JPH0350358A - エンジンの回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンの回転数制御装置に係わり、特にエ
ンジンのアイドル回転数の制御に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のエンジンの回転数制御装置は例えば特開昭５７−
１１０７４６号公報等に開示されたものがある。

この公報に開示された装置は、アイドル回転数のフィー
ドバック制御時に負荷変化を検出した時から所定時間、
その回転数フィードバック制御を禁止し、負荷変化分の
補正を行なって実回転数を目標回転数に強制的に近づけ
、その所定時間経過後には回転数フィードバック制御を
再開させるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のエンジンの回転数制御装置は以上のようなので、
エンジン個々の性能にばらつきがある事とフィードバッ
ク制御を一時的に禁止しているために、回転数フィード
バック制御を再開する直前には実回転数が目標回転数に
近づかずに、上昇又は低下し、最悪の場合にはエンスト
が発生するなどの課題があった。

又、回転数フィードバック制御を禁止せずにそのまま続
行させる従来のエンジンの回転数制御装置もあるが、回
転数変動に対して応答性を良くするために制御量の変化
を大きくとっであるために、負荷変動した直後のエンジ
ン状態が不安定な時に、この回転数フィードバック制御
を適用するとこの制御量が外乱となってエンジンに作用
するために、エンジンがより不安定な状態となってハン
チングを起し、実回転数を目標回転数になかなか収束さ
せることが出来ないなどの課題があった。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたも
ので、負荷変動があっても回転数フィードバック制御を
続行させるが、負荷変動直後の回転数フィードバック制
御を通常時の回転数フィードバック制御と異ならしめる
ことにより実回転数の低下等を防止できるエンジンの回
転数制御装置を得る事を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のエンジンの回転数制御装置は、該装置において
、エンジンのアイドリング時の負荷変動を検出する負荷
変動検出手段と、負荷変動後期定時間、空気制御弁の通
常の制御量に代わる別の制御量を目標回転数と実回転数
の偏差に応じて算出する演算手段とを設けたものである
。

（作　用〕 本発明によるエンジンの回転数制御装置は、負荷変動後
所定時間エンジンの状態が不安定なので演算手段により
算出した時間的に緩やかに変化する別の制御量で空気制
御弁の開度をフィードバック制御して負荷変動に対応さ
せ、負荷変動時から所定時間経過後にはエンジンの状態
が安定化しているので通常の制御量でフィードバック制
御する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るエンジンの回転数制御
装置等を示す構成図である。同図において、１は例えば
自動車等に塔載されたエンジンで、エアクリーナ２、吸
気管３、吸気分岐管４を経て主な空気を吸入し、燃料が
吸気管３に設けられた単体の電磁式燃料噴射弁５から噴
射供給される。

この燃料量は例えば吸気管３内の圧力を絶対圧で検出す
る圧力センサ６の出力信号に基づいて燃料制御システム
（図示せず）によって決定される。

７は運転者によるアクセルペダル（図示せず）の任意の
操作によりエンジンｌの主吸入空気量を調整するスロッ
トル弁、８はスロットル弁７の開度を検出するスロット
ル開度センサ、９はスロットル弁の全開を検出するアイ
ドルスイッチで、検出時にＯＮになる。

１０は電磁式燃料噴射弁５の下流側のスロットル弁７を
バイパスするように設けられたバイパス導管、１１はバ
イパス導管１０間に設けられた空気制御弁である。バイ
パス導管１０の一端は電磁式燃料噴射弁５とスロットル
弁７との間に設けられた空気導入口に接続され、また、
バイパス導管１０の他端は、スロットル弁７の下流部に
設けられた空気導出口に接続されている。

空気制御弁１１は、例えば印加される駆動信号のデユー
ティ比に応じた開度になる電磁制御弁が用いられ、バイ
パス導管１０の流路断面積をそのデユーティ比に比例し
て制御する。

エンジン１の点火装置は、エンジン１の運転状態パラメ
ータから点火信号を形成する点火制御システム（図示せ
ず）に接続され、この点火信号に応じて点火コイル１２
の１次電流をオン・オフ制御するイグナイタ１３、点火
コイル１２、ディストリビュータ（図示せず）、点火プ
ラグ（図示せず）等から構成されている。

