JPS61123737A - エンジンのアイドル回転数制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、アイドリング時のエンジンに対する吸入空気
量を調整することによりエンジン回転数を制御するよう
にしたエンジンのアイドル回転数制御装置に関するもの
である。

（従来技術） 従来のエンジンのアイドル回転数制御装置は、一般にエ
ンジンのスロットル弁をバイパスするように吸入空気の
バイパス通路を形成するとともに、このバイパス通路に
スロットル弁の最小開度状態（アイドル状Ｉ’ｌｌ）に
おける吸入空気量を調整する空気量ｓ整手段（電磁弁）
を設け、エンジンの実際の＠　Ｉｔ、１にと設定された
所定目標回転数との回転数の偏差に応じて当該空気ＪＩ
Ｒ整手投手段ィードバック′ＤＪ御することによりアイ
ドル目標回転数でＳ転するよう？こ構成されでいる。

ところが、このような構成の場合、エンジン回転数のフ
ィードバック制御の基準となる制御パラメータとしては
、エンジン回転数のみしか考慮されていないために、ア
イドル運転状聾において、エンジン負荷となる空頭機用
コンプレブサが投入されたり、オートマチック車で変速
機のシフトレバ−をパーク状態またはニュートラル状態
からドライブ状態に切換えたようなときには全くフィー
ドバック制御がなされることなくエンジン負荷が急変す
ることから、一時的にエンジン回転数が急激に低下する
ことになり、ラフアイドルとなって運転猾に違和感を与
える。また、場合によってはエンジンストールの原因と
なる。

そこで、このような欠点を解消するために、以上のよう
な負荷変動を負荷スイッチによって検出し、その検出信
号によって上記空気ｆｆｉ調整手段を作動させ所定期間
内エンジンへの吸入空気量を増量制御するようにしたも
のが公知である（ＩＦｌえば、特開昭５４−９８４１３
号公報参照）。

また、上記のアイドル運転状態における回転数の制御は
、制御系がクローズトループとなるフィードバック制御
であるのに対し、非アイドル領域での制御は制御値が一
定のオープンループ制御である。従って、暖機運転を十
分に行なうことなく冷間状態における始動後直ちに走行
を行なうと、走行開始と同時にオープンルーズによる大
きな制御値（フィードバック時の最終値）のまま制御系
が固定されてしまうことになる結果、走行による暖機完
了後に再びアイドル運転状態に戻すと、暖機完了にも拘
わらずＸａ＋値が大きいために一時的にアイドル回転敗
が異常に上昇する欠点がある。

そこで、このような欠点を解消するために、エンジン始
動直後のオープンループ制御のための基本吸入空気量を
定めるコントロールデユーティをエンジン冷却水の温゛
度に関連させて設定するとともにこの設定値を手動、自
動の変速機の別、または自動変速機のレンジ別、或いは
空ＲｖＡのＯＮ。

ＯＦＦ等（負荷ｆｆ１）に応じて妥当な＃ｉｉ御値に補
正し、この補正値によって制御するようにしたものら公
知である（例えば、特開昭５５−１５６２３０号公報参
照）。

そして、これらのいずれの公知技術の場合においても、
一般にアイドル運転状態における上記フィードバック制
御のマイナス側（吸入空気量を減少させる場合）の制御
値（コントロールデユーティ）は、オーバーシュートに
よるエンジンストールを防止するためにその下限値（最
低値）が所定値以上に定められている。

ところが、以上のように設定されている下限値は、一般
に通常のアイドル状ｔｓ（無負荷時）を基準として負荷
ｍのみに対応して設定されているために吸入空気量との
関係で次のような問題が生じる。

すなわち、以上の２つの公知技術にも示されているよう
に、アイドル運転状態において、空調機４等のエンジン
負荷が人力されるとそれに応じて本来のフィードバック
１１１１１値に加えてさらに所定の吸入空気量の増ｍ補
正が行なわれることになり、全体としての吸入空気量は
相当に大きな乙のとなる。

