JPS62261633A - エンジン回転速度制御装置 - 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〕 本発明は主として自動車などのエンジン回転速度制御装
置に係り、特に安定したエンジン回転速度制御を行うに
好適なエンジン回転速度制９１Ｉ装責に関する。

〔従来の技術〕

従来よりエンジン回転速度をフィードバック制御する方
法は数多く開示されていて、例えば特開昭５６−７２２
３０号公報にはエンジン回転速度をモニタしてスロット
ルバルブ開度を制御する装置が開示されている。また一
般にエンジン回転数制御装置では、アイドル時にエンジ
ン回転数をモニタして目標回転数にフィードバック制御
（閉ループ制御）する方法のほかに、走行中やエンジン
負荷の変化時などにはエンジン回転数によるフィードバ
ック制御を中止して、アクチュエータを所定の動作状態
に開ループ制御する方法が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記従来技術ではエンジン回転速度をモニ
タしてフィードバック制御しているが。

アクチュエータの動作量そのものをモニタするについて
の考慮がなされていないため、アクチュエータ駆動信号
の変化に対するエンジン回転速度の応答遅れなどの制御
系の遅れによってエンジン回転がオーバーシュートやア
ンダーシュートやハンチングなどの不安定性を示したり
エンストが起すなどの問題点があるほか、上記の閉ルー
プ制御においてもアクチュエータの経時変化などにより
初期の目標とした制御状態かえられなくなるなどの問題
点があった。

本発明の目的は上記従来技術の問題点を解決して、常に
安定したエンジン回転速度制御が行えるエンジン回転速
度制御装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、エンジン回転速度を制御するアクチュエー
タの動作状態（動作量）をモニタし、このアクチュエー
タの動作量にもとづいてアクチュエータの駆動信号を補
正する構成にすることにより、達成される。

〔作用〕

上記のアクチュエータの動作状態（動作りのモニタ手段
はアクチュエータの駆動信号に対して実際の７クチユエ
ータがどれだけ動作しているかの情報を提供するため、
この情報によってアクチュエータ駆動信号の変化量の過
多または過少に対してエンジン回転数の変化によるフィ
ードバックよりも速い応答性をもってフィードバックで
きるほか、アクチュエータの経時変化などがあっても初
期の目標制御状態かえられるように駆動信号を補正して
フィードバック制御できるので、これによりエンジン回
転速度あるいはアクチュエータ動作量のいずれかによっ
て常に駆動信号がフィードバック制御されて、エンジン
回転速度を常に安定した制御状態に保つことができる。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を第１図ないし第３図により説明
する。

第１図は本発明によるエンジン回転速度制御装置の一実
施例を示す基本構成ブロック図である。

第１図において、エンジン回転速度制御装置は、エンジ
ン６の回転速度を制御するアクチュエータ１と、少なく
ともエンジン回転速度のほか必要に応じて各種運転状態
を検出するエンジン運転状態検出手段２と、該エンジン
運転状態検出手段２により検出されたエンジン運転状態
情報にもとづいて最適なエンジン目標回転速度を演算す
る演算手段と、該演算手段によって演算された目標回転
速度および上記エンジン運転状態検出手段２によって検
出されたニンジン回転速度情報にもとづいてエンジン−
回転速度を、目標回転速度にフィードバック制御する方
向に上記アクチュエータ２を駆動するアクチュエータ駆
動信号を決定し出力するアクチュエータ駆動信号出力手
段４とを有し、かつ本発明により上記アクチュエータ１
の動作状態（動作量）を検出するアクチュエータ動作状
態検出手段５を備えて該手段５により検出されたアクチ
ュエータ動作状態情報にもとづいて上記アクチュエータ
駆動信号出力手段４がアクチュエータ駆動信号を決定し
出力できるように構成される。

なお好ましくは上記アクチュエータ動作状態検出手段５
により検出されたアクチュエータ動作状態が所定動作許
容範囲から逸脱した場合には、上記エンジン運転状態検
出手段２により検出されたエンジン回転速度情報にもと
づくエンジン回転速度のフィードバック制御よりも優先
して、上記アクチュエータ動作状態を所定動作許容範囲
内へ復帰させるように上記アクチュエータ駆動信号出力
手段４がアクチュエータ駆動信号を決定し出力するよう
に構成される。またこの場合に、好ましくは上記アクチ
ュエータ駆動信号のゲイン（駆動信号の単位時間当り変
化量）が上記ニンジン回転速度のフィードバック制御時
よりも上記アクチュエータ動作状態を所定動作許容範囲
へ復帰させる時の方が大きくできるように構成される。

