JPS63131844A - 内燃機関の回転数制御装置 - Google Patents

内燃機関の回転数制御装置

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JPS63131844A
JPS63131844A JP61280420A JP28042086A JPS63131844A JP S63131844 A JPS63131844 A JP S63131844A JP 61280420 A JP61280420 A JP 61280420A JP 28042086 A JP28042086 A JP 28042086A JP S63131844 A JPS63131844 A JP S63131844A
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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〕 この発明は、吸気量を目標値Ｋｖ＃整するループと回転
数を目標値に調整するループとを併用して吸気調整と回
転数調整動作を速めるようにした内燃機関の回転数制御
装置に関する。
〔従来の技術〕
従来よシ、内燃機関の無負荷回転数を所定の回転数に定
値制御することが行われている。この回転数制御の目的
は、無負荷時の燃料消費を極力抑制するように無負荷回
転数を低く設定すること、および外乱による回転数変動
を抑制することであって、迅速かつ高精度の制御性が要
求される。
回転数を変動させる要因は大別して機関そのものの無負
荷損失の変動や機関の熱効率の変動による一次要因と、
この−次要因による回転数変動を調整するために用いら
れる吸気調整手段に内在する調整ゲインの変動や吸気源
たる大気のｔ＆ｉ度の変動による二次要因に分類される
。
そのため、１％開昭５９−１６２３４０号公報に見られ
るように、回転数の目標値と実際値の偏差に基づいた調
整信号に応じて目標の吸気量ないしは吸気管圧力との偏
差に基づいた調整信号に応じて吸気調整手段を制御する
ことによって、回転数を目標値に制御する方法がある。
この方法によれば、前記回転変動の一次要因に対応して
は回転数の目標値と実際値との備差に基づく調整信号（
回転数調整信号）が応動し、二次要因に対応しては、吸
気量ないしは吸気管圧力の目標値と実際値の差を積分し
た値に基づく調整信号（吸気！１ｌｉＩＩ整信号）が応
動するので、回転数のみによってフィードバック制御す
るよシは回転変動を高精度にかつ迅速に調整可能である
ことは自明である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このように上記公報に示す従来例では、回転数制御手段
自体に有する誤差を自己修正する目的で吸気量調整ルー
プを示すものである。
この場合、吸気量調整ループの応答は回転数調整ループ
に・比して、充分速いものでないと意味をなさない。
しかしながら、吸気量調整ループの応答性を速めると、
何らかの外乱に応じて機関の回転数が異常に下降したと
き、機関の吸気量が急速に減少し、これに応じて、吸気
量調整信号が急速に太きくなる。機関回転数が異常低下
している状態では吸気量は機関回転数に律速されており
、吸気に調整信号を増大させても冥際の吸気量を増大さ
せることはできず、結局吸気量調整信号は増大方向に発
散しつつ機関は停止に至る。
欠く再始動をして回転数および吸気量の調整ループが作
動状態に入ったとき、吸気量調整信号が過大な値に発散
しているため、吸気量が過大になり、したがって、機関
の回転数は異常に上昇し、以後正常な値に向けて整定し
ていく。
この発明は、かかる間＠点を解決するためになされたも
ので、調整動作を早くすることができるとともに、機関
の異常な回転数低下からの再始動に際しても回転数の異
常な暴走を防止できる内燃機関の回転数制御装置を得る
ことを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る内燃機関の回転数制御装置は、機関の吸
気量に相当する電気出力を発生する吸気量センサと、こ
の吸気量センサの出力と機関の目標の吸気量とに関係し
て吸気調整器から発生する調整信号にほぼ比例して機関
の吸気量を増減させる調整弁と、異常回転検出手段と吸
気量調整信号をリセットする手段とを設けたものである
。
〔作　用〕
この発明においては、吸気量センサにより機関の吸気量
に相当する電気出力を発生させ、この電気出力と吸気調
整器で得られる目標の吸気量に関連した調整信号にほぼ
