JPH0214984B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジン回転数制御装置に関するもの
である。

自動車用エンジンにおいては、燃費向上あるい
は排出ガス低減を計るためアイドリング回転数を
下げる傾向がある。しかし、エンジン性能のバラ
ツキや経年変化等を考慮すると、アイドリング回
転数を低下させるには限界がある。そこで、アイ
ドリング回転数を長時間にわたつて正確にしかも
安定に制御する電子式の制御装置が用いられるよ
うになつてきた。

第１図は直流モータを用いてスロツトルバルブ
のストツパ位置を変化させることによりアイドリ
ング回転数を制御する従来装置を示し、１は点火
コイル、２は点火コイル制御装置、３は周期計測
回路、４は回転数演算回路、５は目標回転数演算
回路、６は偏差検出回路、７は制御パルス幅演算
回路、８はパルス幅カウンタ、９は制御周期カウ
ンタ、１０は制御信号発生回路、１１は駆動回
路、１２はスロツトルバルブ駆動装置、１３はス
ロツトルバルブ、１４はアクセルペダルである。
そして、スロツトルバルブ駆動装置１２は、直流
モータ１２１、直流モータ１２１の回転運動を直
線運動に変える減速機構１２２、アクセルペダル
１４の全閉位置を検出するアイドルスイツチ（ス
ロツトル位置検出器）１２３、減速機構１２２に
よつて直線運動するスロツトルストツパ１２４お
よびスロツトルバルブ１３と連動するカム機構１
２５とから成る。又、１５はアイドルスイツチ１
２３がオフからオンに変化する際に同期して作動
するタイマ、１６はタイマ１５の出力およびアイ
ドルスイツチ１２３からの信号によりアイドル状
態を検出するアイドル判別器である。

次に上記装置の動作を説明する。周期計測回路
３は点火コイル１に接続され、点火信号間の時間
間隔を計測する。回転数演算回路４は周期計測回
路３の出力即ち点火信号間の時間間隔を回転数の
重みを持つ回転数信号に変換する。目標回転数演
算回路５は目標アイドリング回転数を演算し、偏
差検出回路６へ演算結果を出力する。偏差検出回
路６は回転数演算回路４の出力と目標回転数演算
回路５の出力を比較し、その偏差を回転数偏差信
号として制御パルス幅演算回路７へ出力するとと
もに、演算回路４，５の出力信号間の大小関係を
示す信号を制御パルス幅演算回路７および制御信
号発生回路１０へ出力する。制御パルス幅演算回
路７は前記二種類の信号に応じた最適な直流モー
タ１２１の駆動時間を演算し、パルス幅カウンタ
８へ出力する。ここで、回転数偏差信号と直流モ
ータ１２１の駆動時間の関係を第２図に示す。第
２図において、横軸は回転数偏差を示し、縦軸は
駆動時間を示し、回転数偏差が不感帯回転数Nd
以内の領域では駆動時間は０であり、直流モータ
１２１は駆動されず、スロツトルストツパ１２４
の位置は変わらない。又、回転数偏差が０から右
側は実際のエンジン回転数が目標アイドリング回
転数より低い領域に相当し、この領域は直流モー
タ１２１を正転させてスロツトルストツパ１２４
を介してカム機構１２５を動かし、スロツトルバ
ルブ１３を開く場合の回転数偏差に対する駆動時
間の関係を示す。反対に回転数偏差が０の点より
左側は実際のエンジン回転数が目標アイドリング
回転数より高い領域に相当し、この領域は直流モ
ータ１２１を逆転させてスロツトルバルブ１３を
閉じる場合の回転数偏差に対する駆動時間の関係
を示している。

一方、制御周期カウンタ９は直流モータ１２１
を間欠駆動する周期を計数するカウンタであり、
第３図に示す一定周期Ｔ毎に出力信号をパルス幅
カウンタ８へ出力する。パルス幅カウンタ８はプ
リセツトカウンタで構成され、制御周期カウンタ
９が出力信号を出力した時点の制御パルス幅演算
回路７の出力値をプリセツトすると同時に一定時
間毎の減算を開始し、カウンタの内容が０になる
までの間減算計数動作を続けるとともに出力信号
を制御信号発生回路１０へ送出する。制御信号発
生回路１０は偏差検出回路６の出力信号から目標
アイドリング回転数と実際のエンジン回転数の大
小関係を判断し、実際のエンジン回転数が目標ア
イドリング回転数以下の場合はパルス幅カウンタ
８の出力信号を正転信号として出力端子１０１に
導き、また実際のエンジン回転数が目標アイドリ
ング回転数以上の場合はパルス幅カウンタ８の出
力信号を逆転信号として出力端子１０２へ導く。
ただし、制御信号発生回路１０はアイドルスイツ
チ１２３がオンの状態即ちアクセルペダル１４が
全閉状態でかつタイマ１５より回転数制御禁止信
号が出力されていない場合のみ各出力端子１０
１，１０２に信号を出力し、アイドリング回転数
制御を行うよう構成されている。駆動回路１１は
出力端子１０１に出力信号が発生している間直流
モータ１２１を正転させ、これによつてスロツト
ルストツパ１２４は押し出され、スロツトルバル
ブ１３が開き、エンジン回転は上昇する。また、
出力端子１０２に出力信号が発生している間直流
モータ１２１は逆転され、スロツトルストツパ１
２４は引き込まれ、スロツトルバルブ１３が閉じ
てエンジン回転は下降する。

