JPH0313424B2

JPH0313424B2 -

Info

Publication number: JPH0313424B2
Application number: JP56083760A
Authority: JP
Inventors: Masaomi Nagase
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1981-06-02
Filing date: 1981-06-02
Publication date: 1991-02-22
Also published as: JPS57200626A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はデイーゼル機関等の内燃機関の回転速
度制御装置、特にアイドル時の回転速度フイード
バツクの改良に関する。

一般に、デイーゼル機関の燃料噴射量を、主に
エンジン回転速度およびアクセル開度から計算し
制御する系統においては、アクセル開度が与えら
れれば、燃料噴射量はエンジン回転速度で決つて
しまい、例えばアクセル全閉時（アクセル開度が
０％）には燃料噴射量はエンジン回転速度で決つ
てしまう。そこで、アクセル開度が０％のときの
エンジン回転速度に対する燃料噴射量特性のパタ
ーンをエンジン毎に選ばないと、エンジン回転速
度を目標回転速度特性に適正に制御することがで
きないが、これは面倒なことであり、経時変化の
問題があり、また、調整操作の必要が生するなど
の問題がある。

なお、特開昭54−150519号公報には、アイドリ
ング時に専用の補助特性曲線を発生させることが
提案されているが、この従来技術も専用の関数を
発生させる関係上やはり同様にエンジン毎に特性
パターンを選び、経時変化等に対して調整するこ
とが必要である。

また、エンジン回転速度を検出し、目標回転速
度特性との差にもとづき、燃料噴射量を制御する
アクチユエータの制御出力の増減を行うという、
燃料噴射量が増減するシステムにおいては、制御
出力が一定であつても、外部要因によりエンジン
負荷が増加するなどしてエンジン回転速度が変化
すると、燃料噴射量が変化するから、燃料噴射量
変化量（ΔQ）の調整を行うなどすることになる
が、ΔQの設定も車両毎に選定しないと、エンジ
ン回転速度を目標回転速度特性に適正に制御する
ことができないのであり、このことも面倒なこと
である。

本発明の主な目的は、前述の従来形における問
題点にかんがみ、見かけのアクセル開度値の使用
という着想にもとづき、エンジン回転速度の制御
を適正かつ円滑化し、かつ、そのときの制御操作
および調整操作を比較的簡略なものとすることに
ある。

上述の目的を達成するための本発明の構成は第
１１図に示される。すなわち、アクセル開度検出
手段は機関のアクセル開度Apを検出し、回転速
度検出手段は機関の回転速度Neを検出し、アイ
ドル目標回転速度演算手段は機関の所定運転パラ
メータたとえばエアコン信号に応じてアイドル目
標回転速度Nrを演算する。また、アイドル状態
判別手段はアクセル開度等により機関がアイドル
状態（たとえばAp＝０）か非アイドル状態（た
とえばAp≠０）かを判別する。さらに、機関が
非アイドル状態のときに、非アイドル時噴射量演
算手段はアクセル開度Apおよび回転速度Neによ
り非アイドル時噴射量Q₁を演算する。他方、機
関がアイドル状態のときに、差演算手段は回転速
度Neとアイドル目標回転速度Nrとの差ΔNeを演
算し、この差ΔNeに応じて増減量演算手段は上
述の見かけアクセル開度Ａの増減量ΔAを演算
し、この増減量ΔAに応じて見かけアクセル開度
演算手段は見かけアクセル開度Ａを更新する。こ
の結果、機関がアイドル状態のときに、アイドル
時噴射量演算手段はNeに応じて定められた見か
けアクセル開度Ａおよび回転速度Neを用いてア
イドル時噴射量Q₂を演算する。そして噴射量調
整手段は非アイドル時噴射量Q₁もしくはアイド
ル時噴射量Q₂に応じてアイドル時噴射量を調整
するものである。

このような本発明の構成によれば、アイドル時
（実際のアクセル開度が見かけアクセル開度より
小さい場合も含む）は２つのパラメータＡ、Ne
により噴射量が演算される。

本発明の一実施例としてのデイーゼルエンジン
の燃料噴射制御方法を行う装置が第１図に示され
るデイーゼルエンジン４、燃料噴射ポンプ系１、
計算回路５が設けられる。燃料ポンプ１１を駆動
するドライブシヤフト１３はエンジン４によつて
駆動される。ドライブシヤフト１３のギヤ状のと
ころに電磁ピツクアツプセンサ３３を設置し、エ
ンジン回転数を検出し、アクセルセンサ６によア
クセル開度が検出され、それにより基本燃料噴射
量が決定される。燃料噴射量の補正は、吸気温セ
ンサ４３、吸気圧センサ４２、水温センサ４４を
用いてエンジン状態を検出し、スタータ信号７
１、エアコン信号７２、トルコン信号７３等を用
いてエンジン負荷状態を検出した結果にもとづい
て行われる。蓄電池電源の状態は電源センサ８に
より検出される。

