JPH01335A - 内燃エンジンのアイドル回転数制御方法 - 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） この発明は、内燃エンジンのアイドル回転数制御方法に
関する。

（従来の技術及びその問題点） 内燃エンジンのアイドル運転時にスロットル弁をバイパ
スするバイパス通路に設けたバイパスバルブの弁開度、
或いは、スロットル弁自体の弁開度をエンジン回転数検
出値と目標アイドル回転数との偏差に応じてフィードバ
ック制御して、アイドル運転時の吸気量を増減し、アイ
ドル回転の安定化を図る制御方法が知られている。

又、アイドル回転の安定化を図る別の方法として、点火
時期を制御する方法も知られている。この点火時期制御
によるアイドル回転数制御は、エンジン回転数検出値と
目標アイドル回転数との偏差に応じ、エンジン回転数検
出値が目標アイドル回転数より高いときには点火時期を
遅角し、低いときには点火時期を進角してエンジン回転
数を目標アイドル回転数近傍に制御するものである。

これらの従来のアイドル回転数制御方法は、−般に、ア
イドル回転の安定性、即ち、ハンチング防止を重視して
、第６図に示すように目標アイドル回転数に対して上下
所定回転数幅の不感帯（第６図には目標アイドル回転数
に対して±αの回転数幅の不感帯が示されている）を設
け、エンジン回転数がこの不感帯内に入ると、制御動作
を中断し、吸気量の増減、ないしは点火時期の進角量の
増減を停止するようにしている。

又、制御の安定性を向上させるにはエンジン回転数が目
標アイドル回転数に近づくに従って緩慢に制御した方が
、即ち、制御ゲインを小さく設定した方が好ましい。

二のような従来の制御方法に依れば、第６図に示すよう
に、エンジン回転数が目標アイドル回転数に向かって下
降し、前述の不感帯に突入すると、不感帯に突入した時
点で制御が中断されるためにエンジン回転数は不感帯上
限値近傍に静定してしまう場合がある。又、エンジン回
転数が目標アイドル回転数に向かって上昇して不感帯に
突入すると、エンジン回転数は不感帯下限値近傍に静定
してしまう場合がある。このように、静定回転数が目標
アイドル回転数に対して、最大で不感帯幅αの回転数だ
け目標アイドル回転数からオフセットしてしまう場合が
ある。

本発明は斯かる問題点を解決するためになされたもので
、アイドル回転の安定性を損なうことなくアイドル回転
数を可及的に目標アイドル回転数近傍に静定させるよう
に図った内燃エンジンのアイドル回転数制御方法を提供
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本発明に依れば、内燃エン
ジンのアイドル運転時に、エンジン回転数検出値と目標
アイドル回転数との偏差に応じ、前記内燃エンジンの作
動を制御する制？ＴＪＩＪを、前記偏差を小にする方向
に調整し、エンジン回転数検出値が前記目標アイドル回
転数より大きい所定上限回転数と前記目標アイドル回転
数より小さい所定下限回転数間の不感帯内にあるとき、
前記制御νを変化させず、エンジン回転数を前記目標ア
イドル回転数近傍に制御するアイドル回転数制御方法に
おいて、エンジン回転数検出値が前記所定上限回転数以
上のとき、エンジン回転数検出値が前記目標アイドル回
転数を横切って下降するまで前記不感帯を設定せず、エ
ンジン回転数検出値が前記所定下限回転数以下のとき、
エンジン回転数検出値が前記目標アイドル回転数を横切
って上昇するまで前記不感帯を設定しないことを特徴と
する内燃エンジンのアイドル回転数制御方法が提供され
る。

（作用） エンジン回転数が所定上下限回転数間に設定される不感
帯の外方から目標アイドル回転数に向かって変化する場
合、不感帯が一旦取り除かれるためにエンジン回転数は
必ず目標アイドル回転数に到達することが出来、エンジ
ン回転数が目標アイドル回転数近傍で静定できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明方法を実施する内燃エンジンのアイドル
回転数制御装置であり、図中符号ｌＯは、例えば４気筒
のガソリンエンジンを示し、このエンジン１０には吸気
管１２が接続されている。吸気管１２の大気開口端部に
はエアクリーナ１３が取り付けられると共に、エンジン
１０に吸入される空気流ｒｉｋＡを検出するカルマン渦
式のエアフローセンサ１４が配設されており、このエア
フローセンサ１４は電気的に後述する電子コントロール
ユニット（ＥＣＵ）２０に接続されて、空気流層検出信
号を電子コントロールユニット２０に供給する。

