JPH0444831Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は内燃機関の主としてアイドル回転領域
で回転数を目標値にフイードバツク制御する装置
に関する。

（従来の技術） 機関のアイドル回転領域では機関出力が小さい
ため、冷却水温度、エアコンや各種補機類の作動
などに起因して、機関回転が変動し、アイドル運
転が不安定となることがある。

そこで、特開昭55−160137号公報をはじめとし
て、機関の吸気通路の絞弁の上流から下流にバイ
パスする通路を形成し、このバイパス空気量を増
減制御することにより、機関の回転数を目標値に
正確に一致するようにフイードバツク制御するよ
うにした装置が提案されている。

第３図にこの装置を示すが、機関本体２の吸気
通路１には、絞弁３をバイパスする通路４が形成
され、このバイパス通路４には電磁弁５が介装さ
れ、コントロールユニツト６からの信号で開度が
制御される。

コントロールユニツト６には機関の回転数を検
出する回転数センサ７からの信号が入力し、これ
に基づいて目標回転数と一致するようにコントロ
ールユニツト６は電磁弁５の開度を増減し、吸入
空気量を補正する。

なお、８は吸気弁、９は燃料噴射弁である。

コントロールユニツト６の具体的な回路は第４
図のようになつており、機関回転数センサ７から
の実回転数信号Ｂと図示しない目標値設定回路か
らの目標回転数信号Ｃとを入力してその差を求め
る減算回路１４と、この減算回路１４からの減算
出力値１５を入力してその積分値Ｅを出力する積
分回路１６と、同じく減算出力値１５の２乗出力
Ｆを出力する２乗回路１１と、これら減算出力Ｅ
と２乗出力Ｆを加算する加算回路１９と、この加
算出力Ｄを増幅して電磁弁５の駆動信号２２とす
る駆動回路２１とから構成される。

第５図はコントロールユニツト６における動作
状態を示すタイムチヤートである。

補機などが作動して機関負荷Ａが増加して実回
転数Ｂが目標回転数Ｃよりも低下すると、この
間、積分出力Ｅは一定のゲイン（傾き）で増加
し、２乗出力Ｆは両信号Ｂ，Ｃの偏差の２乗に比
例して変化し、そして偏差が０となつたときに積
分出力Ｅは増加を停止する。

一方機関負荷Ａが減少したり、電磁弁５の開口
面積を開き過ぎたりして実回転数信号Ｂが目標回
転数信号Ｃよりも上昇したときは、積分出力Ｅは
偏差が０になるまで一定のゲインで減少し、この
とき２乗出力Ｆは０を保持する。

加算出力Ｄは積分出力Ｅと自乗出力Ｆを加算し
値になり、電磁弁５の開口面積Ｇはこの加算出力
Ｄに比例して変化し、開口面積Ｇが増加すると吸
入空気量が増え機関出力が大きくなり、回転数を
目標値まで上昇させるし、逆に開口面積Ｇが減少
すると回転数が低下する。

このようにして機関のアイドル回転数を、負荷
の変動にかかわらず目標値に一致するようにフイ
ードバツク制御するのである。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、上記フイードバツク制御において、
加算出力Ｄは実回転数信号Ｂの低下時は、上下に
減衰振動しながら上昇し、このため実回転数がハ
ンチングしながらやがて目標値に一致する。

これは実回転数信号Ｂが目標回転数信号Ｃに近
付くと２乗出力Ｆが急激に減少し、これにより加
算出力Ｄも減少して実回転数が目標回転数まで上
昇した直後に、一時的に電磁弁５の開口面積を減
じるという動作を繰り返すためで、この結果、負
荷が増大したときに目標回転数に一致するまでに
時間がかかり、フイードバツク制御の収束性に応
答遅れを生じるという傾向があつた。

