JPS6324143B2

JPS6324143B2 -

Info

Publication number: JPS6324143B2
Application number: JP55116919A
Authority: JP
Inventors: Toshio Manaka; Takeshi Atago
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-08-27
Filing date: 1980-08-27
Publication date: 1988-05-19
Also published as: JPS5741439A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、絞り弁が急激に復帰位置に戻つたと
きに生じるアイドル回転数の異常状態を短時間で
収斂させることのできるアイドル回転数制御装置
に関する。

従来、自動車用のガソリンエンジンなどにおい
ては、エンジンに関する種々の制御、例えばアク
セル開度と負荷トルクに応じたＡ／Ｆ（空燃比）
制御、始動補正と暖気補正、それにアイドル回転
数制御などのほとんどを気化器によつて独立に行
なつていた。

しかしながら、近年にいたり、マイクロコンピ
ユータ（以下マイコンという）を用いてエンジン
運転状態を表わす各種のデータを取り込み、各種
アクチユエータを介して総合的にエンジンの運転
状態の制御が行なわれるようにした、電子制御形
のエンジン制御システムが広く採用されるように
なつてきた。

そして、このようなエンジン制御システムによ
るアイドル回転数制御装置としては、例えば、ア
イドル状態にある絞り弁の復帰開度を制御するア
クチユエータを設け、エンジン回転数を検出して
それが目標アイドル回転数（例えば700rpm）に
なるように上記アクチユエータにより絞り弁の開
度に対するフイードバツク制御を行なうようにし
たものが使用されていた。

ところで、このようなアイドル回転数制御装置
（以下、ISCという）においては、エンジンがか
なり高速で回転中にアクセルペダルを放すなどし
て急激にISCが動作する状態に入ると、そのとき
にはエンジンの回転数が目標アイドル回転数より
かなり高いため、上記アクチユエータが動作して
絞り弁を大きく絞り込んでしまう。そこで、今度
はエンジンの回転数が目標アイドル回転数よりか
なり落ち込んでしまい、そこからISCによつて目
標アイドル回転数に向つてフイードバツク制御さ
れることになる。

ところが、このようなISCにおいては、絞り弁
開度に対するエンジン回転数の応答特性の遅れな
どのため、フイードバツク制御系のゲインをあま
り高く設定することができない。

そのため、上記のようにしてエンジン回転数が
落ち込んだときには、アクチユータによる絞り弁
の開度制御位置が、絞り弁の全閉位置よりも戻さ
れてしまい、かつ、上記したように、ゲインを低
く抑えざるを得ないため、上記アクチユエータに
よる絞り弁の開度を戻す速度が充分ではなく、こ
の結果、このようにエンジン回転数が落ち込んだ
とき、それが目標アイドル回転数に向つて回復す
るのに比較的永い時間を要し、運転フイードリン
グが異常になつて不安感を与えたり、場合によつ
てはエンジン停止などを生じてしまうという欠点
があつた。

なお、この種の装置として関連するものには、
例えば特開昭55−107034号公報などを挙げること
ができる。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除
き、急激な減速操作などによるエンジン回転数の
低下を生じたときにも比較的短時間に目標アイド
ル回転数に収斂させることのできるISCを提供す
るにある。

この目的を達成するため、本発明は、絞り弁ア
クチユエータの駆動速度を切換え可能に構成した
点を特徴とする。

以下、本発明によるISCの実施例を図面につい
て説明する。

まず、本発明が適用される電子制御システムの
一般的な構成を第１図ないし第６図について説明
する。

第１図はシステム全体を示したので、図におい
て、１はエンジン、２は気化器、３はスローソレ
ノイド、４はメーンソレノイド、５はフユエルソ
レノイド、６はリミツトスイツチ、７はスロツト
ルアクチユエータ、８は吸気負圧センサ、９は冷
却水温センサ、１０はパルス形エンジン回転数セ
ンサ、１１はアイドル検出スイツチ、１２はコン
トロールユニツトである。

第２図にはスロツトルアクチユエータ７の構成
が示されている。

図において、１４はスロツトルバルブ（以下、
絞り弁という）１３の軸、１５は軸１４に取り付
られた開閉レバー、１６は同じく戻しレバー、１
７はリターンスプリング、１８はストロークシヤ
フト、１９は減速歯車、２０は直流モータ、２１
はスプリングである。なお、２は気化器、１１は
アイドル検出スイツチ、１２はコントロールユニ
ツト、１３は絞り弁である。