この装置の動作については次の実施例により同様に説明
される。

第２図は本発明によるエンジン回転速度制御装置の他の
実施例を示す詳細構成ブロック図である。

第２図において、７はスロットルバルブ、８はダイアフ
ラム、９は定圧弁、１０は比例ソレノイドバルブで、７
〜９により第１図のアクチュエータ１を構成する。第２
図のエンジン６の吸気通路に設けられたスロットルバル
ブ７は図示されないアクセルペダルにリンクされるほか
に、ダイアフラム８にもリンクされて、アクセルペダル
操作またはダイアフラム８の動作により開閉動作が行わ
れ、このようなスロットルバルブ開度の制御によりエン
ジン回転速度が制御される。ダイアフラム８は２室から
成り、一方は大気に開放されて他方は負圧が導入され、
導入される負圧が大きくなるとダイアフラム８のロッド
が押し出されて、スロットルバルブ７を開く動作を行い
、負圧が小さくなるとロッドが引き込まれて、スロット
ルバルブ７は図示されないばねによって閉じる動作を行
う。こうしてスロットルバルブ７が開くとエンジン回転
速度は上昇し、閉じると低下するのは周知の通りである
。ダイアフラム８に導入される負圧導入量は定圧弁９に
よってえられる安定した負圧を負圧源とし、導入通路の
途中に設けられた比例ソレノイドバルブ１０によって導
入通路の大きさを変えることにより制御される構成であ
る。

第２図において、１１は制御装置、１２はマイクロプロ
セッサ、１３はメモリ、１４は入出力制御部、１５はエ
ンジン回転センサ、１６はエアコンスイッチ、１７は水
温センサ、１８はアイドルスイッチ、１９は比例ソレノ
イドバルブ１ｏの駆動用トランジスタ、２０はバッテリ
、２１は比例ソレノイドバルブ１０のソレノイドに流れ
る電流を検出する駆動電流検出回路、２２はその抵抗で
。

１４〜１８により第１図のエンジン運転状態検出手段を
構成し、１２．１３により第１図の目標回転速度演算手
段３を構成し、１２，１３，１４゜１９により第１図の
アクチュエータ駆動信号出力手段４を構成し、２１によ
り第１図のアクチュエータ動作状態検出手段５を構成す
るとともに。

１２．１３，１４，１９，２１は制御装置ｉ！１ｌｌＪ
も可成する。第２図の制御装置１１のエンジン運転状態
検出手段２をなす入出力制御部（Ｉ１０制御部）１４よ
りエンジン回転センサ１５、エアコンスイッチ１６、水
温センサ１７、アイドルスイッチ１８などからのエンジ
ン運転状ｓ借号を取り込み、目標回転速度演算手段３を
なすマイクロプロセッサ１２により予めメモリ１３に格
納されたプログラムおよびデータにもとづいてＫｋ　ｉ
Ｂなニンジン目標回転数を演算するとともに、この演算
結果の目標回転数と実際のエンジン回転数との差から同
じくアクチュエータ駆動信号出力手段４をなすマイクロ
プロセッサ１２により比例ソレノイドバルブ駆動用トラ
ンジスタ１９を駆動するペースへの制御信号を決定して
Ｉ１０制御部１４より出力する。この制御信号は周期が
一定でオン時間とオフ時ｒｍの割合を変化させるデユー
ティ信号である。

このデユーティ信号によりトランジスタ１９がオン・オ
フ制御されることにより、一端がトランジスタ１９のコ
レクタに接続されて他端がバッテリ２０に接続されるア
クチュエータ１をなす比例ソレノイドバルブ１０のソレ
ノイドに通電されて駆動される。この制御信号のオン・
デユーティすなわちトランジスタ１９がオンして比例ソ
レノイドバルブ１０のコイルに通電される時間の比率が
大きくなるほど、ダイアフラム８への負圧の導入量が多
くなってエンジン回転速度が上昇するように構成される
。

