JPS595857A - 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】 この発明はエンジンのアイドル回転制御装置に関するも
のである。

従来より、エンジンの運転状態に応じた最適アイドル回
転速度になるように回転フィードバック制御を行うもの
が知られている。そして、アイドル運転時、クーラ等の
エンジン負荷が作動したときは、クーラの効きあるい１
”よ振動騒音の少ない安定したアイドル運転を確保する
ために、上記最適アイドル回転速度に相当する目標アイ
ドル回転速度を所定値高めるようにしたものが知られて
いる。

（例えば、特開昭５４−６２４１９号公報参照）しかし
ながら、従来のものはエンジン負荷の作動、非作動に伴
う目標アイドル回転速度の変化は作動スイッチのオン、
オフによって行なわれているものであったため、クーラ
等のエンジン負荷を作動した状態のアイドル運転で、こ
の負荷を非作動に切り換えたとき、エンジンが場合によ
ってはエンストしてしまうという問題が生じるものであ
あった。

この現象を以下に詳述する。

第１図は従来一般的なアイドル回転制御装置の一つの回
路構成を示すものである。１は第２図に示す特性で、冷
却水温及びエンジン負荷の一種であるクーラの作動状態
に応じて目標アイドル回転速度を設定する設定器、２は
実際のアイドル回転速度を検出するための回転検出器、
３は該創出カの差に基づいて例えばスロットル弁から構
成される制御弁５を制御する駆動回路４に入力信号を発
する差動積分器である。一般に回転フィードバック制御
を行ううえでは、制御の安定化を図るためＰＩ（比例＋
積分）動作制御が要求され、この意味でＰＩ動作制御系
がアイドル回転制御に適用さるのが一般的で、この動作
を果すものとして例えハ差動積分器が用いられる。ここ
において、クーラオン（作動）時の目標アイドル回転速
度はクーラオフ時のそれに対して１５０　ｒｐｍの違い
があり、この目標アイドル回転速度の切り換えはクーラ
の作動、非作動を検出する例えばクーラスイッチのので
ある。このような制御装置において、アイドル運転の途
中でクーラをオフしたときエンストするという現象が生
じる。

この原因を第３図に基づいて説明すると、クーラがオン
（作動）している領域においては１．目標アイドル回転
速度（図（ｂｌ中の実線）は７５０　ｒｐｍで、フィー
ドバック制御により実際のエンジン回転速度（図（ｂ）
中の一点鎖線）も大賢目標値に一致した値に制御されて
いる。そして、Ｐ点に示す時点でクーラがオフに切り換
えられると、目標アイドル回転速度は直ちに６００　ｒ
ｐｍに切り換わる。

この時、スロットル弁の開度が今までの高開度位置にあ
るにもかかわらず、エンジンに対して負荷であるクーラ
が非作動になるためその分エンジン回転速度が急に増加
する。しかしながら、目標に対する実際の回転速度の差
に基づくフィードバック制御が働いて、スロットル開度
（図（ｃ）中の一点鎖線）が閉じ方向に制御されて、や
がて回転が減速されていく。しかし、クーラがオフに切
り換ゎつた時点で目標アイドル回転速度は一度に６０゜
ｒｐｍに低下するものであり、この結果実際の回転速度
の差に基づく差動積分器３の出力信号は、回転を減速す
る方向にすなわちスロットル開度を減少させる方向に異
常に大きな値のものとなってしまうため、実際のアイド
ル回転速度が６０　Ｏｒｐｍ以下に低下して、増速方向
に制御する必要のある領域に入ってもすぐにはスロット
ル開度は開き方向に制御されず、結果的に回転の回復が
遅れた形になってＸ印に示す時点でエンストに至ってし
まうものであった。

さらに、従来より知られているアイドル回転制御装置の
他の回路構成図を第４図に示す。

この方式のものは、アイドル回転速度を制御する制御弁
５であるところの例えばスロットル弁のスロットル開度
の目標（最適）位置を、目標アイドル回転速度と実際の
アイドル回転速度の差に基づいて設定し、この目標開度
になるように実際のスロットル弁の開度をフィードバッ
ク制御することによって、結果的に実際アイドル回転速
度を目標アイドル回転速度になるように制御するもので
ある。すなわち、前述の形式のものと同様に冷却水温及
びエンジン負荷（クーラ等）状態に応じて設定器１で設
定される目標アイドル回転速度に対応している信号を第
１関数発生器６に入力する。

ここで、該第１関数発生器６からは、目標アイドル回転
速度を得るに必要な予め設定されたスロットル開度に相
応する信号Ｔ１が出力されるようになっている。また、
回転検出器２で検出される実際のアイドル回転速度と設
定器１で設定される目標アイドル回転速度との差に基づ
く信号Ｔ２が前述と同機能を有している差動積分器３よ
り出力される。

