WO1988000647A1 - Apparatus for controlling number of revolution of internal combustion engine - Google Patents

Apparatus for controlling number of revolution of internal combustion engine Download PDF

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WO1988000647A1
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French (fr)
Inventor
Setsuhiro; Shimomura
Yukinobu; Nishimura
Original Assignee
Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/16—Introducing closed-loop corrections for idling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/065—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at hot start or restart
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001—Electric control of rotation speed
    • F02D31/002—Electric control of rotation speed controlling air supply
    • F02D31/003—Electric control of rotation speed controlling air supply for idle speed control

Definitions

  • the present invention relates to a rotation speed control device for an internal combustion engine for performing feedback control of a no-load rotation speed of an internal combustion engine to a predetermined rotation speed.
  • Factors that fluctuate the rotational speed are roughly divided into primary factors due to variations in the no-load loss of the engine itself and variations in the thermal efficiency of the engine, and the primary factors. It is classified as a secondary factor due to the fluctuation of the adjustment gain in the intake air adjusting means used to adjust the rotation speed fluctuation and the fluctuation of the air density as the intake source. .
  • the target intake air amount or the intake pipe pressure is generated in response to the adjustment signal based on the deviation between the target value of the rotational speed and the actual value, thereby generating an actual intake pipe pressure.
  • an adjustment signal (rotation speed adjustment signal) based on the deviation between the target value and the actual value of the rotation speed responds to the primary factor of the rotation fluctuation, and the secondary factor is caused by the secondary factor.
  • the adjustment signal (intake adjustment signal) based on the target value and the actual value of the intake pipe pressure or the intake pipe pressure responds accordingly, so that the fuel flow depends only on the rotational speed. It is self-evident that rotational fluctuations can be adjusted with high accuracy and speed rather than by using the debugging control.
  • the primary factor and the secondary factor have a considerable influence, including changes over time, and the range of adjustment by each adjustment signal is large. Therefore, it takes a long time for the adjustment signal to settle from the initial value to the final value, which hinders the initial purpose of the rotation speed control.
  • the present invention has been made to solve a problem to be solved, and has provided a rotational speed control device for an internal combustion engine capable of always obtaining a good rotational speed.
  • the porpose is to do .
  • the rotation speed control device for an internal combustion engine retains the rotation speed adjustment signal and the intake air adjustment signal when the rotation speed control is stopped, and performs the next rotation speed control. It has a means to reflect it in the initial value.
  • the rotation speed adjustment signal and the intake air adjustment signal are held, and are adopted as initial values at the start of the next rotation speed control.
  • the rotation speed is controlled so as to converge to the target value immediately after starting or immediately after restarting the rotation speed control.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a rotation speed control device for an internal combustion engine according to the present invention.
  • FIG. 1 is an internal combustion engine
  • 2 is an intake pipe
  • a throttle valve 3 for controlling the number of revolutions in accordance with the load is provided in the intake pipe 2.
  • the part before and after this throttle valve 3 has an intake pipe
  • the internal combustion engine 1 is provided with a gear 41 that is linked to the rotation of the internal combustion engine 1.
  • the rotation of the gear 41 is detected by a rotation speed sensor 42, and an engine speed signal ne is sent to an error amplifier 61.
  • the target rotation speed signal ⁇ ⁇ from the target rotation speed generator 5 is also input to the error amplifier 61.
  • Target speed generator 5 is engine, temperature, etc.
  • the target rotation speed signal ⁇ ⁇ at the target no-load rotation speed is generated in accordance with the above conditions.
  • the error amplifier 61 calculates the error An between the target rotational speed signal ⁇ ⁇ and the engine rotational speed signal lie of the rotational speed sensor 42, and the error ! ! It is sent to the speed regulator 62.
  • the rotation speed adjuster 62 receives the error An and generates a rotation speed adjustment signal in a direction to eliminate the error An by a proportional, integral or differential operation. And output it to memory 2.
