JPS61207853A - 内燃機関用アイドル運転制御装置 - 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 本発明は内燃機関用アイドル運転制御装置に関し、更に
特定して述べると、多気筒内燃機関の各気筒の出力のば
らつきが小さくなるように各気筒毎に供給燃料の調節を
行ない、アイドル運転を安定に行なうことができるよう
にした内燃機関用アイドル運転制御装置に関する。

従来の技術 従来の多気筒内燃機関の燃料噴射量の制御は、燃料噴射
量を全気筒共通に一律に制御するものであるため、内燃
機関及びまたは燃料噴射ポンプの製造公差などにより、
各気筒の出力が均一にならず、特にアイドル回転時に内
燃機関の安定性が著しく損なわれ、排気ガス中に含まれ
る有害成分の量が増大し、機関に振動が生じるほか、機
関の振動により騒音が発生する等の不具合が生じ易すが
った。

上述の不具合を解消するため、内燃機関の各気筒毎に噴
射される燃料の制御を行なう所謂各部制御方式の装置が
種々提案されてきている。この種の装置として、例えば
、気筒数の整数倍のサンプリングによって内燃機関の平
均回転速度を求めて目標値とし、各気筒の回転速度とこ
の目標値との差から、所謂学習方式によって、各気筒に
対する燃料噴射量の制御を行なうようにした装置が開示
されている（特開昭５８−１７６４２４号公報、特開昭
５８−２１４６２７号公報及び特開昭５８−２１４６３
１号公報参照）。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上述の従来装置は、いずれも、平均機関速度と
その時々の各節の速度との差から次回の噴射量を予測す
る所謂学習制御方式であるので、マイクロコンピュータ
内において学習結果を評価するのに時間を要し、制御の
応答性が悪く、更に、学習結果を評価するために複雑な
アルゴリズムを必要とするので、その開発に多大な工数
を必要とするという問題点を有している。

本発明の目的は、制御結果を評価するための複雑なアル
ゴリズムを必要とせず、多気筒内燃機関の各気筒間の出
力差に従う閉ループ制御により、その時々の運転条件下
において、アイドル運転が、常に安定に制御され、機関
の振動を小さく抑えることができるようにした内燃機関
用アイドル運転制御装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明の構成は、多気筒内燃機関の平均速度を演算する
第１演算手段と、所要の目標アイドル回転速度を示す目
標速度データを出力する手段と、前記第１演算手段の演
算結果と前記目標速度データとに応答し前記目標アイド
ル回転速度を得るために前記内燃機関に供給すべき燃料
の量に関連した第１制御データを出力する手段と、該第
１データに応答してアイドル回転速度の閉ループ制御が
行なわれるよう所要の調速手段を制御する制御手段とを
備えて成る閉ループ制御系を有する内燃機関用アイドル
運転制御装置において、前記内燃機関の各気筒の所定の
タイミングにおける瞬時速度を順次検出する検出手段と
、該検出手段から順次出力される検出結果に応答し各気
筒に対する瞬時速度と各気筒に対して夫々予め定められ
ている基準の気筒に対する瞬時速度との差分に応じた差
データを全ての気筒に対して順次繰り返えし演算出力す
る手段と、内燃機関の各気筒の作動タイミングを検出す
るタイミング検出手段と、前記差データに応答し前記差
データにより示される差分を零とするために必要な供給
燃料に関連した第２制御データを演算出力する手段と、
前記内燃機関の冷却水温に関連した水温信号を出力する
手段と、前記タイミング検出手段による検出結果に基づ
き前記各気筒に対する次回の燃料調節行程以前の所要の
タイミングで前記第２データを出力する出力制御手段と
、前記水温信号に応答し前記冷却水温が所定値以上とな
った場合にのみ該出力制御手段からの前記第２データを
前記閉ループ制御系に供給する手段とを備えた点に特徴
を有する。

作用 上述の構成によれば、内燃機関の平均速度が所望の目標
アイドル回転速度に制御されるフィードバック制御ルー
プ中に、内燃機関の各気筒の瞬時速度が等くなるように
各気筒に対する調量制御を行なうフィードバック制御ル
ープを設けたので、内燃機関の角速度変動中を一定とす
ることができ、内燃機関の振動を減少させることができ
るほか、ノイズレベルが下がり、アイドリング回転速度
を下げることができる。従って、アイドリング運転を低
燃費で、且つ安定に行なうことができる。

更に、機関の冷却水温が所定値以下であり、各節におけ
る燃料の燃焼が不安定となシやすい運転条件においては
第２制御データを出力するのを停止し、低温時における
各簡制御を中止するので、低温時における安定なアイド
ル運転制御が実現できる。即ち、冷却水温が低いと、燃
料の燃焼が不安定であり、各筒制御の前提条件である。

各気筒に同一傾向の周期的変動が現われているという条
件が満たされなくなるため、このような場合には、むし
ろ、各気筒毎の噴射量制御は停止した方がよいからであ
る。

実施例 以下１図示の実施例によυ本発明の詳細な説明する。

第１図には、本発明による内燃機関用アイドル運転制御
装置をディーゼル機関のアイドル運転制御に適用した場
合の一実施例がブロック図にて示されている。アイドル
運転制御装置１は、燃料噴射ボンデ２から燃料の噴射供
給を学ける、ディーゼル機関３のアイドル回転速度の制
御を行なうための装置である。