アクチユエータ（リニアソレノイド）２１は、
計算回路５からの、アクチユエータ制御出力によ
り駆動され、スピルリング２の位置を変化させ
る。スピルリング２２が左方向へ移動すると、高
圧化された燃料がプランジヤ１７の溝から早目に
逃げるために、燃料噴射弁４１からの燃料噴射量
は小である。スピルリング２２が右方向へ移動す
ると、高圧化された燃料がプランジヤ１７の溝か
ら遅目に逃げるために、燃料噴射弁４１からの燃
料噴射量は大である。プラツジヤ１７、ローラ１
４、カムプレート１５、およびデリバリバルブ１
８は、燃料噴射調整用の機構である。

計算回路５は、第２図に示されるように、各検
出手段からの信号を受入れ、所定の計算を行い、
アクチユエータ２１、タイミング制御弁１６、お
よび燃料カツト弁１９への制御出力を送出する。

計算回路５は、バツフア５１１，５１２，５１
３，５１４、スピル位置センサ駆動回路５２１、
スピル位置センサ信号検出回路５２２、タイマ位
置センサ駆動回路５２３、タイマ位置センサ信号
検出回路５２４を具備する。バツフア５１１，５
１２，５１３，５１４およびセンサ信号検出回路
５２２，５２４の出力はマルチプレクタ５３１に
供給される。マルチプレクサ５３１はAD変換器
５３２に連結され、AD変換器５３２は入出力ポ
ート５３３に連結される。タイマ５３４の出力が
AD変換器５３２および入出力ポート５３３に供
給される。計算回路５はまた、バツフア５１５，
５１６，５１７，５１８、波形整形回路５２５、
電源異常検出回路５２６を具備する。バツフア５
１５，５１６，５１７の出力は入出ポート５３５
に供給される。

計算回路５には、RAM５４１、ROM５４２、
中央プロセツサユニツト（CPU）５６が設けら
れ、これらと、入出力ート５３５および５３３と
は、バス５５により相互に連結される。中央プロ
セツサユニツト５６は電源ピツクアツプセンサ３
３からの信号を波形整形回路５２５を通して受入
れる。中央プロセツサユニツト５６の出力信号の
１つはアナログサーポ増幅回路５７１を通してア
クチユエータ駆動回路５７２に供給され、アクチ
ユエータ駆動回路５７２の出力はアクチユエータ
２１に供給される。中央プロセツサユニツト５６
の出力信号の他の１つはタイミング制御弁駆動回
路５８に供給され、タイミング制御弁駆動回路５
８の出力はタイミング制御弁１６に供給される。
中央プロセツサユニツト５６の出力信号の他の１
つは燃料カツト弁駆動回路５９に供給され、燃料
カツト弁駆動回路５９は出力は燃料カツト弁１９
に供給される。

第１図の装置において、アクチユエータ２１に
流れる電流の値は、概略的に、下記の過程により
決定される。

(i) エンジン回転速度（Ne）およびアクセル位
置（Ap）から、第７図に示されるNe−Apマ
ツプを用いて、燃料噴射量Ｑ〔mm³／stroke〕が
算出される。第６図は第７図のマツプ図をもと
にアクセル開度を一定にしたときのエンジン回
転速度Neとアクセル開度Apの関係を示す特性
図である。第７図のマツプのパターンは、その
特性図である第６図に示すように、アクセル開
度が一定であれば、エンジン回転速度が低くな
れば燃料噴射量が増加し、エンジン回転速度を
高くするように制御され、エンジン回転速度が
高くなれば燃料噴射量が減少し、エンジン回転
速度を低くするように制御されるべきことをあ
らわす。

(ii) 前述の(i)項で求められたＱ〔mm³／stroke〕
を、第８図の燃料噴射量対スピル位置指令電圧
変換マツプにより、スピル位置指令電圧・V_S
〔volt〕に変換する。