  • the target intake air amount Q T of the engine intake air is output to the error amplifier 1.
  • the output Q of the intake air quantity sensor 10 is also input.
  • This intake sensor 0 is installed in the intake pipe 2 and the intake pipe 2 To detect the amount of intake air taken into the internal combustion engine 1 through the
  • the error amplifier 1 sends the difference between the output Qe of the intake air sensor and the output of the memory 12, that is, the difference between the target intake air QT and the intake air regulator 2. I'm angry.
  • This intake regulator Receives the error ⁇ Q, generates an intake adjustment signal in a direction that eliminates the error AQ by proportional, integral or differential operation, and sends it to the main unit 3. ⁇
  • the output of the connection 3 is output to the driving device 7.
  • the idle switch 14 1 is activated when the slot solenoid valve 3 force is> closed, ie, when in idle operating condition.
  • the memory holding controller 14 2 permits the rewriting of memories 2 and 13 and adjusts the rotation speed.
  • the adjustment signal output from the air conditioner 62 and the air intake adjuster 2 is constantly updated.
  • the memory holding controller 14 2 prohibits the rewriting of memories 12 and 13 Holds the adjustment signal.
  • the output of the memory 3 is converted into an electric signal by the driving device 7.
  • the intake control valve 8 is driven by this electric signal.
  • the intake control valve 8 operates so as to have an opening area corresponding to the electric signal, so that the solenoid valve whose position changes in proportion to the input voltage, or Energizing time
  • a DC motor control valve whose position changes in proportion to the pressure can be applied.
  • An air flow corresponding to the opening area of the intake control valve 8 flows through the binus 992 to increase or decrease the air flow sucked into the internal combustion engine 1.
  • the rotation speed of the internal combustion engine 1 is set to the target value, and at this time, the intake air amount is also set to the target value.
  • the intake adjustment signal in this set state adjusts the error ⁇ Q to a minimum.
  • rotational speed adjusting signal are adjusted intake air amount QT of targets in earthenware pots by substantially Ru match the error A n a minimum adjustment to targets Rotation several institutional Rotation speed ne and eta tau .
  • the rotational speed adjustment amount and the intake air adjustment amount correspond to the error corresponding to the engine temperature, intake temperature, etc.
  • the temperature at the time when the rotation speed control is restarted is not always the same as the previous time.
  • a part of the stored contents (for example, 50%) is given. %) Can be reflected in the initial value.
  • both the rotational speed adjustment amount and the intake air amount adjustment amount are held in the memories 12 and 13, but the operation speed of the intake air amount adjustment is sufficiently fast.
  • the memory 12 can be omitted.
  • the note '13 can be omitted for the same reason.
  • the present invention separates the causes of the rotation fluctuation into those based on the engine loss and those based on the intake air amount adjusting means. Install air and suction regulators, actuate these regulators when the engine is idle, and stop when not idle. In addition, since the intake air adjustment amount and the rotation speed adjustment amount are held during the stop, good adjustments can be made immediately when the rotation speed control is restarted. Status can be obtained. Also, the restartability is improved.

