JP2905938B2

JP2905938B2 - エンジンのアイドル回転数制御装置

Info

Publication number: JP2905938B2
Application number: JP34009190A
Authority: JP
Inventors: 英之西; 哲二永田
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1999-06-14
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: JPH04209971A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本願発明は、エンジンのアイドル回転数制御装置に関
するものである。

（従来の技術）近年、自動車用エンジンにおけるアイドル運転時の回
転数を安定させる目的から多用されるようになってきて
いるエンジンのアイドル回転数制御装置としては、例え
ば特開平２−81939号公報にも開示されているように、
エンジンのスロットル弁をバイパスするように吸入空気
のバイパス通路を設け、該バイパス通路に介設された電
磁弁の開度制御により前記スロットル弁の最小開度状態
（即ち、アイドル状態）における吸入空気量を調節する
ことによって、エンジン回転数検出手段により検出され
たエンジンの実回転数を所定のアイドル目標回転数に収
束させるようにするフィードバック制御手段を備えたも
のが良く知られている。

ところで、上記公知例における如く、吸入空気量を制
御することによりエンジン回転数を目標回転数に収束さ
せるようにする場合、吸入空気量の検出と実際にエンジ
ンが燃焼する時期との間に時差が生じやすいため、吸入
空気量の変化がエンジン回転数の変化に反映される際に
遅れが生ずるおそれがある。

そこで、エンジンの点火時期を調節する（即ち、進角
あるいは遅角させる）ことにより、エンジン回転数を目
標回転数に収束せしめるべく回転数フィードバックを行
うフィードバック制御方式を採用して、フィードバック
制御における応答性を良好ならしめるとともに、アイド
ル運転時におけるエンジンの回転安定性を確保する試み
もなされている。この場合、目標回転数が実回転数より
大きな時には、点火時期を遅角させ、その逆の時には点
火時期を進角させる制御が行なわれる（第７図参照）。

また、スロットル弁が最小開度状態（即ち、アイドル
状態）にあってしかも変速機のギヤが結合されている車
両の微低速走行時においては、車両駆動輪側へその時の
アイドル回転数分に応じたエンジントルクの伝達が行な
われるため、当該エンジントルク伝達がエンジンの外部
負荷として作用することとなり、その時のエンジン回転
数は非走行時におけるアイドル回転数よりも低下してし
まう。そこで、微低速走行時においても前記フィードバ
ック制御を継続してやることにより、前記回転数低下分
を補償してやり、エンジンのサージングを防止すること
が行なわれている。

（発明が解決しようとする課題）上記した如く、車両の微低速走行時においても上記フ
ィードバック制御を継続すると、エンジン温度が十分上
昇していない冷間時においては、もともとエンジンの燃
焼性が悪いため点火時期を進角させる必要があるところ
に、前記フィードバック制御により点火時期を遅角させ
る制御がなされることとなって、ますます燃焼性を悪化
させることとなり、その結果エンジン回転数がさらに低
下し、ついにはエンジン回転数を目標回転数に収束され
ることができなくなるおそれがある。

また、エンジン冷間時においては、第６図図示の如
く、エンジンの冷却水温度の上昇に応じてアイドル目標
回転数を低くする設定がなされているのが通例である
が、この場合、微低速走行時において前記フィードバッ
ク制御を継続すると、高く設定された目標回転数に収束
させようとするため、微低速走行時における車速が徐々
に高くなることとなり、車速コントロール性に問題が生
じる。

本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、車両
の温間微低速走行時におけるサージング防止と冷間微低
速走行時における燃焼性悪化の防止を図ることを目的と
するものである。

（課題を解決するための手段）請求項１の発明では、上記課題を解決するための手段
として、アイドル運転時におけるエンジンの点火時期を
調節することによりエンジン回転数を目標回転数に収束
せしめるべく回転数フィードバックを行うフィードバッ
ク制御手段を備えたエンジンのアイドル回転数制御装置
において、車両の微低速走行時に前記フィードバック制
御手段による回転数フィードバックを継続すべく作用す
るフィードバック制御継続手段と、該フィードバック制
御継続手段の作動中であってもエンジンの温度が所定値
より低い場合には少なくとも点火時期を遅角側へ移行さ
せる回転数フィードバックを制限すべく作用するフィー
ドバック制御制限手段とを付設している。

