JPH06100129B2 - 内燃機関のアイドル回転数制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はフィードバツク制御により内燃機関のアイドル
回転数を所定の目標回転数に維持する装置に関し、特に
アイドル時にアクセルペダルに軽く乗せていた足を離し
た際に生じるエンジンストール或はアイドル回転数不安
定を防止する技術に関する。

従来の技術 一般に、内燃機関のアイドル回転数制御は、アイドルス
イッチのオンによりアイドル状態と判別し、検出したエ
ンジン回転数が予め設定された目標回転数より大きけれ
ばスロットル弁の上流と下流を連通するバイパス通路を
流れる空気量を減少させてエンジン回転数を下げ、逆に
検出したエンジン回転数が目標回転数より小さければバ
イパス空気量を増してエンジン回転数を上昇させる、所
謂フィードバック制御により実現されている。

発明が解決しようとする問題点 ところで、アイドルスイッチはスロットル弁が完全に閉
じた全閉状態のみならず、僅かに開いた略全閉状態でも
オンとなる。この為、アイドル時にアクセルペダルに足
を軽く乗せてもアイドルスイッチがオフにならないまま
スロットル弁が若干開かれ、エンジンへの流入空気量が
増大し、エンジン回転数が高まることがある。このよう
な場合従来のアイドル回転数制御ではアイドルスイッチ
がオンであることからアイドル時と判別してフィードバ
ツク制御を続行しており、バイパス空気量を減少させる
ことにより増大したエンジン回転数を目標回転数付近に
低下させる。しかし、このような所謂足乗せ状態時には
バイパス空気量が極端に低下しているので、エンジン回
転数が目標回転数まで下がった後アクセルペダルから足
を離すと、スロットル弁が全閉になること及びバイパス
空気量が極端に少ないことからエンジンをアイドル回転
数に維持することができずエンジンストールすることが
ある。

第７図はこの様子を示し、スロットル開度が徐々に小さ
くなるとそれに応じてエンジン回転数も小さくなり、ス
ロットル弁が略全閉になるとアイドルスイッチがオフか
らオンに切り替り、やがてスロットル開度は全閉とな
る。バイパス空気量は非アイドル状態では基本量と一致
するが、アイドル状態ではエンジン回転数と目標回転数
との差に応じたフィードバツク量αだけ基本量から変化
し、安定状態ではエンジン回転数が目標回転数と一致し
たときのフィードバツク量α_１で制御が行なわれる。時
刻t₁にスロットルスイッチがオフしない程度軽く足をア
クセルペダルに乗せるとスロットル開度が大きくなり、
エンジン回転数が増大する。従って、エンジン回転数と
目標回転数との差が増大し、フィードバツク量αがα_２
と大きくなる。このときにエンジンに流入する空気量は
スロットル弁を介する空気とバイパス空気量との和であ
り、フィードバック量αが大きいことから大部分はスロ
ットル弁を経由する空気である。従って、時刻t₂でアク
セルペダルから足を離すと、スロットル弁は短時間で全
閉となるが、フィードバック量αは徐々にしか小さくな
らないので、エンジンに流入する空気量は極端に少なく
なり、エンジン回転数が低下してエンジンストールに至
る。

そこで、上記欠点を解決するために、フィードバック量
αの変動許容幅を制限することにより足乗せ状態時にお
けるバイパス空気量が極端に小さくならないようにする
対策を講じているものが多い。しかしながら、フィード
バック量の変動許容幅をあまり小さくすると、フィード
バック制御の応答性が劣化してエンジン回転数を目標回
転数に一致させるまでに長い時間を要する等の弊害があ
り、この為両者を加味した変動許容幅としているので、
変動許容幅の下限までフィードバック量が小さくなると
エンジンストールに至らなくてもアイドル回転数不安定
となる問題点があった。

本発明はこのような従来の問題点を解決したもので、そ
の目的は、アイドル時に所謂足乗せ状態から足を離した
ことにより生じ易いエンジンストール又はアイドル回転
数不安定を防止することにある。

