JPS58197448A - エンジン回転数制御装置 - 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】 本発明は、エンジンの回転数制御装置に関するものであ
る。

従来↓り自動車用エンジンは燃費向上あるいは排出ガス
の低減を図るため、アイドリング回転数ケ下ける傾向が
ある。しかし、エンジン性能のバラツキや経年変化等’
ＩｋＪ慮すると、アイドリング回転数ケ低下させるｖｃ
　Ｂどうしても限界がある。

そこで、近年はアイドリング回転数ケ長期間にわたって
正確に、しかも安定的に制御出来る電子式制御装置が新
しい技術的手段として用いられるようになってきた。　
′ 以下に、′エンジンのアイドリング回転数？制御する従
来装［ｉｌに第１図ないし第４図と共ＶＣ説明する。

第１図はＭ流モータによりスロットルバルブのストツノ
譬位置？変化させて、エンジンのアイドリング回転数を
制御する従来装置の一例を示す！四ツ２図である。

第１図において、１は点火コイル、２は点火コイル制御
装置、３は前記点火コイル１に接続され、点火信号間の
時間間隔′に１測する周期計測回路、４は前記点火信号
間の時間間隔を笑エンジン回転数Ｎの重みケもつ回転数
信号に変換する回転数演算回路、５は目標アイドリング
回転数ＮＯ？］ｌ−演ｐ−する目標回転数演算回路、６
は削記回転数演其回路４と前記目標回転数演算回路５の
各々からの出力信号忙比較し、該両出力信号間の大小関
係葡ボす信号及びその差？示す信号、すなわち回転数偏
差信吋ケ出力する偏差検出回路、７はｉ、１記遍差検出
回路からの二種類の出力信号音入力り、て、ｉばｂ・ｒ
モータ１２１の最適な駆動時間を演算する制御・セルス
幅演算回路、８は前記向流モータ１２１會１…欠駆動す
る周期ケ計数し、一定周期Ｔ毎に出力１ぎ号ゲ出力する
制御周期カウンタ、９μノセルス幅カウンタで、内部に
プリセットカウンタ？七°シ、前記制御周期カウンタ８
が出力信号を出力した時点で前記制御パルス幅演算回路
７の出力値ｔプリセットすると同時に、−足時間毎に減
算を開始し、前記ノリセットカウンタの内容がゼロにな
るまでの間は。

、１１′・ この減算計数動作と共に出力信号の送出ｋＭ行する。１
０は制御信号発生回路で、前記偏差検出回路６〃・らの
出力信号會入力して、前記直ｔｌＩｔモータ１２１ゲ正
転駆動または逆転駆動せしめる正転信号または逆転信号
を出力する。１１は前記制御信号発生回路１０の出力端
子１０１．１０２より出力信号忙入力し、前記直流モー
タ１２１を正転駆動また←逆転駆動させる態動回路、１
２はスロットルバルブ駆動装置で、前記＠流モータ１２
１と、該直流モータ１２１の回転運動を面線運動に変換
する減速機構１２２と、ＯＮの状態でアクセルペダル１
４の全閉状態音検出するスイッチ１２３と、Ｒｉ＋記減
記構速機構１２　ＶＣＬつて＠―運動するスロットルバ
ルブ／ｅ　１２４　ト、該スロットルストッパ１２４と
連動するカム機構１２５と會備える。１３はスロットル
バルブである。

叙上の構成に基き、従来例の動作ケ図面と共に説明する
。

第２図はエンジンの目標アイドリング回転数ＮＯと実エ
ンジン回転数Ｎの回転数偏差と直流モータの駆動時間と
の関係ケ示す関係図である。第３図。

第４図は、実エンジン回転数への変化と、制御信号発生
回路エリ出力される止転信号及び逆転信号の動作と？示
すタイムチャートである。なお、第４図での間欠制御槓
１期ｌ１１１は第３図での同周期Ｔ工り短いものとして
示されている。

