JPH0694825B2 - Idle speed control device for internal combustion engine - Google Patents
Idle speed control device for internal combustion engineInfo
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- JPH0694825B2 JPH0694825B2 JP58145799A JP14579983A JPH0694825B2 JP H0694825 B2 JPH0694825 B2 JP H0694825B2 JP 58145799 A JP58145799 A JP 58145799A JP 14579983 A JP14579983 A JP 14579983A JP H0694825 B2 JPH0694825 B2 JP H0694825B2
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Description
【発明の詳細な説明】 イ)技術分野 本発明は内燃機関のアイドル回転数制御装置に関し、特
に回転円滑度に関係して制御を行なう内燃機関のアイド
ル回転数制御装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an idle speed control device for an internal combustion engine, and more particularly to an idle speed control device for an internal combustion engine that performs control in relation to smoothness of rotation.
ロ)従来技術 内燃機関のアイドル回転数制御装置はドイツ特許公開公
報3039435号に既に記載されており、そこに開示された
制御装置によれば内燃機関の回転数が検出され、回転数
がPID制御器によって目標値に制御される。このため
に、絞り弁の位置かまたは絞り弁に対するバイパス管を
流れる空気量の何れかを変化させることによって吸気管
内の混合気量ないしは空気流量が変化させられる。(B) Prior Art An idle speed control device for an internal combustion engine has already been described in German Patent Publication No. 3039435. According to the control device disclosed therein, the rotation speed of the internal combustion engine is detected and the rotation speed is PID controlled. The target value is controlled by the vessel. Therefore, the amount of air-fuel mixture or the air flow rate in the intake pipe is changed by changing either the position of the throttle valve or the amount of air flowing through the bypass pipe for the throttle valve.
これとは別にいわゆる回転円滑度制御が知られている。
この場合回転円滑度とはクランク軸の回転の均一性を意
味する。例えば外部着火式の内燃機関の場合、混合気が
極めて希薄にされると、回転円滑度は少なくなり、従っ
て回転の不均一性が増大するので、全ての燃焼過程が必
ずしも良好に制御されなくなる。この結果、内燃機関の
トルクが変動し、これによりさらに回転が不均一とな
り、場合によっては揺れ(低周波の振動)が生じる。回
転の不均一が極めて薄い混合気に基づく場合には、混合
気を濃くすることによって対処できる。従って従来の回
転円滑度制御装置によれば燃料節約の理由から、混合気
の組成すなわち濃い、薄いを変化させることによって希
薄限界値まで制御することが試みられている。ラムダ値
(空気比ないしは空気過剰率)を変化させることにより
回転円滑度制御の例として、ドイツ公開公報第2434742
号、ドイツ公開公報第2417187号、ドイツ公開公報第293
9590号、米国特許公報第3789816号が挙げられる。Apart from this, so-called rotational smoothness control is known.
In this case, the smoothness of rotation means the uniformity of rotation of the crankshaft. For example, in the case of an internal combustion engine of external ignition type, if the air-fuel mixture is made extremely lean, the smoothness of rotation is reduced, and therefore the non-uniformity of rotation is increased, so that all combustion processes are not always well controlled. As a result, the torque of the internal combustion engine fluctuates, which makes the rotation more uneven, and in some cases causes sway (low-frequency vibration). If the rotation non-uniformity is based on an extremely thin mixture, it can be dealt with by thickening the mixture. Therefore, according to the conventional rotation smoothness control device, it has been attempted to control to the lean limit value by changing the composition of the air-fuel mixture, that is, rich and thin, for the reason of fuel saving. As an example of rotation smoothness control by changing the lambda value (air ratio or excess air ratio), German Laid-Open Publication No. 2434742
Issue, German publication No. 2417187, German publication No. 293
9590 and U.S. Pat. No. 3,789,816.
最初に述べたような従来のアイドル回転数制御装置によ
れば、回転数信号しか処理されず、回転数の目標値と実
際値との比較が行なわれる。その場合、目標アイドル回
転数値が温度に関係しているので、内燃機関がまだ冷た
い場合には停止してしまう恐れが大きい。According to the conventional idle speed control device as described above, only the speed signal is processed, and the target value and the actual value of the speed are compared. In that case, since the target idle speed value is related to temperature, there is a high possibility that the internal combustion engine will stop if it is still cold.
このために、従来の装置では、アイドル状態で特に空調
装置が作動される等して内燃機関に負荷がかかった場合
でも内燃機関を停止させないために、目標アイドル回転
数は比較的大きな値に設定される。従って、目標アイド
ル回転数と内燃機関をなお円滑に回転させ停止させるこ
とのない最小回転数間には所定の差(余裕度)が発生す
る。従来のアイドル回転数制御装置では、目標アイドル
回転数が比較的大きな値に設定されることから、この所
定の差が比較的大きな値になるので、これは、燃料節約
の点を考慮すると、望ましいものでなくなる。For this reason, in the conventional system, the target idle speed is set to a relatively large value in order to prevent the internal combustion engine from being stopped even when the internal combustion engine is loaded in the idle state, especially when the air conditioner is operated. To be done. Therefore, a predetermined difference (margin) occurs between the target idle speed and the minimum speed at which the internal combustion engine is still smoothly rotated and is not stopped. In the conventional idle speed control device, since the target idle speed is set to a relatively large value, this predetermined difference becomes a relatively large value, which is desirable in view of fuel saving. It will not be a thing.
