JP2660624B2 - 内燃機関のアイドル回転速度制御装置 - Google Patents
内燃機関のアイドル回転速度制御装置Info
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- JP2660624B2 JP2660624B2 JP3492592A JP3492592A JP2660624B2 JP 2660624 B2 JP2660624 B2 JP 2660624B2 JP 3492592 A JP3492592 A JP 3492592A JP 3492592 A JP3492592 A JP 3492592A JP 2660624 B2 JP2660624 B2 JP 2660624B2
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関のアイドル回転
速度制御装置に関し、詳しくは、アイドル運転時の吸入
空気量を調整することで、アイドル回転速度を目標速度
に制御する装置の応答性を改善する技術に関する。
速度制御装置に関し、詳しくは、アイドル運転時の吸入
空気量を調整することで、アイドル回転速度を目標速度
に制御する装置の応答性を改善する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関のアイドル回転速度制御装置と
して、スロットル弁をバイパスする補助空気通路に補助
空気制御弁を備え、アイドル運転時にこの補助空気制御
弁の開度を制御することにより、前記補助空気通路を介
して機関に供給される補助空気量を制御してアイドル回
転速度を制御するようにしたものがある（実開平１−１
７９１４８号公報等参照）。
して、スロットル弁をバイパスする補助空気通路に補助
空気制御弁を備え、アイドル運転時にこの補助空気制御
弁の開度を制御することにより、前記補助空気通路を介
して機関に供給される補助空気量を制御してアイドル回
転速度を制御するようにしたものがある（実開平１−１
７９１４８号公報等参照）。
【０００３】前記補助空気制御弁は電磁式で、これに与
えられるデューティ（一定周期で与える開弁用駆動パル
ス信号のパルス巾を制御して開度を制御するに際し、周
期に対するパルス巾の時間割合％で表されるもの）に応
じて開度が制御される。そして、前記補助空気制御弁へ
のデューティＩＳＣON（％）は、例えば下記の式により
演算している。
えられるデューティ（一定周期で与える開弁用駆動パル
ス信号のパルス巾を制御して開度を制御するに際し、周
期に対するパルス巾の時間割合％で表されるもの）に応
じて開度が制御される。そして、前記補助空気制御弁へ
のデューティＩＳＣON（％）は、例えば下記の式により
演算している。
【０００４】ＩＳＣON＝ＩＳＣTw＋ＩＳＣCL ここで、ＩＳＣTwは基本制御値で、機関冷却水温度Ｔｗ
に基づいてＲＯＭ上のマップを参照して設定される。Ｉ
ＳＣCLはフィードバック補正値で、アイドル回転速度の
フィードバック制御条件にて機関回転速度を目標アイド
ル回転速度と比較し、該比較結果に基づいて実際の回転
速度を目標に近づけるように、例えば比例積分制御を用
いて設定される。
に基づいてＲＯＭ上のマップを参照して設定される。Ｉ
ＳＣCLはフィードバック補正値で、アイドル回転速度の
フィードバック制御条件にて機関回転速度を目標アイド
ル回転速度と比較し、該比較結果に基づいて実際の回転
速度を目標に近づけるように、例えば比例積分制御を用
いて設定される。
【０００５】具体的には、目標アイドル回転速度ＮSET
と実際の機関回転速度Ｎｅとを比較し、例えば目標アイ
ドル回転速度よりも低いときには、前記デューティＩＳ
ＣCLを積分操作量ずつ徐々に増大させ、また、目標と実
回転との偏差に応じた比例操作量に応じて前記デューテ
ィＩＳＣCLを増大補正するようにしている。
と実際の機関回転速度Ｎｅとを比較し、例えば目標アイ
ドル回転速度よりも低いときには、前記デューティＩＳ
ＣCLを積分操作量ずつ徐々に増大させ、また、目標と実
回転との偏差に応じた比例操作量に応じて前記デューテ
ィＩＳＣCLを増大補正するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なアイドル回転速度制御においては、エアコン等の補機
負荷の投入状態に応じて目標アイドル回転速度ＮSET を
変化させることで、補機負荷分の必要仕事量を補正して
いる。しかしながら、従来の装置では、実際の機関回転
速度を監視しつつ比例・積分制御により時間をかけなが
ら徐々に補助空気量を変化させるから補助空気量制御の
応答性が悪く、負荷投入時に目標アイドル回転速度を増
大させても、かかる目標変化に応答良く追従できず、負
荷投入初期において大きな回転落ちが発生するという問
題があった。
なアイドル回転速度制御においては、エアコン等の補機
負荷の投入状態に応じて目標アイドル回転速度ＮSET を
変化させることで、補機負荷分の必要仕事量を補正して
いる。しかしながら、従来の装置では、実際の機関回転
速度を監視しつつ比例・積分制御により時間をかけなが
ら徐々に補助空気量を変化させるから補助空気量制御の
応答性が悪く、負荷投入時に目標アイドル回転速度を増
大させても、かかる目標変化に応答良く追従できず、負
荷投入初期において大きな回転落ちが発生するという問
題があった。
【０００７】特に、補助空気制御弁がステップモータを
アクチュエータとする場合には、アクチュエータとして
リニアソレノイドを用いる場合に比べて応答性が悪いか
ら、前記負荷投入初期における回転落ちが大きくなって
