JP2623759B2 - アイドルスピードコントロールバルブの制御方法 - Google Patents

アイドルスピードコントロールバルブの制御方法

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JP2623759B2
JP2623759B2 JP22239388A JP22239388A JP2623759B2 JP 2623759 B2 JP2623759 B2 JP 2623759B2 JP 22239388 A JP22239388 A JP 22239388A JP 22239388 A JP22239388 A JP 22239388A JP 2623759 B2 JP2623759 B2 JP 2623759B2
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明はアイドルスピードコントロールバルブ(Idle
Speed Control Valve:ISCV)の制御方法に関し、電気
負荷(例えばクーラー等)が投入・開放されたことによ
りエンジン回転速度が変化してもエンジン回転速度を迅
速に目標回転速度に回復することができるよう企図した
ものである。
<従来の技術> アイドルスピードロール(ISC)とは、エンジンのア
イドル回転速度が、あらかじめ決めた目標回転速度(例
えば700rpm)になるように制御することにより、燃料経
済性向上、経時変化によるアイドル回転速度のずれ補
正、エアコン使用時のアイドルアップなどを行なうもの
である。
ISCのシステム構成は第7図に示すようになってお
り、エアフローメータ1を通過した空気は、アイドル時
には、閉状態となっているスロットルバルブ2の隙間と
バイパス通路3を介して一旦サージタンク4に入り、そ
の後エンジンに供給される。バイパス通路3を通過する
空気量は、アイドルスピードコントロールバルブ(ISC
V)5の開度により調整される。エンジンコントロール
ユニット(ECU)6は、現実のエンジン回転速度と目標
回転速度を比較し、その差に応じて目標回転速度となる
ように制御量を決め、ISCV5の開度を駆動制御する。
ここでECU6によりISCV5を制御する従来方法を、第8
図を参照して説明する。ECU6は、第8図に示すように、
制御周期(1秒)TSごとに、現実のエンジン回転速度と
目標回転速度との回転偏差ΔNeを求め、この回転偏差Δ
Neに応じた補正量ΔISCをISCV5の開度に積算し、このよ
うにして得た積算量に応じてISCV5の開度を制御してい
る。この従来技術において制御周期TSが1秒と長くなっ
ているのは、サージタンク4などの吸気系の畜圧効果に
より補正の効果による影響が十分に現われるまでに時間
がかかることを考慮したからである。つまり、ISCV5の
開度が変化しても、バイパス通路3を通過してエンジン
に供給される空気量が変化するのに時間がかかるため、
制御周期TSを長く設定せざるを得なかったのである。
また従来の制御方法では、第9図に示すように、目標
回転速度を中心として回転不感帯を設け、エンジン回転
数が回転不感帯からずれると、ISCV5の開度調整をして
いる。
<発明が解決しようとする課題> ところで従来の制御方法では、電気負荷が投入されて
エンジン回転速度が低下し、回転不感帯からずれると補
正を行なうが、その時の回転偏差ΔNeは小さく、その補
正量も小さいため、電気負荷が小さい場合は、エンジン
回転速度を目標回転速度に回復させることができるが、
電気負荷が大きい場合は、十分な補正を行うことができ
ずエンジン回転速度は低下する。しかも、長い制御周期
があるため、その間は何の補正も行わず、エンジン回転
速度は、低下し続ける。このため電気負荷が投入された
直後では、エンジン回転速度が大きく低下し、エンジン
振動が車体の共振点に近づいて不快な振動が発生する。
第10図は従来方法により制御したときのISCV5の開
度、エンジン回転速度、電気負荷の状態を示したもので
ある。同図から、従来方法では、電気負荷を投入すると
エンジン回転速度が大きく低下することが理解される。
本発明は、上記従来技術に鑑み、アイドル時に電気負
荷が投入・開放されてもエンジン回転速度が目標回転速
度から大きく外れることのないアイドルスピードコント
ロールバルブの制御方法を提供することを目的とする。
<課題を解決するための手段> 上記目的を達成する本発明は、アイドルスピードコン
トロールをするため、エンジンの回転速度を制御周期ご
とにサンプリングしサンプリングした回転速度が目標回
転速度となるようにアイドルスピードコントロールバル
ブの開度をコントロールユニットにより演算・制御する
方法において、 アイドルスピードコントロールバルブの開度を、あら
かじめ決めた基本開度と、少なくとも第1の補正演算に
より求めた第1の補正量ΔISC[P/D]と、第2の補正演