さらに、特開昭54−91623号公報には、エンジンのアイ
ドル回転の安定度が所定の範囲になるようにアイドル回
転数を制御し、暖機が十分促進した状態では、アイドル
回転数を低下させることができる構成が記載されてい
る。しかし、この装置では、エンジン温度が高い場合に
は、かなり低いアイドル回転数が調節されることにな
り、このときアクセルペダルが踏まれて突然負荷が増大
するようなときには、回転数が運転者の要求に応じてす
ぐにではなく、遅れてしか増大せず、過渡特性が悪くな
る、という欠点がある。Further, in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 54-91623, the idle speed is controlled so that the stability of the idle speed of the engine is within a predetermined range, and the idle speed is reduced when warming is sufficiently promoted. The possible configurations are described. However, in this device, when the engine temperature is high, a considerably low idle rotation speed is adjusted, and when the accelerator pedal is depressed at this time and the load suddenly increases, the rotation speed of the driver is increased. There is a drawback in that the transient characteristic deteriorates because it increases not only immediately upon request but only after a delay.
ハ)目的 従って、本発明は、このような欠点を解消するためにな
されたもので、内燃機関の円滑な回転を保証するととも
に、アイドル回転数を低くして燃料消費を減少させ、か
つアイドル回転数制御特性を向上させることが可能な内
燃機関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。(C) Purpose Accordingly, the present invention has been made in order to solve such a drawback, and ensures smooth rotation of an internal combustion engine, and also lowers idle speed to reduce fuel consumption and idle rotation. An object of the present invention is to provide an idle speed control device for an internal combustion engine capable of improving the speed control characteristic.
本発明は、このような目的を達成するために、 内燃機関のアイドル回転数が制御される内燃機関のアイ
ドル回転数制御装置において、 内燃機関の回転円滑度ないし回転変動を検出する手段
と、 内燃機関のアイドリング状態で回転円滑度ないし回転変
動の目標値を設定する手段と、 回転円滑度ないし回転変動の目標値と実際値間の差を形
成する比較手段と、 オットー式内燃機関の場合には空気流量を制御すること
により燃料供給量を調節し、またディーゼル式内燃機関
の場合には燃料供給量を調節して前記実際値を目標値に
制御する手段と、 アイドル回転数の最小値と最大値を設定する手段とを有
し、 アイドル回転数が前記最小値を超えかつ前記最大値を下
回るときにのみ内燃機関の回転円滑度の前記設定された
目標値への制御が行なわれ、その場合回転数は、前記最
小値より大きくて最大値より小さいアイドル回転数で、
回転円滑度ないし回転変動が前記設定された目標値に達
するアイドル回転数に調節される構成を採用した。In order to achieve such an object, the present invention provides, in an idle speed control device for an internal combustion engine in which an idle speed of the internal combustion engine is controlled, means for detecting a rotational smoothness or rotational fluctuation of the internal combustion engine; In the case of an Otto internal combustion engine, means for setting a target value of smoothness of rotation or rotational fluctuation in the idling state of the engine, comparison means for forming a difference between the target value and actual value of smoothness of rotation or rotational fluctuation, The fuel supply amount is controlled by controlling the air flow rate, and in the case of a diesel internal combustion engine, the fuel supply amount is adjusted to control the actual value to the target value, and the minimum and maximum idle speeds. Means for setting a value, and the control of the smoothness of rotation of the internal combustion engine to the set target value is performed only when the idling speed exceeds the minimum value and falls below the maximum value. In that case, the rotation speed is an idle rotation speed that is larger than the minimum value and smaller than the maximum value,
A configuration is adopted in which the rotational smoothness or the rotational fluctuation is adjusted to an idle rotational speed that reaches the set target value.
ニ)実施例 以下図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細を説明す
る。D) Embodiments The present invention will be described in detail below with reference to embodiments shown in the drawings.
