JPH0468459B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はアイドル運転時のエンジン回転数をフ
イードバツク制御するエンジンのアイドル回転数
制御装置の改良に関するものである。

（従来技術） 自動車等のエンジンにおけるアイドル回転数
は、燃費面からはできるだけ低くすることが望ま
しく、一方、外乱等によつてエンストを生じるこ
とがないようにする必要がある。このため、特開
昭54−72319号公報にみられるように、吸気通路
のスロツトル弁をバイパスするバイパス通路と、
このバイパス通路の吸気流量を調節するバイパス
バルブ等からなる吸入空気量調整手段を設けると
ともに、この吸入空気量調整手段を制御する制御
回路において予め最適な目標アイドル回転数を設
定しておき、アイドル運転時のエンジン回転数が
上記目標アイドル回転数に収束するようにフイー
ドバツク制御を行う装置が知られている。この種
の装置においては、アイドル運転時にだけ上記の
フイードバツク制御が行われるべきであるので、
アイドル運転状態を検出する手段が必要である。
この場合に、スロツトル弁開度の検出手段および
エンジン回転数の検出手段は種々の制御のため本
来的にエンジンに具備されているので、前述の特
開昭54−72319号公報にも示されているように上
記両検出手段を利用してアイドル運転状態を判定
すれば、コストおよび構造的に有利であり、しか
も要求される制御をほぼ満足することができる。
つまり、上記両検出手段の出力に基づき、スロツ
トル弁が最小開度でエンジン回転数が所定の低回
転以下であることを検出することにより、ほぼ正
しくアイドル運転状態を判定することができる。
もつとも、エンジン回転数についてはアイドル目
標回転数よりも多少高い値がアイドル運転状態の
判定基準となるので、減速運転中でもアイドル回
転数近くまで減速されると前記のフイードバツク
制御が開始される場合があるが、通常の平地走行
中等に減速してから一時停車するような場合は即
座にアイドル運転状態に移るので、その直前から
フイードバツク制御が開始されてもさし支えな
い。

ところが、なだらかな下り坂を走行しつつ、エ
ンジンの出力軸と車輪とを連結した状態で減速し
ていくような場合、減速度は非常に緩やかになつ
てエンジン回転数が前記所定値以下となつてから
も長く減速運転状態が維持し、しかもこの状態で
は車輪からエンジンに回転力が加わつているた
め、この状態で前記のフイードバツク制御が行わ
れると吸入空気が殆ど遮断される状態にまで減量
される。そしてこの時点でクラツチが切られてア
イドル運転状態に移ると一時的にエンジン回転数
が低下し、これに対する吸入空気量の制御はある
程度の応答遅れが生じる。

従つてこのようなケースでは、エンジンの作動
の安定性を高める意味で前記のフイードバツク制
御を行わないようにする方が望ましく、またこの
場合もコスト面等から有利なように、クラツチセ
ンサ等を付加することなく、スロツトル弁開度検
出信号とエンジン回転数検出信号とを基にして判
別、制御を行うことが望まれる。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、スロツトル弁
開度の検出信号とエンジン回転数の検出信号とを
基にアイドル運転状態を判定してアイドル回転数
をフイードバツク制御し、しかもなだらかな下り
坂を減速運転するような場合の減速後のエンジン
回転数の低下を防止し、より適切な制御を行うこ
とのできるエンジンのアイドル回転数制御装置を
提供するものである。