Description

明 細 書
発 明 の 名 称
内燃機関 の 回転数制御装置
技 術 分 野
こ の発明 は、 内 燃機関 の無負 荷回転数 を 所定 回 転数 に フ ィ 一 ド バ ッ ク 制御す る た め の 内燃機関 の 回転数制御装置 に関す る 。
背 景 技 術
従来 よ り 、 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 な 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 つ 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 の一 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 大気密度 の変 動 に よ る 二次要因 に分類 さ れ る 。
こ の た め 、 特開昭 5 9 — 1 6 2 3 4 0 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 を発生 し、 こ れ と 実際 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 の偏差 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 に基づ く 調整信号 （吸気調整信号）' 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 り 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。
一次要因 お よ び二次要因 は経時変化 を含 め る と 相当大 き な影響力 を も っ た め、 そ れぞ れ の調整信 号 に よ る 調整 巾 は大 き い。 そ の た め、 調整信号が 初期値か ら最終値に整定す る ま で に長時間 を要 し、 回転数制御 の初期 の 目 的 が阻害 さ れ る 。
さ ら に著 し い場合で は、 吸気量が不足 し て を始動す る こ と カ で き な い こ と も あ り 、 こ の場合 は 回転数制御 が作動 し て状態 を 改善す る こ と を期 待 で き な い。
こ の発明 は、 か 力 > る 問題点 を解決す る た め に な さ れ た も の で、 常 に良好 な 回転数 を 得 る こ と が 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 。
発 明 の 開示
こ の発明 に係 る 内燃機関 の 回転数制御装置 は、 回転数制御 を停止 す る と き に 回転数調整信号 お よ び吸気調整信号 を保持 し、 次回 回転数制御 を 実行 す る と き の初期値 に反映す る 手段 を設 け た も の で あ る
こ の発 明 に お い て は、 回転数制御 を 停止す る と き に 回転数調整信号 と 吸気調整信号が保持 さ れ、 次回 の回転数制御開始時の初期値 と して採用 さ れ、 回転数 は始動直後か ら あ る い は 回転数制御再開 直 後か ら 目 標値 に 収束す る よ う に制御 さ れ る 。
図 面 の簡単 な 説 明
図 は こ の発明 の 内燃機関 の 回転数制御装 置 の一 実施例 の構成 を 示す プ ロ ッ ク 図 で あ る 。
発明 を実施す る た め の最良 の形態 以下、 こ の発明 の 内燃機関 の 回転数制御装置の 実施例 を 図 に よ っ て説明 す る。 図 は そ の一実施例 の構成 を示す ブ ロ ッ ク 図 で あ る 。 図 中 の 1 は 内燃 機関、 2 は 吸気管で あ り 、 吸気管 2 内 に は 回転数 . を 負荷 に対応 し て制御す る た め の ス ロ ッ ト ル弁 3 が設 け ら れて い る 。
こ の ス ロ ッ ト ル弁 3 の前後 の部分 に は、 吸気管
2 に ノマ イ ノヽ0 ス 通路 9 1 ， 9 2 力 設 け ら れて お り 、 バ ィ パ ス 通路 9 1 と 9 2 間 に は、 吸気制御弁 8 が 設 け ら れて い る 。 吸気制御弁 8 は リ ニ ア ソ レ ノ ィ ド 弁あ る い は D C モ ー タ 制御弁な どが使用 さ れ、 駆動装置 7 の 出力 で駆動制御 さ.れ る よ う に な っ て い る o