実施例は回転円滑度を測定して所定の回転円滑度の目標
値に制御を行なう内燃機関のアイドル回転数制御装置に
関する。この制御装置によりアイドル回転数は大幅に低
くでき、このことは燃料消費を低減させることに大きな
役割を果たすものである。市街地走行では、例えばアイ
ドル回転数を毎分100回転だけ低くすることにより、燃
料消費を2%まで節約できる。即ち、市街地走行での燃
料消費は、車両の停止状態(エンジンは回転中)並びに
車両の走行状態(同様にエンジンは回転している)での
平均燃料消費になるので、また車両が停止しエンジンが
回転している場合の燃料消費は回転数が高くなるととも
に増大するので、市街地走行での燃料消費は、上述した
ようにアイドル回転数を低くすることにより減少させる
ことができる。一方、本発明によれば回転変動(不均一
性)が所定の値を越えた場合には混合気の量が再び増大
される。ガソリンエンジンの場合にはこれは絞り弁の開
放あるいはバイパス断面の開放により行なわれ、一方デ
ィーゼルエンジンの場合には燃料の増量を介して行なわ
れる。The embodiment relates to an idle speed control device for an internal combustion engine, which measures rotational smoothness and performs control to a predetermined target value of rotational smoothness. With this control device, the idle speed can be significantly reduced, which plays a major role in reducing fuel consumption. In city driving, for example, by reducing the idle speed by 100 rpm, the fuel consumption can be saved up to 2%. That is, the fuel consumption in city driving becomes the average fuel consumption in the stopped state of the vehicle (the engine is rotating) and the traveling state of the vehicle (the engine is also rotating). Since the fuel consumption when the engine is rotating increases as the rotation speed increases, the fuel consumption in city driving can be reduced by lowering the idle rotation speed as described above. On the other hand, according to the present invention, when the rotational fluctuation (non-uniformity) exceeds a predetermined value, the amount of the air-fuel mixture is increased again. In the case of a gasoline engine, this is done by opening the throttle valve or opening the bypass cross-section, while in the case of a diesel engine this is done by increasing the fuel.
第1図には外部着火式内燃機関(ガソリンエンジン)10
の構成が制御装置とともに示されている。符号11は吸気
管、符号12は排気管を示す。吸気管11内には空気流量セ
ンサ13、絞り弁14、噴射弁15が設けられている。絞り弁
14はバイパス管16によりバイパスされており、バイパス
管16内にはバイパス断面積調節器(以下バイパス調節器
と略称する)17が設けられている。電子制御装置には参
照符号20が付されている。この電子制御装置20の入力信
号は温度(θ)センサ21、回転数(n)センサ22並びに
空気流量センサ13からの信号であり、また2つの矢印に
より示したように制御装置20の出力信号に影響を及ぼす
その他の信号等が入力信号となる。電子制御装置20の出
力は少なくとも1個の噴射弁に接続されるとともにさら
にバイパス調節器17にも接続されている。絞り弁14はア
クセルペダル24によって直接操作される。絞り弁14の角
度を電子的に制御する場合には、バイパス調節器17は不
必要になる場合があるので、その場合には電子制御器20
は点線で示す制御線25を介して絞り弁14の角度を直接変
化させることになる。また制御線23を介して点火タイミ
ング制御が行なわれる。Fig. 1 shows an external ignition internal combustion engine (gasoline engine) 10
Is shown with the controller. Reference numeral 11 indicates an intake pipe, and reference numeral 12 indicates an exhaust pipe. An air flow sensor 13, a throttle valve 14, and an injection valve 15 are provided in the intake pipe 11. Throttle valve
14 is bypassed by a bypass pipe 16, and a bypass cross-sectional area adjuster (hereinafter abbreviated as bypass adjuster) 17 is provided in the bypass pipe 16. Reference numeral 20 is attached to the electronic control unit. The input signals of the electronic control unit 20 are signals from the temperature (θ) sensor 21, the rotation speed (n) sensor 22 and the air flow rate sensor 13, and are also output signals of the control unit 20 as indicated by two arrows. Other signals that have an effect are input signals. The output of the electronic control unit 20 is connected to at least one injection valve and also to the bypass regulator 17. The throttle valve 14 is directly operated by the accelerator pedal 24. When electronically controlling the angle of the throttle valve 14, the bypass controller 17 may be unnecessary, and in that case, the electronic controller 20 is used.
Changes the angle of the throttle valve 14 directly via the control line 25 indicated by the dotted line. Also, ignition timing control is performed via the control line 23.
第1図に示された内燃機関制御の基本的な構成は従来構
成と同様である。電子制御装置20は負荷と回転数、およ
び例えば冷却水の温度のような補正データに基づき噴射
弁15を制御する噴射量信号と、その他にバイパス調節器
17を制御する制御信号を形成する。The basic structure of the internal combustion engine control shown in FIG. 1 is the same as the conventional structure. The electronic control unit 20 controls the injection amount signal for controlling the injection valve 15 on the basis of the load and the rotation speed, and the correction data such as the temperature of the cooling water, and the bypass controller.
A control signal for controlling 17 is formed.
ここで重要なのは、電子制御装置20において回転円滑度
を示す信号ないしは回転変動(不均一性)信号が形成さ
れ、それに関係してバイパス調節器17ないしは絞り弁14
の制御が行なわれることである。円滑度が少なくなる
と、前述の制御により吸気管11中の空気流量がより大き
くなり、それが空気流量センサ13により検出され、噴射
量が増量される。即ち、本発明実施例では、回転変動
(不均一性)が大きすぎる時には燃料供給量信号が直接
変化されるのではなく、空気量信号がまず変化され、そ
れに基づいて燃料供給量が調節され、従って混合気量が
変化されることになる。What is important here is that a signal indicating the rotational smoothness or a rotational fluctuation (non-uniformity) signal is generated in the electronic control unit 20, and the bypass controller 17 or the throttle valve 14 is associated therewith.
