JPH0244040Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈技術分野〉 本考案は、内燃機関のアイドル回転数制御装置
に関する。

〈従来技術〉 内燃機関のアイドル回転数制御装置として、例
えば第６図に示すように、スロツトル弁１をバイ
パスする補助空気通路２の途中にアイドル制御弁
（ISCバルブ）３を設け、これにより補助空気量
を調節してアイドル回転数を制御するようにした
ものがある。アイドル制御弁３はロータリー式
で、図示しない開弁用コイルと閉弁用コイルとに
パルス信号が互いに反転された状態で送られるよ
うになつており、パルス信号のデユーテイ比に応
じて開度が調節される。尚、４はSPI（シング
ル・ポイント・インジエクシヨン）方式の燃料噴
射弁、５は熱線式エアフローメータ、６はブロー
バイガスの還流パイプである。

ところで、アイドル制御弁３へのパルス信号の
デユーテイ比は、次式によつて計算される制御値
ISCdyによつて決定される。尚、この制御値の単
位は％によつて表わされ、開弁用コイルがONに
なつている時間割合として出力される。

ISCdy＝ISCtw＋ISCet＋ISCfb ここで、ISCtwは冷却水温度（以下水温とい
う）依存の基本制御値、ISCetはエアコン、ギア
位置、加減速補正、始動後補正等の各種補正量、
ISCfbは後述するアイドル回転数のフイードバツ
ク制御（ISC）のためのフイードバツク補正量で
ある。

アイドル回転数のフイードバツク制御において
は、水温センサによつて検出される水温に依存す
る目標回転数と、クランク角センサからの回転角
信号又は点火コイルからの信号によつて検出され
る実際の回転数（以下実回転数という）とを比較
し、差がある場合に、その時の制御値に補正を加
えて目標回転数になるように制御するわけであ
り、このため、フイードバツク補正量ISCfbとい
うものを定めている。

そして、フイードバツク補正量ISCfbの値は積
分制御又は比例積分制御により変化させ、安定し
た制御としている。即ち、目標回転数と実回転数
とを比較し、実回転数が目標回転数より低（高）
い場合には、フイードバツク補正量ISCfbを微少
量（単位時間当たり一定量）ずつ増加（減少）さ
せていく。

〈考案が解決しようとする問題点〉 ところで、フイードバツク補正量ISCfbを増加
（減少）させる単位時間当たりの変化量、即ち積
分制御における積分分（Ｉ分）は、実験によつて
一定値に決定されていたため、内燃機関のバラツ
キにより機関に最も適合する積分分にならず、安
定したアイドル回転数制御が行えないという問題
があつた。

即ち、積分分が大き過ぎる場合には、オーバー
（アンダー）シユートによるハンチングを生じ、
アイドル回転が不安定となつたり、回転落ち込み
によるエンストを生じる惧れがある。また、積分
分が小さ過ぎる場合には、長い周期の回転変動が
起きると共に、目標回転数の変化に対する追従性
（過渡応答性）が低下するといつた問題がある。

本考案は、上記問題点に鑑みなされたものであ
り、内燃機関のバラツキによつてフイードバツク
補正量の積分制御における積分分が大きく又は小
さくなり過ぎることを防止して、安定したアイド
ル回転数制御を可能とすることを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 そのため本考案では、第１図に示すように、ア
イドル制御弁に出力されるパルス信号のデユーテ
イ比の基本制御値を水温等の機関運転状態に基づ
いて設定する基本制御値設定手段と、機関運転状
態に基づいて設定される目標回転数と実際の機関
回転数を比較して積分制御によりフイードバツク
補正量を増減して設定するフイードバツク補正量
設定手段と、前記フイードバツク補正量の増減方
向が反転する度に反転してからの経過時間を計測
する経過時間計測手段と、該経過時間計測手段に
よつて計測された経過時間が所定時間を越えると
きに経過時間に応じてフイードバツク補正量の積
分制御における積分分を増加させる積分分増加手
段と、実際の機関回転数と目標回転数との差が所
定値を越えるときにその差に応じてフイードバツ
ク補正量の積分制御における積分分を減少させる
積分分減少手段と、基本制御値にフイードバツク
補正量を加算してパルス信号のデユーテイ比の制
御値を演算する制御値演算手段と、この演算され
た制御値に基づくデユーテイ比のパルス信号をア
イドル制御弁に出力するパルス信号出力手段と、
を備えて内燃機関のアイドル回転数制御装置を構
成するようにする。