（発明の構成） 本発明装置は、第１図の全体構成図に示すよう
に、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転
数検出手段Ａと、吸気通路４に設けられたスロツ
トル弁９の開度を検出するスロツトル弁開度検出
手段Ｂと、吸入空気量調整手段Ｃと、アイドル運
転時に上記吸入空気量調整手段Ｃをフイードバツ
ク制御する制御手段Ｄとに加え、減速検出手段Ｅ
と、フイードバツク制御開始手段Ｆと、減速度検
出手段Ｇと、フイードバツク制御停止手段Ｈとを
備えている。上記吸入空気量調整手段Ｃは、例え
ばスロツトル弁９をバイパスするバイパス通路１
１および該バイパス通路１１に設けたバイパスバ
ルブ１２等で構成されている。上記制御手段Ｄ
は、エンジン回転数検出手段Ａおよびスロツトル
弁開度検出手段Ｂの出力を受け、エンジン回転数
が目標アイドル回転数より高く設定したフイード
バツク制御実行回転数以下でかつスロツトル弁が
所定の低開度以下にあるとき、エンジン回転数が
予め設定した目標アイドル回転数に収束するよう
に上記吸入空気量調整手段Ｃにフイードバツク制
御信号を出力するようにしてある。また減速検出
手段Ｅは、エンジン回転数検出手段Ａの出力に基
づき、エンジン回転数が高回転域から上記フイー
ドバツク制御実行回転数以下に低下したことを検
出して検出信号を出力し、上記フイードバツク制
御開始手段Ｆは、上記減速検出手段Ｅから検出信
号が出力されたときに所定期間上記制御手段Ｄか
らフイードバツク制御信号を出力させフイードバ
ツク制御を開始するようになつている。上記減速
度検出手段Ｇは、上記フイードバツク制御開始手
段Ｆ作動後のエンジン回転数の減速度を検出し、
上記フイードバツク制御停止手段Ｈは、減速度検
出手段Ｇにより検出された減速度が緩やかである
とき、制御手段Ｄからのフイードバツク制御信号
の出力を停止させるようにしている。

（実施例） 第２図において、１はエンジン、２はエンジン
１のシリンダ内に装備されたピストン、３はピス
トン２の上方に形成された燃焼室、４は上流端側
がエアクリーナ５に接続された吸気通路、６は排
気通路、７は吸気弁、８は排気弁である。上記吸
収通路４には、気化器等の燃料供給装置（図示省
略）が具備されるとともに、アクセル操作に応じ
て作動するスロツトル弁９が設けられ、さらにア
イドル回転数制御のための吸入空気量調整手段と
して、スロツトル弁９をバイパスするバイパス通
路１１と、該バイパス通路１１の空気流量を調節
するバイパスバルブ１２とが設けられている。

上記バイパスバルブ１２はダイヤフラム式のア
クチユエータ１３によつて作動される。このアク
チユエータ１３の負圧室１４は、負圧導入通路１
５を介してスロツトル９より下流の吸気通路４に
接続されるとともに、大気導入通路１６を介して
スロツトル弁９より上流の吸気通路４に接続さ
れ、この両通路１５，１６にそれぞデユーテイ比
制御可能なソレノイド弁１７，１８が設けられて
いる。そしてこの各ソレノイド弁１７，１８がデ
ユーテイ比制御されることにより、上記アクチユ
エータ１３の負圧室１４内の圧力が調節され、こ
れによつてバイパスバルブ１２の開度が制御され
るようになつている。

また、２１はデイストリビユータ２０に具備さ
れた電磁ピツクアツプ装置からなるエンジン回転
数センサ、２２はスロツトル弁９が閉じられてい
ることを検出するアイドルスイツチ（スロツトル
弁開度検出手段）、２３はバイパスバルブ１２の
ポジシヨンを検出するポジシヨンセンサ、２４は
クーラースイツチ、２５は冷却水２６の温度を検
出する水温センサ、２７は水温センサ２５の出力
をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器である。これらの
センサおよびスイツチ２１〜２５からの検出信号
はマイクロコンピユータ３０に入力され、このマ
イクロコンピユータ３０によつて前記ソレノイド
弁１７，１８がデユーテイ比制御されるようにし
ている。

上記マイクロコンピユータ３０は、CPU３１
とメモリ３２とインタフエース３３とからなり、
上記メモリ３２には、後述する制御を行うための
プログラムおよび制御に必要な目標回転数等が記
憶されている。前記の第１図において示す制御手
段Ｄ、減速検出手段Ｅ、フイードバツク制御開始
手段Ｆ、減速度検出手段Ｇおよびフイードバツク
制御停止手段Ｈは、このマイクロコンピユータ３
０で構成されている。