上記構成によるエンジン回転速度のフイードバツク制御
においては、エンジン６の吸気通路に設けたスロットル
バルブ７の開度がダイアフラム８への負圧導入量によっ
て決まり、その負圧導入量が比例ソレノイドバルブ１０
の開弁量によって決まり、その比例ソレノイドバルブ開
弁量がソレノイドに通電するトランジスタ１９による比
例ソレノイドバルブ駆動電流によって決まる。そしてこ
の比例ソレノイドバルブ駆動電流は上記のように基本的
にはソレノイドの通電時間すなわちトランジスタ１９の
オン・デユーティによって決まるが、しかしバッテリ２
０の電源電圧変動やソレノイドの自己発熱による抵抗値
変化などによっても変化する。そのため本実施例では制
御装Ｗ１１１内にアクチュエータ動作状態（動作量）検
出手段５としてソレノイドに流れる電流を検出する駆動
電流検出回路２１が設けられ、二九によりトランジスタ
１９を通してソレノイドに流れる電流をそのまま抵抗２
２にも流して、その抵抗２２の両端電圧を計測して駆動
電流を検出することにより、実際の比例ソレノイドバル
ブ１０の動作量を知ることができ、この実際の動作量を
フィードバック制御できる。ここで通常のエンジン回転
速度をモニタしながら目標回転速度になるようにフィー
ドバック制御する場合には特にアクチュエータの実際の
動作量がわからなくても特別不都合はないが、しかし例
えば各種電気負荷がオン・オフした場合などの制御方法
としてはエンジン回転速度をモニタして制御していては
応答遅れによって回転変動が大きくなるため、電気負荷
のオン・オフをスイッチ信号として取り込んで優先的に
制御信号を変化させることにより回転変動を防止する方
法が一般的にとられる必要がある６本実施例ではこのよ
うな制御をエアコンスイッチ１６をモニタしながら実施
している。

第３図は第２図のエアコンスイッチ１６のオン・オフ時
の動作を例示するタイミングチャートである。第３図に
おいて、制御装置１１はエンジン運転状態検出手段２を
なすＩ１０制御部１４よリニアコンスイッチ１６をモニ
タし、エアコンスイッチ１６がオンした時には比例ソレ
ノイドバルブ１０の駆動用トランジスタ１９への制御信
号のオン・デユーティＤ（％）を所定値ΔＤだけオフ時
よりも大きくして、比例ソレノイドバルブ１０のソレノ
イド駆動電流値Ｉ　（Ａ）を所定値ΔＩｌだけ大きくす
ることにより、エンジン回転数Ｎ　（ｒｐ塾）の目標回
転数を所定値ΔＮだけ高く設定してエンジン回転数Ｎの
落込みを防止し、反応にエアコンスイッチ１６がオフし
た時には制御信号のオン・デユーティＤを所定値ΔＤだ
けオン時よりも小さくして、ソレノイド駆動電流値工を
所定値ΔＩｆだけ小さくすることにより、エンジン回転
数Ｎの目標回転数を所定値ΔＮだけ低く設定してエンジ
ン回転数Ｎの吹上げを防止している。しかし上記の通り
制御信号のオン・デユーティＤが一定であっても実際の
アクチュエータ１の比例ソレノイドバルブ１０の動作量
がいつも同一になるとは限らない、したがって例えばエ
アコンスイッチ１６のオフ時に制御信号のオン・デユー
ティをΔＤだけ小さくして、ソレノイドの駆動電流をΔ
Ｉｔだけ小さくするように当初に設定されていても、実
際にはその時の電源電圧などの条件により破線で示すよ
うに駆動電流が（Δ１１＋ΔＩｓ）だけ少なくなる状態
も発生し、このような場合にはエンジン回転数Ｎが当初
設定されていた目標回転数よりも落ち込むことになる。

この場合にエンジン回転数Ｎが落ち込めばもちろん目標
回転数まで復帰させるようにエンジン回転数Ｎのフィー
ドバック制御が働くが、しかし必らず応答遅れがあるか
らエンジン回転を上昇させようとすると追従できずにエ
ンストを起す場合が考えられる。

このため本実施例では、この場合のエンジン６がエンス
トしないエンジン回転速度にとどめるようなスロットル
バルブ７の開度を保持すべきアクチュエータ１の比例ソ
レノイドバルブ１０の動作量の所定動作許容範囲に対応
するソレノイド駆動電流工の下限値Ｉ　ｍ１ｍを設定し
、実際にアクチュエータ動作状態検出手段５をなすソレ
ノイド駆動電流検出回路２１により検出されたソレノイ
ド駆動電流値、Ｔが下限値ｌｌ１ｔｎ以下になった場合
にはエンジン回転数によるフィードバック制御に優先さ
せて速かにトランジスタ１９への制御信号のオン・デユ
ーティＤを増加させ実際のソレノイド駆動電流が下限値
Ｉ　ｍｉｎに復帰した時点で制御信号のオン・デユーテ
ィＤの増加を停止して、次にエンジン回転数によるフィ
ードバック制御に移行するようにしている。なおこの場
合にエンジン回転速度によるフィードバック制御よりも
、実際のソレノイド駆動電流値工によるフィードバック
制御を優先させているのは次の理由による。すなわち上
記の通りエアコン・オン時にはエアコン・オフ時よりも
エンジン目標回転速度が高く設定されているが、そこで
エアコンスイッチ１６がオフした時に目標回転速度を下
げるべくそのままエンジン回転速度によるフィードバッ
ク制御を続けると、エンジン回転速度は応答遅れから徐
々にしか下がらないから、実際に検出されるソレノイド
駆動電流値■が下限値Ｉ　ｇｕｎ以下になった時点でも
まだ目標回転速度よりも高いエンジン回転速度にとどま
っている可能性がある。したがってこの時にエンジン回
転速度によるフィードバック制御を続けると、ソレノイ
ド駆動電源値工が下限値Ｉ　１１１１１　を切っている
のに更に駆動電流値工が小さくなるように制御され、こ
のような状態にあるとエンジン回転速度が大きく落ち込
む侵とになる。このためトランジスタ１９への制御信号
のオン・デユーティの変化に対してエンジン回転速度よ
りもアクチュエータ１の比例ソレノイドバルブ１０のソ
レノイド駆動電流値工の方が速く応答するのを利用して
、エンジン回転速度によるフィードバック制御に優先し
てソレノイド駆動電流値丁によるフィードバック制御を
行うことにより、ソレノイド駆動電流値工を下限値Ｉ　
ｓｉｎ以上に保持して不要なエンジン回転速度の落込み
を予め防止している。