請求項２の発明では、上記課題を解決するための手段
として、前記請求項１記載のエンジンのアイドル回転数
制御装置において、前記目標回転数がエンジンの冷却水
温度の低い時程高くなるように設定するとともに、前記
フィードバック制御制限手段を、前記フィードバック制
御継続手段の作動中であってもエンジンの温度が所定値
以下となっている場合には回転数フィードバックを禁止
すべく作用するものとなしている。

請求項３の発明では、上記課題を解決するための手段
として、前記請求項１あるいは２記載のエンジンのアイ
ドル回転数制御装置において、車両の微低速走行時にお
いて、エンジンのスロットル弁が全閉状態とされ且つエ
ンジンと駆動系とが連結状態とされている。

（作用）請求項１あるいは３の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

即ち、スロットル弁が最小開度状態（即ち、アイドル
状態）にあってしかも変速機のギヤが結合されている車
両の微低速走行時（例えば、エンジンのスロットル弁が
全閉状態とされ且つエンジンと駆動系とが連結状態とさ
れている場合）において、エンジン冷却水温度が所定値
より高い温間時には、点火時期調節による回転数フィー
ドバック制御が継続されることとなっているため、微低
速走行時におけるエンジン回転数の低下が補償されるこ
ととなる。一方、エンジン冷却水温度が所定値以下とな
っている冷間時には、前記回転数フィードバック制御が
制限されることとなっているため、点火時期が遅角され
過ぎることがなくなる。

請求項２あるいは３の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

即ち、車両の冷間微低速走行時（例えば、エンジンの
スロットル弁が全閉状態とされ且つエンジンと駆動系と
が連結状態とされている場合）においては、点火時期調
節による回転数フィードバック制御が禁止されることと
なっているため、点火時期が遅角され過ぎることがなく
なるとともに、冷間時において目標回転数が高く設定さ
れている場合であっても、車速が高くなることはなくな
る。

（発明の効果）請求項１あるいは３の発明によれば、アイドル運転時
におけるエンジンの点火時期を調節することによりエン
ジン回転数を目標回転数に収束せしめるべく回転数フィ
ードバックを行うフィードバック制御手段を備えたエン
ジンのアイドル回転数制御装置において、車両の微低速
走行時（例えば、エンジンのスロットル弁が全閉状態と
され且つエンジンと駆動系とが連結状態とされている場
合）に前記フィードバック制御手段による回転数フィー
ドバックを継続すべく作用するフィードバック制御継続
手段と、該フィードバック制御継続手段の作動中であっ
てもエンジンの温度が所定値より低い場合には少なくと
も点火時期を遅角側へ移行させる回転数フィードバック
を制限すべく作用するフィードバック制御制限手段とを
付設して、車両の微低速走行時において、エンジン冷却
水温度が所定値より高い温間時には、点火時期調節によ
る回転数フィードバック制御が継続され、エンジン冷却
水温度が所定値以下となっている冷間時には、前記回転
数フィードバック制御が制限されるようにしたので、温
間微低速走行時においてエンジン回転数の低下が補償さ
れるとともに、冷間微低速走行時において点火時期が遅
角され過ぎるということがなくなり、既存のアイドル回
転数制御ロジックの簡単な変更により、温間微低速走行
時におけるサージング防止を図りつつ、冷間微低速走行
時における燃焼性の悪化を防止することができるという
優れた効果がある。

