JPH0378544A - エンジンの回転数制御装置 - Google Patents

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〕 本発明は、エンジンの回転数制御装置に係わり、特にア
イドル回転数の大気圧補正に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、エンジンへの燃料供給量はエンジンヘノ空気供給
量によって決定されるために、エンジンへの空気供給量
を制御すればエンジンの実回転数を制御できる事が一般
的に知られている。

第９図はエンジンのアイドル回転数を制御するための従
来の処理をフローで示している。第９図において、まず
ステップ５ｉｏｔではエンジン停止か否かを判断し、エ
ンジン停止ならばステップ３１０２にて回転数フィード
バック補正量Ｑ　ＮＦＩに初期値を設定した後にステッ
プ５１０３にて大気圧検出後ステップ５１０４に進み、
エンジン停止でなければステップ５１０４に同じく進む
、ステップ５１０４では、アイドル状態か否か判定し、
アイドル状態ならばステップ５１０５にて実回転数Ｎｅ
を算出する０次ステップ５１０６では、運転状態から目
標回転数Ｎｔを算出し、更にステップ５１０７にて基本
空気制御量Ｑ　ｍａｓｔを算出する。

ステップ３１０８では、検出した大気圧値に基づいて大
気圧補正空気制御量Ｑ□を演算する。スチップ５１０９
では、１００Ｗｓ毎のタイミングか否かを判定し、タイ
ミングでなければステップ５１１２に進み、タイミング
ならばステップ３１１０に進む、ステップ５ｉｌｏでは
、ｐＪｔ−Ｎｅの回転数偏差ΔＮより制御ゲインΔＫｌ
を算出し、この後にステップ５１１１にて、ＱＮＦＩ＋
ΔＫｌの演算を行なってＱ　ＮＦＩを更新する。ステッ
プ５１１２では、Ｑ、□’　−Ｑ　、　、□＋Ｑ　ＩＩ
ＦＩ　＋　Ｑ　ＡＰの演算を行なってＩＳＣ空気制御量
Ｑ　＋ｓｃを更新する。ステップ５１１３では、Ｑ　＋
ｓｃよりデユーティ比りを演算し、この後にデユーティ
比りの駆動信号によりスロットル弁をバイパスするバイ
パス通路に設けられた空気制御弁の開度を制御する。ス
テップ５１１５では、スロットル開度が全開近辺ならば
圧力センサによりスロットル弁下流の吸気管内圧力を大
気圧として検出し、それ以外の場合には検出しない。

一方、ステップ５１０４にて非アイドル状態と判定した
場合、ステップＳｌ　１６にてＱ＋ｓｃを所定量Ｑ。■
−に設定した後にステップ３１１３に進み、上記と同様
の処理を行なう。

ステップ５１１５の処理後はリターンとなり、リターン
後にステップ５ＩＯＩに戻って上記動作を繰返す。

〔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、
大気圧が変化したにもかかわらずスロットル弁が十分開
かれないために大気圧を新たに検出できない場合、回転
数フィードバック補正量Ｑ　ＮＦＩにより大気圧変動分
の空気供給量を補正するが、その後、新たに大気圧を検
出して大気圧変動分の補正を行なうと２重に大気圧補正
した制御量でエンジンへの空気供給量を制御する。この
ために空気供給量の不足又は過剰を招きアイドル回転数
の一時的な異常低下、又は異常な上昇をもたらす課題が
あった。

又、大気圧補正を全く行なわない場合には、イグニシコ
ンキースイッチをオンしてエンジンの作動を開始しても
、大気圧の補正が無いので、例えば高地ではしばらくの
間実回転数が目標回転数から異常に低下するなどの課題
があった。

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、大気圧を検出し、エンジン始動時に大気圧補正を
行なうようにしてアイドル回転数の異常な低下又は上昇
を防止する事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、空気制御弁と、
アイドル状態時に基本空気制御量と回転数偏差をなくす
方向の回転数フィードバック補正量との合成制御量に応
じて空気制御弁の開度を制御する制御手段を備えた装置
において、大気圧を検出する大気圧検出手段と、エンジ
ン始動時に合成制御量を大気圧補正する補正手段とを設
けたものである。

〔作　用〕

本発明におけるエンジンの回転数制御装置は、通常のア
イドル状態時には大気圧変動に対して回転数フィードバ
ック補正量により大気圧補正し、エンジン始動時には大
気圧検出手段により検出した大気圧に応じて合成制御量
を大気圧補正する。