一方、 内燃機関 1 に は、 内燃機関 1 の 回 転 に連 動す る 歯車 4 1 が取 り 付 け ら れて い る。 歯車 4 1 の 回転 を 回転数セ ン サ 4 2 で検出 し て、 機関 回転 数信号 neを 誤差増幅器 6 1 に送出す る よ う に な つ て い る 。
こ の 誤差増幅器 6 1 に は、 目 標回転数発生器 5 か ら の 目 標 回 転数信号 η τ も 入力 さ れ る よ う に な つ 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 回 転数信 号 η τ を 発生 す る も の で あ る 。
誤差増 幅器 6 1 は こ の 目 標 回 転数信 号 η τ と 回 転数 セ ン サ 4 2 の 機関 回 転数信 号 lie と の 誤差 A n を演算 し、 の誤差△ !! は 回転数調整器 6 2 に送 出 す る よ う に な っ て い る 。
こ の 回転数調整器 6 2 は誤差 A n を 受 け て、 比 例、 積分 も し く は微分動作 に よ っ て、 こ の誤差 A n を な く す る 方向 に 回転数調整信号 を発生 し て、 メ モ リ 2 に 出力 す る よ う に な っ て い る
メ モ リ 1 2 か ら 機関吸気量の 目 標吸気量 Q T が 誤差増幅器 1 に 出力 す る よ う に な っ て い る 。
誤差増幅器 に は、 吸気量セ ン サ 1 0 の 出 力 Q も 入 力 さ れ る よ う に な っ て い る こ の 吸気 セ ン サ 0 は 吸気管 2 に 設 け ら れ、 吸気管 2 を 通 し て 内燃機関 1 に 吸入 さ れ る 吸入空気量 を 検出 す る も の で あ る
ま た、 上記誤差増幅器 1 は吸気量セ ン サ の 出力 Q e と メ モ リ 1 2 の 出力、 す な わ ち 、 目 標 吸気量 Q T と の誤差 を 吸気調整器 2 に送 出 す る よ う に な っ て い る 。 こ の 吸気調整器 は誤差△ Q を 受 け て、 比例、 積分 も し く は 微分動 作 に よ つ て 誤差 A Q を な く す る 方向 に 吸気調整信 号 を発生 し て、 メ 3 に送岀す る よ う 〖こ な つ て い る こ の メ 3 の 出力 は駆動装置 7 に出 力 す る よ う に な っ て い る 。
ア イ ド ル ス ィ ッ チ 1 4 1 は ス ロ ッ ト ソレ弁 3 力 > '閉 状態 に あ る と き 、 す な わ ち、 ア イ ド ル運転状態 に あ る と き 作動す る 。 メ モ リ 保持制御器 1 4 2 は こ の ア イ ド ル ス ィ ツ チ 1 4 1 が作動状態にあ る と き、 メ 2 お よ び 1 3 の書替 を許可 し、 回転数調 整器 6 2 お よ び吸気調整器 2 の 出力 す る 調整 信号 を 常 に更新 さ せ る 。
ア イ ド ル ス ィ ッ チ 1 4 1 力 不作動状態 に あ る と き 、 メ モ リ 保持制御器 1 4 2 は メ モ リ 1 2 お よ び 1 3 の書替を禁止し、 直前の調整信号を保持す る。
こ の メ モ リ 3 の 出力 は駆動装置 7 に よ つ て電 気信号 に変換 さ れ る 。 こ の電気信号に よ り 、 吸気 制御弁 8 を 駆動す る 。
吸気制御弁 8 は こ の電気信号に応 じ た 開 口 面積 に な る よ う 動作す る も の で、 入力電圧 に比例 し て 位置が変化す る ソ レ ノ イ ド 弁、 あ る い は通電 時間 に比例 し て位 置が変化す る D C モ ー タ 制御弁 な ど が適用 可能 で あ る 。
吸気制御弁 8 の 開 口 面積 に応 じ た 空気流量 がバ イ ノヽ° ス 9 9 2 を 介 し て流 れ、 内燃機関 1 の 吸 入す る 空気流量が増減す 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△ Q を 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 や経時変化、 吸気制御弁 8 の初期特性誤差や 経時変化 に よ る 誤差 あ る い は温 度 な ど に よ る 特性変動、 駆動装置 7 の電源電圧、依 存性 あ る い は大気密度 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 A n を 極小 に 調整 し て 機関 回 転数 neを 目 標 回 転数 ητ に 略一致 さ せ る よ う に 目 標 の 吸気量 Q T 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 動車用 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 。
