JPH01271631A - エンジンのアイドル回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、実回転数と目標回転数との偏差に従って供給
吸入空気量をフィードバック制御するエンジンのアイド
ル回転数制御装置に関し、詳しくは、このフィードバッ
ク制御のハンチングの抑制の改良に関する。

（従来の技術） 従来から、アイドル運転時に、エンジン回転数を目標回
転数を設定して負帰還制御（フィードバック制御）する
技術はよく知られている（特開昭５６−４４４３１号）
、負帰還制御には、ハンチングがつきものであるが、こ
のハンチングはフィードバック制御系の応答遅れに起因
している。この不必要なハンチングを抑制する技術とし
て、そこにエンジン回転数が入るとフィードバック制御
が停止されるようなある不感領域を設定して、ハンチン
グを抑制する技術も知ちれている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、アイドル時のエンジン回転数を変動させる要
素の１つに、例えば、エアコン、パワーステアリング等
の負荷がオン−オフされるときがある。これらの負荷が
オンされると、回転落ちを防ぐために、フィードバック
制御利得を上げることで対処しているが、フィードバッ
ク制御は必ず遅れを生じるものであり、この制御利得の
上昇は前述の不感領域を設定してフィードバック制御を
停止しても、遅れ期間中のエンジン回転数変化の大きい
こと、及び、不感領域は狭いものであるため、不感領域
での収束を困難にさせエンジン回転数のオーバシュート
に伴なうハンチングが避けられない不具合を生じる。

そこで、本発明は上述従来例の欠点を除去するために提
案されたものでその目的は、ハンチング防止と、例えば
負荷増加等に起因した回転落ち等に対する防止とを両立
させたエンジンのアイドル回転数制御装置を提供すると
ころにある。

（問題点を解決するための手段及び作用）上記課題を達
成するための本発明の構成は、第１図に示すように、ア
イドル時のエンジンに供給される吸入空気■を、エンジ
ンの実回転数がフィードバック制御領域にあるときに、
目標回転数と実回転数との偏差に従ってフィードバック
制御するフィードバック制御手段と、この偏差が所定値
以下である不感領域にあるときに、前記フィードバック
制御手段を停止する停止手段とを備えたエンジンのアイ
ドル回転数制御装置において、前記実回転数が前記フィ
ードバック制御領域から不感領域に入ったときの吸入空
気ｍを、不感領域に入る前の制御方向と反対方向に補正
する補正手段とを備えたことを特徴とする。

かかる構成により、実回転数が前記フィードバック制御
領域から不感領域に入ったときの吸入空気量を、不感領
域に入る前の制御方向と反対方向となるように補正する
というこの制御により、フィードバック制御領域から不
感領域に戻ったときのエンジン回転数のオーバシュート
が防止される。

（実施例） 以下添付図面を参照して、本発明を燃料噴射式エンジン
に適用した場合の実施例を説明する。

第２図はこのエンジンの全体図である。５Ａ中、ｌはエ
アクリーナ、２は熱線式エアフローメータである。また
、１１はエンジン本体で、２０はエンジンの制御をつか
さどるエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）である
。

エアフローメータ２により、吸気量Ｑ、が計測される。

３はスロットル弁であり、その開度はＥＣＵ２０からの
信号ＴＶにより、アクチュエータ４を介して調整される
。また、スロットル弁３の開度ＴＶＯは開度センサ７に
よってモニタされる。また、アイドル時は、スロットル
弁３は全閉状態であり、その全閉状態により、センサ７
内の不図示のスイッチにより信号ＩＤＬＥが生成される
。

スロットル弁３の上流と下流とは、バイパス通路５によ
りバイパスされている。そして、通路５を通る空気量は
、ＥＣｔＪ２０からの信号ＩＳＣにより、デユーティ−
ソレノイド弁６の開口率によって制御される。アイドル
時等は、このバイパス通路を通るソレノイド弁６により
制御された量の空気により、アイドルのエンジン回転数
が制御される。

８はサージタンクであり、９は燃料を噴射するインジェ
クタであり、燃料噴射量はＥＣＵ２０からのパルス信号
τによって制御される。１１はエンジン本体であり、１
５はピストン、１６はシリンダである。１０は、シリン
ダ１６内を流れる冷却水温度Ｔ、を計測する温度センサ
である。