しまう（図５及び図６参照）。上記のような負荷投入時
の回転落ちの問題は、比例・積分制御における比例制御
の操作量を大きく設定することである程度解消できる
が、比例制御の操作量を大きくすると定常時のハンチン
グが大きくなってしまうという問題がある。また、比例
制御の操作量を、条件毎に細かく最適値に設定できれ
ば、負荷投入時の回転落ち防止と、定常時のハンチング
発生の防止とを両立させることが可能であるが、操作量
を最適値に設定することは困難であり、また、多大なマ
ッチング工数を要することにもなってしまう。
アクチュエータとする場合には、アクチュエータとして
リニアソレノイドを用いる場合に比べて応答性が悪いか
ら、前記負荷投入初期における回転落ちが大きくなって
しまう（図５及び図６参照）。上記のような負荷投入時
の回転落ちの問題は、比例・積分制御における比例制御
の操作量を大きく設定することである程度解消できる
が、比例制御の操作量を大きくすると定常時のハンチン
グが大きくなってしまうという問題がある。また、比例
制御の操作量を、条件毎に細かく最適値に設定できれ
ば、負荷投入時の回転落ち防止と、定常時のハンチング
発生の防止とを両立させることが可能であるが、操作量
を最適値に設定することは困難であり、また、多大なマ
ッチング工数を要することにもなってしまう。
【０００８】かかる問題を解決するため、本出願人は、
目標アイドル回転速度の変化時に、補助空気制御弁の応
答実力に応じたモデル回転速度を別途設定し、かかるモ
デル回転速度に追従させるのに必要な出力トルクを求め
てこれを必要補助空気量に換算し、前記必要補助空気量
が得られるように補助空気制御弁を制御する装置を先に
開発した。これにより、最大限の応答特性に対応するモ
デル回転速度を精度良くトレースさせて、ハンチング発
生を抑止しつつ目標変化に対応させるものである。
目標アイドル回転速度の変化時に、補助空気制御弁の応
答実力に応じたモデル回転速度を別途設定し、かかるモ
デル回転速度に追従させるのに必要な出力トルクを求め
てこれを必要補助空気量に換算し、前記必要補助空気量
が得られるように補助空気制御弁を制御する装置を先に
開発した。これにより、最大限の応答特性に対応するモ
デル回転速度を精度良くトレースさせて、ハンチング発
生を抑止しつつ目標変化に対応させるものである。
【０００９】ところが、上記の装置では、モデル回転速
度に追従させるための必要出力トルクを、モデル回転速
度に基づき所定のトルク算出係数を用いて設定するが、
機関ばらつきや経時変化が著しく大きくなると前記必要
トルクが変化し、モデル回転速度に対して実際の回転速
度を高精度に追従させることができなくなる場合があっ
た。
度に追従させるための必要出力トルクを、モデル回転速
度に基づき所定のトルク算出係数を用いて設定するが、
機関ばらつきや経時変化が著しく大きくなると前記必要
トルクが変化し、モデル回転速度に対して実際の回転速
度を高精度に追従させることができなくなる場合があっ
た。
【００１０】本発明は上記問題点に鑑みされたものであ
り、目標アイドル回転速度の変化に応答性良く追従でき
ると共に、定常時のハンチング発生を抑止でき、然も、
機関のばらつきや経時変化に影響されずに高い精度の追
従性を確保できるアイドル回転速度制御装置を提供する
ことを目的とする。
り、目標アイドル回転速度の変化に応答性良く追従でき
ると共に、定常時のハンチング発生を抑止でき、然も、
機関のばらつきや経時変化に影響されずに高い精度の追
従性を確保できるアイドル回転速度制御装置を提供する
ことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そのため本発明にかかる
内燃機関のアイドル回転速度制御装置は、スロットル弁
をバイパスする補助空気通路に補助空気制御弁を備え、
アイドル運転時にこの補助空気制御弁の開度を制御する
ことにより補助空気量を制御してアイドル回転速度を制
御するものであって、図１に示すように構成される。
内燃機関のアイドル回転速度制御装置は、スロットル弁
をバイパスする補助空気通路に補助空気制御弁を備え、
アイドル運転時にこの補助空気制御弁の開度を制御する
ことにより補助空気量を制御してアイドル回転速度を制
御するものであって、図１に示すように構成される。
【００１２】図１において、目標設定手段は、機関運転
条件に基づいて目標アイドル回転速度を設定する。ま
た、モデル回転設定手段は、目標設定手段で設定された
目標アイドル回転速度に基づいて実際に追従目標とする
モデル回転速度を設定する。また、モデルトルク設定手
段は、モデル回転設定手段で設定されたモデル回転速度
の変化割合に基づいて前記モデル回転速度に実際の機関
回転速度を追従させるために必要なモデル出力トルクを
設定する。
条件に基づいて目標アイドル回転速度を設定する。ま
た、モデル回転設定手段は、目標設定手段で設定された
目標アイドル回転速度に基づいて実際に追従目標とする
モデル回転速度を設定する。また、モデルトルク設定手
段は、モデル回転設定手段で設定されたモデル回転速度
の変化割合に基づいて前記モデル回転速度に実際の機関
回転速度を追従させるために必要なモデル出力トルクを
設定する。
【００１３】更に、モデル誤差設定手段は、モデル回転
設定手段で設定されたモデル回転速度と実際の機関回転
速度との差分に基づいて前記モデル出力トルクの誤差分
を補正するためのモデル補正トルクを設定する。そし
て、モデルトルク補正手段は、モデルトルク設定手段で
設定されたモデル出力トルクを前記モデル誤差設定手段
