JPS60169643A - 内燃機関用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】 本発明は内燃機関用アイドル回転制御装置に関し、更に
詳細に述べると、アイドル回転速度を自動的に、又は手
動により調節することができるようにした内燃機関用ア
イドル回転制御装置に関する。

一般に、内燃機関のアイドル回転速度は、安定した回転
が得られる限度内においてなるべく低い速度に設定され
る：のが好ましいが、最適なアイドル回転速度はその時
々の運転条件に応じて定寸るものである。例えば、機関
の冷却水温度が所定値以下の場合には、アイドル回転速
度を上列させた所謂ファーストアイドル制御を冷却水温
等に応じて自動的に行なう装置も提案されている。この
ような装置は、例えば特開昭５８−１８３８４１号公報
に開示されているが、アイドル回転速度は、また、停車
時の暖房温度を上げる等の御由から、運転者が手動で調
節することができるようになっていることが望まれる場
合が多々ある。このため、従来から、運転席にアイドル
回転速度調節用のツマミを設け、これによりアイドル回
転速度を所望の値に調節するようにした装置が実用に供
されているが、この装置では、アイドル回転速度の自動
調節を行なうことができず、不便であるという問題点を
有している。このほか、アイドル回転速度の手動調節用
のつまみが所定の位置にある場合に自動調節に切換える
ようにした構成も考えられるが、このような構成では、
手動調節によるアイドル回転速度の設定を行なった後、
自動調節に切換えるだめの操作を忘れがちであり、又は
切換操作含行なっても、調節用つまみを自動調節−＼切
換える位置に正確に位置決めするのを怠たる等の理由で
、高アイドル回転速度状態のｔま走行しつづけ燃費の低
下の原因となる虞れがある。

本発明の目的は、従って、内炉機関のアイドル回転速度
を手動で所望の値に設定することができる上に、その時
々の機関の運転条件に応じた最適なアイドル回転速度に
自動的に調節することもできるようにした内燃機関用ア
イドル回転制御装置を提供することにある。

本発明の構成は、アイドル回転速度の目標値を演算出力
する目標値演算出力手段を備え、該目標値演算出力手段
からの出力に応答して内燃機関のアイドル回転速度が上
記目標値に維持されるよう上記内燃機関の速度を制御す
るように構成された内燃機関用アイドル回転制御装置に
おいて、上記目標値演算出力手段が、上記内燃機関の運
転パラメータのうちの少なくとも１つに応答して定めら
れる第１アイドル回転速度を演算する第１演諺手段と、
手動操作によって、所望のアイドル回転速度に応じた指
令信号を出力する信号発生手段と、該指令信号に応答し
該指令信号により示される第２アイドル回転速度を演算
する第２演算手段と、車室内に設けられたスイッチの操
作に応答して上記第１アイドル回転速度又は上記第２ア
イドル回転速度のうちのいずれか一方を上記目標値演算
出力手段の出力として選択する選択手段とを備えた点に
ある。

