JPH0514545U - 内燃機関のアイドル回転速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】アイドル運転時に外部負荷が除かれたときの回
転上昇を抑制する。 【構成】機関アイドル回転速度を目標回転速度にフィー
ドバック制御するときに（Ｓ３）、目標回転速度Ｎset
と実際の回転速度Ｎとの偏差に基づいて、アイドル制御
弁の開制御値ＩＳＣonの限界値ＩＳＣmax を設定する
（Ｓ６）。そして、この限界値ＩＳＣmax を前記開制御
値ＩＳＣonが越えないように制限し（Ｓ７，Ｓ８）、目
標Ｎset に対する回転差が解消されずに、前記開制御値
ＩＳＣonが限界まで増大設定されても、外部負荷が除か
れたときに大きく回転が上昇することを抑制する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は内燃機関のアイドル回転速度制御装置に関し、詳しくは、機関アイド ル運転時に目標回転速度を得るためのフィードバック制御における制御値の限界 値の設定技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】

内燃機関のアイドル回転速度制御装置としては、特開昭６２−１２９５４４号 公報等に開示されるように、機関の吸気系に介装されたスロットル弁をバイパス する補助空気通路を設けると共に、この補助空気通路に電磁式のアイドル制御弁 を設け、このアイドル制御弁の駆動パルス信号のデューティ比を、実際のアイド ル回転速度が目標回転速度に近づくように制御することで、アイドル運転時の機 関回転速度を目標回転速度にフィードバック制御するものがある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、前記アイドル回転速度のフィードバック制御は、スロットル弁が全 閉で、かつ、車速が所定速度以下又はニュートラルスイッチＯＮ（ニュートラル 状態）を条件として行われるようになっている。 従って、非ニュートラル状態で車両が自走しているときや、流体式トルクコン バータを用いた自動変速機において非ニュートラル状態でブレーキにより停止し ているときなどもフィードバック制御が行われ、前記自走やブレーキ制動による 比較的大きな外部負荷によってアイドル回転速度が低下すると、これを補償すべ く前記アイドル制御弁の開度を大きく上げる制御が行われる。

【０００４】 ここで、前記アイドル制御弁の開度を制御する制御値は、従来、冷却水温度に 応じて開側の限界値が設定され、この限界値を越えないようにしているが、水温 が低ければそれだけアイドル制御弁の開要求が高くなるために、前記限界値も水 温が低いときほど大きく設定されるようにしている（特開平１−３１８７３７号 公報等参照）。

【０００５】 このため、非ニュートラル状態でのブレーキ停止で、例えば図５に示すように 、アイドル制御弁の開制御値を目標に対する回転差ΔＮに応じた積分定数で増大 させても、実際の機関回転速度を目標回転速度にフィードバック制御できず回転 差ΔＮが生じる場合、同じ回転差ΔＮのときであっても、低水温度時ほどより大 きな開度にまでアイドル制御弁が開制御されることになる。従って、上記のよう な非ニュートラル状態におけるブレーキ制動による停止状態から、ニュートラル に切り換えられたり、ブレーキが開放されたりして外部負荷が急に除かれると、 水温の低いときほど回転の跳ね上がりが大きく発生してしまうという問題があっ た。

【０００６】 本考案は上記問題点に鑑みなされたものであり、目標に対する回転差を解消で きずに制御値が開側の限界値まで制御されるような場合であっても、外部負荷が 取り除かれたときの回転の跳ね上がりを抑制できるアイドル回転速度制御装置を 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】

そのため本考案にかかる内燃機関のアイドル回転速度制御装置は、図１に示す ように構成される。 図１において、制御値設定手段は、所定の機関アイドル運転状態において、回 転速度検出手段で検出される機関の回転速度を目標回転速度に近づけるように、 機関の吸入空気量を調整する吸入空気量調整手段の制御値を設定し、この制御値 に基づいて制御手段が前記吸入空気量調整手段を制御する。

【０００８】 一方、回転偏差演算手段は、回転速度検出手段で検出される機関回転速度と目 標回転速度との偏差を演算し、この演算された偏差に基づいて限界値設定手段が 前記制御値の開側の限界値を設定する。 そして、制御値制限手段は、前記設定された開側の限界値を制御値設定手段で 設定される制御値が越えないように制限する。

【０００９】

【作用】

かかる構成のアイドル回転速度制御装置によると、吸入空気量調整手段の制御 値は、実際の機関回転速度を目標回転速度に近づけるように設定されるが、開側 の限界値を越えないように制限される。ここで、前記開側の限界値は、目標回転 速度と実際の回転速度との偏差に基づいて可変設定される。

【００１０】 このように、開側の限界値を回転偏差に基づいて可変設定すれば、目標回転速 度に対する回転偏差が解消されずに、前記開制御値が開側の限界値まで制御され る場合であっても、回転差（換言すれば外部負荷）に対応した所定開度に制限さ れることになるから、外部負荷が除かれたときの回転上昇を前記限界値のレベル に基づき安定して抑制することが可能となる。

