JPH06346772A - 内燃機関のアイドル回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気負荷の種別に関係なくその投入や遮断を
的確に判定して、見込み補正によりアイドル回転数の変
動を確実に抑制する。 【構成】 アイドル運転時においてバッテリ電圧ＶＢの
１５msec間における積分値ＳＵＭＶＢを算出し、その積
分値ＳＵＭＶＢが予め設定された下降側設定量未満のと
き、及び上昇側設定量以上のときに、ＩＳＣＶの開度を
見込み補正する。そして、バッテリ電圧ＶＢの下降また
は上昇が緩慢であっても、最終的な変化量が大でさえあ
れば、積分値ＳＵＭＶＢの絶対値はある程度大きな値と
して算出されるため、電力消費の立上がりや立下がりが
緩やかなヒータブロア等の投入・遮断も判定可能であ
る。

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ものであり、特に電気負荷が投入
または遮断されたときに生ずるアイドル回転数の変動を
防止すべく、そのアイドル回転数を見込み補正するアイ
ドル回転数制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の内燃機関のアイドル回転
数制御装置として、例えば、特開昭５９−２２９０３０
号公報に記載のものを挙げることができる。

【０００３】図８は従来の内燃機関のアイドル回転数制
御装置によるアイドル回転数の制御状況を示すタイムチ
ャートである。

【０００４】このアイドル回転数制御装置は、車両の前
照灯やリヤデフォッガ等の電気負荷の投入・遮断に伴っ
てアイドル回転数が変動する際に、バッテリ電圧が先行
して変化することに着目し、図８に実線で示すように、
そのバッテリ電圧ＶＢの所定期間Δｔにおける変化量Δ
ＶＢが所定の設定量ＶL を越えたときに、電気負荷が投
入または遮断されたと見做して、スロットルバルブやア
イドルスピードコントロールバルブ（以下、単に『ＩＳ
ＣＶ』という）の開度を見込み補正し、もって、電気負
荷の投入時の回転低下や遮断時の回転増加を抑制してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関のアイ
ドル回転数制御装置は、上記のようにバッテリ電圧ＶＢ
の所定期間Δｔの変化量ΔＶＢに基づいて電気負荷の投
入や遮断を判定している。しかしながら、車両に搭載さ
れた電気負荷の中には、例えば熱線を用いたヒータブロ
ア等のように電力消費の立上がりや立下がりが緩やかな
特性のものがある。そして、このような電気負荷の投入
・遮断時には、図８に二点鎖線で示すようにバッテリ電
圧ＶＢの最終的な変化量が大で、スロットルバルブやＩ
ＳＣＶの開度の見込み補正を必要とするにも拘わらず、
所定期間Δｔの変化量ΔＶＢが設定量ＶL 以下であるが
故に見込み補正が行われずに、アイドル回転数の変動を
抑制できないという不具合があった。

【０００６】そこで、本発明は、電気負荷の種別に関係
なくその投入や遮断を的確に判定して、見込み補正によ
りアイドル回転数の変動を確実に抑制することができる
内燃機関のアイドル回転数制御装置の提供を課題とする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる内燃機関
のアイドル回転数制御装置は、図１に示すように、内燃
機関のアイドル運転を検出するアイドル運転検出手段Ｍ
１と、前記内燃機関のアイドル運転時の吸入空気量を調
整する吸入空気量調整手段Ｍ２と、前記アイドル運転検
出手段Ｍ１にて内燃機関のアイドル運転が検出されたと
きに、車両に搭載されたバッテリの電圧の所定期間にお
ける積分値を算出する電圧積分値算出手段Ｍ３と、前記
電圧積分値算出手段Ｍ３にて算出されたバッテリ電圧の
積分値の絶対値が予め設定された設定量以上のときに、
前記吸入空気量調整手段Ｍ２により吸入空気量を見込み
補正する吸入空気量制御手段Ｍ４とを具備するものであ
る。

