JPS6241951A - 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、アイドリング時のエンジンに対する吸入空気
量あるいは点火時期を調整することによりエンジン回転
数を制御するようにしたエンジンのアイドル回転数制御
装置に関するものである。

（従来技術） 従来のエンジン（特に自動車用）のアイドル回転数制御
装置は、例えばエンジンのスロットル弁をバイパスする
ように吸入空気のバイパス通路を形成するとともに、こ
のバイパス通路にスロットル弁の最小開度状態（アイド
ル状態）における吸入空気量を調整する空気量調整手段
（電磁弁）を設け、エンジンの実際の回転数と設定され
た所定回転数との回転数の偏差に応じて当該空気量調整
手段をフィードバック制御することによりアイドル目標
回転数で運転するように構成されている。

ところが、このような構成の場合、エンジン回転数のフ
ィードバック制御の基準となる制御パラメータとしては
、エンジン回転数のみしか考慮されていないために、ア
イドル運転状態において、エンジン負荷となるエアコン
のコンプレッサが投入されたり、オートマヂック車で変
速機のシフトレバーをパーク状態またはニュートラル状
態からドライブ状態に切換えたようなときには全くフィ
ードバック制御がなされることなくエンジン負荷が急変
することから、一時的にエンジン回転数が急激に低下す
ることになり、ラフアイドルとなって運転者に違和感を
与える。また、場合によってはエンジンストール（エン
スト）の原因となる。

そこで、このような欠点を解消するために、以」二のよ
うな負荷変動を負荷スイッチによって検出し、その検出
信号によって上記空気量？Ａ整手段を作動させエンジン
への吸入空気量を増量制御（負荷補正）するようにした
ものが公知である（例えば、特開昭５４−９８　／１．
１３号公報参照）。また、」二足のような負荷増大に対
応して点火時期をアドバンスしてエンジン回転数の急激
な低下を抑えることも従来一般に行なわれている。

更には、」−記のような負荷増大による吸入空気量の増
重時において、当該吸入空気量の増加による吸気負圧の
上昇に対応してその着火遅れを補償するために点火時期
をアドバンスして最適なエンジントルクを得ることも従
来一般に行われている。

しかし、このような負荷ＯＮ時の点火時期の制御に関し
、単に吸入空気量の変化を基準として負荷変化を判定す
るようにした場合には、スロットル弁の動きに起因する
誤変動やその他の各種の負荷の変化による変動が生じる
ので、例えばエアコン等の特定の負荷の負荷変化に対応
した点火時期の制御には不向きである。

そこで、エアコンのようにエンジンにとって特に負荷量
の大きな特定の負荷を対象とし、該負荷の負荷量に応じ
た最適な吸入空気量の制御や点火時期の制御を行うため
には、正確に当該負荷のＯＮ状態並びに負荷量を判断し
なければならない。

このような観点から、従来例えば第８図に示すように、
エアコン負荷の運転状態を負荷スイッチのＯＮ、ＯＦＦ
で判断するとともに当該負荷のＯＮ・ＯＦＦ状態におい
ては当該負荷に対応して所定の吸入空気量を与える一方
、これに対応して所定値点火時期をアドバンスすること
が行われている。

この従来技術における点火時期のアドバンス量は、」二
足エアコン運転条件の範囲（外気温変化範囲）の全領域
で可能な限りエンジン回転数の安定が保たれるように所
定の値（固定値）に設定されている。

しかし、上記エアコン負荷の負荷量は、外気温の変化に
応じて大きく変動し、負荷変動幅が著しく大きい。従っ
て１１例えば第８図に図示しているように当該負荷スイ
ッチのＯＮを条件として単に固定的な所定量の点火時期
のアドバンスを行ったのではやはり最適な点火時期を得
ることはできない。すなわち、この場合、負荷量によっ
ては第８図図示のように所定の範囲で点火時期アドバン
ス量にいまだなお余裕代を残すことになる。

