JP2560437B2

JP2560437B2 - アイドル回転速度制御装置

Info

Publication number: JP2560437B2
Application number: JP63183858A
Authority: JP
Inventors: 基安村松
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-07-22
Filing date: 1988-07-22
Publication date: 1996-12-04
Anticipated expiration: 2011-12-04
Also published as: JPH0233422A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、可変容量型のコンプレッサを使用するエア
コンディショナを搭載したエンジンのアイドル回転速度
制御装置に関する。

［従来の技術］アイドル回転速度制御では、スロットル弁を迂回する
バイパスを介してエンジンに供給される吸入空気流量
を、バイパスに設けた流量制御弁（ISCV）の開度を制御
することにより、エンジン回転速度を所望の値に制御し
ている。

特に、機関が完全暖機した後は、機関実回転速度が目
標回転速度に近付くように流量制御弁の開度をフィード
バック制御している。

また、エアコンディショナを搭載したエンジンでは、
エアコンディショナのコンプレッサ動作時に、コンプレ
ッサの負荷に相当する分だけ目標回転速度を所定量大き
くしている。

そして、上記フィードバック制御中におけるエアコン
ディショナのコンプレッサ停止時には、通常学習値PGを
ISCVの実開度PMTに収束させるように学習し、上記コン
プレッサ動作時には、見込み学習値PEをISCVの実開度PM
Tと通常学習値PGとの差の値に収束させるように学習
し、バイパス内へのデポジット付着等の経年変化があっ
ても、常に所望の吸入空気量となるようにし、エンジン
回転速度を迅速に制御するものがある（特開昭61−4324
7「アイドル回転数制御の学習値制御方法」等）。

一方、近年、可変容量型のコンプレッサを用いたエア
コンディショナが使用されている。

この可変容量型のコンプレッサとしては、スルーベー
ン式やスワッシュプレート式等があり、いずれも、エア
コンの冷却能力が余り必要でないときには、コンプレッ
サの冷媒吐出容量を少なくしてエンジンに対する負荷を
軽減するものである。例えば、スワッシュプレート式で
は冷媒吐出容量を50％,100％の２段階に変更できるもの
や、スルーベーン式では冷媒吐出容量を17％,100％の２
段階に変更できるものがある。

そして、このような可変容量型コンプレッサを用いた
エアコンディショナを搭載したエンジンのアイドル回転
速度制御として、コンプレッサの冷媒吐出容量に応じ
て、上記フィードバック制御におけるエンジンのアイド
ル目標回転速度を設定するものがある（特開昭58−2209
39「アイドル回転速度制御装置」等）。

しかし、上記のような可変容量型コンプレッサを用い
た場合のアイドル回転速度制御は、ISCVの開度を学習し
ていない。

そのため、経年変化等によりバイパスが詰まったりす
ると、コンプレッサの動作時あるいは停止時にエンジン
回転速度を迅速に制御できない。

また、上記のような可変容量型のコンプレッサを用い
ない場合のアイドル回転速度制御装置を、上記のような
可変容量型のコンプレッサを用いた場合に使用すると、
以下の問題がある。

即ち、コンプレッサの冷媒吐出容量の変化を考慮しな
いアイドル回転速度制御装置では、コンプレッサ停止時
のISCV開度（通常学習値PG）と、コンプレッサ動作時の
ISCV開度増加分（見込み学習値PE）とを、学習するだけ
である。

したがって、例えば、コンプレッサの冷媒吐出容量が
50％の状態で見込み学習値PEを学習し、つぎにエアコン
ディショナがオンとなりコンプレッサの冷媒吐出容量が
100％となると、冷媒吐出容量が50％の時の見込み学習
値PEではISCVの開度として十分ではなく、エンジン回転
速度が低下したり、場合によってはエンジンストールに
至ることもある。

逆に、コンプレッサの冷媒吐出容量が100％の状態で
見込み学習値PEを学習し、つぎにエアコンディショナが
オンとなりコンプレッサの冷媒吐出容量が50％となる
と、冷媒吐出容量が100％の時の見込み学習値PEではISC
Vの開度として大きすぎ、エンジン回転速度が高くなり
すぎる。

さらに、コンプレッサの冷媒吐出容量毎に、複数の見
込み学習値PEを学習するようにした構成も考えることが
できる。

しかし、その様にすると、各々の見込み学習値PEを学
習する機会が少なくなることが予想され、十分有効な学
習を行えない。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、可変容量型コンプレッサを用いたエアコン
ディショナを搭載したエンジンにおいて、コンプレッサ
の冷媒吐出容量に応じた見込み補正量で見込み学習値を
補正することにより、正確な見込み学習値を得ると共
に、エアコンディショナの負荷状態、すなわちコンプレ
ッサの冷媒吐出容量が変化したときに、アイドル回転速
度を適正な値に迅速に制御するアイドル回転速度制御装
置を提供することを課題とする。