本考案はこのような問題を解決することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） そこで本考案は、機関の吸気絞弁をバイパスす
る通路と、このバイパス通路の開度を調整する弁
手段と、機関の回転数を検出する手段とを備え、
機関のアイドル時に回転数が目標回転数と一致す
るように上記弁手段の開度をフイードバツク制御
するようにした回転数制御装置において、実回転
数が目標アイドル回転数を越えたときに一定の比
率で減少し、逆に下つたときは一定の比率で増加
する積分信号を出力する第１の手段と、実回転数
が目標回転数よりも低下したときにその偏差の２
乗に比例する信号を出力する第２の手段と、前記
低下した実回転数がその後フイードバツク制御に
より目標回転数に収束する過程で目標回転数より
も高くなつたときに前記偏差の２乗信号に比例し
た値を前記第１の手段に出力してその積分出力を
増大させる第３の手段と、これら第１の手段と第
２の手段との出力信号の加算出力に基づいて前記
弁手段の開度を制御する駆動手段とを備えるよう
にした。

（作用） このようにしたので、機関の負荷の増大時な
ど、実回転数が目標回転数よりも低下すると、積
分信号と２乗信号を加算した信号により、弁手段
の開度が増加して吸入空気量を増加して回転数を
上昇させていき、この過程で実回転数が目標回転
数を越えると、こんどはその偏差に比例した信号
で積分信号を増大させるため、２乗信号が急激に
０になつても弁手段を駆動する加算信号は急激に
低下することがない。したがつてこの結果、実回
転数が目標回転数を越えた瞬間に弁手段の開口面
積が過剰に減少することがなくなり、実回転数の
ハンチングを抑制して目標回転数に早期に収束さ
せられる。

（実施例） 以下本考案の実施例を第１図、第２図に基づい
て説明する。

第１図において、アイドル回転数が目標値から
外れたときにコントロールユニツト６の減算回路
１４から出力される偏差出力１５は、それぞれ上
記第１、第２の手段に相当する積分回路１６と２
乗回路１１とに入力する。

２０と２３は上記第３の手段を構成する保持回
路と合成回路である。保持回路２０は、アイドル
回転数が目標値よりも低下している間の２乗回路
１１の最大値に比例する値Ｈを生成し、これを合
成回路２３に出力する。合成回路２３は、減算回
路１４からの信号に基づき、いつたん低下した実
回転数がその後フイードバツク制御により目標回
転数に収束する過程で目標回転数よりも一時的に
高くなつた場合には、その高くなつた瞬間に前記
最大値比例値Ｈを積分回路１６に出力し、その分
だけ積分回路１６の出力を増大させる。

１９と２１は上記駆動手段を構成する加算回路
と駆動回路である。加算回路１９は２乗回路１１
の出力Ｆと積分回路１６の出力Ｅとを加算し、駆
動回路２１はこの加算出力Ｄに基づいて電磁弁５
の駆動信号を出力するのである。

次に、以上の構成に基づく作用を第２図を参照
しながら説明する。

機関負荷Ａが増加して実回転数Ｂが目標回転数
Ｃよりも低下すると、積分回路１６の出力Ｅは一
定の比率で増加し、また２乗回路１１の出力Ｆも
偏差の２乗に比例して増加する。これらの出力
Ｅ，Ｆの加算出力Ｄにより電磁弁５の開口面積Ｇ
が増加し、機関回転数が上昇する。

そして実回転数Ｂが目標回転数Ｃに近付くにし
たがつて２乗出力Ｆは急激に減少し、このため実
回転数Ｂが目標回転数Ｃを越える直前で、加算出
力Ｄは大幅に減少するが、これにもかかわらず実
回転数Ｂは目標回転数Ｃを越えてオーバシユート
する。このオーバシユートした時点では既に加算
出力Ｄはピーク値よりも大きく減少し、電磁弁５
の開口面積Ｇも絞り込まれるので、こんどは実回
転数Ｂが低下を始め目標回転数Ｃよりも大きく落
ち込もうとする。

