JPH0772510B2 - アイドル回転数制御装置 - Google Patents

アイドル回転数制御装置

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JPH0772510B2
JPH0772510B2 JP62146204A JP14620487A JPH0772510B2 JP H0772510 B2 JPH0772510 B2 JP H0772510B2 JP 62146204 A JP62146204 A JP 62146204A JP 14620487 A JP14620487 A JP 14620487A JP H0772510 B2 JPH0772510 B2 JP H0772510B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車用エンジンのアイドル回転数制御装置
に係り、特に、スロツトルバルブの操作を電気的に制御
されるアクチユエータで行なう方式の自動車用エンジン
に好適なアイドル回転数制御装置に関する。
〔従来の技術〕
ガソリンエンジンなどの内燃機関では、アイドル運転状
態の存在が不可避である。
しかして、このときでのエンジンの回転数は、燃費やエ
ンスト(エンジンストール)発生、それに排ガスの状態
に大きな影響を及ぼす。
そこで、アイドル回転数を所定の目標値に保つような制
御、いわゆるISC(アイドル・スピード・コントロー
ル)が自動車用エンジンなどに広く適用されるようにな
り、その例を特開昭61-152938号公報の開示にみること
ができる。
ところで、この従来技術では、スロツトルバルブの操作
を、電気的に制御されるアクチユエータで行なうように
なつており、エンジン回転数と目標アイドル回転数との
偏差に応じてアクチユエータを制御し、これによりスロ
ツトルバルブの開度を変え、吸入空気量を増減させ、エ
ンジン回転数が目標アイドル回転数に収斂するようにし
ている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は、スロツトルバルブを操作するアクチユ
エータ、いわゆるスロツトルアクチユエータの分解能に
ついて配慮がされておらず、アイドル回転数の収斂性の
点で問題があつた。すなわち、上記従来技術では、第6
図(a)に示すように、吸気管1内に設けられているス
ロツトルバルブ2の操作をパルスモータなどのアクチユ
エータ3で行なうようになつており、かつ、このとき、
アクチユエータ3の動作領域としては、第6図(b)に
示すように、アクセルペダルの踏み込み量や、オートク
ルージング制御系から与えられる信号によつて制御され
る車速制御領域Aと、急発進,急加速時に際しての駆動
輪でのスリツプ防止のためのトルク制御領域B,それにIS
C領域Cなどがあり、このため、アクチユエータ3はス
ロツトルバルブ2の開度角θが全閉角から全開角までの
全開度領域で使用されるため、その応答性及びコストの
面から、あまり分解能の高いアクチユエータとすること
ができない。
一方、ISC領域Cでは、当然のこととして、スロツトル
バルブ2の開度角θが、ほぼ全閉角付近の、いわゆるア
イドル開度近傍での制御となり、高精度のISCのために
は、このアイドル開度近傍で吸入空気量を精度良く制御
する必要がある。
ところが、スロツトルバルブ2による吸入空気量の制御
特性は第6図(c)に示すようになつており、スロツト
ルバルブの開度θが小さい領域では、吸入空気量Qaの立
ち上りが急峻になつており、この領域で吸入空気量Qa
高精度で制御するためには、開度θを充分に細かく制御
してやる必要がある。つまり、このことは、高精度のIS
Cのためには、分解能の高いスロツトルアクチユエータ
が必要なことを意味する。
しかしながら、既に第6図(b)で説明したように、ス
ロツトルアクチユエータ3に必要な制御領域は、スロツ
トルバルブ2の全閉開度から全開開度まで必要とし、こ
のように広範囲にわたる制御領域で、充分な分解能をも
たせることは、著しいコストアツプか、大きな応答速度
の低下を伴うことになり、従つて、従来例では、ISCの
高精度化の点で問題があつたのである。
本発明の目的は、スロツトルアクチユエータの分解能と
無関係に、常に高精度のISCが得られ、安定したアイド
ル回転数が容易に保たれるようにしたISC装置を提供す
ることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、アイドル回転数の制御を、主として吸入空
気量による第1の制御と、それ以外の手段による第2の
制御とに分け、実アイドル回転数と目標アイドル回転数
との偏差が所定値を超えているときには第1の制御手段
により、以下のときには第2の制御手段によりそれぞれ
エンジン回転数を制御することにより達成される。
〔作用〕
アイドル状態でのエンジン実回転数と目標アイドル回転
