JPS61250360A - 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） 本発明は車両用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。

（従来の技術） 従来のエンジンのアイドル回転数制御装置、特にマイク
ロコンピュータを用いたアイドル回転数制御装置として
は、例えば特開昭５４−７６７２３号公報に示されるよ
うな装置がある。

この公報に示されるアイドル回転数制御装置は、スロッ
トル弁全閉であって、車速か所定値以下もしくはトラン
スミッションがニュートラルである場合はエンジンがア
イドル状態であるとし、アイドル状態と判断された場合
は、冷却水温、クーラーの０Ｎ−ＯＦＦに応じてマイク
ロコンピュータにて目標回転数の検索を行ない、この目
標回転数とエンジンの実回転数との偏差を無くすように
マイクロコンピュータにより、スロットル弁をバイパス
するバイパス通路に設けられた制御弁の制御を行ない、
エンジン状態に応じたエンジン回転数となるよう制御す
るよう構成したのである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記公報に示されるようなアイドル回転
数制御装置においては、上記の目標回転数がメーカー側
にて予め設定されており、一旦製品として出荷されると
その目標回転数は全く変更さないものであった。そして
メーカー側としては燃費向上のためにその目標回転数は
できる限り低く設定していた。

このため、アイドル時に電気負荷等が極めて大きく、エ
ンジンに対する負荷が極めて増大したような状態では、
バイパス通路を通過する空気量を最大としてもエンジン
回転数が充分に上らず、場合によってはストールを起す
こともある。

また、上記公報では制御弁の設けられるバイパス通路と
並列にアジャストスクリュの設けられるもう一つのバイ
パス通路が、形成されており、このアジャストスクリュ
を調整することで一時的にエンジン回転数を高められる
が、マイクロコンピュータにて目標回転数に収束するよ
うフィードバック制御が実行されるためエンジン回転数
は目標回転数に応じて低下するため、さらに負荷が増大
するとストールに陥る恐れがあるという問題点かある。

従って、本発明の目的は、目標回転数の設定を本装置が
製品として車両に搭載された後であっても変更すること
が可能であって、その目標回転数の設定が変更されるこ
とでこの装置が搭載される車両に応じたアイドル回転数
が確保することが可能なエンジンのアイドル回転数制御
装置を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 上記の問題点を解決するために、本発明においては、第
４図に示すごとく、 吸気管内に配設されるスロットル弁をバイパスするバイ
パス通路と、 このバイパス通路を通過する空気量を制御する制御弁と
、 エンジン回転数を検出する回転数検出手段と、エンジン
がアイドル状態にある時、前記回転数検出手段にて検出
されたエンジン回転数とエンジン作動状態に応じて設定
された目標回転数との偏差を無くすように前記制御弁の
作動をフィードバック制御するフィードバック制御手段
と、前記バイパス通路または前記バイパス通路と同じく
スロットル弁をバイパスする副通路に配設され、この通
路を通過する空気量を手動調整することが可能な手動弁
と、 通常、エンジン作動時においては開路設定され手動操作
が可能な手動スイッチと、 エンジンがアイドル状態にある時であって、前記手動ス
イッチが閉路設定された時には前記フィードバック制御
手段によるフィードバック制御を停止するフィードバッ
ク制御停止手段と、前記フィードバック制御停止手段が
実行されている時、前記手動弁を調整し前記回転数検出
手段にて検出されるエンジン回転数を所望回転数とする
ことで、この所望回転数に応じて前記フィードバック制
御手段の目標回転数の設定が変更される目標回転数設定
変更手段とを備えたことを特徴とするエンジンのアイド
ル回転数制御装置としている。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面に基づき説明する
。

