JP2501912B2 - エンジンの回転数制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンの回転数制御装置に係わり、特に
アイドル状態を検出するための検知器の少なくとも１つ
が異常の場合に回転数を制御するものに関する。

〔従来の技術〕

従来のエンジンの回転数制御装置は、アイドル状態を
例えば車速センサやアイドルスイッチで検知し、アイド
ル状態を検知した場合に、実回転数と目標回転数との偏
差に応じた回転数フィードバック補正量と目標回転数を
維持するための基本空気量との合成量に基づいてスロッ
トル弁をバイパスするバイパス導管に設けられた空気制
御弁の開度を電気的に制御していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のエンジンの回転数制御装置は以上のようなの
で、アイドル状態を検知するための検知器の故障を検知
せずにアイドル回転数のフィードバック制御を実行して
いる。このために、車両の減速時に、例えば車速センサ
が故障していて車両停止と判定し、この場合アイドルス
イッチがオンなのでアイドル状態と判定した場合、実回
転数が目標回転数より高いとフィードバック制御により
実回転数を目標回転数に近づけるべく回転数フィードバ
ック補正量を小さくするが、減速中のため実回転数は低
下しないため、回転数フィードバック補正量を小さくし
続け、その結果、回転数フィードバック補正量が極端に
小さくなる。そして、減速状態からアイドル状態に移行
直後には、エンジンへの空気供給量が不足するために実
回転数が目標回転数より大幅に低下したり、最悪の場合
エンストが発生するなどの課題があった。

又、無負荷レーシング時にもアイドルスイッチが故障
してオンのままとなった場合等にも上記と同様にして上
記課題が発生する。

本発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、アイドル状態を検出するための検知器の異常を
検出し、この異常時に回転数フィードバック補正量に下
限を設けることにより回転数の異常な低下等を防止する
ことのできるエンジンの回転数制御装置を得る事を目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のエンジンの回転数制御装置は、該装置におい
て、アイドル状態を検出するための検知器の少なくとも
１つが異常である事を検出する異常検出手段を備え、制
御手段は、この異常検出信号を受けて、回転数フィード
バック補正量が所定の補正量以下の場合に、所定の補正
量に設定するようにしたものである。

〔作 用〕

本発明におけるエンジンの回転数制御装置は、検知器
の少なくとも１つが異常の場合、アイドル状態でないの
にアイドル状態と判定するためにアイドル状態に移行す
る全に回転数フィードバック補正量が異常に減少するの
で、制御手段が回転数フィードバック補正量を下限とし
て所定の補正量に設定する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明の一実施例に係る装置等の構成を示す
図である。第１図において、１は例えば自動車等に搭載
される火花点火式のエンジンで、エアクリーナ２から吸
気管３と吸気分岐管４を経て主な空気を吸入する。燃料
は電磁式燃料噴射弁５によって吸気管３内に噴射供給さ
れる。この燃料量は例えば吸気管３内の圧力を絶対圧で
検出する圧力センサ６の出力信号等に基づいて燃料制御
システム（後述の電子式制御ユニット20でもよいが図示
せず）によって決定される。

７は運転者によるアクセルペダル（図示せず）の任意
の操作によりエンジン１の主吸入空気量を調整するスロ
ットル弁、８はスロットル弁７の開度を検出するスロッ
トル開度センサ、９はスロットル弁７の全閉を検出する
アイドルスイッチで、検出時にオンになる。

10は燃料噴射弁５の下流側に位置するスロットル弁７
をバイパスするバイパス導管、11はバイパス導管10間に
設けられ、その流路断面積を制御する空気制御弁で、例
えば駆動信号のデューティ比Ｄに応じた開度になる電磁
制御弁が用いられている。

エンジン１の点火装置は、エンジンの運転状態パラメ
ータから点火信号を形成する点火制御システム（電子式
制御ユニット20でもよいが図示せず）に接続され、この
点火信号に応じて点火コイル12の１次電流をオン・オフ
制御するイグナイタ13、点火コイル12、ディストリビュ
ータ（図示せず）、点火プラグ（図示せず）等から構成
されている。

14はエンジン１の温度を代表する例えば冷却水温を検
出する冷却水温センサ、15は例えばエアコン等の負荷を
投入するための電気負荷スイッチ、16は自動変速機のト
ルコン信号を発生するニュートラルスイッチ、17は車軸
の回転速度に比例した周波数のパルス信号を出力する車
速センサで、車速を検出する。

