JPS62178749A - 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、自動車などに用いる内燃機関のアイドル回転
数制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第２゛図は内燃機関のアイドル回転数制御装置一般の構
成図である。第２図において、まず、機関側の構成を説
明すると、１はピストン、２はシリンダ、３は吸気弁、
４は排気弁、５は排気管、６は三元触媒コンバータ、７
は吸気管、８はスロットル弁であり、スロットル弁８の
上流側にはベンチュリ９およびエアクリーナ１０が設け
られ、フロート室１１内の燃料は、エアクリーナ１ｏを
経て吸入された吸入空気がベンチュリ９を通過する際に
、メイン燃料通路１２を経て吸引されて霧化され、吸入
空気との混合気となってスロットル弁８および吸気管７
を介してシリンダ２内に導かれる。

この場合、メイン燃料通路１２の途中にはメインエアブ
リード１３が設けられ、フロート室ｌｌ内の燃料はベン
チュリ９の上流側に設けたメインエアブリード通路１４
からの吸入空気により予め微細化された後霧化される。

一方、スロットル弁８の下流側にはアイドルポート１５
が設けられ、またベンチュリ９の上流側にはスローエア
ブリード通路１６が設けられ、メイン燃料通路１２の燃
料はこのスローエアブリード通路１６からの吸入空気に
よりスローエアブリード１７において微細化されてアイ
ドルポート１５から吐出される。これにより、スロット
ル弁８の開度がほぼ全閉状態となっているアイドル時の
燃料が確保される。この場合、アイドルポート１５から
吐出させる燃料量はスローアジャストスクリュー１８に
よって言周整される。

ここで、スロットル弁８はアクセルペダル（図示せず）
に連結されており、走行中においてはアクセルペダルの
踏込量に応じた開度となり、アクセルペダルを離したア
イドル時にはアイドル運転状態を維持する上で必要な開
度となる。また、このスロットル弁８には、その回転軸
にレバー１９が設けられ、このレバー１９を後述するア
クチュエータ２０により駆動することによってアイドル
時の開度が可変される。２７は機関の冷却水、２８は機
関の温度を検出する機関温度検出手段としての温度検出
器である。

次に、アイドル回転数制御系の構成について説明すると
、２０は直流電動機２１と歯車機構２２とから成り、直
流電動機２１の回転運動を歯車機構２２においてプラン
ジャ２３の直線運動に変え、この直線運動によってレバ
ー１９を駆動してスロットル弁８の開度を可変するアク
チュエータであり、直流電動機２１には制御回路３０か
ら所定パルス幅の正回転制御パルスＵと逆回転制御パル
スＤが与えられる。この場合、アクチュエータ２０内に
は、プランジャ２３の先端がレバー１９に当接している
状態の時すなわちアクセルペダルを離したアイドル時に
オン（閉成）するアイドル状態検出スイッチ２４が設け
られている。また、アクチュエータ２０のプランジャ２
３の基準位置より開き側にある場合にオフ、閉じ側にあ
る場合にオンとなる位置検出スイッチ２９が設けられて
いる。

次に２５は機関回転数を検出する機関回転数検出手段と
しての回転数検出器であり、ここでは点火コイル２５１
と断続器２５２との接続点から機関回転数Ｎに対応した
周期の回転パルス信号を取り出している。２６は変速機
（図示せず）がニュートラル位置にあること又はクラッ
チ（図示せず）がオン（踏込み）されたこと即ち機関と
車輪が切り離されたことを検出する変速スイッチ、３０
はアイドル状態を検出するアイドルスイッチ２４、回転
数検出器２５．変速スイッチ２６．温度検出器２８およ
び位置検出スイッチ２９の出力信号に基づきアイドル時
のスロットル弁開度を制御し、機関回転数を目標回転数
ＮＯに収束させる制御回路である。

制御回路３０は、第３図に示すように、演算処理装置（
以下ｒｃＰＵＪという）３００と、アイドル回転数制御
を行なうためのプログラムや定数等を記憶したリードオ
ンリメモリ　（以下ＦＲＯＭ」という）３０１と、演算
途中の結果などを記憶するランダムアクセスメモリ　（
以下ｒＲＡＭＪという）３０２と、上記の各種スイッチ
とアクチュエータ２０との信号送受用のインタフェース
回路（以下ｒｌＦｃＪという）３０３とから構成されて
いる。

