JPS5862334A - エンジンのアイドル回転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 コノ発明はエンジンのアイドル回転制御装置ニ闇するも
のである。

一般に自動車のアイドル回転制御装置は、アイドリング
時のエンジン回転数を６００〜７００ｒＰｍ　　程度の
低回゛転欽に抑えるようフィートノ（ツク制御すること
によシ、エンジンの燃焼性を安定にするとともに、燃費
の向上を図ろうとするものであり。

この種装置に３ける制御方法の１つとしては、スロット
ル弁にこれを自助的に開閉するアクチュエータを設け、
まず水温、クーラー負荷の有無等のエンジンの運転状態
に応じて目標アイドル回転数を設定し、これと実際のア
イドル回転数との差を求めてこの差に応じて目標スロッ
トル関度を設定し、さらにこの目標スロットル関度と実
際のスロットル関度との差を求めてこの差に応じて上記
アクチュエータを駆動制御することにより、実際アイド
ル回転数が目標アイドル回転故になるように制御する方
法が考えられる。

また従来、単にエンジンの運転状態に応じて設定される
目標回転速度と実際のエンジン回転速度とを比較しその
差に応じてスロットル弁を開閉することにより実際のエ
ンジン回転速度を目標回転速度に近づけるようにしたエ
ンジン回転制御装置において、エンジン回転数が何らか
の原因で所定回伝政以１になったときには７エイルセイ
７的にエンジン回転制御を停止するようにしたものがあ
った（特公昭５３−４５８６１号ン。

しかるに、目標アイドル回転数と実際アイドル回転数と
の差から一旦目繻スロットル開度を設定し、この目標ス
ロットル開度と実際スロットル開度との索に応じてスロ
ットル館°を開閉制御してアイドル回転故を一定に制御
しようとする装置に、上記のようにエンジンが所定回転
数以上になったときに７エイルセイ７的にアイドル回転
制御を停止するという方法を適用すると、エンジンに異
常が起こって高回転域に入ったときには目標スロットル
開度の演算が停止してしまい、そのため再び回転が落ち
てアイドル回転制御が必要となったときにはハンチング
を起こしたりして応答性よく元のアイドル回転制御に戻
れないという問題があった。ここでこのようにエンジン
が異常に高回転になる場合の例としては、アイシングに
よりスロットル弁が氷つき、吸入空気の流れを妨げてい
る状態に８いてエンジンの運転によりスロットル弁が暖
かくなって氷が溶けたときに急激に吸入空気量が増大し
て回転が急激に上がる場合がある。

この発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので
、上述のよう化目標アイドル回転政と実　”際のエンジ
ン回転数の差から目標スロットル開度を設定し、この目
標スロットル開度と実際のスロットル開度との差に応じ
てスロットル弁を開閉制御するアクチュエータを制御し
てアイドル回転故を一定にするようにした装置において
、エンジン回転数が所定回転数以上になったときは上記
目標スロットル開度を設定する動作を継続したままスロ
ットル弁が閉じるようにアクチュエータを作動させるこ
と番こより、再びエンジン回転数が下がってアイドル回
転制御が必要となったときにハンチングを起こすことな
く応答性よく元のアイドル回転制御に戻れるようにした
エンジンのアイドル回転制御装置を提供することを目的
としている。

以Ｆこの発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例によるエンジンのアイドル
回転制御装置の構成を示し１図においてｌはエンジン、
２ｒｉピストン、３け吸気通路、４は排気通路、３ａは
吸気弁、４ａＦｉ排気弁、５は吸気通路３４こ清浄な空
気を供給するエアクリーナ、６はエアクリーナ５のＦ方
において上記吸気通路３１５設けられた気化器、６ａは
この気化器６に設けられ、吸気通路３に開口する燃料ノ
ズル、７は気化器６のややＦ方に設けられ・；　エンジ
ン１に供給される吸入空気量を制御するスロットル弁、
８はこのスロットル弁７と係止してこれを開閉駆動する
ストッパ、９はこのストッパを吸引するダイヤフラム装
置、１０はこのダイヤフラム装置９の負圧室９ａを吸気
通路３の気化器６より上流の大気に連通ずる大気側通路
、１１は上記負圧室９ａを吸気通路３のスロットル弁７
よりＦ流の負圧に連通する負圧側通路、１２は上記大気
側通路１゜を開閉する大気側ソレノイド弁、１３は上記
負圧側通路１１を開閉する負圧側ソレノイド弁Ｚであり
、以上の８〜１３によりスロットル弁７を開閉駆動する
アクチュエータ１４を構成している。