吸気管１２途中には図示しないアクセルペダルに連動す
るスロットル弁１５が配設され、このスロットル弁１５
をバイパスするバイパスａｉ１７が吸気管１２に接続さ
れ、該バイパス通路１７の一端ハフロットル弁ｔ　５上
流、且つ、エアフローセンサ１４下流の吸気管１２に、
他端はスロットル弁１５下流の吸気管１２に夫々連通し
ている。

バイパス通路１７途中には、アイドル回転数制御弁（【
ｓｃパルプ）１８が配設されている。このＩＳＣバルブ
１８はバイパス通路１７を開閉する弁体１８ａと、この
弁体１８ａに接続され、弁開度を制御するパルスモータ
１８ｂとからなり、パルスモータ１８ｂはＭ起電子コン
トロールユニン）２０の出力側に電気的に接続され、咳
電子コントロールユニット２０から供給される駆動パル
ス信号の数に応じて弁体１８ａの弁開度を制御している
。そして、■ＳＣパルプ１８の開弁によりバイパス通路
１７を通り、スロットル弁１５をバイパスする空気がエ
ンジン１０に供給される。尚、ＩＳＣパルプ１８を開閉
する駆動手段としてはパルスモークに代えてＤＣＣモー
フ用いてもよい。

エンジンＩＯの各シリンダ１０ａには点火栓２６が取り
付けられ、該点火栓２６はディストリビュータ２４及び
イグナイタ装置２２を介して電子コントロールユニント
２０の出力側に接続されている。イグナイタ装置２２は
電子コントロールユニット２０からの点火制御信号に基
づき、図示しない点火コイルにより二次高電圧を発生さ
せるものであり、この高電圧はディストリビュータ２４
により所定の順序で順次容気筒の点火栓２６に供給され
てシリンダ１０ａ内の混合気を点火させる。

電子コントロールユニット２０の入力側には各種のセン
サ、例えば、前記スロットル弁１５の全閉位置を検出す
るアイドルスイッチ３０、図示しないカムシャフトに取
り付けられ、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回
転数センサ３１、エンジン冷却水温度Ｔｗを検出する冷
却水温センサ３２、図示しないエアコンディジシナ（エ
アコン）のオンオフ状態を検出するエアコンスイ、ンチ
３３、車速、大気圧等の他のセンサ３４が夫々接続され
、これらのセンサは検出信号を電子コントロールユニッ
ト２０に供給する。

電子コントロールユニント２０は、図示シない中央演算
装置（ＣＰＵ）　、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置、Ｉ１
０インターフェイス等が内蔵され、電子コントロールユ
ニント２０は記憶装置に記憶されている制御プログラム
に従って後述するアイドル回転数制御等を実行する。

次に、上述のように構成される制御装置の作用を第１図
及び第３図乃至第５図を参照して説明する。

第３図乃至第５図は電子コントロールユニット２０によ
り実行されるアイドル回転数制御ルーチンの制御手順を
示すフローチャートであり、この制御ルーチンは前記ア
イドルスイッチ３０によりスロットル弁１５が全閉位置
にあり、且つ、エンジン回転数センサ３１によりエンジ
ン回転数Ｎｅが所定回転数以下である場合に実行される
。

電子コントロールユニット２０は、先ず、第３図に示す
ステップ４０において、前回実行時に後述するストップ
（ＳＴＯＰ）モードが設定されたか否かを判別する。上
述の条件が成立して当該ルーチンのステップ４０が初め
て実行される場合には、後述するように、制御モードの
初期値として前記５ＴＯＰモード以外のモードが設定さ
れているので、ステップ４０の判別結果は否定（Ｎｏ）
となり、第４図に示すステップ５０に進む。

ステップ５０では、制御モードとして閉モードに設定さ
れているか否かを判別する。スロットル弁１５が全閉に
され高回転運転領域から減速して当該プログラムが初め
て実行される場合には初期値として電子コントロールユ
ニット２０の前記記憶装置に閉モードが記憶され、エン
ジン始動時等においてエンジン回転数が立ち上がり目標
”？イドル回転数Ｎｌｌ１に向かって上昇する場合には
初期値として間モードが記憶されている。ここに、閉モ
ードとはＩＳＣバルブ１８を所定の手法により閉じ側に
制御してエンジン回転数Ｎｅを減少させる場合の制御モ
ードであり、開モードは逆にＩＳＯバルブ１日を所定の
手法により開き側に制御してエンジン回転＠　Ｎ　ｅを
増加させる場合の制御モードである。又、ｓ　′Ｆｏ　
ｐモードはエンジン回転数Ｎｅが、後述のように設定さ
れる不感帯領域内にあり、ＩＳＣバルブ１８を開き側に
も閉じ側にも作動させない制御モードである。エンジン
回転数Ｎｅが高回転運転領域から目標アイドル回転数Ｎ
ＩＤに向かって減速する場合（エンジン回転数が第１図
に示す１１時点以前の状態にある場合）には前述のとお
り初ＸＪＩ値として閉モードが設定されているのでステ
ップ５０の判別結果は肯定（Ｙｅｓ）となり、ステップ
５１に進む。