数との偏差が所定値以下になつて、高精度の回転数制御
が必要になつたときには、吸入空気量制御以外の手段に
よる回転数制御になるため、吸入空気量制御用アクチユ
エータの分解能と無関係に、高精度のアイドル回転数制
御が行なえる。このことを、実施例に則して具体的に説
明すると、この発明では、エンジンの実回転数及びスロ
ツトルバルブ開度角を検出し、アイドル状態であれば、
実際回転数と設定回転数の偏差(絶対値)ΔNを検出す
る。そこで、設定偏差ΔN0とを比較し、ΔN>ΔN0なら
ばスロツトルアクチユエータを駆動し、吸入空気量によ
り回転数制御を行う。
他方、ΔN>ΔN0でないのならば、例えば、燃料量制御
による第2の手段により回転数制御を行う。その際、空
気量及び燃料量により空燃比を推定し、設定空燃比ε0
と比較する。そして、ε<ε0ならば点火時期を進め、
排ガスの悪化を防ぐようにする。
従って、本発明により、アイドル時における回転数の制
御精度を高くすることが可能になる。
〔実施例〕
以下、本発明によるアイドル回転数制御装置について、
図示の実施例により詳細に説明する。
第2図は本発明の一実施例が適用されたエンジンシステ
ムの一例を示したもので、図において、吸気管1内に設
けられているスロツトルバルブ2はスロツトルアクチユ
エータ3に連結されており、エンジンに対する吸入空気
量Qaの制御は全てこのアクチユエータ3を介して行なわ
れるようになつている。
他方、吸気管1には、さらに噴射弁4が設けられてお
り、この噴射弁4に入力される噴射時間Tにより燃料供
給量Qfが制御されるようになつている。
制御部5はマイコンを含み、回転センサ6からのエンジ
ン回転数N,図示してない各種センサからのデータ、すな
わち、空燃比ε,エンジン冷却水温Tw,吸入空気量Qa
スロツトルバルブ開度θ,アクセルペダル踏込量Acなど
を取り込み、所定の演算処理を行ない、その結果として
のスロツトル開口面積S,噴射時間T,点火時期βを出力
し、駆動回路7,8を介してスロツトルアクチユエータ3
と噴射弁4に信号を送ると共に、イグニツシヨンコイル
9を介して点火プラグ10に高圧を供給し、所定のエンジ
ン制御項目を実行する。
第1図はこの実施例におけるISC動作の制御ブロツク図
で、この図において、回転数検出手段及びスロツトルバ
ルブ開度角検出手段により、回転数Nとスロツトルバル
ブ開度角θを求め、I.S.C判別手段でアイドル状態か否
かを判別する。そして、アイドル状態であれば偏差ΔN
検出手段で、実回転数Nと目標アイドル回転数N*との偏
差(絶対値)ΔNを検出する。その値と所定の設定偏差
ΔN0とを第1の偏差ΔN0との比較手段で比較し、吸入空
気量設定手段を通つてスロツトルアクチユエータへ進む
か、あるいは燃料設定手段を通つて噴射弁へ進み、さら
に空燃比推定手段へ進むかに分かれる。そして、空燃比
推定後、設定空燃比と比較し、それにより空燃比が所定
値以下になつたら、一酸化炭素(CO)濃度が所定値以上
に達したものとし、排ガス悪化を抑えるための点火時期
制御を行なうのである。
次に、この実施例の動作を第3図のフローチヤートで説
明する。なお、図において、S1〜S20は処理ステツプを
表わす。
まず、S1では、回転数N及びスロツトルバルブ開度角θ
を読み、次のS2でアイドル状態か否かを判別する。そし
て、アイドル状態でないと判断されたときには、ここで
そのままメインルーチンに戻るが、アイドル状態、すな
わち、N及びθが所定値以下であつたときには、続くS3
で設定回転数として目標アイドル回転数N*を読み、次の
S4で、これらの差としての回転偏差(絶対値)ΔN=|
N*−N|を求める。
次に、S5では、スロツトルアクチユエータ3の最小ステ
ツプ角αの関数f(α)として表わされる設定偏差ΔN0
を求める。なお、この設定偏差ΔN0は、スロツトルアク
チユエータ3の1ステツプ動作当りのエンジン回転数の
変化分を表わすものである。
S6では、これらのΔNとΔN0とを比較し、ΔN>ΔN0
なつたとき、すなわち、実回転数Nと目標アイドル回転
数N*との差が、スロツトルアクチユエータ3を1ステツ
プ動作させたときに与えられてしまうエンジンの回転数
変化分よりも大となつていたときには、このスロツトル
アクチユエータ3の制御によりISC機能を得る状態と
し、まず、S7でNN*、すなわち、このときのエンジン
の実回転数Nは、はたして目標アイドル回転数N*よりも
高いのか、或いは低いのかを調べる。そして、続くS8,
又はS9でそれぞれの場合について、スロツトルアクチユ
エータ3の最小ステツプ角αの関数g(α)として与え
られる、制御可能な最小スロツトルバルブ開口面積増減
分ΔS又は−ΔSを求め、さらに続くS10,又はS11でそ
れまでの開口面積Sに加えて新たな開口面積Sを与える
処理をそれぞれに行ない、メインルーチンに戻る。
一方、S6での結果がNO,すなわち、実回転数Nと目標ア
イドル回転数N*との差がスロツトルアクチユエータ3を
