JPS62643A - 内燃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、内燃エンジンのアイドル回転数制御装置に関
するものであり、特に、エンジン回転数が予定のアイド
ル回転数領域の下限値よりもざらに低下した時に、内燃
エンジンをオープンループ制御モードにして、前記予定
のアイドル回転数領域までエンジン回転数を速やかに上
昇させるようにした内燃エンジンのアイドル回転教訓ｍ
装置に関するものである。

（従来の技術） 従来から、内燃エンジンの吸気通路に設けられたスロッ
トル弁がほぼ閉じられた状態で運転を持続させる、いわ
ゆるアイドル運転時には、スロットル弁の上流と下流と
を連通ずるバイパス通路に設けた制御弁により内燃エン
ジンの吸入空気量を制御して、内燃エンジンのアイドル
回転数制御を行なっている。

すなわち、アイドル運転時には、制御弁の開度をクロー
ズドループ制御モードにして、予定の吸入空気量を確保
し、内燃エンジンが予定のアイドル回転数に近づくよう
に制御している。

具体的には、制御弁の開度を比例的に制御するソレノイ
ドに供給される励磁電流を、次の（１）式により得られ
るソレノイド電流指令値Ｉｃｍｄに基づいて決定するよ
うにしている。

Ｉ　Ｃｌｌｌｄ　＝　Ｉ　ｆｂ（ｒ＋）　　　　　　　
　　−（ｌ）ただし、Ｉｆｂ（ｎ）は、目標アイドル回
転数と、実際のエンジン回転数との偏差に基づいて、比
例（Ｐ項）、積分（１項）、微分（Ｄ項）制御を行なう
為のＰＩＤフィードバック制御項である。

なお、電子制御燃料噴射方式の内燃エンジンでも、吸入
空気量が増加すると、これに伴って、燃料の噴射量も増
加し、この結果、混合気が増量ざれることは一般によく
知られている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の技術は、次のような問題点を有していた
。

前述したように、アイドル運転時には、制御弁の開度が
、ＰＩＤフィードバック制御項に基づいてフィードバッ
ク制御ざれているが、各Ｐ項、１項およびＤ項の係数（
制御ゲイン）は比較的小さく設定されている。これは、
該制御ゲインが大きすぎると、定常アイドル運転時にア
イドル回転数の安定性が悪くなるからである。

しかしながら、スロットル弁をほぼ全開状態のままで、
内燃エンジンの出力側と駆動輪とを接続状態（インギヤ
の状態）にすると、エンジンには負荷がかかり、アイド
ル回転数は急速に降下する状態となる。

そこで、前記フィードバック制御項Ｉ　ｆｂ（ｎ）の値
、したがってソレノイド電流指令値■ｃｍｄの値が大き
くなって、制御弁を開方向に制御するようになる。とこ
ろが、前記したように、フィードバック制御項の制御ゲ
インは比較的小ざい為に、その応答速度が遅い。この結
果、エンジン・ストール状態が生じやすいという欠点が
あった。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
である。

（問題点を解決するための手段および作用》前記の問題
点を解決するために、本発明は、内燃エンジンのアイド
ル運転時において、エンジン回転数が予定のアイドル回
転数領域の下限値よりもざらに低下した時には、従来の
フィードバック制御モードに代えて、制御弁をオープン
ループ制御モードにし、前記予定のアイドル回転数領域
まで、エンジン回転数を速やかに上昇させる構成とした
点に特徴がおる。

なお、本発明では、前記オープンループ制御モード時の
ソレノイド電流指令値（制御量）は、フィードバック制
御中の制御量よりも大きく設定する。

（実施例） 以下に図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第２図は、本発明の内燃エンジンのアイドル回転数制御
装置の一実施例を示す概略構成図である。

同図において、スロットル弁３２がほぼ仝閉状態になる
アイドル運転時の、インテークマニホールド３３におけ
る吸入空気量は、前記スロットル弁３２の上流と下流と
を連通ずるバイパス通路３１に設けられた制御弁３０に
より制御される。

この制御弁３０は、ソレノイド１６に流れる電流に応じ
てその開度が決定される。

噴射ノズル３４からの燃料噴射量は、既知の手段により
、インテークマニホールド３３における吸入空気量に応
じて決定されている。なお、シリンダ３５内のピストン
３８は、往復運動を繰り返して、クランク軸３６に回転
力を与える。

また、ＴＤＣセンサ５は、各シリンダのピストンが上死
点前９０度に達したとぎに、パルスを発生する。換言す
れば、前記ＴＤＣセンサ５は、クランク軸３６が２回転
するごに気筒数と同じ数のパルス（以下、ＴＤＣパルス
という）を出力し、これを電子制御装置４０へ供給する
。

