JPH0313412B2

JPH0313412B2 -

Info

Publication number: JPH0313412B2
Application number: JP2038685A
Authority: JP
Inventors: Eiji Kanehisa; Hiroshi Ebino; Yoshinori Okino
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-02-04
Filing date: 1985-02-04
Publication date: 1991-02-22
Also published as: JPS61178535A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、アイドリング時のエンジンに対する
吸入空気量を空調装置等の負荷に対応して調整す
ることによりエンジン回転数を制御するようにし
たエンジンのアイドル回転数制御手段に関するも
のである。

（従来技術）従来のエンジン（主として自動車用エンジン）
のアイドル回転数制御装置は、一般にエンジンの
スロツトル弁をバイパスするように吸入空気のバ
イパス通路を形成するとともに、このバイパス通
路にスロツトル弁の最小開度状態（アイドル状
態）における吸入空気量を調整する空気量調整手
段（電磁弁）を設け、エンジンの実際の回転数と
設定された所定目標回転数との回転数の偏差に応
じて当該空気量調整手段をフイードバツク制御す
ることによりアイドル目標回転数で運転するよう
に構成されている。

ところが、このような構成の場合、エンジン回
転数のフイードバツク制御の基準となる制御パラ
メータとしては、エンジン回転数のみしか考慮さ
れていないために、アイドル運転状態において、
エンジン負荷となる空調機用コンプレツサが投入
されたり、オートマチツク車で変速機のシフトレ
バーをパーク状態またはニユートラル状態からド
ライブ状態に切換えたようなときには全くフイー
ドバツク制御がなされることなくエンジン負荷が
急変することから、一時的にエンジン回転数が急
激に低下することになり、ラフアイドルとなつて
運転者に違和感を与える。また、場合によつては
エンジンストールの原因となる。

そこで、このような欠点を解消するために、上
記のような負荷変動を負荷スイツチによつて検出
し、その検出信号によつて上記空気量調整手段を
作動させて所定期間内エンジンへの吸入空気量を
増量制御するようにしたものが公知である（例え
ば、特開昭54−98413号公報参照）。

ところで、このような負荷量に対応して吸入空
気量の調整を行なうエンジンのアイドル回転数制
御装置においても、最近の電子制御化の波の中に
あつて学習制御システムが導入されてきている。
この学習制御システムは、システム自体の運転条
件や環境条件の変化をシステム自身のコントロー
ラがモニターして、当該条件の変化に応じて本来
のフイードバツク制御のデータ値を一定の周期で
更新して行き常に最新のデータに基づいてシステ
ムの現状に最適な制御を行なうようになつてい
る。

従つて、このような学習制御システムを上述の
従来技術に応用した場合、負荷補正量は例えば空
調機器等負荷の稼動条件、環境条件（外気温等）
の変化によつて学習制御値が常に更新されること
になり、上記負荷の運転停止時（負荷スイツチの
OFFによる停止と駆動源であるエンジンの停止
に伴う停止の両方を含む）の最終制御値が次の負
荷運転開始時の制御値として使用されることにな
る。

ところが、このような制御システムによると、
特定の負荷、例えば上述の空調機器の内のクーラ
のように環境条件としての外気温の変化によつて
負荷量の絶対値自体が相当に大きく変動（後述）
するものの場合には、運転停止によつて学習制御
機能が停止していることから運転開始時に本来必
要な制御値と前データ値とが大きく相違する場合
を生じ実際の負荷量に対応した吸入空気量の調整
を行なうことができず、大きなラフアイドル状態
を引き起こす問題がある。

なお、上述の外気温の変化によつてクーラ自体
の絶対負荷量が変動するのは、例えは外気温が高
くなると冷凍サイクル中のコンデンサの凝縮能力
が低下するために当該冷凍サイクル中のコンプレ
ツサー吐出側の圧力が高くなり、コンプレツサー
負荷が増大するためである。

（発明の目的）本発明は、上記の問題を改善するためになされ
たもので、負荷の運転開始に際して、その運転休
止期間前後の環境条件の変化量を検出し、この検
出値によつて前回の学習制御値を補正することに
より、ラフアイドルの発生を防止したエンジンの
アイドル回転数制御装置を提供することを目的と
するものである。