Is to be controlled. When the smoothness decreases, the air flow rate in the intake pipe 11 increases due to the control described above, which is detected by the air flow rate sensor 13 and the injection amount is increased. That is, in the embodiment of the present invention, when the rotation fluctuation (nonuniformity) is too large, the fuel supply amount signal is not directly changed, but the air amount signal is first changed, and the fuel supply amount is adjusted based on the change. Therefore, the air-fuel mixture amount is changed.
さらに第2図と第3図に基づき本発明の制御装置の説明
を行なう。Further, the control device of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
オットーエンジンの場合、アイドリング運転時において
はエネルギー変換の場合の変動はエンジン温度、空気温
度、空気流量等のような周囲条件に非常に大きく関係し
ている。回転数が減少するにつれて、この変動値すなわ
ちエンジン回転の変動は、第2図に図示したように非線
形的に増加する。第2図には例として冷却水温度θ1、
θ2、θ3(なお温度はθ1<θ2<θ3の関係にあ
る)が異なる場合の回転円滑度(LU)が示されている。
なお、回転円滑度とは、「エンジンの回転変動が所定の
範囲内にあり、エンジンが円滑に、即ち変動なく均一に
回転している度合」を意味し、回転変動が大きく(小さ
く)なると、回転円滑度は小さく(大きく)なることに
より、回転円滑度は、回転変動と逆の関係になっている
ことがわかる。第2図において、円滑度は上方のが小さ
く、同図から特に混合気の形成と分配が悪化することな
らびに点火条件が悪くなる結果、回転変動は温度が低下
するに従い増加し、回転円滑度が小さくなることがわか
る。In the case of an Otto engine, fluctuations in energy conversion during idling operation are very closely related to ambient conditions such as engine temperature, air temperature, air flow rate and the like. As the rotation speed decreases, this fluctuation value, that is, the fluctuation of the engine rotation increases non-linearly as shown in FIG. In FIG. 2, as an example, the cooling water temperature θ1,
The rotation smoothness (LU) when θ2 and θ3 (note that the temperatures are in the relationship of θ1 <θ2 <θ3) is different is shown.
Note that the rotational smoothness means “the degree that the engine rotational fluctuation is within a predetermined range and the engine is rotating smoothly, that is, uniform without fluctuation”, and when the rotational fluctuation becomes large (small), It can be seen that the rotation smoothness is inversely related to the rotation fluctuation because the rotation smoothness becomes smaller (greater). In Fig. 2, the smoothness is small in the upper part, and as a result, in particular, the formation and distribution of the air-fuel mixture is deteriorated and the ignition conditions are deteriorated. As a result, the rotational fluctuation increases as the temperature decreases, and the rotational smoothness is increased. You can see that it will be smaller.
第1図の構成の場合のアイドル回転数制御は第2図に関
連して以下のように行なわれる。なお、第2図に示した
回転円滑度の回転数に対する温度依存性は、物理的な特
性によって得られ、実験的に求められるものである。The idle speed control in the case of the configuration of FIG. 1 is performed as follows with reference to FIG. The temperature dependence of the rotational smoothness on the rotational speed shown in FIG. 2 is obtained by physical characteristics and is experimentally obtained.
回転円滑度を制御するために、その実際値が測定され、
目標値LUsollと比較され、回転円滑度(回転変動)が目
標値LUsoll以上(以下)にある場合(例えば第2図の点
a)には、その偏差をなくすために内燃機関に供給され
る空気量が減少され、逆の場合には増大される。それに
より第2図の特性に従ってそのときのエンジン温度に従
いアイドル回転数が決まるようになる。本発明では、最
大アイドル回転数(nLmax)と最小アイドル回転数(nLm
in)の範囲で回転円滑度の制御が有効になるが、回転数
が点aでこの範囲に入ると、回転変動は目標値より小さ
く(回転円滑度は目標値より大きく)なり、回転変動は
少ない(回転円滑度は十分である)ので、空気供給量が
減少され回転円滑度が目標値LUsollに調節される。この
場合、エンジン温度が同じであるとすると、点bで決ま
るアイドル回転数nL1が得られるようになり、一方、エ
ンジン温度が増大する場合(θ1からθ2)には、なお
回転円滑度が十分であるので、更に空気供給量が減少さ
れる。この場合、同じ回転円滑度の目標値になるよう
に、θ2の特性に沿ってエンジン回転数はnL1から更に
アイドル回転数nL2まで減少する(点c)。Its actual value is measured to control the rotational smoothness,
When the rotational smoothness (rotational fluctuation) is equal to or more than (or less than) the target value LUsoll compared with the target value LUsoll (for example, point a in FIG. 2), the air supplied to the internal combustion engine in order to eliminate the deviation. The amount is reduced and vice versa. As a result, the idle speed is determined according to the engine temperature at that time according to the characteristics shown in FIG. In the present invention, the maximum idle speed (nLmax) and the minimum idle speed (nLm)
control of the smoothness of rotation becomes effective in the range of (in), but when the rotation speed falls within this range at the point a, the fluctuation of rotation becomes smaller than the target value (the smoothness of rotation becomes larger than the target value), and the fluctuation of rotation becomes Since the amount is small (the rotation smoothness is sufficient), the air supply amount is reduced and the rotation smoothness is adjusted to the target value LUsoll. In this case, assuming that the engine temperatures are the same, the idle speed nL1 determined by the point b is obtained, while when the engine temperature increases (θ1 to θ2), the smoothness of rotation is still insufficient. As such, the air supply is further reduced. In this case, the engine speed further decreases from nL1 to the idle speed nL2 along the characteristic of θ2 so that the target value of the same rotational smoothness is obtained (point c).
