JPH05106487A - 内燃機関のアイドル回転制御装置 - Google Patents

内燃機関のアイドル回転制御装置

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JPH05106487A
JPH05106487A JP27289091A JP27289091A JPH05106487A JP H05106487 A JPH05106487 A JP H05106487A JP 27289091 A JP27289091 A JP 27289091A JP 27289091 A JP27289091 A JP 27289091A JP H05106487 A JPH05106487 A JP H05106487A
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JP
Japan
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engine
target
amount
throttle
speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP27289091A
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English (en)
Inventor
Masaaki Uchida
正明 内田
Yoshinori Iwasaki
美憲 岩崎
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷変化時のアイドル回転の変動を防止する
と共に、フィードバック制御のマッチングを容易にす
る。 【構成】 内燃機関のアイドル回転を制御する装置にお
いて、機関の運転条件を検出する手段101と、機関の
外部負荷を検出する手段102と、機関の外部負荷に応
じて吸入空気のフィードフォワード制御量を演算する手
段103と、機関の実回転数と目標回転数の差に応じて
吸入空気のフィードバック制御量を演算する手段104
と、前記フィードフォワード制御量とフィードバック制
御量とから求まる目標吸入空気量に対し、スロットル下
流の吸気系容積、機関排気量、機関回転数に基づく1次
進み処理を行いスロットルのバイパス通路の目標通過空
気量を設定する手段105と、この目標通過空気量にし
たがいスロットルのバイパス通路の開度を制御する手段
106とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関のアイドル
回転を制御する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジンのアイドル域の回転数は、エン
ジンの冷却水温、始動後の経過時間、バッテリ電圧、エ
アコンディショナ、トランスミッションのギヤ位置等の
運転条件、外部負荷を基に目標回転数を定め、スロット
ルバルブをバイパスする空気通路に介装したアイドルコ
ントロールバルブ等を介して吸気をコントロールするこ
とで、目標回転数に制御するようになっている(特公平
2ー35867号公報等参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の制御は、外部負荷に基づくフィードフォワード制御
量と、エンジン実回転数と目標回転数の差に応じたフィ
ードバック制御量とにより、スロットルバルブをバイパ
スする空気通路の開度を決定して、アイドルコントロー
ルバルブ等を制御するようになっているものの、スロッ
トルバルブ下流の吸気系の容積に起因する実際のエンジ
ン吸入空気量の応答遅れを分離して考えてはいないた
め、目標回転数に制御するフィードバック定数のマッチ
ングに手間がかかると共に、外部負荷が変化した際のフ
ィードフォワード制御に遅れを生じて、アイドル回転の
変動を招くという問題があった。
【0004】この発明は、このような問題点を解決する
ことを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、図1に示す
ように内燃機関のアイドル回転を制御する装置におい
て、機関の運転条件を検出する手段101と、機関の外
部負荷を検出する手段102と、機関の外部負荷に応じ
て吸入空気のフィードフォワード制御量を演算する手段
103と、機関の実回転数と目標回転数の差に応じて吸
入空気のフィードバック制御量を演算する手段104
と、前記フィードフォワード制御量とフィードバック制
御量とから求まる目標吸入空気量に対し、スロットル下
流の吸気系容積、機関排気量、機関回転数に基づく1次
進み処理を行いスロットルのバイパス通路の目標通過空
気量を設定する手段105と、この目標通過空気量にし
たがいスロットルのバイパス通路の開度を制御する手段
106とを設ける。
【0006】また、前記フィードバック制御量演算手段
104は、機関の実回転数と目標回転数の差ならびにそ
の差の変化率に対するメンバシップ関数と、演算ルール
を定めたファジー制御にてフィードバック制御値を決定
するように構成する。
【0007】
【作用】即ち、外部負荷に基づくフィードフォワード制
御量と、エンジン実回転数と目標回転数の差に応じたフ
ィードバック制御量とから求まる目標吸入空気量に対
し、スロットル下流の吸気系容積、機関排気量、機関回
転数に基づく1次進み処理を行うことで、スロットルか
らの吸気の遅れを考慮した空気量つまりスロットルのバ
イパス通路の目標通過空気量が求まり、この目標通過空
気量にしたがいスロットルのバイパス通路の開度を制御
することで、遅れを生じることなく目標量の吸気を吸入
する。
【0008】このため、フィードバック制御におけるマ
ッチングを容易に行えると共に、外部負荷等が変化した
