JPS62129544A - 内燃機関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〉 本発明は内燃機関のアイドル回転散開ｉ１１”Ａ置乙こ
関する。

〈従来の技術〉 内燃機関のアイドル回転散開？７１１装置として、例え
ば第５図に示すように、スロットル弁１をバイパスする
補助空気通路２の途中にアイドル制御Ｊ１１弁（ｌ　Ｓ
　Ｃバルブ）３を設け、これにより補助空気量を調整し
てアイドル回転数を制御するようにしたものがある。ア
イドル制御弁３はロータリ一式で、図示しない開弁用コ
イルと閉弁用コイルとにパルス信号が互いに反転された
状態で送られるようになっており、パルス信号のデユー
ティ比に応じて開度が調整される。尚、４はＳＰＩ方式
の燃料噴射弁、５は熱線式エアフローメータ、６はブロ
ーバイガスの還流パイプである。

ところで、アイドル制御弁３へのパルス信号のデユーテ
ィ比は例えば次式によって計算される制御値＋５ｃｄｙ
によって決定される。尚、この制御値の単位は％によっ
て表され、開弁用コイルがＯＮとなっている時間割合と
して出力される。

Ｉ　５Ｃｄｙ＝　Ｉ　ＳＣＬｗ＋Ｉ　５Ｃｅｔ＋Ｉ　５
Ｃｆｄここで、ＩＳＣｔｗは冷却水温度（以下水温とい
う）依存の基本制御値、ｌ５Ｇｅｔはエアコン、ギヤ位
置、加減速補正の各種補正量、ｌ５Ｃｆｄは後述するア
イドル回転数のフィードバック制御（以下ＩＳＣと略す
）のためのフィードバック補正量である。

アイドル回転数のフィードハック制御においては、水温
センサによって検出される冷却水温度（以下水温という
）に依存する目標回転数と、クランク角センザからの回
転角信号又は点火コイルからの信号によって検出される
実際の回転数（以下実回転数という）とを比較し、差が
ある場合に、その時の制御値に補正を加えて目標回転数
になるように制御するわけであり、このため、フィード
ハック補正１１ｓｃｆｄというものを定めている。

そして、フィードハック補正ｆｉｌｓｃｆｄの値は積分
制御又は比例積分制御により変化させ、安定した制御と
している。即ら、Ｌ１標回転敗と実回転数とを比較し、
実回転数が目標回転数より低（高）い場合には、フィー
ドバンク補正量１ｓｃｆｄを微小星ずつ増加（減少）さ
せていく。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このようなフィードバック制御１１を行
う所定アイドル状態（例えばアイドルスイッチＯＮ、ニ
ュートラルスイッチＯＮ、　車速８ｋｍ／ｈ以下）のと
きに、第６図に示すように運転者がアクセルペダルを軽
く踏みスロットル弁１が僅かに開きかつアイドルスイッ
チがＯＮ状態に維持されると、スロットル弁１が開いた
ことによる吸入空気量の増大分（実回転数の上昇）を打
ち消すためにアイドル制御弁３の開度の制御値を最小値
（全閉値）にまで下げる。

即ら、上記のようにしてスロットル弁ｌが僅かに開くと
、スロットル弁１を介して得られる吸入空気量分だけア
イドル制御弁３の開度を絞ってバランスさせようとする
が、このとき、スロットル弁１を介して得られる吸入空
気量が多いため、従来ではアイドル制御弁３を全閉して
吸入空気量の増大（ａ関回転数の上昇）を打ら消そうと
していた。

ところが、このようにしてアイドル制御弁３を全閉にす
ると、今度は前記状態からスロットル弁１が閉じられた
場合に、スロットル弁ｌを介して得ていた吸入空気量を
アイドル制御弁３の開度をアップさせて補う必要がある
。しかしながら、アイドル制御弁３０開度アンプには応
答遅れがあるため直らに追従することができず、アイド
ル制御弁３による吸入空気量の負担分が多い場合（第７
図及び第８図に示すように冷機時やエアコンＯＮ時等の
機関負荷が大きい場合）程、本来必要とする吸入空気量
と実際にアイドル制御弁３を介して得られる吸入空気量
とのギャップが大きくなり、スロットル弁ｌを僅かに開
いている状１１ｕｓｃ状態）からスロットル弁ｌを閉じ
たときに、吸入空気量分足による急、激な回転数低下や
これに伴ってエンストが発生ずる惧れがあった。