18は排気管、19は触媒、20はバッテリ21からキースイ
ッチ22を介して電力を供給されて作動する電子式制御ユ
ニットである。この電子式制御ユニット20は、スロット
ル開度センサ８、アイドルスイッチ９、点火コイル12、
冷却水温センサ14、電気負荷スイッチ15、ニュートラル
スイッチ16、車速センサ17から各信号を入力し、回転数
のフィードバック制御を行なうための空気制御弁11の制
御量やオープンループ制御を行なうための制御量を求め
て、空気制御弁11を駆動制御する。

次に第２図により上記電子式制御ユニット20について
説明する。100はマイクロコンピュータで、所定のプロ
グラムに従ってアイドル回転の制御量等を算出するCPU2
00、エンジン１の回転周期を計測するためのフリーラン
ニングのカウンタ201、100ms毎の時計計測や空気制御弁
11に印加する駆動信号のデューティ比Ｄを計時する複数
構成のタイマ202、アナログ入力信号をデジタル信号に
変換するA/D変換器203、デジタル信号をそのまま入力す
るための入力ポート204、ワークメモリとしてのRAM20
5、第３図のフローチャート等のプログラムを格納して
いるROM206、駆動信号を出力するための出力ポート20
7、コモンバス208等から構成されている。101は第１入
力インタフェイス回路で、点火コイル12の１次側点火信
号を波形整形して割込み信号にしてマイクロコンピュー
タ100に出力する。この割込み信号が発生するとCPU200
はカウンタ201の値を読取り、前回の値との差からエン
ジン回転数の周期を算出してRAM205に格納する。102は
第２入力インタフェイス回路で、スロットル開度センサ
８や冷却水温センサ14の出力信号のノイズ成分を除去し
たり等してその出力信号をA/D変換器203に出力する。10
3は第３入力インタフェイス回路で、アイドルスイッチ
９や電気負荷スイッチ15のオン信号、ニュートラルスイ
ッチ16からのオン時のニュートラルセーフティ信号、車
速センサ17からのパルス信号を所定レベルにして入力ポ
ート204に出力する。104は出力インタフェイス回路で、
出力ポート207からの駆動信号を増幅等して空気制御弁1
1に出力する。105は電源回路で、キースイッチ22のオン
時にバッテリ21からの電圧を定電圧にしてマイクロコン
ピュータ100に電力を供給する。

次に、第１図ないし第４図の内で、第３図及び第４図
を主に参照して、本実施例の動作について説明する。ま
ず第３図において、ステップS1では第４図（ａ）に示す
処理を実行して車速センサ17が正常か否かを判定しかつ
判定結果のフラグをセット又はクリアする車速センサ異
常判定処理を行なう。

第４図（ａ）において、ステップS100では、車速セン
サ17から所定時間内にパルスを入力したか否かを判定
し、パルスを入力していれば車速センサ17が正常なため
にステップS101にて車速センサ異常フラグをクリアし、
パルスを入力しなければステップS102に進む。ステップ
S102では、アイドルスイッチ９はオフか否かを判定し、
オフならばステップS103に進んで、スロットル開度セン
サ８から第２入力インタフェイス回路102とA/D変換器20
3を介して読込んだ実スロットル開度値θが第１の所定
開度値θ_１以上か否か即ちスロットル弁７の開度が車速
センサ17から所定時間内にパルスを確実に得られるはず
の所定開度以上になっているか否かを判定する。実スロ
ットル開度値θが第１の所定開度値θ_１以上ならば車速
センサ17が異常なためにステップS104に進んで車速セン
サ異常フラグをセットする。ステップS102にてアイドル
スイッチ９はオンと判定した場合、ステップS103にて実
スロットル開度値θが所定値θ_１未満と判定した場合、
ステップS104を処理した場合、ステップS101を処理した
場合のいずれかの場合にはステップS1の処理を終えたの
で次のステップS2に移る。

第３図のステップS2では、車速センサ17からの出力に
より車速が例えば1.5km/h以下か否か即ち車両停止か否
かを判定する。車両停止でなければオープンループ制御
のためにステップS19に進み、車両停止であれば（実際
に車両停止か又は車速センサ17が故障している場合）ス
テップS3に進んで、第４図（ｂ）に示す処理を実行して
アイドルスイッチ９は正常か否かを判定する。