（目的を達成するための手段）本発明は、上記の目的を達成するために、エン
ジンの実回転数を検出する回転数検出手段と、エ
ンジンのアイドル目標回転数を設定する目標回転
数設定手段と、上記エンジンの実回転数と目標回
転数との偏差に基づいて所定のフイードバツク制
御量を出力するフイードバツク制御手段と、負荷
装置のエンジンへの負荷ONを検出する負荷検出
手段と、該負荷検出手段の出力を受け当該負荷に
対応するあらかじめ記憶した制御量を出力する負
荷補正手段と、該負荷補正手段の制御量を負荷
ON時の制御結果に基づいて上記エンジンの回転
数の変動を抑える方向に記憶更新する学習制御手
段と、上記フイードバツク制御手段と負荷補正手
段との出力を受けエンジン回転数を調整する回転
数調整手段とを備えてなるエンジンのアイドル回
転数制御装置において、上記負荷装置ON時の環
境条件を検出する環境条件検出手段と、上記負荷
補正手段の補正制御量を、上記学習制御手段によ
つて最終更新した上記負荷装置の運転停止前にお
ける検出環境条件と該最終更新された制御量を使
用して負荷補正される負荷運転再開時の当該負荷
装置の検出環境条件との環境条件差に基づいて補
正する制御量補正手段とを設けてなるものであ
る。

（作用）上記の手段によると、最終的な負荷補正手段に
よる補正量が負荷の運転休止期間前後の環境条件
の差に対応して補正されることになる。従つて、
学習値がいまだ新な環境条件に対応して更新され
ていない状態でも上記補正作用により実質的に更
新されたのと同様の作用を得ることができ、エン
ジンのラフアイドル現象を防止することができ
る。

（実施例）先ず、最初に第１図を参照して本発明実施例の
システムの概略を説明し、その後要部の制御の説
明に入る。

第１図において、符号１は自動車用のエンジン
本体であり、吸入空気はエアクリーナを介して外
部より吸入され、その後エアフロメータ２、スロ
ツトルチヤンバ３を経て各シリンダに供給され、
また燃料は後述のECU９によつて制御されるフ
ユーエルインジエクタ５により噴射されるように
なつている。そして、上記シリンダへの吸入空気
の量は、上記スロツトルチヤンバ３内に設けられ
ているスロツトル弁６によつて制御され、その量
はエアフロメータ２によつて検出される。スロツ
トル弁６は、アクセルペダルに連動して操作さ
れ、アイドル運転状態では、殆ど閉じた状態（最
小開度）に維持される。

一方、上記スロツトルチヤンバ３には、上記ス
ロツトル弁６をバイパスしてバイパス通路７が設
けられており、このバイパス通路７にはアイドル
時のエンジン回転数制御のための回転数調整手段
となる電磁弁（絞り弁）８が設けられている。従
つて、アイドル運転状態では、上記エアフロメー
タ２を経た吸入空気は、その一部が上記バイパス
通路７を介して各シリンダに供給されることにな
り、その供給量は上記電磁弁８によつて調整され
る。この電磁弁８は、エンジンコントロールユニ
ツト（以下、ECUと略称する）９より供給され
る制御パルス信号（以下、単に制御信号と言う）
のデユーテイー比Ｄによつてその開閉状態が制御
される。

この場合、上記デユーテイー比Ｄは次式によつ
て演算される。

Ｄ＝D_B＋D_L＋D_FB＋D_Lｃ但し、 D_B：基本項 D_L：負荷補正項 D_FB：フイードバツク補正項 D_Lｃ：学習補正項 ECU９は、例えばマイクロプロセツサ（CPU）
を中心とし、メモリ（ROMおよびRAM）およ
びインターフエース（Ｉ／Ｏ）回路を備えて構成
されている。そして、このECU９の上記インタ
フエース回路には例えばクーラ負荷の負荷スイツ
チよりなる負荷検出手段２０により検出されたエ
ンジン負荷の検出信号（ON、OFF信号）、例え
ばサーミスタよりなる環境条件検出手段２１によ
り検出された外気温検出信号（Ｔ）、例えばポテ
ンシヨメータにより検出されたスロツトル弁６の
開度信号（TVO）、上記エアフロメータ２によつ
て検出された吸入空気量検出信号、エンジン回転
数検出手段１９により検出されるエンジン回転数
（Ｎ）、スタータスイツチ２２のキーオンによるエ
ンジン始動信号（Ｓ）が各々入力される。

