JPS6326268B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンのアイドル回転制御装置に
関し、特にエンジンの負荷条件に応じ最も好まし
い回転数でエンジンのアイドル運転が行なわれる
ようにするアイドル回転制御装置に関する。

一般に、自動車用エンジンにおいては、停車時
すなわちエンジンのアイドル状態でのエンジン回
転数は、安定した運転状態が得られる限度で、で
きるだけ低く抑えられる。しかし、このエンジン
回転数を通常の運転条件で設定すると、冷間始動
時のように、エンジンが低温である場合、混合気
の霧化あるいは気化状態が悪いこと、潤滑油粘度
が高いこと等により、エンジンの回転速度をある
程度以上上昇させないと安定したアイドル運転を
行なうことができない。このため従来のエンジン
では、機関温度が所定値以下の場合、アイドル状
態でのエンジンのスロツトル弁開度を若干増加し
てアイドル回転速度を上昇させ安定したアイドル
運転ができるようにした、いわゆるフアーストア
イドル制御を行なうようにしたものがある。

しかしながら、このフアーストアイドル制御で
は、エンジンの実際の温度に最も適したアイドル
回転速度に制御できないという問題があつた。ま
た、このフアーストアイドル制御は、エンジンの
負荷を全く考慮していないが、アイドル運転は必
ずしも完全な無負荷状態の下で行なわれるとは限
らず、自動変速機のトルクコンバータの駆動、空
調機の駆動、照明器具の点灯による負荷が加わる
ことは稀ではなく、この負荷によりエンジンのア
イドル回転数に変動を生じる。従つて、種々の負
荷条件の下で、エンジンアイドル回転数を望まし
い値に維持することは重要な課題となる。

このような状況の下で、アイドル回転数をある
運転条件下で設定した目標回転数に一致させるべ
く電気的にフイードバツクコントロールする方法
が提案されている。例えば、実開昭55−137234号
に開示されたアイドリング回転数制御装置は、上
述の空調機の使用等の諸条件を入力情報の形態で
演算装置に入力し、この演算装置においてそれぞ
れの入力情報の組み合わせに応じた最も好適な目
標アイドル回転数を演算し、次いでこの目標アイ
ドル回転数と回転検出器によつて検出した実際ア
イドル回転数とを比較して両回転数の差を検出
し、この両回転数の差に比例したデユーテイ比を
もつパルスを出力させ、この出力に基づき電気作
動制御装置をしてダイヤフラム式負圧応動手段を
制御させ、これによつてエンジンのスロツトル弁
の開度を制御して所望のアイドル回転数に自動制
御するものである。

この実開昭55−137234号に開示されているスロ
ツトル弁を開閉制御してアイドル回転数を目標値
にコントロールするタイプのアイドリング回転数
制御装置は、通常の条件の下ではある程度満足な
結果を与えることは考えられるが、スロツトル弁
の開度を制御しての粗い制御であるので、実際ア
イドル回転速度と目標アイドル回転速度との差が
ある所定範囲内の小さな値になると、これを補正
制御することができないという欠点があつた。

そこで本発明は、上記実開昭55−137234号に開
示されたタイプのアイドル回転制御装置におい
て、アイドル回転速度の精密な制御を行なうこと
のできるアイドル回転制御装置を提供することを
目的とするものである。

本発明によるエンジンのアイドル回転制御装置
は、アイドル運転時にスロツトル弁の開度をエン
ジンの負荷状態等に応じて調節することによつて
アイドル回転速度を制御する流入空気量制御系の
他に、エンジンへの混合ガスの空燃比を調節する
ことによつてアイドル回転速度を制御する燃料供
給量制御系を更に備え、アイドル回転速度の粗い
制御の際には流入空気量制御系のみを作動させ、
一方アイドル回転速度の精密な制御の際には燃料
供給量制御系のみを作動させるようにしたことを
特徴とするものである。

具体的には、上記流入空気量制御系は、エンジ
ン回転速度を調節するため、エンジンに供給する
吸入空気量を制御するスロツトル弁、このスロツ
トル弁を駆動制御する第１のアクチユエータ、お
よびアイドル回転速度が目標アイドル回転速度と
なるように第１のアクチユエータをしてスロツト
ル弁を駆動制御する第１のアクチユエータ制御装
置からなる。上記燃料供給量制御系は、エンジン
回転速度を調節するため、エンジンに供給する燃
料供給量を制御する供給制御装置、この供給制御
装置を駆動制御する第２のアクチユエータ、およ
びアイドル回転速度が目標アイドル回転速度とな
るように第２のアクチユエータをして供給制御装
置を駆動制御させる第２のアクチユエータ制御装
置からなる。アイドル回転制御装置は、エンジン
の運転状態に応じて設定される目標アイドル回転
速度と、回転検出器で検出される実際アイドル回
転速度と比較して両速度の差を検出する速度差検
出器、およびこの速度差検出器によつて検出され
た上記両速度が所定値以上のとき第１のアクチユ
エータ制御装置のみを作動させ、所定値以下のと
き第２のアクチユエータ制御装置のみを作動させ
るアクチユエータ選択装置を備えており、このア
クチユエータ選択装置によつて上記流入空気量制
御系と燃料供給量制御系とを切り換え制御する。
したがつて、本発明のアイドル回転制御装置によ
れば、アイドル回転速度の偏差が大きい時は、ス
ロツトル弁を制御することにより、目標回転数付
近へすばやく制御することができ、又、偏差が小
さい時には、燃料供給量を制御することにより精
度の高い、安定した目標回転数への制御ができる
ものである。つまりアイドル回転速度の偏差大き
さに応じた適合する好ましい制御系を用いること
により、応答性を損なうことなく、精度の高いア
イドル回転速度制御を行なうものである。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の好ましい
実施例によるエンジンのアイドル回転制御装置を
説明する。

