JPH0684732B2 - エンジンのアイドル回転数制御装置 - Google Patents

エンジンのアイドル回転数制御装置

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JPH0684732B2
JPH0684732B2 JP24019485A JP24019485A JPH0684732B2 JP H0684732 B2 JPH0684732 B2 JP H0684732B2 JP 24019485 A JP24019485 A JP 24019485A JP 24019485 A JP24019485 A JP 24019485A JP H0684732 B2 JPH0684732 B2 JP H0684732B2
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、学習制御機能を有するエンジンのアイドル回
転数制御装置に関するものである。
(従来技術) 近年自動車用エンジン等において多用されている電子制
御によるアイドル回転数制御装置は、一般にエンジンの
スロットル弁をバイパスするように吸入空気のバイパス
通路を形成するとともに、このバイパス通路にスロット
ル弁の最小開度状態(アイドル状態)における吸入空気
量を調整する空気量調整手段(電磁弁)を設け、エンジ
ンの実際の回転数と設定された所定目標回転数との回転
数の偏差量に応じて当該空気量調整手段をフィードバッ
ク制御することによりアイドル目標回転数で運転するよ
うに構成されている。
そして、上記の場合、具体的には、マイクロプロセッサ
により構成されるエンジンコントローラを使用し、上記
吸入空気量調整手段を、上記目標回転数に対応させて設
定した所定の基本制御量によって制御し、当該所定の基
本制御量によって得られる実回転数が上記目標回転数と
不一致の場合には、そのときの負荷量又は偏差量に応じ
て上記所定の基本制御量を補正することによって実回転
数を目標回転数に収束せしめる構成が採用される。
ところで、上記補正量を含めた最終的な制御量は次のよ
うにして一般的に定められる。
最終制御量G=GB+ΣGL+GFB 但し、GB:基本制御量 GL:各種エンジン負荷に対応した補正量 GFB:フィードバック補正量 ここで、上記基本制御量GBは無負荷時におけるエンジン
固有の特性値を基礎にエンジン回転数と冷却水温とに対
応して設定される。また、エンジン負荷(例えばエアコ
ン、パワーステアリング等)に対応した補正量GLは、そ
れぞれの負荷量に応じた固有値として定められる。そし
て、オープンループ制御による吸気量増量値とした作用
する。さらに、フィードバック補正量GFBは、実際のエ
ンジン回転数と目標回転数との偏差量に応じて当該運転
状態に応じて任意に定まるクローズドループ制御時の補
正量である。
すなわち、上記の一般式(例えば、デューティー比算出
式となっている)から明らかなように、最終制御量G
は、エンジン固有の特性値と冷却水温によって定められ
る基本制御量GBを中心とし、負荷量に対応した補正量と
回転数の偏差量に対応した補正量が加算されるようにな
っている。そして、この場合、もちろん制御量として
は、基本制御量が最も大きい。
従って、上記アイドル時のエンジン回転数の制御を高精
度に行うためには、先ず上記無負荷時の基本制御量GB
値を可及的高精度に設定することが前提となる。
ところが、エンジン固有の特性値を決定するエンジン構
造、形状、部品、シール状態等は、経年変化を生ずるた
めに常に完全な固定値として考えることができない。ま
た、上記特性値は、エンジンの使用環境(低地と高地)
の相違による大気圧の変化によっても変動する。そこ
で、従来上記エンジンの特性値に対応した基本制御量の
みによる場合のエンジンの実回転数と本来必要な目標回
転数との偏差量を上記フィードバック補正時の負帰還作
用により帰還量として検出し、この検出値を基本制御量
自体に対する補正値として学習記憶させる学習補正手段
を備えたエンジンのアイドル回転数制御装置が提案され
ている(例えば特開昭56-44431号公報参照)。このよう
なエンジンのアイドル回転数制御装置によると、上記最
終制御量G算出のための一般式は、次のように変形され
る。
G=GB+GS+ΣGL+GFB 但し、GS:学習補正項 従って、このような構成によればエンジンの経年変化や
使用環境の相違によりエンジン特性値に変動が生じて
も、それらに応じて基本制御量自体が自動的に補正され
るから、エンジンメンテナンスがフリーとなる効果を得