１３は空燃比センサであり、その出力Ｅは排気ガス浄化
のためのフィードバック制御に使われる。２１は点火コ
イル、２２はディストリビュータ、２４はエンジン回転
数センサ、２３は点火プラグである。また、ＥＣＵ２０
には、負荷の例として、エアコン作動信号（Ａ／Ｃ）が
入力している。

悄３図により、この実施例に係る制御を説明する。この
第３図はアイドル時のエンジン回転数制御のためのプロ
グラムである。ステップＳ２では、実のエンジン回転数
Ｎ６をセンサ２４から、信号Ｉ　ＤＬＥを開度センサ７
から、エンジン水温Ｔ、を温度センサｌＯから読み込む
、ステップＳ３では、第６図のよりなＴ、−Ｇ＝特性に
従ったマツプから、ＩＳＯ補正係数Ｇｗを読取る。この
実施例では、アイドル回転数は、前述したように、デユ
ーティ−ソレノイド弁６の開口率によって調整されるバ
イパス空気量によって左右されるが、この開口率はＥＣ
Ｕ２０からの信号ＩＳＯによって制御される。一般に、
信号ＩＳＯは、Ｉ　Ｓ　Ｃ＝Ａ　・（Ｇｙ　＋ＧＬ　＋
Ｇｒｓ）によて演算される。ここで、Ａは所定の定数で
あり、Ｇ、は水温補正係数（第６図）、ＧＬはパワステ
、エアコンなどの負荷に伴なう補正係数、Ｇｒａはエン
ジンの目標回転数Ｎ０に実エンジン回転数Ｎｔを収束さ
せるための補正係数である。尚、補正係数ＧＬは、前述
したように、負荷に伴なうフィードバック制御のハンチ
ングを抑制できない。

ステップＳ４では、信号ＩＤＬＥの値を調べる。アイド
ル状態でなければ、エンジン回転数のフィードバック制
御を行なう必要がないからである。ステップＳ６では、
実エンジン回転数Ｎｇが目標回転数Ｎｏの所定の範囲に
入ったかを調べる。この範囲は、本実施例では、 Ｎｔ　＜Ｎｏ　＋３７５ である、即ち、この領域にエンジン回転数が入ったとい
うことは、エンジン始動後に、水温Ｔ、が上昇するにつ
れて、Ｇｗが減少し、その減少によりエンジン回転数も
低下して運転状態も安定したことを意味し、そのために
、エンジン回転数のフィードバック制御が意味あるもの
になる。

ステップＳ８では、上記領域に入ったことを示すために
、フィードバック制御フラグＸ□をセットする。ステッ
プＳＩＯで、現在のエンジン回転数Ｎｔが、下記の不感
領域にあるかを調べる。

Ｎ、）−３０≦Ｎ８≦Ｎｏ＋３０ つまり、この不感領域は、目標Ｎｏの±３０の範囲であ
る。不感領域外にあるときは、エンジン回転数が目標回
転数よりも、３０回転以以下−かＣＮｔ　＞Ｎｏ　＋３
０）　、３０回転以上低いか（Ｎ　＊　＜　Ｎ　ｏ　−
３０）のどちらかであり、いずれの場合も、フィードバ
ック制御を行なう必要がある。そこで、ステップＳ１２
以下に進んで、フィードバック制御を行なう、このフィ
ードバック制御は、エンジン回転数Ｎ鴛が、 Ｎ区＜ＮＯ−３０ の領域にあるとき（ステップＳ１２でＹＥＳのとき）は
、回転数落ちであるから、ステップＳ１４で、 Ｇ　Ｆａ＝　Ｇ　ｒａ＋ΔＧ。

として、子方向のフィードバック積分制御を行なう０反
対に、 ＮＫ　＞Ｎ（１＋３０ のときは、回転数オーバであるから、 Ｇ　Ｆ！１＝　Ｇ　ＦＢ−ΔＧ２ としてマイナス方向のフィードバック積分制御を行なう
、尚、ここで、ΔＧｌ、ΔＧりは所定の積分定数である
が、ΔＧ＋＝ΔＧ意であってもよい。