最小ステツプ角αだけ制御したときに与えられてしまう
回転数変化分よりも小となつていたときには、まず、S1
2で、回転数Nが目標アイドル回転数N*よりも高いのか
低いのかを調べ、その後、それぞれS13,又はS14を実行
し、これにより、エンジンの実回転数Nが目標アイドル
回転数N*よりも低いときには、これまでの噴射時間Tに
対して、所定の微小噴射時間ΔTを加算して新たな噴射
時間Tとし、実回転数Nが高かつたときには、微小噴射
時間ΔTを引いて新たな噴射時間Tとする処理がそれぞ
れ実行されるようにする。
そして、このようにして、まず、S10、又はS13が実行さ
れると、このときには、それぞれ最小スロツトルバルブ
開口面積増減分ΔS又は微小噴射時間ΔTに相当した分
だけエンジン回転数が増加され、他方、S11,又はS14が
実行されたときには、それぞれΔS又はΔTに相当する
エンジン回転数の低下がもたらされることになり、実回
転数Nが目標アイドル回転数N*に収斂してゆくような制
御が得られることになる。
ところで、このようなエンジン回転数の制御に際して、
S13又はS14による回転数制御部、つまり燃料噴射量の増
減による回転数の制御が実行されたときには、さらにS1
5ないしS20の処理を実行し、点火時期βの制御による排
ガスの悪化が防止されるようにする。
このため、まず、S15では、噴射時間Tの関数f(T)
として燃料供給量Qfの算定を行ない、S16で吸入空気量Q
aを読み込み、これらによりS17で空推定燃比εを計算
し、S18で読み込んだ設定空燃比ε0との比較をS19で行
ない、推定空燃比εが設定空燃比ε0よりも低下(リツ
チ)になつていたときにはS20を実行して所定の微小点
時期Δβだけ進んだ点火時期となるようにするのであ
る。
従つて、この実施例によれば、いち早く空燃比の推定が
行なわれ、その結果により点火時期が制御されるため、
排ガスの悪化を充分に抑えることができる。
第4図は制御部5(第2図)内のマイコンのビツト数と
噴射弁4による噴射時間Tの分解能について示したもの
で、同図(a)は8ビツト,(b)は10ビツトの場合を
示し、微小噴射時間ΔTとして充分に細かな時間を与え
ることができ、この結果、それぞれ回転数Nに対する制
御分解能として0.02,0.005が得られ、充分な精度のもと
でISCが可能なことを示している。
また、第5図は、上記実施例における制御動作を示した
もので、図中、イ−ロ,ハ−ニの部分が燃料供給量制
御、つまり第3図のS12ないしS14の処理によつてISCが
実行されたときを示し、ロ−ハの部分が吸入空気量制
御、つまり第3図のS7ないしS11の処理によりISCが実行
されたときの特性である。そして、この図において、Tr
はトルクを示し、εは空燃比であり、燃料供給量Qfの増
加に伴なつてトルクTrが増加し、他方、空燃比εは低下
してゆく様子が示されている。
特性上で、イ−ロ間とハ−ニ間では燃料供給量Qfによる
回転数制御であるため、第4図から明らかなように、充
分に微細な制御となり、他方、ロ−ハ間は、吸入空気量
Qaによる回転数制御であるため、スロツトルアクチユエ
ータ3の最小分解能によるステツプ状の粗い制御となる
ことが判る。
しかしながら、上記実施例によれば、吸入空気量Qaによ
る回転数制御、つまり第3図のS7ないしS11の処理によ
る回転数制御(これを第1の制御にする)が実行される
のは、S6での結果がYESになつたとき、つまり回転数偏
差ΔNが所定値以上であつて、大きく回転数を変化させ
なければならないときであり、従つて、このときには分
解能が低くても何も問題がないときである。
一方、S6での結果がNOで、細かな制御が要求されるとき
には、S12ないしS14による燃料供給量制御(これを第2
の制御とする)となるため、第4図から明らかなよう
に、スロツトルアクチユエータ3の分解能とは無関係
に、充分に高い分解能のもとでの制御が得られ、高精度
のISCを容易に行なうことができるのである。
なお、上記実施例では、微細な回転数制御のための第2
のアイドル回転数制御手段として、第3図のS12ないしS
14における燃料供給量制御手段を用いているが、点火時
期を制御しても回転数の制御は可能であり、しかも点火
時期の制御には特にアクチユエータを必要とせず、充分
な分解能のもとでの制御が容易に得られるから、本発明
における第2のアイドル回転数制御手段として点火時期
制御による回転数制御手段を用いるようにしてもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、分解能の高いアクチユエータを用いる
ことなく、充分細かなアイドル回転数の制御が可能にな
るから、高精度のISCをローコストで容易に提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるアイドル回転数制御装置の一実施