アクセルペダルが操作されていない状態のとき
には、絞り弁１３はリターンスプリング１７の張
力により復帰位置に戻つており、このときの復帰
位置は開閉レバー１５がストロークシヤフト１８
に当接する位置で定まる。そして、このストロー
クシヤフト１８は歯車１９にネジによつて保持さ
れているから、モータ２０に信号を送つて歯車１
９を回転させることにより絞り弁１３の復帰位置
を任意に制御することができる。

また、ストロークシヤフト１８と歯車１９は全
体としてシヤフト１８の長さ方向に僅かに移動可
能に構成され、アクセルペダルが操作されて絞り
弁１３が復帰位置から開かれたときにはスプリン
グ２１によつて図に破線で示したように左方に変
位してスイツチ１１が開き、絞り弁１３がリター
ンスプリング１７の張力で復帰位置に戻つたとき
には開閉レバー１５がストロークシヤフト１８に
押付けられ、スプリング２１が押込まれてスイツ
チ１１が閉じるように構成されている。従つて、
スイツチ１１のON・OFFによつて絞り弁１３が
アクセルペダルを介して操作されているか、或い
は復帰位置に戻つているかを検出することができ
る。

さらに、絞り弁１３が全閉位置付近にまで復帰
したときには、リミツトスイツチ６が動作するか
ら、このリミツトスイツチ６のデータL_iswによつ
て絞り弁１３が全閉位置付近に復帰したことを検
出することができると共に、このリミツトスイツ
チ６が絞り弁１３の最大復帰位置を規制するスト
ツパとして働く。

第３図はコントロールユニツト１２の一例を示
したもので、コントロールロジツク２２、マイク
ロプロセツサ２３、ロム２４、マルチプレクサ２
５、アナログデジタル変換器２６などで構成さ
れ、負圧センサ８（第１図）からの吸気負圧Vc
や水温センサ９からのエンジン温度T_Wなどのア
ナログデータはマルチプレクサ２５とアナログデ
ジタル変換器２６を介して、リミツトスイツチ６
からのデータL_isw、アイドル検出スイツチ１１か
らのデータT_HSW、それに回転数センサ１０から
のエンジン回転数Ｎなどのデジタルデータはその
ままでそれぞれコントロールロジツク２２に取り
込み、マイクロプロセツサ２３、ロム２４などで
処理し、各種アクチユエータ、例えばスローソレ
ノイド３、メーンソレノイド４、フユエルソレノ
イド５、スロツトルアクチユエータ７などを制御
してエンジンの運転状態に応じた最適な制御を行
なう。

従つて、このように構成されたシステムでは、
エンジンの運転状態を表わす各種のデータに応じ
て、定常運転状態ではスローとメーンのソレノイ
ド３，４の制御を介して最適なＡ／Ｆに制御する
と共に暖気運転状態ではフユエルソレノイド５の
制御によつてＡ／Ｆを最適な状態に制御し、さら
に、スロツトルアクチユエータ７を制御すること
によりアイドル状態と放置暖気状態でのエンジン
回転数を最適な状態に制御することができる。

このときのスロツトルアクチユエータ７に対す
る制御態様は、コントロールユニツト１２による
デイジタル的な制御を可能にするため、直流モー
タ２０をパルスによつて駆動し、それによつてス
トロークシヤフト１８を出し入れさせて絞り弁１
３の復帰位置を制御するようにしてあり、このと
き供給されるパルスは第４図に示すような波形の
もので、所定の繰り返し期間Ｔの間に所定のパル
ス幅P_Wを有するものであり、従つて、このパル
スを直流モータ２０に供給したときには、１個の
パルスを供給するごとに得られる回転数は一定値
になり、供給したパルスの数によつてストローク
シヤフト１８の移動量が決定されることになる。

そして、ストロークシヤフト１８の移動した位
置に応じて絞り弁１３の復帰位置、即ちアイドル
状態での絞り弁１３の開度が決まり、それによつ
てエンジンの回転数が決定されるから、結局、こ
のアクチユエータ７の直吸モータ２０に供給する
パルスの数によつて第５図に示すようにスロツト
ル開度が制御され、第６図に示すようにエンジン
の回転数を制御できることになる。この第５図に
おいて、直線Ａは正極性のパルスを加えたとき、
Ｂは負極性のパルスを加えたときの特性である。

従つて、このような電子制御システムにおいて
は、アイドル検出スイツチ１１のONによつて絞
り弁１３がアイドル状態に入つたことを検出する
と、コントロールユニツト１２はマイコンによる
プログラムをISCのプログラムとし、回転数セン
サ１０からのデータＮを取り込み、それが目標ア
イドル回転数になるようにスロツトルアクチユエ
ータ７を制御してISCとしての機能を遂行する。

