JPH0436037A - 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） 本発明はエンジンのアイドル回転数制御装置に関し、特
にアイドル運転時にエンジン回転数を目標回転数にフィ
ードバック制御するようにしたものの改良に関する。

（従来の技術） 従来より、エンジンのアイドル運転時にエンジン回転数
が目標回転数になるようにフィードバック制御するアイ
ドル回転数制御装置として、例えば特公昭６４−１１８
１６号公報に開示されるように、吸気通路に設けられた
スロットル弁をバイパスするバイパス通路に制御弁を設
け、アイドル運転時、この制御弁を調節してバイパス通
路を流通する吸入空気量を制御することによりアイドル
回転数を目標回転数にフィードバック制御すると共に、
エアコン等の外部負荷の状態によって上記目標回転数を
変更し、かつ、その外部負荷に対する負荷補正として上
記バイパス通路の吸入空気量を所定値だけ増減させよう
としたものが知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記従来のものでは、エンジン回転数を目標
回転数にフィードバック制御する場合、その制御量であ
るフィードバック補正量は予め設定された所定の上限値
及び下限値を有しており、その制御できる回転数の範囲
は所定の制御幅内に定められていた。これは、上記制御
幅をあまり大きく広げるとエンジン回転数信号のノイズ
を拾い易くなって、安定したエンジン回転を維持するの
が難しくなるなどの信頼性に対する問題が生じてくるた
めである。

一方、通常、外部負荷例えばエアコン、オルタネータ、
トルクコンバータなどが作動した状態の場合、その各外
部負荷に応じて予め設定された一律の負荷補正量が投入
されて負荷補正が実行され、外部負荷による回転落ち等
を防止してアイドル回転数を維持するようにしている。

しかし、この負荷補正量は各外部負荷に対して一律に定
められているため、エンジンのバラツキや各外部負荷の
バラツキに起因して実際の外部負荷に対して必ずしもう
まく対応し得ない場合がある。特に外部負荷が大きくな
ってくるとその負荷補正量の実際の外部負荷に対するず
れ量が大きくなり、その結果、上記負荷補正の大きなず
れ量によりアイドル回転に大きな回転変動が生じる。そ
して、これを補正するべく上記フィードバック制御が実
行され負荷補正のずれが大きくその制御幅を越える回転
変動の場合には、これを吸収しきれずアイドル回転の吹
き上がりあるいはエンストなどの不具合が生じる。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、アイドル運転時にエンジン回転
数を目標回転数にフィードバック制御する場合、エンジ
ンに外部負荷が作用してその負荷補正が実行されるとき
、その負荷補正量の過不足分によるアイドル回転の吹き
上がりあるいはエンストを防止することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明では、アイドル運転時
のフィードバック制御において、外部負荷がエンジンに
作用してその負荷補正が実行されるとき、上記フィード
バック制御の制御幅を外部負荷の大きさに応じて変更す
るようにしている。

具体的に、本発明の講じた解決手段は、第１図に示すよ
うに、エンジンの回転数を調整する回転数調整手段４１
と、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段３６と
、この回転数検出手段３６の出力を受け、アイドル運転
時にエンジン回転数が目標回転数になるように上記回転
数調整手段４１を所定の制御幅でフィードバック制御す
る制御手段４０とを備えたエンジンのアイドル回転数制
御装置を前提とする。そして、エンジンに作用する外部
負荷の状態を検出する外部負荷検出手段４３と、この外
部負荷検出手段４３の出力を受け、外部負荷の大きさに
応じて上記制御手段４０によるフィードバック制御の制
御幅を変更する制御幅変更手段４２とを備える構成とし
ている。

（作用） 上記の構成により、本発明では、制御手段４０により、
アイドル運転時にエンジン回転数が目標回転数にフィー
ドバック制御されてエンジン回転数は目標回転数に安定
維持される。そのとき、外部負荷検出手段４３により外
部負荷の作動状態か検出されると、制御幅変更手段４２
によっＣその外部負荷の大きさに応じて上記制御手段４
０のフィードバック制御の制御幅が変更される。このた
め、外部負荷の作動に伴う負荷補正量の投入時に、この
負荷補正量の過不足分による回転変動を上記制御手段４
０によるフィードバック制御の制御幅内に収めることか
でき、確実に上記回転変動が補正されアイドル回転の吹
き上がりあるいはエンストが゛防止される。