例における制御ブロツク図、第2図は本発明の一実施例
が適用されたエンジンシステムのブロツク図、第3図は
動作説明用のフローチヤート、第4図(a),(b)は
制御分解能を説明する特性図、第5図は本発明の一実施
例における動作特性図、第6図(a)〜(c)は従来例
における問題点の説明図である。 1……吸気管,2……スロツトルバルブ,3……スロツトル
アクチユエータ,4……噴射弁,5……制御部,6……回転セ
ンサ,7,8……駆動回路,9……イグニツシヨンコイル,10
……点火プラグ,S1〜S20……処理ステツプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02P 5/15 (56)参考文献 特開 昭56−121843(JP,A) 特開 昭59−63326(JP,A) 特開 昭58−174143(JP,A) 実開 昭56−165972(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸入空気量の制御に有限の最小制御分解能
    を有するアクチュエータを用いたエンジン制御システム
    において、 アイドル回転数を吸入空気量で制御する第1のアイドル
    回転数制御手段と、 アイドル回転数を燃料供給量及び点火時期の少なくとも
    一方で制御する第2のアイドル回転数制御手段とを設
    け、 エンジンの実アイドル回転数と目標アイドル回転数との
    偏差が上記アクチュエータの最小制御分解能を考慮して
    予め設定してある所定値を超えているときは上記第1の
    アイドル回転数制御手段により制御を行ない、上記所定
    値以下のときには上記第2のアイドル回転数制御手段に
    より制御が行なわれるように構成したことを特徴とする
    アイドル回転数制御装置。
JP62146204A 1987-06-13 1987-06-13 アイドル回転数制御装置 Expired - Lifetime JPH0772510B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62146204A JPH0772510B2 (ja) 1987-06-13 1987-06-13 アイドル回転数制御装置

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JP62146204A JPH0772510B2 (ja) 1987-06-13 1987-06-13 アイドル回転数制御装置

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JPS63314345A JPS63314345A (ja) 1988-12-22
JPH0772510B2 true JPH0772510B2 (ja) 1995-08-02

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ID=15402476

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62146204A Expired - Lifetime JPH0772510B2 (ja) 1987-06-13 1987-06-13 アイドル回転数制御装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60024796T2 (de) * 1999-04-06 2006-08-10 Toyota Jidosha K.K., Toyota Vorrichtung zur regelung der drehzahl einer brennkraftmaschine

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0033616B1 (en) * 1980-01-30 1985-07-03 LUCAS INDUSTRIES public limited company Closed loop control of i.c. engine idling speed
JPS58174143A (ja) * 1982-04-07 1983-10-13 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の制御方法
JPS5963326A (ja) * 1982-10-01 1984-04-11 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の電子制御装置

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JPS63314345A (ja) 1988-12-22

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