JPH0733798B2 - 内燃エンジンのアイドル回転数フイ−ドバツク制御方法 - Google Patents

内燃エンジンのアイドル回転数フイ−ドバツク制御方法

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JPH0733798B2
JPH0733798B2 JP58029944A JP2994483A JPH0733798B2 JP H0733798 B2 JPH0733798 B2 JP H0733798B2 JP 58029944 A JP58029944 A JP 58029944A JP 2994483 A JP2994483 A JP 2994483A JP H0733798 B2 JPH0733798 B2 JP H0733798B2
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    • F02D31/002—Electric control of rotation speed controlling air supply
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃エンジンのアイドル回転数フィードバッ
ク制御方法に関し、特にアイドル回転数の制御中に大き
い電気負荷の変化が生じたときでもエンジン回転数を目
標アイドル回転数に保持し得るようにしたアイドル回転
数フィードバック制御方法。
従来、エンジンの負荷状態に応じて目標アイドル回転数
を設定し、この目標アイドル回転数と実際のエンジン回
転数との差を検出し、この差が零になる様に差の大きさ
に応じてエンジンに補助空気を供給してエンジン回転数
を目標アイドル回転数に保つように制御するアイドル回
転数フィードバック制御方法は知られている。
斯る方法において、アイドル回転数フィードバック制御
（以下「フィードバックモードによる制御」という）中
に例えばヘッドライトやラジエータファン等の電気負荷
装置を作動させたとき交流発電機が作動し、この交流発
電機の作動がエンジンの負荷の増大となってエンジン回
転数が低下する。このエンジン回転数の低下はフィード
バックモードによる制御が行われているのでやがては目
標アイドル回転数に復帰するが電気負荷が大きい場合、
エンジンストールを生じたり、電気負荷が加わると同時
に発進させたときにクラッチの係合を円滑に行うことが
出来なくなる。
このため複数の電気負荷装置のオン−オフ状態を検出
し、各電気負荷装置のオン状態を検出すると時に補助空
気を電気負荷の大きさに応じて所定量増加させて補助空
気量の制御遅れを改良し運転性を向上させる方法が本出
願人により提案されている（特願昭57−066928号）。こ
の提案に係る方法において、複数の電気負荷装置が同時
にオン状態にあるとき補助空気の増量を単に各電気負荷
装置毎に設定されている各所定増量値を加算して行なう
とエンジンに供給される補助空気量が過大となってしま
う場合が生じる。これを第１図を参照して具体的に説明
すると、第１図（ａ）において、例えば第１電気負荷装
置がオン状態になると（第１図（ａ）のt1時点）補助空
気量を調整する制御弁の開弁デューティ比を第１電気負
荷装置のオン信号を検出すると同時に第１電気負荷装置
の負荷に対応した値DE1だけ増加させる（第１図
（ｂ））。すなわち、制御弁の開弁デューティ比DOUTは
次式で与えられる。
DOUT＝DPIn＋DE ……（１） ここにDEは電気負荷装置の負荷の大きさに対応して設定
される電気負荷項であり、DPInはフィードバック項でこ
のフィードバック項の値は目標アイドル回転数と実アイ
ドル回転数との差の大きさに応じて設定される。このよ
うに第１電気負荷装置のオン信号を検出すると同時にこ
の電気負荷装置の負荷に対応して開弁デューティ比DOUT
を増大させるのでエンジン回転数Neは略目標アイドル回
転数に保持することが出来る（第１図（ｃ）のt1時点と
t2時点の間）。
次に、第１電気負荷装置に加え第２及び第３電気負荷装
置を同時にオン状態にし（第１図（ａ）のt2時点）、こ
のときの第１乃至第３電気負荷装置を同時に作動させる
に必要な全電力値が上述の発電機がフル発電状態、すな
わち界磁電流を最大の定格値にした状態のときに発電機
が供給できる電力値を越える場合、上記式（１）の電気
負荷項DEを第１乃至第３電気負荷装置の夫々の負荷に対
応して設定されている値DE1,DE2及びDE3を単に加算して
設定するとエンジンに供給される補助空気量は目標アイ