第１図は、エンジン１に組み込まれた本発明の
アイドル回転制御装置の構成機能図である。

第１図から明らかなように、エンジン１の吸気
系は、吸気管部２、スロツトル弁３およびインテ
ークマニホルド４からなる。吸気管部２の入口端
にはエアクリーナー５が設けられており、このエ
アクリーナーの下流には吸気管部２を流れる空気
量を検出するためのエアフローセンサ６が配され
ている。また、吸気管部２のスロツトル弁３より
上流側には、エアフローセンサ６が検出した流入
空気量に応じた量の燃料を噴射する燃料噴射装置
７が設けられている。この燃料噴射装置の制御
は、後に説明するマイクロコンピユータによつて
行なわれる。

スロツトル弁３は、アイドル回転制御装置の一
部であるダイヤフラム式アクチユエータ８によつ
て作動制御されて、アイドル運転時に開度が設定
されるようになつている。

アクチユエータ８は、ダイヤフラム９およびこ
のダイヤフラム９によつて画成された圧力作動室
１０を有するダイヤフラム式アクチユエータであ
る。ダイヤフラム９は、圧力作動室１０内の圧力
が低くなつたとき、図において左方に移動し、こ
れによつてダイヤフラム９に固定されている連杆
１１を介してスロツトル弁８を少し開くようにな
つている。なお、この連杆１１の先端には、この
連杆がダイヤフラム９とともに左方に移動したと
きに、スロツトル弁３を図において時計方向（開
く方向）に回転させることができるようにフツク
１１ａが設けられている。

上記圧力作動室１０は、大気管路１２によつて
吸気管部のスロツトル弁３より上流側に連通され
ており、また負圧管路１３によつて吸気管部２の
スロツトル弁３より下流側に連通されている。大
気管路１２には常開弁である第１電磁弁１４が、
負圧管路１３には常閉弁である第２電磁弁１５
が、それぞれ配設されている。従つて通常状態に
おいて、圧力作動室１０は大気圧に保たれてお
り、アクチユエータ８はこのときスロツトル弁３
を通常アイドル運転に対応する最低開度となるよ
うに設定するようになつている。

第１および第２電磁弁１４および１５は、一方
が作動領域であるときは他方が非作動領域となる
ように制御されるものであり、この制御はマイク
ロコンピユータ１６によつて行なわれる。このマ
イクロコンピユータ１６には、例えばスロツトル
弁３の閉状態を検出してエンジンのアイドル運転
状態を検出するアイドル検出装置１７からのアイ
ドル運転情報Ｄ１、エンジンの温度を検出する水
温センサ１８からのエンジン温度情報Ｄ２、エア
コン駆動スイツチ１９からのエアコンON―OFF
情報Ｄ３、およびエンジンの回転速度を検出する
回転検出器２０からの実際アイドル回転数情報Ｄ
４、エアフローセンサ６からの流入空気量情報Ｄ
５等のエンジン運転状態情報が入力される。

以上説明した構成のみによつても一応のアイド
ル回転制御を行なうことができるが、この構成に
おいては上記したようにある範囲以内の精密なア
イドル回転速度の制御を行なうことができない。
そこで本発明においては、マイクロコンピユータ
１６において、目標アイドル回転数Nsetと実際
アイドル回転数Nrpmの差Ｄを検出し、この差Ｄ
がある所定値Drefより大きいときには、上記ス
ロツトル弁３の制御によつてアイドル回転制御を
行ない、一方この差がある所定値Drefより小さ
いときには、上記燃料噴射装置７の燃料噴射量を
付加的に制御することによつてアイドル回転制御
を行なうものである。

次にこの本発明のアイドル回転制御装置の作動
を第２図を参照しながら説明する。なお、この第
２図のフローチヤートにおいて左側に示したフロ
ーチヤート符号〜が制御の１サイクルであ
り、エンジンの回転に同期して例えば１回転１サ
イクルの制御が行なわれる。