次に本発明によるISCの一実施例を図面の第７
図ないし第９図について説明する。

上述の説明から理解されるように、本発明の実
施例もコントロールユニツト１２のマイコンのプ
ログラムの一つとして構成されるもので、第７図
はの動作説明用のフローチヤートを示し、以下、
これに従つて説明する。

このプログラムの実行に入ると、第１のステツ
プ（以下、Ｓ１という）でアイドル検出スイツチ
１１のON・OFFを判定し、OFFのときにはＳ２
に進んで回転数センサ１０からのデータＮを読
み、それが650rpm以上か未満かを判断する。

回転数が650rpm未満のときにはＳ３に進み、
スロツトルアクチユエータ７のモータ２０に正転
パルスＡ（第４図）を供給してストロークシヤフ
ト１８を繰り出す。このとき供給する正転パルス
Ａとしては、期間Ｔに対するパルス幅P_Wの比、
P_W／Ｔをかなり大きくなるように設定しておく。

ついでＳ４に進み、アイドル検出スイツチ１１
のデータTH_SWを調べ、それがOFFのうちはＳ３
の前に戻り、ONになつたときに次のＳ５に向
う。

Ｓ５で再びエンジン回転数Ｎを調べ、目標アイ
ドル回転数である700rpm以上が未満かを判断す
る。そして700rpm未満のときにはＳ６に進んで
スロツトルアクチユエータ７のモータ２０に正転
パルスＡを供給し、700rpm以上のときにはＳ７
に進んでスロツトルアクチユエータ７のモータ２
０に逆転パルスＢを供給し、それぞれプログラム
を終了する。このときＳ６，Ｓ７で与えられる正
転パルスＡと逆転パルスＢのP_W／Ｔの値は、通
常のISCの動作におけるフイードバツク制御系の
ゲインに相当して比較的小さな値に選んである。

また、Ｓ１で結果がNOのときにはＳ８に進
み、エンジン回転数Ｎを調べてそれが1300rpm以
上か未満かを判断する。

Ｓ８で1300rpm未満となつたときには、直ちに
Ｓ５に向い、Ｓ６又はＳ７を通つてプログラムを
終了する。

一方、Ｓ８で1300rpm以上となつたときにはＳ
９に向い、他のプログラムなどで構成されている
スロツトルオープナ機能、ダツシユポツト機能な
どの減速補正制御が実行され、プログラムを終了
する。

次に、Ｓ２で結果が650rpm以上となつたとき
にはＳ１０に進み、スロツトルアクチユエータ１
１に対する制御は停止したままとしてプログラム
を終了する。

次に以上のプログラムが実行されたことにより
得られる動作について説明する。

まず、Ｓ１で結果がOFF、Ｓ２で結果が
650rpm未満となつたときには、絞り弁１３（第
２図）が700rpmの目標アイドル回転数に対応し
た開度より狭い開度にまで閉じているにもかかわ
らず、レバー１５の先端にストロークシヤフト１
８の先端が当つていない、つまり、絞り弁１３は
リミツトスイツチ６によつて最大復帰位置にまで
戻つていて、それよりさらにストロークシヤフト
１８が引込まれていることを示している。

この状態が何を表わしているかというと、アク
セルペダルが放され、エンジンが比較的高速回転
状態で急激に絞り弁１３が戻つて、それ以前のプ
ログラム実行時にＳ１からＳ８を通り、Ｓ５から
Ｓ７に向う制御が実行されたとき、エンジン回転
数Ｎが目標アイドル回転数700rpmよりかなり大
きかつたため、Ｓ７の制御が繰り返えされてスト
ロークシヤフト１８がかなり引込んでしまつたこ
とを示している。

そこで、このときには、Ｓ３によりストローク
シヤフト１８をかなり高速で繰り出す制御が行な
われ、それをＳ４でアイドル検出スイツチ１１が
ONになるまで、つまりストロークシヤフト１８
が絞り弁１３のレバー１５に当接するまで繰り返
えす。これにより急激な減速によりスロツトルア
クチユエータ７がオーバシユート動作しても、Ｓ
３の制御による早い速度でストロークシヤフト１
８が繰り出されるので、直ちにＳ５〜Ｓ６による
ISCの動作状態に移行するため、減速時にエンジ
ンの運転フイーリングに異常をきたしたり、エン
ジン停止をひきおこしたりするのが防止される。

第８図は従来のISCによる特性を、そして第９
図は本発明によるISCによる特性をそれぞれ示し
たもので、時刻０からＴ時間のところでアクセル
ペダルが放され急速に減速した場合を示してい
る。

