JPH0134286B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関用アイドル回転制御装置に関
し、更に詳細に述べると、アイドル回転速度を自
動的に、又は手動により調節することができるよ
うにした内燃機関用アイドル回転制御装置に関す
る。

一般に、内燃機関のアイドル回転速度は、安定
した回転が得られる限度内においてなるべく低い
速度に設定されるのが好ましいが、最適なアイド
ル回転速度はその時々の運転条件に応じて定まる
ものである。例えば、機関の冷却水温度が所定値
以下の場合には、アイドル回転速度を上昇させた
所謂フアーストアイドル制御を冷却水温等に応じ
て自動的に行なう装置も提案されている。このよ
うな装置は、例えば特開昭58−183841号公報に開
示されているが、アイドル回転速度は、また、停
車時の暖房温度を上げる等の理由から、運転者が
手動で調節することができるようになつているこ
とが望まれる場合が多々ある。このため、従来か
ら、運転席にアイドル回転速度調節用のツマミを
設け、これによりアイドル回転速度を所望の値に
調節するようにした装置が実用に供されている
が、この装置では、アイドル回転速度の自動調節
を行なうことができず、不便であるという問題点
を有している。このほか、アイドル回転速度の手
動調節用のつまみを所定の位置に位置決めするこ
とにより自動調節に切換えられるようにした構成
も考えられる。しかし、このような構成では、手
動調節によるアイドル回転速度の設定を行なつた
後、自動調節に切り換えるため調節用のつまみの
位置調節を行なつても、自動調節へ切り換えるた
めの位置に調節用のつまみが正確に位置決めされ
ず、高アイドル回転速度状態のまま走行しつづけ
燃費の低下の原因となる虞れがある。

本発明の目的は、したがつて、内燃機関のアイ
ドル回転速度を手動で所望の値に調節することが
できる上に、その調節のための部材の操作によつ
てアイドル回転速度の調節モードを自動調節モー
ドに確実に切り換えることができるようにした内
燃機関用アイドル回転制御装置を提供することに
ある。

本発明の特徴は、アイドル回転速度の目標値を
出力する目標値出力手段を備え、該目標値出力手
段からの出力に応答して内燃機関のアイドル回転
速度が上記目標値に維持されるよう上記内燃機関
の速度を制御するように構成された内燃機関用ア
イドル回転制御装置において、上記目標値出力手
段が、上記内燃機関の運転パラメータのうちの少
なくとも１つに応答して定められる第１アイドル
回転速度を示す第１信号を演算出力する第１演算
手段と、手動調節部材を含み該手動調節部材の操
作によつて任意の所望のアイドル回転速度に応じ
たレベルの指令信号を出力する信号発生手段と、
該指令信号に応答し該指令信号により示される第
２アイドル回転速度を示す第２信号を演算出力す
る第２演算手段と、上記手動調節部材と作動可能
に連結され上記手動調節部材が所定の調節位置範
囲に入つている場合に所要の作動状態とされるス
イツチと、該スイツチの作動状態に応答し上記第
１信号又は上記第２信号のうちのいずれか一方を
上記目標値出力手段の出力として選択する選択手
段とを備えた点にある。

