JPS61268841A - 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） 本発明はエンジンのアイドル回転数制御装置、特に負荷
の作動時に負荷補正用の吸入空気を供給するようにした
エンジンのアイドル回転数制御装置に関する。

（従　　来　　技　　術） 自動車用等のエンジンにおいては、アイドル時の燃費性
能や排気性能の向上を図るために、吸入空気量を調節し
てエンジン回転数を所定の目標回転数にフィードバック
制御することが行われるが、この種のフィードバック制
御においては応答性を必要以上に高めようとするとハン
チングが生じて制御の安定性が損われるため、実際のエ
ンジン回転数と目標回転数との偏差に対する制御量（吸
入空気量）の割合、即ちゲインを比較的小さく設定した
積分制御が採用される。しかし、このようなゲインの小
さい積分制御によれば、外部負荷の作動等によってエン
ジン回転数が急変した場合に、制御の応答性が悪いこと
に起因してエンジン回転数が速かに目標回転数に復帰し
ないといった問題が生じる。そこで、例えば特開昭５４
−９８４１３号公報に示されているように、負荷の作動
時に上記フィードバック制御により供給される吸入空気
とは別の所定量の負荷補正用吸入空気をエンジンに供給
することが行われている。このような方法によれば、負
荷の作動によるエンジン回転数の落込みやこれに起因す
るエンスト等が防止されることが期待できる。

しかし、従来においては上記負荷補正用吸入空気の供給
量が、種類の異なる各負荷に対して全て一律に、或いは
負荷の種類に応じては異なる量とされていても個々の負
荷に対しては一律に設定されていたので次のような不具
合が生じていた。

即ち、気温によって負荷の大きざが変動するエアコン、
或いはハンドルの操舵量ないし操舵速度等によって負荷
の大きさが異なるパワーステアリング等の作動時に一定
量の負荷補正用吸入空気を供給しても、該吸入空気の供
給量が上記エアコン或いはパワーステアリング等の負荷
の大きさに対応しない場合が生じ、そのため該供給量が
不足してエンジン回転数が速かに復帰せず、或いは供給
ｍが多過ぎてエンジン回転数が吹き上る等の事態が生じ
て、安定したアイドル制御が行われないことになる。特
に、自動変速機を備えた自動車におけるアイドル回転で
の低速走行時に、ハンドルの操舵速度等に応じて変動す
るパワーステアリングの負荷の大きさに対して上記負荷
補正用吸入空気の供給量が多過ぎた場合には、エンジン
回転数が必要以上に上昇して運転者の予測に反して自動
車が飛び出すといった事態を招く虞れがある。

（発　　明　　の　　目　　的） 本発明はエンジンのアイドル回転数制御装置、特にエン
ジンに負荷が作用した時のエンジン回転数の落込みを阻
止するために、通常のフィードバック制御により供給さ
れる吸入空気とは別に所定量の負荷補正用吸入空気を供
給するようにしたアイドル回転数制御装置における上記
のような問題に対処するもので、上記負荷補正用吸入空
気の供給量をエンジン回転数に応じて可変とする。これ
により、運転状態等に応じて負荷の大きさが変動するエ
アコンやパワーステアリング等の作動時に、上記負荷補
正用吸入空気量が一定に設定されている場合に生じるエ
ンジン回転数の目標回転数への復帰遅れや吹き上り等を
防止して安定したアイドル制御を確保すると共に、特に
自動変速機を搭載した自動車における低速走行状態での
パワーステアリングの作動時に、ハンドルの操舵速度等
に応じて変化する負荷の大きざに対して上記負荷補正用
吸入空気量が多過ぎた場合に生じる自動車の飛び出しを
未然に防止することを目的とする。