請求項２あるいは３の発明によれば、請求項１記載の
エンジンのアイドル回転数制御装置において、目標回転
数がエンジンの冷却水温度の低い時程高くなるように設
定するとともに、フィードバック制御制限手段を、フィ
ードバック制御継続手段の作動中であってもエンジンの
温度が所定値以下となっている場合には回転数フィード
バックを禁止すべく作用するものとなして、車両の冷間
微低速走行時（例えば、冷間時においてエンジンのスロ
ットル弁が全閉状態とされ且つエンジンと駆動系とが連
結状態とされている場合）においては、点火時期調節に
よる回転数フィードバック制御が禁止されるようにした
ので、冷間微低速走行時において点火時期が遅角され過
ぎることがなくなるとともに、冷間時において目標回転
数が高く設定されている場合であっても、車速が高くな
ることはなくなり、冷間微低速走行時における燃焼安定
性の確保と、車速コントロール性の向上とを図ることが
できるという優れた効果がある。

（実施例）以下、添付の図面を参照して本願発明の好適な実施例
を説明する。

第１図において、エンジン１は、自動車に搭載される
公知の４サイクル火花点火式エンジンで、燃焼用空気を
エアクリーナ（図示省略）、吸気管２、スロットル弁３
を経て吸入する。

また、燃料は、図示しない燃料系から各気筒に対応し
て設けられた電磁式燃料噴射弁４を介して供給されるこ
ととなっている。燃焼後の排ガスは、排気マニホルド
５、排気管６、触媒コンバータ７を経て大気中に放出さ
れることとなっている。

前記吸気管２のスロットル弁３上流側には、吸入空気
量Qaを検出する熱線式エアフロメータ８が付設され、ま
た、吸気管２にはアイドルスイッチ９が付設されてい
る。前記エアフロメータ８はアナログ電圧信号を出力す
る。

エンジン１の点火栓13に所定間隔で電流を供給するデ
イストリビュータ14には、エンジン１のクランク軸の回
転速度を検出するクランク角センサー10が付設されてお
り、該クランク角センサー10は、回転速度に応じた周波
数のパルス信号を出力する。

符号15はイグニッションコイルで、後述する制御ユニ
ット20からの指令により点火栓13への電圧印加を制御す
るものである。

符号16は自動車の変速機（本実施例の場合、トルクコ
ンバータ式自動変速機）であり、該変速機16のシフトレ
バー部17には、シフトレバー18のシフト位置を検出する
シフト位置検出手段11が付設されている。該シフト位置
検出手段11は、例えばインヒビダススイッチからなって
おり、シフトレバー18がニュートラルあるいはパーキン
グ位置以外にシフトされた場合に信号を出力する。

また、前記エンジン１のウォータジャケット19には、
冷却水温度Twを検出する水温センサー12が付設されてい
る。該水温センサー12は、アナログ電圧信号を出力す
る。

上記各センサー８〜11からの検出信号は制御ユニット
20に入力され、該制御ユニット20は、前記各検出信号に
基づいてエンジンの点火時期を演算する回路で、イグニ
ッションコイル15に対して点火時期を指令する如く作用
する。

ついで、第２図により前記制御ユニット20について説
明する。

前記制御ユニット20は、エンジンの点火時期を演算す
るマイクロプロセッサ（以下、CPUという）21と、クラ
ンク角センサー11からの信号によりエンジン回転数Neを
カウントする回転数カウンタ22と、デジタル入力ポート
23と、アナログ入力ポート24と、プログラム動作中一時
使用される一時記憶ユニット（以下、RAMという）25
と、プログラムや各種の定数等を記憶しておく読み出し
専用メモリ（以下、ROMという）26と、出力ポート27
と、CPU21への信号授受を行うコモンバス28とを備えて
いる。

前記デジタル入力ポート18は、アイドルスイッチ９か
らのON・OFF信号、シフト位置検出手段11からの出力信
号をCPU21に伝達する。

前記アナログ入力ポート19は、アナログマルチプレク
サとＡ−Ｄ変換器からなっており、エアフロメータ８か
らの信号および水温センサー12からの信号をＡ−Ｄ変換
してCPU21に読み込ませる機能を有する。

前記RAM25には、電源回路29を介して電源が供給され
ることとなっているが、該電源回路29はバッテリ30に対
して直接接続され、常時電源が印加されるようになって
いる。一方、符号31で示す電源回路は、前記RAM25以外
の部分に電源を供給するものであり、キースイッチ32を
介してバッテリ30に接続されている。