算により求めた第2の補正量ΔISC[I−ΔISC]とを加
算した値とし、 第1の補正演算では、サンプリングした回転速度と目
標回転速度との回転偏差に比例した比例補正量ΔISC
[P]と、サンプリングした回転速度と目標回転速度と
の回転偏差を時間微分した回転偏差率に比例した微分補
正量ΔISC[D]とを求め、比例補正量ΔISC[P]と微
分補正量ΔISC[D]とを比較することにより、回転速
度が目標回転速度から離れていく過渡的状態かそいでな
い状態かを判別し、過渡的状態のときには微分補正量Δ
ISC[D]の値を第1の補正量ΔISC[P/D]とし、過渡
的状態ではない状態のときには比例補正量ΔISC[P]
の値を第1の補正量ΔISC[P/D]とし、第2の補正演算
では、回転速度が目標回転速度より低いとき第1の補正
量ΔISC[P/D]を時間積分した積分値∫ΔISCに、所要
ゲインを乗算した値を第2の補正量ΔISC[I−ΔISC]
とし、一方、回転速度が目標回転速度より高いとき第2
の補正演算による補正を行なわないことを特徴とするア
イドルスピードコントロールバルブの制御方法である。
また、上記目的を達成する本発明は、上記方法におい
て、前記アイドルスピードコントロールバルブの開度
を、前記基本開度と、前記第1の補正量ΔISC[P/D]
と、前記第2の補正量ΔISC[I−ΔISC]と、第3の補
正演算により求めた第3の補正量ΔISC[I−ΔNe]と
を加算した値とし、 第3の補正演算では、回転速度が目標回転速度の不感
帯を超えるとき回転速度と目標回転速度とに基づく回転
数偏差ΔNeを時間積分した積分値∫ΔNeに、所要ゲイン
を乗算した値を第3の補正量ΔISC[I−ΔNe]とし、
一方、回転速度が目標回転速度の不感帯以内のとは第3
の補正演算を行なわないことを特徴とするアイドルスピ
ードコントロールバルブの制御方法である。
<実 施 例> 以下に本発明方法の実施例を説明する。
第1図は本発明方法のメイルーチンを示すものであ
り、初期設定により積分値∫ΔISC,∫ΔNeを零にリセッ
トする。この初期設定は、エンジン制御のメインルーチ
ンの初期設定で行なわれるものであり、本発明方法の制
御周期[25ms]毎に行なわれるものではない。これら補
正量や積分値の意義は後で順次説明する。
上述した初期設定が終了したら、本発明のポイントで
ある変則PID制御サブルーチンによりISCバルブの目標開
度を演算し、この目標開度となるようにISCバルブを制
御する。
このメインルーチンの制御周期Δrefは25[ms]であ
り、従来技術の制御周期TSの1[秒]の1/40となってい
る。換言すると従来技術に比べ本発明では、サンプリン
グ周波数を40倍とし、ISCバルブの開度調整を従来では
1秒間につき1回行っていたのに対し、本発明では1秒
間につき40回行なうのである。
詳細は後述するが、本発明ではこのように制御周期を
短くしても、吸気系の畜圧効果による制御遅れを補償し
て、迅速に回転速度の補正することができるのである。
次に第2図を参照して変速PID制御サブルーチンの概
要について説明する。(なお、ルーチンの内容の詳細は
第3図〜第5図を参照して後に説明する)。このサブル
ーチンでは、3種類の補正演算を行い3種類の補正量を
求める。そして求めた3種類の補正量と基本開度を加算
した値を目標開度とする。基本開度とは、電気負荷が無
いときに、この開度となるようにISCバルブを調整する
と、エンジンの回転速度が目標回転速度(700rpm)とす
るものである。
3種類の補正演算のうち第1の補正演算1では、比例
補正量ΔISC[P]と微分補正量ΔISC[D]とを比較す
ることにより、回転速度が目標回転速度から離れていく
過渡的変化状態か、そうでない状態かを判別する。そし
て電気負荷を投入した直後であって回転速度が目標回転
速度から急に低下したときや、投入していた電気負荷を
開放した直後であって回転速度が目標速度から急に上昇
したときのように過渡変化状態の場合には、急峻な回転
速度変化に対応して敏感に補正のできる微分制御(D制
御)を実行する。一方、過渡的変化でない状態のとき
は、偏差量に応じて補正する比例制御(P制御)を実行
する。
また第2の補正演算2では、第1の補正演算で求めた
第1の補正量及び第1の補正量を積分した値を基に、第
2の補正量を求める。
また、第3の補正演算3では、回転速度と目標回転速
度との回転偏差と、この回転偏差の積分値を基に、第3
の補正量を求める。第3の補正量により補正することに
より、定常偏差を取り除いて、定常回転を目標回転に一
致させることができる。更に、第2の補正量によってそ
の効果を速やかに発揮させることができる。
上に略述した第1,第2,第3の補正演算の詳細を、次に
順次説明する。
第1の補正演算1を第3図を参照して詳説する。
(a) まずサンプリングした時点のエンジン回転速度
