JPH0454251A - 内燃機関のアイドル回転数制御装置 - 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、車両用内燃機関のアイドル回転数制御装置に
関し、特に、外部負荷の投入時のアイドル回転数制御特
性の改善技術に関する。

〈従来の技術〉 この種内燃機関のアイドル回転数制御装置として、従来
、スロットル弁をバイパスする補助空気通路にアイドル
制御弁を介装し、このアイドル制御弁の開度を制御して
アイドル回転数を目標アイドル回転数になるようにフィ
ードバック制御するようにしたものがある（特開昭６３
−２８５２４２号公報等参照）。

ところで、車両用内燃機関においては、車両に搭載され
るニアコンディショナー、パワーステアリング、ヘッド
ランプ、ヒータファン、デフォツガ−、ラジェータファ
ン等の外部負荷が機関負荷として投入されると、アイド
ル回転数が低下し、エンジンストールの発生を招く虞が
ある。

このため、従来においては、以下のようにしてアイドル
回転数制御を行うようにしている。

即ち、外部負荷が投入されない場合には、次式によって
得られた制御値ｒｓｃ、、に基づいてアイドル制御弁を
駆動し、補助空気通路の空気流量を制御することにより
、アイドル回転数を目標アイドル回転数になるようにフ
ィードバック制御する。

ｒｓｃｄ、＝ｆｓｃ、、＋ＩＳＣ，，＋ＩＳＣ＋ｂここ
て、ＩＳＣ，、は冷却水温によって決定される基本制御
値、ＩＳＣ，、は加減速補正等の各種補正値、ＩＳＣ，
、はフィードバック補正量である。

又、例えば、パワステスイッチがＯＮとなると、前記Ｉ
ＳＣ，アにパワステ制御値ＩＳＣ，，を加算して、アイ
ドル回転数を所定値だけ上昇させるようにしている。

ところで、アイドル制御弁は、パルス信号によって駆動
されその制御デユーティ比に応じて開度が調整される構
成で、エンジンコントロールユニ開弁割合）即ち、前記
制御デユーティ比が大きし）程、補助空気流量か増加す
るようになって（Ａる。

そして、前記パワステスイ・ソチかＯＮ時の制御デユー
ティ比補正は、次のように行われる。

即ち、パワステスイッチがＯＮとなると、その負荷に対
して予め設定されている制御デユーティ比の増量補正分
を検索する。

次に、現在の制御デユーティ比を検出し、これに前記検
索した制御デユーティ比の増量補正分を付加し、これに
よって得られた制御デユーティ比でアイドル制御弁を制
御する。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来のアイドル回転た。

即ち、前記アイドル制御弁は、第６図に示すように、Ｓ
字型の非線型な特性を有しており、リニアな特性ではな
い。

このため、例えば、デユーティ比が４０％以下では、第
６図に示すように、１０％当たりの空気流量変化値か、
１０→２０％では８１／ｍ　ｉ　ｎ、２０→３０％では
１４　Ｉ！／ｍｉｎ、　３０→４０％では２４７／ｍｉ
ｎと異なったものとなる。

従って、従来のように、外部負荷の投入時にその負荷に
対して予め設定されている制御デユーティ比を増量補正
分として設定する構成では、同じ増量補正分でも実際に
増量される空気流量は、その時の制御デユーティ比によ
って異なることになる。

この結果、例えば中央（図のａ）のデユーティ比で最適
な補正量とすると、他の部位（図のｂ）では補正量が足
りず、機関回転の落ち込み等を招く。逆の設定では、中
央で補正量が大き過ぎて、機関回転の吹き上がりが生じ
てしまう等、制御空気流量がアンマツチとなる箇所が存
在してしまう。

そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、外
部負荷投入時のデユーティ比補正を実行する際に、常に
要求に見合った空気流量の補正制御か行えるようにし、
アイドル制御弁の持つ非線型特性に基づく制御空気流量
のアンマツチを解消することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明の内燃機関のアイドル回転数制御装置
は、第１図に示すように、パルス信号によって駆動され
そのデユーティ比に応じて開度か調整されてスロットル
弁をバイパスする補助空気通路の空気流量を制御するア
イドル制御弁と、機関運転状態に基づいてアイドル回転
数が目標アイドル回転数になるようにアイドル制御弁の
制御デユーティ比を設定する制御デユーティ比設定手段
と、前記アイドル制御弁の出力特性に基づいて、空気流
量とこの空気流量に制御するに必要なデユーティ比との
関係を予め設定して記憶する記憶手段と、外部負荷投入
時の負荷に対して前記アイドル回転数を上昇させるため
の空気流量増量補正分を検索する空気流量検索手段と、
前記記憶手段から、前記検索された空気流量増量補正分
に対応するデユーティ比の増量補正分を検索するデュー
ティ比増量補正分検索手段と、外部負荷投入中に前記制
御デユーティ比に前記デユーティ比増量補正分を付加し
て前記アイドル制御弁を駆動制御する駆動制御手段′と
、を備えた構成とする。