エンジン回転数カウンタ２は、前記ＴＤＣセンサ５から
出力されるＴＤＣパルスの感覚を掲示することによりエ
ンジン回転数を検出し、これに応じたデジタルのエンジ
ン回転数信号を、電子制御装置４０へ供給する。

スロットル開度センサ３は、スロットル弁３２の開度信
号をデジタル信号として電子制御装置４０へ供給する。

エンジン温度センサ４は、内燃エンジンの冷却水の温度
ＴＷを検出し、これに応じたデジタルのエンジン温度信
号を電子制御装置４０へ供給する。

第３図は、第２図の電子制御装置４０の内部構成の一興
体例を示すブロック図である。図において、第２図と同
一の符号は、同一または同等部分を必られしている。

電子制御装置４０は、中央演算装置（ＣＰＵ）５０、記
憶装置くメモリ）５１および入出力処理回路（インター
フェース）５２からなるマイクロコンピュータ５３と、
マイクロコンピュータ５３の指令（ソレノイド電流指令
値ｉｃｍｄ）に応じてソレノイド１６に流れる電流を制
御する制御弁駆動回路５４から構成されている。

制御弁駆動回路５４は、前記■ｃｍｄに応じてソレノイ
ド１６に流れる電流を制御するための制御信号を出力す
る。この結果、制御弁３０（第２図）の開度は前記１　
ｃｍｄに応じて制御され、ひいてはアイドル回転数も、
Ｉ　ｃｍｄに応じて制御されることになる。

以下、図面を用いて本発明の実施例の動作を説明する。

第４図は、本発明の実施例の動作を説明するフ「」−チ
ャートである。なお、第４図のフローチャートの動作は
、ＴＤＣパルスによる割込みによりスタートする。

第４図において、ステップＳ１では、エンジン回転数セ
ンサ２で検出したエンジン回転数の逆数（周期）、また
はそれに相当する量Ｍｅ　　（今回値；０）を読み込む
。

ステップＳ２・・・前記Ｍｅ（ｎ）、および該Ｍｅ（ｎ
）と同一のシリンダにおける前回計測値Ｍｅ　　［当該
工ンジンが６気筒エンジンの場合は、Ｍｅ（ｎ−６）］
の差−すなわち、周期の変化率ΔＭｅを算出する。

ステップＳ３・・・前記Ｍｅ（ｎ）が、予定のアイドル
回転数領域の下限値の逆数、またはそれに相当する量Ｍ
ａｌｏｐよりも大きいか否かを判定する。換言すれば、
現在のエンジン回転数が、アイドル回転数領域の下限値
よりも小ざい値であるか否かを判定する。

なあ、前記ＭａｌＯ１）は、予めメモリ５１内に記憶さ
れている。

そして、この判定が不成立の時は、およびステップＳ４
をジャンプしてステップＳ６へ進む。一方、この判定が
成立する時はステップＳ４へ進む。

ステップＳ４・・・前記ΔＭｅが、内燃エンジンの予定
の減速傾向を示す周期の変化率ＤＭｌｏｐよりも大きい
か否かを判定する。該判定が不成立の時はステップＳ６
へ進む。

一方、該判定が成立する時は、内燃エンジン、したがっ
て制御弁３０（第２図）を低速側のオープンループ制御
モードとする為に、ステップＳ５へ進む。

なお、前記ＤＭｌＯｔ）は予めメモリ５１内に記憶され
ている固定値である。

ステップＳ５・・・ソレノイド電流指令値１　ｃｍｄと
して、■ｌｏｐを制御弁駆動回路５４へ出力する。

その後、処理はメインプログラムへ戻る。

ただし、１ｌｏｐは、前記ステップＳ１で読み込んだＭ
ｅ（ｒｌ）に対応するエンジン回転数Ｎｅをパラメータ
として、メモリ５１内に記憶されているＮｅ−Ｊｌｏｐ
テーブルから読み出された電流指令値（制御量）である
。

第５図は、前記Ｎｅとｌ１ｏｐとの関係を示すグラフで
ある。この第５図から明らかなように、■ｌｏｇは、ア
イドル回転数領域の下限値Ｎａ１Ｏｐよりエンジン回転
数が、予定値低下するごとに、それに応じて段階的に増
量するように設定されている。

なお、本実施例では、１ｌｏｐの一番低いステップ値が
、後述するステップ３１２で設定されるもので、該ステ
ップＳ５の低速側のオープンループ制御モードに移行す
る直前の制御量Ｉ　ｆｂ（ｎ）よりも大きい値とされて
いる。Ｎ　ｒｅｆｏは目標アイドル回転数を示す。

ステップＳ６・・・スロットル開度センサ３からの入力
信号により得た現在のスロツル開度θｔｈが、アイドル
運転時のス゛ロットル弁３２の開度として予定された開
度の上限値θ１ｄｌｈよりも小ざいが否かを判定する。