ところで、この場合イこおいて、一般にエンジンの吸入
空気量とエンジントルクとの関係は、第６図に示すよう
に２次ｒＪＩＩｉｋ的な特性を示すことが知られており
、吸入空気量ｖが成る＋ａＶ、以上に増加した時点から
は、吸入空気量変化の割合に対するトルク変化の割合が
はるかに大きくなる。このことは、吸入空気量の変化量
が一定であったとしても、吸入空気量が上記酸る値ｖＩ
以上に増大されている場合（Ｖ＋〜Ｖｔ）とそうでない
場合（Ｖ＋以下）とでは、トルクの変化率が異なり前者
の場合には急減な変化となることを意味している。その
結果、上述のようにエンジン負荷が入力され吸入空気量
が通常のフィードバック用の制御値以上に増量されてい
る状態でアクセルペダルの足載せが１あると、その状態
から急に足を離したときに増量状態にある吸入空気量を
減少させようとするマイナス側のフィードバック制御が
、通常の無負荷状篩のアイドル時と同様に、当該設定さ
れた下限値のまま作用してしまうことになり、急激に大
きなトルクの減少を引起すことになって、やはりラフア
イドルやエンジンストールを引起してしまうことになる
。

（Ｒ明の目的） 本発明は、以上の問題を改善するためになされたもので
、従来設定されていたフィードバック制御の下限値をそ
の時の吸入空気量に応じて可変補正することにより、急
激なトルク変化によるラフアイドルやエンジンストール
の発生を防止し、制御特性を安定にしてドライバビリテ
ィ−を向上させたエンジンのアイドル回転数制御装置を
堤供することを目的とするものである。

（目的を達成するための手段） 本発明は、以上の目的を達成するために、エンジンへの
吸入空気量を＃ｊｌ整する空気量Ｒ整手段を備え、上記
エンジンの実回転数とアイドル目標回転数との回転数偏
差に応じて上記空気ｆｆｉ調整手段を制御することによ
り上記エンジンのアイドル回転数が上記アイドル目標回
転数に一致するようにしたエンジンのアイドル回転数制
御装置であって、上記空気量ｗ４整手段に供給される上
記アイドル目標回転数と実回転数との回転数偏差に応じ
たフィードバック制御爪におけるマイナス側制御ｆ１１
の下限値を設定するとともにこの下限値を上記吸入空気
量に応じて可変ならしめる下限値補正手段を設けてなる
ものである。

（作　用） 以上の手段によると、アイドル時のフィードバック制御
の下限値が常にその時の吸入空気量に対応したトルク変
化の少ない最適の値に設定されることになる。したがっ
て、アイドル時において、所定のエンジン負荷が人力さ
れていて吸入空気量が一定ｍ以上増大しているような場
合であってもラフアイドルやエンジンストールを発生さ
せずにスムーズな制御を行なうことができ、良好なドラ
イバビリティ−を得ることができる。

（実施例） 先ず、第１図〜第５図は、本発明の一実施例によるエン
ジンのアイドル回転敗制御装置を示すものであり、第１
図は本発明の要部の構成を示すクレーム対応図、第２図
は上記実施例装置のシステム概略図、第３図は上記実施
例装置の動作を説明するフローヂャート、第４図は上記
実施例装置における制御動作を説明するスロットルバル
ブ開度（ＴＶＯ）とエンジン回転数（ｒｐｓ）との関係
を示す特性グラフ、第５図は同じく上記実施例装置の制
御動作を説明する吸入空気量減少制御用のマイナス側制
御信号のデユーティ−地下限値（Ｌ　Ｌ　ＦＢ）と吸入
空気量ｖとの関係を示す特性グラフである。

先ず、！＆初に第２図を参照して本発明実施例のンステ
ムの概略を説明し、その後要部の制御の説明に入る。

第２図において、符号ｌはエンジン本体であり、吸入空
気はエアクリーナを介して外部より吸入され、その後エ
アフロメータ２、スロットルチャンバ３を経て各シリン
グに供給され、また燃料は後述のＥＣＵ９によって制御
されるフユーエルインノヱクタ５により噴射されるよう
になっている。