そこで本発明では、冷機時やエアコンＯＮ時等の機関１
：Ｌ荷増大時に回転数の異常な落ち込みやエンストを防
止することができるアイドル回転数制御装置を提供する
ことを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 そのため本発明では、第１図に示すように、吸気通路に
介装したスロットル弁１をバイパスする補助空気通路２
に、パルス信号によって駆動されそのデユーティ比に応
じて開度が調整されるアイドル制御弁３を備え、かつ、
所定のアイドル運転条件で機関回転数を予め機関運転状
態に応じて設定された目標回転数に近づけるように前記
パルス信号のデユーティ比をフィードバック補正制御す
るフィードバック制御手段を備えた内燃機関８のアイド
ル回転数制御装置において、前記パルス信号のデユーテ
ィ比の閉側の限界値を機関運転状態に応じて設定するデ
ユーティ比限界値設定手段と、前記フィートバック制御
手段によって補正制御されるパルス信号のデユーティ比
と前記デユーティ比限界値とを比較し、より開側のデユ
ーティ比を選択して出力するデユーティ比比較出力手段
と、を（Ｒ＃えて内燃機関のアイドル回転数制御装置を
構成する。

尚、５はエアフローメータ、７はエアクリーナ、９は吸
気通路である。

く作用〉 かかる構成によると、アイドル回転数制御においてスロ
ットル弁が開かれ、スロットル弁を介して得られる吸入
空気里分をアイドル制御弁の開度を絞って打ち消そうと
したときに、機関運転状態に応して設定されるデユーテ
ィ比限界値より小なる開度にアイドル制御弁の開度が制
御されることが避けられる。

従って、前記限界値を機関運転状態として例えば機関負
荷増大時即ちアイドル制御弁の要求開度が大きいとき程
大きく設定すれば、ＩＳＯ条件が成立する状態において
スロットル弁が僅かに開いているときと閉じているとき
のアイドル制御弁の開度差を小さくすることができる。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図にハードウェアの概略構成を示す。

アイドル制御弁３の制御のためのコントロールユニット
（以下Ｃ／Ｕと略す）１０への入力信号としては、クラ
ンク角センサ１１からのイ列えば１８０゜毎のリファレ
ンス信号と１０毎のポジション信号、車速センサ１２か
らの車速信号、アイドルスイッチ１３、ニュー１−ラル
スイッヂ１４及びエアコンスイッチ１５からのＯＮ・Ｏ
ＦＦ信号、水温センサ１６からの水温信号等が入力され
るようになっている。

また、Ｃ／ＵＩＯからの出力信号（アイドル制御弁３へ
のパルス信号）は、位相反転ドライバー等により構成さ
れる駆動回路１７によって互いに反転された状態でアイ
ドル制御弁３の開弁用コイル３ａと閉弁用コイル３ｂと
に送られるようになっている。

ここにおいて、Ｃ／　Ｕ　ｔｏは、第３図に示すフロー
チャート　（アイドル制御弁３へのパルス信号のデユー
ティ比の制御値＋５ｃｄｙの計算ルーチン）に基づくプ
ログラムに従って、入出力操作並びに演算処理等を行う
ようになっている。

次に第３図のフローチャートについて説明する。

Ｓｔでは、水温センサ１６によって検出される水〆晶Ｔ
ｗから基本制御値ｌ５Ｃｔ−を設定する。尚、この設定
は、予めＣ／ＵＩＯ内のＲＯＭに水温１゛Ｗをパラメー
タとする基本制御値［ＳＣｔｗのマツプを記４ａさせて
おき、そのマツプから検索することにより行っても良い
し、或いは演算により行っても良い。

Ｓ２では、ニュートラルスイッチ１４及びエアコンスイ
ッチ１５のＯＮ・ＯＦＦ信号からエアコン。

ギヤ位置補正ｍ　Ｉ　Ｓ　Ｃａｔを設定する。このＩ　
Ｓ　Ｃａｔは、エアコン使用時やオートマチックトラン
スミッションのＤレンジ等の負荷が大きいとき程補正量
を多くするようにしである。

