JPS588250A - 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】 本発明は、エンジンのアイドル回転制御装置に関し、ｌ
！！ｆＫエンジンの諸条件に応じ最も好ましい回転数で
エンジンのアイドル運転が行なわれるようＫするアイド
ル回転制御装置に関する。

一般に、自動車用エンジンにおいては、停車時すなわち
エンジンのアイドル状態でのエンジン回転数は、安定し
た運転状態が得られる限度で、できるだけ低く抑えられ
る。しかし、このエンジン回転数を通常の運転条件で設
定すると、冷間始動時のよう忙、ニンジンが低温である
場合、混合気の霧化あるいは気化状態が悪いこと、潤滑
油粘度が高いこと等によシ、エンジンの回転速度をある
程度以上上昇させないと安定したアイドル運転を行なう
ことができない。このため従来のエンジンでは、機関温
度が所定値以下の場合、アイドル状絆でのエンジンのス
ロットル弁開度を若干増加してアイドル回転速度を上昇
させ安定したアイドル運転ができるようＫした、いわゆ
るツアーストアイドル制御を行なうようにしたものがあ
る。

しかしながら、このファーストアイドル制御では、エン
ジンの実際の温度に＃も適したアイドル回転速度に制御
できないという問題があった。また、このファーストア
イドル制御は、エンジンの負荷を全（考慮していないが
、アイドル運転は必ずしも完全な無負荷状態の下で行な
われるとは限ラス、自動変速機のトルクコンバータの駆
動、空調機の駆動、照明器真の点灯による負荷が加わる
ことは稀ではなく、この負荷によジエンジンのアイドル
回転数に変動を生じる。従って、種々の負荷条件の下で
、エンジンアイドル回転数を望ましい値ＫＭ持すること
は重要な課題となる。

このような状況の下で、アイドル回転数をある運転条件
下で設定した目標回転数に一致させるべく電気的にフィ
ードル４ツクコントロールする方法が提案されている０
例えば、実開昭５５−／３７２３Ｑ号に開示され九アイ
ドリング回転数制御装置は、上述の空―機の使用等の諸
条件を入力情報の形態で演算装置に入力し、この演算装
置（おいてそれぞれの入力情報の組み合わせに応じた最
も好適な目標アイドル回転数を演算し、次いでこの目−
アイドル回転数と回転検出器によって検出した実際アイ
ドル回転数とを比較して両回転数の差を検出し、この両
回転数の差に比例したデユーティ比をもつ・母ルスを出
力させ、′この出力に基づき電気作動制御装置をしてダ
イヤフラム式負圧応動手段を制御させ、これＫよってエ
ンジンのスロットル弁の一度を制御して所望のアイドル
回転数に自動制御するものである。

ところが、こうし九従来のアイドリング回転数制御装置
は、通常の条件の下ではある程度満足な結果を与えるこ
とは考えられるが、アイドル運転時の流体式自動変速器
の変速位置のシフトによる負荷変動によって回転数が変
化して始めて制御量が変わるという帰還制御方式を採用
しているため、回転数が安定するまでの目標アイドル回
転数からの偏差が大きく応答が遅いという欠点がある。

このアイドル回転数制御の応答性を向上させるため、特
開昭３１Ａ−１１３７２５号公報に開示された内燃機関
の無荷時回転数自動制御方法においては、負荷変化自体
を検出してそれＫよる回転数変化を予測し、これＫよっ
て上記し九帰還制御に予測制御を追加する方式を採って
いる。

しかしながら、この自動制御方法においては、上記負荷
変化の検出を変速機の変速位置のシフトを検出すること
によって行なっているが、実際の負荷変化はこの変速位
置のシフト時から、多少時間的に遅れるのが普通であシ
、従ってこの自動制御方法による場合は負荷が実際に変
動する以前に予測制御による回転速度の所定量の増速か
行なわれてしまい、このため回転速度が準端に急激に上
昇してしまい、運転者に不快感を与えたり、不意の発進
といった危険な状態を生じたシすることがあった。