ディーゼル機関３のクランク軸４には、クランク軸４が
所定の基準角度位置に達したことを検出するために、・
やルサ５と電磁ピックアップコイル６とから成る公知の
回転センサ７が設けられている。図示の実施例では、デ
ィーゼル機関３は、４サイクル４気筒であり、・９ルサ
５の周縁に９０°間隔で形成されたコグ５ａ乃至５ｄの
うちのコグ５ａ及び５ｃがディーゼル機関３０４つの気
筒のうちの２つの気筒の各ピストンが上死点に達したと
きに、電磁ピックアップコイル６に対向するよう、・９
ルサ５とクランク軸４との間の相対位置関係が定められ
ている。

第２図（＆）には、ディーゼル機関３の瞬時回転速度Ｎ
が示されており、第２図（ｂ）には、このとき回転セン
サ７から得られる交流信号ＡＣの波形が示されている。

交流信号ＡＣは、各コグが電磁ピックアップコイル６に
対向する毎にそのレベルが正負に変動して一対の正負の
ピークを生じる波形となりておシ、各正負のピーク間の
零クロス点の時刻ｔ１＊ｔＳ　、ｔｓ　ｅ・・・、ｔｌ
テが、夫々、ディーゼル機関３のいずれかのシリンダピ
ストンの上死点タイミングに対応している。時刻ｔｌ’
ｅ　ｔ４・・・は、クランク軸で上死点から９０°過ぎ
たタイミングを示している。一方、瞬時回転速度Ｎの６
谷となっている時刻ｔｔ　＃　ｔｓ　、’ｔ、　ｅ”・
・ｔｔ’ｒが各気筒における爆発タイミングであり、こ
の爆発によって機関速度Ｎは上昇し、時刻ｔ！、ｔ４．
・・・ｔｔｓにおいて１機関速度Ｎは低下しはじめ、夫
々次に爆発する気筒の爆発行程の直前で機関速度Ｎは極
小値となる。ディーゼル機関３の瞬時速度は上述の理由
によって、周期的に変動し、その変動周期はクランク軸
４の７回転に一致している。

尚、瞬時回転速度Ｎの６谷は、厳密に言えば、各気筒の
ピストンが圧縮上死点のときと一致しない場合もあるが
、本明細書においては、便宜上一致するものとして説明
する。　・ ここで、ディーゼル機関３の４つの気筒を夫々気筒Ｃｔ
　８ｃｍ　＊（ｌ　Ｃａ　　と名づけ、これらの気筒Ｃ
！乃至Ｃ４が、夫々時刻ｊｌ　ｅｊｌ　ｅＬ５　、ｔ、
において爆発行程に入り、以後、この順序で各気筒が順
次爆発行程に入るものとして以下の説明を行なう。

交流信号ＡＣの各零クロス点により示されるタイミング
がどの気筒の如何なるタイミングを示すのかを検出する
ため、交流信号ＡＣは、気筒Ｃ１（装着されている燃料
噴射弁の針弁リフトセンサ９からの針弁り７ト・ぐルス
信号ＮＬＰＩが基準タイミング信号として印加されてい
るタイミング検出部１０に入力されている。針弁リフト
・々シス５信号ＮＬＰ　１は、第２図（、）に示されて
いるように、気筒Ｃ１の爆発タイミングであるｔｌｅ　
Ｆ、ｔ１７　、・・・の直前に出力される。タイミング
検出部１０は、交流信号ＡＣの正方向ノ９、ルスに応答
してその入力・譬ルス数を計数すると共に、針弁リフト
・９ルス信号ＮＬＰ。

によりリセットされる２進カウンタとして構成されてお
如、その計数結果を示す２進データが、識別データＤ１
として出力される。従って、この識別データＤ１により
、交流信号ＡＣ中の任意の零クロス点が、どの気筒の如
何なる作動タイミングに対応しているのかを容易に識別
することができる。識別データＤ１は、後述するように
して切換制御されるスイッチＳＷを介して取出され、速
度検出部８に入力される。

速度検出部８は、各気筒における爆発タイミング後、ク
ランク軸４が９０’回転するのに要する時間θ１１１θ
！１．・・・、θ４１．θ！鵞、θ２！、・・・を交流
信号ＡＣＫ基づいて計測するためのものであり、第３図
にその具体的な回路が示されている。第３図を参照する
と、速度検出部８は、交流信号ＡＣと位相同期しており
交流信号ＡＣより充分に周波数の高いカウント・９ルス
ＣＰを交流信号ＡＣに基づいて出力する・ぐルス発生器
８１と、カウント・ｔルスＣＰの／４ルス数を計数する
ためのカウンタ８２とを備えている。カウンタ８２は、
カウント／ダルスＣＰが入力されている入力端子８２ａ
のほかに、カウンタ８２の計数内容をリセットして計数
動作をスタートさせるためのスタート・４ルスｔ−与、
するためのスタート端子８２ｂと、カウンタ８２の計数
動作を停止させその計数内容を保持しておくためのスト
ップ・やルスを与えるためのストップ端子８２ｃとを備
えている。各端子８２ｂ　、８２ｃには、デコーダ８３
．８４の各出力線８３　ａ　＊　８４ｍが接続されてお
り、これらのデコーダ８３　、８４には識別データＤ１
が入力されている。