第１図は本発明の一実施例構成が備えられた自動車用の
電子制御式燃料噴射エンジンの概略図である。１はエン
ジンであり、エンジン１の吸気系は図示しないエアクリ
ーナに吸気管２、サージタンク３、吸気マニホルド４、
吸気ボート５から成り、吸気マニホルド４には各シリン
ダ毎にインジェクタ６が設置されている。インジェクタ
６は図示しない加圧燃料供給系に接続され、電子制御ユ
ニット（ＥＣＵ）３０が出力するパルス信号により開弁
じて所定量の燃料を吸入空気中に噴射して燃料用混合気
を形成し得るようになっている。

吸気管２には車両のアクセルペダルに連動したスロット
ル弁７が設けられており、このスロットル弁７のシャフ
トは複数の接点を有する公知のスロットルポジションセ
ンサ８が連結されており、スロットル弁７の開度に応じ
た信号をＥＣＵ３０に出力しており、またスロットル弁
７が全閉となった時にＯＮするアイドルスイッチ９が設
けられており、このアイドルスイッチ９の０Ｎ−ＯＦＦ
信号はＥＣＵ３０に入力される。

吸気系にはスロットル弁７をバイパスして吸気管２とサ
ージタンク３とを連通ずるバイパス通路１０が形成され
ており、また吸気管２のスロットル弁７をバイパスして
その上流側と下流側とを連通ずる副通路１１が形成され
ていて、スロットル、弁全閉時においても吸入空気はバ
イパス通路１０および副通路１１を介してエンジン１に
供給されるようになっている。バイパス通路１０には電
磁式空気制御弁すなわちアイドルスピードコントロール
弁（Ｉ　ＳＯ弁）１２が設けられており、バイパス通路
１０を流れる空気量を制御し得るようになっている。こ
のＩＳＣ弁１２はＥＣＵ３Ｏが出力するパルス状の駆動
電流によりＯＮ・ＯＦＦ制御されるもので、吸入空気量
は入力パルス信号のデユーティ比に依存する。また副通
路１１にはアジャストスクリュ１３が設けられており、
この副通路１１を流れる空気量はこのアジャストスクリ
ュ１３を手動により操作することで調整が可能であり、
後述するＩＳＯ弁１２のフィードバック制御時において
検索される目標回転数の設定を変更する際に使用される
。

サージタンク３は吸気の干渉を防止するために形成され
ており、このサージタンク３にはサージタンク３内の圧
力から吸気管圧力を検出するための圧力センサ１４が設
けられており、圧力センサ１４は吸気管圧力に応じた信
号をＥＣＵ３Ｏに出力する。

エンジン１シリンダブロツク１５内には冷却水通路１６
が形成されており、この冷却水通路１６内の冷却水温を
検出する水温センサ１７がシリンダブロック１５に配設
されており、水温センサ１７は冷却水温に応じた信号を
ＥＣＵ３Ｏに出力する。

１８はディストリビュータであり、ディストリビュータ
１８には公知の回転角センサ１９が設けられており、エ
ンジン１のクランクシャフトの角位置および回転数に応
じた信号をＥＣＵ３Ｏに出力する。

また２０は車速センサであり、車速センサ２０は図示し
ない変速機の出力軸の回転速度から車速を検出し、車速
に応じた信号をＥＣＵ３０に出力する。

また２１はディスイニシャルスイッチであり、このディ
スイニシャルスイッチ２１はディストリビュータ１８を
取付けた後、ディストリビュータ１８の取付角度を決定
する際には使用されるスイッチであり、通常ディストリ
ビュータ１８の近くに設けられており、前記のごとく使
用された後は開路設定され通常使用されないが、後述す
るＩｓＣ弁１２の目標回転数の設定を変更する際に変更
演算実行を許可するスイッチとして使用される。