尚、上述の目標アイドル回転数Ｎ　Ｉｌｌは、例えば、
冷却水温センサ３２が検出する冷却水温度、エアコンス
イッチのオンオフ状態等により、エンジン１０のアイド
ル時における負荷状態に応じて設定される。

ステップ５１ではエンジン回転数Ｎｅが目標アイドル回
転数Ｎ、Ｉｌ以下で、且つ、所定下限回転数（ＮＩｌｌ
−α）より大きいか否かを判別する（第１図のし２時点
以前の斜線で示す不感帯領域にあるか否かを判別する）
。今、エンジン回転数Ｎｅは第１図のｔ１時点以前の減
速状態にあるので、この判別は否定になり、電子コント
ロールユニット２０は第５図のステップ５６に進み、エ
ンジン回転数Ｎｅが目標アイドル回転数ＮＩＤより大き
いか否かを判別し、エンジン回転数Ｎｅが目標アイドル
回転数ＮＩＤより大きい場合には閉モードに（ステップ
５８）、小さい場合には開モードに（ステップ５９）夫
々設定して第３図のステップ４８に進む。

ステップ４８では設定されたモード、及びエンジン回転
数Ｎｅと目標アイドル回転数Ｎ　１　（１との偏差ΔＮ
　（−Ｎ　ｅ　　ＮＩＤ）に応じた制御量、即ら、ＩＳ
Ｃバルブ１８の弁開度を演算設定する。この制御量の設
定方法は公知の方法であり、エンジン回転数Ｎｅが目標
アイドル回転数Ｎｌｌ１に近づくに従って制御ゲインが
小さくなるように、即ち、緩慢に制御するように制御量
が演算される。電子コントロールユニット２０はこのよ
うに演算したＩＳＯバルブ１Ｂの弁開度に対応してパル
スモータ１８ｂに駆動信号を出力し、バイパス空気量を
減少させる。

電子コントロールユニット２０がステップ３０．５０．
５１、及び４８を繰り返し実行すると、バイパス空気の
減少によりエンジン回転数Ｎｅが減少するが、第１図の
ｔ１時点に至ってエンジン回転数Ｎｅが前記所定上限回
転数（ＮＩＤ±α）を横切ってこれを下回っても５ＴＯ
Ｐモードに設定せず、引き続き閉モードが継続される。

そして、エンジン回転数Ｎｅが目標アイドル回転数Ｎ、
、を横切って下降しく第１図のむ２時点）、前記ステッ
プ５１の判別結果が肯定になると、即ち、エンジン回転
数Ｎｅが目標アイドル回転数１’ｌ＋ｏ以下で、且つ、
所定下限回転数（ＮＩＤ＋α）より大きい条件が成立す
ると、ステップ５４に進み、５ＴＯＰモードを設定して
今回プログラムの実行を終了する。５ＴＯＰモードに設
定された場合にはＩＳＣパルプ１８の制御は中断され、
ＩＳＣパルプ１８の弁開度は前回値、即ち、制御中断直
前の値が保持され、バイパス通路１７を介してエンジン
１０に供給されるバイパス空気量は増加も減少もしない
。

このようにエンジン回転数Ｎｅが目標アイドル回転数Ｎ
ｌｌ１を横切って下降した時点で初めて５ＴＯＰモード
に設定されるので、エンジン回転数Ｎｅは目標アイドル
回転数ＮＩＤ近傍で静定することになる。

５ＴＯＰモードが設定されると前記ステップ４０の判別
結果は肯定になり、電子コントロールユニット２０はス
テップ４２に進み、エンジン回転数Ｎｅが目標アイドル
回転数ＮＩＯより大きいか否かを判別し、エンジン回転
数Ｎｅが目標アイドル回転数Ｎ１．より大きい場合には
閉モードに（ステップ４３）、小さい場合には開モード
に（ステップ４４）夫々−旦設定してステップ４６に進
む。