このマイクロコンピユータ３０による制御のプ
ログラムをフローチヤートで示すと第３図のよう
になる。すなわち、先ずステツプS₁でイニシヤラ
イズを行つた後、ステプS₂で前記の各センサおよ
びスイツチ２１〜２５からの検出信号をデータと
して入力する。次にステツプS₃でアイドルスイツ
チ２２がONか否かを判別し、この判別がYESで
あれば、さらにステツプS₄でエンジン回転数ｎが
予め設定されたフイードバツク制御実行回転数
Nlより小さいか否かが判別される。上記フイー
ドバツク制御実行回転数Nlは、アイドル目標回
転数よは多少高い低回転レベルに設定されてい
る。

上記のステツプS₃およびS₄での判別のいずれか
がNOであれば、後述するステツプS₁₅に移る。
またいずれの判別もYESであれば、ステツプS₅
で前回にアイドル状態であつたか否かが判別され
る。ここでは一応、アイドルスイツチ２２がON
であつてかつエンジン回転数Ｎがフイードバツク
制御実行回転数Nlより小さいときアイドル状態
でるとし、前回において既にアイドル状態であつ
た場合（始動直後の場合を含む）にはYES、今
回アイドル状態に切替わつた場合はNOと判定す
る。そして、このステツプS₅での判別がNOの場
合は、ステツプS₆で所定の時間t₁を設定した第１
タイマを作動させてからステツプS₇に移り、上記
ステツプS₅での判別がYESの場合はそのままス
テツプS₇に移る。

ステツプS₇では第１タイマがタイムアツプした
か否かを判別し、つまり第１タイマが作動を開始
してから上記の設定時間t₁を経過したときはYES
と判定し、第１タイマが作動中で設定時間t₁に達
していないとき、また第１タイマが作動していな
いときはNOと判定する。このステツプS₇での判
別がNOの場合はそのままステツプS₁₀に移り、
またYESの場合にはステツプS₈で第１タイマを
クリアし、ついでステツプS₉で減速度dN／dTが
所定値αより大きいか否かを判別して、所定値よ
り大きければステツプS₁₀に移る。

このステツプS₁₀では後に説明するアイドル回
転数制御のためのバイパスバルブ目標ポジシヨン
Ptの演算を行う。そして次にステツプS₁₁で現実
のバイパスバルブポジシヨンＰを検出し、ステツ
プS₁₂で上記目標ポジシヨンPtと現実のポジシヨ
Ｐとからその差に応じた制御信号を出力し、その
後ステツプS₂に戻つてフローを繰返す。

一方、第１タイマがタイムアツプした場合にお
いて前記のステツプS₉で減速度dN／dTが所定値
α以下であることを判別した場合には、ステツプ
S₁₃に移り、ここ所定の時間t₂を設定した第２の
タイマを作動させ（既に作動していればそのまま
の状態とし）、つぎにステツプS₁₄で第２タイマが
タイムアツプしたか否かを判別する。そして、第
２タイマがタイムアツプしていなければステツプ
S₁₅に移り、ここで非アイドル運転時のバイパス
バルブポジシヨンを決めるための目標ポジシヨン
の演算を行つてから、前記のステツプS₁₁に移る。
また、第２タイマがタイムアツプしたときは、ス
テツプS₁₆で第２タイマをクリアしてから、ステ
ツプS₆に戻つて再び第１タイマを作動させる。

このフローチヤートにおけるステツプS₁₀での
目標ポジシヨンPtの演算は、予め設定された目
標アイドル回転数と現実のエンジン回転数とに基
づいて次のように行われる。すなわち、目標アイ
ドル回転数は第４図に示すように冷却水の温度お
よびクーラー負荷の有無に対応づけて設定されて
おり、水温が低いときには目標アイドル回転数を
ある程度高くし、また水温が高いときもクーラー
がオンの場合は目標アイドル回転数を高くするよ
うにしている。このような特性は予め記憶されて
おり、前記水温センサ２５およびクーラースイツ
チ２４からの信号に基づいてそれに応じた目標ア
イドル回転数が求められる。この目標アイドル回
転数から先ずバイパスバルブポジシヨンの暫定目
標値が第５図に示すような特性から求められ、つ
まり、目標アイドル回転数をNset、上記暫定目
標値をP₀、第５図に示す直線の傾きをK₁、切片
をＸとすると、P₀＝K₁Nset＋Ｘの式から求めら
れる。そして、この暫定目標値P₀と補正項Pfbと
から、Pt＝P₀＋Pfbの演算式によつてバイパスバ
ルブ１２の目標ポジシヨンが求められる。上記補
正項Pfbは、目標アイドル回転数Nsetと実現のエ
ンジン回転数Ｎとの差に定数K₂を乗算し、さら
にこの値を演算の繰返しに応じて積算し、つまり
Pfb＝K₂（Nset−Ｎ）＋Pfbの演算式で求められ
る。なお、クラースイツチがONとなつたときに
はそれに応じた補正値をこれらP₀、Pfbに加算す
るようにしてもよい。