次に、従来のアイドル回転数制御装置の動作について第
２図、第３図および第９図を用いて説明する。まず機関
が始動されると、ＣＰＵ３００はＲＯＭ３０１に記憶さ
れたプログラムに従って第９図のフローチャートに示す
ような処理を実行する。すなわち、ステップ１００にお
いて、ＣＰＵ３００は、回転検出器２５からの出力信号
を取り込み、この出力信号の周期を計測することにより
現在の機関回転数Ｎを検出し、次のステップ１０１にお
いて機関の冷却水温度ＴＷを検出し、さらにステップ１
０２においてアイドル時の目標回転数Ｎｏを検出する。

アイドル時の目標回転数Ｎ０はＲＯＭ３０１に定数とし
て予め記憶されている。

従って、アイドル時の目標回転数Ｎｏの算出はＲＯＭ３
０１から上記定数を読み出すことによって実現される。

次にステップ１０３において、内燃機関の回転数Ｎがア
イドル回転数制御対象範囲の４０ｏｒｐｍ以上か否かを
判断し、４００ｒｐｍ以上であればステップ１０４へ、
そうでなければステップ１１２へ移行する。

ステップ１０４において、変速スイッチ２６がオンか否
か、すなわち、変速機がニュートラル位置にあるか否か
又はクラッチがオンか否かを変速スイッチ２６の出力信
号に基づき判断し、変速スイッチ２６がオンの場合はス
テップ１０５へ移行する。変速スイッチ２６がオフとな
っている場合は走行状態であるものとしてステップ１１
６へ移行し、アクチュエータ２０の駆動モードをホール
ドモードにセットし、アクチュエータ２０に対するアイ
ドル回転数制御を実行しない。

次に、ステップ１０５において、アイドルスイッチ２４
がオンか否かを判断し、オンであれば（この場合変速ス
イッチ２６もオンである）機関に対する主たる燃料がア
イドルポート１５から供給されている状態すなわちアイ
ドル状態であるものとし、次のステップ１０６へ移行す
る。アイドルスイッチ２４がオフであればアクセルペダ
ルに対し運転者による操作が加わっているものとし、ス
テップ１１６においてアクチュエータ２０の駆動モード
をホールドモードとし、アクチュエータ２０に対するア
イドル回転数制御を実行しない。

ステップ１０６において、内燃機関の回転数Ｎと目標回
転数ＮＯとの偏差を算出し、その偏差の絶対値が偏差所
定値ΔＮｏより小さいか否かを判断する。小さければス
テップ１１６へ移行してアクチュエータ２０の駆動モー
ドをホールドモードとする。しかし、偏差が所定値ΔＮ
、より大きければ、以下のステップ１０７〜１１１にお
いて機関回転数Ｎを目標回転数ＮＯに収束させるアイド
ル回転数制御処理を行なう。

すなわち、ステップ１０７において、現在の機関回転数
Ｎと目標回転数Ｎｏとを比較し、Ｎｏ＞Ｎならばスロッ
トル弁８の開度を開き側に制御する必要があるためにア
クチュエータ２０の駆動モードを開き側のモードに設定
しくステップ１０８）、逆にＮＯ＜Ｎならばスロットル
弁８の開度を閉じ側に制御する必要があるためにアクチ
ュエータ２０の駆動モードを閉じ側のモードに設定する
（ステップ１０９）。この後、ステップ１１０においで
、ＮｏとＮとの回転数偏差（Ｎｏ−Ｎ）に対応したアク
チュエータ２０の駆動時間データＰ。

をＲＯＭ３０１から読み出す。この駆動時間データＰ８
と回転数偏差（Ｎｏ−Ｎ）との関係は、たとえば第７図
に示すように、回転数偏差（Ｎ　Ｏ−Ｎ）または（Ｎ−
ＮＯ）が大きくなると駆動時間データＰ、１もほぼ比例
して大きくなる関係に定められている。