そこで本発明は、負荷変動時のアイドル回転制御におけ
る上記したような欠点のない新規な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するものである。

本発明によるエンジンのアイドル回転制御装置は、工ｙ
ｙン回転速度を検出する回転検出器と、上記エンジン回
転速度を調節するため、エンジン回転速度の増減に係わ
る流入空気量、燃料供給量、点火時期制御パラメータを
コントロール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て
上記両速度の差を検出し、この両速度の差に基づいてア
イドル回転速度が上記目標アイドル回転速度となるよう
にアクチュエータを駆動制御するため、このアクチュエ
ータに制御信号を出力する制御回路とからなる帰還制御
系に、流体式自動変速機の変速位置が非ドライブ位置か
らドライブ位置にシフトしたことを検知して第１シフト
信号を発生し、一方ドライブ位置から非ドライブ位置に
シフトしたことを検知して第１シフト信号を発生する変
速検知器と、この変速検知器から第１シフト信号を受け
たとき、アクチュエータにエンジン増速方向の補正信号
を嫌々にもしくは所定時間遅延させて与える一方、第１
シフト信号を受けたとき、この補正信号を瞬時に除去す
る補正回路からなる予測制御系を付加したことを特徴と
するものである。

このような構成を備えた本発明のエンジンのアイドル回
転制御装置によれば、上述の帰還制御系による゛主制御
への予備制御系による予備制御の追加を、変速機の変速
位置のシフトの検出と同時に行なわずに、実際の負荷変
化と同期させるようにシフト時から所定時間遅延させて
行なうか、あるいは徐々に行なうかしているので、エン
ジン回転速度の急激な増速か生ずることがなく、従って
運転者に不快感を与えたりすることがない。

以下添付図面を参照しつつ本発明の好ましい実施例によ
るエンジンのアイドル回転制御装置について説明する。

第７図は、気化器式エンジン１に組み込まれた本発明の
アイドル回転制御装置の構成機能図である。

第１図から明らかなように、気化器式エンジン１の吸気
系は、吸気管部２．スロツ）２弁８およびインテークマ
ニホルド令からなる。スロットル弁８は、アイドル回転
制御装置の一部であるダイヤフラム式アクチュエータ５
によって作動制御されて、アイドル運転時に開度が設定
されるようになっている。

アクチュエータ５は、ダイヤフラム６およびこのダイヤ
フラム６によって画成された圧力作動室７を有するダイ
ヤスラム式アクチュエータである。

ダイヤフラム６は、圧力作動室７内の圧力が低くなった
とき、図において左方に移動し、これによってダイヤフ
ラム６に固定されている連杆８を介してスロットル弁８
を少し開く′ようになっている。

なお、この連杆８の先端には、との連杆がダイヤフラ、
Ａ　６とともに左方に移動したときに、スロットル弁８
を図において時計方向（開く方向）に回転させることが
できるようにフック８畠が設けられている。

上記圧力作動室７は、大気管路９によって吸気管部２の
スロットル弁８より上流側に連通されており、また負圧
管路ｌＯによって吸気管部２のスロットル弁８よυ下流
側に連通されている。大気管路９には常開弁である第１
電磁弁１１が、負圧管路ｌＯには常開弁である第１電磁
弁１１が、それぞれ配設されている。従って通常状態に
おいて、圧力作動室７は大気圧に保たれており、アクチ
ュエータ５はこのときスロットル弁８を通常アイドル運
転に対応する最低開度となるように設定するようになっ
ている。

第１および第１電磁弁１１およびｌａは、一方が作動領
域であるときは他方は非作動領域となるように制御され
るものであシ、この制御はマイクロコンピュータ１８に
よって行なわれる。このマイクロコンピュータ１８には
、例えばスロットル弁８の閉状態を検出してエンジンの
アイドル運転状態を検出するアイドル検出装置１４から
のアイドル運転情報Ｄ１、エンジンの温度を検出する水
温センサ１５からのエンジン温度情報Ｄ２．エアコン駆
動スイッチ１６からのエアコンＯＮ　−ＯＦＦ情報ｏＢ
、およびニンジンの回転速度を検出する回転検出器１７
からの実際アイドル回転数情報０４、流体式自動変速機
の変速位置を指示するシストスイッチ１８からの変速位
置情報ＤＦｌ等の工ンジン運転状態情報が入力される。