ドル回転数を保持するに必要な量以上となってエンジン
回転数Neは一時的に増大する（第１図（ｂ）及び（ｃ）
のt2時点とt3時点間）。第１乃至第３電気負荷装置を同
時に作動させるに必要な電力が上述の発電機のフル発電
時に供給される電力を上まわる場合、不足する電力は、
例えば、バッテリから補充されるので上述の値DE1,DE2
及びDE3を加えた電気負荷項DEに対応する補助空気量は
バッテリから補充される電力に対応する余分の補助空気
量（第１図（ｂ）のデューティ比DERに相当する空気
量）がエンジンに供給されるために上述のようにエンジ
ン回転数は上昇してしまうのである。
目標アイドル回転数を越えたときエンジン回転数は補助
空気量のフィードバック制御により、すなわち前述の開
弁デューティ比DOUTのフィードバック項DPInの値をDER
値だけ減少させることにより目標アイドル回転数に静定
する（第１図（ｃ）のt3時点とt4時点間）。
エンジン回転数がこのように目標アイドル回転数に静定
した後、前述とは逆に第１乃至第３電気負荷装置のすべ
てをオフ状態にさせた時（第４図（ａ）のt4時点）、前
記式（１）の電気負荷項DEは零に設定されるので制御弁
の開弁デューティ比DOUTはフィードバック項DPInだけに
よって設定されることになり、第４図（ａ）及び（ｂ）
の時点t4におけるDPIn値は、電気負荷が零のときにエン
ジン回転数を略目標回転数に保持するに必要な値（第４
図（ｂ）のt0時点乃至t1時点の間の開弁デューティ比
値）から前述のDER値だけ小さい値に設定されているの
でエンジンに供給される補助空気量は不足し、エンジン
回転数Neは一時的に減少する（第４図（ｃ）のt4時点と
t5時点の間）。
上述のようにt2時点乃至t3時点間及びt4時点乃至t5時点
間のエンジン回転数の上昇及び下降は補助空気量のフィ
ードバック制御により再び目標回転数に回復するがこれ
らのエンジン回転数の昇降は運転者に不快感を与えると
共に、t4時点乃至t5時点間のエンジン回転数の下降量が
大きいときには、特にこのエンジン回転数の下降時に、
例えば、クラッチを係合させて発進させるとき、運転性
能が著しく悪化したりエンジストールが生じたりする。
本発明はかかる不都合を回避するためになされたもので
あって、複数の電気負荷装置と、この電気負荷装置の夫
々に電力を供給する交流発電機とを備える内燃エンジン
吸気通路の絞り弁下流側に供給される空気量を調整する
制御弁の制御量をアイドル時の実際エンジン回転数と目
標エンジン回転数との差に応じて制御するアイドル回転
数フィードバック制御方法において、前記電気負荷装置
の負荷の大きさを検出し、該電気負荷の大きさに応じて
前記制御量を所定量増加させると共に前記所定量に上限
値を設け、さらに前記上限値を、前記目標アイドル回転
数におけるエンジン運転時に前記交流発電機が前記エン
ジンに与える最大負荷に対応した所定値に設定すること
を特徴とする内燃エンジンのアイドル回転数フィードバ
ック制御方法を提供するものである。
以下本発明の方法を図面を参照して説明する。
第２図は本発明の方法が適用される内燃エンジンのエン
ジン回転数制御装置の全体を略示する構成図であり、符
号１は例えば４気筒の内燃エンジンを示し、エンジン１
には開口端にエアクリーナ２を取り付けた吸気管３と排
気管４が接続されている。吸気管３の途中にはスロット
ル弁９が配置され、このスロットル弁９の下流の吸気管
３に開口し大気に連通する空気通路８が配設されてい
る。空気通路８の大気側開口端にはエアクリーナ７が取
り付けられ又、空気通路８の途中には空気量（以下、こ
の空気量を補助空気量という）の流量制御を行う補助空
気量制御弁（以下単に「制御弁」という）６が配置され
ている。この制御弁６は常閉型の電磁弁であり、ソレノ
イド6aとソレノイド6aの付勢時に空気通路８を開成する
弁6bとで構成され、ソレノイド6aは電子コントロールユ
ニット（以下「ECU」という）５に電気的に接続されて
いる。
吸気管３のエンジン１と前記空気通路８の開口8a間には
燃料噴射弁10が設けられており、この燃料噴射弁10は図
示しない燃料ポンプに接続されていると共にECU5に電気
的に接続されている。
前記スロットル弁９にはスロットル弁開度センサ17が、
吸気管３の前記空気通路８の開口8a下流には吸気温度セ
ンサ11及び吸気管内絶対圧センサ12が、エンジン１本体
にはエンジン冷却水センサ13及びエンジン回転数センサ
14が夫々取り付けられ、各センサはECU5に電気的に接続
されている。符号15a乃至15cは例えばヘッドライト、ル
