JPS6299643A

JPS6299643A - エンジンのアイドル回転数制御装置

Info

Publication number: JPS6299643A
Application number: JP24019485A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Izumio; 泉尾　正博
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-10-26
Filing date: 1985-10-26
Publication date: 1987-05-09
Anticipated expiration: 2009-10-26
Also published as: JPH0684732B2

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、学習制御機能を何する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）近年自動車用エンジン等において多用されている電子制
御によるアイドル回転数制御装置は、一般にエンジンの
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１１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目標回転数との回転
数の偏差量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。

そして、上記の場合、具体的には、マイクロプロセッサ
により構成されるエンノンコントローラを使用し、上記
吸入空気ｍ調整手段を、上記目標回転数に対応させて設
定した所定の基本制御量によって制御し、当該所定の基
本制御量によって得られる実回転数が上記目標回転数と
不一致の場合には、そのときの負荷ｍ又は偏差量に応じ
て上記所定の基本制御量を補正することによって実回転
数を目標回転数に収束せしめる構成が採用される。

ところで、上記補正量を含めた最終的な制御量は次のよ
うにして一般的に定められる。

最終制御量Ｇ＝Ｇｓ＋ΣＧＬ＋ＧＦＢ但し、ＧＢ：基本制御量ＧＬ、各種エンジン負荷に対応した補正量ＧＦＢ：フィ
ードバック補正量ここで、上記基本制御ｆｉＧａは無負荷時におけるエン
ジン固有の特性値を基礎にエンジン回転数と冷却水温と
に対応して設定される。また、エンノン負荷（例えばエ
アコン、パワーステアリング等）に対応し、た補正量Ｇ
＋−は、それぞれの負荷量に応じＪこ固有値として定め
られる。そして、オーブンループ制御による吸気量槽ｍ
値として作用する。さらに、フィードバック補正ｊｌＧ
ＦＢは、実際のエンジン回転数と目標回転数との偏差量
に応じて当該運転状態に応じて任意に定まるクローズト
ループ制御時の補正量である。

すなわち、上記の一般式（例えば、デユーティ−比算出
式となっている）から明らかなように、最終制御量Ｇは
、エンジン固有の特性値と冷却水温によって定められる
基本制御ｉＧＢを中心とし、負荷量に対応した補正量と
回転数の偏差量に対応した補正量が加算されるようにな
っている。そして、この場合、もちろん制御量としては
、基本制御量が最も大きい。

従って、上記アイドル時のエンジン回転数の制御を高精
度に行うためには、先ず上記無負荷時の基本制御量ＣＢ
の値を可及的高精度に設定することが前提となる。

ところが、エンジン固有の特性値を決定するエンジン構
造、形状、部品、シール状態等は、経年変化を生ずるた
めに常に完全な固定値として考えることはできない。ま
た、上記特性値は、エンジンの使用環境（低地と高地）
の相違による大気圧の変化によっても変動する。そこで
、従来上記エンジンの特性値に対応した基本制御量のみ
による場合のエンジンの実回転数と本来必要な目標回転
数との偏差量を上記フィードバック補正時の負帰還作用
により帰還量として検出し、この検出値を基本制御攪自
体に対する補正値として学習記憶させる学習補正手段を
備えたエンジンのアイドル回転数制御装置が提案されて
いる（例えば特開昭５６−４４４３１号公報参照）。こ
のようなエンジンのアイドル回転数制御装置によると、
上記最終制御ｆｆ１Ｇ算出のための一般式は、次のよう
に変形される。

Ｇ＝ＣＢ　＋Ｇｓ＋ΣＧＬ＋ＱＦＦ３但し、Ｇｓ・学習補正項従って、このような構成によればエンジンの経年変化や
使用環境の相違によりエンジン特性値に変動が生じてら
、それらに応じて基本制御量自体が自動的に補正される
から、エンジンメンテナンスがフリーとなる効果を得ろ
ことができるとともに基本制御量の設定精度を向上させ
ることができる。

