JPH0231781B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンのアイドル回転制御装置に
関し、特にエンジンの諸条件に応じ最も好ましい
回転数でエンジンのアイドル運転が行なわれるよ
うにするアイドル回転制御装置に関する。

一般に、自動車用エンジンにおいては、停車時
すなわちエンジンのアイドル状態でのエンジン回
転数は、安定した運転状態が得られる限度で、で
きるだけ低く抑えられる。しかし、このエンジン
回転数を通常の運転条件で設定すると、冷間始動
時のように、エンジンが低温である場合、混合気
の霧化あるいは気化状態が悪いこと、潤滑油粘度
が高いこと等により、エンジンの回転速度をある
程度以上上昇させないと安定したアイドル運転を
行なうことができない。このため従来のエンジン
では、機関温度が所定値以下の場合、アイドル状
態でのエンジンのスロツトル弁開度を若干増加し
てアイドル回転速度を上昇させ安定したアイドル
運転ができるようにした、いわゆるフアーストア
イドル制御を行なうようにしたものがある。

しかしながら、このフアーストアイドル制御で
は、エンジンの実際の温度に最も適したアイドル
回転速度に制御できないという問題があつた。ま
た、このフアーストアイドル制御は、エンジンの
負荷を全く考慮していないが、アイドル運転は必
ずしも完全な無負荷状態の下で行なわれるとは限
らず、自動変速機のトルクコンバータの駆動、空
調機の駆動、照明器具の点灯による負荷が加わる
ことは稀ではなく、この負荷によりエンジンのア
イドル回転数に変動を生じる。従つて、種々の負
荷条件の下で、エンジンアイドル回転数を望まし
い値に維持することは重要な課題となる。

このような状況の下で、アイドル回転数をある
運転条件下で設定した目標回転数に一致させるべ
く電気的にフイードバツクコントロールする方法
が提案されている。例えば、実開昭55−137234号
に開示されたアイドリング回転数制御装置は、上
述の空調機の使用等の諸条件を入力情報の形態で
演算装置に入力し、この演算装置においてそれぞ
れの入力情報の組み合わせに応じた最も好適な目
標アイドル回転数を演算し、次いでこの目標アイ
ドル回転数と回転検出器によつて検出した実際ア
イドル回転数とを比較して両回転数の差を検出
し、この両回転数の差に比例したデユーテイ比を
もつパルスを出力させ、この出力に基づき電気作
動制御装置をしてダイヤフラム式負圧応動手段を
制御させ、これによつてエンジンのスロツトル弁
の開度を制御して所望のアイドル回転数に自動制
御するものである。

ところが、こうした従来のアイドリング回転数
制御装置は、通常の条件の下ではある程度満足な
結果を与えることは考えられるが、アイドル運転
時の流体式自動変速器の変速位置のシフトによる
負荷変動によつて回転数が変化して始めて制御量
が変わるという帰還制御方式を採用しているた
め、回転数が安定するまでの目標アイドル回転数
からの偏差が大きく応答が遅いという欠点があ
る。

このアイドル回転数制御の応答性を向上させる
ため、特開昭54−113725号公報に開示された内燃
機関の無荷時回転数自動制御方法においては、負
荷変化自体を検出してそれによる回転数変化を予
測し、これによつて上記した帰還制御に予測制御
を追加する方式を採つている。

しかしながら、この自動制御方法においては、
上記負荷変化の検出を変速機の変速位置のシフト
を検出することによつて行なつているが、実際の
負荷変化はこの変速位置のシフト時から、多少時
間的に遅れるのが普通であり、従つてこの自動制
御方法による場合は負荷が実際に変動する以前に
予測制御による回転速度の所定量の増速が行なわ
れてしまい、このため回転速度が極端に急激に上
昇してしまい、運転者に不快感を与えたり、不意
の発進といつた危険な状態を生じたりすることが
あつた。

そこで本発明は、負荷変動時のアイドル回転制
御における上記したような欠点のない新規なエン
ジンのアイドル回転制御装置を提供することを目
的とするものである。

本発明によるエンジンのアイドル回転制御装置
は、エンジン回転速度を検出する回転検出器と、
上記エンジン回転速度を調節するため、エンジン
回転速度の増減に係わる流入空気量、燃料供給
量、点火時期制御パラメータをコントロールする
アクチユエータと、エンジンの運転状態に応じて
設定される目標アイドル回転速度と上記回転検出
器で検出される実際アイドル回転速度とを比較し
て上記両速度の差を検出し、この両速度の差に基
づいてアイドル回転速度が上記目標アイドル回転
速度となるようにアクチユエータを駆動制御する
ため、このアクチユエータに制御信号を出力する
制御回路とからなる帰還制御系に、流体式自動変
速機の変速位置を指示するシフト指示手段が非ド
ライブ位置からドライブ位置にシフトしたことを
検知してシフト信号を発生する変速検知器、およ
びこの変速検知器からシフト信号を受けたとき、
前記アクチユエータにエンジン増速方向の補正信
号を徐々にもしくは所定時間遅延させ、前記自動
変速機の負荷が実際にエンジンに加わる時期に同
期して、補正信号を与える補正回路からなる予測
制御系を付加したことを特徴とするものである。

