JPH0243903B2

JPH0243903B2 -

Info

Publication number: JPH0243903B2
Application number: JP57067896A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Ootsuka; Katsumi Okazaki; Tadataka Nakasumi; Katsuhiko Yokooku
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1982-04-22
Filing date: 1982-04-22
Publication date: 1990-10-02
Also published as: JPS58183840A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、エンジンのアイドル回転制御装置に
関し、特にエンジンの諸条件に応じ最も好ましい
回転数でエンジンのアイドル運転が行なわれるよ
うにするアイドル回転制御装置に関する。

一般に、自動車用エンジンにおいては、停車時
すなわちエンジンのアイドル状態でのエンジン回
転数は、安定した運転状態が得られる限度で、で
きるだけ低く抑えられる。しかし、このエンジン
回転数を通常の運転条件で設定すると、冷間始動
時のように、エンジンが低温である場合、混合気
の霧化あるいは気化状態が悪いこと、潤滑油粘度
が高いこと等により、エンジンの回転速度をある
程度以上上昇させないと安定したアイドル運転を
行なうことができない。このため従来のエンジン
では、機関温度が所定値以下の場合、アイドル状
態でのエンジンのスロツトル弁開度を若干増加し
てアイドル回転速度を上昇させ安定したアイドル
運転ができるようにした、いわゆるフアーストア
イドル制御を行なうようにしたものがある。

しかしながら、このフアーストアイドル制御で
は、エンジンの実際の温度に最も適したアイドル
回転速度に制御できないという問題があつた。ま
た、このフアーストアイドル制御は、エンジンの
負荷を全く考慮していないが、アイドル運転は必
ずしも完全な無負荷状態の下で行なわれるとは限
らず、自動変速機のトルクコンバータの駆動、空
調機の駆動、照明器具の点灯による負荷が加わる
ことは稀ではなく、この負荷によりエンジンのア
イドル回転数に変動を生じる。従つて、種々の負
荷条件の下で、エンジンアイドル回転数を望まし
い値に維持することは重要な課題となる。

このような状況の下で、アイドル回転数をある
運転条件下で設定した目標回転数に一致させるべ
く電気的にフイードバツクコントロールする方法
が提案されている。例えば、実開昭55―137234号
に開示されたアイドリング回転数制御装置は、上
述の空調機の使用等の諸条件を入力情報の形態で
演算装置に入力し、この演算装置においてそれぞ
れの入力情報の組み合わせに応じた最も好適な目
標アイドル回転数を演算し、次いでこの目標アイ
ドル回転数と回転検出器によつて検出した実際ア
イドル回転数とを比較して両回転数の差を検出
し、この両回転数の差に比例したデユーテイ比を
もつパルスを出力させ、この出力に基づき電気作
動制御装置をしてダイヤフラム式負圧応動手段を
制御させ、これによつてエンジンのスロツトル弁
の開度を制御して所望のアイドル回転数に自動制
御するものである。

ところが、こうした従来のアイドリング回転数
制御装置は、通常の条件の下ではある程度満足な
結果を与えることは考えられるが、アイドル運転
時の流体式自動変速器の変速位置のシフトによる
負荷変動によつて回転数が変化して始めて制御量
が変わるという帰還制御方式を採用しているた
め、回転数が安定するまでの目標アイドル回転数
からの偏差が大きく応答が遅いという欠点があ
る。

このアイドル回転数制御の応答性を向上させる
ため、特開昭54―113725号公報に開示された内燃
機関の無荷時回転数自動制御方法においては、負
荷変化自体を検出してそれによる回転数変化を予
測し、これによつて上記した帰還制御に予測制御
を追加する方式を採つている。

しかしながら、この自動制御方法においては、
上記予測制御を、エンジンの温度状態を考慮せず
に行なつているため、エンジン温度が低い場合に
は、エンジン回転数が所期の目標回転数のように
は上がらず、むしろ負荷がかかる初期状態におい
ては一時的に急激に下がり、このためエンジンス
トツプを起してしまうおそれがあつた。

そこで本発明は、エンジンが低温状態の場合の
負荷変動時のアイドル回転制御における上記した
ような欠点のない新規なエンジンのアイドル回転
制御装置を提供することを目的とするものであ
る。