電子制御装置20に学習機能が用いられている場合には、
それぞれのアイドリング制御時必ずしも点aから出発す
る必要はなく、先行するアイドリング状態で得られた回
転数が記憶され、この値が新たな出発点のデータとし
て、後続するアイドリング制御に用いられる。When the learning function is used in the electronic control unit 20,
At the time of each idling control, it is not always necessary to start from the point a, and the rotation speed obtained in the preceding idling state is stored, and this value is used as the data of the new starting point in the subsequent idling control.
エンジン回転数が低いとき、例えばアクセルペダルが踏
まれて負荷がかかると、負荷が突然増加するために、エ
ンジン回転数が減少するが、負荷がかかる前の回転数が
低すぎると、回転数が増大するのに遅れが生じる。特別
な場合、例えば全負荷状態での長時間走行後、回転円滑
度を目標値に調節するために空気供給量を減少しすぎる
と、エンジン回転数が低くなりすぎ、エンジンは十分な
混合気の吸入ができなくなり、上述したような問題、即
ち、回転数が運転者の要求に応じてすぐにではなく、遅
れてしか増大せず、過渡特性が悪くなる、という問題が
発生する。この問題は、最小アイドル回転数nLminを導
入することにより解決することができる。この最小アイ
ドル回転数は、突然負荷が増大した場合でも顕著な遅れ
なくエンジン回転数が増大できるに必要な回転数値に設
定され、その値は実験結果に基づいて決められる。この
ことは、アイドル回転数をその最小値と最大値の間の領
域で制御することを意味しており、その場合所定の回転
円滑度の目標値が考慮されることになる。When the engine speed is low, for example, when the accelerator pedal is depressed and a load is applied, the load suddenly increases, so the engine speed decreases, but if the speed before the load is too low, the speed will decrease. There is a delay in increasing. In a special case, for example, after running for a long time at full load, if the air supply amount is reduced too much to adjust the rotational smoothness to the target value, the engine speed becomes too low, and the engine becomes Inhalation becomes impossible, and the above-described problem occurs, that is, the rotational speed increases not only immediately but at a delay in response to the driver's request, and the transient characteristic deteriorates. This problem can be solved by introducing the minimum idle speed nLmin. This minimum idle speed is set to a speed value required to increase the engine speed without noticeable delay even when the load suddenly increases, and the value is determined based on experimental results. This means that the idle speed is controlled in a region between its minimum and maximum values, in which case a predetermined target value of the rotational smoothness is taken into consideration.
第3図には、第2図に示されたアイドル回転数制御の作
動方法の変形例が図示されている。この制御は混合気量
ないし混合気濃度と回転数の制御が組み合わせられてお
り、エンジンの暖気運転において一酸化炭素(CO)等の
有害物質の排出を少なくできることにより極めて好まし
いものになる。第3図には、異る二つの冷却水温度θ
1、θ2と、排ガス中の異る二つの一酸化炭素(CO)の
濃度0.5%、2%(この濃度は燃料と空気の混合気組成
によって決まる)に対してアイドル回転数nLと回転円滑
度LUの関係が図示されている。a〜dの点はアイドル回
転数制御が行なわれる点を示している。アイドル回転数
制御では、まず比較的濃い混合気組成(例えば、一酸化
炭素濃度が2%になる)が用いられる。このとき冷却水
温度がθ1であると、aの点でアイドル回転数制御に入
る。この状態では、回転円滑度は十分あり、回転数をま
だ減少させてもよいので、空気流量ないし燃料供給量を
調節することにより回転数は図示の中央のカーブに沿っ
て点bまで減少され、そこで所定のアイドル回転数並び
に回転円滑度の目標値LUsollに達する。続いて、混合気
組成が希薄にされ(例えば一酸化炭素濃度が0.5%にな
る)、アイドル回転数が回転円滑度の目標値を維持しな
がら変化される。このとき冷却水温度が同じθ1である
場合には、点cの回転数になり、一方冷却水温度がθ2
に変化した場合には、点dの回転数に制御される。FIG. 3 shows a modification of the operating method of the idle speed control shown in FIG. This control is a combination of control of the air-fuel mixture amount or air-fuel mixture concentration and the number of revolutions, and is extremely preferable because it can reduce the emission of harmful substances such as carbon monoxide (CO) during the warm-up operation of the engine. FIG. 3 shows two different cooling water temperatures θ.