〈作用〉 かかる構成においては、例えば、ニアコンディショナー
、パワーステアリング及び電気機器等の外部負荷が加わ
った時にアイドル制御弁の制御デユーティ比を補正する
に際して、前記外部負荷に対する増量補正分をデユーテ
ィ比として設定するのではなく、実際に必要な空気流量
とし、この空気流量からデユーティ比を導き、このデユ
ーティ比を現在の制御デユーティ比に付加して得た制御
デユーティ比を出力する。

従って、常に必要な空気流量の増量補正分を設定するこ
とができ、機関回転の落ち込み等を招いたり機関回転の
吹き上がりが生じてしまうことがなく、制御空気流量の
アンマツチを解消して、常時最適なアイドル回転数制御
が実行されることになる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図において、機関ｌには、図示しないエアクリーナ
、吸気ダクト２．スロットルチャンバ３及び吸気マニホ
ールド４を介して空気が吸入される。

スロットルチャンバ３には図示しないアクセルペダルと
連動するスロットル弁５か設けられ、吸入空気流量を制
御する。このスロットル弁５にはその全閉位置を検出す
るアイドルスイッチ６か付設されている。又、スロット
ル弁５をバイパスして補助空気通路７が設けられ、この
補助空気通路７にはアイドル制御弁８か介装されている
。このアイドル制御弁８は後述するコントロールユニッ
ト９からの信号により開度が制御される。

吸気マニホールド４には、各気筒毎に燃料噴射弁１０が
設けられていて、コントロールユニット９からの駆動パ
ルス信号により開弁し、図示しない燃料ポンプから圧送
されてプレッシャーレギュレータにより所定の圧力に制
御された燃料を機関１に噴射供給する。

尚、未説明符号１１は、ファーストアイドル制御用のソ
レノイドバルブ、１２はエアレギュレータである。

ここで、前記コントロールユニット９には、機関運転状
態に基づいてアイドル回転数が目標アイドル回転数にな
るようにアイドル制御弁８の制御デユーティ比を設定す
る制御デユーティ比設定手段と、前記アイドル制御弁８
の出力特性に基づいて、空気流量とこの空気流量に制御
するに必要なデユーティ比との関係を予め設定して記憶
する記憶手段と、外部負荷投入時の負荷に対して前記ア
イドル回転数を上昇させるための空気流量増量補正分を
検索する空気流量検索手段と、前記記憶手段から、前記
検索された空気流量増量補正分に対応するデユーティ比
の増量補正分を検索するデユーティ比増量補正分検索手
段と、外部負荷投入中に前記制御デユーティ比に前記デ
ユーティ比増量補正分を付加して前記アイドル制御弁８
を駆動制御する駆動制御手段と、がソフトウェア的に備
えられている。

即ち、コントロールユニット９には、各種のセンサから
出力される機関回転数信号、冷却水温度信号、エアコン
スイッチ信号、パワステスイッチ信号、トランスミッシ
ョンギア位置信号、ヘッドランプ、ヒータファン、デフ
ォツガ−、ラジェータファン等の電気機器スイッチ信号
等が夫々入力され、これらの入力信号に基づいてアイド
ル制御弁を次のように制御する。

第３図はアイドル制御弁の出力制御ルーチンを示してい
る。

図において、ステップ１では、各種のセンサから検出信
号を読み込む。

ステップ２では、ステップ１で読み込んだ冷却水温度信
号Ｔｗに基づいて機関冷却水温度依存の基本制御デユー
ティ比ＩＳＣ，Ｗを設定する。

次のステップ３では、エアコンスイッチがＯＮであるか
否かを判定し、ＯＮであればステップ４に進み、ＯＮで
なければステップ５に進む。ステツブ４では、ニアコン
ディショナー用の制御デユーティ比補正量ＩＳＣ，。を
設定する。