第２図は第１図におけるＥＣＵ３Ｏの構成を示すブロッ
ク図である。このＥＣＵ３Ｏは例えばマイクロコンピュ
ータにより構成され、各種の演算処理を行なうための、
例えばマイクロプロセッサからなる中央処理ユニット（
ＣＰＵ）３１と、制御プログラムや各種データ等を記憶
するためのす−ドオンリーメモリー（ＲＯＭ）３２と、
ＣＰＵ３１における演算データ等を一時的に記憶するた
めのランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）３３と、機関
停止時にも補助電源から給電されて記憶を保持できるバ
ックアップ用ランダムアクセスメモリー（バックアップ
ＲＡＭ）３４と、スロットルポジションセンサ８、圧力
センサ１４、水温センサ１７等から入力されるアナログ
信号をデジタル信号に変換して順次ＣＰＵ３１に取込む
ためのマルチプレクサ付アナログ入力ボート３５と、ア
イドルスイッチ９、回転角センサ１９、車速センサ２０
、ディスイニシャルスイッチ２１等から入力されるデジ
タル信号を所定のタイミングでＣＰＵ３１に取込むため
のデジタル入力ポート３６と、ＣＰＵ３１における演算
結果に応じてインジェクタ６、ＩＳＣＳＣ２Ｏ３Ｍｍ信
号を出力するためのデジタル出力ポート３７と、前記各
構成要素を接続するコモンバス３８とから構成されてい
る。

以下に上記構成における作動を説明する。

通常のアイドル状態においては、従来より公知のアイド
ル回転数の制御を実行する。つまりアイドルスイッチ９
がＯＮ、車速か所定値以下等のアイドル時のフィードバ
ック（Ｆ／Ｂ）条件が成立しているか、いないかを判断
して、成立していなければＩＳＯ弁１２に対しオーブン
ループ制御を実行し、また成立している場合にはＦ／Ｂ
制御を実行する。アイドル回転数のＦ／Ｂ制御において
、まずは冷却水温や電気負荷等に応じて設定された目標
回転数のマツプあるいはテーブル等より現在の状態に対
応した現目標回転数Ｎｏを検索する。

次に回転角センサ１９の信号によりもとめられた現在の
エンジン回転数Ｎと現目標回転数Ｎｏとの偏差を求め、
この偏差に応じたデユーティ比を演算する。詳しくはエ
ンジン回転数Ｎが現目標回転数Ｎｏより大きい場合は、
今回のデユーティ比を前回の演算で求められたデユーテ
ィ比より小さい値に設定し、エンジン回転数Ｎが現目標
回転数ＮＯより小さい場合は、今回のデユーティ比を前
回のデユーティ比より大きな値に設定する。このように
して求められたデユーティ比に応じてデジタル出力ポー
ト３７はこのデユーティ比に応じて所定のパルス状の駆
動電流をｒｓｃ弁１２に出力し、この駆動電流に応じて
ＩＳＣＳＣ２Ｏ３イパス通路１０を通過する空気量を増
減する。この空気量の増減によりインジェクタ６の燃料
噴射量も増減し、エンジン回転数Ｎは現目標回転数Ｎｏ
に近づ（。そしてこのようなＦ／Ｂ制御を繰返し実行す
ることでエンジン回転数Ｎは現目標回転数Ｎｏへと収束
する。

次に上記の目標回転数の設定の変更について説明する。

第３図に示すのは、目標回転数の設定の変更に関するプ
ログラムのフローチャートで、この設定変更ルーチンは
前述の通常のＦ／Ｂ制御を実行する直前に実行される。

まずステップ３０１では、Ｆ／Ｂ条件が成立しているか
否か判断して、成立していない場合は以下のルーチンを
全て迂回して上述の通常のアイドル回転数を制御へと移
行する。また成立している場合はステップ３０２に進む
。ステップ３０２でばディスイニシャルスイッチ２工が
ＯＮしているかを判断して、ＯＮでない、つまりＯＦＦ
の場合は以下のルーチンを迂回して上述のアイドル回転
数の制御に移行する。また目標回転数の設定を変更しよ
うとして調整者がディスイニシャルスイッチ２１を操作
するとステップ３０２にてＯＮであると判断され、以下
の設定変更ルーチンの要部へと進む。ステップ３０３で
はＦ／Ｂ制御停止し、ステップ３０４ではＦ／Ｂ制御停
止される直前のデユーティ比、または所定のデユーティ
比に固定してＩＳＣＳＣ２Ｏ３度を一定状態に保持する
よう指令する。