1, θ2 and two different concentrations of carbon monoxide (CO) in the exhaust gas of 0.5% and 2% (this concentration is determined by the mixture composition of fuel and air), idle speed nL and rotational smoothness The LU relationships are shown. Points a to d indicate points where the idle speed control is performed. In the idle speed control, first, a relatively rich mixture composition (for example, the carbon monoxide concentration becomes 2%) is used. At this time, if the cooling water temperature is θ1, the idle speed control starts at point a. In this state, the rotation smoothness is sufficient, and the rotation speed may be decreased, so that the rotation speed is reduced to the point b along the central curve shown in the figure by adjusting the air flow rate or the fuel supply amount. Therefore, the target value LUsoll of the predetermined idle speed and the smoothness of rotation is reached. Then, the air-fuel mixture composition is diluted (for example, the carbon monoxide concentration becomes 0.5%), and the idle speed is changed while maintaining the target value of the rotational smoothness. At this time, when the cooling water temperature is the same θ1, the rotation speed becomes the point c, while the cooling water temperature is θ2.
When it changes to, the rotation speed at the point d is controlled.
ディーゼル式内燃機関のアイドル回転数制御の場合、回
転円滑度の制御は燃料供給量を制御する部材を調節する
制御回路に関連して行なわれる。ディーゼルエンジンは
通常空気過剰により駆動されるので、ガソリンエンジン
の場合で混合気量を変化させることはディーゼルエンジ
ンの場合では噴射量を変化させることによる特性に対応
する。In the case of idle speed control of a diesel internal combustion engine, control of smoothness of rotation is performed in association with a control circuit that adjusts a member that controls a fuel supply amount. Since the diesel engine is usually driven by excess air, changing the air-fuel mixture amount in the case of a gasoline engine corresponds to the characteristic by changing the injection amount in the case of a diesel engine.
回転変動の検出方法は、例えば、クランク軸の回転時間
T、回転時間の変動ないしは微分係数等の測定などであ
り、これらの測定を介して回転変動(回転不均一性)、
即ち回転円滑度が検出される。The method for detecting the rotation fluctuation is, for example, the measurement of the rotation time T of the crankshaft, the fluctuation of the rotation time or the differential coefficient, and the like.
That is, the smoothness of rotation is detected.
自動車に関連して今日一般的に用いられているコンピュ
ータ制御に関連して、コンピュータの対応するプログラ
ミングすなわち純粋にソフトウエアによって本発明を実
現することも勿論可能である。第4図には本発明による
機能を実現する構成がブロック回路図で示してある。It is of course also possible to realize the invention by corresponding programming of a computer, ie purely in software, in connection with the computer control commonly used today in connection with motor vehicles. FIG. 4 is a block circuit diagram showing the configuration for realizing the functions of the present invention.
符号30は回転変動検出回路を示し、符号31、32はそれぞ
れアイドル回転数の最大値nLmaxと最小値nLminを与える
信号発生器を示す。また33は外部の入力(例えば温度
θ)により変化させることができる円滑度の目標値(LU
soll)を発生する目標値発生器であり、さらに34はラム
ダ値(空気過剰率)の目標値λsollを発生する目標値発
生器である。回転円滑度の目標値と実際値はコンパレー
タ36により比較され、その比較結果は複数の回路を介し
て最終的にバイパス調節器17に導かれる。上述の複数の
回路のうち最大値選択回路38により回転円滑度制御は最
小アイドル回転数より大きい回転数領域のみで行なわれ
るようになり、また最小値選択回路39によりアイドル回
転数の上限が制限される。さらに他の最大値選択回路40
により、第3図の図示に対応するラムダ値を変化させる
ラムダ制御が可能になる。Reference numeral 30 indicates a rotation fluctuation detection circuit, and reference numerals 31 and 32 indicate signal generators that give the maximum value nLmax and the minimum value nLmin of the idle speed, respectively. 33 is a target value (LU) of smoothness that can be changed by an external input (for example, temperature θ).
The target value generator 34 generates a target value λsoll of the lambda value (excess air ratio). The target value and the actual value of the rotational smoothness are compared by the comparator 36, and the comparison result is finally guided to the bypass controller 17 via a plurality of circuits. Among the plurality of circuits described above, the maximum value selection circuit 38 allows the rotation smoothness control to be performed only in the rotation speed region larger than the minimum idle rotation speed, and the minimum value selection circuit 39 limits the upper limit of the idle rotation speed. It Still another maximum value selection circuit 40
This enables the lambda control to change the lambda value corresponding to that shown in FIG.