(iii) スピル位置指令電圧V_S〔volt〕は計算回路５
から出力され、アクチユエータ２１の電流値を
制御する。

第２図の計算回路における中央プロセツサユニ
ツト５６、アナログサーポ増幅回路５７１、アク
チユエータ駆動回路５７２、アクチユエータ２
１、スピル位置センサ３１の部分の回路構成が第
３図に示される。中央プロセツサユニツト５６か
らのスピル位置指令電圧とスピル位置センサ３１
からのスピル位置検出電圧とが誤差増幅回路５６
１に供給され、誤差増幅回路５６１の出力は増幅
器５７１ａに供給される。増幅器５７１ａの出力
信号および三角波発振器５７１ｃの出力信号がコ
ンパレータ５７１ｂに供給され、コンパレータ５
７１ｂの出力はアクチユエータ２１に直列に接続
されたトランジスタ５７２のベースに供給され
る。トランジスタ５７２のエミツタはレジスタ５
７２ａおよび増幅器５７１ａの入力端子に接続さ
れる。コンパレータ５７１ｂは、或るデユーテイ
をもつ方形波を出力し、該方形波はトランジスタ
５７２をオン・オフさせる。トランジスタ５７２
のオン時間が変化することにより、すなわち方形
波のデユーテイが大になるにつれてアクチユエー
タ２１に流れる電流が大になる。このようにスピ
ル出力電圧V_sが大になるにつれて、またはスピ
ル位置センサ出力電圧とスピル出力電力の差
「V_P−V_s」が大になるにつれて、デユーテイは増
加し、アクチユエータ２１の駆動電流は増加す
る。

第２図の計算回路の動作を第４図の演算流れ図
を用いて説明する。段階S100において、噴射量
ロジツクを開始させる。段階S101において、ス
タータ信号が存在するかの判断を行う。スタータ
信号が存在しない場合、段階S102においてエア
コン信号、トルコン信号、スロツトル全閉（LL）
信号、エンジン水温信号等から目標エンジン回転
速度N_rが算出される。段階S103においてエンジ
ンがアイドル状態であるかの判断を行う。段階
S104において目標回転速度N_rとエンジン回転速
度N_eの差ΔN_e＝N_e−N_rが算出される。段階S106
において、ΔN_e≧０であるかの判断が行われる。
ΔN_e≧０である場合、段階S107において、ΔN_e
≧200であるかの判断が行われる。段階S108にお
いて、ΔN_eに値200を与える。

段階S109において、第５図に示されるΔN_e対
積分値LC（ΔN_e）のマツプを用いてLC（ΔN_e）を
求める。段階S113において、アクセル開度補正
値ΔAに値「−LC（ΔN_e）」を与える。段階S106
においてΔN_e＜０である場合、S110にてΔN_e←
−ΔN_eとする。すなわちΔN_eの絶対値を求める。
次にS111にてΔN_e≧200であるかの判断をし、
ΔN_e≧200のときはS112にてΔN_e←200を与える。
次にS114にて第５図に示されるΔN_e対積分値LC
（ΔN_e）のマツプを用いてLC（ΔN_e）を求めアク
セル開度補正値ΔAにLC（ΔN_e）を与える。

このように、Ｅ／Ｇ回転速度N_eが目標回転速
度N_rより高い時に、S107〜S115において、制御
用アクセル開度Ａを減少させる制御を行い、その
結果燃料噴射量Ｇが減少し、エンジン回転速度を
下げる。逆にエンジン回転速度N_eが目標回転速
度N_rより低い時は、S110〜R115にて制御用アク
セル開度Ａを増加させ、燃料噴射量Ｑが増加し、
エンジン回転速度N_eを上げる。以下この制御が、
定期的あるいは不定期的に実行されることによ
り、エンジン回転速度N_eが目標回転速度N_rに制
御されることになる。なお、ΔAを積分で求める
かわりに、比例、微分または計算値として求める
こともできる。段階S115において、制御用（見
かけの）アクセル開度ＡをΔAだけ増分する。

段階S103における判断Ｎ（no）であると、段階
S119、S120へ進む。すなわち、エンジンがアイ
ドル状態でない場合は、実際のアクセル開度Ap
が見かけのアクセル開度Ａより大になつたとき第
７図のマツプを用いて実際のアクセル開度A_Pに
もとづいて燃料噴射量Ｑ（mm／stroke）を算出す
る。

段階S105において、スロツトル全閉信号LLが
存在するかの判断を行い、段階S121においてア
クセル開度Ａに５％という値を与える。

段階S116において、見かけのアクセル開度Ａ
とエンジン回転速度N_eからたとえば第７図のマ
ツプにより燃料噴射量Ｑを算出し、段階S117に
おいて、第８図のマツプを用いて燃料噴射量Ｑを
スピル出力電圧V₃に変換する。段階S118におい
てスピル出力電圧V_sを計算回路から出力し、段
階S112においてルーチンを終了する。

S101にて始動時（STAオンの場合）にはS121
へ制御が流れる。始動時には制御用アクセル開度
Ａに過剰な値をセツトする。この場合には一定値
５％を入れているがこの値がエンジン水温T_Wで
変化してもよい。その変化の状況を第１０図に示
す。水温が低い時には始動時の見かけ上のアクセ
ル開度Ａを大きくする。