第４図（ｂ）において、ステップS200では、スロット
ル開度センサ８から読込んだ実スロットル開度値θがア
イドルスイッチ９のオン領域の第２の所定の開度値θ_２
以下か否かを判定する。第２の所定の開度値θ_２以下な
らばステップS201にて、アイドルスイッチ９がオンか否
かを判定し、オンならばアイドルスイッチ正常判定とな
り、オフならばアイドルスイッチ異常判定となる。第２
の所定の開度値θ_２以下でなければステップS202に進ん
で、アイドルスイッチ９はオフか否かを判定し、オフな
らばアイドルスイッチ正常判定となり、オンならばアイ
ドルスイッチ異常判定となる。アイドルスイッチ正常・
異常判定結果に応じて次のステップS5・ステップS4に移
る。

ステップS3にてアイドルスイッチ異常判定となればス
テップS4に進み、アイドルスイッチ異常フラグをセット
した後にステップS7に進む。

ステップS3にてアイドルスイッチ正常判定となればス
テップS5に進み、アイドルスイッチ９はオンか否かを判
定する。オンでなければステップS19に進み、オンであ
ればステップS6に進んで、アイドルスイッチ異常フラグ
をクリアした後にステップS7に進む。

ステップS7では、エンジン１の回転周期から実回転数
Neを算出する。ステップS8では、エンジン１の運転状態
例えば電気負荷スイッチ15のオン・オフ信号、ニュート
ラルスイッチ16のオン・オフ信号、冷却水温センサ14か
らの水温信号等に応じた目標回転数Ntを算出する。ステ
ップS9では、同じく運転状態に応じた基本空気量Q_BASE
を算出する。ステップS10では100ms毎のタイミングか否
かを判定し、タイミングならばステップS11に進み、タ
イミングでなければステップS16にジャンプする。

ステップS11では、目標回転数Ntと実回転数Neとの偏
差ΔＮより第５図に示すΔＮマップを用いて制御ゲイン
ΔKIを算出する。ステップS12では、100ms前（前回）の
回転数フィードバック補正量Q_NFBに制御ゲインΔKIを加
算して仮の回転数フィードバック補正量Q_NFB′を求め
る。ステップS13では、上記車速センサ異常フラグと上
記アイドルスイッチ異常フラグの少なくとも一方がセッ
トされているか否かを判定する。セットされていればス
テップS14にて、仮の回転数フィードバック補正量
Q_NFB′と予め定められた補正量Q_MINの内で大きい方を回
転数フィードバック補正量Q_NFBにしてQ_NFBを更新し、更
新後ステップS16に進む。ここで、予め定められた補正
量Q_MINは、一般的な運転条件において実回転数が目標回
転数より低下しないような値に設定しておく。上記異常
フラグがセットされていなければステップS15にて、仮
の回転数フィードバック補正量Q_NFB′を回転数フィード
バック補正量Q_NFBにした後にステップS16に進む。

ステップS16では、基本空気量Q_BASEと回転数フィード
バックQ_NFBとを加算してアイドル速度制御空気量Q_ISCを
求める。ステップS17では、アイドル速度制御空気量Q
_ISCにより第６図に示すQ_ISCマップを用いてデューティ
比Ｄを算出する。このデューティ比Ｄは、第７図に示す
ように、周期をＴ、１周期のオン時間をT_ONとすると、T
_ON/T×100［％］で与えられる。ステップS18では、デュ
ーティ比Ｄの駆動信号を空気制御弁11に出力して、これ
を駆動制御する。

一方、ステップS2にて車両停止でないと判定した場
合、又はステップS5にてアイドルスイッチ９はオンでな
いと判定した場合、非アイドル状態なのでステップS19
に進む。

ステップS19では、アイドル速度制御空気量Q_ISCをオ
ープンループ制御に入る時の空気量Q_OPENに設定する。
設定後ステップS17に進み、上記と同様の処理を行な
う。

ステップS18の処理後にリターンとなるが、メインル
ーチン（図示せず）の他の周知の処理（燃料供給の制
御、点火時期の制御）を行なった後にステップS1に再び
戻って上記動作を繰返す。