〈作用〉 かかる構成によると、例えば機関のバラツキに
よつてフイードバツク補正量の積分制御における
積分分が大き過ぎて、実回転数の目標回転数から
の最大偏差が大き過ぎるときには、その差に応じ
て積分分を減少させてオーバーシユート及びアン
ダーシユートを小さくしてハンチングを抑制する
ように制御する。

一方、積分分が小さ過ぎて、実回転数が長い周
期で変動するとき、即ち、フイードバツク補正量
の増減が反転してからの経過時間が所定時間を越
えるときには、その差に応じて積分分を増加させ
て、実回転数の変動周期を短くすると共に、過渡
応答性を向上させる。

〈実施例〉 以下に本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第２図にハードウエアの概略構成を示す。

アイドル制御弁３の制御のためのコントロール
ユニツト（以下Ｃ／Ｕと略す）１０への入力信号
としては、クランク角センサ１１からの例えば
180゜毎のリフアレンス信号と1゜毎のポジシヨン信
号、車速センサ１２からの車速信号、アイドルス
イツチ１３、ニユートラルスイツチ１４及びエア
コンスイツチ１５からのON・OFF信号、水温セ
ンサ１６からの水温信号等が入力されるようにな
つている。

また、Ｃ／Ｕ１０からの出力信号（アイドル制
御弁３へのパルス信号）は、位相反転ドライバー
等によつて互いに反転された状態で、アイドル制
御弁３の開弁用コイル３ａと閉弁用コイル３ｂと
に送られるようになつている。

ここにおいて、Ｃ／Ｕ１０は、第３図に示すフ
ローチヤート（アイドル制御弁３へのパルス信号
のデユーテイ比の制御値ISCdyの計算ルーチン）
に基づくプログラムに従つて、入出力操作並びに
演算処理等を行うようになつている。即ち、Ｃ／
Ｕ１０は、本実施例において、基本制御値設定手
段、フイードバツク補正量設定手段、経過時間計
測手段、積分分増加手段、積分分減少手段、制御
値演算手段及びパルス信号出力手段を兼ねるもの
である。

次に第３図のフローチヤートについて説明す
る。

SIでは、水温センサ１６によつて検出される水
温Twから基本制御値ISCtwを設定する。尚、こ
の設定は、予めＣ／Ｕ１０内のROMに水温Tw
をパラメータとする基本制御値ISCtwのマツプを
記憶させておき、そのマツプから検索することに
より行つても良いし、或いは演算により行つても
良い。

Ｓ２では、ニユートラルスイツチ１４及びエア
コンスイツチ１５のON・OFF信号からエアコ
ン・ギア位置補正量ISCatを設定する。この
ISCatは、エアコン使用時やオートマチツクトラ
ンスミツシヨンのＤレンジ等の負荷が大きいほど
補正量を多くするようにしてある。

Ｓ３では、車速センサ１２からの車速信号及び
アイドルスイツチ１３のON・OFF信号等から加
減速補正量ISCtrを設定する。このISCtrは、減速
時はインテークマニホールド負圧が高くなるのを
防止し、発進時にはクラツチ接続時のエンストを
防止するように設定される。

Ｓ４では、ISC条件（ISCを行う領域）である
か否かを判定する。具体的には、スロツトル弁の
全閉状態を検出するアイドルスイツチ１３がON
（スロツトル弁が全閉位置）でかつニユートラル
スイツチ１４がONのとき、又はアイドルスイツ
チ１３がONでかつ車速センサ１２によつて検出
される車速が所定値以下のときに、ISC条件が成
立するものとして、次のＳ５へ進む。