次に、この実施例に特有な不感領域におけるフィードバ
ック制御を、ステップＳ１８〜ステツプＳ２６で説明す
る。ここで、不感領域にあるときとは、 ■：前回が、回転落ち領域（Ｎ区（ｉ−１）　＜　Ｎ　
ｏ　−３０）にあって、今回、不感領域に入った場合と
（例えば、第４図で■から１！へ入った場合）、■：前
回が回転数オーバ領域（Ｎ　＊　（ｉ−１）　＞　Ｎ　
ｏ　＋３０）にあって、今回、不感領域（Ｎｏ−３０≦
Ｎ１（ｉ−１）≦Ｎｏ＋３０）に入った場合（例えば第
４図でＩＶからＶに移行したとき）と、■：前回も今回
も、継続して不感領域に留まっている場合（第４図で、
ＩＩＩ若しくは■にあるとき）の３つである。尚、（ｉ
−１）の表示は前回の制御サイクルで得た実エンジン回
転数とした。

■の場合について第３図のフローチャートに従って説明
する。このときは、ステップ３１８ではＮＯと判断され
、ステップＳ２０でもＮｏと判断されるので、ステップ
Ｓ２６に進み、 Ｇ　ｒａ＝　Ｇ　ＦＢ−ΔＧ３ というようなマイナス方向の比例制御（Ｐ−制御）によ
り、今回のための制御ｆｆｉ　Ｇ　ｒｅを修正する。こ
れは次の理由による０回転落ち領域から不感領域に入っ
たときとは、実エンジン回転数Ｎ。

が漸増傾向にある。即ち、第５図に示した従来のような
、不感領域（第５図のｍ’）におけるフィードバック制
御（積分制御）の停止だけでは、制御系の応答遅れのた
めに、上記漸増傾向を鈍くすることはできない、即ち、
この漸増傾向はそのままｍｈｃして、回転数オーバ領域
で大きな回転数のオーバシュートとなる。そこで、この
回転数上昇方向のオーバシュートを減らすために、上述
のマイナス方向のＰ−制御を行なうわけである。

■の場合（不感領域に留まる場合）を説明する。このと
きは、ステップｓ　ｉ　ｏｍステップ８１８と進んで、
ここでＹＥＳと判断され、ステップＳ２４に進む、ここ
で、前回のＧｒ−を今回のＧＦ・とする。

Ｇ　ｒｅ＝　Ｇ　ｒｅ 不感領域にあるからである。

■について説明する。このときは、ステップ５１０−＞
ステップＳ２０と進んで、ここでＹＥＳと判断される。

そしてステップＳ２２で、Ｇ　ｙ２１＝　Ｇ　Ｆａ＋Δ
Ｇ４ というＰ−制御を行なう、これも、■の場合と同じ趣旨
によるもので、回転数オーバ領域から不感領域に入った
ときは、実エンジン回転数ＮＥは漸減傾向にあり、この
漸減傾向が継続されると、不感領域から次の回転落ち領
域に入ったときにマイナス方向の大きなオーバシュート
が起きるから、このマイナス方向の大きなオーバシュー
トを防止するためである。尚、ΔＧｓ、ΔＧ４の値につ
いてであるが、 ΔＧ、＝ΔＧ４ としてもよい、また、ΔＧｓ、ΔＧ４を、ＧＦｌｌのビ
ーク−ビーク値の半分の値としてもよい。

かくして、上記実施例によると、回転数オーバ領域から
不感領域に入ったときという遷移過程は回転数漸減傾向
をもつ点に鑑みて、プラス方向にＰ−制御を行なって一
時的にエンジン回転数制御を上昇方向にする。この動作
によって、不感領域から回転数アンダー領域に入ったと
きのマイナス方向のオーバシュートが小さいものとされ
る。逆に、回転数アンダー領域から不感領域に入ったと
きという遷移過程は回転数漸増傾向をもつ点に鑑みて、
マイナス方向にＰ−制御を行なって一時的にエンジン回
転数制御を下降方向にする。この動作によって、不感領
域から回転数オーバ領域に入ったときのプラス方向のオ
ーバシュートが小さいものとされる。

そして、特に、エアコン等の負荷が入ったときのアイド
ル時の回転数制御の１つの方法として、フィードバック
制御利得を上げることが上げることができるが、この場
合でも制御利得を上げたことによる過大なオーバシュー
トを防止できる。

次に、上記実施例の変形について説明する。第７図のフ
ィードバック制御は、■と■の遷移過程でのＰ−制御は
上記実施例と同じであるが、■の過程（不感領域に留ま
る場合）が異なる。即ち、この不感領域過程で、弱い利
得の積分制御を行なうようにするものである。このとき
の利得を、第７図に示すように、ΔＧ２．ΔＧ６とする
と、ΔＧ＋＞ΔＧ。