第８図は上記一実施例による（イ）運転状態、（ロ）
車速センサ17の状態、（ハ）アイドルスイッチ９の状
態、（ニ）回転数フィードバック補正量Q_NFB、（ホ）実
回転数Neの時間ｔ（横軸）に対する各変化を示したタイ
ミング図である。時刻t₁では、運転状態がアイドル状態
から走行状態に移行し、アイドルスイッチ９はオンから
オフに変化し、クローズドループ制御からオープンルー
プ制御に移行する。時刻t₁〜t₃の走行状態の期間、オー
プンループ制御が実行される。この間に時刻t₂で車速セ
ンサ17が異常となるが車速センサ異常フラグがセットさ
れる。時刻t₃迄の走行状態では、回転数フィードバック
補正量Q_NFBはオープンループ制御に移る時（時刻t₁）の
値にクリップされる。時刻t₃ではスロットル弁７が閉じ
られて運転状態が走行状態から減速状態に移行し、アイ
ドルスイッチ９がオフからオンに変化し、クローズドル
ープ制御に移行する。時刻t₃〜t₄の期間の減速状態で
は、実回転数Neが、時間と共に低下するが、目標回転数
Ntを上回っているので、回転数フィードバック補正量Q
_NFBは減小する。しかし、車速センサ異常フラグがセッ
トされているために仮の回転数フィードバック補正量Q
_NFB′が所定の補正量Q_MIN以下になると回転数フィード
バック補正量Q_NFBはQ_MINに図示のようにクリップされ
る。そして、時刻t₄でドライブレンジからニュートラル
レンジに移行して減速状態からアイドル状態に移行す
る。この時刻t₄直後では、実回転数Neが目標回転数Ntよ
り若干落込むが、その落込み量は以下に述べる理由から
差程でない。時刻t₄迄Q_NFBがQ_MINにクリップされ、その
後に仮の回転数フィードバック補正量Q_NFB′がQ_MINから
Q_MINより大きくなって回転数フィードバック補正量Q_NFB
として用いられるために空気量増加の応答性が非常に早
くなる。

従来では、一点鎖線に示すように、時刻t₃〜t₄の期間
の減速状態では、回転数フィードバック補正量Q_NFBは０
迄減小する。そして、時刻t₄直後では実回転数Neが目標
回転数Ntを下回り、これにより回転数フィードバック補
正量Q_NFBが０から増大するが、これによる空気量増加の
応答性が悪い。よって、空気量不足に落入り実回転数Ne
が目標回転数Ntより大幅に落込む。

なお、上記実施例において、Q_OPENを予め定められた
所定の空気量にしてもよく、この場合、オープンループ
制御時に空気制御弁をQ_OPENに対応する所定開度にす
る。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によればアイドル状態を検出す
るための検知器の少なくとも１つが異常な場合には、実
回転数と目標回転数の偏差に応じた回転数フィードバッ
ク補正量が所定の補正量以下の場合に所定の補正量にな
るように構成したので、減速中にアイドル状態と誤判定
して回転数フィードバック補正量を小さくしようとして
も所定の補正量以下にならないため、減速状態からアイ
ドル状態へ移行直後に実回転数が目標回転数から異常に
低下することを防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による装置の概要を示す構成
図、第２図は第１図中の電子式制御ユニット等の具体的
な構成を示すブロック図、第３図は本発明の一実施例の
動作を示すフロー図、第４図（ａ）は車速センサ異常判
定処理を示すフロー図、第４図（ｂ）はアイドルスイッ
チ異常判定処理を示すフロー図、第５図は回転数偏差Δ
Ｎと制御ゲインΔKIの関係を示す線図、第６図はアイド
ル速度制御空気量Q_ISCとデューティ比Ｄとの関係を示す
線図、第７図はデューティ比の説明図、第８図は本発明
の一実施例によるタイミング図である。 図中、３……吸気管、５……電磁式燃料噴射弁、６……
圧力センサ、７……スロットル弁、８……スロットル開
度センサ、９……アイドルスイッチ、10……バイパス導
管、11……空気制御弁、12……点火コイル、13……イグ
ナイタ、17……車速センサ、20……電子式制御ユニッ
ト、21……バッテリ。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンのスロットル弁をバイパスするバ
   イパス導管の通路断面積を制御する空気制御弁と、前記
   エンジンの運転状態を検出する複数の検知器からの出力
   信号によりアイドル状態を検出する検出手段と、前記ア
   イドル状態検出時に、実回転数と目標回転数との偏差に
   応じた回転数フィードバック補正量と前記目標回転数を
   維持するための基本空気量との合成量に応じて前記空気
   制御弁の開度を電気的に制御する制御手段とを備えたエ
   ンジンの回転数制御装置において、前記アイドル状態を
   検出するための前記検知器の少なくとも１つが異常であ
   る事を検出する異常検出手段を備え、前記制御手段は、
   前記異常検出手段から異常検出信号を受けて、前記回転
   数フィードバック補正量が所定の補正量以下の場合に、
   前記回転数フィードバック補正量として前記所定の補正
   量を設定するようにした事を特徴とするエンジンの回転
   数制御装置。