尚、符号１０は、３元触媒コンバータ１１を備
えた排気管を示している。

次に、以上の制御装置の制御動作を第２図を参
照して詳細に説明する。

最初に制御動作がスタートされると、先ず所定
の時間間隔で上述した各種の入力情報、すなわ
ち、実際のエンジン回転（Ｎ）、スロツトル弁６
の開度（TVO）、外気温検出信号Ｔが読み込まれ
（ステツプS₁）、次いでこれらの情報を基にして現
在の運転状態が第３図に示すようなアイドル運転
領域にあるか否かが判断される（ステツプS₂）。
即ち、エンジン回転数（Ｎ）が所定値（N_E）以
下でスロツトル弁６の開度が最小開度状態
（TVOmin）のときに、アイドル運転領域と判断
し、他方上記エンジン回転数（Ｎ）が上記の所定
値（N_E）よりも高く、スロツトル弁６の開度が
最小開度（TVOmin）よりも所定値以上大きい
ときには非アイドル運転領域と判断する。

そして、アイドル運転領域にある場合（YES）
には、さらに次のステツプS₃で上述の負荷スイツ
チがONになつているか否かを判断した上で負荷
スイツチがON（YES）の場合には当該ON状態が
エンジン始動後最初（運転開始）のものであるか
否かの判断（ステツプS₅）に進む。

他方、上記ステツプS₂で当該運転状態が非アイ
ドル運転領域にある場合（NO）には、そのまま
ステツプS₄のオープンループ制御による一定の目
標値（待ち受け量：Ｄ＝D_EXT）の設定動作に移
り、その後当該目標値（D_EXT）を後述のステツプ
S₂₂で最終制御出力（固定）として出力して制御
動作を終了する。この目標値は例えば前フイード
バツク制御動作の最終値を基準にして設定する。

一方、上述のステツプS₅で負荷スイツチのON
状態が、エンジン始動後最初のものである場合
（YES）には、運転休止による環境条件（この実
施例の場合は外気温）の変化が想定されることか
ら、前運転状態での最終（記憶）値（外気温T_E）
が現在の外気温Ｔとどのように変化しているか、
その変化量（△Ｔ＝Ｔ−T_E）を先ずステツプS₆
で演算する。そして、次にその変化量（△Ｔ）を
基にして第４図の特性に示されるデユーテイー比
可変のための学習値補正係数〔Ｋ＝ｆ（△Ｔ）〕の
演算（ステツプS₇）を行なう。そして、次のステ
ツプS₈では、当該学習値補正係数(K)によつて吸入
空気量決定のための上記デユーテイー比算出式の
負荷補正項D_Lの演算を行ない負荷に対応した補
正量を決定する。その後、上記デユーテイー比算
出式の基本項D_Bの演算（ステツプS₉）を行なつ
た上で、さらにエンジンの目標回転数Noの演算
を行なう（ステツプS₁₀）。なお、ステツプS₃で負
荷スイツチがONとなつていない場合、並びに負
荷がONでもステツプS₅で当該ON状態がエンジ
ン始動後最初でない場合は負荷補正量または環境
条件の変化が学習値を補正する程度にまでは大き
くない場合と判断されるから、共にステツプS₆、
S₇の演算は行なわず、負荷スイツチがONでない
場合（NO）はそのままステツプS₉に、また負荷
スイツチがONでもエンジン始動後最初のもので
ない場合（NO）はステツプS₈に移行する。