［課題を解決するための手段］本発明は、上記課題を解決するために第１図に例示す
る以下の手段を採用した。

即ち、本発明の要旨は、スロットル弁を迂回するバイパスに設けられ、アイド
ル時に、エンジン回転速度をエンジン状態の応じて定ま
る目標エンジン回転速度に一致させるように開度制御さ
れる流量制御弁（ISCV）M1と、エアコンディショナM2と、上記流量制御弁M1に対するアイドル回転速度制御用の
開度初期値PACを、上記エアコンディショナM2のコンプ
レッサM3が作動していない場合には通常学習値PGにより
設定し、該コンプレッサM3が作動している場合には通常
学習値PGに見込み学習値PEを加えた値PG＋PEにより設定
する初期開度設定手段M6と、アイドル時にエンジン回転速度を目標エンジン回転速
度に収束させたときの実開度PMTに基づいて上記通常学
習値PG及び見込み学習値PEを記憶する学習手段M5とを備えたアイドル回転速度制御装置において、上記コンプレッサM3として吐出容量可変のものを使用
し、上記初期開度設定手段M6が、コンプレッサ動作時の吐
出容量が基準となる吐出容量ではない場合には、通常学
習値PGに見込み学習値PEを加えた値に、見込み補正量算
出手段M4により出力される見込み補正量ｂ（負の値の場
合もある）を加えた値PG＋PE＋ｂにより上記開度初期値
PACを設定するようにし、上記学習手段M5が、コンプレッサM3が作動していない場合には、エンジン
回転速度収束時の実開度PMTに基づいて上記通常学習値P
Gを記憶し、コンプレッサM3が基準吐出容量にて作動している場合
には、エンジン回転速度収束時の実開度PMTから上記通
常学習値PGに対応する開度を減じた値に基づいて上記見
込み学習値PEを記憶し、コンプレッサM3が基準吐出容量以外の吐出容量にて作
動している場合には、エンジン回転速度収束時の実開度
PMTから上記通常学習値PG及び上記見込み補正量ｂに対
応する開度を減じた値に基づいて上記見込み学習値PEを
記憶するようにしたことを特徴とするアイドル回転速度制御装置にある。

ここで、エアコンディショナM2が使用する冷媒吐出容
量が可変であるコンプレッサM3とは、従来の技術で述べ
た可変容量型コンプレッサのことであり、スルーベーン
式やスワッシュプレート式等のいずれも使用できる。

［作用］本発明では、アイドル時における流量制御弁（ISCV）
M1の開度を制御する際に、先ず、可変容量型コンプレッ
サM3の冷媒吐出容量に応じた見込み補正量ｂを見込み補
正量算出手段M4にて算出する。そして、基準吐出容量の
時にはPG＋PEを、基準吐出容量以外の吐出容量の時には
PG＋PE＋ｂを用いて開度初期値PACを設定する。

通常学習値PGは、コンプレッサM3が作動していない
場合に、エンジン回転速度収束時の実開度PMTに基づい
て記憶される。

一方、見込み学習値PEは、コンプレッサM3が基準吐出容量にて作動している場
合には、エンジン回転速度収束時の実開度PMTから通常
学習値PGに対応する開度を減じた値に基づいて記憶さ
れ、コンプレッサM3が基準吐出容量以外の吐出容量にて
作動している場合には、エンジン回転速度収束時の実開
度PMTから通常学習値PG及び上記見込み補正量ｂに対応
する開度を減じた値に基づいて記憶される。

これにより、コンプレッサM3が基準吐出容量以外の吐
出容量にて作動している場合であっても、常に最新の見
込み学習値PEを用いてコンプレッサ作動時の開度初期値
PACを設定することができる。この結果、アイドル回転
速度を、可変容量型コンプレッサM3の冷媒吐出容量に拘
らず、また、バイパスの経年変化による詰まり等に拘ら
ず、迅速に制御することができる。

［実施例］本発明の一実施例を説明する。

本実施例は、コンプレッサとして、冷媒吐出容量を50
％,100％の２段階に可変できるものを用いたエアコンデ
ィショナを搭載したエンジンに、本発明を適用したもの
である。

