JPS59155547A - 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

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、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し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
に例えばヘンドライ１−やラジエータファン等の電気装
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わてい葛のでやがては目標
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装置のオン−オフ状態を検出し、各
電気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、複数の電気装置が同時にオン
状態にあるとき補助空気１の増量を単に各電気装置毎に
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電気装置がオン状態
になると（第１図（ａ）の１１時点）補助空気量を調整
する制御弁の開弁デユーティ比を第１電気装置のオン信
号を検出すると同時に第１電気装置の負荷に対応した値
ＤＥ＋だけ増加させる（第１図（ｂ））。すなわち、制
御弁の開弁デユーティ比Ｄ　ｏ　Ｕ　Ｔは次式で与えら
れる。

Ｄｏ　ｕ　Ｔ：ＤＰ　Ｉ　ｎ＋ＤＥ　　　φ＝＝　（１
）ここにＤＥは電気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、Ｄｐ＋ｎはフィードバック類
でこのフィードバック類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電気装置のオン信号を検出すると同時に
この電気装置の負荷に対応して開弁デユーティ比Ｄｏｕ
’ｒ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ｔ
。

時点とｔ２時点の間）。

次に、第１電気装置に加え第２及び第３電気装置を同時
にオン状態にしく第１図（ａ）のｔ２時点）、このとき
の第１乃至第３電気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電気装置の夫々の負荷に対応して設定さ
れている値Ｄ　Ｅ　＋　、　Ｄ　Ｅ　２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１２時点とｔ３時点間）。

第１乃至第３電気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Ｄ　Ｅ　＋　。

ＤＥ２及びＤ　Ｅ　３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）のデユーティ比ＤＥ
Ｒ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っ 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
弁デユーティ比Ｄ　ｏ　ＩＪ　Ｔのフィードバック類Ｄ
ｐ＋ｎ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ｔ
４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電気装置のすべてを
オフ状態にさせた時（第４図（ａ）のｔ２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
の開弁デユーティ比Ｄｏｕ↑はフィードバック類Ｄｐ＋
ｎ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Ｄｒ＋ｎ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ｔｏ時点乃至１１時点の間の
開弁デユーティ比値）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ｔ　、１時点とｔ５時点の間）。

上述のように１２時点乃至１３３時点間及び１４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、１４時点乃至ｔδ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、クラツ・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１〜−
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
、複数の電気装置と、この電気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
り弁下流側に開口し大気と連通ずる空気通路を介してエ
ンジンに供給される補助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
ンク制御方法において、前記複数の電気装置のオン−オ
フ状態を検出し、各電気装置のオン状態の検出と同時に
前記制御量を電気負荷の大きさにして所定量増加させる
と共に前記増加させる所定量に上限値を設け、複数の電
気装置を同時にオン−オフしてもエンジン回転数を略目
標アイドル回転数に保持するようにした内燃エンジンの
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ずる空気通路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ソ（
−（以下ｒ［ｃＵＪという）５に電気的に接続されてい
る。

吸気ｆ３のエンジン１と前記空気通路８の開口８８間に
は燃料噴射弁１０が設けられており、この燃料噴射弁１
０は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にＥＣ
Ｕ３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Ｅ　Ｃ
Ｕ　５に電気的に接続されている。符号１５ａ乃至］−
５Ｃは例えばパッドライト、ルームファン、ブレーキラ
ンプ、ラジェータファン等の第１、第２及び第３電気装
置を示し、第１．第２及び第３電気装置の各々の一接続
端子はスイッチ１６ａ乃至１６ｃを介して夫々ＥＣＵ３
に電気的に接続される一方、第１゜第２及び第３電気装
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２ｏ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電気装置１５ａ乃至１
５ｃ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２゜は夫々の電気装置１５ａ乃
至］、　５　ｃに電力を供給する。尚、交流発電機２ｏ
”が電気装置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
ュレータは電気装置１．５　ａ乃至！、　５　ｃ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？？ｉ機２０に供給し、交流発電機２ｏ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
上述の電力装置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チ１月９から
各電気装置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１〜
バツ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ＥＣＵ３に供
給され、ＥＣＵ３はこれらエンジン運転状７１Ｍパラメ
ータ信号と第１゜第２及び第３電気装置１５ｆＵ乃至１
．５　ｃ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腐を判別し、これら判別した状
態に応してエンジン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１ｏ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か空気通路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
弁じて燃料を吸気管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ｊ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】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Ｈ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。

斯くのどとく補助空気量すなゎぢ制御弁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ＥＣＵ３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、ＴＤご信
号として中央処理装置（以下ｒＣＰＵＪ　という）５０
３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Ｔ　Ｄ、Ｃ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、その計
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
Ｐ、ｎ　Ａ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、マルチブクレサ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５
１．０を介してＣＰＵ５０３に供給する。