（発明の目的） 本発明は、上記の事情に基づいてなされたもので、エア
コン用コンプレッサによるエンジン負荷が上記エアコン
用コンプレッサの高圧側圧力に対応して変化することに
着眼し、該コンプレッサ高圧側圧力の検出値に基づいて
上記吸入空気量あるいは点火時期のアドバンス量を任意
に設定することにより、適切な吸入空気量の供給あるい
は最適な点火時期を得てエンジン出力を安定に維持し、
アイドル回転数の変動を抑制するようにしたエンジンの
アイドル回転数制御装置を提供することを目的とするも
のである。

（目的を達成するための手段） 本発明のエンジンのアイドル回転数制御装置は、上記目
的を達成するために、エンジンへの吸入空気量を調整す
る吸入空気量調整手段あるいはエンジンの点火時期を制
御する点火時期制御手段を備え、エンジン負荷投入時に
当該負荷に対応して所定の吸入空気量の増量あるいは点
火時期のアドノくンスを行うエンジンのアイドル回転数
制御装置において、エアコン用コンプレッサの高圧側圧
力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段の検出
値に基づいて」二足吸入空気量調整手段により増量され
る吸入空気量あるいは点火時期制御装置によりアドバン
スされる点火時期を負荷量に応じて補正する補正手段と
を設（ジてなるものである。

（イ乍　用） 」二足の手段によると、エアコン負荷の投入に対応して
増量される吸入空気量あるいはアドバンスされる点火時
期アドバンス量が、上記エアコン用コンプレッサの高圧
側圧力値に基づいて補正決定されるようになっている。

従って、当該吸入空気量あるいは点火時期は、上記エア
コンの運転条件に対応した適切なものとなり、エンジン
出力の不足による回転変動や着火遅れによる排気エミッ
ションの悪化も防止され、実用燃費性能もより向」−す
る。

（実施例） 先ず、第１図および第２図は、本発明の実施例に係るエ
ンジンのアイドル回転数制御装置を示すものであり、第
１図は」１記実施例装置の制御システムの概略図、第２
図は」−記実施例装置の動作を説明するフローチャート
である。

先ず、最初に第１図を参照して本発明実施例の上記制御
システムの概略を説明し、その後要部の制御の説明に入
る。

第１図において、符号１はエンジン本体であり、吸入空
気はエアクリ−すを介して外部より吸入され、その後エ
アフロメータ２、スロットルチャンバ３を経て各シリン
ダに供給され、また燃料は後述のＥＣＵ９によって制御
されるフューエルインジェクタ５により噴射されるよう
になっている。

そして、上記シリンダへの吸入空気の量は、」二足スロ
ットルチャンバ３内に設置Ｊられでいるスロットル弁６
によって制御され、その量はエアフロメータ２によって
検出される。スロットル弁６は、アクセルペダルに連動
して操作され、アイドル運転状態では、最小開度状態に
維持される。

一方、上記スロットルチャンバ３には、上記スロットル
弁６をバイパスしてバイパス通路７が設けられており、
このバイパス通路７にアイドル時のエンジン回転数制御
のための吸入空気量調整手段となる電磁弁（絞り弁）８
が設けられている。従−て、アイドル運転状態では、」
１記エアフロメータ２を経た吸入空気は、上記バイパス
通路７を介して各シリンダに供給されることになり、そ
の供給　　　　　　　：ｊ・量は上記電磁弁８によって
調節される。この電磁弁８は、エンジンコントロールユ
ニットＥＣＵと略称する）９より供給される制御信号の
デク−ティー比りによってその開閉状態が制御される。

また、符号４は点火プラグであり」−記ＥＣＵ９より供
給される点火装置１５駆動用の制御信号Ｔｇに基づいて
点火時期がコントロールされる。

Ｅ　Ｃ　Ｕ　９は、例えばマイクロプロセッサ（ＣＰＵ
）を中心とし、メモリ（ＲＯＭおよびＲＡ．Ｍ）および
インターフェース（１　１０）回路を備えて構成されて
いる。そして、このＥＣＵ９の」１記インターフェース
回路には例えば圧力センサ１２によって検出されたエア
コン用コンプレッサの高圧側圧力Ｐ，ｒｐｍセンザ１セ
ンより検出されたエンジン回転数Ｎ、ザーミスタにより
検出されたエンジン本体１の冷却水温度の検出信号Ｔ１
例えばポテンシジメータにより検出されたスロットル弁
６の開度信号（ＴＶＯ）θ、エアフロメータ２によって
検出された吸入空気量検出信号Ｑ、エアコン等の負荷ス
イッチ１４のＯＮ，ＯＦＦに応じた負荷信号Ｓが各々入
力される。