一方、ステツプS₁₅での目標ポジシヨンPtの演
算は、前記暫定目標値P₀に予め設定された一定
値Pxを加算するようにしている。

また、ステツプS₁₂で出力される制御信号は、
前記ソレノイド弁１７，１８に対してそれぞれ第
６図に示す特性デユーテイ比が決められるパルス
信号とし、つまりバイスバルブ１２の目標ポジシ
ヨンPtと現実のポジシヨンＰとの差に応じて前
記ソレノイド弁１７，１８に対するパルス信号の
デユーテイ比が変化し、これによつてバイパスバ
ルブ１２が作動され、吸入空気量が制御されるよ
うにしてる。

以上のような制御をタイムチヤートで示すと第
７図のようになる。すなわち、第７図Ａはスロツ
トル弁開度の変化をそれに応じたアイドルスイツ
チ２２の状態を示し、アイドル運転状態から加速
操作によつてスロツトル弁９が開かれるとアイド
ルスイツチ２２がONからOFFに切替わり、その
後スロツトル弁９が閉じられたときはアイドルス
イツチ２２が再びONとなる。第７図ＢおよびＣ
は、いずれも上記のスロツトル弁開度変化に対応
づけてエンジン回転数とバイパスバルブポジシヨ
ンの変化を示す。ただし、第７図Ｂは通常の平地
走行等における場合を示し、第７図Ｃはなだらか
な下り坂において減速が行われるような場合を示
す。つまり、アイドル運転状態にあるときはエン
ジン回転数が目標アイドル回転数に収束するよう
にバイパスバルブポジシヨンが制御され、スロツ
トル弁９が開かれ始めた時点Taからは、前記フ
ローチヤートにおけるステツプS₁₅での演算によ
り、バイパスバルブ１２が一定量だけ開かれる。
このよう非アイドル運転時にバイパスバルブ１２
を適度に開いておくようにしているのは、減速時
に急激に吸入空気量が減少することを避けて燃料
の追随性を良くし、失火を防止するためである。
この状態からスロツトル弁９が閉じられるととも
にエンジン回転数が低下してフイードバツク制御
実行回転数Nlよりも低くなると、その時点Tbか
ら前記フローチヤートにおいてはステツプS₅、
S₆、S₇を経てステツプS₁₀に移るため、第１タイ
マが作動されるとともに、エンジン回転数と目標
アイドル回転数との避に応じてしだいにバイパス
バルブ１２が閉じる方向に制御される。そして、
第１タイマによる設定時間t₁が経過した時点で減
速度dN／dTが調べられる。この場合に、第７図
Ｂに示すように減速度dN／dTが所定値αより大
きければ引続き上記の制御が行われ、エンジン回
転数が目標アイドル回転数に収束する。従つて、
減速からアイドル運転状態へ即やかに移行する場
合、それに適した制御が行われる。

また、第７図Ｃに示すように減速度dN／dTが
所定値α以下の緩やかな減速であるときは、前記
フローチヤートにおいてステツプS₉からステツプ
S₁₃、ステツプS₁₄を経てステツプS₁₅に移るため、
第２タイマが作動するとともにバイパスバルが非
アイドル運転時の位置に復帰する。すなわち、下
り坂を減速運転している場合には回転数フイード
バツク制御が行われてもエンジン回転数の減速度
は小さく、一方、通常のアイドル運転移行時の場
合には、エンジン毎の性能的なばらつき等で回転
数フイードバツク制御前の減速度が小さいことが
あつても、回転数フイードバツク制御が行われれ
ば目標アイドル回転数へ向けて比較的急速に減速
されることから、上記設定時間t₁のフイードバツ
ク制御後の減速度が調べられることにより上記両
場合が区別され、下り坂の減速運転に当該する場
合にフイードバツク制御が停止される。