〔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概略構成を示
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後述のスロットル弁７の下
流側の吸気管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（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′４」する空気制御
弁で、例えば駆動信号のデユーティ比りに応じた開度に
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（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、ディストリビユータ（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、１
７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は排気ガスを浄化する触媒、２０は
バッテリ、２１はバッテリ２０に接続されたイグニショ
ンキースイッチである。イグニションキースイッチ２１
がオンになるとスタータ（図示せず）がバッテリ２０か
ら電力の供給を一時的に受けてエンジン１を始動する。

又、上記燃料制御システムや上記点火制御システムも作
動開始し、燃料供給や点火を開始する。イグニションキ
ースイッチ２１のオフ時には、上記燃料制御システムや
上記点火制御システムがバッテリ２０から電力の供給を
受けないので、不作動となる。従って、この時にはエン
ジンｌは燃料噴射弁５から燃料の供給を受けず、又、点
火プラグ（図示せず）も点火しないので停止状態になる
。

２２は電子式制御ユニットで、圧力センサ６、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、イグニションキースイッチ２１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の制御量又は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２２について
説明する。１００はマイクロコンビエータで、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Ｃ
ＰＵ２００、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２０１．１００ｍ毎の時間計
測や空気制御弁１１に印加する駆動信号のデユーティ比
り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ＲＡＭ２０５、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２０７、コモンバス
２０８等から構成されている。１０１は第１人力インタ
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１０
０に出力する。この割込み信号が発生するとＣＰＵ２０
０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人力インタフェイス回路で、圧力セン
サ６、冷却水温センサ１４の各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。１０３は第３人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、イ
グニションキースイッチ２１のオン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１１に“出力する。この他にマイク
ロコンピュータ１００用の電源回路（図示せず）がある
が、イグニションキースイッチ２１のオン・オフに関係
なく電力を常時供給する。

次に第１図ないし第３図の内で第３図を主に参照して本
実施例の動作を説明する。まず、ステンブＳ１では、イ
グニションキースイッチ２１がオフか否か即ちエンジン
ｌが停止か否かをイグニションキースイッチ２１からの
信号により判定する。

イグニションキースイッチ２１がオンでエンジン停止で
なければステップＳ５にジャンプし、イグニションキー
スイッチ２１がオフでエンジン停止ならばステップＳ２
に進む、ステップＳ２では、回転数フィードバック補正
量Ｑ　ＭＦＩに大気圧７６０ｍｕｇを基準とした初期値
を設定する６次ステップＳ３では、エンストを表わすエ
ンストフラグをセットする。ステップＳ４では、エンジ
ン１が停止しているために圧力センサ６が検出する圧力
は大気圧なので、圧力センサ６から第２人力インタフェ
イス回路１０２とＡ／Ｄ変換器２０３を介して大気圧を
表わす大気圧値を読込む。

ステップＳ５では、アイドルスイッチ９からの信号と車
速センサ１７からの信号によりアイドル状態か否かを判
定する。アイドルスイッチ９がオンかつ車速１．５ｋｍ
／ｈ以下の車両停止ならばアイドル状態と判定してステ
ップＳ６に進み、そうでなく非アイドル状態ならばオー
ブンループ制扉を行なうためにステップＳ１９に進む。

エンジン停止状態では、アイドルスイッチ９の電源がイ
グニションキースイッチ２１のオフによりオフとなるの
で、アイドルスイッチ９はオン・オフに関係なく、“Ｌ
”レベルのオフ信号を出力するために非アイドル判定と
なる。

ステップＳ６では、エンジンｌの回転周期に基づいて実
回転数Ｎｅを算出する。ステップＳ７では、エンジン１
の運転状態例えば冷却水温センサ１４からの冷却水温値
、電気負荷スイッチ１５はオンかオフか、ニュートラル
スイッチ１６はオンかオフか等に応じて目標回転数Ｎｔ
を算出する。

