JPS6035152A - エンジンのアイドル回転数制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンジンのアイドル回転数制御装置に関す
るものである。

〔従来技術〕

−ｍにエンジンのアイドル回転数制御装置は、エンジン
のアイドル時において、エンジンに供給する混合気量を
調整してエンジン回転数を低回転一定に制御し、燃焼性
の安定と燃費の向上とを図るようにしたものである。従
来、このようにアイドル回転数を一定に制御する方法と
しては、製造時においてスロットル弁にイニシャル開度
（アイドル開度）を与えておく方法と、実際のエンジン
回転数を検出してスロットル弁開度等をフィードバック
制御する方法とが知られている。

そして前者の方法の場合、スロットル弁のイニシャル開
度を同一としてもエンジンの製造誤差や特性の個体差等
に起因して実際のエンジン回転数にはばらつきが生じる
ため、イニシャルのスロットル弁開度を高めに設定する
必要があった。しかるにこのようにすると当然そのエン
ジンの個体差等のためエンジンによってはアイドル回転
数が高くなって燃費が悪化するという不具合があった。

これに対し、後者のフィードバンク制御による方法では
、製造誤差や個体差等に関係なく、アイドル回転数を所
望の目標回転数に保持でき、良好な燃費を保証できると
いう利点がある。そしてこのようなフィードバンク制御
を採用した従来のアイドル回転数制御装置では、実際の
エンジン回転数と目標回転数との差分（回転変動量）に
対するアクチェエータ等の操作緊（制御量）を大きく設
定すると制御のハンチング現象が起こることから、該制
御量を比較的小さな値に設定していたが、このようにす
ると、クーラ等の外部負荷が加ってエンジン回転数が急
激に低下した場合にそれが再び目標回転数に到達するま
でに時間がかかったり、極端に低下した場合はエンスト
を起こすという問題があった。

そしてこのような問題を解消した装置の１つとして、従
来、特開昭５４−１１３７２５号公報に示されるように
、外部負荷が増加した時にあらかじめ決められた補正量
により見込み補正を行なってエンジン回転数を目標回転
数付近まで上昇させ、その状態からフィードバック制御
を行なうようにしたものがある。

この場合、クーラ等の負荷が加わった後、フィードバッ
ク制御の制御量を負荷がかかっていない時と同じ制御量
で行っているため、目標回転数になるまでに時間がかか
るという問題が生じる。即ち、負荷がかかっている時に
所定の混合気量を増減した場合と、負荷がかかっていな
い時に所定の混合気量を増減した場合とでは、負荷がか
かっている方がその負荷の駆動骨だけ回転の変動量が小
さいため、目標回転数に到達するまで、数回に渡って制
御量を加減しなくてはいけない。ここであらかじめ大き
い制御量にしておくと、負荷がかかっていない時に、前
述したようにハンチングを起こしてしまう。

〔発明の目的〕

この発明は、かかる従来の問題点に鑑み、セ妙′−゛−
。

負荷の種類にかかわらず、応答性を良くし、かつハンチ
ングを最小限に抑えることのできるエンジンのアイドル
回転数制御装置を提供せんとするものである。

〔発明の構成〕

そこでこの発明は、第１図の機能ブロック図に示すよう
に、エンジンのアイドル回転数制御装置において、アイ
ドル検出手段６０によってエンジンのアイドル状態を検
出する一方、回転数検出手段６４によってエンジン回転
数を検出し、アイドル時には演算手段６２が上記検出し
た実際のエンジン回転数と目標回転数との差をめ、さら
に制御手段６３が上記回転数差に応じた制御量でもって
混合気調整手段６５を駆動するとともに、その駆動の際
の上記制御量を、負荷状態検出手段６１で検出したエン
ジンの外部負荷状態に応じて増減するようにしたもので
ある。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第２図は本発明の一実施例によるエンジンのアイドル回
転数制御装置を示す。図において、ｌはエンジンで、該
エンジン１の吸気通路２にはスロットル弁３が設けられ
、該スロットル弁３上流の吸気通路２には燃料噴射弁４
が配設され、該燃料噴射弁４には燃料ポンプ５により燃
料タンク６の燃料がレギュレータ７を介して供給される
ようになっている。また上記吸気通路２の上流端はエア
クリーナ８に接続されている。

そして上記吸気通路２にはスロットル弁３及び燃料噴射
弁４をバイパスしてバイパス通路９が形成され、該バイ
パス通路９には通路面積を調整するための調整弁１０が
配設さている。この調整弁ｌＯにはそれを駆動するダイ
ヤフラム装置１２が設けられ、該ダイヤフラム装置１２
にはその負圧室と吸気通路２のスロットル弁３下流側と
を連通ずる負圧導入通路１３が設けられ、該負圧導入通
路１３の途中には負圧の導入と大気圧の導入とを切換え
る三方弁１４が介設されている。