これらの図において、第８図の角度θ₁は通常の
ISCによるスロツトルアクチユエータ７の変位速
度、即ち第７図におけるＳ６（又はＳ７）の制御
による変位速度を表わし、第９図の角度θ₂は第７
図のＳ３の制御によつて得られるスロツトルアク
チユエータ７の変位速度を表わしている。

そして、以上の説明から明らかなように、本発
明の実施例によれば、θ₂をθ₁と無関係に大きく設
定できるから、急激な減速操作によつてエンジン
の回転数が目標アイドル回転数以下に低下したと
きでも速かに目標アイドル回転数に制御を収斂さ
せることができる。

なお、Ｓ１で結果がONのときには、アクセル
ペダルが放され、アイドル状態にあることを示す
から、Ｓ８によるエンジン回転数の判断結果に応
じてＳ９による減速補正制御又はＳ５〜Ｓ７によ
るISCの動作が遂行されている。

また、Ｓ２で結果が650rpm以上のときには、
アクセルペダルが踏み込まれている状態を示して
いる。従つて、ISCの制御を含めてスロツトルア
クチユエータ７に対する制御は不要となつている
から、Ｓ１０に向つてスロツトルアクチユエータ
停止のままでプログラムを終了させる。

ところで、以上の実施例では、Ｓ１とＳ２のス
テツプでアイドル検出スイツチ１１のOFFとエ
ンジン回転数が650rpmという条件でＳ３，Ｓ４
に入つているため、高負荷運転時などアクセルペ
ダルが踏み込まれているにもかかわらず回転数が
低下したときにも同じ動作をしてしまう恐れがあ
る。そこで、Ｓ２の後にエンジンの吸気負圧を判
定するステツプを設け、吸気負圧が所定値より大
気圧側になつたらＳ１０に向うようにすれば完全
なシステムとなる。

しかしながら、実用上、アイドル回転数付近で
はほとんどトルクを引き出すことができないか
ら、この条件下での運転の継続は不可能に近く、
従つて上記のような配慮はほとんど必要ない。

なお、以上の実施例で、Ｓ２，Ｓ５，Ｓ８など
で設定してある回転数は例示にすぎず、本発明の
実施に際して任意に設定してよいものである。

以上説明したように、本発明によれば、従来の
ISCに対して何ら付加的な機構を設けないで、急
激な減速操作などにより絞り弁の絞り込み動作に
オーバーシユートを生じた場合にも、速やかに目
標アイドル回転数開度付近にまで絞り弁開度を回
復させることができるから、従来技術の欠点を除
いて運転フイーリングに異常をきたしたり、或い
はエンジン停止などをひきおこしたりする恐れの
ないアイドル回転数制御装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される電子制御システム
の模式ブロツク図、第２図はスロツイルアクチユ
エータの模式図、第３図は制御ユニツトのブロツ
ク図、第４図は動作説明用の波形図、第５図及び
第６図は動作説明用の特性図、第７図は本発明に
よるスロツトル回転数制御装置の一実施例の動作
を説明するためのフローチヤート、第８図及び第
９図はその動作説明用の特性図である。１……エンジン、２……気化器、６……リミツ
トスイツチ、７……スロツトルアクチユエータ、
１１……アイドル検出スイツチ、１２……コント
ロールユニツト、１３……絞り弁。

Claims

【特許請求の範囲】

１絞り弁復帰位置制御用のアクチユエータ手段
と、該アクチユエータ手段による絞り弁復帰位置
制御が可能な状態にあるか否かを検出するスイツ
チ手段とを備え、上記アクチユエータ手段による
絞り弁復帰位置の制御によりアイドル回転数をフ
イードバツク制御すると共に、上記アクチユエー
タ手段は上記絞り弁が全閉位置にあるときでの開
度位置よりもさらに後方の位置にまで制御が可能
な方式の内燃機関のアイドル回転数制御装置にお
いて、上記アクチユエータ手段による上記絞り弁
開度の制御応答速度を通常のアイドル回転数フイ
ードバツク制御時での応答速度よりも高い所定の
速度に切り換える制御手段を設け、エンジンの回
転数が目標アイドル回転数より所定値だけ低下
し、かつ、上記スイツチ手段による検出結果が否
定となつていたときには、アイドル回転数制御の
ためのフイードバツク制御を停止させると共に、
上記スイツチ手段の検出結果が背定となるまで上
記アクチユエータ手段を絞り弁開度が大となる方
向に上記所定の速度で駆動するように構成したこ
とを特徴とするアイドル回転数制御装置。