Ｓ５では、水温センサ１６によつて検出される
水温Twから目標回転数Nsを検索或いは演算によ
つて設定する。

Ｓ６では、Ｓ５で設定され目標回転数Nsとク
ランク角センサ１１によつて検出される実回転数
Ｎとの最大偏差ΔNと、フイードバツク補正量
ISCfdの増減方向が反転する度に計測される反転
してからの経過時間ΔTと、を読み込む。そし
て、以下のＳ７〜Ｓ１０において、予め実験によ
つて設定されるフイードバツク補正量ISCfdの積
分制御における積分分（以下Ｉ分と略す）を増減
補正する。

即ち、Ｓ７では、規定経過時間ΔTs（例えば
0.5sec）と実際の経過時間ΔTとを比較して、ΔT
がΔTsを越えるときには、Ｓ８においてＩ分を
増加補正設定する。このＩ分の増加分ΔIは、例
えば次式によつて求められる。

ΔI＝Ｉ／10×ΔT／ΔTs（Ｉは実験によつて設
定されたＩ分） このように、ΔTの大きさに比例するΔIを実験
によつて予め設定されたＩ分に加えることによつ
てＩ分を増加補正設定する。

一方、Ｓ９では、目標回転数Nsに対する実回
転数Ｎの最大偏差ΔNと規定回転数ΔNs（例えば
100rpm）とを比較して、ΔNがΔNsを越えると
きには、Ｓ１０においてＩ分を減少補正設定す
る。このＩ分の減少分ΔIは、前述の増加分ΔIと
同様に、例えば次式によつて求められる。

ΔI＝Ｉ／10×ΔN／ΔNs このように、ΔNの大きさに比例するΔIを実験
によつて予め設定されたＩ分から減少させてＩ分
の減少補正設定する。

尚、Ｓ８及びＳ１０において設定されるＩ分の
増減補正は、実回転数Ｎが目標回転数Nsを横切
つて時点で行うようにする。

Ｓ１１では、目標回転数Nsと実回転数Ｎとを
比較して、積分制御によりISCfdを設定する。即
ち、Ns＞Ｎの場合は、Ｓ１３で積分制御に基づ
いてISCfdを前回の値に対し所定量増大させ、Ns
＜Ｎの場合は、Ｓ１２で積分制御に基づいて
ISCfdを前回の値に対し所定量減少させる。尚、
Ｓ７若しくはＳ９でYESと判定され、積分制御
におけるＩ分の増減補正設定がなされ、かつ、こ
の補正設定後に実回転数Ｎが目標回転数Nsを横
切つたときには、積分制御におけるＩ分の増減補
正が実行されるため、Ｓ１２及びＳ１３における
ISCfdの増大若しくは減少は、通常（Ｓ７及びＳ
９でNOと判定された場合）に比べてその増減率
が増大若しくは減少される。また、Ｓ１１におい
て、Ns＝Ｎ（不感帯を含む）の場合には、ISCfd
を前回の値のままとする。

Ｓ１４では、制御値ISCdyを次式によつて計算
する。

ISCdy＝ISCtw＋ISCat＋ISCtr＋ISCfd そして、計算された制御値ISCdyをＳ１５で出
力して、ISCdyに相当するデユーテイ比のパルス
信号が、アイドル制御弁３の開弁用コイル３ａ及
び閉弁用コイル３ｂに与えられる。