識別データＤｉは、既に説明したように、針弁り７ト・
ぐルス信号ＮＬＰ、によってリセットされたカウンタに
より、交流信号ＡＣ中にその後生じた正方向パルスの数
を示すものであり、図示の実施例では、針弁リフト・母
ルス信号ＮＬＰ、によりリセットされたときに識別デー
タＤｉの内容が零となるようにタイミング検出部１０が
構成されている。従って。

識別データＤＩの内容は、第２図（ｄ）に示されるよう
に、　ｔ’＝ｔ１にてｌとなシ、ｔ！で２、ｔｇ、で３
となり、このようにして交流信号ＡＣの正方向・ぐルス
が発生する毎に１づつ増加し、ｔｓで８となったのち、
ｔｓの直前に出力される針弁リフトＩ々ルス信号ＮＬＰ
　１により０となシ、以後同様にしてその内容が変化す
る。

デコーダ８３は、識別データＤ１の内容が１．３゜５．
７のいずれかになったととく応答して、その出力線８３
ａのレベルを短時間だけｒＨＪレベルとし、これによυ
カウンタ８２のスタート端子８２ｂにスタート・臂ルス
を供給する。一方、デコーダ８４は、識別データＤｉの
内容が２．４．６．８のいずれかになったことに応答し
て、その出力線８４ｍのレベルを短時間だけ「Ｈ」レベ
ルとし、これによりカウンタ８２のストップ端子８２ｃ
Ｋストツプ・ぐルスを供給する。

この結果、カウンタ８２は、各気筒の爆発タイミング（
ｔｌ　＊　ｔｓ　ｅ　ｔｇ　ｅ”’）後クランク軸４が
９０’回転するまでの間だけカウント・臂ルスＣＰの計
数を行なうととＫなる。従って、各時間θ１１１θｚｔ
＋・・・、θ４１．θｌ！、・・・に応じた計数データ
ＣＤがカウンタ８２から出力される。計数データＣＤは
、更に、交流信号ＡＣ’に基づいて計測されたその時の
機関速度に関連するデータＩｓが速度検出器８６から入
力されている変換回路８５に入力されておシ、ここで、
計数データＣＤは、データＥＳＫよりてその時の各時間
θ１１．θ鵞１．・・・を示すデータに変換され、この
データは、各気筒の爆発直後の機関の瞬時機関速度を示
す瞬時速度データとして順次出力される。

上述の如くして、各気筒の爆発タイミングを示す交流信
号ＡＣの零りロス点タイミングから次の零りロス点タイ
ミングまでの時間０１１．θ鵞！、・・・を示すデータ
が速度検出部８から得られるが、以後、本明細書におい
ては、気筒Ｃ１に対する瞬時回転速度を示す瞬時速度デ
ータを、速度検出部８におりて検出された順序に従って
、一般に、　Ｎ１ｎ（ｎ＝１　＋２、・・・）と表示す
ることとする。

従って、速度検出部８から出力される瞬時速度データＮ
ｉｎの内容は、第２図（・）に示す如くなる。

瞬時速度データＮ１ｎは、平均値演算部１１に入力され
、ここでディーゼル機関３の平均速度が演算される。符
号１２で示されるのは、ディーゼル機関３のその時々の
運転状態に見合った目標アイドル回転速度を演算し、そ
の演算結果を示す目標速度データＮ、を出力する目標速
度演算部である。

目標速度演算部１２は、ディーゼル機関３の所要の運転
・平うメータに従ってその時々の運転状態に応じた最適
なアイドル回転速度を示す目標速度データ当を出力する
公知の構成であるから、その詳細な構成を図示するのを
省略する。平均値演算部１１かも出力される平均速度デ
ータＮと目標速度データＮｔとは、加算部１３において
図示の極性で加算され、その加算結果は誤差データＤ０
として第１　ＰＩＤ演算部１４に入力され、ＰＩＤ制御
のだめのデータ処理が行なわれる。

第１　ＰＩＤ演算部１４における演算結果は噴射量の次
元のデータＱｉ　ｄｅとして取出され、加算部１５を介
して平均速度データＮが入力されている変換部１６に入
力され、誤差データＤ０の内容を零とするために必要な
、噴射量調節部材１７の目標位置を示す目標位置信号５
ＩＩＣ変換される。位置センサ１８は、燃料噴射ポンプ
２の噴射量を調節するための噴射量調節部材１７のその
時々の位置を検出し、その位置を示す実位置信号Ｓ！を
出力し、実位置信号Ｓ！は、変換部１６からの目標位置
信号Ｓ１と加算器１９において図示の極性で加算される
。

加算器１９からの加算出力信号は第２　ＰＩＤ演算部２
０に入力され、ＰＩＤ制御のための信号処理が施された
のち、・やルス巾変調器２１に入力され、第２　ＰＩＤ
演算部２０からの出力に応じたデユーティ比の・譬ルス
信号ＰＳが出力される。・母ルス信号ｐｓは、駆動回路
２２を介して噴射量調節部材１７の位置制御を行なうた
めのアクチェータ２３に印加され、これにより、噴射量
調節部材１７は、ディーゼル機関３が目標アイドル回転
速度でアイドル運転されるように位置制御される。

平均機関速度及び噴射量調節部材の実際の位置に応答す
る上述の閉ループ制御系により、ディーゼル機関３の平
均アイドル回転速度を所望の目標アイドル回転速度に一
致させるための制御が行なわれる。