【００１１】

【実施例】

以下に本考案の実施例を説明する。 一実施例のシステム構成を示す図２において、エアクリーナ１からの空気は、 吸気ダクト２を通り、該吸気ダクト２に介装され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をバイパスして設けられた補助空 気通路４に介装された吸入空気量調整手段としての電磁式のアイドル制御弁５と をそれぞれ介して機関８に吸入される。

【００１２】 一方、燃料は、吸気マニホールド６に介装された燃料噴射弁７から回転に同期 して間欠的に噴射され、前記吸入空気と混合してシリンダ内に吸引される。 前記アイドル制御弁５は、開弁用コイルと閉弁用コイルとを備えて構成されて いる。ここで、マイクロコンピュータを内蔵したコントロールユニット９からの 駆動パルス信号（開度制御信号）が、前記コイルそれぞれに互いに反転された状 態で送られるようになっており、前記駆動パルス信号のデューティ比（開弁コイ ルに対する通電時間割合％）により、アイドル制御弁５の開度が制御され、該ア イドル制御弁５の開度を介してアイドル運転時の機関吸入空気量（機関回転速度 Ｎ）が制御されるようになっている。

【００１３】 前記コントロールユニット９には、前記駆動パルス信号のデューティ比（アイ ドル制御弁５の制御値）を決定するために各種のセンサからの信号が入力される ようになっている。 前記各種のセンサとしては、クランク角センサ等の機関回転速度Ｎを検出する 回転速度検出手段としての回転速度センサ10、スロットル弁３に付設されてスロ ットル弁３のアイドル位置（全閉位置）でＯＮとなるアイドルスイッチ11、ウォ ータージャケット部に設けられ機関温度を代表する冷却水温度Ｔｗを検出する水 温センサ12、機関８が搭載された車両の走行速度ＶＳＰを検出する車速センサ13 、機関８に組み合わされる変速機（図示省略）のニュートラル位置でＯＮとなる ニュートラルスイッチ14が設けられている。

【００１４】 ここで、コントロールユニット９は、前記各種センサ・スイッチ類からの信号 に基づいて、図３のフローチャートに示すようにしてアイドル制御弁５へ送る駆 動パルス信号のデューティ比を決定する制御値ＩＳＣonを設定し、アイドル回転 速度を目標回転速度にフィードバック制御する。 尚、前記制御値ＩＳＣonの増大設定は、前記デューティ比を増大させる方向と なり、かかる増大方向はアイドル制御弁５の開度を増大させる方向と一致するも のとする。本実施例において、制御値設定手段，制御手段，回転偏差演算手段， 限界値設定手段，制御値制限手段としての機能は、前記図３のフローチャートに 示すように、コントロールユニット９がソフトウェア的に備えている。

【００１５】 図３のフローチャートにおいて、まず、ステップ１（図中ではＳ１としてある 。以下同様）では、水温センサ12で検出された冷却水温度Ｔｗに基づいて、基本 制御値ＩＳＣtwを設定する。 次のステップ２では、加減補正やエアコン，ギヤ位置等に応じた各種補正値Ｉ ＳＣetを設定する。

【００１６】 ステップ３では、アイドル回転速度のフィードバック制御を行う条件が成立し ているか否かを判別する。 前記フィードバック制御条件とは、アイドルスイッチ11がオンで、かつ、車速 ＶＳＰが所定速度（８ｋｍ／ｈ）以下又はニュートラルスイッチ14がＯＮであり 、かかる運転条件が成立しているときにのみ、アイドル回転速度のフィードバッ ク制御を行わせる。

【００１７】 フィードバック制御条件が成立していると判別されたときには、ステップ４へ 進み、フィードバック制御値ＩＳＣfbを設定する。このフィードバック制御値Ｉ ＳＣfbは、例えば目標回転速度Ｎset と実際の回転速度Ｎとの偏差ΔＮに基づき 設定した積分定数に基づく積分制御によって、実際の機関回転速度Ｎが目標回転 速度Ｎset に近づく方向に設定される。但し、前記フィードバック制御値ＩＳＣ fbの制御は、上記の偏差ΔＮに基づく積分制御に限定されるものではない。

【００１８】 そして、次のステップ５では、前記基本制御値ＩＳＣtw，各種補正値ＩＳＣet 及びフィードバック制御値ＩＳＣfbを加算して、最終的な制御値ＩＳＣon（←Ｉ ＳＣtw＋ＩＳＣet＋ＩＳＣfb）を設定する。 ステップ６では、目標回転速度Ｎset と実際の回転速度Ｎとの偏差ΔＮ（←Ｎ set −Ｎ）に基づいて、前記制御値ＩＳＣonの最大限界値ＩＳＣmax （開側の限 界値）を設定する。前記最大限界値ＩＳＣmax は、目標回転速度Ｎset よりも実 際の機関回転速度Ｎが低く前記偏差ΔＮがプラス側に大きくなるほど増大設定さ れるようになっている（図４参照）。

【００１９】 次のステップ７では、前記ステップ６で設定した最大限界値ＩＳＣmax と、ス テップ５で設定した制御値ＩＳＣonとを比較する。ここで、制御値ＩＳＣonが最 大限界値ＩＳＣmax 以下であるときには、ステップ８をジャンプしてステップ10 へ進むが、制御値ＩＳＣonが最大限界値ＩＳＣmax を越えているときには、ステ ップ８へ進む。