１４はエンジン１の温度を代表する例えば冷却水温を検
出する冷却水温センサ、１５は例えばエアコン等の補機
類の負荷を投入するための電気負荷スイッチ、１６は自
動変速機のトルコン信号を発生し、ニュートラルレンジ
の時にオフ信号、ドライブレンジの時にオン信号を発生
するトルコンスイッチ、１７は車軸の回転速度に比例し
た周波数のパルス信号を出力し、車速を検出する車速セ
ンサである。１８はエンジン１の排気管、１９は触媒で
、エンジン１により燃焼された混合気は排気ガスとなっ
て浄化されて外部に排出される。

２０はバッテリ２１からキースイッチ２２を介して電力
を供給されて作動する電子式制御ユニットで、アイドル
スイッチ９と車速センサ１７からの出力信号からアイド
ル状態か否かを判定し、この判定結果に応じて点火コイ
ル１２の１次側の点火信号、冷却水温センサ１４からの
信号、電気負荷スイッチ１５やトルコンスイッチ１６か
らの信号に基ツいて空気制御弁１１のクローズトループ
制御時の制御量を求めたり、又はオープンループ制御時
の制御量を求めて空気制御弁１１を駆動制御する。

次に、第２図により電子式制御ユニット２０について説
明する。１００はマイクロコンピュータで、所定のプロ
グラムに従ってアイドル回転の制御量等を算出するＣＰ
Ｕ２００、エンジン１の回転周期を計測するためのフリ
ーランニングのカウンタ２０１、Ｌｏｏｍｓ毎の時間や
空気制御弁１１に印加する駆動信号のデユーティ比りを
計時する複数のタイマ２０２、アナログ入力信号をデジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０３、デジタル信号
をそのまま入力するための入力ポート２０４、ワークメ
モリとしてのＲＡＭ２０５、第３図等のフローをプログ
ラムにして格納しているＲＯＭ２０６、駆動信号を出力
するための出力ポート２０７、コモンハス２０８等から
構成されている。

１０１は第１人力インクフェイス回路で、点火コイル１
２の１次側点火信号を波形整形して割込み信号にしてマ
イクロコンピュータ１００に入力する。この割込み信号
が発生ずるとＣＰＵ２００はカウンタ２０１の値を読取
り、前回の値との差からエンジン回転数の周期を算出し
てＲＡＭ２０５に格納する。１０２は第２人力インクフ
ェイス回路で、冷却水温センサ１４の出力信号を、ノイ
ズ分を除去したり等してＡ／Ｄ変換器２０３に出カッチ
１６からのオン信号、車速センサ１７のパルスを所定レ
ベルにして入力ポート２０４に出力する。１０４は出力
インタフェイス回路で、化カポ−）２０７からの駆動信
号を増幅等して空気制御弁１１に出力する。１０５は電
源回路で、キースイッチ２２のオン時にバッテリ２１の
電圧を定電圧にしてマイクロコンピュータ１００に供給
する。

次に、第３図を主に参照して、動作について説明する。

まずステップＳ１では、アイドルスイッチ９がオンでか
つ車速センサ１７がパルスを発生しない車輌停止か否か
即ちアイドル状態か否かを判定する。アイドル状態なら
ばステップＳ２に進み、図示しない割込みルーチンで算
出したエンジン１の回転周期に基づいてエンジン１の実
回転数Ｎｅを算出する。次ステツプＳ３では、エンジン
１の運転状態に応じた目標回転数Ｎｔを算出する。