ることができるとともに基本制御量の設定精度を向上さ
せることができる。
ところが、その場合、上記学習補正に際して実際に上記
補正値を決定記憶するためには、上記の説明から明らか
なように当該エンジンの運転状態が学習可能な状態であ
ること、すなわち無負荷かつ定常状態であることが必要
である。従って、各種のエンジン負荷、例えばエアコン
やパワーステアリングが作動している状態では上記学習
補正を行うことはできない。この場合、当該エンジン負
荷が上記のようにエアコンとかパワーステアリングなど
のように負荷投入状態を容易に検出できるものの場合に
は、該検出時に上記学習補正動作を禁止することにより
誤動作を容易に防止することができる。
しかし、オルタネータがエンジン負荷となる各種の電気
負荷の作動の場合には、先ず種類が多いこと、次に、エ
ンジンとの関係でON・OFF状態の把握をしにくいものが
多いこと、さらにオルタネータの発電量が負荷作動のみ
に対応するものではなく、バッテリの充電状態によって
も大きな影響を受けることなどの理由によって、容易に
その作動状態を検出できないことに加えて負荷量を特定
することが難しい。そのため、上述の従来技術による学
習補正制御の精度向上には、どうしてもある程度の限界
があった。
(発明の目的) 本発明は、上記の事情に基づいてなされたもので、学習
補正時には、オルタネータのフィールド電流を所定値に
固定することにより、負荷量を一定値に固定させ、より
高精度な学習補正制御を可能にしたエンジンのアイドル
回転数制御装置を提供することを目的とするものであ
る。
(目的を達成するための手段) 本発明は、上記の目的を達成するために、無負荷時にお
けるエンジンの目標回転数を設定する目標回転数設定手
段と、無負荷時におけるエンジンの実回転数が上記目標
回転数に一致するようにエンジンに対する基本制御量を
設定する基本制御量設定手段と、この基本制御量設定手
段により設定された基本制御量によって得られるエンジ
ンの実回転数と上記目標回転数との偏差量に基づいて上
記エンジンの実回転数を上記目標回転数に一致させるた
めの補正量を演算する補正量演算手段と、この補正量演
算手段により演算された補正量を上記基本制御量設定手
段により設定された基本制御量に対する補正値として所
定の演算周期で記憶更新し、当該記憶更新された値で上
記基本制御量の補正を行う学習補正手段とを備えたエン
ジンのアイドル回転数制御装置において、上記学習補正
手段の作動時には上記エンジンによって駆動されるオル
タネータのフィールド電流を電気負荷の変動に拘わらず
所定値に維持するオルタネータ制御手段を設けてなるも
のである。
(作用) 上記の手段によると、学習補正手段の作動時には、各種
電気負荷の変動に拘わらずオルタネータのフィールド電
流が所定値に維持されるのでエンジン負荷としてのオル
タネータは負荷変動のない固定値として規定することが
でき、学習補正制御に際する基本制御量の決定に当たっ
てもエンジン固有の値として見込むことができる。その
結果、各種電気負荷又はバッテイ電圧そのものがどのよ
うに変動したとしても学習補正制御値には全く影響がな
くなり、学習精度がより向上する。
(実施例) 先ず、第2図および第3図は、本発明の実施例に係るエ
ンジンのアイドル回転数制御装置を示すものであり、第
2図は上記実施例装置の制御システムの概略図、第3図
は上記実施例装置の動作を説明するフローチャート、ま
た第4図は上記実施例装置における制御動作を説明する
スロットルバルブ開度(TVO)とエンジン回転数(rpm)
との関係を示す特性グラフである。
先ず、最初に第2図を参照して本発明実施例の上記制御
システムの概略を説明し、その後要部の制御の説明に入
る。
第2図において、符号1はエンジン本体であり、吸入空
気はエアクリーナを介して外部より吸入され、その後エ
アフロメータ2、スロットルチャンバ3を経て各シリン
ダに供給され、また燃料は後述のエンジンコントロール
ユニット9によって制御されるフューエルインジェクタ
5により噴射されるようになっている。そして、上記シ
リンダへの吸入空気の量は、上記スロットルチャンバ3
内に設けられているスロットル弁6によって制御され、
その量はエアフロメータ2によって検出される。スロッ
トル弁6は、アクセルペダルに連動して操作され、アイ
ドル運転状態では、最小開度状態に維持される。
一方、上記スロットルチャンバ3には、上記スロットル
弁6をバイパスしてバイパス通路7が設けられており、
このバイパス通路7にアイドル時のエンジン回転数制御