とあらかじめ設定している目標回転速度との差である回
転偏差を算出し(ブロック1−1)、この回転偏差に比
例ゲインGain[P]を乗算したものを比例補正量ΔISC
[P]とする(ブロック1−2)。比例ゲインGain
[P]の値は、実際にISCバルブが1ステップ回動した
ときの回転変化量に対応するように25[step/rpm]とし
ている。
(b) 次に、回転偏差を時間微分した回転偏差率を、
今回サンプリングしたエンジン回転速度と前回サンプリ
ングしたエンジン回転速度との差(回転変化)として算
出し(ブロク1−3)、この回転偏差率に微分ゲインGa
in[D]を乗算したものを微分補正量ΔISC[D]とす
る。
(c) 現実のエンジン回転速度と目標回転速度とを比
較する(ブロック1−5)。現実の回転速度が目標回転
速度よりも遅いときにおいて、微分補正量ΔISC[D]
が比例補正量ΔISC[P]より大きいときには過渡変化
状態であると判定し、微分補正量ΔISC[D]が比例補
正量ΔISC[P]より小さいときにはその他の状態であ
ると判定する(ブロック1−6)。一方、現実の回転速
度が目標回転速度よりも速いときにおいて、微分補正量
ΔISC[D]が比例補正量ΔISC[P]より小さいときに
は過渡変化状態であると判定し、微分補正量ΔISC
[D]が比例補正量ΔISC[P]より大きいときにはそ
の他の状態であると判定する(ブロック1−7)。過渡
変化状態とは、前述したように、回転速度が目標回転速
度から離れていく状態をいう。
(d) 過渡変化ではない状態と判定したときには、比
例補正量ΔISC[P]の値を第1の補正量ΔISC[PD]の
値とし(ブロック1−8)、過渡変化状態と判定したと
きには、微分補正量ΔISC[D]の値を第1の補正量ΔI
SC[PD]の値とする(ブロック1−9)。
(e) 上の(d)のようにして値の決まった第1の補
正量ΔISC[PD]を基本開度に加算したものを、第1の
補正演算による目標開度とする(ブロック1−10)。
第2の補正演算2を第4図を参照して詳説する。
(a) 現実の回転速度と目標回転速度とを比較する
(ブロック2−1)。
(b) 現実の回転速度が目標回転速度より遅いときに
は、第1の補正量ΔISC[PD]を積分する演算を行ない
(ブロック2−2)、この積分値ΔISCに積分ゲインGai
n[I−ΔISC]を乗算したものを、第2補正量ΔISC
[I−ΔISC]とする(ブロック2−3)。そして第1
の補正演算1で求めた目標開度に第2の補正量ΔISC
[I−ΔISC]を加えたものを新たな目標開度とする
(ブロック2−4)。よって第2の補正演算を経た新た
な目標開度は、基本開度と第1の補正量ΔISC[I−ΔI
SC]と第2の補正量ΔISC[I−ΔISC]とを加えたもの
となる。
第2の補正量ΔISC[I−ΔISC]を用いて制御するこ
とにより、第1の補正演算により生じる定常偏差を取り
除くことができる。しかも、積分量として第1の補正量
ΔISC[PD]を用いているため、定常偏差を迅速且つ安
定して取り除くことができる。
(c) 一方、現実の回転速度が目標回転より速いとき
には、第1の補正演算1で求めた目標開度を、そのまま
第2の補正演算による目標開度とする。つまり、現実の
回転速度が目標回転速度より速いときには、第2の補正
演算による補正は行なわず、現実の回転速度が目標回転
速度より遅いときにのみ第2の補正演算による補正を行
なっている。このようにしたのは、回転が低下すると共
振等が生じ不快感が大きいので、特に回転速度の低下を
防止しようとしたからである。次に、第3の補正演算3
を第5図を参照して詳説する。
(a) サンプリング時点近傍で平均した現実の回転速
度と目標回転速度との差である回転数偏差ΔNeを算出し
(ブロック3−1)、この回転数偏差から不感帯を引い
たものを新たな回転数偏差ΔNeとする(ブロック3−
2)。不感帯の幅は±15.6rpmとしている。
(b) 現実の回転速度が、目標回転速度を中心として
不感帯内に入っているかどうかを判定する(ブロック3
−3)。
(c) 不感帯から外れているときには、回転数偏差Δ
Neを積分する演算を行ない(ブロック3−4)、この積
分値ΔNeに積分ゲインGain[I−ΔNe]を乗算したもの
を、第3の補正量ΔISC[I−ΔNe]とする(ブロック
3−5)。そして第2の補正演算2で求めた目標開度に
第3の補正量ΔISC[I−ΔNe]を加えたものを新たな
目標開度とする(ブロック3−6)。よって第3の補正
演算を経た最終的な目標開度は、基本開度と第1の補正
量ΔISC[PC]と第2の補正量ΔISC[I−ΔISC]と第
3の補正量ΔISC[I−ΔNe]とを加えたものとなる。
(d) 一方、不感帯内に入っているときには、第2の
補正演算で求めた目標開度をそのまま第3の補正演算に
よる目標開度とする。
上述のようにして求めた目標開度、即ち、基本開度に