（発　　明　　の　　構　　成） 本発明に係るエンジンのアイドル回転数制御装置は上記
目的達成のため、次のように構成したことを特徴とする
。

即ち、第１図に示すように、アイドル時に吸気通路へを
通過する吸入空気量を調節する吸入空気ａｌ１節手段Ｂ
と、エンジン回転数検出手段Ｃによって検出されるエン
ジンの実回転数と目標アイドル回転数との偏差に基づい
て上記吸入空気量調節手段Ｂを制御して実回転数を目標
アイドル回転数に収束させるフィードバック制御手段り
とを有するエンジンのアイドル回転数制御装置において
、負荷の作動を検出する負荷検出手段Ｅと、該負荷検出
手段Ｅにより負荷の作動が検出された時に上記フィード
バック制御手段りによる制御とは別に所定量の負荷補正
用吸入空気を供給すべく上記吸入空気量調節手段Ｂを制
御する負荷補正用吸入空気供給手段Ｆと、該負荷補正用
吸入空気供給手段Ｆの制ａｍを調整する制御手段Ｇとを
設ける。この制御手段Ｇは、負荷の作動時に上記負荷補
正用吸入空気供給手段Ｆによって供給される負荷補正用
の吸入空気量を上記エンジン回転数検出手段Ｃによって
検出されるエンジン回転数に応じ調整する。

従って、大きさが一律に定まらないような負荷の作動時
において負荷補正用吸入空気を供給した際に、エンジン
回転数が目標回転数よりも高くなるようであれば上記負
荷補正用吸入空気が減量され、またエンジン回転数が目
標回転数に達しないようであれば該吸入空気が増量され
ることになるので、該エンジン回転数が速かに且つ精度
良く目標回転数に収束されることになる。

尚、第１図においては、吸気通路Ａにおけるスロットル
バルブＨをバイパスするバイパス通路Ａ１に設けられた
制御弁Ｂ１及びこれを駆動するアクチュエータ・Ｂ２を
吸入空気量調節手段Ｂとしたが、スロットルバルブＨを
アクチュエータで駆動させるようにし、これを吸入空気
量調節手段としてもよい。

（発　　明　　の　　効　　果） 上記の構成によれば、負荷の作動時に通常のフィードバ
ック制御による吸入空気の供給とは別に所定量の負荷補
正用吸入空気を供給するようにしたエンジンのアイドル
回転数制御装置において、上記負荷補正用吸入空気の供
給量をエンジン回転数に応じて可変１１ＪＩＩするよう
にしたので、運転状態等によって負荷の大きさが変動す
るエアコンやパワーステアリング等の作動時に上記負荷
補正用吸入空気の供給ｍがこれらの負荷の大きさに対応
しないといった不具合が回避され、これにより負荷補正
用吸入空気の供給量が一定量とされている場合に生じる
エンジン回転数の目標回転数への復帰遅れや吹き上り等
が防止され、安定したアイドルＩＩＪＩＩｌが行われる
ことになる。特に、自動変速機を備えた自動車において
、Ｄレンジでのアイドル回転による低速走行時にパワー
ステアリングが作動した時に、ハンドルの操舵速度等が
小さいためにエンジンに作用する負荷が小さいにも拘ら
ず、該負荷に対応しない一定量の、つまり多量の負荷補
正用吸入空気が供給されて、運転者の予測に反して自動
車が飛びだすといった不具合が未然に防止されることに
なる。

（実　　施　　例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図に示すように、エンジン１の燃１ｆ！ｆｆ２には
、吸、排気バルブ３．４を介して吸気通路５及び排気通
路６が夫々連通されている。上記吸気通路５には、上流
側からエアフローメータ７、スロットルバルブ８及び燃
料噴射ノズル９が配設されていると共に、該吸気通路５
におけるスロットルバルブ８の上流側と下流側との間に
はアイドル制御用のバイパス通路１０が設けられ、該バ
イパス通路１０上に該通路１０を通過するエア流量を調
整する電磁制御弁１１が設置されている。尚、上記排気
通路６には、排気ガス中の有害成分を除去する触媒コン
バータ１２が設けられている。