例えば、冷却水温センサ１４から得た冷却水温データＷ
Ｔ、電気負荷スイッチ１５からの信号はオン信号かオフ
信号か、トルコンスイッチ１６から入力したトルコン信
号がニュートラルレンジかドライブレンジかなどによっ
て、目標回転数Ｎｔを演算する。次にステップＳ４では
、ステップＳ３と同様に、冷却水温データＷＴ、電気負
荷信号、トルコン信号等から運転状態に応じた基本空気
量ＱＢＡｓ）：を演算する。ステップＳ５では、負荷変
化か否か即ち電気負荷スイッチ１５又はトルコンスイッ
チ１６がオフからオンに、又はオンからオフに変化した
か否かを判定する。この判定は、各スイッチ１５．１６
のオン・オフ状態を示すフラグを立て、前回と今回のフ
ラグを比較する事により実行される。負荷変化が無けれ
ばステップＳ７に進み、負荷変化が有ればステップＳ６
に進んで、所定時間分のタイマ初期値をＲＡＭ２０５内
にセットし、セント後ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、１００ｍ５毎のタイミングか否かを
判定し、タイミングでなければステップ３１２にジャン
プし、タイミングならばＳ８に進む。ステップＳ８では
、ステップＳ６で初期設定したタイマ値を１００ｍ５分
例えば「１」だけデクリメントして更新する（但し、０
リミツト）　　ステップＳ９では、そのタイマ値が０か
否かを判定し、０でなければ負荷変化後便定時間Ｔ。経
過してなく、エンジン１が不安定な状態なのでステ・７
プＳ１０に進む。ステップＳＩＯでは、ステップＳ３で
求めた目標回転数ＮｔとステップＳ２で求めた実回転数
Ｎｅ　との偏差ΔＮを求め、第４図の破線にて示すΔＮ
マツプがら第１の制御ゲインＫＩＩを算出する。

第４図の実線にて示すΔＮマツプはエンジン１が安定な
時の通常のアイドル回転数制御を行なう時に用いられる
。両ΔＮマツプとも、０を中心にしてΔＮの大きさに関
係なく制御ゲインＫＩ＝０となる不感帯があり、この不
感帯より偏差ΔＮが増・滅するにつれて正比例状に制御
ゲインＫｌが増・滅する比例領域があり、偏差ΔＮがあ
る所定値以上又は以下で制御ゲインＫＩが各々一定にな
る飽和領域がある。第４図の破線にて示すΔＮマツプの
方が第４図の実線にて示すΔＮマツプより比例領域での
傾斜が緩やかでしかもその制御ゲインＫｌの飽和値の絶
対値が小さい。これは、エンジン１が不安定な状態の時
には、制御の変化量を通常の場合よりも小さくしてエン
ジン１をより不安定にさせずに安定的にフィードバンク
制御するためである。第４図の実線にて示す通常の制御
量では、応答性を良くするために偏差ΔＮに対する制御
ゲインＫＴの変化量を大きくしである。この１ま ために、エンジン１が不安定な時にこのΔＮマツプ（実
線）を用いて制御するとエンジン１がより不安定となっ
てハンチングを起してしまう。よって、実線のΔＮマツ
プはエンジン１が安定状態の時のフィードバンク制御に
用いられる。

次ステツプＳｌｌでは、１００ｍ５前の前回の回転数フ
ィードバック補正量ＱＮＦＢにステップＳＩＯで求めた
第１の制御ゲインＫＴＩを加算してＱＮＦＢを更新する
。

ステップ３１２では、最゛新の基本空気量ＱＩＩＡＳＥ
と最新の回転数フィードバック補正量Ｑ、□とを加算し
てアイドル回転数制御空気量Ｑ１８．を算出する。ステ
ップＳ１３では、アイドル回転数制御空気量ＱＩＳ、に
応じて第５図に示すＱ、、Ｃマツプから空気制御弁１１
に印加する駆動信号のデユーティ比りを演算する。この
デユーティ比りは、第６図に示すように駆動信号の周期
をＴ、１周期中のオン時間をＴ。Ｎとすると、ｂ×１ｏ
ｏ〔％〕で与えられる。ステップＳ１４では、デユーテ
ィ比りにより空気制御弁１Ｆを駆動し、リターンと２ なる。

一方、ステップＳ９にてタイマ値−０で負荷変化後所定
時間Ｔ。経過し、エンジン１が安定状態にあると判定し
た場合にはステップ３１５に進む。

ステップＳ１５では、目標回転数Ｎｔと実回転数Ｎｅと
の偏差ΔＮを求め、第４図の実線にて示すΔＮマツプか
ら第２の制御部ゲインＫＩ２を算出する。ステップ３１
６では、１００ｍ５前の回転数フィードバック補正量Ｑ
ＮＦＩｌ　と第２の制御ゲインＫＩ２を加算してＱＮＦ
Ｂを更新し、更新後ステップＳ１２に進み、上記と同様
な動作を行なう。