しかし、実回転数Ｂが目標回転数Ｃを越えた瞬
間に、合成回路２３により最大値保持回路２０の
出力Ｈに相当する値で、積分回路１６の出力Ｅを
増大させるため、加算出力Ｄは実回転数Ｂが目標
回転数Ｃを越えた瞬間に急激に増加し、この結
果、実回転数Ｂが目標回転数Ｃを上回つてからの
加算出力Ｄの落ち込みが、従来に比較して相対的
に少なくなる。

従来は実回転数Ｂが目標回転数Ｃに接近した時
点で２乗出力Ｆが急激に減少し、加えて実回転数
Ｂが目標回転数Ｃを越えた瞬間から積分出力Ｅも
減少しだすため、実回転数Ｂが目標回転数Ｃをオ
ーバシユートしている間に、加算出力Ｄは必要以
上に大幅に減少してしまい、このためこんどは低
下しはじめた実回転数Ｂが目標回転数Ｃよりもは
るかに低くなつてしまうのである。

これに対して本考案ではオーバシユートを起こ
している間に、積分出力Ｅの初期値を増大させて
いつたん加算出力Ｄを引き上げるので、オーバシ
ユート時にバイパス通路４の開度が過剰に絞り込
まれるようなことがなくなる。

このため、オーバシユート後の実回転数の落ち
込み幅が小さく抑えられ、したがつてその後に再
び目標回転数に復帰するまでの時間も短くなる。

このようにして機関の負荷の増加時に機関回転
数を目標アイドル回転数まで短時間のうちに回復
させることができる。

（考案の効果） 以上のように本考案によれば、実回転数が目標
アイドル回転数を越えたときに一定の比率で減少
し、逆に下つたときに一定の比率で増加する積分
信号を出力する第１の手段と、実回転数が目標回
転数よりも低下したときにその偏差の２乗に比例
する信号を出力する第２の手段と、実回転数が目
標回転数よりも上昇したときに前記偏差の２乗信
号の最大値に比例した値で前記第１の手段の積分
出力を増大させる第３の手段を備えたので、機関
の負荷増加によりアイドル回転数が低下したとき
に、ハンチングを抑制しつつ速やかに目標回転数
まで回復させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のコントロールユニツトの実施
例を示すブロツク回路図、第２図は同じくその制
御動作を示すタイミングチヤート、第３図は従来
装置の構成図、第４図は同じくそのコントロール
ユニツトのブロツク回路図、第５図はその制御動
作を示すタイミングチヤートである。 １……吸気通路、２……機関本体、３……吸気
絞弁、４……バイパス通路、５……電磁弁、６…
…コントロールユニツト、７……回転数センサ、
１１……２乗回路、１４……減算回路、１６……
積分回路、１９……加算回路、２０……最大値保
持回路、２１……駆動回路、２３……合成回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機関の吸気絞弁をバイパスする通路と、このバ
   イパス通路の開度を調整する弁手段と、機関の回
   転数を検出する手段とを備え、機関のアイドル時
   に回転数が目標回転数と一致するように上記弁手
   段の開度をフイードバツク制御するようにした回
   転数制御装置において、実回転数が目標アイドル
   回転数を越えたときに一定の比率で減少し、逆に
   下つたときは一定の比率で増加する積分信号を出
   力する第１の手段と、実回転数が目標回転数より
   も低下したときにその偏差の２乗に比例する信号
   を出力する第２の手段と、前記低下した実回転数
   がその後フイードバツク制御により目標回転数に
   収束する過程で目標回転数よりも高くなつたとき
   に前記偏差の２乗信号に比例した値を前記第１の
   手段に出力してその積分出力を増大させる第３の
   手段と、これら第１の手段と第２の手段との出力
   信号の加算出力に基づいて前記弁手段の開度を制
   御する駆動手段とを備えたことを特徴とする内燃
   機関の回転数制御装置。