ステップＳ８では、同じ（運転状態に応じて目標回転数
Ｎｔを維持するための基本空気制御量Ｑ、＾３Ｅを算出
する。

ステップＳ９では、１０ｏｌｌｓ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ＳＩＯ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Ｓ１０では、上記エンストフラグがセットされ
ているか否かを判定し、セットされていなければステッ
プＳ１４にジャンプし、セットされていればステップＳ
ｌｌに進む、ステップＳｌｌでは、圧力センサ６から読
込んだ大気圧値に基づいて大気圧補正空気制御量Ｑ　Ａ
Ｐを算出する。この検出した大気圧と大気圧補正空気制
御量Ｑ０は第４図に示すように反比例関係にある。

ステップＳ１２では、ステップＳ２にて初期設定された
回転数フィードバック補正量Ｑ　Ｎ　Ｆ　ｍにステップ
Ｓｌｌにて求めた大気圧補正空気制御量Ｑ１を加算して
大気圧補正した回転数フィードバック補正量Ｑ□、を求
める０次ステップＳ１３では、上記エンストフラグをク
リアし、この後にステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、目標回転数Ｎｔと実回転数Ｎｅと
の回転数偏差ΔＮにより第５図に示すΔＮマツプを用い
てその偏差ΔＮに応じた制御ゲインΔＫＩを演算する。

ステップＳ１５では、現在最新の回転数フィードバック
補正量Ｑ　ｍｙｍに制御ゲインΔＫｌを加えてＱＩＩＦ
Ｉを更新する。

ステップ３１６では、基本空気制御量Ｑ　ｍａｓｌＬと
回転数フィードバック補正量Ｑ、ｌＦ−を加算してＩＳ
Ｏ（アイドルスピードコントロール）空気制御量Ｑ　ｒ
ｓｃを求める。ステップＳ１７では、このＩＳＯ空気制
御量Ｑ　ｒｓｃを用いて第６図に示すＱ　ｒｓｃマツプ
を用いて駆動信号のデユーティ比りを演算する。このデ
ユーティ比りは、第７図に示すように、駆動信号の周期
をＴ、１周期のオン時Ｔｅｌ＋ 間をＴ。、４とすると、　　。　　ｘｌｏｏ　［χ］　
で表わされる。ステップ３１８では、デユーティ比りの
駆動信号を空気制御量１１に印加して、これを駆動制御
する。なお、上記各種空気制御量や補正量が大きい程、
デユーティ比りが大きくなって空気制御量１１の開度が
増す。

一方、ステップＳ５にて非アイドル状態と判定した場合
にステップ５１９に進んで、ＩＳＣ空気制御量Ｑ＋ｓｃ
　として予じめ設定された所定の空気制御量Ｑ、Ｐ□を
設定する。この後にステップ５１７に進んで上記と同じ
処理を行なう。

ステップＳ１８の処理後にリターンとなるが、リターン
後にステップＳ１に戻って上記動作を繰返す。

なお、上記実施例において、ステップＳ４の処理後にス
テップＳ１９に直接進むようにしてもよい。

又、本実施例では燃料制御システムと点火制御システム
を別個にしたが、それらを電子式制御ユニット２２にプ
ログラムで組込んでもよく、イグニションキースイッチ
のオフ信号を入力するとそれらのシステムの処理をジャ
ンプし、第３図に示す処理のみを続行するようにしても
よい。

第８図は、上記実施例による回転数制御の動作波形と、
従来例による回転数制御の動作波形を示し、実線が上記
実施例、−点鎖線が従来例によるものである。同図にお
いて、（イ）は実回転数、（０）はアイドル・非アイド
ルの運転状態、（ハ）はスロットル開度、（＝）は大気
圧、（参）は圧力センサ６により検出した大気圧、（へ
）は従来例によるＱ　ｍｙ、（））は従来例によるＱ□
１、（チ）は従来例によるＱ　ｒｓｃ、（す）は本実施
例によるＱ　ａ　ｐ、（ヌ）は本実施例によるＱ□１、
（ル）は本実施例によるＱｌｆｆ。の時間ｔに対する各
変化を示している０時刻ｔ、〜１．のアイドル状態では
、大気圧が７６０■Ｈｇで回転数フィードバック補正量
Ｑ　）ＩＦｍや■ＳＣ空気制御量Ｑ　ｒｓｃが平衡して
いる。その後、車両を平地から高地に移動すると大気圧
が例えば４６０ｓｓＨｇ近くに変化する。この状態で、
時刻ｔ、〜ｔ４のアイドル状態では、その大気圧変動分
を補正するように回転数フィードバック補正量Ｑ　ＮＦ
Ｉが増加し、これに伴なってＱ　ｒｓｃも増加し、平衡
状態になる０時刻ｔ４〜ｔ、の非アイドル状態では、ス
ロットル開度がθｄｏｇ以上に開いたために従来例では
４６０■Ｈｇ近くの大気圧を検出し、大気圧補正空気制
御量Ｑ０を増加させる０時刻も、〜ｔｈでのアイドル状
態においては、従来例では大気圧補正空気制御量Ｑ　ａ
ｙの増加分ＩＳＯ空気制御量Ｑｌ！。が増大する。