調整者はディスインシャルスイッチ２１を操作した後、
所望の回転数が得られるように車両のインストルメント
パネルの回転計等を見ながらアジャストスクリュを調整
する。

このように調整者によりアジャストスクリュ１３が調整
されている間も本ルーチンは進行し、ステップ３０５．
３０６では所定時間経過するまで所定タイミング毎に回
転数Ｎをモニタし、所定時間経過後にステップ３０７に
進む。ステップ３０７ではステップ３０５でモニタされ
た複数個の回転数Ｎのデータの中で、最大のものと最小
のものとの差、つまり回転変動の差分値が所定値以下（
例えば２０ｒｐｍ以下であるかどうかを判断し所定値以
上である場合は、まだ調整者によってアジャストスクリ
ュ１３が調整されている間であって、所望回転数に設定
されていないとしてステップ３０８に進み、モニタした
回転数Ｎのデータを全てキャンセルして再度ステップ３
０５へ戻る。また所定値以下である場合は、調整者によ
るアジャストスクリュ１３の調整が完了し、所望回転数
への設定が完了しているとして、ステップ３０９に進ん
で、ステップ３０５でモニタされた複数個の回転数Ｎの
データの平均値Ｎを求める。次にステップ３１０，３１
１では平均値Ｎが予め設定された許容範囲に納まってい
るかを判断して、納まっている場合にはステップ３１２
にて平均値Ｎに応じて目標回転数の設定を変更するもの
で、例えばメーカー側にてエンジンの作動状態に応じて
設定された目標回転数のテーブルはマツプがＲＯＭ３２
内に設定されており、上述のルーチンにより求められた
平均値Ｎと現在のエンジン作動状態に応じて検索される
現目標回転数Ｎｏとの差ΔＮをバックアップＲＡＭ３４
に記憶する。そして、通常のアイドル回転数のＦ／Ｂ制
御を実行する時の現目標回転数ＮｏはＲＯＭ３２内から
検索された値からバックアップＲＡＭ３４に記憶された
差ΔＮを加算もしくは減算した値となる。

またステップ３１０，３１１にて平均値Ｎが許容範囲外
の値であると判断された場合はステップ３１３または３
１４にて下限値ＮＩ　Ｉまたは上限値Ｎ８に応じて目標
回転数の設定を変更する。

このようにすることで、調整者はアイドル回転数制御装
置が製品として車両に搭載された後であってもメーカー
が保証しうる許容範囲内での目標回転数の設定の変更が
可能となり、本装置が搭載される車両に応じた調整者に
とって所望のアイドル回転数が確保できるようになる。

なお、上記のようにして新たに設定された目標回転数の
設定が異常な値を示した場合には、メーカー側にて初期
の目標回転数の設定に戻すよう構成しておく。

なお上記実施例においては、変更される前の目標回転数
の設定に対して変更後の目標回転数の設定は、低回転数
側、高回転数側のいずれにも設定変更が可能な構成とし
ていたが、いずれか一方のみ設定変更が可能な構成とし
てもかまわない。

また、上記実施例においては、バイパス通路１０の空気
量を制御する制御弁としてデユーティ比制御されるＩＳ
Ｏ弁１２を用いたが、他の方法で制御される弁（例えば
ステッピングモータ等）であってもかまわない。

また上記実施例においては、ディスイニシャルスイッチ
２１を用いていたが、このスイッチは目標回転数の設定
変更時のみしか使用されないスイッチであればよく、専
用スイッチを設けてもかまわない。

また上記実施例においては、バイパス通路１０と副通路
１１とを構成していたがバイパス通路１０のみとし、こ
のバイパス通路１０中にＩＳＯ弁１２とアジャストスク
リュ１３の双方を設けてもかまわない。