このような構成を備えた本発明のエンジンのア
イドル回転制御装置によれば、上述の帰還制御系
による主制御への予備制御系による予備制御の追
加を、変速機の変速位置のシフトの検出と同時に
行なわずに、実際の負荷変化と同期させるように
シフト時から所定時間遅延させて行なうか、ある
いは徐々に行なうかしているので、エンジン回転
速度の急激な増速が生ずることがなく、従つて運
転者に不快感を与えたりすることがない。

以下添付図面を参照しつつ本発明の好ましい実
施例によるエンジンのアイドル回転制御装置につ
いて説明する。

第１図は、気化器式エンジン１に組み込まれた
本発明のアイドル回転制御装置の構成機能図であ
る。

第１図から明らかなように、気化器式エンジン
１の吸気系は、吸気管部２、スロツトル弁３およ
びインテークマニホルド４からなる。スロツトル
弁３は、アイドル回転制御装置の一部であるダイ
ヤフラム式アクチユエータ５によつて作動制御さ
れて、アイドル運転時に開度が設定されるように
なつている。

アクチユエータ５は、ダイヤフラム６およびこ
のダイヤフラム６によつて画成された圧力作動室
７を有するダイヤフラム式アクチユエータであ
る。ダイヤフラム６は、圧力作動室７内の圧力が
低くなつたとき、図において左方に移動し、これ
によつてダイヤフラム６に固定されている連杆８
を介してスロツトル弁３を少し開くようになつて
いる。なお、この連杆８の先端には、この連杆が
ダイヤフラム６とともに左方に移動したときに、
スロツトル弁３を図において時計方向（開く方
向）に回転させることができるようにフツク８ａ
が設けられている。

上記圧力作動室７は、大気管路９によつて吸気
管部２のスロツトル弁３より上流側に連通されて
おり、また負圧管路１０によつて吸気管部２のス
ロツトル弁３より下流側に連通されている。大気
管路９には常開弁である第１電磁弁１１が、負圧
管路１０には常開弁である第２電磁弁１２が、そ
れぞれ配設されている。従つて通常状態におい
て、圧力作動室７は大気圧に保たれており、アク
チユエータ５はこのときスロツトル弁８を通常ア
イドル運転に対応する最低開度となるように設定
するようになつている。

第１および第２電磁弁１１および１２は、一方
が作動領域であるときは他方は非作動領域となる
ように制御されるものであり、この制御はマイク
ロコンピユータ１３によつて行なわれる。このマ
イクロコンピユータ１３には、例えばスロツトル
弁３の閉状態を検出してエンジンのアイドル運転
状態を検出するアイドル検出装置１４からのアイ
ドル運転情報D1、エンジンの温度を検出する水
温センサ１５からのエンジン温度情報D2、エア
コン駆動スイツチ１６からのエアコンON−OFF
情報D3、およびエンジンの回転速度を検出する
回転検出器１７からの実際アイドル回転数情報
D4、流体式自動変速機の変速位置を指示するシ
ストスイツチ１８からの変速位置情報D5等のエ
ンジン運転状態情報が入力される。

次に以上説明した構造のアイドル回転制御装置
の作動を第２図のフローチヤートを参考にしなが
ら説明する。なお、この第２図のフローチヤート
において左側に付したフローチヤート記号〜
が制御の１サイクルであり、エンジンの回転に同
期して例えば１回転１サイクルの制御が行なわれ
る。

エンジンが始動してマイクロコンピユータ１３
が作動すると、まずアイドル運転情報D1により
アイドル運転か否かが判定される（）。ここで、
アイドル運転であると判定されると、エンジン温
度、クーラ作動状態等の運転状態が検出され
（）、次いで情報D2、D3等に基づき目標アイド
ル回転数Nsetが演算され（）、この目標アイド
ル回転数Nsetはマイクロコンピユータ１３のメ
モリｍに記憶される。この後、実際アイドル回転
数Nrpm（情報D4による）が検出され（）、こ
の実際アイドル回転数Nrpmもコンピユータ１３
に入力される。コンピユータ１３は、中央演算部
CPUにおいて、演算した目標アイドル回転数
Nsetと、検出した実際アイドル回転数Nrpmとを
用いて、式 Ｉ＝（Nset−Nrpm）＋Ｉ Ｉ：積分出力値 を演算し（）、この演算された積分出力値Ｉに
よるデユーテイ比を有するパルス状の補正信号を
発生する（）。この補正信号は、大気側の第１
電磁弁１１を閉じるために第１電磁弁１１に供給
される閉信号Ｓ１と、負圧側の第２電磁弁１２を
開くために第２電磁弁１２に供給される開信号Ｓ
２からなつている。