また図中、１６はクランクシャフトの回転角を検出する
クランク角センサ、１７は吸気通路２のスロットル弁３
下流の圧力を検出する負圧センサ、１８はスロットル弁
３の開度を検出するスロットル開度センサ、１９〜２２
は外部負荷検出信号で、１９はヘッドライトが点灯され
たときに１”となるヘッドライト信号、２ｏはクーラス
イッチがオンされたときに”１”となるクーラスイッチ
信号、２１はパワーステアリングが作動されたときに１
″となるパワーステアリング信号、２２は変速機がＤレ
ンジにシフト操作されたときに“１゛となるシフト信号
である。

さらに２３は人出力インターフェイス２４．ｃＰＵ２５
及びメモリ２６によって構成されたコントロールユニッ
トであり、上記メモリ２６にはＣＰＵ２５の演算処理の
プログラムや各負荷毎の制御利得テーブルＴ１〜Ｔ５等
を格納している。ここで上記各制御利得テーブルＴ１〜
Ｔ５は、第４図に直線ｄ１〜ｄ５で示す回転変動量・制
御量特性をテーブルにしたもので、ここでｄｌはクーラ
負荷、ｄ２はパワーステアリング負荷、ｄ３は電気負荷
、ｄ４はシフト負荷、ｄ５は無負荷の時の特性である。

また上記ＣＰＵ２５は上記各センサ１６．１７．１８の
出力を受け、運転状態に応じた燃料噴射パルスをめてそ
れを燃料噴射弁４に加えるという燃料噴射制御を行なう
とともに、エンジン１のアイドル時において実際のエン
ジン回転数と予め設定された目標回転数との差をめる一
方、負荷検出信号１９〜２２の有無を判別し、負荷状態
に応じた制御利得テーブルを用いて上記回転数差から制
御量をめ、この制御量に応じた制御信号を上記三方弁１
４に加えて混合気量を調整するという制御を行なうもの
である。

なお以上のような構成において、ＣＰＵ２５が第１図の
演算手段６２及び制御手段６３の機能を実現するもので
あり、また上記クランク角センサンタ角センサ１６が回
転数検出手段６４となっている。またヘッドライト信号
１９．クーラスイッチ信号２０．パワーステアリング信
号２１及びシフト信号２２が第１図の負荷状態検出手段
６１の検出信号となっており、さらに上記バイパス通路
９、Ｉｌｌ整弁１０．ダイヤフラム装置１２．負圧尋人
通路１３及び三方弁１４で第１図の混合気調整手段６５
を構成している。

次に本装置のおおまかな動作にりいて説明する。

エンジン１がクランキングされてアイドル状態になると
、クランク角センサー６はクランクシャフトの回転角を
、負圧センサー７はスロットル弁３下流の吸気負圧を、
スロットル開度センサー８はスロットル弁３の開度をそ
れぞれ検出し、各センサ１６〜１８の出力はコントロー
ルユニット２３に入力される。するとこのコントロール
ユニット２３内のＣＰＵ２５はエンジン回転数及び吸気
負圧に応じたパルス幅の燃料噴射パルスを燃料噴射弁４
に対し出力し、エンジンの運転状態に応じて燃料噴射量
の制御を行なう。

またＣＰＵ２５は、クランク角センサー６の出力から実
際のエンジン回転数をめてこの実際回転数と予め設定さ
れた目標回転数との差分を演算する一方、今は無負荷状
態で負荷検出信号１９〜２２がすべて“０”であるので
、メモリ２６内の無負荷に対応する制御利得テーブルＴ
５（第４図のｄ５参照）を用いて上記差分に応じた制御
量Ｄ５をめ、この制御量Ｄ５に応じた制御信号を出力す
る。すると三方弁１４はこの制御信号を受けて上記制御
量Ｄ５に応じた負圧又は大気圧をダイヤフラム装置１２
の負圧室に導入し、調整弁１０はバイパス通路９の通路
面積を増減して該通路９を流れる吸入空気量を調整し、
これによってエンジン１へ供給される混合気量が増減し
てエンジン回転数も増減し、こうしてエンジン回転数は
回転数差に応じた制御量Ｄ５でもって目標回転数にフィ
ードバック制御されることとなる。