問題点を解決するための手段 第１図は本発明の概略構成図である。スロットル弁１の
上流と下流を連通するバイパス通路２にはここを流れる
空気量を調節するバイパス空気量調節手段３が設けら
れ、スロットル弁１にはその開度を検出するスロットル
センサ５とスロットル弁１が全閉又は略全閉になったこ
とを検出するアイドルスイッチ６が設けられる。またエ
ンジン７にはその回転数を検出するエンジン回転数セン
サ８が取付けられている。アイドル回転数制御手段４
は、スロットル弁１が全閉又は略全閉となり、アイドル
スイッチ６がオンするとアイドル状態であると判別し、
エンジン回転数センサ８で検出されたエンジン回転数と
予め設定された目標回転数との差に応じて調節手段３に
よりバイパス空気量を調節し、エンジン７の回転数が目
標回転数になるようにフィードバック制御を行なう。ま
た、最小スロットル開度検出手段９ではスロットルセン
サ５の検出スロットル開度の最小値が求められ、フィー
ドバック制御中止手段10は、スロットル弁１の全閉又は
略全閉が検出されており且つスロットルセンサ５の検出
スロットル開度が最小スロットル開度検出手段９で検出
された最小スロットル開度より予め設定された開度以上
であるとき、アイドル回転数制御手段４のフィードバッ
ク制御を中止させる。

本発明の好ましい実施例においては、フィードバック制
御中止手段10は、目標回転数が比較的高い所定回転数
（実施例においては700rpm）よりも小さい場合にのみフ
ィードバック制御を中止させ、最小スロットル開度検出
手段は、非アイドル状態からアイドル状態に移行する毎
に最小スロットル開度を検出する。勿論、最小スロット
ル開度検出手段を、エンジンスタート後の最初の非アイ
ドル状態からアイドル状態への移行時に最小スロットル
開度を検出するように構成しても良い。

作用 踏み込んでおいたアクセルペダルを戻すとスロットル弁
１が全閉となりアイドルスイッチ６がオンするため、ア
イドル回転数制御手段４は検出したエンジン回転数が目
標回転数と一致するように調節手段３でバイパス空気量
を調整するフィードバック制御を行なう。ドライバがア
クセルペダルに足を軽く乗せると、スイッチ弁１は開度
を増しエンジン回転数は増大する。このとき、アイドル
スイッチがオンで且つ検出スロットル開度が最低スロッ
トル開度より所定開度以上大きくないと、アイドル開転
数制御手段４はフィードバック制御を続行し、調節手段
３によりバイパス空気量を減少させてエンジン回転数を
下げる。しかし、検出スロットル開度が最小スロットル
開度検出手段９で検出された最小スロットル開度より予
め設定された開度以上大きくなると、所謂足乗せ状態で
あることからフィードバック制御中止手段10がアイドル
回転数制御手段４のフィードバック制御を中止させる。
このため、バイパス空気量はそれほど小さくならず、ア
クセルペダルから足を離した直後においてもエンジン７
をアイドル回転数に保持するに十分なバイパス空気量が
確保されているので、従来のようにエンジンストールま
たはアイドル回転数不安定となることはない。

実施例 第２図は本発明実施例の要部ブロック図である。

同図において、燃焼用の空気はエアクリーナ20で清浄さ
れて管路21に導入され、一部はバイパス通路23を経由し
残りはスロットル弁22を経由してサージタンク25に導か
れ、図示しない手段により供給された燃料と混合されて
エンジン26に供給され、燃焼の結果生じた排気ガスはマ
フラ27を介して外部に排出される。スロットル弁22には
アイドルスイッチ付のスロットルセンサ28が取付けら
れ、スロットル弁が全閉又は略全閉となったときにオン
となるアイドル信号がアイドルスイッチから制御装置32
のインタフェイス回路35に入力されると共に、スロット
ル弁22の開度に比例した電圧のスロットル開度信号がイ
ンタフェイス回路35に入力される。また、バイパス通路
23にはバイパスエアコントロールバルブ24が設けられ、
これによりバイパス通路の径路が調節される。このバイ
パスエアコントロールバルブ24としては、例えばステッ
パモータによりバイパス路径調整バルブを駆動する方式
のものが使用できる。バイパスエアコントロールバルブ
24はインタフェイス回路35の出力により制御される。