＝８＝ 次に、以上の制御装置の制御動作を第２図のフローチャ
ートを参照して詳細に説明する。

制御動作がスタートされると、先ず所定の時間間隔で」
二連した所定の入力情報、すなわち、実際のエンジン回
転数（Ｎ）、スロットル弁６の開度（ＴＶＯ）θが読み
込まれ（ステップＳ．）、次いでこれらの情報を基にし
て現在の運転状態が第３図に示すようなアイドル運転領
域にあるか否かが判断される（ステップＳ２）。即ち、
エンジン回転数（Ｎ）が所定値（Ｎｅｘｔ）以下でスロ
ットル弁６の開度が最小開度状態（’Ｊ”　Ｖ　Ｏ　ｍ
ｉｎ）のときに、アイドル運転領域と判断し、他方」１
記エンジン回転数（Ｎ）が」１記の所定値（Ｎ　ｅｘｔ
）よりも高く、スロットル弁６の開度が最小開度（Ｔ　
Ｖ　Ｏ　ｍｉｎ）よりも所定値以上大きいときには非ア
イドル運転領域と判断する。

そして、アイドル運転領域にある場合（ＹＥＳ）には、
続いてアイドル回転数制御のための上記制御信号用の制
御値デコーティ比の演算動作に移行し、先ず、最初に上
記エンジンからの冷却水温の検出信号Ｔに対応して決定
される基本特性値（デュ−ティー比算出式の基本項）Ｄ
Ｂを演算する（ステップＳ、）。

他方、エンジン回転数（Ｎ）が所定値（Ｎ　ｅｘｔ）以
上でスロットル弁６の開度（ＴＶＯ）が最小開度より所
定値以−に大きい場合には、非アイドル領域である（Ｎ
Ｏ）と判断し、ステップＳ３〜Ｓ　Ｉｌｌのクローズト
ループによるアイドル制御は不要であると認めてオープ
ンループ制御に移り所定の待ち受は量ＤＥＸＴを設定し
た後、当該運転状態に応じた通常の点火時期Ｔｇを演算
して最終出力り並びに最終点火時期Ｔｇとし第２図の当
該周期のフローによる制御動作を終了する（ステップＳ
　７．、Ｓ　７．）。

一方、上記ステップＳ３で基本特性値ＤＢの演算が終了
すると、当該アイドル運転状態において、例えば空調機
器、パワーステアリング、オートマヂック車のソフトレ
ンジ等の各種エンジン負荷の入力状態を負荷スイッチ１
４のＯＮまたはＯＦＦを基準として判断しくステップＳ
４）、負荷スイッチが０Ｎ（ＹＥＳ）の場合には、さら
にステップＳ５で当該ＯＮ状態にある負荷がエアコンを
含むものであるか否かの判断を行う。そして、当該ＯＮ
状態の負荷がエアコンを含むものであるＹＥＳの場合に
は、次にステップＳ６で該エアコンのコンブレッザ高圧
側圧力を検出する圧力センサ１２の検出圧力Ｐを読み込
み、さらに続いて該圧力Ｐの値に応じてデコーティー比
決定のためのエアコン用コンプレッサの負荷重に対応す
る負荷補正量りし１の演算（ステップＳ７）とそれに対
応した点火時期補正値１ｇ＋の演算（ステップＳ８）を
先ずそれぞれ行う。これら負荷補正値Ｄ　Ｌ　＋、点火
時期補正値１ｇ＋は、特にエアコン用コンプレッサの負
荷出に対応して行われるもので、上記エアコンのコンブ
レッザ高圧側圧力Ｐの変化が即ちエアコン用コンプレッ
サ駆動に要するエンジン負荷の変動に比例していること
から、第４図、第５図に示すように該圧力Ｐに応じて負
荷補正値Ｄ　Ｌ　ｌ並びに点火時期補正値１ｇ＋を決定
するものである。この結果、第６図、第７図に示すよう
にエアコン動作に対応　　　　　　１して正確に補正量
が決められる。他方、」−記ステップＳ５の判断におい
て、当該ＯＮ状態の負荷がエアコンを含まない場合（Ｎ
ｏ）には、ステップＳｏ。