【０００８】

【作用】本発明においては、アイドル運転検出手段Ｍ１
にて内燃機関のアイドル運転が検出されると、バッテリ
電圧の所定期間における積分値が電圧積分値算出手段Ｍ
３により算出され、その積分値の絶対値が設定量以上の
ときには、電気負荷が投入または遮断されたと見做し
て、吸入空気量制御手段Ｍ４に制御された吸入空気量調
整手段Ｍ２により内燃機関の吸入空気量が見込み補正さ
れる。

【０００９】ここで、バッテリ電圧の下降または上昇が
緩慢であっても、最終的な変化量が大でさえあれば、積
分値の絶対値はある程度大きな値として算出されるた
め、電力消費の立上がりや立下がりが緩やかな電気負荷
でも投入・遮断を判定可能である。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を説明す
る。

【００１１】図２は本発明の一実施例である内燃機関の
アイドル回転数制御装置を示す全体構成図である。

【００１２】図に示すように、本実施例のアイドル回転
数制御装置が適用された内燃機関１は、火花点火式の４
気筒４サイクル機関として構成されている。内燃機関１
の吸気通路２の上流側には図示しないエアクリーナが設
けられ、吸気通路２の下流側はインテークマニホールド
３を介して内燃機関１の各気筒に連結されている。吸気
通路２内にはスロットルバルブ４が設けられ、エアクリ
ーナから吸気通路２内に導入された吸入空気は、このス
ロットルバルブ４にて流量調整されながらインテークマ
ニホールド３を経て各気筒に供給される。インテークマ
ニホールド３には各気筒に対応して燃料噴射弁５が設け
られ、これらの燃料噴射弁５から噴射された燃料が吸入
空気と共に各気筒に供給される。また、内燃機関１には
エキゾーストマニホールド６を介して排気通路７が連結
され、燃焼後の排気ガスはこれらのエキゾーストマニホ
ールド６と排気通路７を経て大気中に排出される。

【００１３】前記吸気通路２にはスロットルバルブ４を
迂回するバイパス路８が設けられ、このバイパス路８は
アイドルスピードコントロールバルブ（以下、単に『Ｉ
ＳＣＶ』という）９により開閉される。そして、スロッ
トルバルブ４が全閉状態に保持されたアイドル運転時に
は、ＩＳＣＶ９の開度に応じた量の吸入空気がバイパス
路８を経て内燃機関１に供給される。

【００１４】内燃機関１のアイドル回転数や燃料噴射等
の各種制御を実行する電子制御ユニット（以下、単に
『ＥＣＵ』という）２１には、車両に搭載されたバッテ
リ２２が接続され、ＥＣＵ２１はバッテリ２２から供給
される電力により作動するとともに、そのバッテリ電圧
ＶＢを直接検出する。ＥＣＵ２１には、前記スロットル
バルブ４の全閉状態を検出するアイドルスイッチ２３
と、内燃機関１のディストリビュータ２４内に設けられ
て機関回転数Ｎe を検出する回転数センサ２５とが接続
され、それらの検出信号がＥＣＵ２１に入力される。ま
た、ＥＣＵ２１には前記ＩＳＣＶ９が接続され、後述す
るようにアイドル運転時において、ＥＣＵ２１はＩＳＣ
Ｖ９を駆動制御して内燃機関１の吸入空気量を調整し、
そのアイドル回転数を制御する。なお、詳細は説明しな
いが、ＥＣＵ２１は前記燃料噴射弁５による燃料噴射制
御、並びに図示しない点火装置による点火制御も実行す
る。

【００１５】次に、上記のように構成されたアイドル回
転数制御装置によって実行されるアイドル回転数制御を
説明する。

【００１６】ここで、本実施例のアイドル回転数制御装
置では、周知のアイドル回転数のフィードバック制御に
加えて、本発明の要旨に係わるバッテリ電圧に基づくア
イドル回転数の見込み補正を実行する。そこで、まず、
アイドル回転数のフィードバック制御を説明する。