この後、マイクロコンピユータ１３は、シフト
スイツチ１８からの変速位置情報D5を受け、こ
の変速位置情報D5に基づき流体式自動変速機の
変速位置がニユートラルの位置にあるか、あるい
はドライブの位置にあるかを判定する（）。変
速位置がニユートラルの位置にあると判定された
とき、第１および第２の電磁弁１１，１２は、上
述の補正すべき回転数の量に比例したデユーテイ
比のパルス信号である閉信号および開信号Ｓ１，
Ｓ２によつてそのままその制御が行なわれる
（）。

一方、変速位置がドライブ位置にあると判定さ
れたとき、次いでこのドライブ位置がこの時点に
おける変速位置のシフトの結果であるかを判定す
る（）。この判定がYESのとき、すなわちニユ
ートラルからドライブへ切り換つたとき、信号Ｓ
１およびＳ２を所定時間後に、ドライブの負荷分
に対応する回転数だけ回転数を上昇させるための
補正信号Ｓ３によつて補正し（）、この補正さ
れた信号Ｓ１およびＳ２によつて第１および第２
電磁弁１１および１２を制御する（）。一方、
この判定がNOのとき、すなわちドライブ位置状
態が継続しているとき、信号Ｓ１およびＳ２を補
正信号Ｓ３で補正し（）、この補正された信号
Ｓ１およびＳ２で第１および第２電磁弁１１およ
び１２を制御する（）。

第１および第２の電磁弁１１および１２は、そ
の時の状況に応じ以上のいずれかの方法によつて
制御され、従つてアクチユエータ５の圧力作動室
７内の空気は、上記補正すべき回転数の量に比例
して、あるいはその上に負荷変化による回転数の
変動が予測されて吸引され、この吸引量に応じた
ストロークでダイヤフラム６が左方に移動し、こ
れに伴ない連杆８が左方に移動する。この結果、
スロツトル弁３は、補正すべき回転数の量に対応
する開度だけ、あるいはその上に負荷変化による
回転数の変動に対応する値で補正された開度だけ
開かれる。

以上のようにしてアイドル回転速度の諸条件に
従う制御が行なわれる。

次に第３図を参照しつつ、本発明のエンジンの
アイドル回転制御装置の制御回路の１例を説明す
る。この第３図は、第１図のマイクロコンピユー
タ１３の機能と等価の機能を有する回路をブロツ
ク図で示したものであり、この回路はマイクロコ
ンピユータによらずともデジタル回路あるいはア
ナログ回路で構成することもできる。

第３図において、符号２０はエンジンの暖機状
態等の運転状態を検出する運転状態検出器であ
り、この運転状態検出器２０は設定電圧発生器２
１に接続されている。この設定定電圧発生器２１
は、上記運転状態検出器２０で検出された運転状
態に応じた電圧Vsetを発生するものであり。こ
の電圧Vsetが上述の目標アイドル回転速度Nset
に対応するものである。この電圧Vsetは、比較
器２２の一方の入力端に入力される。

一方、符号２３は回転検出器を示し、この回転
検出器２３に接続された回転数−電圧変換器２４
は、回転検出器２３によつて検出されたエンジン
の実際アイドル回転数Nrpmに比例した電圧
Vrpmを発生する。この電圧Vrpmは、比較器２
２の他方の入力端に入力される。

比較器２２は、２つの電圧VsetとVrpmを比較
し、その差に比例した電気信号を出力する。この
電気信号は、積分器２５に入力され、この積分器
２５はこの電気信号と、式 Ｉ＝（Nset−Nrpm）＋Ｉ Ｉ：積分出力値 に基づいて積分し、制御信号V_Iを発生する。こ
の制御信号V_Iは、加算器２６に入力される。

符号２７は、流体式変速機がドライブ位置にあ
るときに増加されるエンジンの負荷の一部に対応
する一定の電圧Vconを発生する定電圧発生器を
示し、この定電圧発生器２７は遅延回路２８およ
び常開スイツチ２９を介して加算器２６に接続さ
れているとともに、設定電圧発生器２１の入力端
にも接続されている。定電圧発生器２７および常
開スイツチ２９は、変速機がドライブ位置にある
かニユートラル位置にあるかを検出するシフト検
出器３０に接続されている。このシフト検出器３
０は、変速機がニユートラル位置にあることを検
出したとき、上記定電圧発生器２７を停止し、ス
イツチ２９をOFF状態とする一方、ドライブ位
置にあることを検出したとき、上記定電圧発生器
２７を作動させ、スイツチ２９をON状態とす
る。