上記ステツプS₁₀での目標回転数Noの演算値
は、上記ステツプS₈で演算された負荷補正項D_L
の値とステツプS₉で演算された基本項D_Bの値に
よつて決定され、この目標回転数Noに対して正
負方向に所定のヒステリシス（±α）を付与した
値、No−α、No＋αをそれぞれ第１、第２の基
準値として実際のエンジン回転数Ｎと比較する
（ステツプS₁₁，S₁₂）。

すなわち、先ずステツプS₁₁では、上記実際の
エンジン回転数Ｎが上記第１の基準値No−α以
下であるか否かを判断し、YESの場合には上記
デユーテイー比算出式のフイードバツク補正項
D_FBの値を所定値△D_FBだけ大きくする（ステツ
プS₁₃）一方、NOの場合には、さらにステツプ
S₁₂で上記第２の基準値No＋α以上であるか否か
を判断し、YESの場合には上記フイードバツク
補正項値D_FBの値を所定値△D_FBだけ逆に小さく
する（ステツプS₁₄）。これによつて、エンジン回
転数Ｎが目標回転数Noの所定設定値範囲内（No
±α）に収束するようにフイードバツク量が決定
される。そして、その後、最終的な制御出力（Ｄ
＝D_B＋D_L＋D_FB＋Ｋ・D_Lｃ）の演算（ステツプ
S₂₁）を行なつて、当該演算値を最終制御出力と
して出力（ステツプS₂₂）し、制御動作を終了す
る。

一方、上記ステツプS₂₁の制御出力Ｄの演算に
際し、上記ステツプS₁₂での判断（No＋α≦
Ｎ？）がNOの場合には、上記によらずさらに次
に述べるステツプS₁₅〜S₂₀の他の制御動作が行な
われる。

すなわち、ステツプS₁₂での判断がNOの場合
は、実際に検出されたエンジン回転数Ｎが第１の
基準値No−αよりは大きいが第２の基準値No＋
αよりは小さい値（No−α＜Ｎ＜No＋α）にあ
る場合であるから、結局実際のエンジン回転数Ｎ
が設定目標値の範囲内にあることを意味する。従
つて、この場合には、ステツプS₁₅で先ず学習条
件の成立を判断する。このステツプS₁₅での学習
条件の成立の判断は、通常の状態では想定できな
い異常高温であるとか、システム自体に異常があ
る場合を不成立（NO）、そうでなければ成立
（YES）として判断する。

上記学習条件の成立判断の結果、YES（成立）
の場合には、新な学習値成立として上述の学習値
補正係数Ｋを上記第４図の外気温変化△Ｔの値に
対しＫ＝１（補正量なし）に設定（ステツプS₁₆）
した後にさらに学習値（記憶外気温）T_Eを当該
温度Ｔに設定（ステツプS₁₇）する。そして、さ
らにその時のフイードバツク補正項D_FBの値が０
よりも大きいか否か、すなわち所定のフイードバ
ツク制御量が正負いずれの方向に必要とされてい
るかを判断（ステツプS₁₈）し、YES（D_FB＞０）
の場合（正）には負荷補正用の学習値D_Lｃを前
学習値D_Lｃよりも△D_Lｃだけ大きい値D_Lｃ＋△
D_Lｃに設定するとともにフイードバツク補正項
D_FBの値を当該△D_Lｃだけ小さい値D_FB−△D_Lｃ
に設定（ステツプS₁₉）した上で上述の最終制御
出力の演算動作に移る。他方、NOの場合（負）
には、学習値D_Lｃを前学習値D_Lｃよりも△D_Lｃ
だけ小さい値D_Lｃ−△D_Lｃに設定するとともに
フイードバツク補正項D_FBの値を△D_Lｃだけ大き
な値D_FB＋△D_Lｃに設定した後に上述の最終制御
出力の演算動作（ステツプS₂）に移る。

以上のようにして、新しい学習補正項の値によ
る正しい学習制御が行なわれるようになるまでの
間、環境条件の変化量に応じて学習補正項の値が
実質的に補正（Ｋ・D_Lｃ）され、最適な吸入空
気量の制御が行なわれる。