以下、図示の実施例により本発明を詳細に説明
する。

第１図には、本発明によるアイドル回転制御装
置を適用した内燃機関制御装置の一実施例のブロ
ツク図が示されている。内燃機関制御装置１は、
燃料噴射ポンプ２から燃料の噴射供給を受けるデ
イーゼル機関３の速度制御を行なうための電子式
調速装置である。制御ユニツト４には、デイーゼ
ル機関３の速度を示す速度信号S₁、デイーゼル機
関３の冷却水温を示す水温信号S₂及びアクセルペ
ダル（図示せず）の踏込量を示すアクセル信号S₃
が、速度検出器５、冷却水温検出器６及びアクセ
ル検出器７から夫々入力されると共に、アイドル
速度設定器８からの指令信号S₄が入力されてい
る。アイドル速度設定器８は、運転者によつて手
動調節される可変抵抗器９の一方の固定端子９ａ
に直流電圧＋Ｖが印加され、他方の固定端子９ｂ
は固定抵抗器１３を介してアースされている。こ
の固定抵抗器１３には、可変抵抗器９に連結され
ており可変抵抗器９の操作によりオン、オフされ
るスイツチ１４が並列に接続されており、該スイ
ツチ１４は、可変抵抗器９の摺動端子９ｃの回転
位置θが回転位置θ₁より小さくなるとオフで、回
転位置θ₂より大きくなるとオンとなるように調節
されている。従つて、摺動端子９ｃの回転位置θ
を０から最大値θ_naxまで変化させることにより、
第２図に示す如くそのレベルＬが変化する指令信
号S₄が出力される。即ち、指令信号S₄のレベルＬ
は、０＜θ＜θ₁の範囲ではほぼ直流電圧＋Ｖのレ
ベルに等しいが、θ＝θ₁となつてスイツチ１４が
オンとなると、レベルＬは、レベルL_aにまで一
挙に低下し、以後、レベルＬは、摺動端子９ｃの
回転位置θの変化に従つて直線的に変化すること
になる。尚、可変抵抗器９による上述の調節は、
例えば、運転席に設けられた図示しないノブを運
転者が手動で操作することにより行えるように構
成することができる。このようにして出力される
指令信号S₄は、手動調節時の目標アイドル回転速
度を示すと共に、アイドル回転速度の手動調節／
自動調節の切換を指示する信号としても使用され
ている。

制御ユニツト４は、指令信号S₄のレベルに応じ
て、アイドル回転速度を自動又は手動で設定され
た目標アイドル回転速度に制御するための演算、
及び部分負荷時又は最大負荷時における機関速度
の制御を行なうための演算を行ない、これらの演
算結果に応じた駆動信号S₅によつて、燃料噴射ポ
ンプ２の燃料調節部材１０に連結されているアク
チエータ１１が駆動される。燃料調節部材１０に
は位置センサ１２が連結されており、燃料調節部
材１０の調節位置P_aを示す位置信号Ｐが位置セ
ンサ１２から出力される。位置信号Ｐは、制御ユ
ニツト４にフイードバツク信号として入力されて
おり、このフイードバツク信号を含んで構成され
た閉ループ制御により、燃料調節部材１０が所要
の位置に位置決めされ、デイーゼル機関３の速度
制御が行なわれる。

第３図には、制御ユニツト４の構成を示す詳細
ブロツク図に示されている。制御ユニツト４は、
速度信号S₁、水温信号S₂及び指令信号S₄に応答し
て所要の目標アイドル回転速度を得るのに必要な
アイドル噴射量Q_iを演算し、この演算結果を示す
第１出力信号A₁を出力する目標アイドルＱ演算
部２１と、速度信号S₁及びアクセル信号S₃に応答
しその時々の所要の走行速度を得るのに必要な目
標走行噴射量Q_dを演算し、この演算結果を示す
第２出力信号A₂を出力する目標走行Ｑ演算部２
２と、速度信号S₁に応答しその時々の機関速度に
おける最大噴射量Q_fを演算し、その演算結果を
示す第３出力信号A₃を出力するフルＱ演算部２
３とを有している。これらの各演算部２１，２
２，２３においては、予め定められたマツプに基
づいて各演算が行なわれる。

第１出力信号A₁と第２出力信号A₂とは最大値
選択部２４に入力され、ここでより大きい噴射量
を示す出力信号が選択され、この選択された出力
信号が第１選択信号A_naxとして出力される。従
つて、例えばアクセルペダルの踏込量が零の場合
には、第１出力信号A₁が第１選択信号A_naxとし
て出力される。第１選択信号A_naxは、更に、第
３出力信号A₃と共に最小値選択部２５に入力さ
れ、ここでより小さい噴射量を示す出力信号が第
２選択信号A_nioとして取出される。