ΔＧｘ＞ΔＧ６ であるように選ぶようにしてもよい。

また、次のような変形例も提案する。第３図に示した実
施例の制御は、エアコン等の負荷の作動有無にかかわら
ずに行なっていたが、第８図のように、第３図のフロー
チャートを修正する。この修正によると、エアコン等の
負荷があるときのみ、第３図のステップＳ１８〜ステツ
プＳ２６の制御が行なってハンチング防止と回転落ち防
止とを両立させる。そして、これらの負荷がないときは
、通常の積分フィードバック制御（ステップＳ１２〜ス
テツプ８１６）で十分であるとし、前記実施例のような
不感領域とその他の領域との過渡制御は特に行なわない
。

また、次のような変形例も提案する。即ち、オーバシュ
ートの大きさは、不感領域に入るときの実エンジン回転
数ＮＥのカーブの傾きに影響される。そこで、この傾き
を検出して、不感領域に入つたどきのＰ−制御のＰ値を
、この傾きが大であるほど、大きくするようにするので
ある。このようにすることにより、大きなオーバシュー
トがより有効に抑制される。

（発明の効果） 以上説明したように本発明のエンジンの吸入空気量制御
装置は、アイドル時のエンジンに供給される吸入空気量
を、エンジンの実回転数がフィードバック制御領域にあ
るときに、目標回転数と実回転数との偏差に従ってフィ
ードバック制御するフィードバック制御手段と、この偏
差が所定値以下である不感領域にあるときに、前記フィ
ードバック制御手段を停止する停止手段とを備えたエン
ジンのアイドル回転数制御装置において、前記実回転数
が前記フィードバック制御領域から不感領域に入ったと
きの吸入空気量を、不感領域に入る前の制御方向と反対
方向に補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。

かかる構成により、実回転数が前記フィードバック制御
領域から不感領域に入ったときの吸入空気量な、不感領
域に入る前の制御方向と反対方向となるように補正する
というこの制御により、負荷がオンされたとき、フィー
ドバック制御領域から不感領域に戻ったときのエンジン
回転数のオーバシュートが防止されるので、大きなフィ
ードバック制御利得の設定が可能となる。即ち、ハンチ
ング防止と回転落ち防止という、フィードバック制御に
おいては２つの背反する課題が両立する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す図、 第２図は本発明を適用した実施例に係るエンジンシステ
ムの図、 第３図は実施例に係るエンジン回転数のフィードバック
制置に係るプログラムのフローチャート、 第４図は実施例における制御の動作を説明するタイミン
グチャート、 第５図は実施例の動作と比較するための従来例の動作を
示すタイミングチャート、 第６図は水温補正係数Ｇｗの特性を示す図、第７図は変
形例に係る動作を説明するタイミングチャート、 第８図は変形例に係る制御の変更部分のフローチャート
である。 図中、 ｌ・・・エアクリーナ、２・・・熱線式エアフローメー
タ、３・・・スロットル弁、４・・・スロットル弁アク
チユエータ、５・・・バイパス通路、６−Ｉ　Ｓ　Ｏソ
レノイド弁、７・・・スロットル開度センサ、８−・・
サージタンク、９・・・インジェクタ、ｌＯ・・・水温
センサ、１１・・・エンジン本体、１３・・・空燃比セ
ンサ、１４・・・触媒コンバータ、１５−・・ピストン
、１６・・・シリンダ、２０・・・エンジンコントロー
ルユニット（ＥＣＵ）、２１−・・点火コイル、２２・
・・ディストリビュータ、２３−・・点火プラグ、２４
・・・回転数センサである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アイドル時のエンジンに供給される吸入空気量を
   、エンジンの実回転数がフィードバック制御領域にある
   ときに、目標回転数と実回転数との偏差に従つてフィー
   ドバック制御するフィードバック制御手段と、この偏差
   が所定値以下である不感領域にあるときに、前記フィー
   ドバック制御手段を停止する停止手段とを備えたエンジ
   ンのアイドル回転数制御装置において、 前記実回転数が前記フィードバック制御領域から不感領
   域に入つたときの吸入空気量を、不感領域に入る前の制
   御方向と反対方向に補正する補正手段とを備えたことを
   特徴とするエンジンのアイドル回転数制御装置。