まず、周期計測回路３によって計測された点火信号間の
時間間隔は、回転数演算回路４で回転数の重み會持つ実
エンジン回転数信号に変換されて偏差検出回路６に入力
される。また、目標回転数演算回路５１Ｃよってｍｕさ
れた目標アイドリンダ回転数Ｎｏの出力信号も前記偏差
検出回路６に入力される。その結果、線側差検出回路６
は前記実エンジン回転数Ｎ及び目標アイドリング回転数
Ｎｏの両出力信号の差？回転数個差信号として制御パル
ス幅演算回路７へ出力すると共に、前記両出力信号間の
大小関係？示す止転信号を制御信号発生回路１０及び前
記制御パルス幅演算回路７へ出力する。そこで、該制御
パルス幅演算回路７は上述の回転数偏差信号及び比較信
号の二種類の信号に応じた直か１．モータ１２１の最適
な駆動時間に′演算し、この駆動嚇間會・Ｐルス幅カウ
ンタ９へ出力する。

第２図において、横軸は回転数偏差、すなわち目標アイ
ドリング回転数ＮＯと実エンジン回転数Ｎの差Ｎｏ　−
Ｎ、縦軸は駆動時間Ｔｐｔ示す。ここで正転、逆転とは
それぞれ＠面モータ１２１の正転駆動、逆転駆動？意味
し、スロットルバルブ１３で云えば、それぞれ開、閉の
状態を示すものである。

いま、前記回転数偏差Ｎｏ−Ｎが・不感帯回転数Ｎｄ以
内の領域になったとすると、前記駆動時間Ｔｐハゼロと
なり、直流モータ１２１灯駆動（７ない。

サテ、いまスロットルバルブ駆動膜回路１２Ｖｃｍえた
スイッチ１２３がＯＮの状態、すなわちアクセルペダル
１４が全閉状Ｂｖｃなると、前記制御信号発生回路１０
はその出力端子１０１．１０２から出力信号？出力する
状態となる。そこで該制御信号発生回路１０ｔｌＡ１＋
記偏差検出回路６の出力信号から目標アイドリング回転
数ＮＯと実エンジン回転数Ｎの大小関係を判断する。す
なわち、（Ｎｏ　−Ｎ）＞ス幅カウンタ９の出力信号ケ
正転信号として出力数／？ルス幅カウンタ９の出力伯号
會逆転信号として出力端子１０２へ導く。従って、前記
出力端子１０１から出力信号が出力している間は、直流
１モータ１２１に正転駆動させて、スロットルバルブ、
＊１２４ｔ！押し出され、その結果、スロットルバルブ
１３が開き、エンジン回転数は上昇する。一方、前記出
力端子１０２から出力信号が出力している間は、薊記血
加１モータ１２１を逆転駆動さ１トて、前記スロットル
ストツノξ１２４は引き込まれ。

その結果、スロットルバルブ１３が閉じ、エンジン回転
数は下降する。

次に、エンジン回転数が安定するまでの動作【第３し１
と共に説８［１する。

第３図は・時点１．以前にエンジン負荷が」・：ソ加し
、エンジン同転数Ｎが目標アイドリング回転数ＮＯ以下
になった状態？示す。時点ｔ１におけるエンジン回転数
はＮであり、前記制御パルス幅演算回路７の出力値は、
第２図に示す如、＜　Ｔｐｔである。従って、パルス幅
カウンタ９は、時点ｔｌから時間幅ｌ１ｌｐｌの間、出
力信号ケ出力する。エンジン回転数Ｎは前記目標アイド
リング回転数Ｎｏ以下である刀・ら、前記・ぐルス幅カ
ウンタ９の出力信号を入力［７た前記側材信号発生回路
１０は％第３図（ａ）の如き正転信号音その出力端子１
０１エリ出力し、この正転信号音人力した曲記屹動１［
４１路１１は、時間幅ＴＰｔの間、直流モータ１２１會
正転駆動させ、スロットルストツ、＃１２４’ｉ押し出
ス。’ｆ：（７）　ｌｄ７　果、ス。