エンジンが始動してマイクロコンピユータ１６
が作動すると、まずアイドル運転情報Ｄ１により
アイドル運転か否かが判定される（）。ここで、
アイドル運転であると判定されると、エンジン温
度、クーラ作動状態等の運転状態が検出され
（）、次いで情報Ｄ２，Ｄ３等に基づき目標アイ
ドル回転数Nsetが演算される。この目標アイド
ル回転数Nsetはマイクロコンピユータ１６のメ
モリｍに記憶される。この後、実際アイドル回転
数Nrpm（情報Ｄ４による）が検出され（）、こ
の実際アイドル回転数Nrpmもマイクロコンピユ
ータ１６に入力される。

マイクロコンピユータ１６は、中央演算部
CPUにおいて、演算した目標アイドル回転数
Nsetと、検出した実際アイドルNrpmとを比較演
算し、これら２つの回転数の差Ｄを検出する
（）。一方、マイクロコンピユータ１６のメモ
リ、ｍ内には、制御系を切り換えるための上記２
つの回転数の差の基準値Dsetが記憶されている。
次いで、実際の回転数の差Ｄは、上記基準値
Dsetと比較される（）。

Ｄ＞Dsetのとき、マイクロコンピユータ１６
は、上記２つの回転数Nset、Nrpmの差Ｄに基づ
いて演算し、この差に対応するデユーテイ比を有
するパルス状の補正信号を発生する。この演算
は、式Ｉ＝（Nset−Nrpm）＋Ｉによつて行なわれ
る（）。ここで、Ｉは積分出力値である。この
補正信号は、大気側の第１電磁弁１４を閉じるた
めに第１電磁弁１４に供給される閉信号Ｓ１（値
Ｉが負のとき出力される）と、負圧側の第２電磁
弁１５を開くために第２電磁弁１５に供給される
開信号Ｓ２（値Ｉが正のとき出力される）からな
つている。

第１および第２電磁弁１４および１５は、この
ように補正すべき回転数の量に比例したデユーテ
イ比のパルス信号で閉信号Ｓ１および開信号Ｓ２
によつてその制御が行なわれる（）。従つて、
圧力作動室１０内の空気は、上記補正すべき回転
数の量に比例して吸引される。この吸引量に応じ
たストロークでダイヤフラム９が左方に移動し、
これに伴ない連杆１１が左方に移動し、この結果
スロツトル弁３が、補正すべき回転数の量に対応
する開度だけ付加的に開かれる。

一方、Ｄ＜Dsetのとき、マイクロコンピユー
タ１６は、上記２つの回転数Nest、Nrpmの差Ｄ
に基づいて演算し、この差Ｄに対応する燃料噴射
補正信号Ｓ３を発生する。この演算も、信号Ｓ１
およびＳ２の際と同様、式Ｉ＝（Nest−Nrpm）＋
Ｉによつて行なわれる（）。この燃料噴射補正
信号Ｓ３は、上記差Ｄに対応して燃料噴射装置７
の噴射弁の開度を調節して、この噴射弁からの燃
料の噴射量を制御し、これによつて補正すべき回
転数の量に対応した空燃比を得る。

以上のようにしてアイドル回転数の諸条件に従
う制御が行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、エンジン１に組み込まれた本発明の
アイドル回転制御装置の構成機能図、第２図は、
本発明のアイドル回転制御装置の作動の１例を示
すフローチヤートである。 １……エンジン、２……吸気管部、３……スロ
ツトル弁、７……燃料噴射装置、８……ダイヤフ
ラム式アクチユエータ、９……ダイヤフラム、１
０……圧力作動室、１２……大気管路、１３……
負圧管路、１４，１５……第１および第２電磁
弁、１６……マイクロコンピユータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジン回転速度を検出する回転検出器、前
   記エンジン回転速度を調節するため、エンジンに
   供給する吸入空気量を制御するスロツトル弁、こ
   のスロツトル弁を駆動制御する第１のアクチユエ
   ータ、前記エンジン回転速度を調節するため、エ
   ンジンに供給する燃料供給量を制御する燃料供給
   制御手段、この燃料供給制御手段を駆動制御する
   第２のアクチユエータ、エンジンの運転状態に応
   じて設定される目標アイドル回転速度と前記回転
   検出器で検出される実際アイドル回転速度とを比
   較して前記両速度の差を検出する速度差検出手
   段、この速度差検出手段によつて検出された前記
   両速度の差に基づいて、アイドル回転速度が前記
   目標アイドル回転速度となるように前記第１のア
   クチユエータをして前記スロツトル弁を駆動制御
   する第１のアクチユエータ制御手段、前記両速度
   の差に基づいてアイドル回転速度が前記目標アイ
   ドル回転速度となるように前記第２アクチユエー
   タをして前記供給制御手段を駆動制御する第２の
   アクチユエータ制御手段、および前記速度差検出
   手段によつて検出された前記両速度の差が所定値
   以上のとき前記第１のアクチユエータ制御手段の
   みを作動させ、所定値以下のとき前記第２のアク
   チユエータ制御手段のみを作動させるアクチユエ
   ータ選択手段からなるエンジンのアイドル回転制
   御装置。