制御装置32のインタフェイス回路35には、他にエンジン
26が所定角度回転する毎にパルスを発生するクランク角
センサ等のエンジン回転数センサ29の出力と、エアコン
ディショナ（以下エアコンと称す）が起動されていると
きオンとなるエアコンスイッチ30の出力と、シフト位置
がニュートラルにあるときオンとなるニュートラルスイ
ッチ31の出力が接続される。マイクロコンピュータ33
は、アイドル回転数制御用であり、インタフェイス回路
35及びROM,RAM等のメモリ34とはデータ線，アドレス
線，コントロール線を含むバス36により相互に接続され
る。

第３図はエンジン回転数センサ29から所定回転毎に出力
されるパルスNE毎に行なわれるマイクロコンピュータ33
の割込み処理の一例を示すフローチャート、第４図はマ
イクロコンピュータ33のメイン処理の一例を示すフロー
チャート、第５図はマイクロコンピュータ33の内部に設
けられたタイマによって例えば100ms毎に行なわれるタ
イマ割込み処理の一例を示すフローチャートである。

マイクロコンピュータ33は、エンジン回転数センサ29か
ら所定回転角度毎に出力されるパルスNEが到来すると、
第３図に示したようなNE割込み処理を行ない、今回の割
込み時刻と前回の割込み時刻との差（時間間隔）を計算
する（S1）。

また、メイン処理においては第４図に示したようにスロ
ットルセンサ28から出力されるスロットル開度信号をイ
ンタフェイス回路35内でA/D変換した値を読取ると共
に、エアコンスイッチ30,ニュートラルスイッチ31の各
状態を読取る（S10〜S12）。また、読取ったエアコンス
イッチ30,ニュートラルスイッチ31の各状態の組合せに
対応した基本バイパス量と目標回転数を例えば次頁のよ
うなマップを記憶するメモリ34の内容をアクセスするこ
とで求める。

なお、エアコンスイッチ30のオン時に目標回転数を大き
くしているのはエアコンのききを良くするためである。

また、マイクロコンピュータ33は、目標回転数を算出す
ると、今回求めた目標回転数と前回求めた目標回転数と
を比較することにより目標回転数が変化したか否かを判
別し（S15）、変化していればフィードバック量αを零
にし（S16）、変化していなければそのような処理を行
なうことなくステップS17に移行して第３図の割込み処
理で求めた時間間隔によりエンジン回転数を計算する。

またタイマ割込み処理では、第５図に示したように先ず
ステップS17で求めたエンジン回転数がステップS14で求
めた目標回転数より大きいか否かを判別し（S20）、大
きければフィードバック量αを減少し（S21）、そうで
なければフィードバック量αを増加する（S22）。次の
ステップS23で、マイクロコンピュータ33はアイドル信
号がオンであるか否かを判別し（S23）、オフであれば
フィードバック量αを零にし（S25）、アイドル信号が
オンであればアイドル信号がオンになってから一定時間
例えば３秒程経過したか否かを判別し（S24）、経過し
ていなければフィードバック量αを零にする。また、ア
イドル信号がオンしてから一定時間経過しておれば、ス
テップS10で検出したスロットル開度が最小スロットル
開度より小さいか否かを判別し（S26）、小さければそ
のスロットル開度を新たな最小スロットル開度としてメ
モリ34に記憶し、小さくなければステップS14で求めた
目標回転数が所定回転数例えば700rpmより小さいか否か
を判別する（S28）。そして、目標回転数が所定回転数
より小さければ、ステップS10で検出したスロットル開
度より最小スロットル開度を引いた値が所定の開度θ_０
例えば0.3゜より小さいか否かを判別するステップS30に
移行し、小さくなければステップS29へ移行する。ステ
ップS30は所謂足乗せ状態を検出するもので、検出スロ
ットル開度が最小スロットル開度よりθ_０だけ大きけれ
ば足乗せ状態であると判別してフィードバック量αを零
にし（S31）、フィードバック制御を中止させる。バイ
パス空気量は、基本バイパス量とフィードバック量αの
和として計算され（S32）、計算されたバイパス空気量
となるようにバイパスエアコントロールバルブ24へ出力
が発せられる（S34）。