次 に、 図示の実施例の動作 につ い て説明 す る 。 ア イ ド ル ス ィ ツ チ 1 4 1 が不作動状態 に あ る と き (機関が非ア イ ド ル状態にあ る と き） 、 メ モ リ 1 2 お よ び 1 3 が保持状態 に あ り 、 回転数の調整動作 が行 な わ れず、 機関 は ス ロ ッ ト ル弁 3 の制御 に し た が う 。 ア イ ド ル ス ィ ツ チ 1 4 1 が再 び作動 し た と き （機関が ア イ ド ル状態 に な っ た と き ） メ モ
2 お よ び 1 3 の保持内 容が 回転数調整器 6 2 お よ び吸気調整器 2 の初期値 と し て与 え ら れ る の で、 調整信号 は前回 の ア イ ド ル状態 に お け る 調整信号が引 き つ が れ る 。 し た カ つ て、 ア イ ド ル ス ィ ツ チ 1 1 が作動 し た直後か ら 良好な 調整状 態 に入 る こ と 力 で き る 。
メ モ リ 1 2 お よ び 1 3 と し て制御電源 を切 っ て 機関 を 停止 し て い る 状態で も 記億 を保持す る 方式 の も の を 使用 し た場合、 停止前の調整量が 次の始 動 に 際 し て反映 さ れ る の で、 吸気制御弁な ど の 目 詰 ま り な ど を 含 む各種の経時変化分が予 め 調整 さ れ て い る の で、 良好な 始動性 が得 ら れ る 。
回転数調整量、 吸気調整量が機関温度や 吸気温 度な ど に対応す る 誤差に対応す る も ので あ る 場合、 回転数制御再開時の温度が必ず し も 前回 と 等 し く な い こ と を 考慮 し て、 こ れ ら の調整量の保持 内 容 を 吸気調整器 2 、 回転数調整器 6 2 の 初期値 に与 え る と き 、 保持内容 の一部分 （た と え ば 5 0 % ) だ け初期値 に反映す る こ と が可能 で あ る 。
図示の実施例 で は、 回転数調整量お よ び吸気量 調整'量 いず れ も メ モ リ 1 2 , 1 3 に保持 し て い る が、 吸気量調整の動作速度が充分 に速 く 、 予 め 調 整量が保持 さ れ る 必要がな い場合に は、 メ モ リ 1 2 を省略可能で あ る 。 ま た、 回転数調整 の調整 巾 が あ ま り 大 き く な い場合に は同様の理由 で メ モ ' 1 3 を 省略可能で あ る 。
産業上 の利用 可能性
こ の発明 は 以上説明 し た と お り 、 回転変動 の要 因 を 機関 の損失 に基づ く も の と 、 吸気量調整手段 に基づ く も の と に分離 し、 回転数調整器 お よ び吸 気調整器 を 設 け、 機関 の ア イ ド ル状態 で こ れ ら の 調整器 を 作動 し、 非 ア イ ド ル状態 で は停止 す る よ う に し、 かつ停止 中 にお い て吸気調整量お よ び 回 転数調整量 を 保持す る よ う に し た の で、 回転数制 御 の 再開 に際 し て 直 ち に良好な調整状態 を 得 ら れ る 。 ま た再始動性 も 良好 に な る 。
し た が っ て、 初期公差の大 き い系や 経時変化が 大 き い系 に 回転数制御 を 適用 す る と き 秀れた効果 を 奏す る

Claims

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 ま た は 目 標吸気管圧力 を発生 す る 回 転数調整器 と 、 こ の 回転数調整器 の 出 力 と 機 関 の 吸気量 ま た は 吸気管圧力 と に 関連 し て調整信号 を 発生す る 吸気調整器 と 、 の 吸気調整器 の 出 力 を 受 け て機関 の 吸気量 ま た は 吸気管圧力 を 増 減す る 吸気制御弁 と 、 機関 の 非 ア イ ド ル状態時 に 前記 回 fe数調整器 ま た は 吸気調整器 の いず れか 少 な く と も 一方の作用 を 停止 し て 吸気量 と 回転数 を 保持 す る 手段 と を有す る 内燃機関 の 回転数制御装置。
2. 回転数調整器 ま た は 吸気調整器 は作動停止 中 に調整量 を 保持可能 に構成 し た こ と を特徴 と す る 請求の範囲第 1 項記載 の 内 燃機関 の 回転数制御装
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