第２図は、本実施例のシステム構成図である。

エンジン10の吸気通路11中には、スロットル弁12が設
けられており、スロットル弁12の開度制御によってエン
ジン本体10への吸入空気量が制御される。

このスロットル弁12の介挿された吸気通路11を迂回す
るようにバイパス通路13が形成されており、バイパス通
路13には、流量制御弁（ISCV）20が介挿されている。

ISCV20は、ステッピングモータ21によってその開度が
調節され、スロットル弁12とは独立してエンジン本体10
への吸入空気量が制御されるようになっている。

スロットル弁12あるいはISCV20によってエンジン本体
10への吸入空気量が制御されると、その吸入空気量は図
示しない吸入空気量センサによって計測され、計測され
た吸入空気量に応じて予め決められた量の燃料が燃料噴
射弁15によって噴射され、エンジン回転速度が制御され
る。

ステッピングモータ21、燃料噴射弁15の作動は、制御
回路40によって制御され、そのため制御回路40には、図
示を省略したが、上述の吸入空気量センサその他から各
検出信号が入力されている。

したがって、アイドリング時でスロットル弁12が閉じ
られているときには、スロットル弁12に設けたスロット
ルセンサによりその状態を制御回路40で検出してISCV20
の開度を制御し、エンジン回転速度を所定の目標値に維
持する。

また、エンジン本体10の出力軸30には、エアコンディ
ショナのコンプレッサ31が電磁クラッチ32を介してベル
ト33により接続されている。

このコンプレッサ31は専用のエアコンディショナ制御
装置34により動作が制御され、エアコンディショナ制御
装置34からの信号によって冷媒吐出容量を50％,100％の
２段階に切り換える。

電磁クラッチ32のオンオフも、このエアコンディショ
ナ制御装置34からの信号によって行われる。

そして、このエアコンディショナ制御装置34には運転
席のエアコンディショナスイッチ35が接続されると共
に、上述の制御回路40とも入出力信号線が接続されてい
る。

第３図は制御回路40を中心とした電気回路部分のブロ
ック図である。

制御回路40は、周知のCPU41、RAM42、ROM43、バック
アップRAM44及びI/O回路45等がバス46を介して接続され
ている。

制御回路40のI/O回路44には、水温センサ51,車速セン
サ52、スロットル弁12に設けられたスロットルセンサ5
3,クランク角センサ54,図示されない自動変速機のニュ
ートラルスイッチ55,エアコンディショナ制御装置34か
らの信号が入力されると共に、ISCV20のステッピングモ
ータ21,燃料噴射弁15,イグナイタ56に制御信号を出力す
る。

本実施例のアイドル回転速度制御を説明する。

第４図は、本実施例におけるアイドル回転速度のフィ
ードバック制御ルーチンであり、所定間隔毎に起動され
る。

本ルーチンが起動されると、先ず、ステップS100に
て、アイドル回転速度制御のフィードバック実行条件と
なっているか否かを判定する。

ここでは、例えば、水温が70℃以上、エンジン回転速
度が300rpm以上、車速が2.0km/hr以下であると、ステッ
プS105〜S140のフィードバック制御を行う。一方、上記
条件が成立しないときには何も行わずに本ルーチンを終
了する。

フィードバック制御が開始されると、ステップS105に
て、エンジン回転速度の目標回転速度NFを求める。

目標回転速度NFは、予め定められた固定値を、エアコ
ンディショナ制御装置34、ニュートラルスイッチ55、水
温センサ51の各出力により補正することにより算出され
る。

続いて、ステップS110にて、現在のエンジン回転速度
NEを検出する。

このエンジン回転速度NEは、クランク各センサ54の出
力より算出される。

次いで、ステップS115にて、目標回転速度NFと実際の
エンジン回転速度NEとの差ΔＮを算出する。

ステップS120では、ΔＮの絶対値を予め定められた基
準値αと比較し、｜ΔN|＜αであればISCV20の開度調整
が必要であるのでステップS125以下の処理を行い、一
方、｜ΔN|≦αであればISCV20の開度調整は不要である
ので本ルーチンを終了する。

ステップS125では、目標回転速度NFと実際のエンジン
回転速度NEとを比較し、NF＞NEであれば、ステップS130
にてISCVの開度制御値PMTを１単位増加させる。一方、N
F≦NEであれば、ステップS135にてISCVの開度制御値PMT
を１単位減少させる。

そして、ステップS140にて、このISCVの開度制御値PM
Tに基づいてステッピングモータ21を駆動し、ISCV20の
開度を所望とし、本ルーチンを終了する。

上記処理を繰り返し実行することにより、エンジンの
アイドル回転速度は、常に目標回転速度NFに保たれる。

しかし、上記フィードバック制御ルーチンだけでは、
アイドル開始時、コンプレッサ31の動作開始時等に、IS
CV20の開度が所望となるのに遅れが生じる。

そのため、本実施例では、コンプレッサ31の停止時、
動作時等の状態変化時におけるISCV20の開度を学習し、
上記のような場合にこの学習値によりISCV20の初期制御
開度を設定している。

