JPH05240091A - エンジンアイドル回転速度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アイドル回転速度を応答性よく、かつ精度よ
く目標値に制御する。 【構成】 アイドルスイッチ４が閉じてアイドル状態に
なると、関数発生回路３０２よりの目標値と回転センサ
９により検出した実際の回転速度とを比較器３０４によ
り比較し、その比較結果を積分回路３０５により積分処
理して、エンジンのアイドル回転数が目標値と一致する
ようにフィードバック制御する。また、積分回路３０５
の出力を比較器３１８により所定値と比較し、その比較
結果に応じて積分処理される値を、エンジン停止時にお
いても記憶内容を保持可能なメモリ３１６に記憶させて
学習値とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車のエンジンのアイ
ドル時の回転速度を所望の速度に制御するエンジンアイ
ドル回転速度制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの冷却水温に応じた目標値に暖
機運転中のアイドル回転速度を制御するため、或いは自
動車用空調機のコンプレッサ等のエンジンにより駆動さ
れる車載負荷のエンジンへの接続状態に応じた目標値に
アイドル回転速度を制御するため、実際のエンジン回転
速度を検出し、上記目標値と実際の回転速度との差に応
じてスロットル弁をバイパスする補助空気の量、或いは
スロットル弁の開度等の回転速度帰還制御対象の帰還制
御量を調整制御するものが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
制御装置では該装置の経年変化が生じた場合、例えば補
助空気量を調節するバルブへのほこりの付着等で開口面
積が変化した場合には、実際の回転速度が目標値になか
なか落ち着かないという状態になることがあるが、この
ような経年変化に対し、帰還制御量を大きく、つまり制
御応答性を早くすると、アイドル回転速度は急激に変動
して安定性が悪くなり、極端な場合はハンチングすると
いう問題があり、反対に帰還制御量は小さく、つまり制
御応答性を遅くすると、例えば通常の負荷運転からアイ
ドル運転に切替ったときにはアイドル回転速度は目標値
に収束するまで時間がかかり、つまりは回転速度が高す
ぎて燃費性を悪化させたり、低すぎてエンジンストール
を引き起こす等の問題をもらたす。

【０００４】従って、本発明の目的はアイドル回転速度
を応答性よく、かつ精度よく目標値に制御できるアイド
ル回転速度制御方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、アイドル状態であるか否かを
判別し、アイドル状態であるときに、アイドル回転速度
の目標値とアイドル時の実際の回転速度との比較結果を
積分処理して設定される制御量によって、エンジンのア
イドル時の実際の回転速度を前記目標値に一致させるよ
うに、エンジンへの吸気量を調節する吸気調節手段を駆
動してエンジンのアイドル回転速度を制御する方法であ
って、前記制御量を所定値と比較し、その比較結果に応
じて積分処理される値を、読み書き可能でエンジン停止
時においても記憶内容の保持が可能であるメモリに回転
速度補正情報として記憶させるとともに、前記メモリに
記憶させた前記回転速度補正情報と前記制御量とによっ
て前記吸気調節手段を駆動して、アイドル回転速度を制
御することを特徴としている。

【０００６】

【実施例】以下、本発明を図に示す一実施例につき説明
する。図１において、１は内燃エンジンであり、２は吸
気系、３はスロットル系（バルフ）である。４はスロッ
トルバルブ３の全閉状態を検出するためのアイドルスイ
ッチである。５はスロットルバルブ３をバイパスする補
助空気量を制御するためのアクチュエータで５１が電磁
コイルであり、その磁力は制御回路３０の出力電流によ
って決まる。

【０００７】５２は磁性体であり、バルブ５３と連結し
ており、スプリング５４，５５と制御回路３０の出力電
流のつり合いによってバルブ５３の開度、すなわちスロ
ットル弁３をバイパスする補助空気量を調整している。
６，７は空気通路である。９はエンジン回転信号として
の点火装置断続信号を出力する回転センサである。

【０００８】図２は制御回路３０を示す電気回路図であ
る。３０１はＤ−Ａ変換回路で回転センサ９からの信
号、つまり点火装置の断続信号ＩＧが入力され、周波数
信号をアナログ電圧に変換する。３０２は関数発生回路
で、エンジン冷却水温を検出する水温センサ３０３ａの
信号、並びに車載負荷としての自動車用空調機のコンプ
レッサの電磁クラッチのオンオフを切替えるクーラスイ
ッチ３０３ｂの信号とが入力され、暖機運転時のアイド
ル回転速度の目標値、並びに負荷としてのクーラがオン
されたときのアイドル回転速度の目標値を決定するアナ
ログ電圧を発生し、比較器３０４に供給する。