また上記実施例においては、圧力センサ１４を用いた吸
気管圧力感知式のエンジン構成であったが、エアフロー
メータを用いた吸入空気量検知式のエンジン構成であっ
てもかまわない。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、 吸気管内に配設されるスロットル弁をバイパスするバイ
パス通路と、 このバイパス通路、を通過する空気量を制御する制御弁
と、 エンジン回転数を検出する回転数検出手段と、エンジン
がアイドル状態にある時、前記回転数検出手段にて検出
されたエンジン回転数とエンジン作動状態に応じて設定
された目標回転数との偏差を無くすように前記制御弁の
作動をフィードバック制御するフィードバック制御手段
と、前記バイパス通路または前記バイパス通路と同ツタ
制御するフィードバック制御手段と、しくスロットル弁
をバイパスする副通路に配設され、この通路を通過する
空気量を手動調整することが可能な手動弁と、 通常、エンジン作動時においては開路設定され手動操作
が可能な手動スイッチと、 エンジンがアイドル状態にある時であって、前記手動ス
イッチが閉路設定された時には前記フィードバック制御
手段によるフィードバック制御を停止するフィードバッ
ク制御停止手段と、前記フィードバック制御停止手段が
実行されている時、前記手動弁を調整し前記回転数検出
手段にて検出されるエンジン回転数を所望回転数とする
ことで、この所望回転数に応じて前記フィードバック制
御手段の目標回転数の設定が変更される目標回転数設定
変更手段とを備えたことを特徴とするエンジンのアイド
ル回転数制御装置としたことから、 目標回転数の設定を本装置が製品として車両に搭載され
た後であっても、調整者によって手動スイッチが操作さ
れて、調整者が手動弁を用いてバイパス通路または副通
路を通過する空気量を調整して、エンジン回転数を所望
回転数とすると、目標回転数の設定が所望回転数に応じ
て変更されるので、本装置が搭載される車両に応じたア
イドル回転数が調整者により確保できるようになり、エ
ンジンに対する負荷増大等によりエンジンストールに陥
るということは充分に回避できるようになるという優れ
た効果を有するものである＝

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエンジンのアイドル回転数制御装置の
一実施例構成を有するエンジンの概略構成図、第２図は
第１図中の電子制御ユニットの構成を示すブロック図、
第３図は本発明の一実施例構成による作動を示すプログ
ラムのフローチャート、第４図は本発明の構成を示すブ
ロック図である。 １・・・エンジン、２・・・吸気管、７・・・スロット
ル弁、１０・・・バイパス通路、１１・・・副通路、１
２・・・ＩｓＣ弁、１３・・・アジャストスクリュ、１
９・・・回転角−センサ、２１・・・ディスイニシャル
スイッチ、３０・・・ＥＣＵ。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 第１図 第２図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 吸気管内に配設されるスロットル弁をバイパスするバイ
   パス通路と、 このバイパス通路を通過する空気量を制御する制御弁と
   、 エンジン回転数を検出する回転数検出手段と、エンジン
   がアイドル状態にある時、前記回転数検出手段にて検出
   されたエンジン回転数とエンジン作動状態に応じて設定
   された目標回転数との偏差を無くすように前記制御弁の
   作動をフィードバック制御するフィードバック制御手段
   と、 前記バイパス通路または前記バイパス通路と同じくスロ
   ットル弁をバイパスする副通路に配設され、この通路を
   通過する空気量を手動調整することが可能な手動弁と、 通常、エンジン作動時においては開路設定され手動操作
   が可能な手動スイッチと、 エンジンがアイドル状態にある時であって、前記手動ス
   イッチが閉路設定された時には前記フィードバック制御
   手段によるフィードバック制御を停止するフィードバッ
   ク制御停止手段と、 前記フィードバック制御停止手段が実行されている時、
   前記手動弁を調整し前記回転数検出手段にて検出される
   エンジン回転数を所望回転数とすることで、この所望回
   転数に応じて前記フィードバック制御手段の目標回転数
   の設定が変更される目標回転数設定変更手段とを備えた
   ことを特徴とするエンジンのアイドル回転数制御装置。