Ｓ７の動作はキャンセルされ、ステップＳ　２５＋　３
９６でＤ　Ｌ　Ｌ　＝　Ｏ１Ｔｇ＋−０に設定された後
にエアコン以外の負荷の負荷重に対応した通常の負荷補
正値Ｄ　Ｌ　ｐの演算（ステップＳ、）、通常の点火時
期補正値１ｇ２の演算（ステップＳ　、ｏ）に移る。こ
のステップＳ９．Ｓ、ｏへの移行は、上記ステップＳ７
．Ｓ８の動作完了後の場合も同様である（その他の負荷
がＯＮ状態の場合には）。

そして、最終的に−に記エアコンに対応した負荷補正値
Ｄ　Ｌ　＋と通常の負荷補正値Ｄ　Ｌ　２を合わせて最
終的なデユーティ−比算出のための負荷補正値ＤＬ（ス
テップ５１１）並びに最終的な点火時期補正値Ｉｇ（ス
テップ５１２）とする。

その」−で、上記ステップＳ３で演算した基本特性値Ｄ
Ｂと上記負荷補正値ＤＬとから先ずアイドル時の目標回
転数Ｎｏの演算を行う（ステップＳ、３）。

次に、」１記ステップＳ１３で目標回転数Ｎｏが演算さ
れるとこの目標回転数Ｎｏに所定の不感値αを加えた値
Ｎｏ＋αを基準としてエンジンの実間＝１２− 転数Ｎと比較する（ステップＳ、４）。その結果、実回
転数Ｎが上記基準値以下の場合（Ｎｏ）には、さらに当
該実回転数Ｎが、ＮＯ−αの基準値、すなわち目標回転
数Ｎｏから不感値αを減じた値以下であるか否かを判断
する（ステップＳ、５）。

その結果、実回転数Ｎが上記基孕値ＮＯ−α以下である
場合（ＹＥＳ）には、吸入空気量を増加させるためにフ
ィードバック補正値ＤＦＢを△ＤＦＢだけ大きくする演
算（ＤＦＢ４−ＤＦＢ十△ＤＦＢ）を行なう（ステップ
Ｓ、６）。一方、上記の判断の結果、実回転数Ｎが上記
基準値ＮＯ−αよりも犬の場合（ＮＯ）には、略目標回
転数に一致していると認めてステップＳ　１７の最終出
力の演算動作に移る。

他方、上記ステップＳ　１４において、エンジンの実回
転数Ｎが基準値ＮＯ＋α以上の場合（ＹＥＳ）には、マ
イナス側のフィードバックが作用し吸入空気量を減少さ
せることになる。

即ち、その場合には、ステップＳ　２５で当該制御値ｂ
Ｆｅから所定の値△ＤＦＢを減算し、ＤＦＢ−△ＤＦＢ
をフィードバック補正値として算出し最終出力演算動作
（ステップＳ、７）に移る。

ステップＳ　＋７では、以上の各制御動作における演算
データを入力し、次式（１）に基づく最終的な制御値（
デユーティ比）Ｄを算出して、全負荷量に対応して補正
された最終的なフィードバック制御出力を演算する。

Ｄ＝Ｄ　Ｂ　＋Ｄ　Ｌ　＋Ｄ［ｓ　　　　　・・・（１
）また、その後さらにステップＳ　＋８に移り、最終的
な点火時期制御値Ｉ　ｇ−Ｔ　ｇｏ＋　Ｉ　ｇ　Ｌを演
算した後、ステップＳ　１９で上記Ｄ（＝Ｄ　Ｂ　＋Ｄ
　Ｌ　＋ＤＦＢ）を、ステップＳ、。でＩ　ｇ（、”　
Ｉ　ｇｏ＋Ｉ　ｇＬ）をそれぞれ出力する。

なお、−１−記ステップｓ４で負荷スイッチが全くＯＮ
になっていないＮＯの場合には、負荷補正値ＤＬ、点火
時期補正値■ｇ＋、を共に０に設定した上でステップＳ
　＋３に移る。

