの状態方程式は、   C×ωset =I×dωmodel /dt d
eg/ms2  +C×ωmodel  deg/ms
 であり、dωmodel /dt=(ωmodel 
−ωmodel−1 )/Δtを代入し、基準信号RE
Fから次の基準信号REFまでの区間にて算出する(Δ
t=Tref とする)と、次式のごとくとなる。
【0016】 ωmodel =(C×ωset +(I/Tref 
)×ωmodel−1 )/(C+I/Tref )よ
って、モデル回転数Nmodel は、次式のごとく算
出することができる。 Nmodel =ωmodel × 60000/36
0 モデル21からのモデルトルクTmodel は、
伝達要素(K3 )22により、モデル空気量Qmod
el に変換され、加算点28に入力される。尚、トル
クTはQ/Nに比例するので、Qmodel =K3 
×Tmodel ×Nmodel として変換される。
【0017】モデル21からのモデル回転数Nmode
l は、加算点23に入力される。この加算点23には
クランク角センサにより検出される実際の機関回転数N
e がマイナス分として入力され、回転数エラー分Ne
rror =Nmodel −Ne が出力される。そ
して、回転数エラー分Nerror は、伝達要素(K
2 /S)24にて、積分され、空気量エラー分Qer
ror に変換される。そして、空気量エラー分Qer
ror は加算点28に入力され、モデル誤差を修正す
べく、モデル空気量Qmodel に加算される。
【0018】また、エアコンスイッチに代表される負荷
スイッチ25からの信号に基づく確定外乱補正分Qlo
adが加算点28に入力され、モデル空気量Qmode
l に加算される。一方、トルク検出部26にて、機関
の出力軸トルクTe が検出される。この部分が出力軸
トルク検出手段に相当する。これは、次のように行われ
る。
【0019】先ずクランク角センサにより検出される実
際の機関回転数Neより角速度ωを次式のごとく求める
。 ω deg/ms =Ne  rpm  × 360/
60000 機関の出力軸トルクTe は、検出された
角速度ωにより表すと、   Te  kgm  =I×dω/dt deg/m
s2  +C×ω deg/ms であり、dω/dt
=(ω−ω−1)/Δtを代入し、REF区間にて算出
する(Δt=Tref とする)と、次式のごとくとな
る。
【0020】Te =I×(ω−ω−1)/Tref 
+C×ω検出された機関の出力軸トルクTe は、伝達
要素(K1 )27に入力され、実空気量Qe に変換
される。 尚、トルクTはQ/Nに比例するので、Qe =K1 
×Te ×Ne として変換される。そして、この実空
気量Qe はマイナス分として加算点28に入力される
。
【0021】加算点28においては、次式の演算がなさ
れ、シリンダに吸入されるべき空気量増減分(シリンダ
流入空気量増減分)Qcyl が出力される。この部分
が比較制御手段に相当する。 Qcyl  kg/h =(Qmodel +Qerr
or +Qload)−Qe このシリンダ流入空気量
増減分Qcyl は、コレクタエラーの補償用モデル2
9により、コレクタ充填空気量の進み補償がなされ、補
助空気通路を通過すべき空気量増減分(補助空気量増減
分)Qt に変換され、これが操作量となる。
【0022】補助空気量増減分Qt は、コレクタ充填
遅れを考慮して、次式のごとく算出される。 Qt  kg/h =Qcyl +Vt ×ω×(Qc
yl −Qcyl−1 )尚、Vt =Vm /(Vc
 ×e×180 ) であり、Vm は吸気マニホール
ド(コレクタ)容積、Vc はシリンダ容積、eは新気
割合である。
【0023】制御対象たる補助空気制御弁5は電磁式で
、これに与えられるデューティに応じて開度が制御され
るから、前記補助空気量増減分Qt は、水温Tw 依
存の基本制御値に加算された後、デューティISCON
(%)に変換される。デューティISCONが決定され
ると、このデューティISCONのパルス信号で補助空
気制御弁5の開弁用コイルに通電され、これにより開度
が制御されて、所望の補助空気流量が得られる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、モ
デルを用い、トルクモデルと、実際の機関出力軸トルク
との差に基づいて制御を行うことで、トルクモデルに追
従したフィードフォワード的な制御を行い、アイドル安
定性の向上と、アイドル低回転化による燃費の向上とを
達成できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】  本発明の一実施例を示す制御ブロック図
【
図2】  内燃機関のシステム図
【符号の説明】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  スロットル弁をバイパスする補助空気
    通路に補助空気制御弁を備え、アイドル運転時にこの補
    助空気制御弁の開度を制御することにより補助空気量を
    制御してアイドル回転数を制御する内燃機関のアイドル
    回転数制御装置において、モデルを用いて目標アイドル
    回転数より時系列にモデルトルクを発生する手段と、機
    関の出力軸トルクを検出する手段と、検出された出力軸
    トルクをモデルトルクと比較してその差に基づいて補助
    空気制御弁の開度を制御する手段とを設けたことを特徴
    とする内燃機関のアイドル回転数制御装置。
JP2402803A 1990-12-17 1990-12-17 内燃機関のアイドル回転数制御装置 Expired - Lifetime JP2696431B2 (ja)

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