で設定されたモデル補正トルクに基づいて補正設定す
る。
設定手段で設定されたモデル回転速度と実際の機関回転
速度との差分に基づいて前記モデル出力トルクの誤差分
を補正するためのモデル補正トルクを設定する。そし
て、モデルトルク補正手段は、モデルトルク設定手段で
設定されたモデル出力トルクを前記モデル誤差設定手段
で設定されたモデル補正トルクに基づいて補正設定す
る。
【００１４】ここで、必要補助空気量設定手段は、モデ
ルトルク補正手段で補正設定されたモデル出力トルクと
前記モデル回転速度とに基づいて必要補助空気量に相当
する量を設定し、制御手段は、前記必要補助空気量に相
当する量に応じて補助空気制御弁の開度を制御する。
ルトルク補正手段で補正設定されたモデル出力トルクと
前記モデル回転速度とに基づいて必要補助空気量に相当
する量を設定し、制御手段は、前記必要補助空気量に相
当する量に応じて補助空気制御弁の開度を制御する。
【００１５】
【作用】かかる構成によると、機関運転条件に基づいて
設定された目標アイドル回転速度を直接の追従目標とせ
ず、該目標アイドル回転速度から実際に追従目標とする
回転速度であるモデル回転速度を設定する。そして、こ
のモデル回転速度に実際の機関回転速度を追従させるた
めに必要となるモデル出力トルクを求め、このモデル出
力トルクが実際に得られるように補助空気量が制御され
るが、モデル回転速度と実際の機関回転速度との差分に
基づいてモデル出力トルクの誤差分に相当するモデル補
正トルクを設定して、このモデル補正トルクで前記モデ
ル出力トルクを補正する。
設定された目標アイドル回転速度を直接の追従目標とせ
ず、該目標アイドル回転速度から実際に追従目標とする
回転速度であるモデル回転速度を設定する。そして、こ
のモデル回転速度に実際の機関回転速度を追従させるた
めに必要となるモデル出力トルクを求め、このモデル出
力トルクが実際に得られるように補助空気量が制御され
るが、モデル回転速度と実際の機関回転速度との差分に
基づいてモデル出力トルクの誤差分に相当するモデル補
正トルクを設定して、このモデル補正トルクで前記モデ
ル出力トルクを補正する。
【００１６】即ち、モデル回転速度に実際の回転速度を
追従させるようにモデル出力トルクを設定し、これを必
要補助空気量に換算して補助空気制御弁の開度を制御す
るが、かかる制御によって実際にモデル回転速度に精度
良く追従しない場合には、その誤差分がモデル補正トル
クとして補正されて、追従精度を維持できるようにして
ある。
追従させるようにモデル出力トルクを設定し、これを必
要補助空気量に換算して補助空気制御弁の開度を制御す
るが、かかる制御によって実際にモデル回転速度に精度
良く追従しない場合には、その誤差分がモデル補正トル
クとして補正されて、追従精度を維持できるようにして
ある。
【００１７】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。本実施例
のシステム構成を示す図２において、エアクリーナ１か
らの空気は、スロットルチャンバ２にて、図示しないア
クセルペダルに連動するスロットル弁３と、このスロッ
トル弁３をバイパスする補助空気通路４に介装した補助
空気制御弁５との制御を受けて吸入される。そして、吸
気マニホールド６のブランチ部にて燃料噴射弁７から噴
射された燃料と混合して、機関８のシリンダ内に吸入さ
れる。
のシステム構成を示す図２において、エアクリーナ１か
らの空気は、スロットルチャンバ２にて、図示しないア
クセルペダルに連動するスロットル弁３と、このスロッ
トル弁３をバイパスする補助空気通路４に介装した補助
空気制御弁５との制御を受けて吸入される。そして、吸
気マニホールド６のブランチ部にて燃料噴射弁７から噴
射された燃料と混合して、機関８のシリンダ内に吸入さ
れる。
【００１８】補助空気制御弁５は、コントロールユニッ
ト９からの制御信号ＩＳＣONにより開度を制御され、か
かる制御のため、コントロールユニット９には各種のセ
ンサからの信号が入力される。前記各種のセンサとして
は、クランク角センサ10が設けられ、所定クランク角毎
に出力される基準信号ＲＥＦの周期Ｔref により機関回
転速度Ｎｅを算出可能である。また、水温センサ11が設
けられ、機関冷却水温度Ｔｗを検出する。この他、スロ
ットル弁３の全閉位置でＯＮとなるアイドルスイッチ1
2、トランスミッションのニュートラル位置でＯＮとな
るニュートラルスイッチ13、車速ＶＳＰ検出用の車速セ
ンサ14が設けられている。
ト９からの制御信号ＩＳＣONにより開度を制御され、か
かる制御のため、コントロールユニット９には各種のセ
ンサからの信号が入力される。前記各種のセンサとして
は、クランク角センサ10が設けられ、所定クランク角毎
に出力される基準信号ＲＥＦの周期Ｔref により機関回
転速度Ｎｅを算出可能である。また、水温センサ11が設
けられ、機関冷却水温度Ｔｗを検出する。この他、スロ
ットル弁３の全閉位置でＯＮとなるアイドルスイッチ1
2、トランスミッションのニュートラル位置でＯＮとな
るニュートラルスイッチ13、車速ＶＳＰ検出用の車速セ
ンサ14が設けられている。
【００１９】ここにおいて、コントロールユニット９内
のマイクロコンピュータは、アイドル回転速度のフィー
ドバック制御条件が成立しているときに、図３のフロー
チャートに従って演算処理し、補助空気制御弁５の開度
を制御する。尚、フィードバック制御条件とは、前記ア
イドルスイッチ12がＯＮ（スロットル弁３全閉）でかつ