また１５はエンジン１の冷却水１６の水温を検出する水
温センサ、１７は水温セン？１５の出力をＡ／Ｄ、変換
するＡ／Ｄ変換器、為はＡ／Ｄ変換器１７の出力である
水温信号、１８は本装置に３いてエンジンの回転検出器
（４磁ピツクアツプ装置）が内蔵されているダイストリ
ピユータ、ｂはその出力である回転速度信号、１９はス
ロットル弁７の開度を検出するスロットル開度センサ、
Ｃはその出力であるスロットル開度信号、２０Ｈクーラ
ースイツチ、ｄはその出力であるクーラー負荷検出信号
である。

また２２＃′ｉ上記各種検出信号ａ、　　ｂ、　　ｃ、
　　ｄ。

Ｃが入力され、エンジンの運転状急に応じて設定される
目標アイドル回転速度と上記回転検出器で検出される実
際アイドル回転速度とを比較しその差に応じて目標スロ
ットル開度を設定するととも薔こ該目標スロットル開度
と実際スロットル開度とを比較しその差に応じて実際ア
イドル回転速度が目標アイドル回転速度となるよう上記
アクチュエータ１４を駆妨制両するアクチュエータ制御
装置としてのマイク０コンピュータであり、これはイン
ターフェイス２２ａと／モ！Ｊ２２ｂとＣＰＵ（中央処
理装置ｆ）２２Ｃとを有してｈる。

第２図は本発明に２けるアクチュエータ制御装置をハー
ド回路によシ構成した場合の回路図を示しそＳす、図に
８いて第１図と同一符号は同一のものを示し、第１図の
マイク０コンピュータ２２に相当ｊる部分において、ａ
　ｒ”は水温信号λとり゛−ラー負荷検出信号ｄとから
第３図１１）に示す特性でもって目標アイドル運転故Ｎ
　８ＢＴを設定する目標アイドル回転数設定器、３２Ｆ
ｉ設定された目標アイドル回転ＪＩＫＮｓＥＴから第３
図ｔｂ）に示す特性でもって暫定目標スロットル開度ｒ
１　　を設定する暫定目標スロットル開度設定器、３３
は上記目標アイドル回転＆　Ｎ　８ＥＴと回転検出器１
８で検出される実際アイドル回転数Ｎｒｐｍとの差を求
める減算器、３４はこの減算器３３の出力を積分し目標
スロットル開度の補正項Ｔ２　を求める積分器、３５は
上記暫定目標スロットル開度Ｔｌ　　と上記積分器３４
の出力である目標スロットル開度の補正項ｒ２とを加算
することによう目標スロットル開２ｒｓｉ＋’ｒを求め
る加算器、３６は上記目標スロットル開度Ｔ　８１Ｔと
スロットル開度センサ１９によって検出される実際スロ
ットル開度′ｒＯとの差を求める減算器、３７はエンジ
ン回転数が上がったときにアイドル回転制御を停止しよ
うとするその基準値である所定回転数Ｎｈ　に対応する
４圧を発生する所定回転数発生器、３８Ｆｉ上記回転検
出器１８で検出される実際のエンジン回転数Ｎｒｐｍと
上記所定回転＆ｔＮｔｌ　とを比較しＮｒｐｍの方が大
きいとき１１”を出力する比較器、３９は上記比較器３
８の出力が“１“のとき上記減算器３６の出力である（
Ｔｓｉ＋ｙ　　Ｔｏ　　）を通過させ、比較器３８の出
力が“０“のときその通過を阻止するアナログスイッチ
、４０は上記アナログスイッチ３９の出力（ｆ　８ＥＴ
−Ｔｏ　　）を得てアクチュエータ１４のンレノイド弁
１２．１３を駆動するための所要デユーティ比のパルス
信号を発生する駆動信号発生回路であり、これは上記比
較器３８の″ｏｏ出カが入力されたと６には大気側ソレ
ノイド弁１２を開とする駆動信号を発生するようになっ
ている、次に本発明装置の前作を第１図のＣＰ　Ｕ　２
２　Ｃの演算処理の７ａ−チャートを示す第４図を参照
して説明する。