以下、図示の実施例により本発明の詳細な説明する。

第１図には、本発明によるアイドル回転制御装置を適用
した内燃機関制御装置の一実施例のブロック図が示され
ている。内燃機関制御装置１は、燃料噴射Ｉンプ２から
燃料の噴射供給を受けるディーゼル機関３の速度制御を
行なうための電子式調速装置である。制御ユニット４に
は、ディーゼル機関３の速度を示す速度信号８１％ディ
ーゼル機関３の冷却水温を示す水温信号Ｓ２及びアクセ
ル４ダル（図示せず）の踏込量を示すアクセル信号Ｓ３
が、速度検出器５．冷却水温検出器６及びアクセル検出
器７から夫々入力されると共に、アイドル速度設定器８
からの指令信号Ｓ４が入力されている。アイドル速度設
定器８は、可変抵抗器９の一方の固定端子９ａに直流電
圧＋■が印加され、他方の固定端子９ｂは固定抵抗器１
３を介してアースされている。この固定抵抗器１３には
、可変抵抗器９の操作によりオン、オフされるスイッチ
１４が並列に接続されており、該スイッチ１４は、可変
抵抗器９．の摺動端子９Ｃの回転位置θが回転位置θ１
より小さくなるとオフで、回転位置θ２より大きくなる
とオンとなるように調節されている。従って、摺動端子
９Ｃの回転位置θを０から最大値θｍｉｘまで変化させ
ることにより、第２図に示す如くそのレベルＬが変化す
る指令信号Ｓ４が出力される。即ち、指令信号Ｓ４のレ
ベルＬは、０〈θ〈０重　の範囲ではほぼ直流電圧＋Ｖ
のレベルに等しいが、θ＝０１となってスイッチ１４が
オンとなると、レベルＬは、レベルＬａにまで一挙に低
下し、以後、レベルＬは、摺動端子９ｃの回転位置θの
変化に従って直線的に変化することになる。尚、可変抵
抗器９による上述の調節は、例えば、運転席に設けられ
た図示しないノブを運転者が手動で操作することにより
行えるように構成することができる。このようにして出
力される指令信号Ｓ４は、手動調節時の目標アイドル回
転速度を示すと共に、アイドル回転速度の手動調節／自
動調節の切換を指示する信号としても使用されている。

制御ユニット４は、指令信号Ｓ４のレベルに応じて、ア
イドル回転速度を自動又は手動で設定された目標アイド
ル回転速度に制御するだめの演算、及び部分負荷時又は
最大負荷時における機関速度の制御を行なうための演算
を行ない、これらの演算結果に応じた駆動信号ＳＩｉに
よって、燃料噴射ボン７″２の燃料調節部材１０に連結
されているアクチェータ１１が駆動される。燃料調節部
材１０には位置センサ１２が連結されており、燃料調節
部材１０の調節位置Ｐａを示す位置信号Ｐが位置センサ
１２から構成される装置信号Ｐは、制御ユニット４にフ
ィードバック信号として入力式れており、このフィード
バック信号を含んでｅ’　＜・た閉ルーツ制御により、
燃料調節部材１０が所要の位置に位置決めされ、ディー
ぜル機関３の速度制御が行なわれる。

第３図には、制御ユニット４の構成を示す詳細ブロック
図が示されている。制御ユニット４は、速度信号Ｓ１、
水温信号Ｓ２及び指令信号Ｓ４に応答して所要の目標ア
イドル回転速度を得るのに必要なアイドル噴射量Ｑ１を
演算し、この演算結果を示す第１出力信号Ａ１を出力す
る目標アイドルＱ演算部２１と、速度信号Ｓ１及びアク
セル信号Ｓ３に応答しその時々の所要の走行速度を得る
のに必要な目標走行噴射量Ｑｄを演算し、この演算結果
を示す第２出力信号Ａ２を出力する目標走行Ｑ演算部２
２と、速度信号Ｓ、に応答しその時々の機関速度におけ
る最大噴射量Ｑｆを演算し、その演算結果を示す第３出
力信号Ａ３を出力するフルＱ演算部２３とを有している
。これらの各演η部２１・２２．２３においては、予め
定められたマツプに基づいて各演算が行なわれる。

第１出力信号Ａ１と第２出力信号Ａ２とは最大値選択部
２４に入力され、ここでより大きい噴射量を示す出力信
号が選択され、この選択された出力信号が＠１選択信号
Ａ　ｍａｘ　として出力される。

従って、例えばアクセル４ダルの踏込１１．が零の場合
には、第１出力信号Ａ、が第１選択信号Ａｍａｘとして
出力される。第１選択信号Ａ　ｍａｘ　は、更に、第３
出力信号Ａ３と共に最小値選択部２５に入力され、ここ
でより小さい噴射量を示す出力信号が第２選択信号Ａｒ
ｎ１ｎとして取出される。