そして、上記CPU21は、アイドル運転時におけるエン
ジン１の点火時期を調節することによりエンジン回転数
を目標回転数に収束せしめるべく回転数フィードバック
を行うフィードバック制御手段と、車両の微低速走行時
（例えば、エンジン１のスロットル弁３が全閉状態とさ
れ且つエンジン１と駆動系とが連結状態とされている場
合）に前記フィードバック制御手段による回転数フィー
ドバックを継続すべく作用するフィードバック制御継続
手段と、該フィードバック制御継続手段の作動中であっ
てもエンジン１の温度が所定値より低い場合には回転数
フィードバック制御を禁止すべく作用するフィードバッ
ク制御制限手段とを兼ねることとなっている。

以下、第３図に示すフローチャートを参照して、上記
CPU21の機能を詳述する。

キースイッチ32およびスタータスイッチ（図示省略）
がONしてエンジン１が始動されると、ステップS₁におい
て、エアフロメータ８からの吸入空気量Qa、クランク角
センサー11からのエンジン回転数Ne、水温センサー12か
らの冷却水温度Tw等の各種信号の読み込みが実行され
る。

次に、ステップS₂において、CPU21により、吸入空気
の充填効率Ceffが演算される。ついで、ステップS₃にお
いて、第４図図示のマップから基本となる点火進角値Ａ
の読み取りが行なわれる。しかる後、CPU21による制御
はステップS₄に進み、アイドルスイッチ９からの信号の
有無（即ち、アイドル状態か否か）の判定がなされ、ア
イドルスイッチ９がON状態にない場合には、ステップS₉
に進んでステップS₃において演算された基本進角値Ａに
基づいて点火指令がイグニッションコイル15に出力され
る。

一方、ステップS₄においてアイドルスイッチ９がON状
態と判定された場合には、CPU21による制御はステップS
₅に進み、アイドル進角値Ｂが演算される。該アイドル
進角値Ｂは、第５図図示の特性図に見られるように、基
本進角値Ａに対応するトルクτが最大値を示しているた
め後述する点火時期調節が行えないところから、前記基
本進角値Ａから所定値を差し引いた進角値として与えら
れる。該演算が終了すると、CPU21による制御はステッ
プS₆に進み、シフト位置検出手段11からの信号の有無が
判定される。つまり、シフトレバー18がニュートラルあ
るいはパーキング以外にシフトされていか否か（即ち、
ギヤイン状態か否か）の判定がなされるのである。ここ
で、ギヤイン状態と判定された場合（換言すれば、車両
が微低速走行していると判定された場合）には、CPU21
による制御はステップS₇に進み、エンジン１が冷間状態
にあるか温間状態にあるかの判定がなされる。本実施例
の場合、後述する回転数フィードバック制御において目
標とされる回転数Noは、第６図図示の如く、冷却水温度
Twが所定値（例えば、60℃）以下の領域（即ち、冷間
時）においては、冷却水温度Twが低い程高くなるように
設定されることとなっている。なお、冷却水温度Twが所
定値を超えた領域（即ち、温間時）においては、目標回
転数Noは一定とされている。従って、ステップS₇におい
ては、冷却水温度Twが設定値（本実施例の場合、60℃）
以下であるか否かの判定がなされる。当該判定において
Tw＞60℃と判定された場合（換言すれば、温間時と判定
された場合）には、点火時期調節による回転数フィード
バック制御（IG−F/B制御）が実行される。該回転数フ
ィードバック制御は、第７図図示の如く、目標回転数No
とクランク角センサー10から得られるエンジン１の実回
転数Neとの偏差値ΔNeが零となるように、ステップS₅に
おいて演算されたアイドル進角値Ｂを進角あるいは遅角
させることにより行なわれる。しかして、該回転数フィ
ードバック制御により最終的に決定された点火時期に基
づいてステップS₉において点火実行がなされる。従っ
て、車両の微低速走行時においても、温間運転時にには
ニュートラルあるいはパーキング状態におけるアイドル
運転時と同様に回転数フィードバック制御が継続される
こととなり、温間微低速走行時においてエンジン回転数
の低下が補償され、サージングを防止することができる
こととなるのである。