ットルパルブ１３が開き、エンノン回転数は上昇する。

次に、時点１＋Ｅ’ら一定周期Ｔの後の時点１゜におは
るエンノン回転数はＮ２である。この時点ｔ２では、エ
ンジン回転数Ｎμまた目標アイドリング回転数ＮＯ以下
であり、時点１１における場合と同様に、時間幅Ｔｐ２
の間、１１−流モータ１２１葡正転駆動させる。この結
果、エンジン回転数Ｎ［上昇し、時点ｔ３に到達する前
に前記回転数偏差Ｎｏ　−Ｎが不感帯回転数Ｎｄ以内の
値となり、直流モータ１２１ケ駆動する出力信号は、出
カケ停止する。時点ｔ３においても、この出力信号は、
出力されず、以後に、何らか′の外乱に１って前記回転
数偏差Ｎｏ−Ｎが前記不感帯回転数Ｎｄ　＝ｉ越えるま
では、直流モータ１２１？］ｌ−駆動させることはない
。従って、以上の↓うな間欠制御方式Ｖｃ工って、エン
ジン回転数Ｎ７目標アイドリング回転数Ｎｏ近傍に制御
し、維持することができる。

上述の間欠制御方式において応答性ケ向上させるために
は、間欠制御の周期Ｔを短くする必要がある。しかるに
、該周期Ｔ＝ｉ短くすると、エンジン回転数Ｎのオーバ
ーシュートの問題などが生じる。

以下に、上述の問題点を第４図と共に説明する。

いま、アクセルペダル１４が全閉位置にあるとする。時
１点ｔｓｌｃおけるエンジン回転数はＮ３′であれば゛
、ｈ間幅Ｔｐ３の間は、上述のように、直流モータ１２
１葡正転し、動し、その結果、エンジン回転数Ｎは上昇
する。しかし、間欠制御の周期１゛１は第３図の上述の
同周期Ｔ工りも短かいため、時点ｔ４においてもエンジ
ン回転数Ｎが上昇し続けており、いま、時点ｔ４以降の
制御音中止したと仮定すると、エンジン回転数Ｎは、第
４図中の破線で示す工うに、時点ｔ４以降もしばらく上
昇葡続けた後に安Ｗ化する。

ところが１時刻ｔ４Ｖｃおいては、上述のように。

回転数偏差Ｎ・−Ｎ４にＬつて直流モータ１２１の駆動
時間’Ｉ”ｌ）４が与えられるため、スロットルバルブ
１３を開けすぎる結果となり、第４図中の時点ｔ４以降
の実線で示す工うに、エンジン回転数Ｎは、目標アイド
リング回転数Ｎａｋ越えて、いわゆるオーバーシュート
ケ生じ、制御−ヒ好ましくない。そこで、このオーバー
シュートケ防ぐために、制御上有り得る直流モータ１２
１の衆人駆動時間１１＋ｐＭの場合にも、エンジン回転
数Ｎの前記オーバーシュート？生じない間欠制御周期Ｔ
ＮＯｋ選択する必要がある。ところが、このようにして
選択した周期ＴＮＯの場合、＠流モータ１２１の駆動時
間Ｔｐが短かければ、制御周期ＴＳが長すぎて、応答性
ｔ＠牲にすることになり、上述の制御性と応答性ケ両立
させることは技術的Ｖこ極めて困難である。

本発明は叙上の点に着目して成されたものＴ・、＠流モ
ータの駆動を停止させる時間間隔Ｔｓｉ一定ＶＣするこ
とに↓り制御性と応答性ケ最適に両立させたエンジン回
転数制御装置を提供することｔ目的とするものである、 以下に１本発明の一実施例ケ第５図、第６図と共に説明
する。