第６図は非アイドル状態からアイドル状態へ移行し再び
非アイドル状態になるまでのアイドル信号，スロットル
開度，バイパス空気量，エンジン回転数の一例を示すタ
イミングチャートである。以下、同図を参照して本実施
例の動作を説明する。

非アイドル時のとき、第３図及び第４図の処理によって
負荷に応じた基本バイパス量，目標回転数，エンジン回
転数が求められ、第５図のステップS20〜S22によってエ
ンジン回転数と目標回転数との差に応じたフィードバッ
ク量αが求められているが、ステップS25でαが零にさ
れているので、バイパス空気量は基本バイパス量に等し
くなっている。また、ステップS29により検出されたス
ロットル開度が新たな最小スロットル開度として記憶さ
れる。この最小スロットル開度の値の変化は第６図の点
線60で示されている。

非アイドル時にスロットル開度が徐々に小さくなるとそ
れに応じてエンジン回転数も小さくなり、スロットル弁
が略全閉になる時刻t₃でアイドル信号がオンからオフに
切り替り、やがてスロットル開度は全閉となる。そし
て、アイドル信号がオンになったときから３秒経過した
刻t₄からステップS25を通らなくなるので、フィードバ
ック量αは検出エンジン回転数と目標回転数との差に応
じて変化され、バイパス空気量が変更されるフィードバ
ック制御が開始される。なお、スロットル弁が全閉にな
ると、以後アイドル状態中は最小スロットル開度の値は
その全閉に対応した値となる。

アイドル時にアクセルペダルに足が軽く乗せられると、
スロットル開度は徐々に増大するが、アイドル信号がオ
ンのままなので当初はフィードバック制御が続行され
る。そして、スロットル開度が最小スロットル開度（即
ちスロットル弁の全閉開度）よりθ_０以上大きくなると
（時刻t₅）、フィードバック量αが零にされるので（S3
1）、フィードバック制御は中止される。従って、エン
ジン回転数はアクセルペダルへの足乗せ分だけ上昇する
ことになるが、バイパス空気量は基本バイパス量を維持
する。

アクセルペダルから足が離されると、スロットル弁は全
閉に復帰し、スロットル弁を経由する空気量は減るが、
バイパス空気量は基本バイパス量に維持されているので
十分な空気がエンジンに供給され、エンジンストールま
たはアイドル回転不安定は生じない。なお、スロットル
弁開度は小さくなり、最小スロットル開度との差がθ_０
以下になると（時刻t₆）、再びフィードバック制御が開
始される。

アクセルペダルを踏み込むとアイドル信号がオフになる
ので、フィードバック量αは零にされ、フィードバック
制御は中断される。

なお以上の実施例において、目標回転数が700rpmより大
きい場合フィードバック制御を強制的に中止しない構成
としたのは、目標回転数が高いとエンジンストール，ア
イドル不安定の虞が少ないこと、アクセルペダルを急に
戻したときにスロットル開度がアンダーシュートするの
を防止ためである。

また、スロットル弁の最小開度を制御中に検出する構成
としたのは、スロットル弁全閉に対応するスロットルセ
ンサの開度は、各自動車毎にバラツキがあるのでこれを
補償する為である。特に、上記実施例の如く非アイドル
状態からアイドル状態へ移行する毎にスロットル弁の最
小開度を検出すると、経年変化による影響も補償するこ
とが可能である。