そして、ステップ４６ではエンジン回転数Ｎｅと目標ア
イドル回転数Ｎ　Ｉ　Ｏとの偏差ΔＮの絶対値（＝　ｌ
　Ｎｅ　　Ｎ＋ｏｌ　）が所定値αより大きいか否か、
即ち、エンジン回転数Ｎｅが前記不感帯から外れている
か否かを判別する。エンジン回転数Ｎｅが不感帯内にあ
るとステ、プ４６の判別結果は否定になり、ステップ４
９に進み、前記ステップ４３又は４４で一旦設定したモ
ードに代えて５ＴＯＰモードに再び設定し直し、今回プ
ログラムの実行を終了する。エンジン回転数Ｎｅが不感
帯内にある限り（第１回のむ２時点からｔ４時点間）、
ステップ４９が繰り返し実行されることになり、■ＳＣ
バルブ１８は前回設定の弁開度に引き続き保持される。

エンジン回転数Ｎｅが不感帯内にある間に、例えばヘッ
ドランプが点灯されて電気負荷が増加すると（第１図の
し３時点）、エンジン回転数Ｎｅが下降を始める。エン
ジン回転数Ｎｅが不感帯内にある間（第１Ｆのｔ３時点
からむ４時点間）は引き続き５ＴＯＰモードが実行され
るが、エンジン回転数Ｎｅが前記所定下限回転数（Ｎ＋
ｏ−α）を下回って不感帯から外れると（第１図のＬ４
時点以降）、前記ステップ４６の判別結果が肯定となり
、前記ステップ４８に進み、モード及び偏差ΔＮに応し
た制御量が演算され、ＩＳＯバルブ１８はバイパス空気
量を増加させてエンジン回転数Ｎｅを上昇させるように
開弁される。尚、このとき前記ステップ４２の判別結果
は否定であり、ステップ４４において開モードが設定さ
れている。

開モードが設定されると、前記ステップ４０及び５０の
判別結果がいずれも否定になり、電子コントロールユニ
ット２０はステップ５２に進み、エンジン回転数Ｎｅが
目標アイドル回転数Ｎｌｌ１以上で、且つ、所定上限回
転数（Ｎ　＋　ｅ＋α）より小さいか否かを判別する（
第１図の１４時点からし５時点間の斜線で示す領域にあ
るか否かを判別する）。

エンジン回転数Ｎｅが目標アイドル回転６！ｌＮＩＤよ
り低い場合にはステップ５２の１１１別結果は否定にな
り、電子コントロールユニット２０は前記ステップ５６
に進み、エンジン回転数Ｎｅが目標アイドル回転数Ｎｌ
１ｌｌより大きいか否かを判別した後、ステップ５９に
おいて間モードを設定して第３図の前記ステップ４８に
進む。そして、エンジン回転数Ｎｅが目標アイドル回転
数Ｎ　１　（１を横切って上昇するまで（第１図のｔ５
時点）、開モードが引き続き実行される。

エンジン回転数Ｎｅが前記目標アイドル回転数Ｎ１Ｄを
横切って上昇して前記領域（所定上限回転数（Ｎ１．＋
α）より小で目標アイドル回転数ＮＩＤより大の領域）
に突入すると、前記ステップ５２の判別結果が肯定にな
り、ステップ５４において５ＴＯＰモードを設定して今
回プログラムの実行を終了する。そして、エンジン回転
数Ｎｅが不感帯内にいる限り（第１図のむ５時点からも
７時点間）、上述した同し手順に従って引き続き５ＴＯ
Ｐモードが実行され、ＩＳＣパルプ１８の弁開度は前回
値（第１図のｔ５時点直前に設定された値）に保持され
る。

次に、エンジン回転数Ｎｅが不感帯内にある間に電気負
荷等のエンジン負荷が急に軽減されるとエンジン回転数
Ｎｅが上昇を開始する（第１図のし６時点以降）。エン
ジン回転数Ｎｅが不感帯内にある間（第１図の１６時点
からｔ７時点間）は引き続き５ＴＯＰモードが実行され
るが、エンジン回転数Ｎｅが前記所定上限回転数（ＮＩ
Ｄ＋α）を上回って不感帯から外れると（第１図のし７
時点以降）、前記ステップ４６の判別結果が肯定となり
、前記ステン１４８が実行されてモード及び偏差ΔＮに
応じた制御量が演算される。このとき、［ＳＣパルプ１
８はバイパス空気量を減少させてエンジン回転数Ｎｅを
下降させるように閉弁される。尚、このとき前記ステッ
プ４２の判別結果は肯定であり、ステップ４３において
閉モードが設定されることになる。