第５図はISCV20の初期制御開度の学習制御ルーチンで
ある。

本ルーチンは、前述のフィードバック制御ルーチンの
実行条件が成立している場合に、所定間隔で実行され
る。

処理が開始されると、ステップS200にて、コンプレッ
サ31が動作しているか否かを判定し、停止しているとき
にはステップS205〜S225の処理を実行し、動作している
ときにはステップS230〜S265の処理を実行する。

コンプレッサ31が停止している場合には、ステップS2
05にて、前述の、目標回転速度NFと実際のエンジン回転
速度NEとの差｜ΔN|を所定値βと比較する。

｜ΔN|がβより大きい場合には、パワーステアリング
の動作中等のコンプレッサ31以外の負荷が加わっている
ので、学習処理せずに本ルーチンを終了する。

｜ΔN|がβ以下の場合には、ステップS210〜S225に
て、コンプレッサ31を使用しない場合のISCVの開度の初
期値となる通常学習値PGを学習する。

ステップS210では、通常学習値PGと現在のISCV開度制
御量PMTと比較し、PG＜PMTであれば、ステップS215にて
PGを1/4単位だけ減らす。

一方、PG＜PMTでなければ、ステップS220にてPG＜PMT
であるか否かを判定し、PG＜PMTであればステップS225
にてPGを1/4単位だけ増やす。一方、そうでなければPG
＝PMTであるから、PGを変更せずに本ルーチンを終了す
る。

ステップS200で、コンプレッサ31が動作している場合
には、ステップS230にて、ステップS205と同様に｜ΔN|
を所定値βと比較する。

｜ΔN|がβ以下の場合には、ステップS235〜S265に
て、コンプレッサ31使用における負荷の増大量に対応す
るISCVの開度の初期値となる見込み学習値PEを学習す
る。

ステップS235では、コンプレッサ31の冷媒吐出容量が
50％であるか否かを判定する。この判定は、エアコンデ
ィショナ制御装置34の出力信号を用いる。

コンプレッサ31の冷媒吐出容量が50％であれば、ステ
ップS240にて、見込み学習値PEより見込み補正量ｂを引
いた値を学習の基準値ａとする。

一方、コンプレッサ31の冷媒吐出容量が50％ではな
い、即ち、100％であれば、見込み学習値PEをａとす
る。なお、見込み補正量ｂは、予め実験等によって求め
られた値である。

続いて、ステップS250にて、通常学習値PGとステップ
S240あるいはS245で算出されたａとの和と、現在のISCV
開度制御量PMTとを比較し、PG＋ａ＞PMTであれば、ステ
ップS225にてPEを1/4単位だけ減らす。

一方、PG＋ａ＞PMTでなければ、ステップS260にてPG
＋ａ＜PMTであるか否かを判定し、PG＋ａ＜PMTであれば
ステップS265にてPEを1/4単位だけ増やす。一方、そう
でなければPG＋ａ＝PMTであるから、PEを変更せずに本
ルーチンを終了する。

以上のような学習制御ルーチンを用いて、学習された
ISCV20の初期制御開度の通常学習値PG及び見込み学習値
PEは、第６図に示すアイドルアップ制御ルーチンで使用
される。

このアイドルアップ制御ルーチンは、アイドル条件の
成立、アイドル中であってエアコンディショナ制御装置
34からコンプレッサ31の動作開始・動作停止、コンプレ
ッサ31の冷媒吐出容量変化等の状態変化の信号を受けた
とき等に起動され、第４図に示したフィードバック制御
ルーチンにおけるISCV20の初期制御開度PACを算出す
る。

本ルーチンが起動されると、ステップS300にてコンプ
レッサ31がオンであるか否かを判定する。

コンプレッサ31がオンであれば、ステップS305にて、
コンプレッサ31の冷媒吐出容量が50％であるか否かを判
定する。

そして、コンプレッサ31の冷媒吐出容量が50％であれ
ばステップS310にて、見込み学習値PEから見込み補正量
ｂを引いた値ａを算出する。

一方、コンプレッサ31の冷媒吐出容量が100％であれ
ば、見込み学習値PEを値ａとする。

そして、ステップS320にて、ステップS310あるいはS3
15で算出された値ａと通常学習値PGとの和を、ISCV20の
初期開度制御量PACとし、本ルーチンを終了する。