該判定が不成立の時にはステップＳ８へ進み、該判定が
成立する時にはステップＳ７へ進む。

ステップＳ７・・・前記ステップＳ１で読み込んだＭｅ
（ｎ）が、予定のアイドル回転数領域の上限値の逆数、
またはそれに相当する量Ｍａｎよりも大ぎいか否かを判
定する。なお、前記Ｍａｎはあらかじめメモリ５１内に
記憶されている。

そして、この判定が不成立の時は、ステップＳ８へ進み
、判定が成立する時は、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ８・・・後述するステップ３１３で算出し、
ステップ５１４でメモリ５１内に記憶された学渭値Ｉｘ
ｒｅｆを、ソレノイド電流指令値Ｉｃｍｄとして制御弁
駆動回路５４へ出力する。

ステップＳ９・・・前記ステップＳ１で読み込まれたＭ
ｅ（ｎ）と、予定の目標アイドル回転数Ｎ　ｒｅｆＯの
逆数、またはそれに相当するｉＭｒｅｆＯとの偏差ΔＭ
ｅｆ＠算出する。

ステップＳ１０・・・前記ステップＳ３で得た八Ｍｅお
よびステップＳ９で得たΔＭｅＬならびに積分項制御ゲ
インＫｉｍ、比例項制御ゲインＫｐｍ、微分項制御ゲイ
ンＫｄｍを用いて、積分項Ｉｉ、比例項Ｉｐ、微分項Ｉ
ｄを、それぞれ図中に示す演算式にしたがって算出する
。

なお、前記各制御ゲインは、予めメモリ５１内に記憶さ
れているものを読み出して得られる。

ステップＳ　１１　・・−Ｉａｉ（ｎ）として、Ｉａｉ
（前回値：ｎ−１）に前記ステップＳ１０で得た積分項
Ｉｉを加算する。

ステップ３１２・・・ステップＳ１１で算出された１　
ａｉ　（ｎ）に、ステップＳ１０で算出されたＩｐおよ
びＩｄがそれぞれ加算され、■ｆｂ（ｎ）として定義さ
れる。

ステップＳ１３・・・後記する（２）式により定義され
た字消値Ｉ　ｘｒｅｆ　（ｎ）が算出される。

Ｉ　ｘｒｅｆ（ｎ）　＝　Ｉ　ａｉ（ｎ）　ｘ　Ｃｃｒ
ｒ／ｍ＋　Ｉ　ｘｒｅｆ（ｎ−１）　ｘ　（ｍ　−Ｃｃ
ｒｒ）／ｍ・・・（２） なお、前記（２）式中の…およびＣｃｒｒは任意に設定
される正の数であり、ｍとＣｃｒｒの関係はｍ＞Ｃｃｒ
ｒとなっている。

ステップＳ１４・・・以上のようにして算出された学習
値Ｉｘｒｅｆを、メモリ５１に記憶する。

ステップＳ１５・・・前記ステップＳ１２で算出したｌ
　ｆｂ（ｎ）を、ソレノイド電流指令値ｉ　ｃｍｄとし
て制御弁駆動回路５４へ出力する。その後、処理はメイ
ンプログラムへ戻る。

次に、本発明の機能ブロック図を第１図に示し、本発明
の構成について説明する。

アイドル回転数下限判定手段１０１は、エンジン回転数
センサ２で検出したエンジン回転数が、予定のアイドル
回転数領域の下限値よりも小ざいか否かを判定する。こ
の結果、小さいと判定した時には、論理値“′１″の信
号をアンドゲート１０４の一方の端子に供給し、該アン
ドゲート１０４を開状態にする。

周期変化率演算手段１０２は、例えば、同一シリンダに
おける今回計測値と前回計測値とからエンジン回転数の
周期の変化率へＭｅを算出する。

減速率判定手段１０３は、前記へＭｅが内燃エンジンの
予定の減速傾向を示す周期の変化率よりも大きいか否か
を判定する。この結果、大きいと判定した時には、内燃
エンジン、したがって制御弁３０（第２図）を低速側の
オープンループ制御モードにする為に、４４１　Ｉｔの
信号をアンドゲート１０４の他方の端子へ供給する。

該ｔｔ　１　＃＃倍信号、ざらにアンドゲート１０４を
介して、ソレノイ°ド“電流指令値決定手段１０５へ読
出し信号として供給される。

ソレノイド電流指令値決定手段１０５には、Ｎｅ〜ｌ１
Ｏｐテーブルが記憶されており、エンジン回転数Ｎｅを
アドレス信号として、予定の制御量（ｌｏｐが読み出さ
れる。そして、該制御量（ｌｏｐがソレノイド電流指令
値■Ｃｍｄとして制御弁駆動回路５４（第３図）へ出力
される。