【００１７】図３は本発明の一実施例である内燃機関の
アイドル回転数制御装置のＥＣＵが実行するアイドル回
転数のフィードバック制御ルーチンを示すフローチャー
トである。

【００１８】図３に示すルーチンは１００msec毎に実行
され、ＥＣＵ２１はステップＳ１で図示しないＲＯＭよ
り目標回転数Ｎt を読み出し、ステップＳ２で回転数セ
ンサ２５にて検出された現在の機関回転数Ｎe を入力す
る。次いで、ステップＳ３で機関回転数Ｎe が目標回転
数Ｎt と等しいか否かを判定し、等しいときには一旦こ
のルーチンを終了する。また、機関回転数Ｎe が目標回
転数Ｎt と異なるときには、ステップＳ４で機関回転数
Ｎe が目標回転数Ｎt より高いか否かを判定する。そし
て、機関回転数Ｎe が目標回転数Ｎt より高いときに
は、機関回転数Ｎe を低下させるべく、ステップＳ５で
前記ＩＳＣＶ９の開度θcvを予め設定された補正量αだ
け閉側に制御して（θcv←θcv−α）、このルーチンを
終了する。また、前記ステップＳ４で機関回転数Ｎe が
目標回転数Ｎt より低いときには、機関回転数Ｎe を上
昇させるべく、ステップＳ６でＩＳＣＶ９の開度θcvを
補正量αだけ開側に制御して（θcv←θcv＋α）、この
ルーチンを終了する。

【００１９】したがって、このアイドル回転数のフィー
ドバック制御により、機関回転数Ｎe は目標回転数Ｎt
に収束するように制御される。ここで、図３のルーチン
の実行周期が比較的長い１００msecに設定されているの
は、通常の機関回転数Ｎe の変動はこの程度の周期で十
分に対処可能であり、周期を短縮すれば逆にハンチング
等の弊害が発生することを考慮したためである。但し、
電気負荷の投入・遮断に伴うアイドル回転数の変動は急
激なため、このフィードバック制御では対処できず、以
下に説明するバッテリ電圧ＶＢに基づく見込み補正によ
り対処している。

【００２０】図４は本発明の一実施例である内燃機関の
アイドル回転数制御装置のＥＣＵが実行するアイドル回
転数の見込み補正ルーチンを示すフローチャート、図５
は本発明の一実施例である内燃機関のアイドル回転数制
御装置のＥＣＵが実行する積分値算出ルーチンを示すフ
ローチャート、図６は本発明の一実施例である内燃機関
のアイドル回転数制御装置の見込み補正量を算出するた
めのマップを示す説明図、図７は本発明の一実施例であ
る内燃機関のアイドル回転数制御装置によるアイドル回
転数の制御状況を示すタイムチャートである。

【００２１】図４のルーチンは５msec毎に実行され、Ｅ
ＣＵ２１はステップＳ１１で前記アイドルスイッチ２３
からスロットル全閉を示す検出信号を入力したか否か
を、ステップＳ１２で回転数センサ２５にて検出された
機関回転数Ｎe が予め設定されたアイドル回転数上限値
Ｎi 以下か否かをそれぞれ判定する。いずれかのステッ
プＳで否定判断したときには、内燃機関１がアイドル運
転中でないと見做して一旦このルーチンを終了し、ま
た、両ステップＳで共に肯定判断したときには、アイド
ル運転中であると見做してステップＳ１３に移行し、バ
ッテリ電圧ＶＢの積分値ＳＵＭＶＢの算出処理を実行す
る。