【０００９】比較器３０４はＤ−Ａ変換回路３０１、並
びに関数発生回路３０２の出力電圧を比較し、設定回転
速度、つまり目標値と実際の回転速度との大小を判別
し、それぞれ高レベル，低レベルの電圧として積分回路
３０５に出力する。積分回路３０５は演算増幅器３０
６，抵抗３０７，コンデンサ３０８，アイドルスイッチ
４の信号によりオンオフ作動するアナログスイッチ３１
９から成り、比較器３０４の出力に応じた増減方向で積
分すると共に、アイドルスイッチ４がオフのときはアナ
ログスイッチ３１９が閉じられ、一定の電圧を出力する
ようになっている。３０９は加算回路で、演算増幅器３
１０と抵抗３１１，３１２，３１３から成り、積分回路
３０５の出力と後述の学習制御回路３１４の出力を加算
する。

【００１０】学習制御回路３１４は、Ａ−Ｄ変換器も含
むマイクロコンピュータ３１５，読み書き可能な不揮発
性メモリ（すなわち読み書き可能でしかもエンジン停止
時においてもその記憶内容が保持し得るメモリ）３１
６，マイクロコンピュータ３１５の出力をＤ−Ａ変換す
るＤ−Ａコンバータ３１７，比較器３１８から成る。こ
の学習制御回路３１４はアイドル回転速度の目標値と実
際値との差に応じた値の制御量、つまりこの実施例では
積分回路３０５の積分出力が入力され、この成分出力に
関連した値、つまりこの積分出力と設定電圧とを大小比
較判別する比較器３１８の出力を不揮発性メモリ３１６
に回転速度補正データとして記憶させるものである。

【００１１】図３は学習制御回路３１４のマイクロコン
ピュータ３１５の機能の概略説明のためのフローチャー
トであり、以下説明する。エンジンが始動され、処理ル
ーチンがスタートされ、まずステップ１００１にてアイ
ドルスイッチ４がオンか否か、つまりスロットル弁３が
閉じられていて、アイドル運転中かどうか判定し、アイ
ドル運転中であって、アイドルスイッチ４がオンのとき
はステップ１００２にて水温センサ３０３ａからのエン
ジン冷却水温Ｔをデジタル２進化情報として取り込み、
かつ回転センサ９からのエンジン回転速度Ｎをデジタル
２進化情報として取り込む。

【００１２】次のステップ１００３にて図４に示すよう
な不揮発性メモリ３１６に格納されたマップの対応する
番地の水温用補正データＦ＝Ｆ^m _n を読み出す。このＦ
^m _nは図４に示すマップにおいて、冷却水温についてｍ
番目、エンジン回転速度についてｎ番目にあたる番地の
データである。次のステップ１００４ではクーラスイッ
チ３０３ｂがオンか否か、つまり負荷としての自動車空
調機用のコンプレッサがエンジンに接続されているか否
かを判定し、クーラスイッチ３０３ｂがオンのときはス
テップ１００５にて負荷用補正データｆ＝ｆ₁ を不揮発
性メモリ３１６から読み出す。クーラスイッチ３０３ｂ
がオフのときは、ステップ１００６にてメモリ３１６か
らｆ＝ｆ₂ を読み出す。

【００１３】次にステップ１００７に進み、比較器３１
８の出力が高レベルか否か、つまり積分回路３０５の積
分出力が所定レベル以上か否かを判定し、比較器３１８
が高レベルのときはステップ１００８に水温用補正デー
タＦ（＝Ｆ^m _n ）に所定値ΔＦを加算する積分処理を実
行し、不揮発性メモリ３１６の前記該当番地に書き込ん
でデータを更新し、次にステップ１００９にて上記負荷
用補正データｆを同様にして所定値Δｆを加算する積分
処理を実行し、メモリ３１６の該当番地に書込みデータ
を更新する。比較器３１８が低レベルのときはステップ
１０１０に進み、上記データＦ（＝Ｆ^m _n ）から所定値
ΔＦを減算する積分処理を実行し、メモリ３１６の該当
番地に書き込みデータを更新し、次にステップ１０１１
にて上記データｆも同様に所定値Δｆを減算する積分処
理を実行し、メモリ３１６の該当番地に書き込み、デー
タを更新する。