際に安定した回転が維持される。
【0009】また、この場合機関の実回転数と目標回転
数の差ならびにその差の変化率に対するメンバシップ関
数と、演算ルールを定めたファジー制御にてフィードバ
ック制御値を決定することで、目標回転数に的確に集束
制御され、最適マッチングが容易になる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0011】図2に示すように、1はエンジン、2はエ
アクリーナ3からの吸気をエンジン1のシリンダに導く
吸気管、4はスロットルバルブで、燃料は吸気ポートに
設けたインジェクタ(燃料噴射装置)5から噴射され
る。
【0012】スロットルバルブ4をバイパスする空気通
路6には、それぞれ吸気を導くエアレギュレータ7、ア
イドルコントロールバルブ8、FICDバルブ9が介装
される。
【0013】エアレギュレータ7は、エンジン始動時に
冷却水温が低いときほど開き、冷却水温が所定値以上に
なると、コントロールユニット20からの信号にしたが
い閉じられる。
【0014】アイドルコントロールバルブ8は、比例電
磁弁からなり、コントロールユニット20からのデュー
ティ信号により開度が制御される。FICDバルブ9
は、エアコンディショナ(エアコン)用の電磁弁で、コ
ントロールユニット20からの信号により開閉される。
【0015】一方、運転条件検出手段として、エンジン
の吸入空気量Qaを検出するエアフローセンサ11、エ
ンジンの回転数Neを検出するクランク角センサ12、
エンジンの冷却水温Twを検出する水温センサ13、ス
ロットルバルブ4の開度を検出するスロットル開度セン
サ14、ならびに図示しないが車速を検出する車速セン
サ、トランスミッションのギヤ位置を検出するギヤ位置
センサ等が設けられる。
【0016】これら各センサからの検出信号は、外部負
荷検出手段のエアコンスイッチ15からの信号、パワー
ステアリングスイッチ16からの信号、およびバッテリ
電圧信号等と共にコントロールユニット20に入力され
る。
【0017】フィードフォワード制御量演算手段、フィ
ードバック制御量演算手段、バイパス通路目標通過空気
量設定手段、バイパス通路開度制御手段としてのコント
ロールユニット20は、CPU、RAM、ROM、I/
O装置等からなるマイクロコンピュータにて構成され、
前記各信号に基づき、インジェクタ5からの燃料噴射量
制御を行うと共に、エンジンのアイドル回転制御を行
う。
【0018】次に、コントロールユニット20のアイド
ル回転制御を図3のフローチャートに基づいて説明す
る。
【0019】このフローは、エンジンの所定アイドル域
(スロットルバルブ4がアイドル位置にあり、極低車速
またはギヤがニュートラル位置のとき)に、エンジン回
転(1サイクル)に同期、実行する。
【0020】まず、ステップ101,102では、エア
コン、パワーステアリングがオンかどうか、ギヤがDレ
ンジ(オートマチックトランスミッションの場合)かど
うか等の外部負荷を読み込み、これらの負荷に基づき図
4のように定めたデータテーブルから吸入空気のフィー
ドフォワード制御量QcFを演算する。
【0021】ステップ103,104では、エンジン回
転数Neを読み込み、実回転数Neと目標回転数Nse
tとの差を基に吸入空気のフィードバック制御量QcB
を演算する。
【0022】目標回転数Nsetは、エンジンの冷却水
温、始動後の経過時間ならびに各外部負荷、バッテリ電
圧を基に定め、フィードバック制御量QcBの演算はフ
ァジー制御にて行う。
【0023】このファジー制御では、実回転数と目標回
転数との差Ne−Nsetならびにその差の変化率Δ
(Ne−Nset)から、図5のようにそれぞれ5つの
前件メンバシップを定め、7つの後件メンバシップとで
制御ルールを構築している。
【0024】前件メンバシップ中、PB〜NBは状態を
表し、後件メンバシップのPB〜NBは制御数を表す。
【0025】PB;正で大きい PM;正で中ぐらい PS;正で小さい Z;0である NS;負で小さい NM;負で中ぐらい NB;負で大きい 即ち、回転数の差Ne−Nsetならびにその差の変化
率Δ(Ne−Nset)から前件メンバシップの各グレ
ードを求め、各制御ルールにしたがい後件メンバシップ
を操作してフィードバック制御量QcBを定める。
【0026】具体的には、回転数の差Ne−Nsetが
αとすると、NB(回転がかなり低い)のグレードは
A、NS(回転がいくらか低い)のグレードはBであ
り、回転数の差の変化率Δ(Ne−Nset)がβとす
ると、NB(回転の下降速度が大きい)のグレードは
C、NS(回転の下降速度が小さい)のグレードはDで
あって、この場合そのNB,NS,NB,NSに対応す
る制御ルールにしたがい、次式にて、それぞれ制御量を
算出し、その平均値をフィードバック制御量QcBとす
る。
【0027】 QcB=[(PB×A×C+PB×A×D) +(PB×B×C+PM×B×D)]/4 図5のように前件NB,NBに対しては、NB,NB→
PBの制御ルールに基づきそのグレードA,Cと制御数
PBを乗算したPB×A×Cを、前件NB,NSに対し
ては、NB,NS→PBの制御ルールに基づきそのグレ
ードA,Dと制御数PBを乗算したPB×A×Dを、前
件NS,NBに対しては、NS,NB→PBの制御ルー
ルに基づきそのグレードB,Cと制御数PBを乗算した
PB×B×Cを、前件NS,NSに対しては、NS,N
S→PMの制御ルールに基づきそのグレードB,Dと制
御数PMを乗算したPM×B×Dを求め、平均値を出
す。
【0028】各制御ルールは、例えば回転数Neが目標
回転数Nsetより少し低くても下降速度が大きいと
き、あるいは下降速度が小さくても回転数Neが目標回
転数Nsetよりかなり低いときは、QcBを大きく増
加し、また回転数Neが目標回転数Nsetより少し高