このようにして取出された第２選択信号Ａ　ｍｉｎは、
所要の調速特性に従ってディーゼル機関３を運転するに
必要なその時々の燃料噴射量を示す信号であり、この第
２選択信号Ａｍ１ｎは変換部２６において、第２選択信
号Ａｍｔｎによって示される噴射量を得るのに必要な燃
料調節部材１０の位置を示す目標位置信号Ｐ。に変換さ
れる。

目標位置信号Ｐ０は、その時々の燃料調節部材１０の実
際の位置を示す位置信号Ｐと、加算部２７において図示
の極性で加算され、両信号の差分に応じた誤頻信号Ｅが
加算部２７から出力される。誤差信号Ｅは、ＰＩＤ演算
部２８において、ＰＩＤ制御を行なうために必要な演算
処理が施され、この演算処理結果得られた信号が駆動信
号Ｓｓとしてアクチェータ１１に印加される。

アクチェータ１１が駆動信号Ｓ８により駆動されて燃料
調節部側１０の位置調節が行なわれるとその調１１ｉｉ
結果が位置信号Ｐの変化として制御ユニット４側にフィ
ードパ、ツクされ、Ｐ＝Ｐｏとなるよう、閉ループ制御
による燃料調節部材位置の制御が行なわれる。

第４図には、目標アイドル回転速度２１の詳細ブロック
図が示されている。目標アイドルＱ演算部２１は、水温
信号Ｓ２に応答してその時々の冷却水温に従った最適な
目標アイドル回転速度を演算し、この波涛結果に従う自
動調節用の目標アイドル回転速度ＮＡを示す第１信号Ｍ
、を出力する第１演算部２９と、指令信号Ｓ４に応答し
指令信号Ｓ４のレベルに従ったアイドル回転速度を演算
し、この演算結果に従う手動調節用の設定アイドル回転
速度ＮＭを示す第２信号Ｍ２を出力する第２演斜部３０
とを有している。第１及び第２信号Ｍｌ　。

Ｍ２ｉｄ選択スイッチ３１に夫々入力されており、いず
れか一方の信号が選択的に取り出されるように構成され
ている。

指令信号Ｓ４は、また、比較部３２に入力されており、
比較部３２において、指令信号Ｓ４のレベルＬが第２図
に点線で示すレベルＬ１より小さいか否かの比較が行な
われる。Ｌ＞Ｌ、の場合には選択スイッチ３１が実線で
示す状態に切換えられ一方、Ｌ≦Ｌ１の場合には選択ス
イッチ３１が点線で示す状態に切換えられるよう、比較
部３２の出力信号ＣＩによりスイッチ３１が制御される
。

指令信号Ｓ４のレベルＬは第２図に示すように、回転位
置θの値がθｌよ如大きいか小さいかによって、即ち、
スイッチ１３−がオフかオンかによってレベルＬ１　よ
り充分大きく又は小さくなるよう変化するので、比較部
３２におけるレベル比較動作を確実に行なうことができ
るので、信頼性の高い、安定した切換動作を期待するこ
とができる。

また、スイッチ１４の操作は車室内の運転席に設けられ
た可変抵抗器９の調節用つまみにより操作され、アイド
ル回転速度の制御の自動／手動の切換を確実に行なわせ
ることができ、手動調節に切換えられたまま走行を続け
る等の事態の発生の防止に役立つものである。

選択スイッチ３１によって選択された第１信号Ｍ１又は
第２信号Ｍ２は、速度信号Ｓ１が入力されている加算器
３３に入力され、図示の極性で加算される。加算器３３
からの加算結果を示す速度偏差信号Ｍ３は変換部３４に
入力され、ここで、速度偏差信号Ｍ３により示される速
度偏差に応じた噴射量に変換され、この噴射量を示す信
号が第１出力信号Ａ１として出力される。