次にS105にて、LL信号がオンであるか否かを
判断しLL信号がオンのときはS116にてＡとN_eよ
り噴射量が算出される。LL信号がオンでないと
きは、S119にて制御アクセル開度Ａと実際のア
クセル開度Apとの判別が行なわれ、Ap＞Ａのと
きは、Apにより、Ap＜Ａのときは、Ａにより、
噴射量を算出する。

なお、第４図の段階S120において用いられる
マツプと段階S116において用いられるマツプと
は別々のマツプとすることも、同一のマツプとす
ることもできる。つまり、変数Ap、Neに対する
マツプと変数Ａ、Neに対するマツプとを別々に
第２図のROM５４２に格納することも、あるい
は、マツプの値を読出す前に、変数Ap、Ａを他
の変数A′に置換することにより変数A′、Neに対
する１つのマツプ（第７図）のみを第２図の
ROM５４２に格納することもできる。

第１図の装置における制御動作の１例の推移図
が第９図に示される。第９図の横軸は時間をあら
わし、t₀においてエンジン負荷が除去され、t₁を
経由して、t₂においてパワーステアリング操作が
行われ、t₃においてエアコンがオンされ、t₄にお
いて車両は発進するものとする。第９図の（）
はエンジン回転速度（ｒ・ｐ・ｍ・）をあらわ
し、（）は燃料噴射量をあらわし、（）は実際
のアクセル開度Apおよび制御用（見かけの）ア
クセル開度Ａをあらわす。

なお、本発明はアクセル開度と回転速度により
噴射量を演算するものであればデイーゼル機関以
外にも適用し得る。

以上説明したように本発明によれば、アイドル
時（非アイドル時の一部を含めて）には、経時変
化があつても、エンジン回転速度を目標回転速度
特性に合致させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての内燃機関の
回転速度制御装置を示す図、第２図は第１図の装
置における計算回路の構成を示す回路図、第３図
は第２図の計算回路の１部分の構成を示す回路
図、第４図は第２図の計算回路の動作を示す演算
流れ図、第５図、第６図は第４図のフローチヤー
トを補足説明するための特性図、第７図、第８図
は第４図のフローチヤートにおいて用いられるマ
ツプ図、第９図は第１図の装置における制御動作
の１例を示す推移図、第１０図はエンジン水温に
応じて制御用アクセル開度が変化する状況を示す
図、第１１図は本発明の基本構成を示すブロツク
図である。１……燃料噴射ポンプ系、１１……燃料ポン
プ、１２……リリーフバルブ、１３……ドライブ
シヤフト、１４……ローラ、１５……カムプレー
ト、１６……タイミング制御弁、１７……プラン
ジヤ、１８……デリバリバルブ、１９……燃料カ
ツト弁、２１……アクチユエータ、２２……スピ
ルリング、３１……スピルリング変位センサ、３
２……タイマピストン位置センサ、３３……ポン
プ回転数センサ、４……エンジン、４１……燃料
噴射弁、４２……吸気圧センサ、４３……吸気温
センサ、４４……水温センサ、５……計算回路、
６……アクセルセンサ、７１……エアコン信号入
力、７２……トルコン信号入力、７３……パワー
ステアリング信号入力、８……電源信号入力。

Claims

【特許請求の範囲】１内燃機関のアクセル開度（Ap）を検出する
アクセル開度検出手段と、前記機関の回転速度（Ne）を検出する回転速
度検出手段と、前記機関の所定運転パラメータに応じてアイド
ル目標回転速度（Nr）を演算するアイドル目標
回転速度演算手段と、前記機関がアイドル状態か非アイドル状態かを
判別するアイドル状態判別手段と、前記機関が非アイドル状態のときに、前記アク
セル開度および回転速度により非アイドル時噴射
量（Q₁）を演算する非アイドル時噴射量演算手
段と、前記機関がアイドル状態のときに、前記回転速
度と前記アイドル目標回転速度との差（ΔNe）
を演算する差演算手段と、前記差（ΔNe）に応じて見かけアクセル開度
(A)の増減量（ΔA）を演算する増減量演算手段
と、前記増減量に応じて前記見かけアクセル開度を
更新する見かけアクセル開度演算手段と、前記機関がアイドル状態のときに、前記差
（ΔNe）に応じて定められた見かけアクセル開度
(A)および前記回転速度（Ne）を用いてアイドル
時噴射量（Q₂）を演算するアイドル時噴射量演
算手段と、前記非アイドル時噴射量もしくは前記アイドル
時噴射量に応じて前記機関の噴射量を調整する噴
射量調整手段とを具備する内燃機関の回転速度制御装置。