一方、このエンジン１には、上記燃料噴射ノズル９に燃
料制御信号ａを出力して燃料噴射量を制御する燃料制御
部１３１と、アイドル時に上記電磁制御弁１１にアイド
ル制御信号すを出力してバイパス通路１０を通過するエ
ア流量を調整することによりエンジン回転数を目標回転
数にフィードバック制御するフィードバック制御部１３
２と、アイドル時に負荷が作動した時に、上記電磁制御
弁１１にエア流量を増大させるようにアイドル制御信号
すを出力する負荷補正部１３３と、該負荷補正部１３３
による制御１Ｍを調整する負荷補正制御部１３４とを有
するコントロールユニット１３が備えられている。上記
燃料制御部１３１は、エンジン回転数を検出するエンジ
ン回転センサ１４からの回転数信号Ｃと上記エア７０−
メータ７からのエア流量信号ｄとを受けて、例えば空燃
比が１４．７になるように上記燃料制御信号ａの制御値
を設定するようになっている。また、上記フィードバッ
ク１ＩｉＩＪＩ１１部１３２は、スロットルバルブ８の
開度を検出するスロットル開度センサ１５からのスロッ
トル開度信号ｅと上記エンジン回転数信号Ｃとに基づい
てエンジン１の運転状態がアイドル領域にあることが判
定された時に、エンジン１の冷却水温を検出する水温セ
ンサ１６からの水温信号ｆに基づいて設定される目標回
転数と、上記エンジン回転数信号Ｃが示す実際のエンジ
ン回転数との偏差に応じてフィードバック制御層つまり
上記電磁制御弁１１の開閉時間比率（デユーティ比）を
設定し、この設定値をアイドル制御信号すとして該電磁
制御弁１１に出力するようになっている。更に、上記負
荷補正部１３３は、エアコン、パワーステアリング及び
ライト等の負荷の作動を検出する負荷センサ１７からの
負荷信号ｇに基づいて負荷補正量を設定すると共に、こ
の補正量をアイドル制御信号すとして上記電磁制御弁１
１に出力するようになっている。

然して、上記負荷補正制御部１３４は、上記負荷補正部
１３３による負荷補正量をエンジン回転数信号Ｃに基づ
いて調整するものであり、負荷の作動時にエンジン回転
数が目標回転数よりも高くなった場合には、上記負荷補
正量を減量し、またエンジン回転数が目標回転数よりも
低くなった場合には該補正量を増量するようになってい
る。

次に、第３図のフローチャートに従って上記コントロー
ルユニット１３、特にフィードバック制御部１３２、負
荷補正部１３３及び負荷補正制御部１３４の作動を説明
する。

先ず、コントロールユニット１３は、ステップ×１でエ
ンジン回転数信号Ｃ及びスロットル開度信号ｅが示すエ
ンジン回転数Ｎ及びスロットル開度を読み込むと共に、
ステップ×２で該回転数Ｎ・及び開度に基づいてエンジ
ン１がアイドル領域にあるか否かを判定する。その結果
、アイドル領域にある場合には、コントロールユニット
１３はステップ×３で水温信号ｆに基づいて電磁制御弁
１１に対する基本制御ｌ（デユーティ比）Ｄｏを演算し
、然る後ステップ×４で負荷信号ｇに基づいて各種の外
部負荷つまりパワーステアリングやライト等が作動した
か否かを判定するが、この時上記負荷がいずれも作動し
ていない場合には、ステップ×５で全負荷補正量（デユ
ーティ比）Ｄｌを０に設定する。一方、上記ステップ×
４で負荷が作動したことが判定された場合には、コント
ロールユニット１３はステップ×６でこの時に作動した
負荷がパワーステアリングであるか否かを判定し、その
結果、パワーステアリングでない場合にはステップ×７
でパワステ負荷補正量Ｄ１′をＯに設定すると共に、ス
テップｘ８でパワーステアリング以外の負荷に対する負
荷補正量Ｄ１“　（デユーティ比）を演算し、そしてス
テップ×９で上記パワステ負荷補正量Ｄ１′　（この場
合Ｄ１’　−０）と他の負荷補正量Ｄ１“とを加算して
全負荷補正量０１を求める。