このような構成によると、運転者により可変抵抗器９が
調節され、その摺動端子９ｃの回転位置θが回転位置θ
１より小さいと、選択スイッチ３１は実線で示される切
換状態となり、アイドル運転モードになった場合、第１
演算部２９により演りされた目標アイドル回転速度ＮＡ
にてアイドル運転が行なわれるよう、ディーゼル機関３
の速度制御が制御ユニット４によって行なわれる。一方
、θ≧０１となると、選択スイッチ３１は点線で示され
る切換状態となり、アイドル運転モードになった場合、
指令信号Ｓ４により設定された所望の設定アイドル回転
速度ＮＭでアイドル運転が行なわれる。

このように、アイドル運転時の目標速度を、水温を考慮
した最適なアイドル運転速度ＮＡ又は運転者によし設定
された所要のアイドル運転速度ＮＭのいずれにも自由に
切換えることができる上に、その切換は可変抵抗器９の
回転位置θを調節するだけでよいので、頗る簡単であり
、特別なスイッチを操作・ぐネル上に設ける必要がない
ので、省スペースを図ることができる上に、操作の簡単
化及びコストの低減を期待することができる。

第１図に示した制御ユニット４は、また、マイクロコン
ピュータを用い、所要の制御プログラムを実行させるこ
とにより、第３図及び第４図に示した回路の動作と同等
の制御動作を実行させることが可能である。

第５図には、このような制御プログラムの一例がフロー
チャートにて示されている。ステップ５１において、先
ず、各信号ＳＬ乃至Ｓ４及びＰが検出され、コンピュー
タ内にデータとして入力される。これらの入力データに
基づいて、噴Ｈ：１ｌｊｔ：Ｑ＋及びＱｄの演算がステ
ップ５２．５３において夫々行なわれ、噴射ＩＱ１とＱ
ｄとの大小判別がステップ５４において行なわれる。Ｑ
１≧Ｑｄ　の場合にＩ′、１：目標噴射量ＱとしてＱｉ
がセットされ（ステップ５５）、一方、Ｑ＋（Ｑａの場
合には目標噴射量ＱとしてＱｄがセットされる（ステッ
プ５６）。しかる後、ステップ５７において１）’５　
Ｍｊ−１８ｔ　Ｑ４の演算が実行され、この噴射量Ｑｆ
と目標噴射量°Ｑとの大小比較が行なわれる（ステップ
５８）。Ｑ≧Ｑｆの場合にのみ目標噴射量ＱをＱｆに変
更しくステップ５９）、ステップ６０に進む。

ステップ６０では、上述の如くして得られた目標噴射量
Ｑが、この噴射量Ｑを得るに必要な熔ネ・１調節部材の
位置Ｐｒに変換され、位置信号Ｐによって示される現在
の燃料調節部材位置Ｐａとの差分△Ｐが演算される（ス
テップ６１）。差分△Ｐには、ＰＩＤ制御のために必要
な演算処即が施された後（ステップ６２）、その結果が
駆動信号Ｓｇとして出力され（ステラｆ６３　）、再び
最初のステ、プ５１に戻る。

第６図には、噴射量Ｑｉを演算するだめのステップ５２
の詳細フローチャートが示きれている。噴対量Ｑｉの演
算のだめのフローチャートについて説明すると、先ず、
アイドル速度設定器８によりセットした指令信号Ｓ４の
レベルＬが所定のレベルＬ１より大きいか否かの判別が
ステップ７１にて行なわれ、Ｌ≧Ｌ１であれば、機関の
冷却水温を考慮したその時々機関の運転条件に見合った
アイドル回転速度ＮＡが演算され、目標アイドル回転速
度Ｎｉとしてこの速度ＮＡがセットされる（ステップ７
２．７３）。一方、Ｌ＜Ｌｌであれば、アイドル速度設
定器８において設定された指令信号Ｓ４に従うアイドル
回転速度ＮＭが演算され、目標アイドル回転速度Ｎｌと
してこの速度ＮＭがセットされる（ステップ７４．７５
）。