一方、ステップS₇において、Tw≦60℃と判定された場
合（換言すれば、冷間時と判定された場合）には、CPU2
1による制御は、前述した回転数フィードバック制御を
行うことなくステップS₉に進み、ステップS₃において演
算された基本進角値Ａに基づいて点火実行がなされる。
従って、車両の微低速走行時において、冷間運転時には
回転数フィードバック制御が禁止されることとなり、冷
間微低速走行時において点火時期が遅角され過ぎるとい
うことがなくなって、冷間微低速走行時における燃焼性
の悪化を防止することができることとなるのである。ま
た、冷間運転時において回転数フィードバック制御を行
った場合に、高く設定された目標回転数No（第６図参
照）にエンジン回転数Neが収束されることにより生じる
おそれがあった車速上昇もなくなるのである。なお、冷
間運転時には、充填効率も高く、燃焼時間も長いため、
微低速走行におけるサージングが発生しにくいので問題
とならない。

なお、ステップS₆において非ギヤイン状態と判定され
た場合には、車両停止状態におけるアイドル運転なの
で、CPU21による制御はステップS₈に進み、回転数フィ
ードバック制御が実行される。

上記実施例では、冷間微低速走行時においては、回転
数フィードバック制御を禁止するようにしているが、冷
間運転時においては、点火時期を進角させる方向への回
転数フィードバック制御は、エンジン１の燃焼性を悪化
する要因とならないので、点火時期を遅角させる方向へ
の回転数フィードバック制御のみを禁止するようにする
場合もある。

【図面の簡単な説明】第１図は本願発明の実施例を説明するための装置の全体
構成図、第２図は第１図図示の装置における制御回路の
ブロック図、第３図は第２図図示のマイクロプロセッサ
の機能を説明するためのフローチャート、第４図は第３
図の制御において使用される基本進角値マップ、第５図
は点火時期とトルクとの関係を示す特性図、第６図は冷
却水温度と目標回転数の関係を示す特性図、第７図は回
転数フィードバック制御における回転数偏差値と点火時
期調節量との関係を示す特性図である。１……エンジン３……スロットル弁８……エアフロメータ９……アイドルスイッチ 10……クランク角センサー 11……シフト位置検出手段 12……水温センサー 13……点火栓 15……イグニッションコイル 20……制御ユニット

フロントページの続き (56)参考文献特開昭53−20023（ＪＰ，Ａ) 特開平２−123279（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−68772（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−167170（ＪＰ，Ａ) 実開昭64−56570（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−97588（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02P 5/15

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アイドル運転時におけるエンジンの点火時
期を調節することによりエンジン回転数を目標回転数に
収束せしめるべく回転数フィードバックを行うフィード
バック制御手段を備えたエンジンのアイドル回転数制御
装置であって、車両の微低速走行時に前記フィードバッ
ク制御手段による回転数フィードバックを継続すべく作
用するフィードバック制御継続手段と、該フィードバッ
ク制御継続手段の作動中であってもエンジンの温度が所
定値より低い場合には少なくとも転化時期を遅角側へ移
行させる回転数フィードバックを制限すべく作用するフ
ィードバック制御制限手段とが付設されていることを特
徴とするエンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項２】前記目標回転数がエンジンの冷却水温度の
低い時程高くなるように設定されており、前記フィード
バック制御制限手段が、前記フィードバック制御継続手
段の作動中であってもエンジンの温度が所定値以下とな
っている場合には回転数フィードバックを禁止すべく作
用するものとされていることを特徴とする前記請求項１
記載のエンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項３】車両の微低速走行時において、エンジンの
スロットル弁が全閉状態とされ且つエンジンと駆動系と
が連結状態とされていることを特徴とする前記請求項１
あるいは２記載のエンジンのアイドル回転数制御装置。