次に以上説明した構造のアイドル回転制御装装置の作動
を第２図のフローチャートを参考にしながら説明する。

なお、この第２図のフローチャートにおいて左側に付し
たフローチャート記号の〜■が制御の／サイクルであり
、エンジンの回転に同期して例えば１回転ｌサイクルの
制御が行なわれる。

エンジンが始動してマイクロコンピュータ１８が作動す
ると、まずアイドル運転情報Ｄ１によりアイドル運転か
否かが判定される（■）。ここで、アイドル運転である
と判定されると、エンジン温度、クーラ作動状態等の運
転状態が検出され（■）、次いで情報ＤＢ、ＤＢ等に基
づき目標アイドル回転数Ｎ５ｅｔ　　が演算され（Ｏ）
、この目標アイドル回転数Ｎ５ｅｔ　はマイクロコンピ
ュータ１８のメモリｍに記憶される。この後、実際アイ
ドル回転数Ｎｒｐｍ（ｊ前軸Ｄ４による）が検出され（
■）、この実際アイドル回転数Ｎｒｐｍ　　もコンピュ
ータ１８に入力される。コンピュータ１８は、中央演算
部ＣＰ４Ｊにおいて、演算した目標アイドル回転数Ｎ＄
・ｔ　と、検出した実際アイドル回転数Ｎｒｐｍ　　と
を用いて、式 ％式％） を演算しく■）、この演算された積分出力値１によるデ
ユーティ比を有する／ぐルス状の補正信号を発生する（
［Ｆ］）。この補正信号は、大気側の第１電磁弁１１を
閉じるために第７電磁弁１１に供給される閉信号Ｓ１と
、負圧側の第２電磁弁ＩＢを開くために第二電磁弁１ｚ
に供給される開信号Ｓ２からなっている。

この後、マイクロコンピュータ１Ｂは、シフトスイッチ
１８からの変速位置情報０５を受け、この変速位置情報
０５に基づき流体式自動変速機の変速位置がニュートラ
ルの位置にあるか、あるいはドライブの位置にあるかを
判定する（［Ｆ］））。変速位置がニュートラルの位置
にあると判定されたとき、第１および第二の電磁弁１１
．１２Ｆｉ、上述の補正すべき回転数の蕾に比例したデ
ユーティ比の・やルス信号である閉信号および開信号Ｓ
１．３２によってそのままその制御が行なわれる（ｏ）
６一方、変速位置がドライブ位置にあると判定されたと
き、次いでこのドライブ位置がこの時点における変速位
置のシフトの結果であるかを判定する（■）。この判定
がＹＥＳのとき、すカわちニュートラルからドライブへ
切り換ったとき、信号Ｓ１および９２を所定時間後に５
　ドライブの負楯分に対応する回転数だけ回転数を上昇
させるための補正信号Ｓ８によって補正しく０）、この
補正された信号Ｓ１およびＳＳによって１１４／および
第２電磁弁１１および１ｚを制御する（［株］）。一方
、この判定がＮＱのとき、すなわちドライブ位置状態が
継続しているとき、信号Ｓ１およびｓＢを補正信号Ｓ８
で補正しく■）、この補正された信号ｓ１およびｓＢで
第７および第二電磁弁１１および１ｚを制御する（［株
］）。