以」−の制御フローは、所定の周期、例えばエンジンの
一回転毎に行なイっれろ。

なお」１記実施例は、スロットル弁６をバイパスするバ
イパス通路７に電磁弁８を設（：１１該電磁弁を開閉制
御する場合について述べたが、これに限られるものでは
なく、例えばスロットル弁６を直接制御することにより
吸入空気量を調整してもよいことは言うまでもない。

上記の構成によると、外部負荷のＯＮ状態時において、
それらの負荷にエアコンが含まれている場合には、該エ
アコンの運転条件に応じたエンジン実負荷量が当該エア
コン用コンプレッサの高圧側圧力値を基準として適切に
検出され、それに応じた最適な吸入空気量並びに点火時
期の補正がなされることになる。

（発明の効果） 本発明のエンジンのアイドル回転数制御装置は、以−１
−に説明したように、エンジンへの吸入空気■を調整す
る吸入空気量調整手段あるいはエンジンの点火時期を制
御する点火時期制御手段を備え、エンジン負荷投入時に
当該負荷に対応して所定の吸入空気量の増量あるいは点
火時期のアドバンスを行うエンジンのアイドル回転数制
御装置において、エアコン用コンプレッサの高圧側圧力
を検出する圧力検出手段と、この圧ツノ検出手段の検出
値に基づいて」二足吸入空気蚤調整手段により増量され
る吸入空気量あるいは点火時期制御装置によりアドバン
スされる点火時期を負荷量に応じて補正する補正手段と
を設けてなるものである。

従って、本発明によると、エアコン負荷の投入に対応し
て増量される吸入空気量あるいはアドバンスされる点火
時期アドバンス量が、上記エアコンコンプレッサの高圧
側圧力値に基づいて補正されるようになる。そのため、
当該吸入空気量あるいは点火時期は、上記エアコンの運
転条件に対応した適切なものとなり、エンジン出力の不
足による回転変動や着火遅れによる排気エミッションの
悪化も防止され、実用燃費性能もより向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係るエンジンのアイドル回
転数制御装置の制御システム図、第２図は、」二足第１
図の実施例装置における制御動作を説明するめたのフロ
ーチャート、第３図は、第２＝１６− 図の制御動作におけるスロットル弁開度とエンジン回転
数との関係を示す特性図、第４図は、エアコン（コンプ
レッサ）高圧側圧力と負荷補正値ＤＬ。 との関係を示す特性図、第５図は、同エアコン（コンプ
レッサ）高圧側圧力と点火時期補正値Ｉｇ＋との関係を
示す特性図、第６図は、エアコン動作と吸入空気量等補
正量との対応関係を示すタイムチャート、第７図は、エ
アコン（コンプレッサ）の高圧側圧力並びにエアコンコ
ンプレッサ駆動トルクと本発明の点火時期補正特性との
関係を示すタイムチャート、第８図は、従来の点火時期
補正特性を示す。 １・・・・・エンジン本体 ２Ｉ・・命會エアフロメータ ６・・・・・スロットル弁 ７・・・・・バイパスポート ８・・・・・電磁弁 ９・・・・・エンジンコントロールユニット１２・・・
・圧カセンザ １３・・・・ｒｐｍセンサ １４・・・・負荷スイッチ １５・・・・点火装置 ｑ隊埋円−石 ｅ　　　　　　　　　　　− ＫＯぺＬ貴獣捌（←〉り 璧七店寵塚田星戸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．エンジンへの吸入空気量を調整する吸入空気量調整
   手段あるいはエンジンの点火時期を制御する点火時期制
   御手段を備え、エンジン負荷投入時に当該負荷に対応し
   て所定の吸入空気量の増量あるいは点火時期のアドバン
   スを行うエンジンのアイドル回転数制御装置において、
   エアコン用コンプレッサの高圧側圧力を検出する圧力検
   出手段と、この圧力検出手段の検出値に基づいて上記吸
   入空気量調整手段により増量される吸入空気量あるいは
   点火時期制御装置によりアドバンスされる点火時期を負
   荷量に応じて補正する補正手段とを設けてなるエンジン
   のアイドル回転数制御装置。