ステップ５では、パワステスイッチがＯＮであるか否か
を判定し、ＯＮであればステップ６に進み、ＯＮでなけ
ればステップ７に進む。ステップ６では、パワーステア
リング用の制御デユーティ比補正量ＩＳＣ，，を設定す
る。

ステップ７では、ヘッドランプ、ヒータファン。

デフォツガ−、ラジェータファン等の電気機器がＯＮで
あるか否かを判定し、ＯＮであればステップ８に進み、
ＯＮでなければステップ９に進む。

ステップ８では、電気機器用の制御デユーティ比補正量
ＩＳＣ，，を設定する。

ステップ９では、加減速補正用の制御デユーティ比補正
量ＩＳＯ，，を設定する。

ステップ１０では、実際の機関回転速度Ｎを目標アイド
ル回転速度にフィードバック制御するためのフィードバ
ック制御デユーティ比補正量ｉｓｃ、、を設定する。具
体的には水温センサによって検出される冷却水温度信号
Ｔｗに応じて設定した目標アイドル回転数と回転速度セ
ンサによって検出された機関回転速度Ｎとを比較し、実
際の回転速度Ｎが目標を上（下）回っている時には所定
の積分定数だけフィードバック制御デユーティ比ＩＳＣ
，、を減少（増大）させる。

そして、次のステップ１１では、ステップ２゜４、　６
．　８．　９．　１０における設定結果を用い、次式に
よってアイドル制御弁８に出力する制御デユーティ比Ｉ
ＳＣ，アを演算する。

ｌＳＣｍ、＝ＩＳＣ，，＋ｌＳＣ，，＋ＩＳＣ，、＋（
ＩＳＣ，ｃ）＋　（ＩＳＣ，、）＋　（ＩＳＣ，、）ス
テップ１２では、制御デユーティ比ＩＳＣ，アの駆動パ
ルス信号をアイドル制御弁８に出力することにより、こ
の制御デユーティ比ＩＳＣ，，に応じた開度にアイドル
制御弁８を調整して、補助空気通路７を介して機関ｌに
供給される補助空気流量を制御する。

ここで、前記ステップ４．　６．　８夫々における補正
量設定方法を、ステップ６におけるパワーステアリング
用の制御デユーティ比補正量ＩＳＣ，。

の設定方法を代表して説明する。

第４図はその設定ルーチンを示している。

ステップ１においては、パワステスイッチのＯＮ時の負
荷に対して前記アイドル回転数を上昇させるための空気
流量増量補正分を検索する。

ステップ２においては、空気流量とこの空気流量に制御
するに必要なデユーティ比との関係を予め設定して記憶
する記憶手段として予め設けた第５図のテーブルマツプ
（空気流量一定のリニアライズテーブル）から、前記検
索された空気流量増量補正分に対応する制御デユーティ
比の補正量ＩＳＯ，，を読み出す。

この場合、例えば、前記空気流量増量補正分を２４ｆ／
ｍｉｎとすると、第５図のテーブルマツプから、この空
気流量増量補正分に対応する制御デユーティ比の補正量
ＩＳＣ，，が１５％となる。

そして、現在の制御デユーティ比が２０％であるから、
これに前記補正量１４％を加えて得た３５％がアイドル
制御弁８０制御デユーテイ比となる。

又、ニアコンディショナー用の制御デユーティ比補正量
ｒｓｃ、。及び電気機器用の制御デユーティ比補正量１
３ｃ、、の設定も同様の手順で行われる。

尚、第３図のステップ２，９．１０が、機関運転状態に
基づいてアイドル回転数が目標アイドル回転数になるよ
うにアイドル制御弁の制御デユーティ比を設定する制御
デユーティ比設定手段に相当し、第４図のステップ２１
が、外部負荷投入時の負荷に対して前記アイドル回転数
を上昇させるための空気流量増量補正分を検索する空気
流量増量補正分検索手段に相当し、同図ステップ２２が
、記憶手段から、前記検索された空気流量増量補正分に
対応するデユーティ比の増量補正分を検索するデユーテ
ィ比増量補正分検索手段に相当し、第３図のステップ１
１が、外部負荷投入中に前記制御デユーティ比に前記デ
ユーティ比増量補正分を付加して前記アイドル制御弁を
駆動制器する駆動制御手段に相当する。