ステップ７６において、上述の如くして得られた目標ア
イドル回転速度Ｎ１と速度信号Ｓｌによって示されるそ
の時々の実際の機関速度Ｎ８との差分△Ｎ１が演算され
、次のステップ７７において、ΔＮｉが相応する溶料噴
射量に変換されると共に、ＰＩ制御のだめの演算処理が
行なわれ、この演算結果が噴射量Ｑ１として出力される
。

尚、上記実施例では、ディーゼル機関の胛速装置に本発
明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、他の全ての内燃機関のアイド
ル回転速度制御に適用することができ、上述の実施例の
場合と同様の優れた効果を期待することができるもので
ある。

本発明によれば、上述の如く、アイドル運転時の目標機
関速度を、水温等の機関の運転条件を考慮した最適なア
イｒル運転速度又は運転者により設定された所要のアイ
ｒル運転速度のいずれにも自由に切換えることができる
ので、例えば、停車時の暖房温度を高めたい場合、成る
いは暖気運転を早く終了させたい場合には、所定の切換
スイッチを手動側に切換えて、所望のアイドル回転速度
にて機関の運転を行ない、その他の場合にはこの切換ス
イッチを自動側に切換えることによりその時々の内燃機
関の運転条件に見合った最適なアイドル回転速度でアイ
ドル運転を行なうことができる。従って、その時々の運
転環境に応じたアイドル回転速度制御の種々の要求に即
座に応じられるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるアイドル回転制御装置を適用した
内燃機関用制御装置の一実施例のブロック図、第２図は
指令信号の％性線図、第３図は第１図の制御ユニットの
構成を示す詳細ブロック図、第４図は第３図の目標アイ
ドルＱ演算部の詳細ブロック図、第５図、第６図は第３
図及び第４図に示した回路と同等の制御をマイクロコン
ぎユータにより行なわせるだめの制御グロダラムのフロ
ーチャートである。 工・・・内燃機関装置、２・・・燃料噴射ポンプ、３・
・・ディーゼル機関、４・・・制御ユニット、５・・・
速度検出器、６・・・冷却水温検出器、８・・・アイド
ル速度設定器、９・・可変抵抗器、９Ｃ・・・摺動端子
、１０・・・燃料調節部拐、１４・・・スイッチ、２１
・・・目標アイドルＱ演鋭部、２９・・・第１演算部、
３０・・・第２演算部、３１・・・選択スイッチ、３２
・・・比較部、Ｓｌ・・・速度信号、Ｓ２・・・水温信
号、Ｓ４・・・指令信号、Ｍ、・・・第１信号、Ｍ２・
・・第２信号、Ａ１・・・第１出力信号、Ｐ・・・位置
信号。 特許出願人　ヂーゼル機器株式会社 代理人　弁理士　高　野　昌　俊 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　アイドル回転速度の目標値を演算出力する目標値
   演算出力手段を備え、該目標値演算出力手段からの出力
   に応答して内燃機関のアイドル回転速度が前記目標値に
   維持されるよう前記内燃機関の速度を制御するように構
   成・された内燃機関用アイドル回転制御装置において、
   前記目標値演算出力手段が、前記内燃機関の運転パラメ
   ータのうちの少なくとも１つに応答して定められる第１
   アイドル回転速度を演算する第１演算手段と、手動操作
   によって所望のアイドル回転速度に応じた指令信号を出
   力する信号発生手段と、該指令信号に応答し該指令信号
   により示される第２アイドル回転速度を演算する第２演
   算手段と、車室内に設けられたスイッチの操作に応答し
   て前記第１アイドル回転速度又は前記第２アイドル回転
   速度のうちのいずれか一方を前記目標値演算出力手段の
   出力として選択する選択手段とを備えたことを特徴とす
   る内燃機関用アイドル回転制御装置。