第１および第二の電磁弁１１および１２は、その時の状
況に応じ以上のいずれかの方法によって制御され、従っ
てアクチュエータ５の圧力作動室７内の空気は、上記補
正すべき回転数の量に比例して、あるいはその上に負荷
変化による回転数の変動が予測されて吸引され、この吸
引量に応じたストロークでダイヤフラム６が左方に移動
し、これに伴ない連杆８が左方に移動する。この結果、
スロットル弁３は、補正すべき回転数の量に対応する開
度だけ、あるいはその上に負荷変化による回転数の変動
に対応する値で補正された開度だけ開かれる。

以上のようにしてアイドル回転速度の諸条件に従う制御
が行なわれる。

次に第３図を参照しつつ、本発明のエンジンのアイドル
回転制御装置の制御回路の１例を説明する。この第３図
は、第７図のマイクロコンピュータ１８の機能と等価の
機能を有する回路をブロック図で示した亀ので−あり、
この回路はマイクロコンピュータによらずともデジタル
回路あるいはアナログ回路で構成することもできる。

第３図において、符号ｚＯはエンジンの暖機状態等の運
転状態を検出する運転状態検出器であり、この運転状態
検出器ＢＯは設定電圧発生器！１に接続されている。こ
の設定定電圧発生器２１は、上記運転状態検出器ＳＯで
検出された運転状態に応じた電圧Ｖｓ＠ｔ　　を発生す
るものであ〕。この電圧Ｖｓｅｔ　　が上述の目標アイ
ドル回転速度Ｎｌ＠ｔ　　に対応するものである。この
電圧ｖＩｔ　は、比較器ＺＢの一方の入力端に入力され
る。

一方、符号２８は回転検出器を示し、この回転検出器２
８に接続された回転数−電圧変換器２４は、回転検出器
２８によって検出されたエンジンの実際アイドル回転数
Ｎｐｐｍ　に比例した電圧Ｖｒｐｍを発生する。この電
圧Ｖｒｐｍ　は、比較器ｚ２の他方の入力ｆｉＫ入力さ
れる。

比較器ｚ２は、コつの電圧Ｖｓ＠ｔとＶｒｐｍを比較し
、その差に比例した電気信号を出力する。この電気信号
は、積分器ｚ５に入力され、この積分器ｊｌｉ５はこの
電気信号を、式 ％式％） に基づいて積分し、制御信号ｖ１　　を発生する。この
制御信、号Ｖ、　　ｕ、加算器ｚ６に入力される。

符号２？は、流体式変速機がドライブ位置にあるときに
増加されるエンジンの負荷の一部に対応する一定の電圧
Ｖｃｏｎ　　を発生する定電圧発生器を示し、この定電
圧発生器ｚ７は遅延回路ｚ８および常開スイッチｚ９を
介して加算器２６に接続されているーとともに、設定電
圧発生器ｚ１の入力端にも接続されている。定電圧発生
器Ｂ？および常開スイッチｚ９は、変速機がドライブ位
置にあるかニュートラル位置に委るかを検出するシフト
検出器８０に接続されている。このシフト検出器８０は
、変速機がニュートラル位置にあることを検出したとき
、上記定電圧発生器２７を停止し、スイッチｚ９をＯＦ
Ｆ状態とする一方、ドライブ位置にあることを検出した
とき、上記定電圧発生器ｚ７を作動させ、スイッチ２９
をＯＮ状態とする。

加算器２６の出力端は、大気側電磁弁駆動回路８１およ
び負圧側電磁弁駆動回路８Ｂの入力端に接続されている
。駆動回路８１およびＢ′ＢＩＩ′ｉ、加算器２６から
の出力信号によって大気側電磁弁１１および負圧側電磁
・弁１２１を駆動制御し、これによってアクチュエータ
５の作動、ひいてはスロットル弁８の開度の制御を行な
う。

次に、第３図に示す構成をもつ制御回路の作用の主要部
について説明する。

まず、変速機がニュートラル位置にあるとき、定電圧発
生器ｚ７およびスイッチ２９はＯＦＦ状態となっている
ので、加算器ｚ６には積分器２６の制御信号Ｖｔ　　の
みが入力される。従って、駆動回路８１および８２には
この制御信号ｖ１　　がそのまま入力され、駆動回路８
１および８Ｂはこの制御信号ｖ、　　Ｋ基づいて電磁弁
１１およびｌｚを制御する。