なお、第１図に記載の上述の従来例と同一の構成は同一
符号で表わし、その計細な説明を省く。

第５図は１本発明の一実施例ヶ示すブロック図で、第１
図の上述の従来例と異なる橋５成部分子特に示したもの
である。

また、第６図は第５図各部の波形動作？示すタイムチャ
ートである。

第５図において、１５は制御休止カウンタ、１６．１７
は微分回路である。なお、６ケゴ偏差検出回路、７は湘
」御パルス幅演算回路、９は・！ルス幅カウンタ、１０
は制御信号発生回路、１１は駆動回路１゛、それぞれ第
１図と同一部分を示す。

以下に、本発明の一実施例の動作を第５図、第６図と共
に説明する。　　　　・・・・・・ノ母ルス幅カワンタ
９は、第６し１に示す時点１．直前萱では減算計数動作
中である。時点ｔ１ｉｃおいて内部のカウンタ値がゼロ
になり、計数動作を停止する。その結果、ノクルス幅カ
ウンタ９の出力端子９１には第６図（ａ）に示す↓うに
、時点ｔｌに“Ｌ”レベルから”Ｈ”レベルに変わる出
力信号が出力される。微分回路１６はこの出力端子９１
から出力される出力信号音入力し、第６図（ｂ）に示す
如きノ母ルスＰｔｋ制御休止カウンタ１５の入力端子１
５１へ送出する。この時点１．で、前記制御休止カウン
タ１５１ｍリセットされ、該制御休止カウンタ１５の出
力端子１５２に第６図（ｃ）　ＶＣ示す如（＠Ｌ”レベ
ルにすると同時に、一定時間毎に減算計数動作音開始し
、第６図に示す時間Ｔｓの後、す々わち時点１２におい
て、前記出力端子１５２は”Ｈ″レベルなる。その結果
、微分回路１７は前記出力端子１５２の出力信号ケ受け
、第６図（ｄ）に示す如きパルスｐ３を前記・臂ルス幅
カウンタ９の入力端子９２に印加する。この時点１２で
、該パルス幅カウンタ９は制御パルス幅演算回路７の出
力音自身の内部に有するプリセットカウンタへプリセッ
トし、前記出力端子９１ｔ′″Ｌ　ＩＴレベルにすると
同時に、一定時間毎に減算計数動作を開始する。そこで
いま、制御ノ９ルス幅演算回路７の出力値がＴｐである
とすると、時間Ｔｐの後、すなわち時点ｔ３ｉｃおいて
、前記出力端子９１は１Ｈ”レベルになる。同時ＶＣ，
該・ンルス幅カウンタ９は時間Ｔｐの間、出力信号音制
御信号発生回路１０へ出力する。

従って、本発明の一実施例は、上述の従来装置の工うに
目標アイドリング回転数Ｎ。と実エンジン回転数Ｎとの
回転数偏差Ｎｏ−Ｎｖｃ応じた時間Ｔｐだけ駆動信号を
発生して直流モータ１２１ケ駆動するが、その後、上述
の制御休止カウンタ１５及び微分回路１６．１７の動作
音線り返えすことになる。すなわち、前記駆動信号の発
生停止後、該駆動信号は前記制御休止カウンタ１５に工
って設定される時間Ｔｓの間、発生せず、時間Ｔｓの稜
ｔｉｃ％ひ発生することになる。

本発明の一実施例においては、前記時間Ｔｓｌｒ目標ア
イドリング回転数Ｎｏ近傍におけるエンジンの無駄時間
と遅れ時間の和に等しくなる↓うに選択したので、前記
直流モータ１２１の駆動時間幅に関係なく一定の制御休
止時間が得られ、そのｈ−果。

第４図に示した如き上述のエンノン回転のオーバーシュ
ートは起らず、制御性は改善されることになる。また、
前記直流モータ１２１の駆動時間が変化した場合でも、
常に最少の制御時間間隔が得られるため、応答性も向上
することになる。

以上、本発明の一実施例において説明した制御装置はア
ナログ回路やマイクロコンピュータを用いて構成するこ
ともでき、また該制御装置に備えた駆動装置は上述の直
流モータに限定されず、広く間欠駆動するすべてのアク
チュエータの駆動方式において構成し、本発明を実施で
きることも容易に推察できる。また、本実施例ではアイ
トリ／°グ回転数を制御する方式が用いられているが、
いかなるエンノン回転数であっても本発明を実施できる
。