【００２０】 ステップ８では、前記制御値ＩＳＣonとして最大限界値ＩＳＣmax を設定する ことで、最大限界値ＩＳＣmax を越える制御値ＩＳＣonが設定されることを回避 する。 そして、ステップ10では、前記制御値ＩＳＣonに対応するデューティ比の駆動 パルス信号をアイドル制御弁５に出力することにより、制御値ＩＳＣonに応じた 開度にアイドル制御弁５の開度を調整して、補助空気通路４を介して機関８に供 給される補助空気量を制御する。

【００２１】 一方、ステップ３で、フィードバック制御条件が成立していないと判別された ときには、ステップ９へ進み、前記基本制御値ＩＳＣtwと各種補正値ＩＳＣetと を加算して制御値ＩＳＣonを設定させ、そのままステップ10へ進む。 上記のように、アイドル回転速度をフィードバック制御するときに、前記制御 値ＩＳＣonを目標回転速度Ｎset と実際の回転速度Ｎとの偏差ΔＮに基づいて設 定した最大限界値ＩＳＣmax 以内に制限し、アイドル制御弁５の最大開度を制限 すれば、非ニュートラル時などの比較的大きな外部負荷が加わるときで大きな回 転偏差ΔＮが発生するときに、前記制御値ＩＳＣonが過大設定されることを回避 でき、以て、外部負荷が除かれたときの大きな回転の跳ね上がりを抑制できるよ うになる。

【００２２】 例えば流体式トルクコンバータを備えた自動変速機と機関８が組み合わされる 場合で、非ニュートラル状態でブレーキを掛けて停止させている場合に、ブレー キ負荷で目標アイドル回転速度が得られずにアイドル回転速度が低下するときに 、回転の落ち込みに応じた最大開度にアイドル制御弁５の開度が制限されること になり、ブレーキ負荷を除いたときの回転上昇を抑制することが可能となる。

【００２３】 即ち、制御値ＩＳＣonが限界値ＩＳＣmax まで制御されるようなときに、前記 限界値ＩＳＣmax を回転偏差ΔＮ（落ち込み量）の増大に応じて増大設定するこ とで、前記回転の落ち込みの原因となった外部負荷が除かれたときに余分となる 空気量（開度）を、所定の抑制されたレベルとすることができ、非ニュートラル 状態でのブレーキ負荷（Ａ／Ｔ車）や、非ニュートラルでの自走負荷が除かれた ときの回転の跳ね上がりを抑制することができるものである。

【００２４】 尚、本実施例では、前記回転偏差ΔＮのみに基づいて最大限界値ＩＳＣmax を 設定したが、前記偏差ΔＮと冷却水温度Ｔｗで代表される機関温度との組み合わ せによって最大限界値ＩＳＣmax を設定しても良く、更には、ニュートラルスイ ッチのオン・オフ，ブレーキスイッチのオン・オフなどの運転条件によって偏差 ΔＮに基づいて設定した最大限界値ＩＳＣmax とその他のパラメータに基づいて 設定した最大限界値ＩＳＣmax とを使い分けるようにしても良い。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によると、目標回転速度と実際の機関回転速度との 偏差に応じて、制御値の限界値を設定するようにしたので、制御値が開側の限界 値にまで制御されるような外部負荷が加わっているときに、過大に制御値が開側 に制御されて、前記外部負荷が除かれたときに回転の跳ね上がりが発生すること を抑止できるようになるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の構成を示すブロック図。

【図２】本考案の一実施例を示すシステム概略図。

【図３】アイドル回転速度のフィードバック制御を示す
フローチャート。

【図４】実施例における制御値の限界値特性を示すタイ
ムチャート。

【図５】従来の制御値の限界値特性を示すタイムチャー
ト。

【符号の説明】

３ スロットル弁 ４ 補助空気通路 ５ アイドル制御弁 ８ 機関 ９ コントロールユニット 10 回転速度センサ 11 アイドルスイッチ 12 水温センサ 13 車速センサ 14 ニュートラルスイッチ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】機関の回転速度を検出する回転速度検出手
   段と、 機関の吸入空気量を調整する吸入空気量調整手段と、 所定の機関アイドル運転状態において前記回転速度検出
   手段で検出される機関の回転速度を目標回転速度に近づ
   けるように前記吸入空気量調整手段の制御値を設定する
   制御値設定手段と、 該制御値設定手段で設定された制御値に基づいて前記吸
   入空気量調整手段を制御する制御手段と、 前記回転速度検出手段で検出される機関回転速度と目標
   回転速度との偏差を演算する回転偏差演算手段と、 該回転偏差演算手段によって演算された偏差に基づいて
   前記制御値の開側の限界値を設定する限界値設定手段
   と、 該限界値設定手段で設定された開側の限界値を前記制御
   値設定手段で設定される制御値が越えないように制限す
   る制御値制限手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関のアイド
   ル回転速度制御装置。