【００１４】次のステップ１０１２では、上記水温用補
正データＦと負荷用補正データｆとを加算して補正値Ａ
を計算し、次のステップ１０１３にてこの補正値ＡをＤ
−Ａコンバータ３１７に出力し、Ｄ−Ａコンバータ３１
７にて補正値Ａをアナログ量に変換させる。次のステッ
プ１０１４では、上記の処理を所定周期毎に達成するた
め時間ΔＴだけ待機し、ΔＴ経過後、ステップ１００１
に戻って以上の処理を繰り返す。なお、アイドルスイッ
チ４がオンでないときは、ステップ１０１５に進み、一
定の補正値ＡｃをＤ−Ａコンバータ３１７に出力し、次
にステップ１０１４に移る。

【００１５】次に、上記構成の作動を説明する。関数発
生回路３０２からのエンジン冷却水温とエンジン負荷と
してのクーラの接続状態とに応じた目標回転速度を表す
目標値が出力される。比較器３０４にてこの目標値と実
際の回転速度とが比較され、大小に応じた高低レベルの
信号が出力される。エンジンのアイドル時、つまりアイ
ドルスイッチ４がオンのときは、積分回路３０５のアナ
ログスイッチ３１９は開かれており、積分回路３０５は
比較器３０４の判定信号に応じて積分し出力する。

【００１６】エンジン速度が目標値以上のときは、比較
器は高レベルとなり、積分出力は低下し、加算回路３０
９の出力も低下し、アクチュエータ５への出力は小さ
い。アクチュエータは供給される出力電流が高くなると
前記バイパス空気量を増加させ、低くなるとバイパス空
気量を低下させる構成であり、従って、エンジン回転速
度が目標値以上のときはアクチュエータ５はバイパス空
気量を減じ、回転速度を低下させる。

【００１７】また、加算回路３０９には、学習制御回路
３１４の出力が供給されており、この学習制御回路から
は上記説明のとおり水温用補正データＦと負荷用補正デ
ータｆとを加算した補正値Ａ、つまり現時点の水温状態
並びに負荷状態に対応する過去の回転偏差補正量を出力
するもので、従って、加算回路３０９からは現時点の回
転速度と目標値との差に基づく帰還制御と過去の同一条
件時の補正量による学習制御との双方の補正信号が加算
されて出力される。

【００１８】ところで、上述の如く、現時点の回転速度
と目標値との差に基づく帰還制御における制御量の算出
の際には、前記差を積分回路３０５で積分処理して得て
いるので、この制御量はエンジン１やバルブ５３近傍の
経年変化に応じて変化する値となる。すなわち、経年変
化によって、そのときの目標値に対するエンジンの要求
空気量やアクチュエータ５への電流に対するバルブ５３
の開口面積が、設計時の基準からずれると、現時点の回
転速度は目標値よりも常に大きい値か、又は常に小さい
値かにずれることになるので、上記の差は常に一方向に
偏った値となる。

【００１９】そのため、上記制御量は上記のずれを解消
する方向に上記積分回路３０５の積分定数に基づく時定
数で徐々に変化する。そして、この変化に応動して学習
制御回路３１４の比較器３１８が高レベル又は低レベル
の出力をマイクロコンピュータ３１５に出力するため、
上述の処理により水温用補正データＦ及び負荷用補正デ
ータｆも積分処理により増減されて、両者を加算した補
正値Ａは上記のずれ分を解消する値にまで変動する。

【００２０】従って、加算回路３０９の出力は、上記の
ずれ分を補償する補正値Ａを中心として積分回路３０５
の積分出力に応じて、その付近で上下に変動する値とな
る。すなわち、積分出力の変動幅は小さくて済むように
なる。

【００２１】そして、本実施例では補正値Ａを水温用補
正データＦ及び負荷用補正データｆとしてメモリ３１６
に記憶しているので、積分出力の変動幅を常に小さな幅
に維持できる。従って、帰還制御量を大きくしなくて
も、エンジンアイドル時の回転速度は応答性よく、かつ
制御精度も高く制御可能となる。特に、通常走行の負荷
運転からアイドル運転状態に切替ったときや、アイドル
運転中にクーラ等のエンジン負荷の接続状態が切替った
ときには、切替った後のアイドル運転に対応した補正値
Ａが学習制御回路３１４から加算回路３０９に直ちに出
力されることによって、いままでとは比べものにならな
い応答性でアイドル回転速度を目標値に制御できる。

【００２２】さらにはエンジンの冷えた冷却水温の低い
状態の、高い目標回転速度に制御されているアイドル状
態から負荷運転に移り、その負荷運転中にエンジンの暖
機が進んで、冷却水温の高い状態となってからアイドル
状態に移った場合には、低い目標回転速度が設定される
が、上述の如く本実施例では、水温と回転速度とに応じ
た水温用補正データＦを備えていて、その時の水温及び
回転速度に応じた水温用補正データＦが用いられるの
で、１個の補正データしか備えていない場合は、その補
正データが学習制御にてその運転状態に合う値になるま
で若干制御性が落ちるのに対して、直ちに運転状態に対
応した補正データＦが制御に反映されるので、極めて制
御性が向上する。