このようにして、アイドル目標回転数ＮＯと現在の機関
回転数Ｎとの回転数偏差に対応したアクチュエータ２０
の駆動時間データＰ８が得られると、ＣＰＵ３００はス
テップ１１１においてデータＰ。に対応した時間だけア
クチュエータ２０をその駆動モードに対応した方向へ駆
動するための正回転数制御パルスＵまたは逆回転数制御
パルスＤをＩ　Ｆｅ２０３から発生させる。この場合、
駆動モードが開き側のときには正回転数制御パルスＵが
、逆に閉じ側のときには逆回転数制御パルスＤがそれぞ
れ発生される。

これにより、スロットル弁８はアイドル時の目標回転数
ＮＯに対応した方向に設定制御され、機関回転数Ｎは目
標回転数ＮＯに収束するようになる。この後、ＣＰＵ３
００は再びステップ１００以後の処理を繰り返し実行し
、一定のホールド時間ＴＨを経過した後その時の回転数
変化に対応した制御パルスを発生させる。

このような目標回転数ＮＯと機関回転数Ｎとの回転数偏
差に対応したスロットル弁８に開度制御すなわちフィー
ドバック制御によって機関回転数Ｎは目標回転数Ｎｏに
維持される。

ステップ１１２〜１１５においては、回転数Ｎが４０Ｏ
ｒｐｍより小さい場合にスロットル弁開度を基準位置に
設定するための制御を行なう。基準位置は、たとえば、
冷却水温度が１０℃のときのスロットル弁開度に対応す
る位置に設定する。

まず、ステップ１１２において、位置検出スイッチ２９
がオンか否かを判断し、オンであればスロットル弁８の
開度が基準位置より閉じ側にあることになるので、ステ
ップ１１３へ移行してアクチュエータ２０の駆動モード
を開き側駆動モードにセットし、位置検出スイッチ２９
がオフであればスロットル弁８に開度が基準位置より開
き側にあることになるので、ステップ１１４へ移行して
アクチュエータ２０の駆動モードを閉じ側駆動モードに
セントする。そして、ステップ１１５へ移行する。

ステップ１１５において、アクチュエータ２０の駆動時
間データＰい。）ｆ−ＲＯＭ３９１から読み出す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したような従来の回転数制御方式においては、フィ
ードバック制御パルスは間欠的に発生するので、基準位
置から目標回転数ＮＯに対応する開度までスロットル弁
８を変化させるのに時間がかかり、内燃機関の回転数Ｎ
の吹き上げ又は蕗ち込みが生じるという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、機関始動後、機関回転数をすみ
やかに目標回転数に到達させ、途中、機関回転数の吹き
上げや落ち込みを生じないアイドル回転数制御装置を得
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

このような目的を達成するために本発明は、内燃機関の
回転数を検出する機関回転数検出手段と、内燃機関の温
度を検出する機関温度検出手段と、アイドル時のスロッ
トル弁開度を可変制御するアクチュエータと、このアク
チュエータの駆動位置としての所定の基準位置を検出す
る位置検出手段と、機関温度検出手段の検出出力を受け
てアイドル目標回転数を設定する目標回転数設定手段と
、各検出手段の検出出力を受け基準位置にスロットル弁
開度を設定するための第１の制御パルスとこの第１の制
御パルスによりスロットル弁開度を基準位置に設定した
後にスロットル弁開度を機関温度に応じて所定量増大又
は減少させるための第２の制御パルスとこの第２の制御
パルスによりスロットル弁開度を変化させた後アイドル
時の機関回転数を目標回転数に収束させるための間欠フ
ィードバック制御パルスとを発生し各制御パルスにより
アクチュエータを駆動する制御手段とを設けるようにし
たものである。