前記ニュートラルスイッチ13がＯＮ（ニュートラル状
態）、又は、アイドルスイッチ12がＯＮでかつ車速セン
サ14により検出される車速ＶＳＰが所定値（例えば８km
/h) 以下であることを条件とする。
のマイクロコンピュータは、アイドル回転速度のフィー
ドバック制御条件が成立しているときに、図３のフロー
チャートに従って演算処理し、補助空気制御弁５の開度
を制御する。尚、フィードバック制御条件とは、前記ア
イドルスイッチ12がＯＮ（スロットル弁３全閉）でかつ
前記ニュートラルスイッチ13がＯＮ（ニュートラル状
態）、又は、アイドルスイッチ12がＯＮでかつ車速セン
サ14により検出される車速ＶＳＰが所定値（例えば８km
/h) 以下であることを条件とする。
【００２０】また、本実施例における目標設定手段，モ
デル回転設定手段，モデルトルク設定手段，モデル誤差
設定手段，モデルトルク補正手段，必要補助空気量設定
手段，制御手段としての機能は、前記図３のフローチャ
ートに示すようにコントロールユニット９がソフトウェ
ア的に備えている。図３のフローチャートにおいて、ま
ず、ステップ１（図中ではＳ１としてある。以下同様）
では、冷却水温度Ｔｗ，Ａ／Ｔにおけるギヤ位置等の機
関運転条件に応じて予め目標アイドル回転速度ＮSET を
記憶したマップを参照し、現在の機関運転条件に対応す
る目標アイドル回転速度ＮSET を求める。このステップ
１の部分が目標設定手段に相当する。
デル回転設定手段，モデルトルク設定手段，モデル誤差
設定手段，モデルトルク補正手段，必要補助空気量設定
手段，制御手段としての機能は、前記図３のフローチャ
ートに示すようにコントロールユニット９がソフトウェ
ア的に備えている。図３のフローチャートにおいて、ま
ず、ステップ１（図中ではＳ１としてある。以下同様）
では、冷却水温度Ｔｗ，Ａ／Ｔにおけるギヤ位置等の機
関運転条件に応じて予め目標アイドル回転速度ＮSET を
記憶したマップを参照し、現在の機関運転条件に対応す
る目標アイドル回転速度ＮSET を求める。このステップ
１の部分が目標設定手段に相当する。
【００２１】次のステップ２では、実際の追従目標とす
るモデル回転速度Ｎmodel （初期値＝０）を、下式に示
すように、前回までのモデル回転速度Ｎmodel -1とステ
ップ１で最新に設定された目標アイドル回転速度ＮSET
との加重平均値により更新設定する。尚、このステップ
２の部分がモデル回転設定手段に相当する。 Ｎmodel ←Ｎmodel -1×ｒ＋（100 −ｒ）×ＮSET 前記モデル回転速度Ｎmodel は、ステップ１で設定され
る目標アイドル回転速度ＮSET に対して所定の応答遅れ
をもって変化するものであり（図４参照）、かかる応答
遅れの特性を決定する重み付け定数ｒは、補助空気制御
弁５の応答性に対応して設定されている。
るモデル回転速度Ｎmodel （初期値＝０）を、下式に示
すように、前回までのモデル回転速度Ｎmodel -1とステ
ップ１で最新に設定された目標アイドル回転速度ＮSET
との加重平均値により更新設定する。尚、このステップ
２の部分がモデル回転設定手段に相当する。 Ｎmodel ←Ｎmodel -1×ｒ＋（100 −ｒ）×ＮSET 前記モデル回転速度Ｎmodel は、ステップ１で設定され
る目標アイドル回転速度ＮSET に対して所定の応答遅れ
をもって変化するものであり（図４参照）、かかる応答
遅れの特性を決定する重み付け定数ｒは、補助空気制御
弁５の応答性に対応して設定されている。
【００２２】即ち、前記重み付け定数ｒによる加重平均
によって、目標アイドル回転速度Ｎ SET を、実際に追従
し得る回転速度に変換しているものであり、リニアソレ
ノイドをアクチュエータとする場合に比べステップモー
タを用いる場合には応答性が一般的に悪いから、ステッ
プモータを用いるときには、前記重み付け定数ｒをより
大きく設定する。
によって、目標アイドル回転速度Ｎ SET を、実際に追従
し得る回転速度に変換しているものであり、リニアソレ
ノイドをアクチュエータとする場合に比べステップモー
タを用いる場合には応答性が一般的に悪いから、ステッ
プモータを用いるときには、前記重み付け定数ｒをより
大きく設定する。
【００２３】ステップ３では、前記モデル回転速度Ｎmo
del に追従するように補助空気量を制御した結果として
の機関回転速度Ｎｅと前記モデル回転速度Ｎmodel との
偏差から、後述するようにモデル回転速度Ｎmodel が得
られるように設定されるモデル出力トルクＴmodel の誤
差分を補正するためのモデル補正トルクＴintg（初期値
＝０）を、下式に従って演算する。このステップ３の部
分がモデル誤差設定手段に相当する。
del に追従するように補助空気量を制御した結果として
の機関回転速度Ｎｅと前記モデル回転速度Ｎmodel との
偏差から、後述するようにモデル回転速度Ｎmodel が得
られるように設定されるモデル出力トルクＴmodel の誤
差分を補正するためのモデル補正トルクＴintg（初期値
＝０）を、下式に従って演算する。このステップ３の部
分がモデル誤差設定手段に相当する。
【００２４】 Ｔintg←Ｔintg-1＋ＧＡＩＮＥ（Ｎmodel -3−Ｎｅ） 上記演算式によれば、モデル回転速度Ｎmodel と実際の
機関回転速度Ｎｅとに偏差が生じると、その偏差を解消
するのに必要な出力トルクを変換定数ＧＡＩＮＥを用い
てＧＡＩＮＥ（Ｎmodel -3−Ｎｅ）として算出し、かか
る出力トルクを前回までのモデル補正トルクＴintg-1に
加算し、該加算結果が新たなモデル補正トルクＴintgと