そしてこのようにエンジン回転数が目標回転数にフィー
ドバック制御されている状態で、エンジン１に外部負荷
が加った場合には、この負荷によりエンジン回転数が低
下することとなるので、上述のように無負荷時の制御量
Ｄ５でもってフィードバック制御を行なっていると、目
標回転数に到達するまでに時間がかかることになる。

しかしながら本装置では、外部負荷が単独で加０ った場合は、ＣＰＵ２５はメモリ２６から負荷の種類に
応じた制御利得テーブルＴ１〜Ｔ４（第４図のｄ１〜ｄ
４参照）を選択し、このテーブルを用いて無負荷時に比
して大きな制御量Ｄ１〜Ｄ４をめ、この制御量でもって
フィードバック制御を行なうため、これによりエンジン
回転数は直ちに目標回転数まで上昇復帰することとなり
、しかもこの際制御量は負荷状態に応じた適正な値であ
るので、制御量が大きすぎてハンチングを生ずるという
こともない。

また、２以上の負荷が加った、いわゆる多重負荷の場合
には、ＣＰＵ２５は、メモリ２６から各負荷の種類に応
じた制御利得テーブルを選択し、このテーブルを用いて
各負荷毎に回転数差に応じた制御量をめるとともにこの
各制御量を加算して最終的な制御量をめ、これでもって
フィードバック制御を行なうため、これによりこの場合
もエンジン回転数は速やかに目標回転数に制御されるこ
ととなる。

次に第３図及び第４図を用いて動作を詳細に説１ 明する。ここで第３図は上記ＣＰＯ２５ｍ演算処理のう
ちのアイドル回転数制御のフローチャートを示す。

エンジン１が始動すると、ＣＰＵ２５は、まず該ＣＰＵ
２５内のレジスタ等を初期化（ステップ３０）したのち
、入力情報である各センサ１６〜１８の出力及び負荷検
出信号１９〜２２をインターフエイス２４を介して読み
込み（ステップ３１）、該読み込んだエンジン回転数及
びスロットル弁３の開度からアイドル状態か否かを判定
しくステップ３２）、アイドル状態でないときはステッ
プ３１に戻ってステップ３１．３２の経路を循回する。

また逆にアイドル状態のときはステップ３３に進んで読
み込んだ負荷検出信号１９〜２２からエンジン１に２以
上の負荷が加つているか否か、即ち多重負荷か否かを判
定する。

そして多重負荷でない場合、ＣＰＵ２５はステップ３４
に進んでメモリ２６から無負荷または単独負荷の種類に
応じた制御利得テーブルＴ１〜Ｔ５を選出したのち、実
際のエン・ジン回転数と目標２ 回転数との差分を演算しくステップ３５）、さらに上記
差分が不感帯内の値か否かを判定しくステップ３６）、
差分が不感帯外の値のときはステップ３７に進んで実際
回転数が目標回転数より高いか否かを判定し、実際回転
数の方が低い場合はステップ３８で、上記選出した制御
利得テーブルＴ１〜Ｔ５を用いて実際回転数を上昇させ
るための上記差分に応じた制御量Ｄ１〜Ｄ５をめ、逆に
実際回転数の方が高い場合はステップ３９で上記制御利
得テーブルＴ１〜Ｔ５を用いて実際回転数を低下させる
ための上記差分に応じた制御量Ｄ１〜Ｄ５をめる。また
上記ステップ３６において回転数の差分を不感帯内の値
と判定した場合は、ステップ４０に進んで制御量を０に
する。

そして以上のようにして制御量をめるとＣＰＵ２５はス
テップ４９に進んで、上記求めた制御量Ｄ１〜Ｄ５から
出力値を演算し請求めた出力値でもって出力処理を行な
い（ステップ５０）、これにより三方弁１４に制御信号
が加えられてバイパス通路９の吸入空気量が制御される
。

３ また上記ステップ３３において多重負荷であると判定し
た場合は、ＣＰＵ２５はステップ４１に進んでエンジン
１に加っている各負荷の種類に応じた制御利得テーブル
Ｔ１〜Ｔ４をメモリ２６から選出したのち、実際回転数
と目標回転数との差分を演算しくステップ４２）、上記
求めた差分が不感帯内の値か否かを判定しくステップ４
３）、差分が不感帯外の値のときはステップ４４に進ん
で実際回転数が目標回転数より高いか否かを判定し、実
際回転数の方が低い場合はステップ４５に進んで、−上
記選出した各制御利得テーブルＴ１〜Ｔ４を用いて実際
回転数を上昇させるための上記回転数の差分に応じた制
御量Ｄ１〜Ｄ４を各負荷毎にめ、逆に実際回転数の方が
高い場合はステップ４６に進んで実際回転数を低下させ
るための上記回転数の差分に応じた制御量Ｄ１〜Ｄ４を
各負荷毎にめ、該各制御量Ｄ１〜Ｄ４を加算して最終的
な制御量をめ（ステップ４７）、以下上記ステップ４９
．５０の経路を進む。