本装置１は、更に、ディーゼル機関３の各気筒の出力を
同一とするように制御する。所謂各部制御を行なうため
の、別の閉ループ制御系を備えておシ、次に、この閉ル
ープ制御系について説明する。

各筒制御のための閉ループ制御系は、各気筒の瞬時速度
の差が零となるよう各気筒に供給される燃料を調節する
ためのものであり、瞬時速度データＮｌｎに応答して、
気筒Ｃ１乃至Ｃ４の夫々に対する瞬時速度と、各気筒に
対して予め定められている基準の気筒に対する基準瞬時
速度との差分を演算する速度差演算部２４を備えている
。本実施例では、着目した気筒に対する瞬時速度の直前
に得られた瞬時速度が基準の瞬時速度として考慮され１
従って・Ｎｉ１−Ｎ鵞１　ｅＮｌ１−Ｎｓｓ　＊Ｎｓｔ
　−Ｎ、、、　°°’が差データＤｄとして速度差演算
部２４から順次出力される。これらめ差データの出力タ
イミングが第２図＜ｆ）に示されている。各気筒の瞬時
速度は相互に同一値であることが望ましく、差データＤ
ｄの−は零となることが望まれる。従うて、差データＤ
ｄは、零を内容とする基準データＤｒと、加算部２５に
おいて図示の極性で加算され、その加算結果は、第３　
ＰＩＤ演算部２６においてＰＩＤ制御のために必要な処
理が施された後、噴射量の次元を有する制御データＤ０
として出力される。

尚、ディーゼル機関３の平均速度データＮは、速度検出
部８から新しい瞬時速度データＮ１ｎが出力される毎に
更新され、従って、その内容は、第２図（ｇ）に示すよ
うに、Ｎｌ　ｅＮｌ　ｅ・・・の如く変化し　　　゛て
いる。

出力制御部２７は、差データＤｄに基づく制御出力デー
タＤ０の出力タイミングを制御するためのものであシ、
識別データＤｉに従って、その出力タイミングが以下の
ように制御される。

即ち、成るタイミングで得られた制御出力データＤ０は
、その制御データの基となっている差データに関連する
気筒Ｃ１とＣ１＋１のうち、気筒Ｃ１＋１に対する次の
燃料調節動作あ制御のために出方され、その時の第１　
ＰＩＤ演算部１４の出力であるアイドル制御量データＱ
ｔｄｅと加算部１５において加算される。従って、例え
ば時刻ｔ４において得られた差データＮｄ（＝　Ｎｌｌ
　−Ｎ２ｔ　）は・気筒Ｃ１と０２との間の瞬時速度差
を示すものであり１、従うて、気筒Ｃ２が次に麿磨爆発
行程に入る時刻１１１よシ少なくとも前であって、気筒
Ｃ１が爆発する時刻ｔ９よυ後のタイミングで出力され
る。従って、この場合ｓ　Ｎ１１−２’ＪｚｔＯ差デー
タに基づく制御データＤ０は、平均速度データＮ３に相
応するアイドル制御量データＱｉｄｅと加算されること
になる。この結果、前回の速度差Ｎｉｌ　−Ｎ２ｔを零
にするように噴射量調節部材の位置制御が行なわれ、気
筒Ｃ１と気筒Ｃ！との瞬時速度を等しくするための調量
制御が行なわれる。

上述の出力制御部は、気筒Ｃ，とＣ３との間の出力差、
気筒Ｃ３とＣ４との間の出力差、及び気筒Ｃ４とＣｉ　
との間の出力差を夫々零とするように、気筒Ｃ！とＣ！
との間の出力差を零とする場合の動作と同様の制御を行
ない、これにより、各気筒に供給すべき燃料噴射量が各
気筒毎に制御され、各気筒の出力が等しくされる。

出力制御部２７の出力側には、ループ制御部２８によυ
オン、オフ制御されるスイッチ２９が設けられておシ、
各前制御で安定に行ないうる所定の条件が満たされてい
ることがループ制御部２８により検出された場合にのみ
、スイッチ２９を閉じて各前制御を行ない、所定の条件
が満たされない場合にはスイッチ２９を開き、各前制御
を中止し、各前制御によりアイドル運転がかえって不安
定になるのを防止するように構成されている。

即ち、上述の各前制御による角速度制御は、アイドル回
転速度が、所望の目標値に対して所定の範囲内に入って
いる安定した状態にて行なうのが望ましい。これは、噴
射系及び内燃機関のばらつきが周期的に規則正しく現わ
れる場合において。

上述の各前制御がうまく作動するためである。従って、
加減速操作を行なっている場合、成るいは、制御系に異
常が生じている場合には各前制御を行なうとかえってア
イドル運転が不安定となる。

従って、本実施例では、■目標アイドル回転速度と実際
のアイドル回転速度との差が所定時間以上連続して所定
値ａ！よシ大きくないこと、■アクセルペダルの踏込量
が所定値１２以下となりていること、の諸条件が全て満
足された場合にのみ。

スイッチ２９が閉じられ、各前制御のための制御ループ
が構成される。

一方、■目標アイドル回転速度と実際のアイドル回転速
度との差が所定値ｍｓ　　（≧ａｌ　）以上となりたこ
と、■アクセルペダルの踏込量が所定値＆４（≧ａｌ　
）以上とまったこと、■制御系に何らかの異常が生じた
ことのうちの少なくとも１つに該当するに至りた場合に
は、スイッチ２９を開いて各前制御が中止され、平均速
度データに従ってアイドル回転速度が所要の目標値とな
るよう噴射量調節部材１７を制御するための閉ループ制
御系のみが構成される。