Ｓ３では、車速センサ１２からの車速信号及びアイトル
スイッチ１３のＯＮ・ＯＦＦ信号等から加減速補正量ｌ
５Ｃｔｒを設定する。このｌ５Ｃｔｒは、減速時はイン
テークマニホールド負圧が高くなるのを防止し、発進時
にはクラッチ接続時のエンストを防止するように設定さ
れる。

Ｓ４では、ＩＳＣ条件（ＩＳＣを行う領域）であるか否
かを判定する。具体的には、スロットル弁の全開状態を
検出するアイドルスイッチ１３がＯＮ（スロットル弁が
全閉若しくは全開に近い状態）でかつニュートラルスイ
ッチ１４がＯＮのとき、又はアイドルスイッチ１３がＯ
Ｎでかつ車速センサ１２によって検出される車速が所定
値以下のときに、ＩＳＯ条件が成立するものとして、次
の８５へ進む。

Ｓ５では、水温センサ１６によって検出される水温Ｔ　
ｗから目標回転数Ｎｓを検索或いは演算によって設定す
る。

Ｓ６では、目標回転数Ｎｓと実回転数Ｎとを比較して、
積分制御によりｌ５Ｃｒｄを設定する。即ち、ＮＳ＞Ｎ
の場合は、Ｓ７で積分制御に基づいて［５Ｃｆｄを前回
の値に対し所定量増大させ、ＮｓくＮの場合は、Ｓ８で
積分制御に基づいて１ｓｃｒｄを前回の値に対し所定量
減少させる。また、Ｓ６において、Ｎ５＝Ｎ（不惑帯を
含む）の場合にはｌ５Ｃｆｄを前回の値のままとする。

Ｓ９では、制御値＋５ｃａｙを次式によって演算する。

Ｉ　５Ｃｄｙ＝　Ｉ　ＳＣｔｗ＋　Ｉ　５ＣａＬ＋　Ｉ
　５Ｃｔｒ＋ｌ５Ｃｆｄ 以上３４〜Ｓ９がフィードバック制御手段に相当する。

ＳＩＯでは、第４図に示すようにエアコンスイッチＸ５
や水ｌｆ！センサ１６等の機関負荷状態をパラメータと
して記短、設定される制御値ｔｓｃａｙの最小値Ｔ　Ｓ
　Ｃｍ１ｎ　　（デユーティ比の閉側限界値）を検索す
る。このＳＩＯがデユーティ比限界値設定手段に相当す
る。

そして、Ｓｌｌにおいて、この検索した最小値ＩＳ　Ｃ
ｍ１ｎとＳ９で演算して得た制御値＋５ｃｄｙとを比較
し、ｒｓｃａｙ≧Ｉ　Ｓ　Ｃｍ１ｎの場合はＳ９で演算
して得たｌ５Ｃｄｙを最終的な制御値ｆｓｃｄｙとして
設定する。一方、Ｉ　Ｓ　Ｃｄｙ＜　Ｉ　Ｓ　Ｃｍ１ｎ
の場合は、Ｓｌｌにおいて検索して得たＩ　Ｓ　Ｃｍ１
ｎを最終的な制御値ｌ５Ｃｄｙとして設定する。即ら、
より開側のデユーティ比を制御値＋５ｃａｙとして設定
する。

このようにしてＳ１２及びＳ１３で設定された１ＳＣｄ
ｙはＳ１４において出力され、アイドル制御弁３の開弁
用コイル３ａ及び閉弁用コイル３ｂに与えられる。以上
Ｓｌｌ〜Ｓ１４がデユーティ比比較出力手段に相当する
。

尚、Ｓ４でＩＳＯ条件が成立しないときには、フィード
バック制御を行うことなくＳ１４ヘジヤンブする。

かかる構成のアイドル回転数１ｒｉｌ制御装置によると
、運転者がアクセルペダルを軽く踏み、アイト°ルスイ
ッチ１３がＯＮのまま（ＩＳＣ条件成立）でス［１ソト
ル弁１が（ぞかに開いた状態において、制御値がアイド
ル制御弁３の閉側限界値である最小値（ＳＣｍｉｎを下
回ることが避けられ、最低でも予め設定記憶させたＴ　
Ｓ　Ｃｍ１ｎに維持される。このＩＳ　Ｃｍ１ｎは、第
４図に示すように、水ＡＴＷが低いとき（冷機時）やエ
アコンＯＮ時等の機関負荷増大に応じて大きく設定しで
ある。