まずＣＩ’ＬＩ２２Ｃはステップｓ１　　に２匹てスａ
ツ１ル開度信Ｊｉｊｃと回転速度信号すとから、スロッ
トル弁７がアイドル位置にあシ、かつエンジン回転政痴
所定回転故以むある′パというアイドル状゛態にあるか
否かをや」定し、ＮＯであれば再びスタート位置に戻っ
てこのアイドル状態か否かの判定を何度も繰シ返し行な
い、ＹＥＳになったとき、即ちアイドル伏線になったと
きは゛ｓ２以下のステップに進む。そしてステップｓ２
ではエンジンの運転状態、即ちこの場合エンジン冷却水
の温度およびクーラー負荷の有無を水温信号ａｊｉ５よ
びクーラー負荷検出信号ｄから検出し、次にステップＳ
３にどいて上記冷却水温８よびクーラー負荷の有無に応
じて第３図（ａｌの特性により目標アイドル回転＆　Ｎ
　ＳＩＴを算出する。ここで水温が低いとき目標アイド
ル回転数を高く設定しているのは、冷間始動時のように
低温のときにはエンジンの燃焼性が悪いためエンジン回
転数をある程度以上にしないと安定したアイドル運転が
できないためであり、また水源が高い領域でクーラーの
オン時に目標アイドル回転数をそのオフ時より高くして
いるのはクーラー負荷があるときはそれをカバーするだ
けの発電能力が要求されるためである。

そしてそののちステップＳ４において目標アイドル回収
数Ｎ　８１丁に対応する暫定目標スロットル開度Ｔｌ　
　を第３図向の特性から求め、ステップＳ５において回
転速変信Ｊｉｊｂから実際のエンジン回転数Ｎ　ｒｐｍ
を検出し、ステップＳ６に８いて目標アイドル回収数Ｎ
　１ｌｌＴと実際アイドル回転故Ｎｒｐｍとの差に憲政
ｋを掛算して目標スａツ）／し開度の補正項ｒ２　　＝
　ｋ　（Ｎ　８ＥＴ　−Ｎ　ｒｐｍ　）を求め、しかも
これが第４図の７０−チャート全体を巡回すること２回
目以上のときには過去の補正項Ｔ２　の値を積算、即ち
Ｔｇ　＝　ｋ　（Ｎ　８１１’ｒ　−Ｎ　ｒｐｍ　）　
＋Ｔ！の演算をする。そしてステップＳ７におｒては上
記Ｔ＋　　とＴｇ　　とを加算して目標スロットル開度
Ｔ　８ＥＴ　全算出し、ステップＳ８においてスロッ開
度間度信８＋Ｃから実際のスロットル開度ＴＯを検出し
、ステップＳ９において実際のエンジン回転数Ｎｒｐｍ
が所定回転数Ｎｈ　より大か否かを判定し、ＮＯで４れ
ばステップ５１０におＡて上記目標スロットル開度Ｔ　
８ＥＴと実際スロット、ル開度Ｔｏ　　との差を検出し
、その差に応じて第３図ｔｃ）の特性によって決まるデ
ユーティ比のパ゛、′Ｊレス信号をンレノイド弁の１励
信号として出力する。またＹＥＳであればステップＳｌ
ｌにおいて大気側ソレノイド弁１２を開としてスロット
ル弁７を強制下降させる信号を出力する。