本発明によるエンジンのアイドル回転制御装置
は、エンジン回転速度を検出する回転検出器、前
記エンジン回転速度を調節するため、エンジン回
転速度の増減に係わる制御パラメータをコントロ
ールするアクチユエータ、エンジンの温度を検出
するエンジン温度検出器、このエンジン温度検出
器で検出されるエンジン温度を含むエンジンの運
転状態に応じ、少なくともエンジン温度がエンジ
ン暖機完了時の温度より低いときにはエンジン温
度がエンジン暖機完了時の温度より高いときに対
して目標アイドル回転速度を高く設定する目標ア
イドル回転速度設定手段、アイドル時に、前記回
転検出器で検出される実際アイドル回転速度と前
記目標アイドル回転速度とを比較して前記両速度
の差を検出し、この両速度の差に基づいて制御信
号を設定する制御信号設定手段、該制御信号設定
手段の出力を受け、アイドル回転速度が前記目標
アイドル回転速度となるように前記アクチユエー
タを駆動制御するため、このアクチユエータに前
記制御信号設定手段により設定された制御信号を
出力する制御手段、各種負荷状態の変化を検知し
て検知信号を発生する負荷検知器、アイドル時
に、この負荷検知器から前記検知信号を受けたと
き前記制御信号設定手段により設定された制御信
号に対してエンジン増速方向の補正信号を前記ア
クチユエータに与える補正手段、および前記エン
ジン温度検出器により検出したエンジン温度がエ
ンジン暖機完了時の温度より低いとき、エンジン
温度が上がるのに伴つて補正量が小さくなるよう
に、エンジン増速方向への補正量を高める方向に
前記補正信号を調整する補正増量手段からなる。

以上の構造の本発明のエンジンのアイドル回転
制御装置によれば、上記補正増量手段が上記アク
チユエータに与えるエンジン増速方向の補正信号
を、エンジン低温時にその温度に応じて増量し
て、エンジンの回転速度を更に上昇させるように
したので、エンジンの低温時において、各種負荷
状態が変化したとき、例えば、各種負荷が不作用
状態から作用状態になつたときにも、エンジン回
転速度が急激に落ちることがなく、従つてエンジ
ンストツプの恐れがなく望ましい状態でエンジン
のアイドル運転を行なうことができる。

以下添付図面を参照しつつ本発明の好ましい実
施例によるエンジンのアイドル回転制御装置を説
明する。

第１図は、エンジン１に組み込まれた本発明の
アイドル回転制御装置２の構成機能図である。

エンジン１は、通常のエンジンと同様シリンダ
３およびこのシリンダ３に嵌合したピストン４を
有しており、このシリンダ３の上部には吸気ポー
ト５および排気ポート６が形成されている。この
吸気ポート５および排気ポート６には、それぞれ
のポートを開閉するための吸気弁７および排気弁
８が設けられている。

上記吸気ポート５および排気ポート６には、そ
れぞれ吸気系９および排気系１０が連結されてい
る。吸気系９は、吸気管部１１、スロツトル弁１
２および吸気マニホルド１３を備えている。吸気
管部１１の入口端にはエアクリーナ１４が設けら
れており、このエアクリーナ１４の下流には吸気
管部１１を流れる空気量を検出するためのエアフ
ローセンサ１５が配されている。また、吸気管部
１１のスロツトル弁１２より上流側には、エアフ
ローセンサ１５によつて検出した流入空気量、お
よびエンジン回転数センサ１６によつて検出した
エンジン１の回転数に応じた量およびタイミング
で燃料を噴射する燃料噴射装置１７が設けられて
いる。この燃料噴射装置１７は、マイクロコンピ
ユータ１８によつて駆動制御される。

吸気管部１１には、スロツトル弁１２の上流側
と下流側を連通するためバイパス通路１９が設け
られている。このバイパス通路１９には、このバ
イパス通路１９を流れる空気あるいは混合気の流
量を制御するための例えばパルスモータで開閉動
作が行なわれる流量制御弁２０が配設されてい
る。この流量制御弁２０の開閉の制御は、上記コ
ンピユータ１８によつて行なわれる。このコンピ
ユータ１８には、上記エアクローセンサ１５から
の流入空気量情報D₁および上記エンジン回転数
センサ１６からの実際アイドル回転数情報D₂の
他、例えばスロツトル弁１２の閉状態を検出して
エンジン１のアイドル運転状態を検出するアイド
ル検出装置２１からのアイドル運転情報D₃、エ
ンジン１の温度を検出する水温センサ２２からの
エンジン温度情報D₄、および流体式自動変速機
（図示せず）の変速位置の指示、空調装置のON
―OFFの指示等の各種負荷の作動状態の指示を
行なう負荷スイツチ２３からの負荷情報D₅等の
エンジン運転状態情報が入力される。