したがって該信号Ｔ２は、回転のずれを補償するアイド
ル回転速度のフィードバック制御機能の核をなすもので
あり、仮に現在のアイドル回転速度が目標とする値に一
致してい“るならば該信号Ｔ２の値は零であ、す、目標
とずれがあって高速側にあるときには負の値に、一方低
速側にあるときには正の値に変化するものである。さら
に、第２関数発生器７から信号−が出力されるが、この
信号は、工ンジン負荷である例えばクーラの作動、非作
動を検出するクーラスイッチ（負荷検出器１１）のオン
（作動）信号が入力されたとき出力される正の一定値を
持つもので、すなわち、クーラが作動すればその分だけ
エンジンにと、つては負荷となるので、スロットルをそ
の分開くよう番こするためのものである。こうして出力
される信号Ｔ１１Ｔ２およびＴ３が加算器８に入力され
、該信号値を代数曲番こカロえ合わせた値Ｔｓｅｔ　（
Ｔｓｅｔ＝Ｔｔ＋７２＋Ｔ３）が出力される。すなわち
該値ＴｓｅｔがスロットＩし弁の最適位置であるところ
の目標ズロットル開度に対応する。

この値に実際のスロットル開度を一致させるべく位置制
御を行うために、実際のスーツ）／し開度を検出する位
置検出器１０からの出力Ｔｐと上Ｓ己Ｔｓｅｔとが減算
器９に入力され１両者のずれ具合１こ応じて駆動回路４
により制御弁５（スロツ）／し弁開度）を駆動制御する
ようになってｖする。

この種のものにおいても、以下蚤こ述べる様番こエンジ
ン負荷であるクーラを非作動番こ切り換えたときエンス
トに至る問題がある。

がオンしているときの目標アイドル回転速度は７５０　
ｒｐｍで、今実際のエンジン回転速度が図（ｂ）に示す
様にほぼ目標値に一致しているならば、差動積分器３か
ら出力される信号Ｔ２の値は零であり、したがってこの
時の目標スロットル開度ＴｓｅｔはＴ１＋Ｔ３の値に相
当する。そして、制御系が働いて実際のスロットル開度
Ｔｐは図（Ｃ）中の一点鎖線に示すように大賢目標開度
（実線）に一致している。この間で何かの原因で実際ア
イドル回転速度が目標アイドル回転速度に対してずれて
くると、上記信号Ｔ２の影響により補正が働き、やがて
目標アイドル回転速度に収束する。そして、点Ｐに示す
時点でクーラがオフに切り換わるとエンジン回転速度及
びスロットル開度の動きはそれぞれ図（ｂ）中の一点鎖
線、図（Ｃ）中の一点鎖線の様に変化する。これは、ク
ーラがオフに切り換わった時点で目標アイドル回転速度
及び目標スロットル開度がそれぞれ図（ｂｌ中の実線、
図（Ｃ）中の実線のように変化するためである。この場
合も、前述の方式のものと同様に、クーラオフへの切り
換わり時、一度１こ目標アイドル回転速度が７５０　ｙ
ｐｍ７５＞ら６００ｒｐｍｌこ変化してしまうため、信
号Ｔ２の値力＝１ト常冬こ負の値で大きいものとなって
しまＩＩ）、それを二伴瞥１エンジンのスロットル開度
が異常蚤こ小さくなり、回転の回復が間に合わない形と
なってＸ印の時点でエンストに至るものであった。

こうした従来装置の不具合（こ対し、対策を試みるべく
各種の実験を行なった結果、クーラカ；オフに切り換わ
る時、ある時定数をもって目標回転数を徐々に低下せし
めると＠３，５図蚤こあわせて記載しているように、エ
ンスト（こ至らなりλこと力く確認された。つまり、第
３図１こおりＡて、ターラカ；オフに切り換わったとき
、図ｆｂ）中ｉこ破線で示すように徐々に目標アイドｌ
し回転速度をイ氏下させて駅１くと、スロットル開度は
図（Ｃｌ中の二１点鎖線番こ示すように変化し、その結
果エンジンの］可転速度１才図（ｂｌ中の二点鎖線に示
すようをこ変イヒし、エンスーこ至らず１３　Ｑ　Ｏｒ
ｐｍへのなめら力菖な移行力；達成された。

スロットル開度をフィートノくツク制御する方式のもの
においても第５図に写す機番と、エンジンの回転速度の
変化は図（ｂｌ中の二点鎖線に示すよう怪こ同様にエン
ストに至ることな（６００ｒｐｍｌこ収束した。なお図
（Ｃ）中に示す破線は、上述の様Ｉこ目標回転速度を徐
々に低下させてしＡつたときの目標スロットル開度で、
二点鎖線はその時の実際のスロットル開度である。