ところが、その場合、上記学習補正に際して実際に上記
補正値を決定記憶するためには、上記の説明から明らか
なように当該エンジンの運転状態が学習可能な状態であ
ること、すなわち無負荷かつ定常状態であることが必要
である。従って、各種のエンジン負荷、例えばエアコン
やパワーステアリングが作動している状態では上記学習
補正を行うことはできない。この場合、当該エンジン負
荷が上記のようにエアコンとかパワーステアリングなど
のように負荷投入状態を容易に検出できるものの場合に
は、該検出時に上記学習補正動作を禁止することにより
誤動作を容易に防止することができる。

しかし、オルタネータがエンジン負荷となる各種の電気
負荷の作動の場合には、先ず種類が多いこと、次に、エ
ンジンとの関係でＯＮ・ＯＦＦ状態の把握をしにくいら
のが多いこと、さらにオルタネータの発ｌＸｆｆ１が負
荷作動のみに対応するものではな（、バッテリの充電状
態によっても大きな影響を受けることなどの理由によっ
て、容易にその作動状態を検出できないことに加えて負
荷量を特定することが難しい。そのため、上述の従来技
術による学習補正制御の精度向上には、どうしてもある
程度の限界があった。

（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、学習
補正時には、オルタネータのフィールド電流を所定値に
固定することにより、負荷量を一定値に固定させ、より
高精度な学習補正制御を可能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さするものである
。

（目的を達成するための手段）本発明は、上記の目的を達成するために、無負荷時にお
けるエンノンの目標回転数を設定する目標回転数設定手
段と、無負荷時におけるエンジンの実回転数が上記目標
回転数に一致するようにエンジンに対する基本制御量を
設定する基本制御量設定手段と、この基本制御量設定手
段により設定された基本制御量によって得られるエンジ
ンの実回転数と上記目標回転数との偏差量に基づいて上
記エンジンの実回転数を上記目標回転数に一致さＤ・る
ための補正量を演算する捕正量演算手段と、この捕正量
演算手段により演算された補正量を上記基本制御量設定
手段により設定された基本制御量に対する補正値として
所定の演算周期で記憶更新し、当該記憶更新された値で
上記基本制御量の補正を行う学習補正手段とを備えたエ
ンジンのアイドル回転数制御装置において、上記学習補
正手段の作動時には上記エンジンによって駆動されるオ
ルタネータのフィールド電流を電気負荷の変動に拘わら
ず所定値に維持するオルタネータ制御手段を設けてなる
ものである。

（作　用）上記の手段によると、学習補正手段の作動時には、各種
電気負荷の変動に拘わらずオルタネータのフィールド電
流が所定値に維持されるのでエンジン負荷としてのオル
タネータは負荷変動のない固定値として規定することが
でき、学習補正制御に際する基本制御量の決定に当たっ
てもエンジン固有の値として見込むことができる。その
結果、各種電気負荷又はバッテリ電圧そのものがどのよ
うに変動したとしても学習補正制御値には全く影響がな
くなり、学習精度がより向上する。

（実施例）先ず、第２図および第３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
２図は上記実施例装置の制御システムの概略図、第３図
は上記実施例装置の動作を説明するフローチャート、ま
た第４図は上記実施例装置における制御動作を説明する
スロットルバルブ開度（ＴＶＯ）とエンジン回転数（ｒ
ｐｍ）との関係を示す特性グラフである。