このようにして取出された第２選択信号A_nio
は、所要の調速特性に従つてデイーゼル機関３を
運転するに必要なその時々の燃料噴射量を示す信
号であり、この第２選択信号A_nioは変換部２６に
おいて、第２選択信号A_nioによつて示される噴射
量を得るのに必要な燃料調節部材１０の位置を示
す目標位置信号P₀に変換される。

目標位置信号P₀は、その時々の燃料調節部材
１０の実際の位置を示す位置信号Ｐと、加算部２
７において図示の極性で加算され、両信号の差分
に応じた誤差信号Ｅが加算部２７から出力され
る。誤差信号Ｅは、PID演算部２８において、
PID制御を行なうために必要な演算処理が施さ
れ、この演算処理結果が得られた信号が駆動信号
S₅としてアクチエータ１１に印加される。

アクチエータ１１が駆動信号S₅により駆動され
て燃料調節部材１０の位置調節が行なわれると、
その調節結果が位置信号Ｐの変化として制御ユニ
ツト４側にフイードバツクされ、Ｐ＝P₀となる
よう、閉ループ制御による燃料調節部材位置の制
御が行なわれる。

第４図には、目標アイドルＱ演算部２１の詳細
ブロツク図が示されている。目標アイドルＱ演算
部２１は、水温信号S₂に応答してその時々の冷却
水温に従つた最適な目標アイドル回転速度を演算
し、この演算結果に従う自動調節用の目標アイド
ル回転速度N_Aを示す第１信号M₁を出力する第１
演算部２９と、指令信号S₄に応答し指令信号S₄の
レベルに従つたアイドル回転速度を演算し、この
演算結果に従う手動調節用の設定アイドル回転速
度N_Mを示す第２信号M₂を出力する第２演算部３
０とを有している。第１及び第２信号M₁，M₂は
選択スイツチ３１に夫々入力されており、いずれ
か一方の信号が選択的に取り出されるように構成
されている。

指令信号S₄は、また、比較部３２に入力されて
おり、比較部３２において、指令信号S₄のレベル
Ｌが第２図に点線で示すレベルL₁より小さいか
否かの比較が行なわれる。Ｌ＞L₁の場合には選
択スイツチ３１が実線で示す状態に切換えられ一
方、Ｌ≦L₁の場合には選択スイツチ３１が点線
で示す状態に切換えられるよう、比較部３２の出
力信号C₁によりスイツチ３１が制御される。指
令信号S₄のレベルＬは第２図に示すように、回転
位置θの値がθ₁より大きいか小さいかによつて、
即ち、スイツチ１４がオフかオンかによつてレベ
ルL₁より充分大きく又は小さくなるよう変化す
るので、比較部３２におけるレベル比較動作を確
実に行なうことができ、信頼性の高い、安定した
切換動作を期待することができる。このように、
可変抵抗器９が所定の調節位置範囲に入つている
場合にスイツチ１４がオン状態となり、これに応
答して第１信号M₁が選択される構成である。こ
の構成によると、スイツチ１４の操作は車室内の
運転席に設けられた可変抵抗器９の調節用つまみ
により操作されるので、運転者はスイツチ１４が
切り換えられたことを確実に知覚することができ
る。したがつて、アイドル回転速度の制御の自
動／手動の切換を確実に行なわせることができ、
手動調節に切換えられたまま走行を続ける等の事
態の発生の防止に役立つものである。

選択スイツチ３１によつて選択された第１信号
M₁又は第２信号M₂は、速度信号S₁が入力されて
いる加算器３３に入力され、図示の極性で加算さ
れる。加算器３３からの加算結果を示す速度偏差
信号M₃は変換部３４に入力され、ここで、速度
偏差信号M₃により示される速度偏差に応じた噴
射量に変換され、この噴射量を示す信号が第１出
力信号A₁として出力される。