【００２２】ステップＳ１３で積分値算出ルーチンがコ
ールされると、ＥＣＵ２１は図５のルーチンのステップ
Ｓ２１に移行してバッテリ電圧ＶＢを検出し、ステップ
Ｓ２２で５msec前（前回処理時）のバッテリ電圧ＶＢ1
との差ＶＢ−ＶＢ1 を算出する。更に、ステップＳ２３
で１０msec前（２回前の処理時）のバッテリ電圧ＶＢ2
との差ＶＢ−ＶＢ2 を算出し、ステップＳ２４で１５ms
ec前（３回前の処理時）のバッテリ電圧ＶＢ3 との差Ｖ
Ｂ−ＶＢ3 を算出する。なお、これらの過去のバッテリ
電圧ＶＢ1 〜ＶＢ3 は予め図示しないＲＡＭに格納され
ており、それらの値をＥＣＵ２１が順次読み出してい
る。そして、算出したこれらの差より、ステップＳ２５
で次式に従って過去１５msec間のバッテリ電圧ＶＢの積
分値ＳＵＭＶＢを算出し、ステップＳ２６でＲＡＭに格
納されたバッテリ電圧ＶＢ1,ＶＢ2,ＶＢ3 を今回のバッ
テリ電圧ＶＢ, ＶＢ1,ＶＢ2 にそれぞれ更新して、この
ルーチンを終了する。

【００２３】

【数１】

【００２４】ここで、積分値ＳＵＭＶＢはバッテリ電圧
ＶＢの下降時には負の値として、バッテリ電圧ＶＢの上
昇時には正の値として算出され、バッテリ電圧ＶＢの変
化が甚だしいときほど絶対値として大きな値になる。

【００２５】そして、ＥＣＵ２１は図４のルーチンに戻
って、ステップＳ１４でバッテリ電圧ＶＢの積分値ＳＵ
ＭＶＢが予め負の値に設定された下降側設定量ＶＢDW未
満であるか否かを判定し、下降側設定量ＶＢDW以上のと
きにはバッテリ電圧ＶＢが大きく下降していないとして
ステップＳ１５に移行する。更に、ステップＳ１５で積
分値ＳＵＭＶＢが予め正の値に設定された上昇側設定量
ＶＢUPを上回っているか否かを判定し、上昇側設定量Ｖ
ＢUP以下のときにはバッテリ電圧ＶＢが大きく上昇して
いないとして、このルーチンを終了する。

【００２６】一方、前記ステップＳ１４でバッテリ電圧
ＶＢの積分値ＳＵＭＶＢが負の値の下降側設定量ＶＢDW
未満のときには、バッテリ電圧ＶＢが大きく下降してい
る、つまり、電気負荷の投入により機関回転数Ｎe が大
きく低下すると予測し、ステップＳ１６で図６のマップ
に従って積分値ＳＵＭＶＢより見込み補正量βを決定
し、ステップＳ１７で前記ＩＳＣＶ９の開度θcvを見込
み補正量βだけ開側に制御して（θcv←θcv＋β）、こ
のルーチンを終了する。また、前記ステップＳ１５で積
分値ＳＵＭＶＢが上昇側設定量ＶＢUPを上回っていると
きには、バッテリ電圧ＶＢが大きく上昇している、つま
り、電気負荷の遮断により機関回転数Ｎeが大きく上昇
すると予測し、ステップＳ１８で図６のマップに従って
積分値ＳＵＭＶＢより見込み補正量βを決定し、ステッ
プＳ１９でＩＳＣＶ９の開度θcvを見込み補正量βだけ
閉側に制御して（θcv←θcv−β）、このルーチンを終
了する。なお、図６から明らかなように、積分値ＳＵＭ
ＶＢの絶対値が大きいほど見込み補正量βとして大きな
値が選択され、ＩＳＣＶ９の開度θcvが大幅に補正され
る。