加算器２６の出力端は、大気側電磁弁駆動回路
３１および負圧側電磁弁駆動回路３２の入力端に
接続されている。駆動回路３１および３２は、加
算器２６からの出力信号によつて大気側電磁弁１
１および負圧側電磁弁１２を駆動制御し、これに
よつてアクチユエータ５の作動、ひいてはスロツ
トル弁３の開度の制御を行なう。

次に、第３図に示す構成をもつ制御回路の作用
の主要部について説明する。

まず、変速機がニユートラル位置にあるとき、
定電圧発生器２７およびスイツチ２９はOFF状
態となつているので、加算器２６には積分器２５
の制御信号V_Iのみが入力される。従つて、駆動
回路３１および３２にはこの制御信号V_Iがその
まま入力され、駆動回路３１および３２はこの制
御信号V_Iに基づいて電磁弁１１および１２を制
御する。

変速器がこのニユートラル位置からドライブ位
置にシフトすると、シフト検出器３０は、このシ
フトを検出し、定電圧発生器２７を作動させると
ともに、スイツチ２９をON状態にする。する
と、定電圧発生器２７は所定の電圧Vconを発生
するが、遅延回路２８の作用により所定時間後に
この所定の電圧Vconは加算器２６に入力され、
ここで上記制御信号V_Iに加算される。従つて、
駆動回路３１および３２は変速位置のシフトから
所定時間後からV_I＋Vconに基づいて電磁弁１１
および１２を駆動制御することになる。なお、定
電圧発生器２７の出力信号は、設定電圧発生器２
１にも供給されており設定電圧発生器２１は、電
圧V_Iを発生するときこのVconも１つのフアクタ
ーとして用いている。

一方、変速機がドライブ位置からニユートラル
位置にシフトすると、シフトの検出器３０は、こ
のシフトを検出し、今度は定電圧発生器２７を停
止させるとともに、スイツチ２９をOFF状態と
する。従つて、定電圧回路２７からの電圧Vcon
の加算器２６への供給は瞬時に停止される。かく
して、このような変速位置のシフトの場合は、遅
延回路２８の影響を受けることなくその瞬間から
駆動回路３１および３２は制御信号V_Iのみによ
つて電磁弁１１，１２を駆動制御するようにな
る。

上述の実施例においては、定電圧発生器２７の
出力Vconを遅延回路２８によつて遅延させて加
算器２６に入力するようにしたが、遅延回路２８
の替りに積分回路を用い徐々に入力するようにし
てもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、気化器式エンジンに組み込んだ本発
明のアイドル回転制御装置の構成機能図、第２図
は、本発明のアイドル回転制御装置の作動の１例
を示すフローチユート、第３図は、本発明のアイ
ドル回転制御装置に用いられる制御回路のブロツ
クダイヤグラムである。 １……エンジン、２……吸気管部、３……スロ
ツトル弁、５……アクチユエータ、９……大気管
路、１０……負圧管路、１１，１２……第１、第
２電磁弁、１３……マイクロコンピユータ、１４
……アイドル検出装置、１５……水温センサ、１
６……エアコン駆動スイツチ、１７……回転検出
器、１８……シフトスイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジン回転速度を検出する回転検出器、前
   記エンジン回転速度を調節するため、エンジン回
   転速度の増減に係わる制御パラメータをコントロ
   ールするアクチユエータ、エンジンの運転状態に
   応じて設定される目標アイドル回転速度と前記回
   転検出器で検出される実際アイドル回転速度とを
   比較して前記両速度の差を検出し、この両速度の
   差に基づいてアイドル回転速度が前記目標アイド
   ル回転速度になるように前記アクチユエータを駆
   動制御するため、このアクチユエータに制御信号
   を出力する制御回路、流体式自動変速機の変速位
   置を指示するシフト指示手段が非ドライブ位置か
   らドライブ位置にシフトしたことを検知してシフ
   ト信号を発生する変速検知器、およびこの変速検
   知器からシフト信号を受けたとき、前記アクチユ
   エータにエンジン増速方向の補正信号を徐々にも
   しくは所定時間遅延させ、前記自動変速機の負荷
   が実際にエンジンに加わる時期に同期して、補正
   信号を与える補正回路からなるエンジンのアイド
   ル回転制御装置。