また、上述の実施例においては、ループ制御部２８によ
りスイッチ２９が閉じられると同時に。

Δルス巾変調器２１からのΔルス償号ＰＳの周波数が、
ディーゼル機関の回転速度と干渉関係にない所定の周波
数に変更され、これにより、各筒制御時には、アクチュ
ータ２３の応答性の向上を図っている。

本装置１は、更に、例えば冷寒地等において機関を始動
した直後でありて、機関の冷却水温が周囲温度と同程度
であるような場合に、機関のアイドル回転速度制御をよ
シ安定に行ないうるように、機関の冷却水温が所定値に
達するまでは、出力データＤ０による各前制御を一時停
止させるための、各前制御解除部３０を備えている。

各前制御解除部３０は、スイッチ２９と直列に配設され
たスイッチ３１と、ディーゼル機関３の冷却水温を示す
水温信号ＳＷを出力する水温センサ３２と、水温信号Ｓ
Ｗに応答し冷却水温Ｔ、が所定の値Ｔｒ以上か否かを判
別しＴＶ≧Ｔｒの場合にはスイッチ３１を閉じ、”ｗ＜
”ｒの場合にはスイッチ３１を開くようにスイッチ３１
の開閉制御を行なうスイッチ制御信号Ｓ３を出力するス
イッチ制御回路３３とから成っている。この構成により
、冷却水温ＴＶが予め定められた値Ｔ、より小さい場合
には、スイッチ３１が開き、スイッチ２９の作動状態の
゛如何に拘らず、出力データＤ０が加算部１５に供給さ
れるのが停止され、各前制御が解除状態となる。

従って、機関の温度が低く、各気筒における燃料の燃焼
状態が不安定となっており、従って、各気筒の出力が不
規則に変動していて各気筒の出力差の変化・譬ターンが
一定しておらず、各前制御を良好に行なうだめの前提条
件が満たされていない場合に、各前制御の解除が行なわ
れることになる。

この場合には、機関の平均速度データに従ってアイドル
回転速度が所要の目標値となるように制御されるのみで
あるが、上述の状態においては各前制御はうまく作動せ
ず、各前制御を行なわない方がアイドル回転速度の制御
を安定に行なえることになる。

機関の冷却水温が、各気筒における燃料の燃焼状態が安
定して行なわれるような値ＴｒＫまで上昇した場合に、
スイッチ３１が閉成され、この結果、上述の各前制御も
実行され、アイドル回転速度制御を極めて安定に行ない
、低燃費、低騒音の状態でディーゼル機関３のアイドル
運転を行なうことができる。

尚、上記実施例では、冷却水温く従って開閉するスイッ
チ３１をスイッチ２９と別に設けた場合について説明し
たが、上記説明から理解されるように、例えば、スイッ
チ制御回路３３からのスイッチ制御信号Ｓ３をループ制
御部２８に入力し、上述したスイッチ２９の開閉条件中
に冷却水温Ｔ、が所定値Ｔｒ以上となっているか否かの
条件を入れるように構成してもよい。

上述の構成によれば、ディーゼル機関の平均速度及び噴
射量調節部材の位置に基づく閉ループ制御により、機関
速度のアンダーシュート等の過渡的な変化に対する制御
及びアイドル回転速度を目標値に概略至らしめる等の制
御が実行され、これにより、アイドル回転速度がほぼ安
定した状態において、各前制御により、各気筒の角速度
変動が同一となるように制御が行なわれる。各前制御が
行なわれている際にも、平均速度の制御は行なわ　　　
゛れており、出力量の大半を担い、各前制御はそれを補
正する機能を果している。また、冷却水温度が所定値以
下の場合には、各前制御を解除し、低温時に各前制御を
行なうことによりアイドル回転　　゛速度の制御がかえ
って不安定になるのを防止するようにしたので、内燃機
関のアイドル運転を全ての条件下において安定に制御す
ることができる。

尚、上述の如く、各前制御は、アイドル回転速度が、目
標値の近傍にある場合にのみ実行される構成としたが、
このような領域では、平均アイドル回転速度の制御の利
得は小さく設定されており、各前制御の動作に大きな影
響を与えないようになっている。

また、上記実施例では、各気筒の角速度を検出するため
、着目した気筒が圧縮上死点に到ってからクランク軸が
９０°回転するまでの間の時間を基にしているので、爆
発トルクの変動を最もよく検出することができ、制御性
能の・向上に役立っている。

第４図には、アイドル運転制御装置をマイクロコンピュ
ータを用いて実現するようにした本発明の他の実施例が
示されている。第４図に示されるアイドル運転制御装置
４０の各部のうち、第１図に示した部分と同一の部分に
は同一の符号を付し、その説明を省略する。符号４１で
示されるのは、波形整形回路であり、ここで交流信号Ａ
Ｃの正方向・９ルスに相応する・臂ルスが出力され、上
死点Ｉ４ルスＴＤＣとして出力される。この上死点Ｉ＃
ルスＴＤＣ、針弁リフトセンサ９からの針弁リフト・臂
ルス信号ＮＬＰ　１及び位置センサ１８からの実位置信
号白雪は、続出し専用メモリ（ＲＯＭ）　４２を備えて
いるマイクロコンピュータ４３に入力されている。ＲＯ
Ｍ４２内には、第１図に示される装置によって実行され
るアイドル回転速度制御と同等の機能を果すための制御
プログラムがストアされており、この制御プログラムが
マイクロコ７ピ−−夕４３によりて実行されることによ
り、所要のアイドル回転速度制御が行なわれる。