このような構成によると、運転者により可変抵
抗器９が調節され、その摺動端子９ｃの回転位置
θが回転位置θ₁より小さい範囲に入つていると、
スイツチ１４がオンとなり、選択スイツチ３１は
実線で示される切換状態となり、アイドル運転モ
ードになつた場合、第１演算部２９により演算さ
れた目標アイドル回転速度N_Aにてアイドル運転
が行なわれるよう、デイーゼル機関３の速度制御
が制御ユニツト４によつて行なわれる。一方、θ
≧θ₁となるとスイツチ１４はオフとなり、選択ス
イツチ３１は点線で示される切換状態となり、ア
イドル運転モードになつた場合、指令信号S₄によ
り設定された所望の設定アイドル回転速度N_Mで
アイドル運転が行なわれる。

このように、アイドル運転時の目標速度を、水
温を考慮した最適なアイドル運転速度N_A又は運
転者により設定された所要のアイドル運転速度
N_Mのいずれにも自由に切換えることができる上
に、その切換は可変抵抗器９の回転位置θを調節
するだけでよいので、頗る簡単であり、特別なス
イツチを操作パネル上に設ける必要がないので、
省スペースを図ることができる上に、操作の簡単
化及びコストの低減を期待することができる。

また、運転者は、調節モードを切り換えるため
のスイツチ１４の作動を調節用の適宜の操作部材
を通して知覚できるので、所要の切り換えが行な
われたか否かを確実に知ることができ、操作ミス
を確実に防止しうるものである。

第１図に示した制御ユニツト４は、また、マイ
クロコンピユータを用い、所要の制御プログラム
を実行させることにより、第３図及び第４図に示
した回路の動作と同等の制御動作を実行させるこ
とが可能である。

第５図には、このような制御プログラムの一例
がフローチヤートにて示されている。ステツプ51
において、先ず、各信号S₁乃至S₄及びＰが検出さ
れ、コンピユータ内にデータとして入力される。
これらの入力データに基づいて、噴射量Q_i及び
Q_dの演算がステツプ52，53において夫々行なわ
れ、噴射量Q_iとQ_dとの大小判別がステツプ54に
おいて行なわれる。Q_i≧Q_dの場合には目標噴射
量ＱとしてQ_iがセツトされ（ステツプ55）、一方、
Q_i＜Q_dの場合には目標噴射量ＱとしてQ_dがセツ
トされる（ステツプ56）。しかる後、ステツプ57
において噴射量Q_fの演算が実行され、この噴射
量Q_fと目標噴射量Ｑとの大小比較が行なわれる
（ステツプ58）。Ｑ≧Q_fの場合にのみ目標噴射量
ＱをQ_fに変更し（ステツプ59）、ステツプ60に進
む。

ステツプ６０では、上述の如くして得られた目
標噴射量Ｑが、この噴射量Ｑを得るに必要な燃料
調節部材の位置P_rに変換され、位置信号Ｐによつ
て示される現在の燃料調節部材位置P_aとの差分
△Ｐが演算される（ステツプ61）。差分△Ｐには、
PID制御のために必要な演算処理が施された後
（ステツプ62）、その結果が駆動信号S₅として出力
され（ステツプ63）、再び最初のステツプ51に戻
る。

第６図には、噴射量Q_iを演算するためのステツ
プ52の詳細フローチヤートが示されている。噴射
量Q_iの演算のためのフローチヤートについて説明
すると、先ず、アイドル速度設定器８によりセツ
トした指令信号S₄のレベルＬが所定のレベルL₁
より大きいか否かの判別がステツプ71にて行なわ
れ、Ｌ≧L₁であれば、機関の冷却水温を考慮し
たその時々機関の運転条件に見合つたアイドル回
転速度N_Aが演算され、目標アイドル回転速度N_i
としてこの速度N_Aがセツトされる（ステツプ72，
73）。一方、Ｌ＜L₁であれば、アイドル速度設定
器８において設定された指令信号S₄に従うアイド
ル回転速度N_Mが演算され、目標アイドル回転速
度N_iとしてこの速度N_Mがセツトされる（ステツ
プ74，75）。