比例して調整弁により機関の吸気ｉ−を増減させ、異常
回転数を検出したとき＃′ｉ調整信号を基卑値にリセッ
トする。
〔実施例〕
以下、この発明の内燃機関の回転数制御装置の実施例に
ついて図面に基づき説明する。図はその一実施例のへ成
を示すブロック図である。この図において、１は内燃機
関であり、この内燃機関１に吸気管２が連結されている
。
吸気ｇｉ２の所定個所にスロットル弁３が配設されてい
る。スロットル弁３は回転数を負荷に対応して制御する
ものである。このスロットル弁３０前後において、吸気
ｖ２にバイパス通路９１．９２が設けられている。
この・々イノぞス通路９１．９２間には、吸気制御弁と
して、リニア特性を有するソレノイド弁８が配設されて
いる。このソレノイド弁８は駆動装置７の出力によシ駆
動制御されるようになっている。
一方、内燃機関ＩＫは、歯車４１が設けられている。こ
の歯車４１は内燃機関１の回転に連動するようになって
いる。この歯車４１０口転回転転数センサ４２で検出す
るようになっている。回転数センサ４２は歯車４１の回
転を検出して機関回転数ｎｅｔ−誤差増幅器６１に出力
するようになっている。
誤差増幅器６１には、目標回転数発生器５の出力ｎｔ　
も入力されるようになっておシ、誤差増幅器６１は回転
数センサ４２の出力ｎ６と目＆ｌ１ｉＬ転　′数発生器
５の出力ｎｉとの誤差Δｎを演算して、回転数調整器６
２に出力するようになっている。
目標回転数発生器５は、機関温度などの諸条件に対応し
て目標の無負荷回転数の目標値を発生するものであシ、
ま九、回転数調整器６２は誤差増幅器６１の出力全党け
て、比例、積分、もしくは微分動作によって誤差Δｎを
なくする方向に回転数調整信号を発生するものである。
この回転数調整器６２の出刃は機関の目標の吸気量ＱＴ
となる。この目標の吸気量ＱＴは誤差増幅器１１１に送
出するようになっている。誤差増幅器１１１には、吸気
量・センサ１０からの吸気量Ｑｅ　も入力されるように
なっている。
吸気量センサ１０は吸入管２に設けられておシ、応答性
がよいものである。この吸気蓋センサ１０から出力され
る吸気ＪｔＱｅと回転数調整器６２から出力される目標
の吸気シＱＴは誤差増幅器１１１で誤差ΔＱを演算して
、吸気９１整器１１２に出力するようになっている。
この吸気調整器１１２は誤差ΔＱを受けて積分動作によ
って誤差ΔＱｔ−なくする方向に吸気調整信号を発生し
て駆動装置７に送出するようになっている。
駆動装置７はソレノイド弁８に駆動信号を送り、ソレノ
イド弁８はこの駆動信号によシ開ロ面積が増減制御され
るようになっている。５ 回転数センサ４２の出力は異常回転数検出器１１３に与
えられ、異常回転数検出器１１３の出力は吸気調整器１
１２に接続されている。
次に、以上のように構成されたこの発明の内燃機関の回
転数制御装置の動作について説明する。
回転数の誤差Δｎによって回転数調整器６２が作動し、
出力を発生する。
この回転数調整器６２は機関１の回転数と目標の回転数
とに関連して、内燃機関１の目標の吸気′ｊ１を発生す
るものであシ、この回転数調整器６２の出力は誤差増幅
器６１から出力される誤差Δｎが減少する方向に発生す
るので、誤差Δｎが極小になると整定する。
回転数調整器６２の出力は機関１の吸気量の目標値ＱＴ
として用いられ、誤差増幅器１１１に送られる。この誤
差増幅器１１１には、吸気蓋センサ１０の出力Ｑｅ　も
入力される。
誤差増幅器１１１はこの出力Ｑｅと吸気蓋の目標値ＱＴ
との誤差ΔＱｆ、求めて吸気量調整器１１２に出力する
。この吸気量の誤差ΔＱＫよって、吸気調整器１１２が
作動して出力を発生する。
この出力は吸気量センサｌＯから出力される吸気量Ｑｅ
　と目標の吸気量ＱＴＯ差を積分した値に関連した信号
である。
この吸気ｐｌ！１器１１２の出力は誤差ΔＱが減少する
方向に発生するので、誤差ΔＱが極小になると整定する
。吸気調整器１１２の出力は駆動装置７によって電気信
号に変換される。
この電気信号はリニア特性を有するソレノイド弁８に送
られる。ソレノイド弁８は応答性のよい吸気量センサ１
０とともに吸気量調整ループを得るためのものであシ、
この吸気量調整ループの積分ゲインを回転数調整器６２
を主体とする回転数調整ルーズの１０〜１００倍に限定
するようにしている。
このように１０〜１００倍に限定するのは実験結果によ
るものであって、所期の目的のために、１桁以上大きな
ゲインとする必要があること、および余りに大きなゲイ
ンとすると、吸気量調整ルプ自体のハンチングが生じる
ことにより、前記の範囲が妥当であることが判明した。