第５図には、ＲＯＭ　４２内にストアされる制御プログ
ラムの７０−チャートが示されている。制御プログ２ム
は、プログラムのスタート後、初期化を行なうステップ
１２０と、アクセル（ダルの操作量に応じた目標噴射量
の演算及び噴射量調節部材１７の位置制御を行なうステ
ップ１２１とから成る主制御プログラム１２２のほかに
、針弁リフト・セルス信号ＮＬＰ１が出力されたことに
応答して実行される割込プログラムＩＮＴ　１と、上死
点・ぐルスＴＤＣの出力に応答して実行される別の割込
プログラムＩＮＴ　２とを備えている。

割込プログラムＩＮＴ　１は、ステップ１２３において
先ずソフトカウンタＴＤＣＴＲの内容を８にセットシ、
次いで、フラグＴＦをｒＯＪとしてその実行を終了する
。このフラグＴＦは、後述する割込プログラム２におい
て、噴射量データＱ１の演算を行なうのか、または演算
されている噴射量データＱｉを出力するのかを決めるた
めのフラグである。割込プログラムＩＮＴ　２は上死点
・母ルスＴＤＣの発生に応答して実行され、ソフトカウ
ンタＴＤＣＴＲの内容を１４７ポは減じ（ステップ１２
５）、ＴＤＣＴＲ＝　Ｏか否カー）の・判別がステップ
１２６にて実行される。

ＴＤＣ’ＴＲ＝　Ｏｆ）場合には、ステップ１２７に進
み。

ソフトカウンタＴＤＣＴＲの内容を８にセットした後、
ステップ１２８に進み、フラグＴＦの反転を行なう。ス
テップ１２６の判別結果がＮｏの場合には。

ステップ１２８に進み、フラグＴＦの反転が行なわれる
。しかる後、上死点ｔ４ルスＴＤＣの発生間隔に基づい
て、相隣るパルスの間の時間間隔を示すデータＭｌ　＋
　Ｍ鵞＋・・・が演算され、それに基づいて回転速度が
演算される（ステップ１２９）。次に、ステラｆ１３０
で、針弁り７トセンサ９が故障か否かの判別が行なわれ
る。この判別は、カウンタＴＤＣＴＲの内容が８よりも
大きく、且つ燃料噴射中であるこメが検出された場合に
故障（ＮＧ　）であると判別される。針弁り７トセンサ
９が故障していなければ、ステップ１３１乃至１３３で
、機関の冷却水温Ｔｗが所定値Ｔｒ以上となっているか
否か、アクセルペダルの踏込量θが所定値１２以下とな
っているか否か、目標アイドル回転速度Ｎｊと平均アイ
ドル回転速度Ｎとの差Ｎ−Ｎｉの値が所定時間以上連続
してａｌ　以上でないか否かの判別を行ない、ステップ
１３１乃至１３３の判別結果が全てＹＥＳの場合にのみ
、アイドル運転のための瞬時機関速度に基づく各前制御
演算が実行され（ステップ１３４）、ステップ１３５で
、平均機関速度に基づくアイドル回転速度が各前制御演
算の演算結果を考慮して行なわれる。一方、ステップ１
３１乃至１３３の少なくとも１つにおける判別結果がＮ
Ｏの場合には、ステップ１３２での各前制御演算は実行
されず、平均機関速度によるアイドル回転制御のみが実
行される。

尚、冷却水温が低い場合には、燃焼が不安定のため、そ
の爆発が同じ傾向を示さず、出力トルクの大きさが不安
定となシ、各前制御の前提である各筒毎に生じる燃焼の
同一傾向の周期的変動が保証できない。このように、冷
却水温の状態は、各前制御を行なう場合の前提条件を判
別するための７アクターの１つとして考えられるもので
あシ、従って、ＴＶ≧Ｔ、の場合に各前制御を許す構成
となっている。

針弁リフトセンサ９が故障している場合には、ステップ
１３６において各前制御を行なうが否かを示すフラグＦ
ＡＴＣが「１」か否かの判別が実行され、ＦＡＴＣ＝ｒ
ｌＪであればステップ１３１に進み、ＦＡＴＣ＝　ｒＯ
Ｊであれば、ステップ１３７、に進む。ステップ１３７
では、アイドル運転状態が所定時間１０以上継続されて
いるか否かの判別が行なわれ、その判別結果がＮＯの場
合にはステップ１３５に進み、その判別結果がＹＥＳの
場合には、ステップ１３８に進む。

ステップ１３８では、相隣る上死点Ｉ４ルスＴＤＣの時
間間隔を示すデータのうち、現在の割込プログラムＩＮ
Ｔ　２の、実行において得られたデータＭｎと、１回前
の割込プログラムＩＮＴ　２の実行時に得られたデータ
Ｍｎ−１との大小比較が行なわれる。第２図（ａ）　、
　（ｂ）から容易に推測されるように、上死点、ｅルス
ＴＤＣの一９ルスの間隔は、長い状態と短い状態とが交
互に繰返し生じるので、データＭｎとＭｎ−１との比較
により、各気筒の作動タイミングがそのいずれの状態に
あるのかを判別することができる。