ここで、エンジン回転数が安定するまでの動作
例を第３図を用いて説明する。今、アクセルペダ
ル１４が全閉位置にあり、時刻t₁以前にエンジン
負荷が増加し、エンジン回転数Ｎが目標アイドリ
ング回転数N₀以下になつた状態を示している。
時刻t₁における回転数がN₁であり、制御パルス
幅演算回路７の出力値は第２図でTP₁である。従
つて、パルス幅カウンタ８は時刻t₁から時間幅
TP₁の間出力を発生する。今、エンジン回転数Ｎ
は目標アイドリング回転数N₀以下であるからパ
ルス幅カウンタ８の出力は第３図ａのように制御
信号発生回路１０の出力端子１０１に導かれ、駆
動回路１１は時間幅TP₁の間直流モータ１２１を
正転させ、スロツトルストツパ１２４を押し出
す。この結果、スロツトルバルブ１３が開きエン
ジン回転数は上昇する。次に、時刻t₁から一定周
期Ｔの後の時刻t₂におけるエンジン回転数はN₂
である。この時点ではエンジン回転数N₂はまだ
N₀以下であり、前述と同様に時間幅TP₂の間直
流モータ１２１を正転させる。この結果、エンジ
ン回転数Ｎは上昇し、時刻t₃に達する前にＮと
N₀との差が不感帯回転数Nd以下となり、時刻t₃
においては直流モータ１２１を駆動する信号は出
力されない。以後は何らかの外乱によつて回転数
偏差が不感帯回転数Ndを越えるまで直流モータ
１２１は駆動されない。

次に、レーシング後などの減速時の動作につい
て第４図および第５図によつて説明する。加速状
態から時刻t₁₀において運転者がアクセルペダル
１４から足を離すことによりアイドルスイツチ１
２３がオフからオンに変化した後時刻Tdの間は
タイマ１５より回転数制御禁止信号が出力され
る。アイドル判別器１６はアイドルスイツチ１２
３がオン状態でもタイマ１５より回転数制御禁止
信号が出力されている場合は非アイドル信号を出
力し、回転数制御は行われない。従つて、第４図
のように減速状態の完了よりも時間Tdの方が長
い場合には時刻t₁₁において目標アイドリング回
転数N₀近傍に収束し、時刻t₁₂においてパワース
テアリングの作動や電気負荷の増大等により回転
数が低下しても回転数制御は行われない。時刻
t₁₃においてタイマ１５から回転数制御禁止信号
が出力されなくなるとアイドル判別器１６からア
イドル信号が出力され、回転数制御が開始され
る。このため、目標回転数N₀と実エンジン回転
数Ｎとの差に応じて制御信号発生回路１０から正
転信号が出力され、スロツトルバルブ１３の開度
が増加し、時刻t₁₄において許容回転数誤差範囲
に達する。

また、第５図のように減速前のエンジン回転数
が高くて減速時間が長い場合にはアイドルスイツ
チ１２３がオフからオンに変化して時間Td経過
したt₂₁においてもエンジン回転数Ｎは目標回転
数N₀の近傍まで低下しない。従つて、制御信号
発生回路１０から逆転信号が出力され、スロツト
ルバルブ１３の開度はエンジン負荷に対した開度
より閉じられる。時刻t₂₂において減速状態が完
了するとエンジン回転数Ｎは目標回転数N₀より
低下した後、正転信号によりスロツトル開度が修
正され、時刻t₂₃において目標回転数N₀に収束す
る。

以上述べたように、減速時における回転数制御
はスロツトル開度が所定値以上に達した後所定時
間は禁止しているが、減速時間の変動を考慮して
いないために減速状態が完了後も長時間回転数制
御を禁止して負荷変動に対する修正が遅れたり、
逆に減速状態の完了前に回転数制御を開始してエ
ンジン回転数の低下を招くなどの問題がある。