又、ステップＳ’　１にてアイドル状態でないと判定し
た場合にはステップＳ１７に進み、アイドル回転数制御
空気量Ｑ、、ｃを予め定められたオープンループ制御時
の空気量Ｑ。ＰＥＨに設定し、設定後ステップ３１３に
進み、上記と同様な動作を行なう。

なお、ステップ３１４の処理後にリターンとなるが、リ
ターン後にはステップｓ１に戻り、上記の動作を繰返す
。

第７図は、アイドリング時に、例えば自動変速機がニュ
ートラルレンジからドライブレンジに切換わったり、エ
アコンやパワーステアリング等の電気負荷が途中で投入
されたりして負荷が時刻ｔ１から増加した場合のアイド
ル回転数制御空気量ＱＩｓｃや実回転数Ｎｅの時間に対
する変化を示している。時刻１．からの負荷の増加に伴
なって基本空気量ＱｌｌＡｓＥも増加している。そして
、回転数フィードバック制御量ＱＮＦ、ｌ　は、時刻ｔ
１から所定時間Ｔ０の間、第４図の破線に示すΔＮマツ
プにより制御量が定められる。この間、ＱＮＦＢ即ちア
イドル回転数制御空気量Ｑ、ｓｃが時間的にゆるやかに
変化し、エンジンのアイドル時のフィードバンク制御に
供せられる。このために不安定状態のエンジンが安定化
の方向に向い、実回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｔに円滑に
収束して安定状態になる。その後はエンジンが安定状態
となっているので通常のアイドル回転フィードバック制
御に移る。

第８図は本発明の他の一実施例のΔＮマツプを示し、破
線が第１の制御ゲインＫｌｌを求める時のΔＮマツプ、
実線が第２の制御ゲインＫＴ２を求める時のΔＮマツプ
を示す。これは、偏差の絶対値１ΔＮ１が大きい領域で
は通常の制御より応答性を良くするために制御ゲインＫ
ｌの変化を大きくし、１ΔＮ１が小さい領域では、通常
の制御より安定的な制御を行なうために制御ゲインの変
化を小さくしている。その他は第１の実施例と同様であ
る。本実施例の場合には、特に負荷変動が大きい場合に
有効性が増す。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば回転数フィードバンク制
御を行なう装置において、負荷変動後所定時間、通常の
制御量に代える別の制御量を目標回転数と実回転数の偏
差に応じて演算して空気供給量を制御するように構成し
たので、アイドリング時の実回転数の余計な低下等を防
止できるものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるエンジンの回５ 転数制御装置の構成を示す構成図、第２図は第１図中の
電子式制御ユニット等の構成を示すブロック図、第３図
は本発明の一実施例の動作を示すフロー図、第４図は回
転数の偏差ΔＮと制御ゲインＫｌの関係を示す線図、第
５図はアイドル回転数制御空気量Ｑ、、Ｃとデユーティ
比りとの関係を示す線図、第６図はデユーティ比りを説
明するための説明図、第７図は本発明の一実施例による
アイドリング時の負荷変動に対してアイドル回転数制御
空気量Ｑ、、Ｃや実回転数Ｎｅの時間に対する変化を示
す波形図、第８図は本発明の他の一実施例によるΔＮと
ＫＩとの関係を示す線図である。 図中、■・・・エンジン、９・・・アイドルスイッチ、
１１・・・空気制御弁、１２・・・点火コイル、１３・
・・イグナイタ、１５・・・電気負荷スイッチ、１６・
・・トルコンスイッチ、１７・・・車速センサ、２０・
・・電子式制御ユニット、２１・・・バッテリ。 なお、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. エンジンのアイドリング時の目標回転数を設定し、該目
   標回転数と実回転数との偏差に応じて前記実回転数を前
   記目標回転数に一致させるように制御量を算出し、前記
   エンジンに供給する空気供給量を調節する空気制御弁の
   開度を前記制御量に応じてフィードバック制御するエン
   ジンの回転数制御装置において、アイドリング時のエン
   ジンの負荷変動を検出する負荷変動検出手段と、前記負
   荷変動後所定時間、前記制御量に代わる別の制御量を前
   記偏差に応じて算出する演算手段を備えた事を特徴とす
   るエンジンの回転数制御装置。