そして、上記シリンダへの吸入空気のｍは、上記スロッ
トルチャンバ３内に設けられているスロットル弁６によ
って制御され、そのｍはエアフロメーク２によって検出
される。スロットル弁６は、アクセルペダルに連動して
操作され、アイドル運転状態では、殆ど閉じた状態（全
閉開度）に維持される。

一方、上記スロットルチャンバ３には、上記スロットル
弁６をバイパスしてバイパス通路７が設けられており、
このバイパス通路７にアイドル時のエンジン回転数制御
のための空気ＩＩＲ整手段となる電磁弁（絞り弁）８が
設けられている。従って、アイドル運転状態では、上記
エア７０メータ２を経た吸入空気は、上記バイパス通路
７を介して各シリングに供給されることになり、その供
給量は上記電磁弁８によって調節される。この電磁弁８
は、エンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと略
称する）９より供給される＄１３１２ｊパルス信号（以
下、単に制御信号と言う）のデユーティ−比（以下、制
御値と表現する）によってその開閉状態が制御される。

ＥＣＵ９は、列えばマイクロプロセッサ（ｃＰＵ）を中
心とし、メモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭ）およびインター
フェース（Ｉｌｏ）回路を備えて構成されている。そし
て、このＥＣＵ９の上記インクフェース回路には例えば
サーミスタにより検出されたエンジン本体Ｉの冷却水温
度の検出信号、例えばボテンンタメータにより検出され
たスａットル弁６の開度信号（ＴＶＯ）、エアフロメー
タ２によって検出された吸入空気量検出信号が各々入力
される。

尚、符号１０は、３元触媒コンバータ１１を備えた排気
管を示している。

次に、以上の制御装置の制御動作を第３図を参照して詳
細に説明する。

最初に制御動作がスタートされると、先ず所定の時間間
隔で上述した各種の人力情報、すなわち、実際のエンジ
ン回転数（Ｎ）、スロットル弁６の開度（ＴＶＯ）が読
み込まれ（ステップＳ１）、次いでこれらの情報を基に
して現在の運転状部が第４図に示すようなアイドル運転
領域にあるか否かが判断される（ステップＳ１．）。即
ち、エンジン回転数（Ｎ）が所定値（Ｎｃｘｔ）以下で
スロットル弁６の開度が全閉開度（最小開度）状ｉＸ！
（ＴＶＯｓＩｎ）のときに、アイドル運転領域と判断し
、他方皇紀エンジン回転数（Ｎ）が上記の所定値（ＮＥ
ｘｔ）よりも高く、スロットル弁６の開度が全閉開度（
Ｔｖ　ｏ　５ｔｎ）よりも所定値以上大きいときには非
アイドル運転領域と判断する。

そして、アイドル運転領域にある場合（ＹＥＳ）には、
続いてアイドル回転数制御のための上記制御信号用の制
御値デユーティ−比の演算動作に移行し、先ず、最初に
上記エンジンからの冷却水温の検出信号に対応して決定
される基本特性値（デユーティ−比算出式の基本項）Ｄ
Ｂを演算する（ステップＳＳ）。

他方、エンジン回転Ｗ１．（Ｎ）が所定値（ＮＥＸ？）
以上でスロットル弁６の開度（ＴＶＯ）が全閉開度より
所定値以上大きい場合には、非アイドル領域である（Ｎ
Ｏ）と判断し、フィードバック制御は不要であると認め
てオープンループ制御に移り第３図のフローによる制御
動作を終了する（ＥＮＤ）。