一方、コンプレッサ31がオフであるとステップS300に
て判定された場合には、ステップS325にて通常学習値PG
をISCV20の初期開度制御量PACとし、本ルーチンを終了
する。

このようにして、ISCV20の初期制御開度PACが算出さ
れると、制御回路40は、ISCV20の実開度PMTを初期制御
開度PACと一致させるように制御した後に、第４図に示
すフィードバック制御ルーチンに戻る。

以上のように構成された本実施例のアイドル回転速度
制御装置は、エアコンディショナのコンプレッサ31の冷
媒吐出容量が変化しても、冷媒吐出容量が100％時に相
当する見込み学習値PEを学習できる。

そして、この冷媒吐出容量が100％時に相当する見込
み学習値PEと見込み補正量ｂとを用いることにより、コ
ンプレッサ31の冷媒吐出容量が変化しても、エンジン回
転回数の不要な回転上昇、回転低下を起こすことが無
い。

また、経年変化によりバイパスの詰まり等が発生して
も迅速に適正なエンジン回転数となる。

尚、本実施例では、エアコンディショナのコンプレッ
サ31として、冷媒吐出容量が２段階に変わるものを使用
しているが、任意に冷媒吐出容量を変化させることが可
能なコンプレッサを使用することもできる。

その場合には、見込み補正量ｂを、例えば、予め求め
られたテーブル等でコンプレッサ31の冷媒吐出容量に応
じて変化させるようにすればよい。

［発明の効果］本発明は、エアコンディショナのコンプレッサの冷媒
吐出容量に応じた見込み補正量を用いて、ISCVの実開度
を補正しながら、見込み学習値を学習する。

また、上記見込み補正値を用いて、見込み学習値を補
正しながら、コンプレッサの状態変化時のISCVの初期値
を算出する。

そのため、コンプレッサの冷媒吐出容量の変化あるい
はバイパスの経年変化による詰まり等に拘らず、適切な
見込み学習値の学習、ISCVの制御が行え、コンプレッサ
の状態変化に拘らず、エンジン回転回数の不要な回転上
昇、回転低下を起こすことが無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を例示する構成図、第２図は本発明の一
実施例のシステム構成図、第３図はその制御回路40を中
心とした電気回路部分のブロック図、第４図はそのフィ
ードバック制御ルーチンの流れ図、第５図はその学習制
御ルーチンの流れ図、第６図はそのアイドルアップ制御
ルーチンの流れ図である。 M1,20……流量制御弁（ISCV）、M2……エアコンディシ
ョナ、M3,31……コンプレッサ、M4……見込み補正量算
出手段、M5……学習手段、M6……初期開度設定手段、10
……エンジン、11……吸気通路、12……スロットル弁、
13……バイパス通路、15……燃料噴射弁、34……エアコ
ンディショナ制御装置、40……制御回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】スロットル弁を迂回するバイパスに設けら
れ、アイドル時に、エンジン回転速度をエンジン状態の
応じて定まる目標エンジン回転速度に一致させるように
開度制御される流量制御弁と、エアコンディショナと、上記流量制御弁に対するアイドル回転速度制御用の開度
初期値を、上記エアコンディショナのコンプレッサが作
動していない場合には通常学習値により設定し、該コン
プレッサが作動している場合には通常学習値に見込み学
習値を加えた値により設定する初期開度設定手段と、アイドル時にエンジン回転速度を目標エンジン回転速度
に収束させたときの実開度に基づいて上記通常学習値及
び見込み学習値を記憶する学習手段とを備えたアイドル回転速度制御装置において、上記コンプレッサとして吐出容量可変のものを使用し、上記初期開度設定手段が、コンプレッサ動作時の吐出容
量が基準となる吐出容量ではない場合には、通常学習値
に見込み学習値を加えた値に、見込み補正量算出手段に
より出力される見込み補正量を加えた値により上記開度
初期値を設定するようにし、上記学習手段が、コンプレッサが作動していない場合には、エンジン回転
速度収束時の実開度に基づいて上記通常学習値を記憶
し、コンプレッサが基準吐出容量にて作動している場合に
は、エンジン回転速度収束時の実開度から上記通常学習
値に対応する開度を減じた値に基づいて上記見込み学習
値を記憶し、コンプレッサが基準吐出容量以外の吐出容量にて作動し
ている場合には、エンジン回転速度収束時の実開度から
上記通常学習値及び上記見込み補正量に対応する開度を
減じた値に基づいて上記見込み学習値を記憶するように
したことを特徴とするアイドル回転速度制御装置。