なお、第５図の実施例においてフィードバック量αに変
動許容幅を設定する構成としても良い。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、スロットル弁の
開度を検出するスロットルセンサの検出スロットル開度
の最小値を検出し、これがスロットル弁全閉時のスロッ
トル開度と一致することから、アイドル状態時であるに
も拘わらずスロットル開度がその最小スロットル開度よ
り所定量大きくなったときには所謂足乗せ状態であると
し、バイパス空気量に対するフィードバック制御を中止
して基本バイパス量に保持するものであるから、従来の
ように足乗せ状態時にバイパス空気量が極端に減少しこ
れが原因でアクセルペダルから足を離したときにエンジ
ンストール又はアイドル回転不安定となることを防止で
きる。また、スロットル弁が全閉となったときにおける
スロットルセンサの検出開度は各自動車毎に相違する
が、本発明によれば最小スロットル開度を自動的に検出
する構成としたので、足乗せ状態判別の為の全閉開度を
各自動車毎に個々に設定する煩わしさがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略構成図、第２図は本発明実施例の
要部ブロック図、第３図はエンジン回転数センサ29から
所定回転毎に出力されるパルスNE毎に行なわれるマイク
ロコンピュータ33の割込み処理の一例を示すフローチャ
ート、第４図はマイクロコンピュータ33のメイン処理の
一例を示すフローチャート、第５図はマイクロコンピュ
ータ33の内部に設けられたタイマによって例えば100ms
毎に行なわれるタイマ割込み処理の一例を示すフローチ
ャート、第６図は非アイドル状態からアイドル状態へ移
行し再び非アイドル状態になるまでのアイドル信号，ス
ロットル開度，バイパス空気量，エンジン回転数の一例
を示すタイミングチャート、第７図は従来のアイドル回
転数制御の説明図である。 １はスロットル弁、2,23はバイパス通路、３はバイパス
空気量調節手段、24はバイパスエアコントロールバル
ブ、30はエアコンスイッチ、31はニュートラルスイッチ
である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アイドル時のエンジン回転数が目標回転数
   に一致するようにスロツトル弁の上流と下流を連通する
   バイパス通路を流れる空気量をフイードバツク制御によ
   り調整する内燃機関のアイドル回転数制御装置におい
   て、 前記スロツトル弁の全閉又は略全閉状態を検出するアイ
   ドル検出手段と、 前記スロツトル弁の開度を検出するスロツトルセンサの
   検出スロツトル開度の最小値を検出する最小スロツトル
   開度検出手段と、 前記アイドル検出手段により前記スロツトル弁の全閉又
   は略全閉が検出されており且つ前記スロツトルセンサの
   検出スロツトル開度が前記最小スロツトル開度検出手段
   で検出された最小スロツトル開度より予め設定された開
   度以上であるとき前記フイードバツク制御を中止させる
   フイードバツク制御中止手段とを具備したことを特徴と
   する内燃機関のアイドル回転数制御装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の内燃機関のア
   イドル回転数制御装置において、前記フイードバツク制
   御中止手段は、前記目標回転数が比較的高い所定回転数
   よりも小さい場合にのみ動作することを特徴とする内燃
   機関のアイドル回転数制御装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の内燃機関のア
   イドル回転数制御装置において、前記最小スロツトル開
   度検出手段は、非アイドル状態からアイドル状態に移行
   する毎に最小スロツトル開度を検出することを特徴とす
   る内燃機関のアイドル回転数制御装置。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項記載の内燃機関のア
   イドル回転数制御装置において、前記最小スロツトル開
   度検出手段は、エンジンスタート後の最初の非アイドル
   状態からアイドル状態への移行時に最小スロツトル開度
   を検出することを特徴とする内燃機関のアイドル回転数
   制御装置。