ームファン、ブレーキランプ、ラジエータファン等の第
１、第２及び第３電気負荷装置を示し、第1,第２及び第
３電気負荷装置の各々の一接続端子はスイッチ16a乃至1
6cを介して夫々ECU5に電気的に接続される一方、第1,第
２及び第３電気負荷装置の各々の他の接続端子は夫々バ
ッテリ19及び交流発電機20に接続されている。
交流発電機20はエンジン１の図示しない出力軸に連結さ
れており、上述の第１乃至第３電気負荷装置15a乃至15c
の夫々のスイッチ16a乃至16cが閉成（オン）されたと
き、交流発電機20は夫々の電気負荷装置15a乃至15cに電
力を供給する。尚、交流発電機20が電気負荷装置15a乃
至15cに供給する電力量は図示しないレギュレータによ
り制御される。すなわち、レギュレータは電気負荷装置
15a乃至15cに必要な電力量を検出して、検出した電力量
に応じた界磁電流を交流発電機20に供給し、交流発電機
20はこの界磁電流の大きさに応じた電力を発生させてこ
の電力を上述の電気負荷装置15a乃至15cに供給する。交
流発電機20に供給される界磁電流が最大値である定格値
に到達すると交流発電機20は最大界磁電流に対応する最
大電力値以上の電力を出力することが出来なくなるの
で、この最大電力値を越えて必要な電力はバッテリ19か
ら各電気負荷装置15a乃至15cに供給される。符号18は他
のエンジンパラメータセンサ、例えば大気圧センサを示
す。
次に上述のように構成されるアイドル回転数フィードバ
ック制御装置の作用について説明する。
スロットル弁開度センサ17,吸気温度センサ11,絶対圧セ
ンサ12,冷却水温センサ13,エンジン回転数センサ14及び
他のエンジンパラメータセンサ18から夫々のエンジン運
転状態パラメータ信号がECU5に供給され、ECU5はこれら
エンジン運転状態パラメータ信号と第1,第２及び第３電
気負荷装置15a乃至15cからの電気負荷状態信号に基いて
エンジン運転状態及びエンジン負荷状態を判別し、これ
ら判別した状態に応じてエンジン１への燃料供給量、す
なわち燃料噴射弁10の開弁時間と、補助空気量、すなわ
ち制御弁６の開弁時間とを夫々演算し、各演算値に応じ
て燃料噴射弁10及び制御弁６を作動させる駆動パルス信
号を夫々に供給する。
制御弁６のソレノイド6aは前記演算値に応じた開弁時間
に亘り付勢されて弁6bを開弁して空気通路８を開成し開
弁時間に応じた所定量の空気が空気通路８及び吸気管３
を介してエンジン１に供給される。
燃料噴射弁10は上記演算値に応じた開弁時間に亘り開弁
して燃料を吸気管３内に噴射し、噴射燃料は吸入空気に
混合して常に所定の空燃比（例えば理論空燃比）の混合
気がエンジン１に供給されるようになっている。
制御弁６の開弁時間を長くして補助空気量を増加させる
とエンジン１への混合気の供給量が増加し、エンジン出
力は増大してエンジン回転数が上昇する。逆に制御弁６
の開弁時間を短くすれば供給混合気量は減少してエンジ
ン回転数は下降する。斯くのごとく補助空気量すなわち
制御弁６の開弁時間を制御することによってエンジン回
転数を制御することができる。
第３図は第２図のECU5内部の回路構成を示す図で、第２
図のエンジン回転角度位置センサ14からの出力信号は波
形整形回路501で波形整形された後、TDC信号として中央
処理装置（以下「CPU」という）503に供給されると共に
Meカウンタ502にも供給される。Meカウンタ502はエンジ
ン回転角度位置センサ14からの前回TDC信号の入力時か
ら今回TDC信号の入力時までの時間間隔を計数するもの
で、この計数値Meはエンジン回転数Neの逆数に比例す
る。Meカウンタ502は、この計数値Meをデータバス510を
介してCPU503に供給する。
第２図のスロットル弁開度センサ17,吸気管内絶対圧PBA
センサ12,吸気温度センサ11等の各種センサからの夫々
の出力信号はレベル修正回路504で所定電圧レベルに修
正された後、マルチプレクサ505により順次A/Dコンバー
タ506に供給される。A/Dコンバータ506は前述の各セン
サからの出力信号を順次デジタル信号に変換して該デジ
タル信号をデータバス510を介してCPU503に供給する。
第２図の第１乃至第３の電気負荷装置15a,15b,15cのス
イッチ16a乃至16cからの各オン−オフ信号は夫々レベル
修正回路512で所定電圧レベルに修正された後、データ
入力回路513で所定信号に変換されデータバス510を介し
てCPU503に供給される。
CPU503は、更にデータバス510を介してリードオンリメ