若し、Ｍｎ＜Ｍｎ−１であれば、今回の割込プログラム
ＩＮＴ　２の実行を行なわせた上死点・母ルスＴＩ）Ｃ
に対応する気筒が爆発行程の中間に達したタイミング（
第２図でｔ２　＠ｔ４　＊ｔ６１・・・に相応するタイ
ミング）を示す・量ルスであったことになる。一方、Ｍ
ｎ　＞　Ｍｎ−１であれば、いずれかの気筒が爆発行程
に入る直前にそのシリンダピストンが上死点に達したタ
イミング（第２図でｔｌ、ｔ３．ｔｓｌ・・・に相当す
るタイミング）を示す・やルスであったことに彦る。

従って、ステップ１３８の判別結果がＮｏの場合には、
各前制御演算は行なわず、ステップ１３５に進み、その
判別結果がＹＥＳの場合には、ステップ１３９に進み、
フラグＦＮが「１」か否かの判別が行なわれる。フラグ
ＦＮは、ステップ１３７の判別結果がＹＥＳとなったこ
とが１回でもあるか否かを判別するために設けられたも
のであり、ＦＮがｒＯＪの場合には、ステップ１３９の
判別結果はＮｏとなり、ステップ１４０においてＦＮ＝
ｒｌＪとされると共に変数Ｎの内容がカウンタ’ｒＤＣ
ＴＲの内容とされ、ステップ１３５に進む。従って、次
回からはステップ１３９の判別結果はＹＥＳとなシ、ス
テップ１４１に進むことになる。

ステップ１４１では、Ｋ＝に＋１　とされ、しかるのち
、に＝４か否かの判別がステップ１４２において行なわ
れる。Ｋは、いずれかの気筒が爆発行程となる毎に１づ
つ大きくなる。ステップ１４２の判別結果がＮｏであれ
ば、ステップ１３５に進む。ステップ１４２の判別結果
がＹＥＳであれば、ステップ１４４に進み、変数Ｎの値
がカウンタＴＤＣＴＨの値と一致しているか否かの判別
が行なわれ、１サイクル経過（クランク軸が７２００回
転）していて、Ｎ　＝　ＴＤＣＴＨの場合には、ステッ
プ１４５に進み、ｒＡＴｃ　＝　ｒｔ　Ｊ　、ＴＤＣＴ
Ｒ＝　８、Ｔ　Ｆ　＝　ｒＯＪ　　とした後、ステラｆ
　１３５に進む。ステップ１４４０判別結果がＮｏの場
合には、ステップ１４３に進み、Ｋ＝「０」。

ｒＮ＝ｒ　ＯＪとされ、ステップ１３５に進む。

このように、針弁リフトセンサ９が故障でないと判別さ
れた場合には、直ちにステラ７’１３１に進むが、針弁
リフトセンサ９が故障した場合には、データ町とＭ、、
との大小比較を行なうことにより、その時々忙おける機
関の各気筒の作動タイミングの判別が行われ、この判別
結果に従って各前制御演算のステップ１３４が実行され
る、次に、ステップ１３４に示される各前制御演算につ
いて、第８図の詳細７ａ−チャートを参照して説明する
。

先ス、ステップ１５０においてフラグＴＦの判別が行な
われ、フラグＴＦがｒＯＪとなりている場合には、各動
制御のための制御データの演算のためのステップが以後
実行され、一方、フラグＴＦが「１」となっている場合
には、各動制御のための制御データを出力するためのス
テップが以後実行される。フラグＴＦが「０」の場合と
は、針弁リフト・クルス信号ＮＬＰＩが出力されてから
偶数個の上死点パルスＴＤＣが出力されており、その次
の上死点ｐＪ？ルスＴＤＣがまだ出力されていない状態
である。

即ち、各気筒がいずれも爆発行程にない期間であり第２
図において、ｔ２〜ｔ１．ｔ４〜１ｓ、１．〜１１゜・
・・の各期間に相応している。一方、フラグＴＦが「１
」の場合とは、上記説明から判るように、いずれかの気
筒が爆発行程にある期間であり、第２図において、ｔ１
〜Ｆ＋ｔ３〜ｔ４．ｔｓ〜ｔ６．・・・の各期間に相応
している。

フラグＴＦ’が「０」の場合には、ステップ１５１にお
いて、その時の機関の運転条件が、各動制御を行なえる
所要の条件を満たしているか否かの判別が行なわれ、そ
の判別結果がＮｏとなったときには、各動制御のための
各気筒への燃料噴射制御量を示すデータの内容を零とす
る（ステップ１５２）本明細書では、各動制御のための
噴射量制御データを一般にＱＡｉｎと表示することとす
る。ここで。

ｌは気筒の番号を示し、ｎはこのデータの演算されたタ
イミングを示すものとする。この後、ステップ１５３に
おいて、平均速度に基づくアイドル回転制御のための噴
射量制御データＱｉの演算が行なわれ、ステップ１５４
において、この制御データＱｌに、１サイクル前に演算
した次の気筒のための噴射量制御データＱＡ（ｉ＋１）
（ｎ−１）を加えたものを制御データＱｌとする。この
制御データＱ１は、マイクロコンピュータ４３内のＲＡ
Ｍ　４４にストアされる。