【００２７】以上のように、このアイドル回転数の見込
み補正ルーチンは５msec毎に実行され、例えば図７のポ
イントＡで電気負荷が投入されて（ａ）に示すようにバ
ッテリ電圧ＶＢが下降し始めると、１５msec間の積分値
ＳＵＭＶＢが算出されて、その積分値ＳＵＭＶＢが下降
側設定量ＶＢDW未満である場合には、ＩＳＣＶ９の開度
θcvが開側に見込み補正されてアイドル回転数の低下を
抑制する。また、図７のポイントＢで電気負荷が遮断さ
れてバッテリ電圧ＶＢが上昇し始め、その積分値ＳＵＭ
ＶＢが上昇側設定量ＶＢup以上である場合には、ＩＳＣ
Ｖ９の開度θcvが閉側に見込み補正されてアイドル回転
数の増加を抑制する。

【００２８】そして、このように本実施例では、電気負
荷の投入や遮断をバッテリ電圧ＶＢの積分値ＳＵＭＶＢ
に基づいて判定している。周知のようにこの積分値ＳＵ
ＭＶＢは図７のハッチングの面積で表すことができ、
（ａ）に示すようにバッテリ電圧ＶＢの下降または上昇
が緩慢であっても、最終的な変化量が大でさえあれば、
積分値ＳＵＭＶＢの絶対値はある程度大きな値として算
出される（ある程度大きな面積になる）。つまり、従来
技術で説明したバッテリ電圧ＶＢの変化量ΔＶＢに基づ
く判定のように、変化量ΔＶＢが小さいために投入や遮
断と判定されずに必要な見込み補正が行われない事態
（図８に二点鎖線で示す）が未然に防止され、電力消費
の立上がりや立下がりが緩やかなヒータブロア等であっ
ても、その投入や遮断が的確に判定されてアイドル回転
数の見込み補正が実行される。

【００２９】なお、図７の（ｂ）に示すバッテリ電圧Ｖ
Ｂの下降が急激な場合には、積分値ＳＵＭＶＢが大きな
値に算出されるため見込み補正が実行され、また、
（ｃ）に示すバッテリ電圧ＶＢの最終的な変化量が小さ
い場合には、積分値ＳＵＭＶＢが小さな値に算出される
ため見込み補正は実行されず、いずれの場合も、変化量
ΔＶＢに基づく従来技術のものと同様の判定結果が得ら
れる。

【００３０】以上のよう本実施例では、アイドル運転検
出手段Ｍ１としてアイドルスイッチ２３及び回転数セン
サ２５が機能し、吸入空気量調整手段Ｍ２としてＩＳＣ
Ｖ９が、電圧積分値算出手段Ｍ３としてステップＳ１１
乃至ステップＳ１３の処理を実行するときのＥＣＵ２１
が、吸入空気量制御手段Ｍ４としてステップＳ１４乃至
ステップＳ１９の処理を実行するときのＥＣＵ２１がそ
れぞれ機能する。

【００３１】このように本実施例の内燃機関のアイドル
回転数制御装置は、内燃機関１のアイドル運転を検出す
るアイドルスイッチ２３及び回転数センサ２５と、前記
内燃機関１のアイドル運転時の吸入空気量を調整するＩ
ＳＣＶ９と、前記アイドルスイッチ２３及び回転数セン
サ２５からの検出信号に基づいて内燃機関１がアイドル
運転であると判定したときに、バッテリ電圧ＶＢの１５
msec間における積分値ＳＵＭＶＢを算出するとともに、
その積分値ＳＵＭＶＢが予め設定された下降側設定量Ｖ
ＢDW未満のとき、及び上昇側設定量ＶＢUP以上のとき
に、前記ＩＳＣＶ９の開度θcvを見込み補正するＥＣＵ
２１とを具備している。