以上のような本実施例の装置では、アイドル時４ においてエンジンに外部負荷が加ったときは負荷に応じ
た大きさの制御量でもってアクチュエータを駆動し、し
かも負荷が多重に加ったときは各負荷毎にめた制御量を
加算して最終的な制御量をめているので、エンジン回転
数を応答性よく迅速に目標回転数に制御できる。しかも
このときの制御量は負荷状態に応じた適正な量となって
いるので、目標回転数付近でのハンチングも最小に抑え
ることができる。

ところで上記実施例では多重負荷が加った場合に各負荷
毎に制御利得テーブルを選出し、該各テーブルを用いて
制御量をめ、これらを加算して最終的な制御量をめるよ
うにしたが、このように多重負荷が加った場合には負荷
に優先順位をっけておき、優先順位の最も高い負荷に対
する制御量をめてこれを最終的な制御量とするようにし
てもよい。

第５図はこのように多重負荷の場合に負荷の優先順位に
従って制御を行なうようにした本発明の他の実施例のＣ
Ｐ　Ｕ　２５の演算処理のフローチャ５ 一トを示す。図において、第３図と同一符号は同図と同
一のものを示し、５１〜５４はそれぞれエンジン１にタ
ーラ負荷、パワーステアリング負荷。

電気負荷あるいはシフト負荷が加っているか否かを判定
する判定ステップ、５５〜５９はそれぞれメモリ２６か
らクーラ負荷、パワーステアリング負荷、電気負荷、シ
フト負荷あるいは無負荷に対応した制御利得テーブル（
第６図のｄｌ−ｄ５参照）を選出するステップである。

本実施例の動作は容易に理解できるものであるので、説
明を省略するが、本実施例においても上記実施例と同様
に、外部負荷による過渡時の応答性の向上とハンチング
現象の抑制とを達成できる。

なお上記両実施例では負荷毎に制御利得テーブルを設け
たが、本発明は負荷の種類に関係なく、制御利得テーブ
ルを１つだけ設けてもよい。また負荷はターラ、パワー
ステアリング、シフト及び電気負荷以外のものでもよい
。さらに燃料供給手段は燃料噴射弁ではなく、気化器で
あってもよい。

〔発明の効果〕

６ 以上のように本発明によれば、エンジン回転数をフィー
ドバック制御するようにしたエンジンのアイドル回転数
制御装置において、回転変動量に対する制御量を現在の
負荷状態に応じて増減するようにしたので、負荷の種類
にかかわらず負荷変動時の応答性を向上でき、しかも目
標回転数付近のハンチング現象を最小に抑えることがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例によるエンジンのアイドル回転数制御
装置の構成図、第３図は上記装置におけるＣＰＵ２５の
演算処理のフローチャートを示す図、第４図は上記装置
における回転変動量に対する制御量の特性を示す図、第
５図は本発明の他の実施例によるＣＰＵ２５の演算処理
のフローチャートを示す図、第６図は上記装置における
回転変動量に対する制御量の特性を示す図である。 １・・・エンジン、６０・・・アイドル検出手段、６５
・・・混合気調整手段、６１・・・負荷状態検出手段、
６７ ４・・・回転数検出手段、６２・・・演算手段、６３・
・・制御手段、１６・・・クランク角センサ、１８・・
・スロットル開度センサ、２５・・・ＣＰＵ。 特許出願人　東洋工業株式会社（外１名）代理人　弁理
士　早　瀬　憲　− ８

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１１エンジンのアイドル状態を検出するアイドル検出
   手段と、エンジンへ供給する混合気量を調整する混合気
   調整手段と、エンジンに加わる外部負荷状態を検出する
   負荷状態検出手段と、エンジンの回転数を検出する回転
   数検出手段と、上記アイドル検出手段の出力と回転数検
   出手段の出力とを受けアイドル時のエンジン回転数と予
   め設定された目標回転数との差をめる演算手段と、上記
   負荷状態検出手段の出力と上記演算手段の出力とを受け
   上記演算手段の出力に応じた制御量でもって上記混合気
   調整手段を駆動する一方上記制御量を上記外部負荷状態
   の増減に応じて増減する制御手段とを備えたことを特徴
   とするエンジンのアイドル回転数制御装置。