その増大分をなくすためにＱ□１が減少するが、この間
エンジンへの空気供給量が過剰となり、実回転数が目標
回転数名なかなか落込まない、しかし、本実施例では、
大気圧検出を行なわないために時刻ｔｓ”＝ｊｉでのア
イドル状態では大気圧補正を行なわず、回転数フィード
バック補正量Ｑ　ＮＦｍにより時刻ｔｓ−ｔ４で大気圧
補正した状態で続行するために実回転数が目標回転数に
速やかに収束する０時刻Ｌｈ〜ｔ７では、イグニション
キースイッチがオフでエンジン停止となる。この間に本
実施例では４６０■Ｈｇ近くの大気圧を検出する。そし
て、時刻ｔ、〜ｔ、のアイドル状態では、従来例と本実
施例ともに回転数フィードバック補正量Ｑ　Ｎ　ｒ　ｓ
は７６０■Ｈｇの大気圧の場合の初期値が設定され、大
気圧補正空気制御量ＱＡＰにより補正されるために、Ｉ
ＳＯ空気制御量Ｑ　Ｉｓ　ｃが適量になる。その後、本
実施例ではイグニションキースイッチがオフにならない
限り大気圧を検出せず、回転数フィードバック補正量Ｑ
　ＮＦＩによって大気圧補正を行なう。

しかし、従来例では、時刻ｔ、〜１．・で時刻ｔ３〜ｔ
４と同様に大気圧補正をｍ行なってしまう、そして、時
刻ｔ１・〜ｔｌｌで無負荷レーシング動作を行なうとス
ロットル開度がθｄｅｇ以上開くために大気圧を検出す
る。このレーシング直前にはＩＳＣ空気制御量Ｑ　ｒｓ
ｃはＱ□、の大気圧補正により７６０■Ｈｇ大気圧での
平衡状態になっていた。しかし、時刻Ｅ１１直後では、
大気圧を検出して大気圧補正空気制御量ＱＡＰの減小骨
ＩＳＣ空気制御量Ｑ　ｒｓｃを減小してしまうためにエ
ンジンへの空気供給量が一時的に不足し、実回転数が異
常に低下する。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば大気圧を検出し、エンジ
ン始動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基本空気制御量との合成制御
量を大気圧補正するように構成したので、２重に大気圧
補正することがな（、アイドル回転数の異常な低下又は
上昇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エンジンの回転数制御
装置の概略を示す構成図、第２図は第１図中の電子式制
御ユニット等の構成を示すブロック図、第３図は本発明
の一実施例による動作を示すフロー図、第４図は大気圧
と大気圧補正空気制御量Ｑ　ＡＰとの関係を示す線図、
第５図は回転数偏差ΔＮと制御ゲインΔに！との関係を
示す線図、第６図はＩＳＯ空気制御量Ｑ＋ｓｃとデユー
ティ比りとの関係を示す線図、第７図はデユーティ比り
の説明図、第８図は本発明の一実施例による動作と従来
例による動作とを比較するための動作波形図、第９図は
従来例の動作を示すフロー図である。 図中、１・・・エンジン、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、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
バツテリ、２１・・・イグニシッンスイッチ、２２・・
・電子式制御ユニット。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジンのスロットル弁をバイパスするバイパス通路
   の流路断面積を制御する空気制御弁と、アイドル状態時
   に、目標回転数を維持するための基本空気制御量と前記
   目標回転数と実回転数の偏差に応じて該偏差をなくす方
   向の回転数フィードバック補正量との合成制御量に応じ
   て前記空気制御弁の開度を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、大気圧を検出する
   大気圧検出手段と、前記エンジンの始動時に前記合成制
   御量を大気圧補正する補正手段を備えた事を特徴とする
   エンジンの回転数制御装置。