次に、コントロールユニット１３はステップＸ１０で水
温信号ｒに基づいてエンジン１の暖機状態に応じた目標
回転数Ｎｏを設定し、その後ステップ×１１〜Ｘ１４を
実行してフィードバック制御量Ｄ２を演算する。つまり
、実際のエンジン回転数Ｎと、上記目標回転数Ｎｏに所
定の不感帯αを加えた回転数とを比較した結果、エンジ
ン回転数Ｎの方が大きい場合にはステップ×１１からス
テップ×１２を実行し、エンジン回転数Ｎと目標回転数
Ｎ。

との偏差に対応する制御量ＡＤ２を、前回の偏差に対応
する制御ｍの積分値であるフィードバック制＠１０２か
ら減算し、この減算した値を新たなフィードバック制御
Ｉ（デユーティ比）Ｄ２として設定する。また、エンジ
ン回転数Ｎが目標回転数Ｎｏに不感帯αを加えた値より
小さい場合において、該エンジン回転数Ｎが上記目標回
転数Ｎ。

から不感帯αを減じた回転数より小さい場合にはステッ
プＸ　１３からステップＸ１４を実行し、エンジン回転
数Ｎと目標回転数Ｎｏとの偏差に対応する１１制御量Ａ
Ｄ２を前回のフィードバック制ｔｌＵＩＤ２に加算し、
この加算値を新たなフィードバック制御量Ｄ２として設
定する。尚、エンジン回転数Ｎが不感帯α内に収まって
いる場合には前回のフィードバック制御ＩＤ２をそのま
ま新たな制御ＩＤ２とする。このようにして各制御量が
設定されるとコントロールユニット１３は、ステップ×
１５で上記基本料ｔＩｌ量Ｄｏと全負荷補正量Ｄ１とフ
ィードバック制御０１Ｄ２とを夫々加算して最終制御量
［）Ｘを求め、然る後ステップｘ１６でこの最終制御量
Ｄ×をアイドル制御信号すとして電磁制御弁１１に出力
する。そして、エンジン１の運転領域がアイドル領域に
ある間、コントロールユニット１３は上記ステップ×１
〜×１６の処理を繰り返す。

ところで、各種の外部負荷の作動時にエンジンに作用す
る負荷の大きさは、パワーステアリング以外の外部負荷
つまりライト等においては運転状態に拘らず常に略一定
であるため、上記ステップ×８で演算される他の負荷補
正ｆｉＤ１″は、この時に作動している外部負荷に応じ
た一定ｍとして設定されるが、パワーステアリングの作
動時においては操舵速度ないし操舵量等に応じて負荷の
大きさが変動するため、上記他の外部負荷の作動時と同
様に負荷補正量が一定に設定されていると、この一定の
負荷補正量が変動する負荷の大きざに対応しない場合が
生じ、そのためアイドル制御の安定性が損われることに
なる。しかし、このコントロールユニット１３において
は、上記のような不具合を回避するために以下に示すよ
うな処理が行われる。

即ち、上記ステップ×４で負荷が作動し且つステップ×
６でパワーステアリングが作動したことが判定された場
合には、コントロールユニット１３はステップＸ１７を
実行し、エンジン回転数信号Ｃが示すエンジン回転数Ｎ
に応じてパワステ負荷補正ｆｌＤ１′を演算する。その
場合に、ハンドルの操舵速度等が小さいためにエンジン
回転数Ｎの低下が左程著しくない場合には上記パワステ
負荷補正ｆｉＤ１’は比較的少量とされ、また操舵速度
等が大きいためにエンジン回転数の落込みが顕著な場合
には該補正量Ｄ１′は大量とされる。そして、コントロ
ールユニット１３は、ステップＸ９でこのパワステ負荷
補正１ｌＤ１′と他の負荷補正量Ｄ１“とを加算して全
負荷補正ｆｆ１Ｄ１を求めると共に、ステップ×１５で
この全負荷補正ＩＤ１と基本制御ＩＤｏとフィードバッ
ク制御ＩＤｚとを夫々加算して最終制御ｌＤ×を求め、
その後ステップ×１６で該最終制御量Ｄ×を電磁制御弁
１１に出力する。このようにして設定された最終制ｗＪ
量Ｄｘが一旦出力された後、更にハンドルの操舵速度等
が時間の経過に伴って変化した場合においても、コント
ロールユニット１３が上記ステップ×１７を実行するこ
とによりパワステ負荷補正Ｉ０１′はその時のエンジン
回転数Ｎに応じて変更される。つまり、第４図に符号（
イ）で示すようにエンジン回転数Ｎが高い場合にはパワ
ステ負荷補正量Ｄ１′が減量され、またエンジン回転数
Ｎが低い場合には該補正ＩＤ１’が増量されることにな
る。このようにエンジン回転数Ｎの高低、つまりエンジ
ン１に作用する負荷の大小に応じてパワステ負荷補正量
０１′が調整されると共に、この補正量Ｄ１′に基づい
て演算される最終制御量［）Ｘがアイドル制御信号すと
して電磁Ｉ制御弁１１に出力されるので、従来のように
パワステ負荷補正量が一定とされている場合に生じるエ
ンジン回転数の復帰遅れや吹き上り等が防止されて安定
したアイドル制御を行うことが可能となる。また、自動
変速機が備えられた自動車のＤレンジにおけるアイドル
回転での低速走行時に、パワーステアリングの負荷に対
して上記パワステ負荷補正量が多過ぎることによりエン
ジン回転数が上昇して自動車が運転者の予測に反して飛
び出すといつた事態を未然に防止することが可能となる
。