【００３２】したがって、バッテリ電圧ＶＢの積分値Ｓ
ＵＭＶＢに基づいて電気負荷の投入や遮断が判断され
る。そして、バッテリ電圧ＶＢの下降または上昇が緩慢
であっても、最終的な変化量が大でさえあれば、積分値
ＳＵＭＶＢの絶対値はある程度大きな値として算出され
るため、電力消費の立上がりや立下がりが緩やかなヒー
タブロア等の投入・遮断も判定可能である。故に、電気
負荷の種別に関係なくその投入や遮断を的確に判定し
て、見込み補正によりアイドル回転数の変動を確実に抑
制することができる。

【００３３】ところで、上記実施例では、バイパス路８
に設けられたＩＳＣＶ９により内燃機関１のアイドル回
転数を制御したが、本発明を実施する場合には、これに
限定されるものではなく、アイドル運転時の吸入空気量
を調整可能なものであればよい。したがって、例えば、
他の回転域と同じくアイドル運転時においても、スロッ
トルバルブ４にて吸入空気量を調整するように構成して
もよい。

【００３４】また、上記実施例では、ＩＳＣＶ９の開度
θcvを補正するための見込み補正量βを図６のマップに
従って積分値ＳＵＭＶＢに応じて決定したが、本発明を
実施する場合には、これに限定されるものではなく、例
えば見込み補正量βを固定値としてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、本発明の内燃機関のアイ
ドル回転数制御装置によれば、バッテリ電圧の積分値に
基づいて電気負荷の投入や遮断が判断され、バッテリ電
圧の下降または上昇が緩慢であっても、最終的な変化量
が大でさえあれば、積分値の絶対値はある程度大きな値
として算出されるため、電力消費の立上がりや立下がり
が緩やかな電気負荷でも投入・遮断を判定可能である。
故に、電気負荷の種別に関係なくその投入や遮断を的確
に判定して、見込み補正によりアイドル回転数の変動を
確実に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例の内容を概念的に説明
したクレーム対応図である。

【図２】図２は本発明の一実施例である内燃機関のアイ
ドル回転数制御装置を示す全体構成図である。

【図３】図３は本発明の一実施例である内燃機関のアイ
ドル回転数制御装置のＥＣＵが実行するアイドル回転数
のフィードバック制御ルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図４】図４は本発明の一実施例である内燃機関のアイ
ドル回転数制御装置のＥＣＵが実行するアイドル回転数
の見込み補正ルーチンを示すフローチャートである。

【図５】図５は本発明の一実施例である内燃機関のアイ
ドル回転数制御装置のＥＣＵが実行する積分値算出ルー
チンを示すフローチャートである。

【図６】図６は本発明の一実施例である内燃機関のアイ
ドル回転数制御装置の見込み補正量を算出するためのマ
ップを示す説明図である。

【図７】図７は本発明の一実施例である内燃機関のアイ
ドル回転数制御装置によるアイドル回転数の制御状況を
示すタイムチャートである。

【図８】図８は従来の内燃機関のアイドル回転数制御装
置によるアイドル回転数の制御状況を示すタイムチャー
トである。

【符号の説明】

Ｍ１ アイドル運転検出手段 Ｍ２ 吸入空気量調整手段 Ｍ３ 電圧積分値算出手段 Ｍ４ 吸入空気量制御手段 １ 内燃機関 ９ ＩＳＣＶ ２１ ＥＣＵ ２２ バッテリ ２３ アイドルスイッチ ２５ 回転数センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のアイドル運転を検出するアイ
   ドル運転検出手段と、 前記内燃機関のアイドル運転時の吸入空気量を調整する
   吸入空気量調整手段と、 前記アイドル運転検出手段にて内燃機関のアイドル運転
   が検出されたときに、車両に搭載されたバッテリの電圧
   の所定期間における積分値を算出する電圧積分値算出手
   段と、 前記電圧積分値算出手段にて算出されたバッテリ電圧の
   積分値の絶対値が予め設定された設定量以上のときに、
   前記吸入空気量調整手段により吸入空気量を見込み補正
   する吸入空気量制御手段とを具備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。