一方、上記ステップＳ、で基本特性値Ｄ８の演算が終了
すると、当該アイドル運転状態において、例えば空調機
器、オートマチック車のシフトレンジ等のエンジン負荷
の人力状態を負荷スイッチのＯＮまたはＯＦＦを基準と
して判断しくステップＳ、）、負荷スイッチがＯＮの場
合には、次にそれらの負荷に応じた補正値ＤＬ（デユー
ティ−比算出式の負荷補正項）の演算を行ない（ステッ
プＳＳ）、さらにその時のエンジンの吸入空気ｆｆ１ｖ
の読み込み動作（ステップＳＳ）に移る。そして、続い
て当該アイドル運転状態における上記吸入空気量に応じ
たフィードバック制御の制御下限値（ＬＬＦ［ｌ）の演
算を行なう（ステップＳ？）。この制御下田値（ＬＬＦ
Ｂ）の演算は、例えばルックアップテーブルより読み出
される第５図に示す特性に従ってなされる。従って、吸
入空気（ｉｌＶが上述した第６図の成る一定１ａｖ１以
上（この場合は負荷も大）の範囲（Ｖ１〜Ｖｔ）におい
ては、当該吸入空気量の増加（Ｖ。

〜ｖ、）に応じてマイナス側の制御下限値（ＬＬＦＢ）
は逆に（ＬＬＦＢ、〜しＬＦ日、）に減少させられるこ
とになる。

他方、上記ステップＳ４において、負荷スイッチがＯＦ
Ｆである無負荷時のアイドル運転状態の場合（Ｎｏ）に
は、負荷ｈＩｌ正値ＤＬの演１７（ステップＳ、）、吸
入空気担の読み込み（ステップＳ、）を行なわずステッ
プＳ６に移り、第５図の特性によらｉ′通常の制御下限
値（ＤＦ［１）の演算（読み出し）を行なってさらにス
テップＳ、の動作に移行する。

ステップＳ、では、上記ステップＳ７またはステップＳ
、で演算されたフィードバック制御の上記各下限値（Ｌ
Ｌｒｅ）または（ＤＦＢ）に基づいて目標回転数（Ｎｏ
）を自ヰし、次にこの目標回転数（ＮＯ）に所定の不感
１ａ（α）を加えた値（Ｎｏ＋α）を基準としてエンジ
ンの実回転数（Ｎ）と比較する（ステップＳ１゜）。そ
の結果、実回転数（Ｎ）が上記基準値以下の場合（ＮＯ
）には、さらに当該実回転数（Ｎ）が、（Ｎｏ−α）の
基準値、すなわち目標回転数（ＮＯ）より不感値（α）
を減じた値以下であるか否かを判断する（ステップ５１
１）。

その結果、実回転数（Ｎ）が上記基準値（Ｎｏ−α）以
下である場合（ＹεＳ）には、吸入空気量を増加させる
ためにフィードバック補正値（ＤｒＩＩ＋）を（Δ１）
Ｆｉｌ）だけ大きくする演ｉ１１．（Ｄｒｅ＋Ｄｒｅ＋
ΔＤｒｓ）を行なう（ステップＳ＋＊）。一方、上記の
判断の結果、実回転数（Ｎ）が上記基準値（Ｎｏ−α）
よりも大の場合（ＮＯ）には、略目漂回転数に一致して
いると認めてステップＳ、の最終出力の演算動作に移る
。

他方、上記ステップＳ１゜において、エンジンの実回転
数（Ｎ）が基準値（Ｎｏ＋α）以上の場合（ＹＦ。

Ｓ）には、マイナス側のフィードバックが作用し吸入空
気量を減少させることになる。

すなわち、その場合には、先ずステップＳ１３で、上述
したその時の吸入空気量に応じた制御下限値（ＬＬＦ［
］）を基準としてその時のフィードバック制御の制御値
（Ｄｒａ）を比較する。その結果、当該制御値（ＤＦ［
１）が上記下限値（ＬＬＦＢ）よりも大きい場合には、
次のステップＳ　１４で当該１ｊ１１２１Ｉ値（ＤＦＢ
）から第５図の特性に応じた所定のｌａ（ΔＤＦ８）を
減算し、（ＤＦ８−ΔＤＦ８）を制御値として算出し最
終出力演算動作（ステップＳ＋ｓ）に移る。