のための空気量調整手段となる電磁弁(絞り弁)8が設
けられている。従って、アイドル運転状態では、上記エ
アフロメータ2を経た吸入空気は、上記バイパス経路7
を介して各シリンダに供給されることになり、その供給
量は上記電磁弁8によって調節される。この電磁弁8
は、エンジンコントロールユニット(以下ECUと略称す
る)9より供給される制御パルス信号(以下、単に制御
信号と言う)Gのデューティー比によってその開閉状態
が制御される。また、符号15は、エンジンにより駆動さ
れるオルタネータであり、その発電量はICレギュレータ
14によってコントロールされる。ICレギュレータ14は、
上記オルタネータ15のフィールド電流を変化させること
によって当該オルタネータ15の発電量をコントロールす
る一方、その動作状態は上記ECU9からの制御信号によっ
て制御される。さらに、符号12はフューエルタンク、13
は燃料供給ポンプを示している。
ECU9は、例えばマイクロプロセッサ(CPU)を中心と
し、メモリ(ROMおよびRAM)およびインターフェース
(I/O)回路を備えて構成されている。そして、このECU
9の上記インターフェース回路には例えばエンジン始動
信号S、エンジン回転数検出信号N、サーミスタにより
検出されたエンジン本体1の冷却水温度の検出信号TW
例えばポテンショメータにより検出されたスロットル弁
6の開度信号TVO、エアフロメータ2によって検出され
た吸入空気量検出信号Q、エアコン、パワーステアリン
グ等の各種の負荷信号Lが各々入力される。
また、符号10は、3元触媒コンバータ11を備えた排気管
を示している。
次に、以上の制御装置の制御動作を第3図のフローチャ
ートを参照して詳細に説明する。
最初に制御動作がスタートされると、所定の時間間隔で
上述した各種の入力情報、すなわち、実際のエンジン回
転数(N)、スロットル弁6の開度(TVO)が読み込ま
れ、その上でそれらの情報を基にして先ずステップS1
現在の運転状態が第4図に示すアイドル運転状態におけ
るフィードバック制御(F/B)領域にあるか否かが判断
される。即ち、エンジン回転数(N)が所定値(Next)
以下でスロットル弁6の開度が最小開度状態(TVOmin)
のときに、アイドルフィードバック制御領域と判断し、
他方上記エンジン回転数(N)が上記の所定値(Next)
よりも高いとき、あるいはスロットル弁6の開度(TV
O)が最小開度(TVOmin)よりも所定値以上大きいとき
には非フィードバック制御領域と判断する。
そして、アイドルフィードバック制御領域にある場合
(YES)には、続いてステップS2に進み、アイドル回転
数制御のための上記フィードバック制御信号用の制御値
デューティ比の演算動作を行ってフィードバック制御を
実施する。
他方、エンジン回転数(N)が所定値(Next)以上ある
いはスロットル弁6の開度(TVO)が最小開度より所定
値以上大きい場合には、非フィードバック制御領域であ
る(NO)と判断し、ステップS2のフィードバック制御は
不要であると認めてオープンループ制御に移り所定の待
ち受け量を設定して最終出力とし当該周期のフローによ
る制御動作を終了する。
次に、ステップS3では、学習補正制御が可能な条件、す
なわち当該エンジンの運転状態が無負荷かつ定常状態に
あるか否かを判断する。その結果、YES、すなわち学習
補正条件が成立している場合には、さらにステップS4
進み、エンジン回転数(N)とエンジン冷却水温(Tw)
とによって決定される基本特性値(基本制御量)GBに対
する実際の偏差量(補正値)ΔGBが所定の値、すなわち
学習値の更新を必要とする程度に大きな値A以上になっ
ているか否かを判断する。その結果、YESの場合には、
次にステップS5に進んでECU9はオルタネータ15のICレギ
ュレータを制御し、オルタネータ15のフィードバック電
流を一定値(例えば零)にする。なお、このフィードバ
ック電流を零とした場合には、オルタネータ15の発電動
作は停止される。その結果、従来技術の項で説明したよ
うな各種電気負荷の存在によるオルタネータ15の発電状
態の違いによる学習制御への悪影響を除去することがで
きる。
そして、その上でステップS6で学習を開始し、ステップ
S7で学習値を更新し、ステップS8でオルタネータ制御の
終了をセットして当該周期の制御動作を終了する。
尚、本実施例ではデューティー制御の一例を示したが電
流制御、すなわち電流量によりバイパス弁の開度制御を
行ってもかまわない。
(発明の効果) 本発明は、以上に説明したように、無負荷時におけるエ