上記駆動装置７から出力される電気信号によシ、ソレノ
イド弁８がその電気信号に応じた開口面積になるように
動作し、入力電圧に比例して位置が変化する。
このようにして、ソレノイド弁８が電気信号に応じて開
口することによシ、吸気ｖ２に吸気される空気流９がパ
イノぐ入通路９１．９２金介して流れ、内燃機関１の吸
入空気量が増減する。
かくして、内燃機関１の回転数は目標値に整定し、この
とき、吸気量も目標値に整定している。
この整定状態における吸気調整信号は誤差Δ（１極小に
調整している。
これはスロットル弁３の無負荷位置における漏れ空気量
のバラツキ、ソレノイド弁８の初期特性誤差や温度など
による特性変動、駆動波ｆｋ７の電源電圧依存性、ある
いは大気音度によるゲイン依存性などの吸気量を調整す
るための各構成要素に内在する誤差を吸気調整信号が調
整しているためである。
次に、回転数調整信号は誤差Δｎを極小に調整して、機
関回転数ｎ６を目標の回転数ｎＴに略一致させるように
、目標の吸気量ＱＴを調整している。これは機関各部に
おける損失のバラツキや温度による熱効率の変動あるい
は自動軍用内燃機関などに見られるように、ランプ類や
モータ類などの各種装備品による負荷変動を回転数調整
信号が調整しているためである。
以上は機関回転数が極端な外乱を受けない場合の動作を
説明したものであるが、過大な外乱を受けて回転数が著
しく低下したときの動作を説明する。
回転数が著しく低下すると、機関の吸気能力が応ａ　し
て低下し、スロットルバルブ３の下流の吸気負圧が低下
し、最終的にはスロットルバルブ３の前後の差圧が殆ど
発生しないため、ソレノイド弁８を駆動して、開口面積
を大きくしても吸気量は比犬ぜず、回転数を元に回復す
ることはできない。
このような状況下では、吸気が・を目標値に回復させる
べく、吸気量調整値は増大方向に発散しつつ機関停止に
至ることは自明である。このとき、異常回転数検出器１
１３が回転数の異常低下を検出し、吸気調整器１１２に
リセット信号全送出する。吸気調整器１１２の調整信号
の積分値は基準値にリセットされる。
したがって、機関を再始動したとき、吸気調整信号は妥
当な値（基準値）に有るので、ソレノイド弁８が妥当な
開度に有り（吸気量が妥当な値に有ジン、回転数が異常
に上昇することはない。
以上説明した図示の実施例においては、ソレノイド弁８
を使用しているが、他の吸気ｉｋ調整手段、たとえばス
テップモータやＤＣモータなどによって開閉する方式の
弁によっても同体の効果を奏することは言うまでもない
。
また、吸気量センサ１０としては、熱線式のものやベー
ン式あるいはカルマン渦式など各種のもので構成可能で
あるが、空気質量を計測する熱線式のものがこの発明の
装置においては最も好しい。
また、吸気量を計測する手段として、吸気管内圧力セン
サを用いることも可能であシ、この場合、圧力センサは
スロットル弁と機関の間に設けることは当然である。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり、吸気量を目標値に調整
するループと、回＆数を目標値に調整するループとと併
用するようにしたので、調整動作を早くすることができ
るとともに、機関の異常な回転数低下からのｈ始動に際
しても、回転数を異常に暴走ざぜることもなくなる。
【図面の簡単な説明】
図はこの発明の内燃機関のＩｇ１転数制御装置の一実施
例のブロック図でめる。 １・・・内燃機高、２・・・吸気管、３・・・スロット
ル弁、５・・・目標回転数発生器、７・・・駆動装置、
８・・・ソレノイド弁、１０川吸気量センサ、６２・・
・回転数調整器、１１２・・・吸気調整器、６１，１１
１・・・誤差増幅器、１１３・・・異常回転検出器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 機関の回転数と目標の回転数とに関連して機関の目標吸
    気量を発生する回転数調整器と、機関の吸気通路に配設
    され機関の吸気量に相当する電気出力を発生する吸気量
    センサと、この吸気量センサの出力と前記目標吸気量と
    の差を積分した値に関連して調整信号を発生する吸気調
    整器と、前記調整信号にほぼ比例して機関の吸気量を増
    減させる調整弁と、前記機関の回転数が異常に下降した
    とき前記積分した値を基準値にリセットする異常回転数
    検出器とを備えてなることを特徴とする内燃機関の回転
    数制御装置。
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