〔作用〕

本発明においては、第２の制御パルスによって冷却水温
度に応じた開度近傍にスロットル弁を制御し、その後間
欠フィードバンク制御パルスにより補正する。

〔実施例〕

本発明に係わる内燃機関のアイドル回転数制御装置の一
実施例を第１図に示す。第１図において、４１は第２図
の回転数検出器２５に相当し内燃機関の回転数を検出す
る機関回転数検出手段、４２は第２図の温度検出器２９
に相当し内燃機関の温度を検出する機関温度検出手段、
４３は第２図の位置検出スイッチ２９に相当しアクチュ
エータ２０のプランジャ２３（第２図）の所定の基準位
置を検出する位置検出手段、４４は第２図の制御回路に
相当し各制御パルスによめアクチュエータ２０を駆動す
る制御手段である。制御手段４４は、Ｉ　Ｆｅ２０３と
、機関温度検出手段の検出出力を受けてアイドル目標回
転数を設定する目標回転数設定手段４４１と、各検出手
段の検出出力を受けて基準位置にスロットル弁開度を設
定するための第１の制御パルスを発生する第１の制御パ
ルス発生回路４４２と、第１図の制御パルスによりスロ
ットル弁開度を基準位置に設定した後にスロットル弁開
度を機関温度に応じて所定量増大又は減少させるための
第２の制御パルスを発生する第２の制御パルス発生回路
４４３と、第２の制御パルスによりスロットル弁開度を
変化させた後アイドル時の機関回転数を目標回転数に収
束させるための間欠フィードバンク制御パルスを発生す
る間欠フィードバック制御パルス発生回路４４４とを有
する。

次にこのように構成された装置の動作について第１図〜
第８図を用いて説明する。第４図は本装置の動作を説明
するためのフローチャートであり、第５図は第４図のス
テップ１１１の詳細を示すフローチャート、第６図は冷
却水温度Ｔ８と目標回転数ＮＯとの関係を示すグラフ、
第７図は目標回転数ＮＯと機関回転数Ｎの偏差（ＮＯ−
Ｎ）と制御パルス幅Ｐ。との関係を示すグラフ、第８図
は冷却水温度Ｔ。と基準温度（ここでは１０’Ｃ）の偏
差と制御パルス幅Ｐい、いの関係を示すグラフである。

第４図において、ステップ１１７〜１２２以外のステッ
プについては従来方式と同様であるので説明を省略する
。まずステップ１１７において、アクチュエータ２０の
プランジャ２３が基準位置に到達したか否かを判断し、
到達していればステップ１１８へ移行し、そうでなけれ
ばステップ１１２へ移行する。

ステップ１１８において、見込制御を実施したか否かを
判断し、実施していればステップ１０４へ移行し、そう
でなければステップ１１９へ移行する。ステップ１１９
〜１２２は見込制御を行なうためのフローである。

ステップ１１９において、冷却水温度Ｔ、１が基準温度
１０℃より低いか否かを判断し、低ければステップ１２
０へ移行してアクチュエータ２０の駆動モードを開き側
駆動モードにセットし、そうでなければステップ１２１
へ移行してアクチュエータ２０の駆動モードを閉じ側駆
動モードにセントする。その後、ステップ１２２に移行
する。

ステップ１２２において、第８図に示すような偏差（Ｔ
、−１０）に応じたパルス幅Ｐ　ＷＴＷの見込制御パル
スによって、ステップ１１１に示すようなパルス駆動制
御を行なう。

ところで、ステップ１１１のパルス駆動制御の処理は第
５図のフローチャートに示すように構成されており、所
定のホールド時間ＴＨの完了を待ってアクチュエータ２
０の駆動が実行される。すなわち、ＣＰＵ３００はステ
ップ２０１において所定のホールド時間ＴＨが完了して
いるか否かを検出し、完了していなければ第４図に示す
ステップ１００からステップ１１１までの処理を繰り返
し実行する。そして、所定のホールド時間ＴＨの完了を
検出すると、ステップ２０２においてアクチュエータ２
０の駆動モードはモータホールドモードか否かを判断し
、モータホールドモードであれば第４図に示すステップ
１００からステップ１１１までの処理を繰り返し実行し
、そうでなければステップ２０３へ移行する。

ステップ２０３において、駆動時間データをＲＡＭ３０
２内のタイマ用のレジスタにセットし、さらに次のステ
ップ２０４において駆動モードを開き側駆動モードまた
は閉じ側駆動モードに設定する。