以上のことから明らかの様に本発明１１エンジンの回転
速度を検出する回転検出器と、アイドｌし運転時におけ
るエンジン回転速度を調節するためエンジンへの吸入空
気量を制御する流量ル制御手段を駆動制御するアクチュ
エータと、クーラ等のエンジン負荷の作動時所定値増速
方向番こ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
第１こ基づいて実際アイドル回転速度か目標アイドル速
度になるよう上記アクチュエータを駆動宙制御するアク
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
制御装置におり）て、上記エンジン負荷の作動状態から
非作動状態への切り換わり時を検出して検出信号を出力
する検出手段と、該検出信号を受けて上記目標アイドル
回転速度を上記エンジン負荷の非作動時の値に徐々に低
下させる補正手段とを設けることを特徴的な構成にする
ことにより、従来発生していたターフ、電気負荷などい
わゆるエンジン負荷が作動状態から非作動状態に切り換
えられるときのエンストを確実に防ぐことができ、常に
安定したエンジンのアイドル回転制御を得ることができ
るものである。

以下、第６図に示す本発明の一実施例について説明する
。

図中の第４図と同符号のものは、第４図と同一構成であ
るため説明は省略する。１２．１３及び１４が本発明の
特徴的な構成要素で、１２は負荷検出器（例えばクーラ
スイッチ）１１からの出力を受はエンジン負荷（ターフ
）が作動状態から非作動状態に切り換わったときを検出
して信号を出力するワンショット回路、１３は該ワンシ
ョット回路１２の出力信号を受けると第１関数発生器６
の出力値を所定の時定数で徐々に低下させる第１自正回
路、そして１４は同様にワンショット回路１２の出力信
号を受けると第２関数発生器７の出力値を所定の時定数
で徐々に低下させる第２補正回路である。

本実施例によるエンジン回転速度並びにスロッル開度の
変化状態を第７図に示す。図から明らかのように、ター
フがオンからオフに切り換わった時点Ｐからのスロット
ル開度は図（Ｃｌ中の一点鎖線のように変化し、これに
伴いエンジン回転速度は図（ｂ）中の一点鎖線に示され
るように、エンストに至ることなくクーラオフ時の目標
アイドル回転速度６００　ｒｐｍに速やかに収束する。

すなわち、ターフがオフに切り換わった時点から目標ア
イドル回転速度を徐々に低下させているため（図（ｂ）
中の実線）、差動積分器３から出力される信号Ｔ２の値
が異常に減速する方向に大きな値になるのが防止され、
回転の回復をスムーズに行い得る。さらに本実施例にお
いては、ターフがオフに切り換わった時点Ｐから第２補
正回路１４により信号Ｔ３の値を徐々に低下するように
しているため、それに伴い目標とするスロットル開度も
徐々に低下するように構成されているので（図（ｃｌ中
の実線）、よりスムーズな回転の収束性が達成される。

なお、上記実施例において制御弁５はスロットル弁につ
いて述べたが、これに限られず良く知られているように
スロットル弁をバイパスする吸気量（吸入空気量）を調
節するバイパス量調節弁が適用されるものであっても良
いのはず、ちるんである。

さらに、制御装置がアナログ回路で構成される以外に、
デジタルコンピュータで構成するようにしても良い。

以上の様に本発明によれば、ターフ等のエンジン負荷が
作動状態から非作動状態に切り換わった時を検出して検
出信号を出力する検出手段と、エンジン負荷が作動状態
から非作動状態に切り換わった時目標とするアイドル回
転速度を徐々に低下させる補正手段を設けることによっ
て、エンジン負荷が非作動に切り換わったときであって
も制御信号を適切なものとすることができ、従来発生し
ていたエンストを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアイドル回転制御装置の一実施例を示す
回路構成図、第２図は目標アイドル回転速度の特性を示
す特性図、第３図は第１図に示す装置におけ、るクーラ
作動、エンジン回転速度及びスロットル開度の状態を示
す状態図、第４図は従来のアイドル回転制御装置の他の
実施例を示す回路構成図、第５図は第４図に示す装置に
おけるターラ作動、エンレン回転速度及びスロットル開
度の状態を示す状態図、第６図は本発明の一実施例を示
す回路構成図、第７図は第６図に示す制御装置で制御を
行なった場合のターラ作動、エンジン回転速度及びスロ
ットル開度の状態を示す状態図である。 １・・・設定器、２・・・回転検出器、３・・・差動積
分器、４・・・駆動回路、５・・・制御弁、１２・・・
ワンショット回路、１３・・・第１補正回路、１４・・
・第２補正回路。

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
   イドル運転時における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量を制御する流量制御手段を駆動
   制御するアクチュエータと、クーラ等のエンジン負荷の
   作動侍所定値増速方向に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基づいて実際アイドル回転速度が目
   標アイドル回転速度になるよう上記アクチュエータヲ駆
   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、上記エンジン負荷の
   作動状態から非作動状態への切り換わり時を検Ｉｆｆ　
   １．て検出信号を出力する検出手段と、該検出手段の検
   出信号を受けて上記目標アイドル回転速度を上記エンジ
   ン負荷の非作動時の値に徐々に低下させる補正手段とを
   設けたことを特徴とするエンジンのアイドル回転制御装
   置。