尚、Ｓ４でISC条件が成立しないときは、フイ
ードバツク制御を行うことなくＳ１４へジヤンプ
して制御値ISCdyの計算を行う。

かかる構成のアイドル回転数制御によつて、内
燃機関のバラツキによるハンチングの増大、又は
長い周期の回転変動及び過渡応答性の低下を良好
に防止することができる。

即ち、第４図に示すように、フイードバツク補
正量ISCfdの積分制御における積分分（Ｉ分）が
大き過ぎて、実回転数Ｎが目標回転数Nsを大き
く上回る（若しくは下回る）場合には、ΔNの大
きさに応じたＩ分の減少設定が行われ、次に実回
転数Ｎが目標回転数Nsを横切つたときに減少補
正が実行される。このため、ΔNを小さくするこ
とができ、オーバー（アンダー）シユートによる
ハンチングの発生を抑止できる。また、ΔNの大
きさに応じてＩ分の減少補正量が設定されるた
め、一定割合で減少補正量が設定する場合に比
べ、ΔNを適度に小さくして回転数の変動を小さ
くすることができる。

一方、第５図に示すように、Ｉ分が小さ過ぎて
回転数の変動周期が大きく、ISCfdの増減設定が
反転（実回転数Ｎが目標回転数Nsを横切つたと
き）してからの経過時間ΔTが規定経過時間ΔTs
を上回るような場合には、Ｉ分の増加設定が行わ
れ、次に実回転数Ｎが目標回転数Nsを横切つた
ときにＩ分の増加補正が実行される。このため、
経過時間ΔTを短縮することができ、過渡応答性
を向上させることができる。また、上記に述べた
Ｉ分の減少補正のときと同様に、ΔTの大きさに
応じて増加補正設定が行われるためΔTを短縮し
て回転数変動周期を適度に短縮することができ
る。

〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案によると、フイー
ドバツク補正量の増減方向の反転からの経過時間
及び実回転数と目標回転数との差に応じて、フイ
ードバツク補正量の積分制御における積分分を増
減させるようにしたことにより、機関のバラツキ
等によつて前記積分分が大き過ぎたり小さ過ぎた
りすることを防止できる。

このため、オーバー（アンダー）シユートによ
るハンチングが発生することを防止でき、かつ、
目標回転数の変動に対する追従性（過渡応答性）
を向上させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成を示すブロツク図、第２
図は本考案の実施例を示すハードウエア概略構成
図、第３図は同上実施例における制御を示すフロ
ーチヤート、第４図は同上実施例において積分分
が大き過ぎた場合の制御を示すグラフ、第５図は
同上実施例において積分分が小さ過ぎた場合の制
御を示すグラフ、第６図はアイドル制御弁の一例
を示すスロツトルチヤンバの断面図である。 １……スロツトル弁、２……補助空気通路、３
……アイドル制御弁、１０……Ｃ／Ｕ、１１……
クランク角センサ、１２……車速センサ、１３…
…アイドルスイツチ、１４……ニユートラルスイ
ツチ、１５……エアコンスイツチ、１６……水温
センサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スロツトル弁をバイパスする補助空気通路に、
   パルス信号によつて駆動されそのデユーテイ比に
   応じて開度が調節されるアイドル制御弁を備える
   内燃機関において、機関の運転状態に基づいてパ
   ルス信号のデユーテイ比の基本制御値を設定する
   基本制御値設定手段と、機関運転状態に基づいて
   設定される目標回転数と実際の機関回転数を比較
   して積分制御によりフイードバツク補正量を増減
   して設定するフイードバツク補正量設定手段と、
   前記フイードバツク補正量の増減方向が反転する
   度に反転してからの経過時間を計測する経過時間
   計測手段と、該経過時間計測手段によつて計測さ
   れた経過時間が所定時間を越えるときに経過時間
   に応じてフイードバツク補正量の積分制御におけ
   る積分分を増加させる積分分増加手段と、実際の
   機関回転数と目標回転数との差が所定値を越える
   ときにその差に応じてフイードバツク補正量の積
   分制御における積分分を減少させる積分分減少手
   段と、基本制御値にフイードバツク補正量を加算
   してパルス信号のデユーテイ比の制御値を演算す
   る制御値演算手段と、この演算された制御値に基
   づくデユーテイ比のパルス信号をアイドル制御弁
   に出力するパルス信号出力手段と、を備えたこと
   を特徴とする内燃機関のアイドル回転数制御装
   置。