なお本装置のＣＰＵ２２Ｃは第４図の７０−チャートの
処理を一巡３０ｒｎｓｅｃ程度の速さで繰り返し行なっ
ているものである。。

次に本装置の動作をエンジン回転数が第５図＋ａ）に示
すような変化をした場合を例にとって説明する。

即チ同図ｔａ）　Ｉｄ、エンジンのアイドル回転制御が
正常に行なわれていて実際のエンジン回転数が第５図（
勾の人頼域に示すように目標アイドル回転敗Ｎｕ＋デー
６００ｒＰｍ付近にある状態から、何らかの原因（アイ
シング発生）で時刻ｔｌ　　に該回転数が同図Ｂ＠域に
示すように一旦少し下がったのち、時刻ｔ！以降同図Ｃ
＠職に示すように急激に上昇（アイシング解除）し、つ
いには時刻ｔＳ　　に２いて所定回転数Ｎｈ＝２２０Ｏ
ｒｐｍを越える場合を示シており、同図ｓｂｌはエンジ
ン回転数がこのように変化した場合の目標スロットル開
度の変化を示し、さらに同図ＩＣ）はこの場合の従来方
式による実際のスロットル開度の変化を、同図（ｄ）は
本発明方式による実際のスロットル開度の変化を示して
いる。ここで従来方式とはエンジン回転数が所定回転数
を越えたときにはアイドル回転制御をすべて中止する、
即ち目標スロットル開度の演算も中止しアクチュエータ
の１妨制御も中止する方式のことをいう。なお同数＋ａ
ｌ　ｔｂ）の実線は本発明による場合、一点鎖線は従来
方式に、よる場合のエンジン回転数および目標スロット
ル開度の以後の変化を示している。

エンジン回転数が上記のような変化をした場合、目標ス
ロットル開１ｆ：ｉｊＡ領域ではエンジン回＠故６００
　ｒｐｍに相当する開度Ｔ　１１０Ｇにあるが、Ｂ領域
ではエンジン回転数が下がったことによって目標スロッ
トル１１！度は上昇し、その後０頭域でエンジン回転数
が上昇すると、今度は目標スロットル開度はド降し始め
、このようにアイドル回転制御が正常に行なわれている
聞は従・米寿式に８いても・本発明方式においても実際
のスロットル開度は目標スロットル開度と同様に変化す
る。そしてエンジン回＠故が、時刻口に２いて所定回転
１ｋＮｈ＝　２２０　Ｏｒｐｍを越えると、従来方式で
はアイドル回転制御はその機能をすべて停止するため目
標スロットル開ＩｆはＤ領域においてＴｓ　の一定値に
保たれ、一方、実際のスロットル開度は時刻ｔ８に一瞬
にしてｒＡＳ開度開度１１筐Ｂ落ち込む。そして時刻ｔ
４　　においてエンジン回転数Ｎ　ｒｐｏｎがＮｈより
下がったときは再びアイドル回転制御が作動する丸め、
目標スロットル開度の演算が再開されて該開度ＦｉＥ領
域に２いてＴｓ　から′徐々に低ドし、一方＊際のスロ
ットル開度は時刻【４　に−瞬にして開度Ｔａ　　に戻
り目標スロットル開度と同様の値でもって徐々に低ドし
ていく。しかるにこの場合同図から容易にわかるように
、アイドル回転制御を停止したＤ領域において目標スロ
ットル開度はｆ”ｓ　の高い値番こ保持される丸め、Ｅ
＠域における実際のスロットル開度は高い値となってお
り、そのためＥ領域に８いてエンジン回転数はそれほど
下がらず逆に再び上昇してＮｈを越え、以後上記と同様
の動作を繰り返す、いわゆるハンチングを起こす仁と・
こなるものであった。

これに対し本発明ではエンジン回転数Ｎｒｐｍが所定回
転数Ｎｈ　を越えたＤ領域においては、スロソトル開反
はアクチュエータを作動させることにより直ちにこれを
ｒＡＳ開度ＴＴＡ８までＦ降させるが、目標スロットル
開度の演算は継続して行なっているので、該目標スロッ
トル開度はＤ領域にＳいても徐々に低ドし、時刻ｔ４　
　において再びアイドル回転制御が開始される時点でＶ
ｉｒ４　　と低い値になっており、実際のスロットル開
度もＴ４　　と低い値に持ち上げられるだけなので、再
びエンジン回転数が所定回転数Ｎｈを越えることはなく
、アイドル回転制御がうまく機能してエンジン回転数は
目標アイドル回伝故Ｎ　８ＥＴに索早く収束していくも
のである。