このため、上記のようにＩＳＣ条件が成立して然もスロ
ットル弁１が僅かに開いているときに、アイドル制御弁
３によって得られる吸入空気量が大きく低下することが
ない。即ち、スロットル弁ｌ全閉におけるＩＳＣにおい
て、冷機時やエアコンＯＮ等の機関負荷増大に伴ってア
イドル制御弁３による吸入空気量の負１旦が増加（アイ
ドル制御弁３の開度大）しているときに、上記のように
してスロットル弁１が僅かに開くと、スロットル弁ｌを
介して得られる吸入空気↓１七分だけアイドル制？ｆｆ
１ｌ弁３の開度を絞ってバランスさせようとするが、こ
のとき、ＩＳＣによって１：）られる制御値ｒｓｃｄｙ
が機関１′−Ｌ何から検索される１５ｃｍ’＋ｎよりも
小さい場合には、Ｉ　Ｓ　Ｃｍ１ｎを出力する。

このため、ＩＳＣ状態でスロットル弁１が僅かに開いて
いる場合と全閉の場合のアイ１−°ル制御弁３の開度差
を小さく　（所定値以Ｆに維持）することができ、ＩＳ
Ｏ状態でスロットル弁ｌが開から閉となったときに機関
回転数の２激な低下やこれに伴うエンストを避けること
ができる必要吸入空気量を確保することができる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、アイドル制御弁を
駆動するパルス信号のデユーティ比の閉側の限界値を例
えば機関負荷等の機関運転状態に応じて設定するデユー
ティ比限界値設定手段と、このデユーティ比限界値とフ
ィードハック制御手段により補正制御されるデユーティ
比とを比較し、より開側のデユーティ比を選ｔＪＮ　シ
て出力するデユーティ比比較出力手段と、をＯｊｎえて
内燃機関のアイドル回転数制御装置を構成した。

これにより、ＩＳＣにおいてスロットル弁が僅かに開か
れるようなことがあってもこの状態からスロットル弁が
閉しられたときに吸入空気り士が大幅に低下することが
避けられ、機関回転数の２．激な低下やこれに伴うエン
ストを防止することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す概略図、第２図は本発明の
一実施例を示すブロック図、第３図は同」−における制
御フローを示すフローチャー１−１第４図は同上におけ
る制御値特性を示すグラフ、第５図はアイドル制御弁の
一例を示すスロットルチャンバの断面図、第６図は従来
における制御特性を示すタイムチャー１・図、第７図は
従来における水温とｌＳＣデユーティ比との関係を示す
グラフ、第８図は同上におけるエアコンＯＮ・ＯＦＦと
ｌＳＣデユーティ比との関係を示すグラフである。 １・・・スロソ１−ル弁　　２・・・補助空気通路３・
・・アイドル制御弁　　８・・・内燃機関　　１０・・
・コンＩ〜ロールユニット　　１１・・・クランク角セ
ンサ１２・・・重速センサ　　１３・・・アイドルスイ
ッチ１４・・・ニュートラルスイッチ　　１５・・・エ
アコンスイッチ　　１６・・・水温センサ 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 第１図 第５図 り 第７図 へ− 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気通路に介装したスロットル弁をバイパスする補助空
   気通路に、パルス信号によって駆動されそのデューティ
   比に応じて開度が調整されるアイドル制御弁を備え、か
   つ、所定のアイドル運転条件で機関回転数を予め機関運
   転状態に応じて設定された目標回転数に近づけるように
   前記パルス信号のデューティ比をフィードバック補正制
   御するフィードバック制御手段を備えた内燃機関のアイ
   ドル回転数制御装置において、前記パルス信号のデュー
   ティ比の閉側の限界値を機関運転状態に応じて設定する
   デューティ比限界値設定手段と、前記フィードバック制
   御手段によって補正制御されるパルス信号のデューティ
   比と前記デューティ比限界値とを比較し、より開側のデ
   ューティ比を選択して出力するデューティ比比較出力手
   段と、を備えたことを特徴とする内燃機関のアイドル回
   転数制御装置。