くても上昇速度が大きいとき、あるいは上昇速度が小さ
くても回転数Neが目標回転数Nsetよりかなり高い
ときは、QcBを大きく減少する。
【0029】次に、ステップ105,106では、フィ
ードフォワード制御量QcFとフィードバック制御量Q
cBとを加算して、目標吸入空気量TQcを求め、前回
のTQcをTQcoにセットする。
【0030】そして、ステップ107にて、スロットル
下流の吸気系の容積に起因する吸入空気量の遅れを補償
する、即ちスロットルバルブ4下流の吸気系容積Vi、
エンジン排気量Ve、エンジン回転数Neに基づく1次
進み処理を行う次式にて、スロットルバルブ4のバイパ
ス通路6の目標通過空気量TQtを算出する。
【0031】 TQt=k・TQc+(1−k)・TQco k=C(定数)・Vi/(Ve・Ne)>1 この目標通過空気量TQtを基に、ステップ108にて
スロットルバルブ4のバイパス通路6のアイドルコント
ロールバルブ8ならびにFICDバルブ9を制御する。
【0032】この場合、エアコンを使用してないとき
は、そのTQtにしたがい図6のようにアイドルコント
ロールバルブ8の開度を制御する。エアコンの使用時に
は、FICDバルブ9を開くので、TQtからFICD
バルブ9分を減算してアイドルコントロールバルブ8の
開度を制御する。
【0033】なお、暖機時は、エアレギュレータ7から
の吸気によって基準の回転数を設定するが、外部負荷
分、フィードバック分は同様に制御する。
【0034】このようにエアコン、パワーステアリング
等の外部負荷からフィードフォワード制御量を、エンジ
ン実回転数と目標回転数の差からフィードバック制御量
を演算すると共に、これらの制御量から求まる目標吸入
空気量に対して、スロットル側からの吸気の遅れを補償
する1次進み処理を行うことで、スロットルバルブ4の
バイパス通路6の目標通過空気量を求め、この目標通過
空気量にしたがいスロットルバルブ4のバイパス通路6
のバルブ8,9を制御するので、目標量の吸気を吸入で
き、安定したアイドル回転を確保できる。
【0035】即ち、図7のように外部負荷が増加した場
合、目標吸入空気量TQcの1次進み処理にてスロット
ルバイパス通路6の目標通過空気量TQtが増加され、
これにしたがいスロットルバイパス通路6の開度が増加
されるので、スロットルバイパス通路6を通過する空気
量が速やかに増加され、遅れなく目標量TQcの吸気が
シリンダに吸入される。
【0036】反対に、外部負荷が減少した場合、スロッ
トルバイパス通路6の目標通過空気量TQtが減少さ
れ、これにしたがいスロットルバイパス通路6の開度が
減少されるので、スロットルバイパス通路6を通過する
空気量が速やかに減少され、遅れなく目標量TQcに減
少される。
【0037】これにより、外部負荷の変化に対して、常
に安定したアイドル回転を維持することができる。
【0038】一方、エンジン実回転数Neと目標回転数
Nsetの差に基づくフィードバック分に対しても、1
次進み処理にてスロットルバイパス通路6の目標通過空
気量TQtが増減され、これにしたがいスロットルバイ
パス通路6の開度が増減されるので、目標回転数Nse
tに速やかに追従制御でき、フィードバック制御におけ
るマッチングを容易に行える。
【0039】また、この場合エンジン実回転数と目標回
転数との差Ne−Nsetならびにその差の変化率Δ
(Ne−Nset)をメンバシップ関数にファジー制御
によってフィードバック分を設定するので、良好なフィ
ードバック制御を得ることができ、目標回転数Nset
に的確に集束制御できると共に、最適マッチングが容易
になる。
【0040】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、内燃機関
のアイドル回転を制御する装置において、機関の運転条
件を検出する手段と、機関の外部負荷を検出する手段
と、機関の外部負荷に応じて吸入空気のフィードフォワ
ード制御量を演算する手段と、機関の実回転数と目標回
転数の差に応じて吸入空気のフィードバック制御量を演
算する手段と、前記フィードフォワード制御量とフィー
ドバック制御量とから求まる目標吸入空気量に対し、ス
ロットル下流の吸気系容積、機関排気量、機関回転数に
基づく1次進み処理を行いスロットルのバイパス通路の
目標通過空気量を設定する手段と、この目標通過空気量
にしたがいスロットルのバイパス通路の開度を制御する
手段とを設けたので、スロットル側から遅れなく、常に
目標量の吸気を吸入でき、フィードバック制御における
マッチングを容易に行えると共に、外部負荷等の変化に
対して安定した回転を維持できる。
【0041】また、機関の実回転数と目標回転数の差な
らびにその差の変化率に対するメンバシップ関数と、演
算ルールを定めたファジー制御にてフィードバック制御
値を決定することで、より的確なフィードバック制御を
得ることができ、最適マッチングが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成図である。
【図2】制御システム構成図である。
【図3】制御内容を示すフローチャートである。
【図4】フィードフォワード制御量のデータ値を示す特
性図である。
【図5】ファジー制御のメンバシップ関数と演算ルール
を示す特性図である。
【図6】アイドルコントロールバルブの制御特性図であ
る。
【図7】負荷変化時の動作説明図である。
【符号の説明】
2 吸気管 4 スロットルバルブ 5 インジェクタ 6 バイパス通路 7 エアレギュレータ 8 アイドルコントロールバルブ 9 FICDバルブ 11 エアフローセンサ 12 クランク角センサ 13 水温センサ 14 スロットル開度センサ 15 エアコンスイッチ 16 パワーステアリングスイッチ 20 コントロールユニット