どのように本発明装置によれば、エンジン回転数が所定
回転数を越えてアイドル回転制御を停止すると門にも目
標スロットル開゛兼の演算は継続するようにしたので、
エンジン回転数が再び下がったときには１ばちに適正な
制−状態に戻ることができ、ハンチングを起こしたりす
ることがないものである。

なお不発明装置ｄを第２図のようにハード回路で構成し
たときの動作は、原理的には上記のようにマイク０コン
ピュータにより制御を行なう場合と全く同様なので説明
を省略する。

以上のようにこの発明によれば、エンジンの運転状態に
応じて設定される目標アイドル回転速度と上記回転検出
器で検出される実際アイドル回転速度とを比較しその差
に応じて目標ス。ノトル開度を設定するとともに該目標
スロットル開度と実際スロットル開度とを比較しその差
に応じて実際アイドル回転速度が目標アイドル回転速度
となるよう上記アクチュエータを駆動制御するようにし
は目標スロットル開度を設定する動作を継続したままス
ロットル弁が閉じるようにアクチュエータを作動させる
ようにしたので、エンジン回転数が減少して再びアイド
ル回転副側を行なう場合にハンチングを起こすことなく
直ちに適正な制御状態に戻れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるエンジンのアイドル
回転制御装置の構成図、第２図は第１図のマイク０コン
ピュータによる制御４Ｉ装置をハード回路により構成し
た場合のグａツク図、第３図４ａｌＶｉＦ記実施列にお
ける水温に対する目標アイドル−回転数の特性図、同図
Ｌｂ）は上記実施例における目標アイドル回＠故に対す
る暫定目標スロットル開度の特性図、同図＋Ｃ１ｒｉ目
標スロットル開反と実際スロットル＃Ｍ１４（との差に
対するルノイド弁駆妨信号のダニ−ティ比の特性図、′
ｆＪ４１．ＡＶｉ第１図のＣＰＵによる演算処理の７ａ
−チギートを示す図、′ｆＪｓ図（ａｌ　ｔｂｌ　ｔｃ
ｌ　ｔｄｌは本発明装置ぽの動作の一例を示すためのエ
ンジン回ｌａｄの変化、目標スコツトル開度の変化、従
来方式による実際のスロットル開度の変化１．不相明に
よる犬１祭のスロットル開度の変化をそれぞれ示す図で
ある、　′。 ｌ・・・エンジン　　７・・・スロットル弁　　１４・
・・アクチュエータ　　１８・・・回転検出器　　２２
・・・アクチュエータ制御装置（マイクロコンピュータ
第３図 キ １尺へ倖１゛ル）（しもチューティトし第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　エンジンの回転速度を検出する回転検出器と
   、アイドル運転時に２ける上記エンジン回転速度を調節
   するためエンジンへの吸入空気瀘を制御するスロットル
   弁を駆動制御するアクチュエータと、エンジンの運転状
   態に応じて設定される目標アイドル回転速度と上記回転
   検出器で検出される実際アイドル回転速度とを比較しそ
   の差に応じて目標スロットル開度を設定するとともに該
   目標スロットル開度と実際スロットル開度とを比較しそ
   の差に応じて実際アイドル回転速度が目標アイドル回転
   速度となるよう上記アクチュエータを駆動制御するアク
   チュエータ制御装置とを備えたエンジンのアイドル回転
   制御装置において、上記アクチュエータ制御装置を、エ
   ンジン回転速度が所定回転速度以上になったときは上記
   目標スロットル開度を設定する動作を継続したまま上記
   スロットル弁が閉じるように上記アクチュエータを作動
   させる制御信号を出力するもの、としたことを特徴とす
   るエンジンのアイドル回転制御装置。