ステップ１５１の判別結果がＹＥＳの場合には、ステッ
プ１５５において、今回出力された上死点・やルスＴＤ
Ｃに基づく速度Ｎｌｎと、１つ前に出力された上死点・
ぐルスＴＤＣに基づく速度Ｎ（１−１）ｎとの差分訳ｌ
ｎを演算し、次いで、ステップ１５６において、ステッ
プ１５５において得られた差分ΔＮＩｎと、更に１サイ
クル前において同様にして得られた差分ΔＮ１（ｎ−１
）との差分ΔΔＮ、が演算される。しかる後、ステップ
１５７においてＰＩＤ制御制御のための各定数がセット
され、積分項ＩＡＴＣｌのロードが行なわれる（ステッ
プ１５８）。これにより、ＰＩＤ制御演算が行なわれ（
ステップ１５９　）、その結果得られた、各前制御用の
制御データＱＡｉｎがストアされる（ステップ１６ｏ）
。従って、この場合には、ステップ１６０においてスト
アされたデータの値とデータＱｉの前回の値とが加算さ
れ。

最終データＱｉとされる。

ステップ１５００判別結果がＹＥＳとなった場合には、
アクセルペダルの踏込量に応じた制御データＱＡｐＰＯ
値にその時のデータＱｌの値を加算し、データＱＤＲＶ
とし、（ステップ１６１）、これをその時圧縮行程にあ
る気筒への噴射量制御データとして出力する（ステップ
１６２）。

上記説明から判るように、針弁す７トセンサ９が正常な
場合には、フラグＴＦにょシ各節制御のための制御デー
タの演算と出力とを制御し、針弁リフトセンサ９が故障
した場合には、データＭｎとＭｎ−１との比較によυ各
部制御の演算の実行タイミングを判別し、これによって
、針弁リフトセンサ９の故障の有無に拘らず、各前制御
を行なうことができる。

効果 本発明によれば、各気筒の角速度変動幅を一定とするよ
うに各前制御を行なうので、機関の振動が減少し、ノイ
ズレベルが下り、ひいてはアイドリング回転速度を下げ
ることができるので、燃費の改善に役立つほか、学習方
式と異なり演算処理が容易であり構成が簡単となる。ま
た１機関の冷却水温に応じて各前制御の解除を行ない、
低温時において、各前制御を行なうことによりかえて制
御の安定性が損なわれるのを改善することができ、広い
範囲に亘ってアイドル運転制御を安定に行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図（
ａ）乃至第２図（ｇ）は第１図に示す装置の作動を説明
するためのタイムチャート、ｆ４３図は第１図の速度検
出部の詳細ブロック図、第４図はマイクロコンピュータ
を用いて構成した本発明の他の実施例を示すブロック図
、第５図は第４図に示す装置のマイクロコンピュータに
て実行される制御プログラムのフローチャート、第６図
は第５図に示すフローチャートの一部の詳細フローチャ
ートである。 １．４０・・・アイドル運転制御装置、２・・・燃料噴
射ポンプ、３・・・ディーゼル機関、４・・・クランク
軸、７・・・回転センサ、８・・・速度検出部、１ｏ・
・・タイミング検出部、１１・・・平均値演算部、１２
・・・目標速度演算部、１７・・・噴射量調節部材、２
３・・・アクチュータ、２４　”’速度差演算部、２７
・・・出力制御部、３０−・・各筒制御解除部、３１・
・・スイッチ、３２・・・水温センサ、Ａ　Ｃ−・・交
流信号、Ｄｉ・・・識別データ、Ｎｌｎ・・・瞬時速度
データ、Ｄｏ・・・制御出力データ、Ｎｊ・・・目標速
度データ、Ｎ・・・平均速度データ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、多気筒内燃機関の平均速度を演算する第１演算手段
   と、所要の目標アイドル回転速度を示す目標速度データ
   を出力する手段と、前記第１演算手段の演算結果と前記
   目標速度データとに応答し前記目標アイドル回転速度を
   得るために前記内燃機関に供給すべき燃料の量に関連し
   た第１制御データを出力する手段と、該第１制御データ
   に応答してアイドル回転速度の閉ループ制御が行なわれ
   るよう所要の調速手段を制御する制御手段とを備えて成
   る閉ループ制御系を有する内燃機関用アイドル運転制御
   装置において、前記内燃機関の各気筒の所定のタイミン
   グにおける瞬時速度を順次検出する検出手段と、該検出
   手段から順次出力される検出結果に応答し各気筒に対す
   る瞬時速度と各気筒に対して夫々予め定められている基
   準の気筒に対する瞬時速度との差分に応じた差データを
   全ての気筒に対して順次繰り返えし演算出力する手段と
   、内燃機関の各気筒の作動タイミングを検出するタイミ
   ング検出手段と、前記差データに応答し前記差データに
   より示される差分を零とするために必要な供給燃料に関
   連した第２制御データを演算出力する手段と、前記内燃
   機関の冷却水温に関連した水温信号を出力する手段と、
   前記タイミング検出手段による検出結果に基づき前記各
   気筒に対する次回の燃料調節行程以前の所要のタイミン
   グで前記第２データを出力する出力制御手段と、前記水
   温信号に応答し前記冷却水温が所定値以上となつた場合
   にのみ該出力制御手段からの前記第２データを前記閉ル
   ープ制御系に供給する手段とを備えたことを特徴とする
   内燃機関用アイドル運転制御装置。