尚、上記コントロールユニット１３は、エンジン１がア
イドル領域にない時には第３図のステップ×２からステ
ップＸ　１ｇを実行して持ち受けｊｌＤ３を設定すると
共に、この待ち受けｌＤ３を電磁制御弁１１をコントロ
ールする制ｍｍｏｘとする。

つまり、この待ち受けｍＤ３は、運転領域がアイドル領
域外から該領域内に移行した時に、アイドル回転数制御
の開始が遅れることによってエンジン回転数が落込むこ
とを防止するために、アイドル領域外において上記電磁
υＩ１１弁１１を予め適宜Ｉ開いておくためのものであ
る。

ここで、この実施例においては、パワーステアリングの
作動時におけるパワステ負荷補正量をエンジン回転数に
応じて可変制御するようにしたが、気温等に応じて負荷
の大きさが変動するエアコン等に対する負荷補正量をエ
ンジン回転数に応じて可変ＩＩＪ　ｒＢするようにして
もよい。

また、この実施例においては、バイパス通路１　。

Ｏを通過するエアの流量を電磁制御弁１１によって調整
することによりアイドル回転数の制御を行うようにした
が、スロットルバルブ８によって吸気通路５を通過する
エアの流」を調整することによりアイドル制御を行うよ
うにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念を示す概略°構成図である。 第２〜４図は本発明の実施例を示すもので、第２図は制
御システム図、第３図はコントロールユニットの作動を
示すフローチャート図、第４図はパワステ負荷補正量の
特性図である。 Ｂ・・・吸入空気量調節手段、Ｃ・・・エンジン回転数
検出手段、Ｄ・・・フィードバック制御手段、Ｅ・・・
負荷検出手段、Ｆ・・・負荷補正用吸入空気供給手段、
Ｇ・・・制御手段、１・・・エンジン、１０・・・バイ
パス通路、１１・・・電磁制御弁、１３・・・コントロ
ールユニット、１３３・・・負荷補正部、１３４・・・
負荷補正制御部、１７・・・負荷センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン回転数を検出する回転数検出手段と、エ
   ンジンに供給される吸入空気量を調整する吸入空気量調
   節手段とを備え、上記回転数検出手段により検出された
   エンジン回転数と目標アイドル回転数との偏差に基づい
   て上記吸入空気量調節手段による吸入空気量を調整して
   エンジン回転数を目標アイドル回転数にフィードバック
   制御するエンジンのアイドル回転数制御装置であって、
   負荷の作動を検出する負荷検出手段と、該負荷検出手段
   により負荷の作動が検出された時に所定量の吸入空気を
   エンジンに供給する負荷補正用吸入空気供給手段とを備
   え、且つ該負荷補正用吸入空気供給手段により供給され
   る吸入空気量を上記回転数検出手段により検出されるエ
   ンジン回転数に応じて調整する制御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。