ステツプ76において、上述の如くして得られた
目標アイドル回転速度N_iと速度信号S₁によつて
示されるその時々の実際の機関速度N_Eとの差分
△N_iが演算され、次のステツプ77において、△
N_iが相応する燃料噴射量に変換されると共に、
PI制御のための演算処理が行なわれ、この演算
結果が噴射量Q_iとして出力される。

尚、上記実施例では、デイーゼル機関の調速装
置に本発明を適用した場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、他の全
ての内燃機関のアイドル回転速度制御に適用する
ことができ、上述の実施例の場合と同様の優れた
効果を期待することができるものである。

本発明によれば、上述の如く、手動調節部材の
操作のみによつて、アイドル運転速度の目標値を
運転者が任意に決定することができる上に、水温
等の機関の運転条件を考慮した最適なアイドル運
転速度目標値による制御又は運転者により設定さ
れた所要のアイドル運転速度目標値による制御の
いずれかを簡単に選択することもでき、且つその
切り換えを行なうため手動調節部材に連結されて
いるスイツチの作動をこの手動調節部材を通して
運転者が容易に確認できるので、上述したアイド
ル機関速度の制御の自動／手動の切り換えを手動
調節部材の操作によつて運転者が間違いなく確実
に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるアイドル回転制御装置を
適用した内燃機関用制御装置の一実施例のブロツ
ク図、第２図は指令信号の特性線図、第３図は第
１図の制御ユニツトの構成を示す詳細ブロツク
図、第４図は第３図の目標アイドルＱ演算部の詳
細ブロツク図、第５図、第６図は第３図及び第４
図に示した回路と同等の制御をマイクロコンピユ
ータにより行なわせるための制御プログラムのフ
ローチヤートである。 １……内燃機関装置、２……燃料噴射ポンプ、
３……デイーゼル機関、４……制御ユニツト、５
……速度検出器、６……冷却水温検出器、８……
アイドル速度設定器、９……可変抵抗器、９ｃ…
…摺動端子、１０……燃料調節部材、１４……ス
イツチ、２１……目標アイドルＱ演算部、２９…
…第１演算部、３０……第２演算部、３１……選
択スイツチ、３２……比較部、S₁……速度信号、
S₂……水温信号、S₄……指令信号、M₁……第１
信号、M₂……第２信号、A₁……第１出力信号、
Ｐ……位置信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アイドル回転速度の目標値を出力する目標値
   出力手段を備え、該目標値出力手段からの出力に
   応答して内燃機関のアイドル回転速度が前記目標
   値に維持されるよう前記内燃機関の速度を制御す
   るように構成された内燃機関用アイドル回転制御
   装置において、前記目標値出力手段が、前記内燃
   機関の運転パラメータのうちの少なくとも１つに
   応答して定められる第１アイドル回転速度を示す
   第１信号を演算出力する第１演算手段と、手動調
   節部材を含み該手動調節部材の操作によつて任意
   の所望のアイドル回転速度に応じたレベルの指令
   信号を出力する信号発生手段と、該指令信号に応
   答し該指令信号により示される第２アイドル回転
   速度を示す第２信号を演算出力する第２演算手段
   と、前記手動調節部材と作動可能に連結され前記
   手動調節部材が所定の調節位置範囲に入つている
   場合に所要の作動状態とされるスイツチと、該ス
   イツチの作動状態に応答し前記第１信号又は前記
   第２信号のうちのいずれか一方を前記目標値出力
   手段の出力として選択する選択手段とを備えたこ
   とを特徴とする内燃機関用アイドル回転制御装
   置。