3種類の補正量を加算した開度となるように敏感(25ms
ごと)にISCバルブを制御すと、アイドル回転時に負荷
変動が生じてもエンジン回転数が目標回転から大きく外
れることはない。
第6図は本発明方法により制御したときのISCバルブ
の開度、エンジン回転速度、電気負荷の状態を示したも
のである。同図から、本発明方法によると、敏感にISC
バルブの制御が実行でき、電気負荷を投入してもエンジ
ン回転速度の低下は小さくて済むことが理解される。
<発明の効果> 以上実施例とともに具体的に説明したように本発明に
よれば、電気負荷が投入・開放されてもアイドル回転速
度が目標回転速度から大きく外れることはなく、不快な
振動が生じることもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法のメインルーチンを示すフロー図、
第2図は変則PID制御サブルーチンを示すフロー図、第
3図は第1の補正演算を示すフロー図、第4図は第2の
補正演算を示すフロー図、第5図は第3の補正演算を示
すフロー図、第6図は本発明方法により制御したときの
特性図、第7図はアイドルスピードコントロールのシス
テム構成を示す構成図、第8図及び第9図は従来方法を
示す説明図、第10図は従来方法により制御したときの特
性図である。 図面中、 4はサージタンク、 5はアイドルスピードコントロールバルブ、 6はエンジンコントロールユニットである。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アイドルスピードコントロールをするた
    め、エンジンの回転速度を制御周期ごとにサンプリング
    しサンプリングした回転速度が目標回転速度となるよう
    にアイドルスピードコントロールバルブの開度をコント
    ロールユニットにより演算・制御する方法において、 アイドルスピードコントロールバルブの開度を、あらか
    じめ決めた基本開度と、少なくとも第1の補正演算によ
    り求めた第1の補正量ΔISC[P/D]と、第2の補正演算
    により求めた第2の補正量ΔISC[I−ΔISC]とを加算
    した値とし、 第1の補正演算では、サンプリングした回転速度と目標
    回転速度との回転偏差に比例した比例補正量ΔISC
    [P]と、サンプリングした回転速度と目標回転速度と
    の回転偏差を時間微分した回転偏差率に比例した微分補
    正量ΔISC[D]とを求め、比例補正量ΔISC[P]と微
    分補正量ΔISC[D]とを比較することにより、回転速
    度が目標回転速度から離れていく過渡的状態かそうでな
    い状態かを判別し、過渡的状態のときには微分補正量Δ
    ISC[D]の値を第1の補正量ΔISC[P/D]とし、過渡
    的状態ではない状態のときには比例補正量ΔISC[P]
    の値を第1の補正量ΔISC[P/D]とし、 第2の補正演算では、回転速度が目標回転速度より低い
    とき第1の補正量ΔISC[P/D]を時間積分した積分値∫
    ΔISCに、所要ゲインを乗算した値を第2の補正量ΔISC
    [I−ΔISC]とし、一方、回転速度が目標回転速度よ
    り高いとき第2の補正演算による補正を行なわないこと
    を特徴とするアイドルスピードコントロールバルブの制
    御方法。
  2. 【請求項2】アイドルスピードコントロールバルブの開
    度を、前記基本開度と、前記第1の補正量ΔISC[P/D]
    と、前記第2の補正量ΔISC[I−ΔISC]と、第3の補
    正演算により求めた第3の補正量ΔISC[I−ΔNe]と
    を加算した値とし、 第3の補正演算では、回転速度が目標回転速度の不感帯
    を超えるとき回転速度と目標回転速度とに基づく回転数
    偏差ΔNeを時間積分した積分値∫ΔNeに、所要ゲインを
    乗算した値を第3の補正量ΔISC[I−ΔNe]とし、一
    方、回転速度が目標回転速度の不感帯以内のとき第3の
    補正演算を行なわないことを特徴とする請求項1に記載
    のアイドルスピードコントロールバルブの制御方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100694744B1 (ko) * 1999-08-21 2007-03-14 로베르트 보쉬 게엠베하 구동 유닛의 회전 속도 제어 장치 및 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100694744B1 (ko) * 1999-08-21 2007-03-14 로베르트 보쉬 게엠베하 구동 유닛의 회전 속도 제어 장치 및 방법

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