次に以上説明した構造のアイドル回転制御装置
の作動を第２図のフローチヤートを参考にしなが
ら説明する。なお、この第２図のフローチヤート
において左側に付したフローチヤート記号〜
が制御の１サイクルであり、エンジンの回転に同
期して例えば１回転１サイクルの制御が行なわれ
る。

エンジンが始動してコンピユータ１８が作動す
ると、まずアイドル運転情報D₃によりアイドル
運転か否かが判定される。ここで、アイドル運
転であると判定されると、水温センサ２２、負荷
スイツチ２３によりエンジン温度、クーラ作動状
態等の運転状態が検出され、次いで情報D₄，
E₅に基づき目標アイドル回転数Nsetが演算され
、この目標アイドル回転数Nsetはコンピユー
タ１８のメモリに記憶される。なお目標回転数
Nsetは、情報D₄のみに基づいて設定してもよい。
この後、実際アイドル回転数Nrpm（情報D₂によ
る）が検出され、この実際アイドル回転数
Nrpmもコンピユータ１８に入力される。コンピ
ユータ１８は、中央演算部において、演算した目
標アイドル回転数Nsetと、検出した実際アイド
ル回転数Nrpmとを用いて、式ｌ＝（Nset−Nrpm）＋ｌｌ：積分出力値を演算し、この演算された積分出力値ｌによる
パルス数のパルス状制御信号S₁を発生する。こ
の制御信号S₁は、そのパルス数に応じて流量制御
弁２０の開度を調節するためのものである。

この後、コンピユータ１８は、負荷スイツチ２
３からの負荷情報D₅を受け、この情報D₅に基づ
き空調装置等の負荷がON状態にあるか、あるい
はOFF状態にあるかを判定する。負荷がOFF
の場合には、制御信号S₁をそのままの状態で流量
制御弁２０へ供給し、制御信号S₁の大きさに応じ
た開度で流量制御弁２０を開き、バイパス通路
１９を介して混合気を流して吸気量を増減し、こ
れによつて通常のアイドル回転数の制御を行な
う。この制御の態様を第３図に実線で示す。

一方、負荷がONの場合には、その負荷の大き
さに応じた補正信号S₂を、負荷始動時のエンジン
回転数の一時的立下がり時間だけ発生する。次
いで、制御回路１８は、水温センサ２２からの情
報D₄に基づき、エンジン温度が所定温度以下か、
すなわちエンジン１が低温状態にあるかを判定す
る。この判定がNOのときは、補正信号S₂によ
つて制御信号S₁を上記時間だけ補正増量し、負
荷に関する補正信号S₂による見込制御を行ないつ
つアイドル回転数の制御を行なう。この制御の態
様を第３図に鎖線で示す。他方、判定がYES
のときは、上記補正信号S₂をエンジン温度が低く
ければ低いほど大きくなるように増量し（補正信
号の大小がパルス数の大小で表わされたときに
は、パルス数を増加する）補正信号S₃を発生す
る。この補正信号S₃も上記時間だけ発生されるも
のである。次いで、この補正信号S₃によつて制御
信号S₁を上記時間だけ補正増量し、負荷とエン
ジン温度に関する補正信号S₃による見込制御を行
ないつつアイドル回転数の制御を行なう。この制
御の状態を第３図に破線で示す。

以上を繰り返すことにより、アイドル回転数の
諸条件に従う制御が行なわれる。

なお、第４図は本実施例をアナログ回路で構成
したものを示す。この図に示されているように、
水温センサ２２には、設定電圧発生器３０接続さ
れている。この設定電圧発生器３０は、上記水温
センサ２２からのエンジン温度情報D₄に応じた
電圧Vsetを発生するものであり、この電圧Vset
が、上述の目標アイドル回転速度Nsetに対応す
るものである。この電圧Vsetは、比較器３１の
一方の入力端に入力される。

一方、エンジン回転数センサ１６には、回転数
−電圧変換器３２が接続されており、この変換器
３２は、回転数センサ１６によつて検出されたエ
ンジンの実際アイドル回転数Nrpmに比例した電
圧Vrpmを発生する。この電圧Vrpmは、比較器
３１の他方の入力端に入力される。