なお、以上の説明では、前記制御量Ｊｌｏｐをソレノイ
ド電流指令値■Ｃｌｌ１ｄとして、そのまま制御弁駆動
回路５４へ出力する場合であったが、本発明の低速側の
オープンループ制御モードに移行する直前のフィードバ
ック制御項Ｉｆｂ（ｎ）、または学習値ｉ　ｘｒｅｒ＠
　Ｉ　ｌｏｐに加算してＩＣｌ１Ｉｄとし、これを制御
弁駆動回路５４へ出力するようにしてもよい。

ただし、この時は、Ｉｌｏｇは、Ｉ　ｆｂ（ｎ）または
Ｉｘｒｅｆの修正項となるので、その値は第５図に破線
で示すように、小ざな値となる。

また、前記したｌ１ｏｐ等に、エンジン温度センサ４で
検出したエンジン温度に応じた予定の制御は■ｔｗを加
算して、ソレノイド電流指令値Ｊ　ｃｍｄを決定するよ
うにしてもよい。

これはエンジンにかかる機械的な負荷は、エンジン温度
が低いほど重く、エンジン温度の上昇とともに軽くなる
傾向を有するからである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、つぎ
のような効果が達成される。

（１）内燃エンジンのアイドル運転時において、エンジ
ン回転数が予定のアイドル回転数領域の下限値よりもざ
らに低下した時には、それまでのフィードバレク制御中
の制御量よりもソレノイド電流指令値を大きな値とする
オープンループ制御モードに切り換えることによって、
エンジ・ン・ストール状態などの発生を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の機能ブロック図である。第２図は本発
明の内燃エンジンのアイドル回転数制御装置の一実施例
を示す概略構成図である。第３図は、第２図の電子制御
装置の内部構成の一興体例を示すブロック図である。第
４図は本発明の実施例の動作を説明するフローチャート
である。第５図はエンジン回転数Ｎｅと制御量Ｊｌｏｐ
の関係の一例を示すグラフである。 ２・・・エンジン回転数カウンタ、３・・・スロットル
開度センサ、４・・・エンジン温度センサ、１６・・・
ソレノイド、３０・・・制御弁、３１・・・バイパス通
路、３２・・・スロットル弁、４０・・・電子制御装置
、５３・・・マイクロコンピュータ、５４・・・制御弁
駆動回路、１０１・・・アイドル回転数下限判定手段、
１０２・・・周期変化率演算手段、１０３・・・減速率
判定手段、１０５・・・ソレノイド電流指令値決定手段 代理人　弁理士　平木通人　外１名 第　　　２　　　図 ｔａ６図 手続補正書く自発） １．事件の表示 特、願昭６０−１３７４４５号 ２、発明の名称 内燃エンジンのアイドル回転数制御装置３、補正をする
者 事件との関係　　特許出願人 （５３２）本田技研工業株式会社 ４、代理人 ５、補正の対象 ６、補正の内容 （１）明細書第８頁第１６行「感覚を掲示」を「間隔を
計測」と補正。 （２）同第１４頁第１３行「Ｓ３」を「Ｓ２」と補正。 昭和６１年７月２ζ日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃エンジンのスロットル弁の上流と下流とを連
   通するバイパス通路に設けられた制御弁制御弁を有し、
   該制御弁の開度を、制御弁指令値に応じて比例的に制御
   することによって、アイドル運転時の内燃エンジンの吸
   入空気量を制御する内燃エンジンのアイドル回転数制御
   装置において、 内燃エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサ
   と、 前記エンジン回転数センサの出力から、現在のエンジン
   回転数が目標アイドル回転数よりも予定量低いことを検
   出した場合に、その旨の判定信号を出力する第１の判定
   手段と、 前記エンジン回転数センサの出力に基づいて、エンジン
   回転数が予定の減速傾向にあることを検出した場合に、
   その旨の判定信号を出力する第２の判定手段と、 前記第１の判定手段および第２の判定手段の各判定信号
   の出力に応答して、前記制御弁をフィードバック制御か
   ら低速側のオープンループ制御モードに切り換えるとと
   もに、予定の制御弁指令値を発生出力する信号発生手段
   と を具備したことを特徴とする内燃エンジンのアイドル回
   転数制御装置。
2. （２）前記信号発生手段から発生出力される制御弁指令
   値が、エンジン回転数の低下に応じて増大することを特
   徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の内燃エンジン
   のアイドル回転数制御装置。
3. （３）前記制御弁指令値は、前記低速側のオープンルー
   プ制御モードに切り換わる直前のフィードバック制御中
   の電流指令値に、予定の値が加算されたものであること
   を特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の内燃エン
   ジンのアイドル回転数制御装置。
4. （４）前記予定の電流指令値が、エンジン回転数の低下
   に応じて増大することを特徴とする前記特許請求の範囲
   第３項記載の内燃エンジンのアイドル回転数制御装置。