【００２３】エンジンが通常走行のごとき負荷運転の場
合は、アイドルスイッチ４が開かれ、積分回路３０５は
アナログスイッチ３１９が閉じられるため所定電圧を出
力し、また、学習制御回路３１４からも一定値Ａｃの補
正信号を出力する結果、アクチュエータ５は一定量のバ
イパス空気をエンジンに供給する。

【００２４】以上の実施例では、負荷としては自動車用
空調機（クーラ）のコンプレッサについて述べたが、パ
ワーステアリング用の油圧モータ等も同様に考慮するこ
とができる。また、アクチュエータ５はスロットル弁３
をバイパスする空気の量を制御するものを示したが、ス
ロットル弁３の開度を制御するものであっても、同様に
制御可能なことはいうまでもない。また、エンジン冷却
水温に対する補正情報を図４の如く回転速度と冷却水温
によって区別したマップにより記憶したが、他に例えば
吸気負圧と冷却水温によって区別したマップにより記憶
することでもよいことは勿論である。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明方法では、前
記制御量はエンジン等の経年変化に応じて変動し、従っ
て、回転速度補正情報は、前記制御量の変動に応動して
経年変化を反映した値となり、経年変化によるエンジン
を含むアイドル回転速度の制御系のずれ、例えば吸気調
節手段のほこり付着等による流量特性のずれを補償し得
る値として、前記メモリ内に記憶されるようになる。そ
して、目標値と実際の回転速度との比較結果に応じた制
御量と、前記回転速度補正情報とによって、アイドル回
転速度を制御することによって、制御系のずれ分を補償
する回転速度補正情報で不充分な分だけ前記制御量が変
化して、実際の回転速度が目標値に一致するように制御
されるため、前記制御量の変動幅を充分に小さくできる
ようになり、従って、通常走行の負荷運転からアイドル
運転に切替ったときでも、制御量を大きくしなくても目
標値に回転速度を応答よく制御でき、制御量を大きくし
なくてもよくなることから、精度の点においても極めて
良好に制御できる。

【００２６】また、前記回転速度補正情報が読み書き可
能で、エンジン停止時においても記憶内容を保持し得る
メモリに記憶されているので、例えば一旦エンジンを停
止し、再び始動しても、前回のエンジン作動時において
設定された回転速度補正情報は記憶保持されており、従
って、常に前記制御量の変動幅を小さくできるので、常
に安定したアイドル回転制御が実現できる。

【００２７】また、目標回転数と実際値との比較結果を
積分処理して制御量を求めてフィードバック制御し、か
つこの制御量を所定値と比較し、その比較結果をもとに
積分処理して求められる値を回転速度補正情報として学
習しているから、回転速度補正情報が経年変化的な長期
間による運転性のずれを補償することを主たる目的とす
るものであるのに対し、前記制御量はそれ以外の比較的
短い期間の運転変動の吸収を主たる目的とするものであ
るため、実際のエンジン作動中に両者を定める場合には
それぞれ対応した積分特性とする必要があるが、本発明
ではそれが可能となり、最適なフィードバック制御と学
習制御との両立が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】図１に示す制御回路の電気回路図である。

【図３】図２のマイクロコンピュータの概略機能を説明
するためのフローチャートである。

【図４】本発明を説明するため、図２に示す不揮発性メ
モリに格納されたマップである。

【符号の説明】 ９ 回転センサ ３０ 制御回路 ３０２ 目標値を決定する関数発生回路 ３１４ 学習制御回路 ３１６ 不揮発性メモリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アイドル状態であるか否かを判別し、アイドル状態であ
   るときに、アイドル回転速度の目標値とアイドル時の実
   際の回転速度との比較結果を積分処理して設定される制
   御量によって、エンジンのアイドル時の実際の回転速度
   を前記目標値に一致させるように、エンジンへの吸気量
   を調節する吸気調節手段を駆動してエンジンのアイドル
   回転速度を制御する方法であって、前記制御量を所定値
   と比較し、その比較結果に応じて積分処理される値を、
   読み書き可能でエンジン停止時においても記憶内容の保
   持が可能であるメモリに回転速度補正情報として記憶さ
   せるとともに、前記メモリに記憶させた前記回転速度補
   正情報と前記制御量とによって前記吸気調節手段を駆動
   して、アイドル回転速度を制御することを特徴とするエ
   ンジンアイドル回転速度制御方法。