比較器３１は、２つの電圧VsetとVrpmとを比
較し、その差に比例した電気信号を出力する。こ
の電気信号は、積分器３３に入力され、この積分
器３３はこの電気信号を、式ｌ＝（Nset−Nrpm）＋ｌｌ：積分出力値に基づいて積分し、電圧である制御信号V₁を出
力するものである。

積分器３３の出力端は、流量制御弁２０を駆動
制御する駆動回路路３４の入力端に接続されてい
る。この駆動回路３４は、積分器３３からの制御
信号V₁を受けて、この制御信号V₁の電圧値に応
じたパルス数を制御パルスＰを発生するものであ
る。この駆動回路３４には、見込み補正回路３５
が接続されており、この見込み補正回路３５に
は、角荷スイツチ２３およびタイマ３６が接続さ
れているとともに、水温センサ２２に接続された
補正量制御回路３７に接続されている。見込み補
正回路３５は、負荷スイツチ２３からの情報D₅
に応じて、タイマ３６によつて定められた時間だ
け見込み補正信号S₄を出力するものであり、補正
量制御回路３７は、水温センサ２２からのエンジ
ン温度情報D₄に基づきエンジン温度の低温程度
に応じた補正量制御信号S₅を出力する。エンジン
１が低温状態のときには、上記見込み補正信号S₄
を補正量制御信号S₅によつて増量補正をし、この
増量した補正信号S₄によつて駆動回路３４が発す
べき制御パルスＰを補正する。次いで、この見込
み補正された制御パルスＰを流量制御弁２０へ供
給し、この制御パルスＰのパルス数に応じた開度
で流量制御弁２０を開き、バイパス通路１９を介
して混合気を流して吸気量を増大し、これによつ
て負荷とエンジンの低温程度に応じた見込み制御
を行ないつつアイドル回転数の制御を行なう。

なお、以上説明し実施例においては、本発明
を、吸気管路に並設したバイパス通路を開閉して
見込制御を行なう形式のものに適用するものにつ
いて説明したが、本発明は、スロツトル弁をダイ
ヤフラム装置等で直接作動して見込制御を行なう
形式のものについても適用できることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、エンジンに組み込まれた本発明のア
イドル回転制御装置の構成機能図、第２図は、本
発明のアイドル回転制御装置の作動の１例を示す
フローチヤート、第３図は、本発明のアイドル回
転制御装置によるアイドル回転制御の態様の１例
を示すグラフ、第４図は、本発明のアイドル回転
制御装置におけるアナログ回路の１例を示すブロ
ツクダイヤグラムである。１……エンジン、２……アイドル回転制御装
置、９……吸気系、１６……エンジン回転数セン
サ、１７……燃料噴射装置、１８……コンピユー
タ、１９……バイパス通路、２０……流量制御
弁、２１……アイドル検出装置、２２……水温セ
ンサ、２３……負荷スイツチ。

Claims

【特許請求の範囲】

１エンジン回転速度を検出する回転検出器、前
記エンジン回転速度を調節するため、エンジン回
転速度の増減に係わる制御パラメータをコントロ
ールするアクチユエータ、エンジンの温度を検出
するエンジン温度検出器、このエンジン温度検出
器で検出されるエンジン温度を含むエンジンの運
転状態に応じ、少なくともエンジン温度がエンジ
ン暖機完了時の温度より低いときにはエンジン温
度がエンジン暖機完了時の温度より高いときに対
して目標アイドル回転速度を高く設定する目標ア
イドル回転速度設定手段、アイドル時に、前記回
転検出器で検出される実際アイドル回転速度と前
記目標アイドル回転速度とを比較して前記両速度
の差を検出し、この両速度の差に基づいて制御信
号を設定する制御信号設定手段、該制御信号設定
手段の出力を受け、アイドル回転速度が前記目標
アイドル回転速度となるように前記アクチユエー
タを駆動制御するため、このアクチユエータに前
記制御信号設定手段により設定された制御信号を
出力する制御手段、各種負荷状態の変化を検知し
て検知信号を発生する負荷検知器、アイドル時
に、この負荷検知器から前記検知信号を受けたと
き前記制御信号設定手段により設定された制御信
号に対してエンジン増速方向の補正信号を前記ア
クチユエータに与える補正手段、および前記エン
ジン温度検出器により検出したエンジン温度がエ
ンジン暖機完了時の温度より低いとき、エンジン
温度が上がるのに伴つて補正量が小さくなるよう
に、エンジン増速方向への補正量を高める方向に
前記補正信号を調整する補正増量手段からなるエ
ンジンのアイドル回転制御装置。