モリ（以下「ROM」という）507、ランダムアクセスメモ
リ（RAM）508及び駆動回路509,511に接続されており、R
AM508はCPU503での演算結果等を一時的に記憶し、ROM50
7はCPU503で実行される制御プログラム等を記憶してい
る。
CPU503はROM507に記憶されている制御プログラムに従っ
て前述の各種エンジンパラメータ信号に応じてエンジン
運転状態を判別すると共に第１乃至第３電気負荷装置15
a乃至15cのスイッチ16a乃至16cの各オン−オフ信号に応
じて、後述するように、エンジンに対する電気負荷状態
を判別して燃料噴射弁10の開弁デューティ比TOUT及び制
御弁６の開弁デューティ比DOUTを夫々演算する。
尚、制御弁６の開弁デューティ比DOUTは前記式（１）に
示すフィードバック項DPInと電気負荷項DEの和として求
められ、フィードバック項DPInは前述の通り実エンジン
回転数と目標アイドル回転数の差の大きさ応じて設定さ
れ、電気負荷項DEは後述する方法によって設定される。
CPU503は燃料噴射弁10の開弁デューティ比DOUTの演算値
に応じた制御信号をデータバス510を介して駆動回路509
に供給し、駆動回路509はこの制御信号に応じて燃料噴
射弁10を開弁させる駆動信号を該噴射弁10に供給する。
又、CPU503は制御弁６の開弁デューティ比DOUTの演算値
に応じた制御信号をデータバス510を介して駆動回路511
に供給し、駆動回路511は制御弁６をオン−オフさせる
駆動信号を制御弁６に供給する。
第４図はCPU503内で実行される上述の制御弁６の開弁デ
ューティ比DOUTの電気負荷項DEの演算手段を示すフロー
チャートである。
このDE演算プログラムが呼び出されると（第４図ステッ
プ１）、先ず、DEの記憶値を零にリセットする（ステッ
プ２）。次に第２図に示す第１電気負荷装置15aのスイ
ッチ16aがオン状態であるか否かが判別され（ステップ
３）、判別結果が否定（No）であればステップ５に進
む。ステップ３で判別結果が肯定（Yes）であればDEの
記憶値に第１電気負荷装置15aの電気負荷に対する所定
量DE1を加算しこの加算値（DE＋DE1）を新たなDEの記憶
値とする（ステップ４）、尚、ステップ２でDE＝０とリ
セットされているのでステップ４の新たな記憶値はDE1
に等しい。
次に、上述と同様に第２電気負荷装置15bのスイッチ16b
のオン−オフ状態が判別され（ステップ５）、オン状態
でなければステップ７に進み、オン状態であればDEの記
憶値に第２電気負荷装置15bの電気負荷に対する所定量D
E2を加算し、この加算値（DE＋DE2）を新たなDEの記憶
値とする（ステップ６）。更に、上述と同様に第３電気
負荷装置15cのスイッチ16cのオン−オフ状態が判別され
（ステップ７）、オン状態でなければステップ９に進
み、オン状態であればDEの記憶値に第３電気負荷装置15
cの電気負荷に対応する所定量DE3を加算し、この加算値
（DE＋DE3）を新たなDEの記憶値とし（ステップ８）、
前記ステップ９に進む。
ステップ９では上述のようにして設定された電気負荷項
DEが所定上限値DEMAXより大きいか否かを判別し、判別
結果が否定（No）の場合、すなわちDE値が所定上限値D
EMAXより小さい場合当該プログラムを終了し（ステップ
11）、ステップ９の判別結果が肯定（Yes）の場合、す
なわちDE値が所定上限値DEMAXより大きい場合、この所
定上限値DEMAXをDEの記憶値として当該プログラムを終
了する（ステップ11）。
ここに所定上限値DEMAXは前述の第１乃至第３電気負荷
装置15a乃至15cに電力を供給する第２図の交流発電機20
がフル発電状態となるとき、すなわち目標アイドル回転
運転時に、交流発電機20に供給される界磁電流を最大値
である定格値にしたときの発電状態にあるとき、この交
流発電機の負荷がエンジン１の負荷として加わり、その
ときにエンジン回転数を目標アイドル回転数に保持する
必要な補助空気の増量値に対応する制御弁６の開弁デュ
ーティ比である。複数の電気負荷装置が同時に作動状態
にあるとき、夫々の電気負荷装置に供給される電力の総
和が上述の交流発電機20がフル発電時に供給することの
出来る電力値を越えた場合、発電機によって供給するこ
との出来ない電力は第２図のバッテリ19から補充される
のでアイドル時にエンジンに加わる負荷の内電気負荷装
置の作動により加わる電気負荷の最大値は交流発電機20
のフル発電時にこの発電機20がエンジン１に与える負荷
の大きさに等しいのである。従って上述のステップ９及