本発明は上記した従来の欠点を除去するために
なされたものであり、スロツトル開度等により減
速開始を検出し、エンジン回転数が所定回転数以
上から以下に変化した後に所定時間回転数制御を
禁止することにより減速状態完了後速やかに回転
数制御を開始して応答性が良好でかつ減速時回転
数の低下がないエンジン回転数制御装置を提供す
ることを目的とする。

以下本発明の実施例を図面とともに説明する。
第６図において、１７はアイドル時の目標回転数
N₀より少し高く設定された回転数N_Aとエンジン
回転数Ｎを比較する減速回転数検出器１８はアイ
ドルスイツチ１２３がオン状態においてエンジン
回転数ＮがN_A以上からN_A以下に変化後所定時間
Tdの間回転数制御禁止信号を出力するタイマ、
１９はタイマ１８、アイドルスイツチ１２３およ
び減速回転数検出器１７の各出力よりエンジンの
アイドル状態を検出するアイドル判別器である。

上記装置において、減速状態以外の動作は従来
と同様であり、減速時の動作を第７図のタイミン
グチヤートにより説明する。時刻t₃₀においてエ
ンジン回転数ＮはN_A以上であり、この状態でア
イドルスイツチ１２３がオンとなり減速が始ま
る。時刻t₃₁において回転数ＮがN_A以下となり減
速回転数検出器１７が高速信号から低速信号に変
化すると、その変化に同期してタイマ１８から
Tp時間回転数制御禁止信号が出力される。アイ
ドル判別器１９は回転数がN_A以上のとき又はア
イドルスイツチ１２３がオフのとき又はタイマ１
８より回転数制御禁止信号が出力されているとき
は非アイドル信号を出力し、このため減速状態が
完了する時刻t₃₂までは回転数制御は行われない。
時刻t₃₂以降は速やかに目標回転数に達するまで
制御される。エンジン回転数がN_Aから目標回転
数N₀まで低下するために要する時間は減速が開
始されたエンジン回転数等による影響が少いので
時間Tdを短く設定できる。

尚、上記実施例ではスロツトル開度制御式のエ
ンジン回転数制御装置について述べたが、エアバ
イパス制御式、点火時期制御式、空燃比制御式等
のエンジン回転数制御装置にも本発明は適用でき
る。また、上記実施例では電動モータ式のエンジ
ン回転数制御装置について説明したが、バキユー
ムダイヤフラム式や電流制御式のアクチユエータ
を用いた場合にも本発明は適用できる。

以上のように本発明においては、エンジンのア
イドル状態においてエンジン回転数が目標回転数
以上の設定回転数より高い状態から低い状態に変
化した際に所定時間回転数制御禁止信号を出力す
るタイマを設けている。このため、回転数制御は
減速状態完了後速やかに開始されることとなり、
応答性が良好でかつ減速時回転数の低下がないエ
ンジン回転数制御装置が得られる。又、エンジン
回転数が所定値以下になつた際に制御禁止信号を
スタートさせているので、車両の走行状態はもち
ろん車両の停止状態でもアイドリング制御を適正
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成図、第２図は従来およ
び本発明装置の特性図、第３〜５図は従来装置の
動作を示すタイミングチヤート、第６図は本発明
装置の構成図、第７図は本発明装置の動作を示す
タイミングチヤートである。 ４……回転数演算回路、５……目標回転数演算
回路、６……偏差検出回路、７……制御パルス幅
演算回路、８……パルス幅カウンタ、９……制御
周期カウンタ、１０……制御信号発生回路、１１
……駆動回路、１２……スロツトルバルブ駆動装
置、１２１……モータ、１２３……アイドルスイ
ツチ、１２４……スロツトルストツパ、１２５…
…カム機構、１３……スロツトルバルブ、１７…
…減速回転数検出器、１８……タイマ、１９……
アイドル判別器。尚、図中同一符号は同一又は相
当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 目標エンジン回転数を演算する目標エンジン
   回転数演算装置、エンジン回転数を検出するエン
   ジン回転数検出装置、エンジンがアイドル状態に
   あることを検出するアイドル状態検出手段、エン
   ジン回転数を調整するエンジン回転数調整手段、
   エンジン回転数が目標エンジン回転数より高い設
   定回転数より低い場合に低速信号を出力する減速
   回転数検出装置、アイドル状態においてエンジン
   回転数が前記設定回転数より高い状態から低い状
   態に変化してから所定時間回転数制御禁止信号を
   出力するタイマ、アイドル状態でかつ前記低速信
   号を受けるとともに前記回転数制御禁止信号を受
   けない状態において目標エンジン回転数演算装置
   の出力とエンジン回転数検出装置の出力の差信号
   に応じてエンジン回転数調整手段を制御する制御
   装置を備えたことを特徴とするエンジン回転数制
   御装置。