第２図の第１乃至第３の電気装置１５ａ、］、５ｂ’。

１、５　ｃのスイッチ１．６　ａ乃至１．６　ｃ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
オンメモＩバ以下ｒＲＯＭＪ　という）５０７、ランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５０８及ヒ駆動回路５０９
，５１．１に接続されており、ＲＡＭ５０８はＣＰＵ５
０３での演算結果等を一時的に記憶し、ＲＡＭ５０７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Ｒ，０Ｍ５０７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
応してエンジン運転状態を判別すると共に第１乃至第３
電気装置］　５　ａ乃至１．５　ｃのスイッチ１６ａ乃
至１．６　ｃ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］Ｏの開弁デユーティ比Ｔ　ｏ　Ｕ　Ｔ及び制御弁
６の開弁デユーティ比ＤＯＵＴを夫々演算する。

尚、制御弁６の開弁デユーティ比ＤＯＬＩＴは前記式（
１）に示すフィードバック項Ｄｒ＝Ｉｎと電気負荷項Ｄ
Ｅの和として求められ、フィードバック項Ｄｐ＋ｎ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の開弁デユーティ比ＤＯ
ＬＩＴの演算値↓こ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の開弁デユーティ比ＤｏＵ
Ｔ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５】】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ＣＰ　Ｕ　５０３内で実行される上述の制御弁
６の開弁デユーティ比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で判別結果が背定（Ｙｅｓ）であ
ればＤＥの記憶値に第１電気装置］、　５　ａの電気負
荷に対する所定量Ｄｔ：１を加算しこの加算（１（ＤＥ
＋Ｄ＋：、）を新たなり［の記憶値とする（ステップ４
）、尚、ステップ２でＤＥ＝Ｏ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Ｄ　Ｅ　＋に等しい。

次に、上述と同様に第２電気装置１５ｂのスイッチ！、
　６　ｂ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電気装置１５ｂの電気負荷に対す
る所定量Ｄ　Ｅ　２を加算し、この加算値（ＤＥ＋ＤＥ
２）を新たなりＥの記憶値とする（ステップ６）。更に
、上述と同様に第３電気装置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電記装置１５　ｃの電気負荷に対応する所定
量Ｄ　Ｅ　３を加算し、この加算値（ＤＥ−１−ＤＥ３
）を新たなりＥの記憶値としくステップ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Ｄ　Ｅ　Ｍ　Ａ　Ｘ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Ｄ
Ｅ値が所定上限値ＤＥＭＡＸより小さい場合当該プログ
ラムを終了しくステップ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
ＤＥ　ＭＡ　Ｘより大きい場合、この所定上限値ＤＥＭ
ＡＸ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
装置ｊ　５　ａ乃至ｉ　５ｃに電力を供給する第２図の
交流発電季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の開弁デユーティ比である。複数の発電装置が同時
に作動状態にあるとき、夫々の電気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１−ル時にエンジンに加わる負荷の
内電力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４の発電機２０がエンジン１
に与える負荷の太きさに等しいのである。従って」一連
のステップ９及び１０でＤＥ値を所定上限値Ｄ　Ｅ　Ｍ
　Ａ　Ｘを越える値に設定されないようにす２ことによ
り第１図（ｂ）及び（ｃ）の１２時点乃至１３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」二昇を回避することが出来
、従って第１図（ｂ）及び（Ｃ）の１１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、」二連の実施例では電気装置として第１乃至第３電
気装置の３つの電気装置の個数は実施例に限定されるこ
となく電気装置の個数を必要により　４゜増減させても
よい。

以」二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、複数の電気装
置とこの電気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開口
し大気と連通ずる空気通路を介してエンジンに供給され
る補助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巨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＄１丁御方法
において、前記複数の電気装置のオン−オフ状態検出し
、各電気装置のオン状態の検出と同時に前記制御量を電
気負荷の大きさに応じて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たので複数の電気装置を
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図は複数の電気装置が同時にオン状態になったとき
に各電気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
ユ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１−ロールユニ
ツ１−の内部構成を示すブロック図、第４図は複数の電
気装置のオン−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１−ロールユニット（ＥＣＵ）　、６・・・制御
弁、８・・・空気通路、９・・・絞り弁、１５ａ、１５
ｂ、］、５ｃ・・・電気装置、２０・・・交流発電機、
５ｏ３・・ｃｐｕ、５０７・・・ＲＯＭ。 出願人　　本田技研工業株式会社 代理人　　弁理士　渡部　敏彦 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　複数の電気装置と、この電気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
   の絞り弁下流側に開口し大気と連通ずる空気通路を介し
   てエンジンに供給される補助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、前記複数の電気装置のオン
   −オフ状態を検出し、各電気装置のオン状態の検出と同
   時に前記制御量を電気負荷の大きさに応じて所定量増加
   させると共に前記増加させる所定量に上限値を設けたこ
   とを特徴とする内燃エンジンのアイドル回転数フィー１
   くバック制御方法。 ２、　前記上限値はエンジンの前３己目標アイドル回転
   運転時に前記交流発電機がエンジンに与える最大負荷に
   対応した所定値であ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。