び10でDE値を所定上限値DEMAXを越える値に設定されな
いようにすることにより第１図（ｂ）及び（ｃ）のt2時
点乃至t3時点間に示される、エンジン１に過剰な補助空
気が供給されることによるエンジン回転数の上昇を回避
することが出来、従って第１図（ｂ）及び（ｃ）のt4時
点乃至t5時点間に示されるエンジン回転数の下降も生じ
ることがない。
尚、上述の実施例では電気負荷装置として第１乃至第３
電気負荷装置の３つの電気負荷装置を設けた例について
説明したが、電気負荷装置の個数は実施例に限定される
ことなく電気負荷装置の個数を必要により増減させても
よい。
以上詳述したように本発明の内燃エンジンのアイドル回
転数フィードバック制御方法に依れば、複数の電気負荷
装置と、この電気負荷装置の夫々に電力を供給する交流
発電機とを備える内燃エンジンの吸気通路の絞り弁下流
側に供給される空気量を調整する制御弁の制御量をアイ
ドル時の実際エンジン回転数と目標エンジン回転数との
差に応じて制御するアイドル回転数フィードバック制御
方法において、前記電気負荷装置の負荷の大きさを検出
し、該電気負荷の大きさに応じて前記制御量を所定量増
加させると共に前記増加させる所定量に上限値を設け、
さらに前記上限値を、前記目標アイドル回転数における
エンジン運転時に前記交流発電機が前記エンジンに与え
る最大負荷に対応した所定値に設定するので、複数の電
気負荷装置を同時にオン−オフしても、アイドル時のエ
ンジン回転数を略目標アイドル回転数に保持することが
出来、エンジン運転性能の低下やエンジンストールが生
じる事態を回避することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図は複数の電気負荷装置が同時にオン状態になった
ときに各電気負荷装置に夫々設定されている所定補助空
気増量値を単に加算して設定した補助空気量を内燃エン
ジンに供給した場合に生じる不具合を説明するタイミン
グチャートで、同図（ａ）は第１乃至第３電気負荷装置
の夫々のオン−オフ状態を、同図（ｂ）は補助空気量制
御弁の開弁デューティ比の時間変化、すなわちエンジン
に供給される補助空気量の時間変化を、同図（ｃ）はエ
ンジン回転数の時間変化を夫々示すグラフ、第２図は本
発明の方法が適用された内燃エンジンのアイドル回転数
制御装置の全体構成図、第３図は第２図の電子コントロ
ールユニットの内部構成を示すブロック図、第４図は複
数の電気負荷装置のオン−オフ状態に応じて補助空気の
増量値を設定する方法を説明するフローチャートであ
る。 １……内燃エンジン、３……吸気通路、５……電子コン
トロールユニット（ECU）、６……制御弁、８……空気
通路、９……絞り弁、15a,15b,15c……電気負荷装置、2
0……交流発電機、503……CPU、507……ROM。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の電気負荷装置と、この電気負荷装置
    の夫々に電力を供給する交流発電機とを備える内燃エン
    ジンの吸気通路の絞り弁下流側に供給される空気量を調
    整する制御弁の制御量をアイドル時の実際エンジン回転
    数と目標エンジン回転数との差に応じて制御するアイド
    ル回転数フィードバック制御方法において、前記電気負
    荷装置の負荷の大きさを検出し、該電気負荷の大きさに
    応じて前記制御量を所定量増加させると共に前記所定量
    に上限値を設け、さらに前記上限値を、前記目標アイド
    ル回転数におけるエンジン運転時に前記交流発電機が前
    記エンジンに与える最大負荷に対応した所定値に設定す
    ることを特徴とする内燃エンジンのアイドル回転数フィ
    ードバック制御方法。
  2. 【請求項２】前記電気負荷装置の負荷の大きさは、各々
    の電気負荷装置に対応して予め定められた記憶値のうち
    オン状態となっている電気負荷装置の記憶値の合計とし
    て求めることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
    内燃エンジンのアイドル回転数フィードバック制御方
    法。
JP58029944A 1983-02-24 1983-02-24 内燃エンジンのアイドル回転数フイ−ドバツク制御方法 Expired - Lifetime JPH0733798B2 (ja)

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