第4図において、回転変動検出回路30は、上述した方法
で回転円滑度ないし回転変動の実際値を出力し、一方、
目標値発生器33によって回転円滑度の目標値LUsollが発
生され、コンパレータ36によりこの目標値が回転変動検
出回路30で検出された回転円滑度の実際値と比較され、
バイパス調節器17を駆動する出力信号が形成される。こ
れらの装置30、33、36により回転円滑度を設定された目
標値に制御する構成が得られる。この回転円滑度の制御
を回転数に従って制限するために、信号発生器31、32、
最大値選択回路38、最小値選択回路39が用いられる。In FIG. 4, the rotation fluctuation detection circuit 30 outputs the actual value of the smoothness of rotation or the fluctuation of rotation by the method described above, while
A target value LUsoll of the rotational smoothness is generated by the target value generator 33, and this target value is compared with the actual value of the rotational smoothness detected by the rotation fluctuation detection circuit 30 by the comparator 36,
An output signal that drives the bypass regulator 17 is formed. With these devices 30, 33, 36, a configuration for controlling the rotational smoothness to a set target value can be obtained. In order to limit the control of the smoothness of rotation according to the number of revolutions, the signal generators 31, 32, 32,
A maximum value selection circuit 38 and a minimum value selection circuit 39 are used.
まず、第2図において温度θ1でありアイドル回転数が
点aにある場合には、回転変動検出回路30により検出さ
れる回転円滑度は、その目標値LUsollより大きいので、
コンパレータ36の出力によりバイパス調節器17が駆動さ
れ空気流量が減少して、点bの回転数nL1に調節され
る。温度が高くなる(θ1からθ2)場合には、なお回
転円滑度が十分あるので、同様に、コンパレータ36から
の出力信号によりバイパス調節器17が駆動され、回転数
は更にnL2に減少する(点c)。その場合、アイドル回
転数は、最大値選択回路38と最小値選択回路39によりそ
れぞれ最小値nLminと最大値nLmax間に制限される。な
お、この場合、スイッチ41、42は開放されて、一方スイ
ッチ43は閉じられており、最大値選択回路40が機能しな
くなっている。First, in FIG. 2, when the temperature is θ1 and the idle speed is at the point a, the rotation smoothness detected by the rotation fluctuation detection circuit 30 is larger than the target value LUsoll,
By the output of the comparator 36, the bypass controller 17 is driven, the air flow rate is reduced, and the rotation speed nL1 at the point b is adjusted. When the temperature becomes high (from θ1 to θ2), since the rotation smoothness is still sufficient, similarly, the bypass controller 17 is driven by the output signal from the comparator 36, and the rotation speed is further reduced to nL2 (point c). In that case, the idle speed is limited between the minimum value nLmin and the maximum value nLmax by the maximum value selection circuit 38 and the minimum value selection circuit 39, respectively. In this case, the switches 41 and 42 are opened and the switch 43 is closed, so that the maximum value selection circuit 40 does not function.
第3図の実施例の場合には、点aでは混合気が濃く、回
転円滑度があるので、第2図と同様な制御が行われ、回
転数が減少して点bに達する。その後、混合気を希薄に
するために(一酸化炭素濃度は2%から0.5%にな
る)、スイッチ43が開放される(スイッチ41、42はなお
開放している)。このとき、ラムダ目標値発生器34は、
希薄な混合気にするに必要な空気流量を表す信号を発生
し、それにより混合気は希薄化される(例えば第3図の
θ1、CO=0.5%あるいはθ2、CO=0.5%のカーブに移
行する)。θ1、CO=0.5%のカーブに移行する場合に
は、回転円滑度が小さくなるので、回転数は増大される
が、最小値選択回路39によりnLmaxに制限され、アイド
ル回転数はnLmaxに調節される(点c)。一方、温度θ
2の場合には、回転円滑度が大きいので回転数nL2(点
d)になるまで回転数が減少される。In the case of the embodiment shown in FIG. 3, since the air-fuel mixture is rich at point a and the rotation smoothness is present, the same control as in FIG. 2 is performed, and the rotational speed decreases to reach point b. After that, the switch 43 is opened (the switches 41 and 42 are still open) in order to make the air-fuel mixture lean (the carbon monoxide concentration is changed from 2% to 0.5%). At this time, the lambda target value generator 34
A signal is generated that represents the air flow rate required to produce a lean mixture, which causes the mixture to become lean (eg, shift to the curve of θ1, CO = 0.5% or θ2, CO = 0.5% in Fig. 3). To). When the curve shifts to θ1 and CO = 0.5%, the rotation smoothness decreases, so the rotation speed is increased, but the minimum value selection circuit 39 limits it to nLmax and the idle rotation speed is adjusted to nLmax. (Point c). On the other hand, the temperature θ
In the case of 2, since the rotation smoothness is large, the rotation speed is reduced until it reaches the rotation speed nL2 (point d).
それぞれの最小値および最大値選択回路は、点線で示し
たようにスイッチ41〜43によって短絡することができ、
その結果それぞれの選択回路の必要に従って選択的に用
いられることができる。Each minimum and maximum selection circuit can be shorted by switches 41-43 as shown by the dotted line,
As a result, it can be selectively used according to the needs of each selection circuit.