先ず、最初に第２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２図において、符号ｌはエンジン本体であり、吸入空
気はエアクリーナ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を経て各ンリン
ダに供給され、また燃料は後述のエンノンコントロール
ユニット９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、上記ノ
リンダへの吸入空気の量は、上記スロットルチャンバ３
内に設けられているスロットル弁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。従って、アイドル運転状態では、上記エ
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
量は」１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（以下、ＥＣＵと略
称する）９より供給される制御パルス信号（以下、単に
制御信号と言う）Ｇのデユーティ−比によってその開閉
状態が制御される。また、符号１５は、エンジンにより
駆動されるオルタネータであり、その発電量はＩＣレギ
ュレータＩ４によってコントロールされる。ＩＣレギュ
レータ１４は、上記オルタネータＩ５のフィールド電流
を変化させることによって当該オルタネータ１５の発電
量をコントロールする一方、その動作状態は上記ＥＣＵ
９からの制御信号によって制御される。さらに、符号Ｉ
２はフューエルタンク、Ｉ３は燃料供給ポンプを示して
いる。

［＝　ｃ　ｕ　９は、例えばマイクロプロセッサ（ＣＰ
Ｕ）を中心とし、メモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭ）および
インターフェース（Ｉｌｏ）回路を備えて構成されてい
る。そして、このＥＣＵ９の上記インク−フェース回路
には例えばエンジン始動信号Ｓ１エンジン回転数検出信
号Ｎ、サーミスタにより検出されたエンジン本体夏の冷
却水温度の検出信号Ｔｗ、例えばボテンンヨメータによ
り検出されたスロットル弁６の開度信号ＴＶＯ、エアフ
ロメータ２によって検出さイまた吸入空気量検出信号Ｑ
、エアコン、パワーステアリング等の各種の負荷信号り
が各々入力される。

また、符号ｌＯは、３元触媒コンバータ１１を備えた排
気管を示している。

次に、以上の制御装置の制御動作を第３図のフローチャ
ートを参照して詳細に説明する。

最初に制御動作がスタートされると、所定の時間間隔で
上述した各種の入力情報、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）が読み込
まれ、その上でそれらの情報を基にして先ずステップＳ
、で現在の運転状態が第４図に示すアイドル運転状態に
おけるフィードバック制御（Ｆ／Ｂ）領域にあるか否か
が判断される。

即ち、エンジン回転数（Ｎ）が所定値（Ｎｅｘｔ）以下
てスロットル弁６の開度が最小開度状態（ＴＶＯｍｉｎ
）のときに、アイドルフィードバック制御領域と判断し
、他方上記エンジン回転数（Ｎ）が上記の所定値（Ｎ　
ｅｘｔ）よりら高いとき、あるいはスロットル弁６の開
度（ＴＶＯ）が最小開度（Ｔ　Ｖ　Ｏｍ１ｎ）よりも所
定値以上大きいときには非フイードバツク制御領域と判
断する。

そして、アイドルフィードバック制御領域にある場合（
Ｙ　Ｅ　Ｓ　）には、続いてステップＳ、に進み、アイ
ドル回転数制御のための上記フィードバック制御信号用
の制御値デユーティ比の演算動作を行ってフィードバッ
ク制御を実施する。

他方、エンジン回転数（Ｎ）が所定値（Ｎｅｘｔ）以上
あるいはスロットル弁６の開度（ＴＶＯ）が最小開度よ
り所定値以上大きい場合には、非フイードバツク制御領
域である（ＮＯ）と判断し、ステップＳ２のフィードバ
ック制御は不要であると認めてオーブンループ制御に移
り所定の待ち受は量を設定して最終出力とし当該周期の
フローによる制御動作を終了する。

次に、ステップＳ３では、学習補正制御が可能な条件、
すなわち当該エンジンの運転状態か無負荷かつ定常状態
にあるか否かを判断する。その結果、ＹＥＳ、すなわち
学習補正条件が成立している場合には、さらにステップ
Ｓ４に進み、エンジン回転数（Ｎ）とエンジン冷却水／
ＦｊＬ（Ｔ　ｗ）とによって決定される基本特性値（基
本制御量）ＣＢに対する実際の偏差量（補正値）ΔＧＢ
が所定の値、すなわち学習値の更新を必要とする程度に
大きな値Ａ以上になっているか否かを判断する。その結
果、ＹＥＳの場合には、次にステップＳ５に進んでＥＣ
Ｕ９はオルタネータＩ５のＩＣレギュレータを制御し、
オルタネータ１５のフィードバック電流を一定値（例え
ば零）にする。なお、このフィードバック電流を零とし
た場合には、オルタネータ１５の発電動作は停止される
。その結果、従来技術の項で説明したような各種電気負
荷の存在によるオルタネータＩ５の発電状態の違いによ
る学習制御への悪影響を除去することができる。