また上記ソレノイド駆動電流値によるフィードバック制
御時のゲイン（単位時間当りの制御信号のオン・デユー
ティの変化景）はエンジン回転数によるフィードバック
制御時のゲインよりも大きくしている。この場合もエン
ジン回転速度によるフィードバック制御ではゲインを上
げすぎると応答遅れからエンジン回転のハンチング現象
の原因となるのであまりゲインを上げられないが、本実
施例のソレノイド駆動電流値によるフィードバック制御
ではより応答が速いので十分にゲインを上げることが可
能である。

なお上記実施例では、エンジン回転速度を制御するアク
チュエータ１としてスロットルバルブ７の開度を制御す
る装置の場合について説明したが、その他の吸気バイパ
ス量を制御する装置などの場合にも同様に実施可能であ
る。またアクチュエータ１の比例ソレノイドバルブ１０
のソレノイド電流値をモニタして制御しているが、その
他のダイアフラム８のロンドの繰出し量をモニタする方
法なども考えられ、上記実施例に限定されるものではな
い。

以上のように本実施例によれば、エンジン回転速度を制
御するアクチュエータの駆動信号をエンジン回転速度に
よるフィードバック制御のほかにアクチュエータ動作量
を直接モニタして制御できる構成のため、応答が速くて
常に安定したニンジン回転速度制御が可能となるうえ、
アクチュエータ動作量が所定範囲から逸脱したときには
所定範囲内に速かに復帰するように制御できるので、ア
クチュエータの経時変化や制御応答遅れやそれらに起因
するエンストなどを防止できる。

〔発明の効果〕

以上の説明の通り本発明によれば、エンジン回転速度制
御においてアクチュエータの実際の動作状態（動作量）
をモニタしながら制御できるので、応答性がよくて常に
安定した制御が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるエンジン回転速度制御装置の一実
施例を示す基本構成ブロック図、第２図は本発明による
エンジン回転速度制御装置の他の実施例を示す詳細構成
ブロック図、第３図は第２図のエアコンオン・オフ時の
動作例タイムチャートである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．エンジンの回転速度を制御するアクチユエータと、
   少なくともエンジン回転速度を検出するエンジン運転状
   態検出手段と、該エンジン運転状態検出手段により検出
   されたエンジン運転状態信号に基づき最適なエンジン目
   標回転速度を演算する演算手段と、上記アクチユエータ
   の動作状態（動作量）を検出するアクチユエータ動作状
   態検出手段と、上記演算手段により演算されたエンジン
   目標回転速度と上記エンジン運転状態検出手段により検
   出されたエンジン回転速度信号に基づきエンジン回転速
   度をエンジン目標回転速度にフイードバツク制御するよ
   うに上記アクチユエータを駆動する第１のアクチユエー
   タ駆動信号を決定して出力するか又は選択的に上記アク
   チユエータ動作状態検出手段により検出されたアクチユ
   エータ動作状態信号に基づき上記アクチユエータを駆動
   する第２のアクチユエータ駆動信号を決定して出力する
   アクチユエータ駆動信号出力手段とから成るエンジン回
   転速度制御装置。
2. ２．上記アクチユエータ駆動信号出力手段は上記アクチ
   ユエータ動作状態信号が所定の動作許容範囲を越えた場
   合には優先的に該アクチユエータ動作状態を所定の動作
   許容範囲内に復帰させるような上記第２のアクチユエー
   タ駆動信号を決定して出力する特許請求の範囲第１項記
   載のエンジン回転速度制御装置。
3. ３．上記第２のアクチユエータ駆動信号のゲインを上記
   第１のアクチユエータ駆動信号のゲインよりも大きく設
   定する特許請求の範囲第２項記載のエンジン回転速度制
   御装置。