なお、上述の実施例の説明においては、負荷が
クーラの場合を例として説明したが、この負荷は
クーラに限られるものではなく環境条件の変化に
よつてエンジンの負荷量が変動する種々の場合、
例えばオートマチツク車のトルクコンバータやパ
ワーステアリングの作動に対応したエンジン回転
数の制御等にも同様に適用することができ同様の
作用効果を得ることができる。すなわち、これら
の場合にも外気温の変化によつてオイル自体の粘
性が変化し、そのために結局エンジン負荷の変動
を招来することになるからである。

（発明の効果）本発明は、以上に説明したように、エンジンの
実回転数を検出する回転数検出手段とエンジンの
アイドル目標回転数を設定する目標回転数設定手
段と、上記エンジンの実回転数と目標回転数との
偏差に基づいて所定のフイードバツク制御量を出
力するフイードバツク制御手段と、負荷装置のエ
ンジンの負荷ONを検出する負荷検出手段と、該
負荷検出手段の出力を受け当該負荷に対応するあ
らかじめ記憶した制御量を出力する負荷補正手段
と、該負荷補正手段の制御量を負荷ON時の制御
結果に基づいて上記エンジンの回転数の変動を抑
える方向に記憶更新する学習制御手段と、上記フ
イードバツク制御手段と負荷補正手段との出力を
受けエンジン回転数を調整する回転数調整手段と
を備えてなるエンジンのアイドル回転数制御装置
において、上記負荷装置ON時の環境条件を検出
する環境条件検出手段と、上記負荷補正手段の補
正制御量を、上記学習制御手段によつて最終更新
した上記負荷装置の運転停止前における検出環境
条件と該最終更新された制御量を使用して負荷補
正される負荷運転再開時の当該負荷装置の検出環
境条件との環境条件差に基づいて補正する制御量
補正手段とを設けたことを特徴とするものであ
る。

従つて、本発明によると、最終的に負荷補正手
段による補正量が負荷の運転休止期間前後の環境
条件の差に対応して補正されることになる。従つ
て、学習値がいまだ新な環境条件に対応して更新
されていない状態でも上記補正作用により実質的
に更新されたのと同様の作用を得ることができ、
エンジンのラフアイドル現象を防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係るエンジンのア
イドル回転数制御装置のシステム全体の概略図、
第２図は、上記第１図の装置の制御動作を示すフ
ローチヤート、第３図は、アイドル領域における
エンジン回転数とスロツトル開度との関係を示す
グラフ、第４図は、外気温変化量ΔTと学習値補
正係数ｆ（ΔT）との関係を示す特性図である。１……エンジン本体、２……エアフロメータ、
３……スロツトルチヤンバ、６……スロツトル
弁、７……バイパス通路、８……電磁弁、１９…
…エンジン回転数検出手段、２０……負荷検出手
段、２１……環境条件検出手段。

Claims

【特許請求の範囲】

１エンジンの実回転数を検出する回転数検出手
段と、エンジンのアイドル目標回転数を設定する
目標回転数設定手段と、上記エンジンの実回転数
と目標回転数との偏差に基づいて所定のフイード
バツク制御量を出力するフイードバツク制御手段
と、負荷装置のエンジンへの負荷ONを検出する
負荷検出手段と、該負荷検出手段の出力を受け当
該負荷に対応するあらかじめ記憶した制御量を出
力する負荷補正手段と、該負荷補正手段の制御量
を負荷ON時の制御結果に基づいて上記エンジン
の回転数の変動を抑える方向に記憶更新する学習
制御手段と、上記フイードバツク制御手段と負荷
補正手段との出力を受けエンジン回転数を調整す
る回転数調整手段とを備えてなるエンジンのアイ
ドル回転数制御装置において、上記負荷装置ON
時の環境条件を検出する環境条件検出手段と、上
記負荷補正手段の補正制御量を、上記学習制御手
段によつて最終更新した上記負荷装置の運転停止
前における検出環境条件と該最終更新された制御
量を使用して負荷補正される負荷運転再開時の当
該負荷装置の検出環境条件との環境条件差に基づ
いて補正する制御量補正手段とを設けたことを特
徴とするエンジンのアイドル回転数制御装置。