して設定される。
機関回転速度Ｎｅとに偏差が生じると、その偏差を解消
するのに必要な出力トルクを変換定数ＧＡＩＮＥを用い
てＧＡＩＮＥ（Ｎmodel -3−Ｎｅ）として算出し、かか
る出力トルクを前回までのモデル補正トルクＴintg-1に
加算し、該加算結果が新たなモデル補正トルクＴintgと
して設定される。
【００２５】従って、後述するようにモデル回転速度Ｎ
model に実際の機関回転速度Ｎｅが追従するように算出
されるモデル出力トルクＴmodel に、機関ばらつきや経
時変化などによる算出誤差が発生し、モデル回転速度Ｎ
model に対して高精度に追従しない場合には、かかる誤
差分が前記モデル補正トルクＴintgで補正され、目標に
対する追従性を維持させることができるようになる。
model に実際の機関回転速度Ｎｅが追従するように算出
されるモデル出力トルクＴmodel に、機関ばらつきや経
時変化などによる算出誤差が発生し、モデル回転速度Ｎ
model に対して高精度に追従しない場合には、かかる誤
差分が前記モデル補正トルクＴintgで補正され、目標に
対する追従性を維持させることができるようになる。
【００２６】ここで、Ｎmodel -3は、基準信号ＲＥＦ毎
にモデル回転速度Ｎmodel が更新設定されるときの３回
前のデータを示す。即ち、補助空気制御弁５の開度が制
御されて補助空気量Ｑが変化してから、これが実際に機
関回転速度Ｎｅの変化として現れるまでには、４サイク
ル機関で１／２サイクル（360 °ＣＡ）だけの遅れ時間
が存在するから、最新のモデル回転速度Ｎmodel に追従
できているか否かを判断できるのは、360 °ＣＡ後であ
る。従って、最新に検出された機関回転速度Ｎｅは、正
確には、360 °ＣＡ前に設定されたモデル回転速度Ｎmo
del -3に一致しているか否かを判断すべきであるため、
Ｎmodel -3と最新の機関回転速度Ｎｅとを比較して、出
力トルクの誤差分を設定するようにしている。
にモデル回転速度Ｎmodel が更新設定されるときの３回
前のデータを示す。即ち、補助空気制御弁５の開度が制
御されて補助空気量Ｑが変化してから、これが実際に機
関回転速度Ｎｅの変化として現れるまでには、４サイク
ル機関で１／２サイクル（360 °ＣＡ）だけの遅れ時間
が存在するから、最新のモデル回転速度Ｎmodel に追従
できているか否かを判断できるのは、360 °ＣＡ後であ
る。従って、最新に検出された機関回転速度Ｎｅは、正
確には、360 °ＣＡ前に設定されたモデル回転速度Ｎmo
del -3に一致しているか否かを判断すべきであるため、
Ｎmodel -3と最新の機関回転速度Ｎｅとを比較して、出
力トルクの誤差分を設定するようにしている。
【００２７】尚、前記モデル補正トルクＴintgは、イグ
ニッションスイッチがＯＦＦされてからもデータ保持さ
れるようにすることが好ましい。次のステップ４では、
前記モデル回転速度Ｎmodel の変化に追従させるために
必要な出力トルクであるモデル出力トルクＴmodel を、
変換定数ＧＡＩＮＭを用い下式に従って演算する。この
ステップ４の部分がモデルトルク設定手段に相当する。
ニッションスイッチがＯＦＦされてからもデータ保持さ
れるようにすることが好ましい。次のステップ４では、
前記モデル回転速度Ｎmodel の変化に追従させるために
必要な出力トルクであるモデル出力トルクＴmodel を、
変換定数ＧＡＩＮＭを用い下式に従って演算する。この
ステップ４の部分がモデルトルク設定手段に相当する。
【００２８】 Ｔmodel ←ＧＡＩＮＭ（Ｎmodel −Ｎmodel -1）／Ｔref 即ち、モデル回転速度Ｎmodel の変化分だけ実際の機関
回転速度Ｎｅを変化させるには、モデル出力トルクＴmo
del だけ実際の出力を変化させれは良いことになる。
尚、基準信号ＲＥＦの周期Ｔref による除算は、モデル
回転速度Ｎmodelが基準信号ＲＥＦ毎に更新される場合
に必要となるものである。
回転速度Ｎｅを変化させるには、モデル出力トルクＴmo
del だけ実際の出力を変化させれは良いことになる。
尚、基準信号ＲＥＦの周期Ｔref による除算は、モデル
回転速度Ｎmodelが基準信号ＲＥＦ毎に更新される場合
に必要となるものである。
【００２９】次のステップ５では、実際の機関出力トル
クの変化分ＴENG を、変換定数ＧＡＩＮＭ’を用いて下
式に従って演算する。 ＴENG ←ＧＡＩＮＭ’（Ｎｅ−Ｎｅ-1）／Ｔref 本実施例では、クランク角センサ10から出力される基準
信号ＲＥＦの周期Ｔre f に基づいて機関回転速度Ｎｅを
算出するので、周期Ｔref で除算することで単位時間当
たりの回転速度の変化割合が求められるようにしてい
る。
クの変化分ＴENG を、変換定数ＧＡＩＮＭ’を用いて下
式に従って演算する。 ＴENG ←ＧＡＩＮＭ’（Ｎｅ−Ｎｅ-1）／Ｔref 本実施例では、クランク角センサ10から出力される基準
信号ＲＥＦの周期Ｔre f に基づいて機関回転速度Ｎｅを
算出するので、周期Ｔref で除算することで単位時間当
たりの回転速度の変化割合が求められるようにしてい
る。
【００３０】次のステップ６では、無負荷の状態で前記
モデル回転速度Ｎmodel と実際の機関回転速度Ｎｅとに
差が生じたときに、実際の回転速度Ｎｅに戻すために必
要となる無負荷出力トルクＴpumpを、変換定数ＧＡＩＮ
Ｐを用い下式に従って演算する。 Ｔpump←ＧＡＩＮＰ×（Ｎmodel ／Ｎｅ−１） また、ステップ７では、補機負荷に対応して必要となる