（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図は本発明の実施例に係るアイドル回転数制御装置
を備えたエンジンを示す。このエンジンにはオートマチ
ック式トランスミッションが連結されている。第２図に
おいて、１はエンジンで、このエンジン１は、シリンダ
２を形成するシリンダブロック３と、このシリンダブロ
ック３の上面に接合されたシリンダヘッド４と、シリン
ダ２内を往復動するピストン５とを所有し、上記シリン
ダ２内にはシリンダヘッド４の下面及びピストン５の頂
面で区画される燃焼室６が形成されている。

この燃焼室６に臨ませて点火プラグ７が設けられている
。８は点火用の二次電圧を発生させる点火コイル、９は
エンジンの出力軸に駆動連結され且つ上記点火プラグ７
及び点火コイル８に接続されたディストリビュータであ
って、点火コイル８からの二次電圧を燃焼行程となる気
筒の点火プラグ７に配電するものである。

上記燃焼室６には吸気通路１０が接続され、その燃焼室
６への開口部には吸気弁１１が設けられ、所定のタイミ
ングでもって燃焼室６に吸気を導入するようにしている
。この吸気通路１０には上流から順に吸入空気量を調節
するためのスロットル弁１２、吸気脈動の吸収等を行う
ためのサージタンク１３及び燃料を噴射供給するインジ
ェクタ１４が配設されている。さらに、上記吸気通路１
０には、スロットル弁１２をバイパスするバイパス通路
１５が設けられ、このバイパス通路１５の途中には、バ
イパス通路１５を流通するバイパス吸気量を調整する制
御弁１６が配置されている。そして、上記バイパス通路
１５及び制御弁１６により、制御弁１６がデユーティ制
御されてバイパス吸気量を調整することでエンジン１へ
の吸入空気量が調整されエンジン回転数を調整する回転
数調整手段４１を構成している。

また、上記燃焼室６には排気通路１７が接続されその燃
焼室への開口部には排気弁１８が設けられ、所定のタイ
ミングでもって燃焼室６から排気を排出するようにして
いる。この排気通路１７には、排気浄化用のキャタリス
ト１９が設けられている。

上記点火コイル８、インジェクタ１４及び制御弁１６は
ＣＰＵを内蔵したコントロールユニット５０によってそ
の作動が制御される。

更に、第２図において、３０はスロットル弁１２上流側
で吸気温度を検出する吸気温センサ、３１は吸入空気量
を検出するホットワイヤ式のエアフローセンサ、３２は
スロットル弁１２の全開時に閉じるアイドルスイッチ、
３３はスロットル弁１２の開度を検出するスロットルポ
ジションセンサ、３４はエンジン冷却水温度を検出する
水温センサ、３５は排気通路１７のキャタリスト１９上
流側に配置され排気中の酸素濃度を検出する０２センサ
、３６はクランク角の検出によりエンジン回転数を検出
する回転数検出手段としての回転数センサ、３７はオー
トマチック式トランスミッション６０のシフトレンジ位
置を検出する外部負荷検出手段としてのシフトセンサ、
３８は車両の走行速度を検出する車速センサ、３９はこ
のエンジン１に補機として装備されているエアコン駆動
用コンプレッサの作動時にＯＮ信号を出力する外部負荷
検出手段としてのエアコンスイッチである。

そして、上記各センサ及びスイッチ類３０〜３９の出力
信号は上記コントロールユニット５０に入力されている
。

次に、上記コントロールユニット５０による制御弁１６
の作動制御を第３図のフローチャートに基づいて説明す
る。同図において、まず、スタート後、ステップＳ１で
センサ類からの各種信号を読み込む。次いで、ステップ
Ｓ２でエンジン１がアイドル運転時であるか否かを判定
する。この場合、スロットル弁１２が全閉時のアイドル
スイッチ３２がＯＮで且つエンジン回転数が所定回転数
以下のときにアイドル運転時であると判定する。

ここで、アイドル運転時でないＮｏのときにはステップ
Ｓ１４へ進み、運転状態に応じた制御量Ｇを演算し、ス
テップＳ１５で制御弁１６にこの制御量Ｇを出力してリ
ターンする。一方、ステップＳ２でアイドル運転時であ
るＹＥＳのときには、バイパス吸気量のフィードバック
制御を実行すべく、まず、ステップＳ３で目標回転数Ｎ
。を第４図に示すマツプに基づいて設定する。このマツ
プにおいて、目標回転数Ｎ。はエンジン水温によって決
まり、エンジン水温が低いほど燃焼安定性が低いので高
く設定される。そして、ステップＳ４で上記目標回転数
Ｎｏに応じた基本制御量ＣＢを第５図に示すマツプに基
づいて設定する。この基本制御量ａＳも上記目標回転数
Ｎ。と同様の特性でエンジン水温によって決まるもので
ある。次に、ステップＳ５では、以下のステップで求め
るフィードバック制御のフィードバック補正量に対する
最大値（プラス側）及び最小値（マイナス側）のガード
を設定する。即ち、このガードは、次の第１表に示す外
部負荷の条件によるフィードバック補正量ＧＦＨの最大
値であるプラス側のＭＡＸガード及び最小値であるマイ
ナス側のＷＩＮガードで設定される。