ンジンの目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、
無負荷時におけるエンジンの実回転数が上記目標回転数
に一致するようにエンジンに対する基本制御量を設定す
る基本制御量設定手段と、この基本制御量設定手段によ
り設定された基本制御量によって得られるエンジンの実
回転数と上記目標回転数との偏差量に基づいて上記エン
ジンの実回転数を上記目標回転数に一致させるための補
正量を演算する補正量演算手段と、この補正量演算手段
により演算された補正量を上記基本制御量設定手段によ
り設定された基本制御量に対する補正値として所定の演
算周期で記憶更新し、当該記憶更新された値で上記基本
制御量の補正を行う学習補正手段とを備えたエンジンの
アイドル回転数制御装置において、上記学習補正手段の
作動時には上記エンジンによって駆動されるオルタネー
タのフィールド電流を電気負荷の変動に拘わらず所定値
に維持するオルタネータ制御手段を設けたことを特徴と
するものである。
従って、本発明によれば学習補正手段の作動時には、各
種電気負荷の変動に拘わらずオルタネータのフィールド
電流が所定値に維持されるのでエンジン負荷としてのオ
ルタネータは負荷変動のない固定値として規定すること
ができ、学習補正制御に際する基本制御量の決定に当た
ってもエンジン固有の値として見込むことができる。そ
の結果、各種電気負荷又はバッテリ電圧そのものがどの
ように変動したとしても学習補正制御値には全く影響が
なくなり、学習精度がより向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のクレーム対応図、第2図は本発明の
実施例に係るエンジンのアイドル回転数制御装置の制御
システム図、第3図は、上記第2図の実施例装置におけ
る制御動作を説明するためのフローチャート、第4図
は、第3図の制御動作におけるスロットル弁開度とエン
ジン回転数との関係を示す特性図である。 1……エンジン本体 2……エアフロメータ 6……スロットル弁 7……バイパスポート 8……電磁弁 9……エンジンコントロールユニット 12……フューエルタンク 14……ICレギュレータ 15……オルタネータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】無負荷時におけるエンジンの目標回転数を
    設定する目標回転数設定手段と、無負荷時におけるエン
    ジンの実回転数が上記目標回転数に一致するようにエン
    ジンに対する基本制御量を設定する基本制御量設定手段
    と、この基本制御量設定手段により設定された基本制御
    量によって得られるエンジンの実回転数と上記目標回転
    数との偏差量に基づいて上記エンジンの実回転数を上記
    目標回転数に一致させるための補正量を演算する補正量
    演算手段と、この補正量演算手段により演算された補正
    量を上記基本制御量設定手段により設定された基本制御
    量に対する補正値として所定の演算周期で記憶更新し、
    当該記憶更新された値で上記基本制御量の補正を行う学
    習補正手段とを備えたエンジンのアイドル回転数制御装
    置において、上記学習補正手段の作動時には上記エンジ
    ンによって駆動されるオルタネータのフィールド電流を
    電気負荷の変動に拘わらず所定値に維持するオルタネー
    タ制御手段を設けたことを特徴とするエンジンのアイド
    ル回転数制御装置。
JP24019485A 1985-10-26 1985-10-26 エンジンのアイドル回転数制御装置 Expired - Lifetime JPH0684732B2 (ja)

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JPS6299643A JPS6299643A (ja) 1987-05-09
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JP4654538B2 (ja) * 2001-06-15 2011-03-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関制御装置
JP5439083B2 (ja) 2009-07-31 2014-03-12 三菱重工業株式会社 エンジンおよび該エンジンの回転数制御装置および回転数制御方法

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