さらにエンノン回転数を９変するために、スロットル・
９ルグを制御しているが、他のエンジンパラメータを制
御してもよいことは云うまでもない。

本発明は以上説明したとおシ、間欠的に燃料量や吸入空
気蓋を制御してエンノン回転数を目標回転数との偏差を
用いて自動的に制御する制御装置においで、燃料量や吸
入空気量全可変する駆動装Ｍ’に休止させる時間Ｔｓｉ
−足にすることに↓す、エンジン回転数制御装置の制御
性及び応答性ケ犬幅に改善でき、その結果、実エンジン
回転数ケ長期間にわたって正確に、しかも安定的に制御
でき、エンジンの燃費向上や排出ガスの低減に顕著な効
果を奏するものである８

【図面の簡単な説明】

第１図は従来的【示すブロック回路図、第２図は、エン
ジン回転数偏差と直流モータの駆動時間との関係葡示す
関係図、第３図、第４し１は、実エンジン回転数の変化
と制御信号発生回路エリ出力される正転信号及び逆転信
号の動作とｔ示すタイムチャート、第５図は、本発明の
一実施例ケ示すブロック図、第６図は第５図各部の波形
動作ケ示すタイムチャートである。 ４・・・回転数演算回路、５・＝・目標回転数演算回路
、６・・・偏差検出回路、７・・・制御パルス幅演算回
路。 ８・・・制御周期カウンタ、９・・・パルス幅カウンタ
、１０・・・制御信号発生回路、１１・・・駆動回路、
１２・・・スロットルバルブ駆動装置、１３・・・スロ
ットルバルブ、１５・・・制御休止カウンタ、１６．１
７・・・微分回路。 なお、図中、同一符号は同一部分、又は相当部分會示す
。 代理人　　葛　野　信　− Ｎ。 第３図 第４図 第５図 第６ｒｇＩ 手続補正書（−１１） ５８６２４ 昭和　　年　　月　　日 持許庁長宮殿 １、東件の表示　　　持願昭暴マーロ４・―号２、発明
の名称 エンジンｉｇ１転数制御装置 ；３．補正をする考 墨、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄、及び図面。 ６、補正の内容 （１）明細書の特許請求の範囲を別紙のとおり補正する
。 （２）図面の第１図中の符号１０１の一方（図面中で下
方に記載されているもの）を別紙未配のとおり１０２と
補正する。 １付書類の目録 ■圧機の特許請求の範囲を記載した書面１通 １正符号を未配した複写図面（第１図）１通 以　　上 訂正後の特許請求の範囲 エンジンの吸入空気處または燃料量を変化させるアクチ
ュエータと、所望の目標エンジン回転数と実エンジン回
転数との回転数偏差を演算する偏差検出回路と、前記偏
差検出回路の出力値に応じた前記アクチュエータの目標
駆動時間を演算する制御パルス幅演算囲路と、前記制御
パルス幅演算回路の出力により前記アクチュエータの目
標駆動時間を駆動実現せしめる駆動回路とから構成され
動回路を聞ズ駆動する際の制御休止時間を一定とするよ
うにしたことを特徴とするエンジン回転数制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの吸入空気量または燃料ｔｖ変化させるアクチ
   ュエータ會含むスロットルバルブ駆動装置と、所望の目
   標エンジン回転数と実エンジン回転数との回転数偏差會
   演算する偏差検出回路と、前記偏差検出回路の出力値に
   応じた前記アクチュエータの目標駆動時間音演算する制
   御・七ルス幅演算回路と、ブリセットカウンタエり成る
   ノモルス幅カウンタと、前記アクチュエータの目標躯動
   時間會駆動実現せしめる態動回路とから構成されたエン
   ジン回転数制御装置において、前記ノセルス幅カウンタ
   に接続した微分回路を介して制御体ＩＦカウンタ會付加
   したことｔ％徴とするエンジン回転数制御装置。