第１表 ここで、車速が５ｆｉ／Ｈ以上というのは、車両のクリ
ープ走行状態のような場合であり、このときはトルクコ
ンバータによるエンジンへの負荷が車両停止時の場合に
比べてかなり小さいと考えられ、また、車速が５１ａｉ
／Ｈ未満の場合は車両停止時とほぼ同じでトルクコンバ
ータの負荷が全面的にかかっているとみなされる。した
がって、負荷の大きさとしては、小さいものから順にＤ
レンジ＆車速５）ａｓ／Ｈ以上、Ｄレンジ＆エアコンＯ
Ｎ＆車速５ｋｍ／Ｈ以上、Ｄレンジ＆車速５１ａｓ／Ｈ
未満、Ｄレンジ＆エアコンＯＮ＆車速５ｋｍ／Ｈ未満と
いう順になっており、これに対応してＭＩＮガードが広
がっている。即ち、制御幅が負荷の大きさに応じて広が
っている。この場合、プラス側のＭＡＸガードは一律同
じであるが、これはプラス側の回転上昇方向の空気量増
量は多少多過ぎる補正をしても大きな影響はないが、逆
のマイナス側で空気量減量側に補正し過ぎるとエンスト
等の運転性への悪影響が大となるので、マイナス側のＭ
ＩＮガードのみを変更して制御幅を変更している。尚、
Ｎレンジでは完全な無負荷状態でエンジン単体での運転
となっており、負荷時とは別途の設定となっている。

次に、ステップＳ６で実際のエンジン回転数Ｎｅの上記
目標回転数Ｎ。からの回転偏差△Ｎｅを算出する。更に
、ステップＳ７で第６図に示すマツプ図に基づいて上記
回転偏差ΔＮｅに応じたフィードバック補正量の偏差Δ
ＧＦＢを求める。そして、ステップＳ８でフィードバッ
ク補正量ＧＦＢを前回のフィードバック補正量ＧＰＢ−
ｒに上記偏差ΔＧＦＢを加算して求める。更に、ステッ
プｓ９で上記フィードバック補正量ＧＦＢがステップｓ
５で設定したフィードバック補正量のＭＡＸガードより
大きいか否かを判定する。ここで、ＭＡＸガードより大
きいときには、ステップＳＩＯへ進み、上記フィードバ
ック補正量ＧＦＢをＭＡＸガードにセットしてステップ
Ｓ＋３へ進む。一方、フィードバック補正量ＧＦＢが上
記ＭＡＸガード以下のときにはステップＳｌ＋へ進み、
今度は上記フィードバック補正量ＧＦＢが上記ＭＩＮガ
ードより小さいか否かを判定する。ここで、ＭＩＮガー
ドより小さいときには、ステップＳ＋２へ進みフィード
バック補正量ＧＦＢを則Ｎガードにセットしてステップ
ＳＩ３へ進む。一方、ＭＩＮガード以上のときはそのま
まステップＳ１３へ進む。そして、ステップＳ１３では
、最終制御量Ｇを上記基本制御量ａＳに上記フィードバ
ック補正ｊｌＧＦＢ及びその他の補正ｊｉ　Ｇ　ｃを加
算して求める。

ここで、上記その他の補正量ＧｃはエアコンのＯＮ作動
あるいはＤレンジ等の外部負荷に対応して設定されるも
のである。そして、ステップＳ１５で上記最終制御量Ｇ
を制御弁１６に出力してリタンする。

以上のフローにおいて、全ステップにより、回転数セン
サ３６の出力を受け、アイドル運転時にエンジン回転数
が目標回転数になるように回転数調整手段４１を所定の
制御幅でフィードバック制御する制御手段４０を構成し
ている。更に、ステップＳＩ５及びステップ８９〜５１
２により、外部負荷検出手段４３の出力を受け、外部負
荷の大きさに応じて上記制御手段４０によるフィードバ
ック制御の制御幅を変更する制御幅変更手段４２を構成
している。