補機負荷トルクＴloadを、エアコン負荷やパワーステア
リング負荷などの各種補機負荷の投入の有無を、各種ス
イッチの情報に基づいて判別して設定する。具体的に
は、例えばエアコン用コンプレッサの動作時に対応する
出力トルクＴＡＣを予め設定しておき、エアコンスイッ
チのオン・オフに応じて、エアコン負荷トルクＴａｃを
０又は前記ＴＡＣに切替え設定し、この他、パワーステ
アリング負荷トルクＴｐｓなども同様に設定して、これ
らの合計として補機負荷トルクＴloadを設定する。
モデル回転速度Ｎmodel と実際の機関回転速度Ｎｅとに
差が生じたときに、実際の回転速度Ｎｅに戻すために必
要となる無負荷出力トルクＴpumpを、変換定数ＧＡＩＮ
Ｐを用い下式に従って演算する。 Ｔpump←ＧＡＩＮＰ×（Ｎmodel ／Ｎｅ−１） また、ステップ７では、補機負荷に対応して必要となる
補機負荷トルクＴloadを、エアコン負荷やパワーステア
リング負荷などの各種補機負荷の投入の有無を、各種ス
イッチの情報に基づいて判別して設定する。具体的に
は、例えばエアコン用コンプレッサの動作時に対応する
出力トルクＴＡＣを予め設定しておき、エアコンスイッ
チのオン・オフに応じて、エアコン負荷トルクＴａｃを
０又は前記ＴＡＣに切替え設定し、この他、パワーステ
アリング負荷トルクＴｐｓなども同様に設定して、これ
らの合計として補機負荷トルクＴloadを設定する。
【００３１】そして、ステップ８では、下式に従ってモ
デル回転速度Ｎmodel に実際の機関回転速度Ｎｅを追従
させるために必要となる補助空気量Ｑを算出する。尚、
このステップ８の部分が、モデルトルク補正手段，必要
補助空気量設定手段に相当する。 Ｑ←Ｋ・Ｎmodel ｛Ｔmodel ＋（Ｔmodel-3 −ＴENG ） ＋Ｔintg＋Ｔpump＋Ｔload｝−ＱBASE 上記式は、吸入空気量Ｑ＝出力トルク×回転速度Ｎｅな
る基本式に基づいて設定されたものである。ここで、係
数Ｋは、充填効率の変化に対応する補正係数であって、
例えば冷却水温度Ｔｗに応じて別途設定される。また、
ＱBASEは、アイドル運転状態において、補助空気制御弁
５以外の別通路即ちスロットル弁３等を通過して機関吸
入される漏れ空気量である。
デル回転速度Ｎmodel に実際の機関回転速度Ｎｅを追従
させるために必要となる補助空気量Ｑを算出する。尚、
このステップ８の部分が、モデルトルク補正手段，必要
補助空気量設定手段に相当する。 Ｑ←Ｋ・Ｎmodel ｛Ｔmodel ＋（Ｔmodel-3 −ＴENG ） ＋Ｔintg＋Ｔpump＋Ｔload｝−ＱBASE 上記式は、吸入空気量Ｑ＝出力トルク×回転速度Ｎｅな
る基本式に基づいて設定されたものである。ここで、係
数Ｋは、充填効率の変化に対応する補正係数であって、
例えば冷却水温度Ｔｗに応じて別途設定される。また、
ＱBASEは、アイドル運転状態において、補助空気制御弁
５以外の別通路即ちスロットル弁３等を通過して機関吸
入される漏れ空気量である。
【００３２】また、（Ｔmodel-3 −ＴENG ）は、モデル
回転速度Ｎmodel の変化に追従できるように設定したモ
デル出力トルクＴmodel に従って補助空気量を制御して
も、機関ばらつきによって実際には前記モデル出力トル
クＴmodel を得ることができない場合があるため、要求
のトルクＴmodel-3 に対する実際の発生トルクＴENGの
差分を、前記機関ばらつきによる過不足分として補正す
るものである。
回転速度Ｎmodel の変化に追従できるように設定したモ
デル出力トルクＴmodel に従って補助空気量を制御して
も、機関ばらつきによって実際には前記モデル出力トル
クＴmodel を得ることができない場合があるため、要求
のトルクＴmodel-3 に対する実際の発生トルクＴENGの
差分を、前記機関ばらつきによる過不足分として補正す
るものである。
【００３３】ここで、Ｔmodel-3 は、基準信号ＲＥＦ毎
にモデル出力トルクＴmodel が更新設定されるときの３
回前のデータを示す。即ち、補助空気制御弁５の開度が
制御されて補助空気量Ｑが変化してから、これが実際に
機関出力トルクの変化として現れるまでには、４サイク
ル機関で１／２サイクル（360 °ＣＡ）だけの遅れ時間
が存在するから、最新のモデル出力トルクＴmodel が実
際に満たされたか否かを判断できるのは、360 °ＣＡ後
である。従って、最新に検出された実トルク変化分Ｔ
ENG は、正確には、360 °ＣＡ前に設定されたモデル出
力Ｔmodel-3 を満たしているか否か判断すべきである。
にモデル出力トルクＴmodel が更新設定されるときの３
回前のデータを示す。即ち、補助空気制御弁５の開度が
制御されて補助空気量Ｑが変化してから、これが実際に
機関出力トルクの変化として現れるまでには、４サイク
ル機関で１／２サイクル（360 °ＣＡ）だけの遅れ時間
が存在するから、最新のモデル出力トルクＴmodel が実
際に満たされたか否かを判断できるのは、360 °ＣＡ後
である。従って、最新に検出された実トルク変化分Ｔ
ENG は、正確には、360 °ＣＡ前に設定されたモデル出
力Ｔmodel-3 を満たしているか否か判断すべきである。
【００３４】本実施例の機関８が６気筒機関で基準信号
ＲＥＦが120 °ＣＡ毎に出力されるものであるとすれ
ば、360 °ＣＡ前に設定されたモデル出力トルクＴmode
l は、基準信号ＲＥＦで３回前の時点における設定値Ｔ
model-3 となる。そこで、上記のようにして最新に演算