運転状態の変化に対応した駆動時間データおよび駆動モ
ードを設定した後、ＣＰＵ３００は、ステップ２０５に
おいてＩＦＣ３０３から駆動モードに対応した正回転制
御パルスＵまたは逆回転制御パルスＤの発生を開始させ
る。そして、この制御パルスＵまたはＤの発生時間が完
了したか否か、すなわち、アクチュエータ２０の駆動時
間が駆動時間データＰｔｉ、Ｐ、１゜またはＰｌ、８に
対応した時間に達したか否かを検出し、達しているとき
には制御パルスＵまたはＤの発生を停止させ、次のステ
ップ２０６において所定のホールド時間Ｔ　Ｈをタイマ
用のレジスタにセットした後、ステップ２０７に示すよ
うに駆動モードをホールド・モードとして第４図のステ
ップ１００へ移行する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、スロットル弁開度をｆ＆
率位置に設定した後、第２の制御パルスにより冷却水温
度に応じて所定量スロットル弁開度を増大または減少さ
せ、その後間欠フィードバック制御パルスを発生させて
機関回転数を目標回転数に収束させるようにすることに
より、基準位置から目標回転数に対応する開度までスロ
、ソトル弁を変化させる時間を短縮することができるの
で、機関回転数の吹き上げ又は落ち込みが生じないとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる内ｓｉ関のアイドル時回転数制
御装置の一実施例を示す系統図、第２図は内燃機関のア
イドル時回転数制御装置一般を説明するための構成図、
第３図は第２図の装置を構成する制御回路を示す系統図
、第４図は第１図。 第２図に示す装置の動作を説明するためのフローチャー
ト、第５図は第４図のステップ１１１を説明するための
フローチャート、第６図は冷却水温度と目標回転数との
関係を示すグラフ、第７図は目標回転数と機関回転数と
の回転数偏差と制御パルス幅の関係を示すグラフ、第８
図は冷却水温度と基準温度（ここでは１０℃）の温度偏
差と制御パルス幅の関係を示すグラフ、第９図は従来の
装置の動作を説明するためのフローチャートである。 １・・・・ピストン、２・・・・シリンダ、３・・・・
吸気弁、４・・・・排気弁、５・・・・排気管、６・・
・・三元触媒コンバータ、７・・・・吸気管、８・・・
・スロットル弁、９・・・・ベンチュリ、１０・・・・
エアクリーナ、１１・・・・フロート室１１．１２・・
・・メイン燃料通路、１３・・・・メインエアブリード
、１４・・・・メインエアブリード通路、１５・・・・
アイドルポート、１６・・・・スローエアブリード通路
、１７・・・・スローエアブリード、１８・・・・スロ
ーアジャストスクリュー、１９・・・・レバー、２０・
・・・アクチュエータ、２１・・・・直流電動機、２２
・・・・歯車機構、２３・・・・プランジャ、２４・・
・・アイドル状態検出スイッチ２４．２５・・・・回転
数検出器、２６・・・・変速スイッチ、２７・・・・冷
却水、２８・・・・温度検出器、２９・・・・位置検出
スイッチ、３０・・・・制御回路、４１・・・・機関回
転数検出手段、４２・・・・機関温度検出手段、４３・
・・・位置検出手段、４４・・：・制御手段、２５１・
・・・点火コイル、２５２・・・・断続器、３００・・
・・ｃｐｕ、３０１・・・・ＲＯＭ、３０２・・・・Ｒ
ＡＭ、３０３・・・・ＩＦＣ１４４１・・・・目標回転
数設定手段、４４２・・・・第１の制御パルス発生回路
、４４３・・・・第２の制御パルス発生回路、４４４・
・・・間欠フィードバック制御パルス発生回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関の回転数を検出する機関回転数検出手段と、前
   記内燃機関の温度を検出する機関温度検出手段と、アイ
   ドル時のスロットル弁開度を可変制御するアクチュエー
   タと、このアクチュエータの駆動位置としての所定の基
   準位置を検出する位置検出手段と、前記機関温度検出手
   段の検出出力を受けてアイドル目標回転数を設定する目
   標回転数設定手段と、前記各検出手段の検出出力を受け
   前記基準位置にスロットル弁開度を設定するための第１
   の制御パルスとこの第１の制御パルスによりスロットル
   弁開度を前記基準位置に設定した後にスロットル弁開度
   を機関温度に応じて所定量増大又は減少させるための第
   ２の制御パルスとこの第２の制御パルスによりスロット
   ル弁開度を変化させた後アイドル時の機関回転数を目標
   回転数に収束させるための間欠フィードバック制御パル
   スとを発生し前記各制御パルスにより前記アクチュエー
   タを駆動する制御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。