以上の構成によれば、例えば、エアコンディショナー、
パワーステアリング及び電気機器等の外部負荷か加わっ
た時にアイドル制御弁８の制御デユーティ比を補正する
に際し、て、前記外部負荷に対する増量補正分をデユー
ティ比として設定するのではなく、実際に必要な空気流
量とし、この空気流量からデユーティ比を導き、このデ
ユーティ比を現在の制御デユーティ比に付加して得た制
御デユーティ比を出力するようにしたから、常に必要な
空気流量の増量補正分を設定することかでき、この結果
、機関回転の落ち込み等を招いたり機関回転の吹き上が
りが生じてしまうことかなく、制御空気流量のアンマツ
チを解消して、常時最適なアイドル回転数制御を実行す
ることができる。

尚、上記実施例の構成は本発明の構造的制約を示すもの
ではなく、本発明は要するに、パルス信号によって駆動
されそのデユーティ比に応じて開度が調整されてスロッ
トル弁をバイパスする補助空気通路の空気流量を制御す
るアイドル制御弁と、機関運転状態に基づいてアイドル
回転数が目標アイドル回転数になるようにアイドル制御
弁の制御デユーティ比を設定する制御デユーティ比設定
手段と、前記アイドル制御弁の出力特性に基づいて、空
気流量とこの空気流量に制御するに必要なデユーティ比
との関係を予め設定して記憶する記憶手段と、外部負荷
投入時の負荷に対して前記アイドル回転数を上昇させる
ための空気流量増量補正分を検索する空気流量検索手段
と、前記記憶手段から、前記検索された空気流量増量補
正分に対応するデユーティ比の増量補正分を検索するデ
ユーティ比増量補正分検索手段と、外部負荷投入中に前
記制御デユーティ比に前記デユーティ比増量補正分を付
加して前記アイドル制御弁を駆動制御する駆動制御手段
と、を備えた構成であれば良い。

例えば、本実施例においては、空気流量とこの空気流量
に制御するに必要なデユーティ比との関係を予め設定し
て記憶する記憶手段として第５図のテーブルマツプを設
け、このテーブルマツプからデユーティ比の増量補正分
ＩＳＣ，，等を読み出すようにしたが、空気流量とこの
空気流量に制御するに必要なデユーティ比との関係式か
ら、デユーティ比の増量補正分子ｓｃ、、等を演算によ
り求めるようにしても良い。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、外部負荷が加わ
った時にアイドル制御弁の制御デユーティ比を補正する
に際して、外部負荷に対する増量補正分をデユーティ比
として設定するのではな（、実際に必要な空気流量とし
、この空気流量からデユーティ比を導き出し、このデユ
ーティ比を現在の制御デユーティ比に付加して得た制御
デユーティ比で出力するようにしたから、常に要求に見
合った空気流量の補正制御が行え、アイドル制御弁の持
つ非線型特性に基づく制御空気流量のアンマツチを解消
でき、常時安定したアイドル回転数制御を実行できる有
用性大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃機関のアイドル回転数制御装
置の構成図、第２図は同上装置の一実施例を示すシステ
ム図、第３図及び第４図は同上実施例の作用を説明する
ためのフローチャート、第５図は空気流量一定のりニア
ライズテーブル、第６図はアイドル制御弁の特性図であ
る。 １・・・・機関　　５・・・スロットル弁気通路　　８
−・・アイドル制御弁 −ルユニット ７・・・補助室 ９・・コントロ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パルス信号によって駆動されそのデューティ比に応じて
   開度が調整されてスロットル弁をバイパスする補助空気
   通路の空気流量を制御するアイドル制御弁と、機関運転
   状態に基づいてアイドル回転数が目標アイドル回転数に
   なるようにアイドル制御弁の制御デューティ比を設定す
   る制御デューティ比設定手段と、前記アイドル制御弁の
   出力特性に基づいて、空気流量とこの空気流量に制御す
   るに必要なデューティ比との関係を予め設定して記憶す
   る記憶手段と、外部負荷投入時の負荷に対して前記アイ
   ドル回転数を上昇させるための空気流量増量補正分を検
   索する空気流量検索手段と、前記記憶手段から、前記検
   索された空気流量増量補正分に対応するデューティ比の
   増量補正分を検索するデューティ比増量補正分検索手段
   と、外部負荷投入中に前記制御デューティ比に前記デュ
   ーティ比増量補正分を付加して前記アイドル制御弁を駆
   動制御する駆動制御手段と、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。