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関のアイドル回転を制御する装置
    において、機関の運転条件を検出する手段と、機関の外
    部負荷を検出する手段と、機関の外部負荷に応じて吸入
    空気のフィードフォワード制御量を演算する手段と、機
    関の実回転数と目標回転数の差に応じて吸入空気のフィ
    ードバック制御量を演算する手段と、前記フィードフォ
    ワード制御量とフィードバック制御量とから求まる目標
    吸入空気量に対し、スロットル下流の吸気系容積、機関
    排気量、機関回転数に基づく1次進み処理を行いスロッ
    トルのバイパス通路の目標通過空気量を設定する手段
    と、この目標通過空気量にしたがいスロットルのバイパ
    ス通路の開度を制御する手段とを設けたことを特徴とす
    る内燃機関のアイドル回転制御装置。
  2. 【請求項2】 前記フィードバック制御量演算手段は、
    機関の実回転数と目標回転数の差ならびにその差の変化
    率に対するメンバシップ関数と、演算ルールを定めたフ
    ァジー制御にてフィードバック制御値を決定するように
    なっている請求項1に記載の内燃機関のアイドル回転制
    御装置。
JP27289091A 1991-10-21 1991-10-21 内燃機関のアイドル回転制御装置 Pending JPH05106487A (ja)

Priority Applications (1)

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JP27289091A JPH05106487A (ja) 1991-10-21 1991-10-21 内燃機関のアイドル回転制御装置

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JP27289091A JPH05106487A (ja) 1991-10-21 1991-10-21 内燃機関のアイドル回転制御装置

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JPH05106487A true JPH05106487A (ja) 1993-04-27

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ID=17520185

Family Applications (1)

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JP27289091A Pending JPH05106487A (ja) 1991-10-21 1991-10-21 内燃機関のアイドル回転制御装置

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JP (1) JPH05106487A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6513489B2 (en) 2000-10-31 2003-02-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Idle speed control device for internal combustion engine and method of controlling idle speed
JP2013060883A (ja) * 2011-09-13 2013-04-04 Mitsubishi Motors Corp エンジンの熱効率推定装置及びエンジントルク制御装置
KR101339212B1 (ko) * 2008-05-21 2013-12-09 현대자동차 주식회사 자동변속기 차량의 엔진토크 보상장치 및 방법

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