そして、第２タイマによる設定時間t₂が経過し
た時点で再び第１タイマが作動し、さらにその設
定時間t₁が経過した時点で改めて減速度dN／dT
が調べられ、減速度dN／dTが所定値α以下の間
はこの動作が繰返さることにより、バイパスバル
ブ１２がほぼ非アイドル運転時の位置に保たれ
る。従つて、なだらかな下り坂においてエンジン
出力軸と車輪とが連結された状態で緩やかな減速
が行われている場合には、吸入空気量が極端に減
少するという事態が防止さる。この状態からクラ
ツチが切られてアイドル運転状態に移行したとき
は、車輪から与えられていた回転力が除去されて
減速度dN／dTが大きくなるので、その時点Tc
から前記フローチヤートにおいてステツプS₁₀を
通るルートが繰返され、スムーズにエンジン回転
数が目標アイドル回転数に収束することとなる。

（発明の効果） 以上のように本発明は、エンジン回転数検出手
段およびスロツトル弁開度検出手段からの信号に
基づいてアイドル回転数フイードバツク制御条件
を判定するものとし、基本的にはフイードバツク
制御実行回転数以下の低回転でスロツトル開度が
小さいときに吸入空気量調整によるアイドル回転
数のフイードバツク制御を行うが、このようにな
つたときに、フイードバツク制御を開始した後の
エンジン回転数の減速度を調べて、その減速度が
小さいときにはフイードバツク制御を停止するよ
うにしているため、緩やかな減速後の一時的な回
転数低下を防止してエンストを確実に防止するこ
とがでる。しかもクラツチセンサ等を必要とせ
ず、簡単な製造によりながら適切な制御を行うこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の全体構成図、第２図は実
施例を示す概略図、第３図は制御のフローチヤー
ト、第４図は目標アイドル回転数の特性図、第５
図は目標アイドル回転数に対するバイパスバルブ
ポジシヨンの暫定目標値の特性図、第６図はバイ
パスバルブポジシヨンの目標値と検出値との差に
対するソレノイド弁駆動信号のデユーテイ比特性
図、第７図Ａ，Ｂ，Ｃは第３図のフローチヤート
に従つた制御を具体的に示すタイムチヤートであ
る。 １……エンジン、４……吸気通路、９……スロ
ツトル弁、１１……バイパス通路、１２……バイ
パスバルブ、２１……エンジン回転数センサ、２
２……アイドルスイツチ、２３……バイパスバル
ブのポジシヨンセンサ、３０……マイクロコンピ
ユータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジン回転数を検出するエンジン回転数検
   出手段と、スロツトル弁の開度を検出するスロツ
   トル弁開度検出手段と、エンジンに供給する吸入
   空気量を調整する吸入空気量調整手段と、エンジ
   ン回転数が目標アイドル回転数より高く設定した
   フイードバツク制御実行回転数以下でかつスロツ
   トル弁が所定の低開度以下にあるときエンジン回
   転数が予め設定した目標アイドル回転数に収束す
   るように上記吸入空気量調整手段にフイードバツ
   ク制御信号を出力する制御手段とを備えたエンジ
   ンのアイドル回転数制御装置において、上記スロ
   ツトル弁が所定の低開度以下の状態でエンジン回
   転数が高回転域から上記フイードバツク制御実行
   回転数以下に低下したことを検出して検出信号を
   出力する減速検出手段と、上記減速検出手段から
   検出信号が出力されたときに所定期間上記制御手
   段からフイードバツク制御信号を出力させてフイ
   ードバツク制御を開始するフイードバツク制御開
   始手段と、上記フイードバツク制御開始手段作動
   後のエンジン回転数の減速度を検出する減速度検
   出手段と、上記減速度検出手段により検出される
   エンジン回転数の減速度が所定値以下の緩やかな
   減速であるとき、上記制御手段からのフイードバ
   ツク制御信号の出力を停止するフイードバツク制
   御停止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。