他方、上記ステップＳ＋ｓの比較の結果、（ＤＦＱ）が
（ＬＬＦＢ）よりも小さい場合（Ｎｏ）には、そのまま
最終出力の演算動作（ステップＳ　＋Ｓ）に移る。

ステップＳ１１では、以上の各制御動作における演算デ
ータを人力し、次式（＋）に基づく最終的な制御値（デ
ユーティ−比ＸＤｔ）を算出して、吸入空気量に対応し
て補正された最終的なフィードバック制御出力を決定し
出力する（ステップＳ１．）。

Ｄ　Ｔ　＝　Ｄ　ａ　＋　Ｄ　ｔ＋ΔＤｒＢ　　　・・
・（１）以上の制御フローは、所定の周期、例えばエン
ジンの一回転毎に行なわれる。

なお上記実施例は、スロットル弁６をバイパスするバイ
パス通路７に電磁弁８を設け、該電磁弁を開閉制御する
場合について述べたが、これに限られるものではなく、
例えばスロットル弁６を直接制御することにより吸入空
気量を調整してらよい。

（発明の効果） 本発明は、以上に述べたように、エンジンへの吸入空気
量を調整する空気量＃１１整手段整備段、上記エンジン
の実回転数とアイドル目標回転数との回転数偏差に応じ
て上記空気ｆｆｉ＃ｊｌ整手段を制御することにより上
記エンジンのアイドル回転数が上記アイドル目標回転数
１５一致するようにしたエンジンのアイドル回転数制ｇ
ａ装置であって、上記空気量ｇ整平手段供給される上記
アイドル目標回転数と実回転数との回転数偏差に応じた
フィードバック制御量におけるマイナスｖｓ＠ｓｒｎの
下限値を設定するとともにこの下限値を上記吸入空気の
に応じて可変ならしめる下限値補正手段を設けたことを
特徴とするものである。

従って、本発明によると、アイドル運転状態において、
空ＲＷＡ器等のエンジン負荷が人力され吸入空気量が所
定ｍ以上に増大されている状態において、吸入空気量を
減少させるマイナスのフィードバック制御が行なわれて
も当該フィードバックｍの下限値はその時の吸入空気量
に応じて本来（無負荷時）の設定下限値よりも所定石車
さい値に可変設定されることになる。そのため、吸入空
気量が成る値以上に大きい範囲にある場合であっても急
激なエンジントルクの低下は生じず、従来のようなラフ
アイドルやエンジンストール等の発生を防止することが
できる。また、吸入空気量に対応してトルク変化自体を
を小さく制御することができることは、同時に制御特性
そのらのを安定ならのにすることになり、ドライバビリ
ティ−を向上させることにもなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の要部の構成を示すクレーム対応図、
第２図は、本発明の一実施例によるエンジンのアイドル
回転数制御装置のシステム概略図、第３図は、上記第２
図の実施例装置における制御動作を説明するだめのフロ
ーチャート、第４図は、第３図の制御動作におけるスロ
ットル弁開度とエンジン回転数との関係を示す特性図、
第５図は、第３図の制御動作におけるフィードバック制
御の下限値（ＬＬＦＱ）と吸入空気量との関係を示す特
性図、第６図は、一般的なエンジントルクと吸入空気量
（■）との関係を示す特性図である。 ｌ　・・・・・エンジン本体 ２　・・・φ・エアフロメータ ３　・・・・・スロットルチャンバ ６　・・・・・スロットル弁 ７　・・・・・バイパス通路 ８　・・・・・ｒｒ１磁弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンへの吸入空気量を調整する空気量調整手段
   を備え、上記エンジンの実回転数とアイドル目標回転数
   との回転数偏差に応じて上記空気量調整手段を制御する
   ことにより上記エンジンのアイドル回転数が上記アイド
   ル目標回転数に一致するようにしたエンジンのアイドル
   回転数制御装置であって、上記空気量調整手段に供給さ
   れる上記アイドル目標回転数と実回転数との回転数偏差
   に応じたフィードバック制御量におけるマイナス側制御
   量の下限値を設定するとともに、この下限値を上記吸入
   空気量に応じて可変ならしめる下限値補正手段を設けた
   ことを特徴とするエンジンのアイドル回転数制御装置。