されたモデル出力トルクＴmodel ではなく、３回前のデ
ータを読み出して、これと実トルク変化分ＴENG とを比
較することで、モデル出力トルクＴmodel が機関ばらつ
きに影響されずに実際に得られるようにしている。
ＲＥＦが120 °ＣＡ毎に出力されるものであるとすれ
ば、360 °ＣＡ前に設定されたモデル出力トルクＴmode
l は、基準信号ＲＥＦで３回前の時点における設定値Ｔ
model-3 となる。そこで、上記のようにして最新に演算
されたモデル出力トルクＴmodel ではなく、３回前のデ
ータを読み出して、これと実トルク変化分ＴENG とを比
較することで、モデル出力トルクＴmodel が機関ばらつ
きに影響されずに実際に得られるようにしている。
【００３５】次のステップ９では、ステップ８で求めら
れた必要補助空気量Ｑに相当する開度に補助空気制御弁
５を制御すべく、予め要求される補助空気量Ｑに対応し
て制御信号ＩＳＣONを記憶してあるマップを参照し、現
状で要求される補助空気量Ｑに対応する制御信号ＩＳＣ
ONを検索して求める。ここで、前記設定された制御信号
ＩＳＣON又は必要補助空気量Ｑに一次遅れ補正を施し
て、吸気マニホールドのコレクタ部に対する空気充填に
よる制御遅れを補償するようにすると良い。
れた必要補助空気量Ｑに相当する開度に補助空気制御弁
５を制御すべく、予め要求される補助空気量Ｑに対応し
て制御信号ＩＳＣONを記憶してあるマップを参照し、現
状で要求される補助空気量Ｑに対応する制御信号ＩＳＣ
ONを検索して求める。ここで、前記設定された制御信号
ＩＳＣON又は必要補助空気量Ｑに一次遅れ補正を施し
て、吸気マニホールドのコレクタ部に対する空気充填に
よる制御遅れを補償するようにすると良い。
【００３６】そして、ステップ10では、前記設定された
制御量ＩＳＣONを補助空気制御弁５に出力して、実際に
補助空気制御弁５を介してステップ６で設定された補助
空気量が得られるようにする。上記ステップ９，ステッ
プ10の部分が制御手段に相当する。このように、本実施
例によると、目標アイドル回転速度ＮSET の変化に対し
て、実際に追従し得る目標としてモデル回転速度Ｎmode
l を設定し、このモデル回転速度Ｎmodel の変化に対応
して要求される出力トルクであるモデル出力トルクＴmo
del が得られるように補助空気量Ｑを制御するものであ
る。従って、ハンチングの発生を抑止しつつ、最大限の
応答性で目標アイドル回転速度ＮSET に追従でき、これ
により、目標アイドル回転速度ＮSET が増大設定される
ときに、応答不良によって大きな回転落ちが発生するこ
とを防止できるものである。
制御量ＩＳＣONを補助空気制御弁５に出力して、実際に
補助空気制御弁５を介してステップ６で設定された補助
空気量が得られるようにする。上記ステップ９，ステッ
プ10の部分が制御手段に相当する。このように、本実施
例によると、目標アイドル回転速度ＮSET の変化に対し
て、実際に追従し得る目標としてモデル回転速度Ｎmode
l を設定し、このモデル回転速度Ｎmodel の変化に対応
して要求される出力トルクであるモデル出力トルクＴmo
del が得られるように補助空気量Ｑを制御するものであ
る。従って、ハンチングの発生を抑止しつつ、最大限の
応答性で目標アイドル回転速度ＮSET に追従でき、これ
により、目標アイドル回転速度ＮSET が増大設定される
ときに、応答不良によって大きな回転落ちが発生するこ
とを防止できるものである。
【００３７】然も、実際にモデル回転速度Ｎmodel に追
従した機関回転速度Ｎｅが得られているか否かを判別
し、機関ばらつきや経時変化などによって両者に偏差が
生じたときには、かかる偏差を解消する方向にモデル補
正トルクＴintgを設定してモデル出力トルクＴmodel を
補正するから、機関ばらつきや経時変化が著しく大きく
なってもこれらに影響されずに高い追従性を維持でき
る。
従した機関回転速度Ｎｅが得られているか否かを判別
し、機関ばらつきや経時変化などによって両者に偏差が
生じたときには、かかる偏差を解消する方向にモデル補
正トルクＴintgを設定してモデル出力トルクＴmodel を
補正するから、機関ばらつきや経時変化が著しく大きく
なってもこれらに影響されずに高い追従性を維持でき
る。
【００３８】尚、上記実施例では、モデル出力トルクＴ
model 及びモデル補正トルクＴintgの他に、フィードバ
ック補正分（Ｔmodel-3 −ＴENG ）や無負荷出力トルク
Ｔpumpや補機負荷トルクＴloadを省略して、最終的な必
要出力トルクを設定させるようにしても良い。
model 及びモデル補正トルクＴintgの他に、フィードバ
ック補正分（Ｔmodel-3 −ＴENG ）や無負荷出力トルク
Ｔpumpや補機負荷トルクＴloadを省略して、最終的な必
要出力トルクを設定させるようにしても良い。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、目
標アイドル回転速度の変化に対して、使用される補助空
気制御弁の応答性に合わせた最大限の応答特性で、実際
の機関回転速度を変化させることができ、然も、かかる
目標に対する追従性に機関ばらつきや経時変化などによ
る誤差が生じたときに、これを補償することができ、目
標アイドル回転速度の変化時に大きな回転落ちやハンチ
ングが発生することを安定的に防止できるという効果が
ある。
標アイドル回転速度の変化に対して、使用される補助空
気制御弁の応答性に合わせた最大限の応答特性で、実際
の機関回転速度を変化させることができ、然も、かかる