したがって、上記実施例では、アイドル運転時にエンジ
ン回転数が目標回転数になるように制御弁１６によるバ
イパス吸気量を制御するフィードバック制御が実行され
、安定したアイドル回転数が得られる。その際、エアコ
ンのＯＮ作動あるいはオートマチック式トランスミッシ
ョンのＤレンジ等による外部負荷が作用するときは、そ
の外部負荷の大きさに応じて上記フィードバック制御の
制御幅を拡大している。このため、外部負荷作用時に投
入される負荷補正量と実際の負荷のバラツキ等による大
きさとのずれから生じる上記負荷補正量の過不足分を補
償してフィードバック制御の制御幅内に収めることがで
き、上記負荷補正量の過不足分に起因する回転変動を確
実に補正して、アイドル回転の吹き上がりあるいはエン
ストを防止することができる。

また、フィードバック制御の制御幅を車速に応じて車速
が大きい程小さくするよう変更しているので、クリープ
走行時に急制動がかかったときのエンストを防止するこ
とができる。即ち、車速５ｂ／Ｈ以上のクリープ走行時
等では、トルクコンバータによる負荷に応じて設定され
た負荷補正量が投入されているにもかかわらず、実際に
はトルクコンバータによる負荷はかなり小さなものとな
るため、フィードバック補正量は上記負荷補正量の過大
骨を補償するべくマイナス側へ大きく補正することにな
る。その場合、ＷＩＮガードによってフィードバック補
正量のマイナス側への補正量は規制されているので、急
な制動等によって、トルクコンバータの負荷が急にかか
った場合でも、フィードバック補正のマイナス側への過
補正による急な回転落ちないしエンストを防止すること
ができるものである。

尚、外部負荷として、上記実施例のものの他にオルタネ
ータ、パワーステアリング駆動用ポンプ等があり、これ
らにも適用可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンのアイドル回転
数制御装置によれば、アイドル運転時にエンジン回転数
が目標回転数になるように所定の制御幅でフィードバッ
ク制御する場合に、外部負荷が作用するときは、上記フ
ィードバック制御の所定の制御幅をその外部負荷の大き
さに応じて変更するようにしているので、外部負荷の作
動に伴って投入される負荷補正量の過不足分による回転
変動をフィードバック制御の制御幅内に収めることがで
き、確実に上記回転変動を補正してアイドル回転の吹き
上がりあるいはエンストを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図〜第６図は本発明の実施例を示し、第２図はその
全体概略構成図、第３図はコントロールユニットにおけ
る制御弁の制御を示すフローチャート図、第４図は目標
回転数のマツプ図、第５図は基本制御量のマツプ図、第
６図はフィードバック補正量のマツプ図である。 １・・・エンジン １０・・・吸気通路 １２・・・スロットル弁 １５・・・バイパス通路 １６・・・制御弁 ３６・・・回転数センサ ３７・・・シフトセンサ ３８・・・車速センサ ３９・・・エアコンスイッチ（外部負荷検出手段）４０
・・・制御手段 ４１・・・回転数調整手段 ４２・・・制御幅変更手段 ４３・・・外部負荷検出手段 ５０・・・コントロールユニット ６０・・・トランスミッション （回転数検出手段） （外部負荷検出手段） １・・・エンジン １０・・・吸気通路 １２・・・スロットル弁 １５・・・バイパス通路 １６・・・制御弁 ３６・・・回転数センサ（回転数検出手段）３７・・・
シフトセンサ（外部負荷検出手段）３８・・・車速セン
サ ３９・・・エアコンスイッチ（外部負荷検出手段）４０
・・・制御手段 ４１・・・回転数調整手段 ４２・・・制御幅変更手段 ４３・・・外部負荷検出手段 ５０・・・コントロールユニット ６０・・・トランスミッション 水温 第 図 水温 第４ 図 第６ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの回転数を調整する回転数調整手段と、
   エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、この回
   転数検出手段の出力を受け、アイドル運転時にエンジン
   回転数が目標回転数になるように上記回転数調整手段を
   所定の制御幅でフィードバック制御する制御手段とを備
   えたエンジンのアイドル回転数制御装置において、エン
   ジンに作用する外部負荷の状態を検出する外部負荷検出
   手段と、 この外部負荷検出手段の出力を受け、外部負荷の大きさ
   に応じて上記制御手段によるフィードバック制御の制御
   幅を変更する制御幅変更手段と を備え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。