そして、その上でステップＳ６で学習を開始し、ステッ
プＳ７て学旨値を更新し、ステップＳ８でオルタネータ
制御の終了をセントして当該周期の制御動作を終了する
。

尚、本実施例ではデユーティ制御の一例を示したが電流
制御、すなわち電流量によりバイパス弁の開度制御を行
ってもかまわない。

（発明の効果）本発明は、以上に説明したように、無負荷時におけるエ
ンジンの目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、
無負荷時におけるエンジンの実回転数が上記目標回転数
に一致するようにエンジンに対する基本制御量を設定す
る基本制御量設定手段と、この基本制御量設定手段によ
り設定された基本制御量によって得られるエンジンの実
回転数と上記目標回転数との偏差量に基づいて上記エン
ジンの実回転数を上記目標回転数に一致させるための補
正量を演算する捕正量演算手段と、この補正ｍ演算手段
により演算された補正量を上記基本制御量設定手段によ
り設定された基本制御量に対する補正値として所定の演
算周期で記憶更新し、当該記憶更新された値で上記基本
制御量の補正を行う学習補正手段とを備えたエンジンの
アイドル回転数制御装置において、上記学習補正手段の
作動時には上記エンジンによって駆動されるオルタネー
タのフィールド電流を電気負荷の変動に拘イつらず所定
値に維持するオルタネータ制御手段を設けたことを特徴
とするものである。

従って、本発明によれば学習補正手段の作動時には、各
種電気負荷の変動に拘わらずオルタネータのフィールド
電流が所定値に推持されるのでエンジン負荷としてのオ
ルタネータは負荷変動のない固定値として規定すること
ができ、学’ｋｌ　Ｎｌｉ正制御に際する基本制御量の
決定に当たってもエンジン固育の値として見込むことか
で・きる。その結果、各種電気負荷又はバッテリ電圧そ
の乙のがどのように変動したとしても学習補正制御値に
は全く影響がなくなり、学習精度がより向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のクレーム対応図、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の制御
システム図、第３図は、上記第２図の実施例装置におけ
る制御動作を説明するためのフローチャート、第４図は
、第３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である。１・・・・・エンジン本体２・・・・・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・・・
・フューエルタンク１４・・・・ＩＣレギュレータ１５・・・・オルタネータ出　願　人　　マ　ツ　ダ　株式金社〜ｌ×Ｔエンジン１噸１目Ｗ　（’／　（ｒｐｍ　＋第
４図

Claims

【特許請求の範囲】

１．無負荷時におけるエンジンの目標回転数を設定する
目標回転数設定手段と、無負荷時におけるエンジンの実
回転数が上記目標回転数に一致するようにエンジンに対
する基本制御量を設定する基本制御量設定手段と、この
基本制御量設定手段により設定された基本制御量によっ
て得られるエンジンの実回転数と上記目標回転数との偏
差量に基づいて上記エンジンの実回転数を上記目標回転
数に一致させるための補正量を演算する捕正量演算手段
と、この補正量演算手段により演算された補正量を上記
基本制御量設定手段により設定された基本制御量に対す
る補正値として所定の演算周期で記憶更新し、当該記憶
更新された値で上記基本制御量の補正を行う学習補正手
段とを備えたエンジンのアイドル回転数制御装置におい
て、上記学習補正手段の作動時には上記エンジンによっ
て駆動されるオルタネータのフィールド電流を電気負荷
の変動に拘わらず所定値に維持するオルタネータ制御手
段を設けたことを特徴とするエンジンのアイドル回転数
制御装置。