目標に対する追従性に機関ばらつきや経時変化などによ
る誤差が生じたときに、これを補償することができ、目
標アイドル回転速度の変化時に大きな回転落ちやハンチ
ングが発生することを安定的に防止できるという効果が
ある。
【図１】本発明の基本構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施例を示すシステム概略図。
【図３】アイドル回転制御の実施例を示すフローチャー
ト。
ト。
【図４】目標アイドル回転速度とモデル回転速度との関
係を示すタイムチャート。
係を示すタイムチャート。
【図５】応答の早いアクチュエータを用いたときのアイ
ドル制御の応答特性を示すタイムチャート。
ドル制御の応答特性を示すタイムチャート。
【図６】応答の遅いアクチュエータを用いたときのアイ
ドル制御の応答特性を示すタイムチャート。
ドル制御の応答特性を示すタイムチャート。
３ スロットル弁 ４ 補助空気通路 ５ 補助空気制御弁 ８ 機関 ９ コントロールユニット 10 クランク角センサ 11 水温センサ 12 アイドルスイッチ 13 ニュートラルスイッチ 14 車速センサ
Claims (1)
- 【請求項１】スロットル弁をバイパスする補助空気通路
に補助空気制御弁を備え、アイドル運転時にこの補助空
気制御弁の開度を制御することにより補助空気量を制御
してアイドル回転速度を制御する内燃機関のアイドル回
転速度制御装置において、 機関運転条件に基づいて目標アイドル回転速度を設定す
る目標設定手段と、 該目標設定手段で設定された目標アイドル回転速度に基
づいて実際に追従目標とするモデル回転速度を設定する
モデル回転設定手段と、 該モデル設定手段で設定されたモデル回転速度に基づい
て前記モデル回転速度に実際の機関回転速度を追従させ
るために必要なモデル出力トルクを設定するモデルトル
ク設定手段と、 前記モデル回転設定手段で設定されたモデル回転速度と
実際の機関回転速度との差分に基づいて前記モデル出力
トルクの誤差分を補正するためのモデル補正トルクを設
定するモデル誤差設定手段と、 前記モデルトルク設定手段で設定されたモデル出力トル
クを前記モデル誤差設定手段で設定されたモデル補正ト
ルクに基づいて補正設定するモデルトルク補正手段と、 該モデルトルク補正手段で補正設定されたモデル出力ト
ルクと前記モデル回転速度とに基づいて必要補助空気量
に相当する量を設定する必要補助空気量設定手段と、 該必要補助空気量設定手段で設定された必要補助空気量
に相当する量に応じて前記補助空気制御弁の開度を制御
する制御手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関のアイド
ル回転速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3492592A JP2660624B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 内燃機関のアイドル回転速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3492592A JP2660624B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 内燃機関のアイドル回転速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05231220A JPH05231220A (ja) | 1993-09-07 |
| JP2660624B2 true JP2660624B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=12427782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3492592A Expired - Lifetime JP2660624B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 内燃機関のアイドル回転速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2660624B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7643929B2 (en) * | 2006-10-10 | 2010-01-05 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method for adapting torque model for improved zero torque identification |
| JP5075889B2 (ja) * | 2009-08-25 | 2012-11-21 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | アイドル回転数の制御装置 |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP3492592A patent/JP2660624B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05231220A (ja) | 1993-09-07 |
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