変速器がこのニュートラル位置からドライブ位置にシフ
トすると、シフト検出器８０は、このシフトを検出し、
定電圧発生器ｚ７を作動させるとともに、スイッチ８９
をＯＮ状態にする。すると、定電圧発生器Ｂ７は所定の
電圧Ｖｃｏｎ　　を発生するが、遅延回路ｚ８の作用に
より所定時間後にこの所定の電圧Ｖｅｏｎ　　ｈ加算器
ｚ６に入力され、ここで上記制御信号■、に加算される
。従って、駆動回路８１および８ｚは変速位置のシフト
から所定時間後からＶ、　−１−Ｖｃｏｎに基づいて電
磁弁１１および１ｚを駆動制御することになる。なお、
定電圧発生器２７の出力信号は、設定電圧発生器２１に
も供給されており設定電圧発生器ｚ１は、電圧■１　　
を発生するときこのＶＣｏｎ４１つのファクターとして
用いている。

一方、変速機がドライブ位置からニュートラル位置にシ
フトすると、シフトの検出器８０は、このシフトを検出
し、今度は定電圧発生器ｚ７を停止させるとともに、ス
イッチ２９をＯＦＦ状態とする。従って、定電圧回路２
りからの・電圧Ｖｃｏｎの加算器ｚ６への供給は瞬時に
停止される。かくして、このような変速位置のシフトの
場合は、遅延回路Ｂ８の影響を受けることなくその瞬間
から駆動回路８１および８ｚは制御信号ｖ１　　のみＫ
よって電磁弁１１．１１を駆動制御するようになる。

上述の実施例においては、定電圧発生器ｚ７の出力Ｖｃ
ｏｎ　　を遅延回路ｚ８によって遅延させて加算器ｚ６
に入力するようにしたが、遅延回路２８の替りに積分回
路を用い徐々に入力するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

ｍ１図は、気化器式エンジンに組み込んだ本発明のアイ
ドル回転制御装置の構成機能図、第二図は、本発明のア
イドル回転制御装置の作動の７例を示すフローチュート
、 第３図は、本発明のアイドル回転制御装置に用いられる
制御回路のブロックダイヤグラムである。 １・・・エンジン、２・・・吸気１ｒ部、８・・・スロ
ットル□弁、５・・・アクチュエータ、９・・・大気管
路、１０・・・負圧管路、１１．１２・・・第１、第ユ
電磁弁、１８・・・マイクロコンピュータ、１４・・・
アイドル検出装置、１５・・・水温センサ、１６・・・
エアコン枢動スイッチ、１７・・・回転検出器、１８・
・・シフトスイッチ。 特許出顯人　　東洋工業株式会社 馬１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン回転速度を検出する回転検出器、前記エンジン
   回転速度を調節するため、エンジン回転速度の増減に係
   わる制御ノ々ラメータをコントロールするアクチュエー
   タ、エンジンの運転状態に応じて設定される目標アイド
   ル回転速度と前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て前記両速度の差を検出し、この両
   速度の差に基づいてアイドル回転速度が前記目標アイド
   ル回転速度となるように前記アクチュエータを駆動制御
   するため、とのアクチュエー・りに制御信号管出力する
   制御回路、自動変速機の変速位置が非ドライブ位置から
   ドライブ位置にシフトしたことを検知して第１シフト信
   号を発生し、一方ドライブ位置から非ドライブ位置にシ
   フトした仁とを検知して第１シフト信号を発生する変速
   検知器、およびこの変速検知器から第１シフト・信号を
   受けたとき、前記アクチェエータにエンジン増遠方向の
   補正信号を徐々に４．Ｌ、＜は所定時間遅延させて与え
   、一方第二シフト信号を受は九とき、前記補正信号を一
   時に除去する補正回路からなる工ンジｙのアイドル回転
   制御装置。