以下、前述したと同じようにエンジン回転ｆｉＮｅが目
標アイドル回転数Ｎ　Ｉｌ＋を横切って下降するまで（
第１図のＬ８時点まで）閉モードの制御が実行され、そ
の後再び５ＴＯＰモードが実行される。斯くして、エン
ジン回転数Ｎｅは目標アイドル回転数ＮＩＤ近傍に静定
させることが出来、従来の制御方法のように不感帯の上
限回転数及び下限回転数近傍に静定してしまい、目標ア
イドル回転ｆｐｉＮ　Ｉ。

とオフセットが生じる不都合が解消される。

尚、上述の実施例ではバイパス通路１７に配設したＩＳ
Ｃバルブ１８を調整して吸気盪を増減し、アイドル回転
数を１１□１目ＩＩｌするようにしたが、本発明はこれ
に限定されず、吸気管１２途中に配設され、アクセルベ
クルに連動するスロットル弁１５の弁開度をアクチュエ
ータにより強制的に開閉させて吸気量を増減するように
してもよい。

又、本発明方法は吸気量を調整してアイドル回転数の制
御を行うようにしたが、イグナイタ装置２２に供給する
点火時期制御信号により点火時期進角量を調整してアイ
ドル回転数を制御する公知の方法に適用するようにして
もよい。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明の内燃エンジンのアイドル回
転数制御方法に依れば、エンジン回転数検出値が不感帯
の所定上限回転数以上のとき、エンジン回転数検出値が
目標アイドル回転数を槽切って下降するまで不感帯を設
定せず、エンジン回転数検出値が不感帯の所定下限回転
数以下のとき、エンジン回転数検出値が目標アイドル回
転数を横切って上昇するまで不感帯を設定しないように
してエンジン回転数が目標アイドル回転数を横切るまで
回転数制御を行うようにしたので、従来のアイドル回転
数制御方法のようにエンジン回転数が不感帯の上下限回
転数近傍に静定し、静定回転数と本来静定させたい目標
アイドル回転数との間にオフセットが生じるという不都
合が解消され、アイドル時のエンジン回転数を正確に目
標アイドル回転数近傍に制御することが出来るという優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を説明するためのエンジン回転数の
時間変化を示すタイミングチャート、第２図は本発明方
法を実施するアイドル回転数制御装置の全体構成を示す
ブロック図、第３図乃至第５図は、第２図に示す電子コ
ントロールユニット（ＥＣＵ）２０により実行される、
アイドル回転数制御手順を示すフローチャート、第６図
は従来の制御方法を説明するためのエンジン回転数の時
間変化を示すタイミングチャートである。 １０・・・内燃エンジン、１２・・・吸気通路、１５・
・・スロットル弁、１７・・・バイパス通路、１８・・
・ＩＳＣバルフ（バイパスバルブ）、２０・・・電子コ
ントロールユニット、２２・・・イグナイタ装置、２４
・・・ディストリビュータ、２６・・・点火栓、３０・
・・アイドルスインチ、３１・・・エンジン回転数セン
サ。 出願人　　三菱自動車工業株式会社 代理人　　弁理士　　長　門　侃　二 第２図 第３図 ＠４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃エンジンのアイドル運転時に、エンジン回転
   数検出値と目標アイドル回転数との偏差に応じ、前記内
   燃エンジンの作動を制御する制御量を、前記偏差を小に
   する方向に調整し、エンジン回転数検出値が前記目標ア
   イドル回転数より大きい所定上限回転数と前記目標アイ
   ドル回転数より小さい所定下限回転数間の不感帯内にあ
   るとき、前記制御量を変化させず、エンジン回転数を前
   記目標アイドル回転数近傍に制御するアイドル回転数制
   御方法において、エンジン回転数検出値が前記所定上限
   回転数以上のとき、エンジン回転数検出値が前記目標ア
   イドル回転数を横切って下降するまで前記不感帯を設定
   せず、エンジン回転数検出値が前記所定下限回転数以下
   のとき、エンジン回転数検出値が前記目標アイドル回転
   数を横切って上昇するまで前記不感帯を設定しないこと
   を特徴とする内燃エンジンのアイドル回転数制御方法。
2. （２）前記制御量は吸気量であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の内燃エンジンのアイドル回転数
   制御方法。
3. （３）前記制御量は点火時期進角量であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の内燃エンジンのアイド
   ル回転数制御方法。