なお、第4図の回転変動検出回路30は、実質的に微分器
により構成され、上述したように、クランク軸の回転時
間の変動を検出して回転円滑度を検出する。また、最大
値(最小値)選択回路は、比較器によりその入力信号の
大小を比較し、それにしたがって、スイッチを切り換え
て入力信号の大きい(小さい)値を選択する回路により
構成される。その他の回路ブロックは、本発明の原理を
理解すれば、それを実現することは制御回路分野の当業
者には、問題のないことであるので、より詳しい説明は
省略する。The rotation fluctuation detection circuit 30 of FIG. 4 is substantially composed of a differentiator, and as described above, detects the fluctuation of the crankshaft rotation time to detect the rotation smoothness. The maximum value (minimum value) selection circuit is configured by a circuit that compares the magnitudes of the input signals with a comparator and switches the switch to select the large (small) value of the input signals. For other circuit blocks, if the principle of the present invention is understood, there is no problem for those skilled in the control circuit field to realize the other circuit blocks, and therefore detailed description thereof will be omitted.
ホ)効果 以上説明したように、本発明においては、内燃機関の回
転円滑度の制御を行なうことにより回転円滑度が大きい
(回転変動は小さい)場合には、更にアイドル回転数を
減少させることができるので、燃焼消費を減少させるこ
とが可能になる。また、この回転円滑度制御は、アイド
ル回転数の最小値を超えるときに行なわれるので、アイ
ドル回転数がその最小値以下に減少することが防止さ
れ、アクセルペダルが踏まれて突然負荷が増大するよう
なときでも、回転数が遅延なく上昇し、過渡特性を向上
させることができる。更に、円滑度制御が行なわれるア
イドル回転数の最大値が設定されるので、再びアイドル
回転数領域に戻ったときでもアイドル回転数制御に遅れ
がなく制御特性が悪くなるのを防止することができる。(E) Effect As described above, in the present invention, the idling speed can be further reduced by controlling the rotational smoothness of the internal combustion engine when the rotational smoothness is large (the rotational fluctuation is small). Therefore, it becomes possible to reduce the combustion consumption. Further, since this rotation smoothness control is performed when the idle speed exceeds the minimum value, the idle speed is prevented from decreasing below the minimum value, and the accelerator pedal is depressed to suddenly increase the load. Even in such a case, the rotation speed can be increased without delay and the transient characteristics can be improved. Further, since the maximum value of the idle speed for performing the smoothness control is set, it is possible to prevent the idle speed control from being delayed without deteriorating the control characteristics even when returning to the idle speed region again. .
第1図は内燃機関と本発明が適用される制御装置の構成
を説明する概略構成図、第2図および第3図はそれぞれ
本発明による制御動作を説明するもので、異なる温度で
の回転数を示す線図、第4図は本発明機能を実現する回
路構成の一例を示すブロック回路図である。 10……内燃機関、11……吸気管 13……空気流量センサ、14……絞り弁 15……噴射弁、16……バイパス管 17……バイパス断面積調節器 20……電子制御装置、21……温度センサ 22……回転数センサ 30……回転変動検出回路、31,32……信号発生器 33……目標値発生器、34……ラムダ目標値発生器 38,40……最大値選択回路、39……最小値選択回路FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining the configuration of an internal combustion engine and a control device to which the present invention is applied, and FIGS. 2 and 3 are each for explaining the control operation according to the present invention. FIG. 4 is a block circuit diagram showing an example of a circuit configuration for realizing the function of the present invention. 10 …… Internal combustion engine, 11 …… Intake pipe 13 …… Air flow sensor, 14 …… Throttle valve 15 …… Injection valve, 16 …… Bypass pipe 17 …… Bypass cross-sectional area regulator 20 …… Electronic control unit, 21 Temperature sensor 22 Rotation speed sensor 30 Rotation fluctuation detection circuit, 31, 32 Signal generator 33 Target value generator 34 Lambda target value generator 38, 40 Maximum value selection Circuit, 39 ... Minimum value selection circuit
Claims (2)
燃機関のアイドル回転数制御装置において、 内燃機関の回転円滑度ないし回転変動を検出する手段
と、 内燃機関のアイドリング状態で回転円滑度ないし回転変
動の目標値を設定する手段と、 回転円滑度ないし回転変動の目標値と実際値間の差を形
成する比較手段と、 オットー式内燃機関の場合には空気流量を制御すること
により燃料供給量を調節し、またディーゼル式内燃機関
の場合には燃料供給量を調節して前記実際値を目標値に
制御する手段と、 アイドル回転数の最小値と最大値を設定する手段とを有
し、 アイドル回転数が前記最小値を超えかつ前記最大値を下
回るときにのみ内燃機関の回転円滑度の前記設定された
目標値への制御が行なわれ、その場合回転数は、前記最
小値より大きくて最大値より小さいアイドル回転数で、
回転円滑度ないし回転変動が前記設定された目標値に達
するアイドル回転数に調節されることを特徴とする内燃
機関のアイドル回転数制御装置。1. An idle speed control device for an internal combustion engine in which the idle speed of the internal combustion engine is controlled, a means for detecting a smoothness of rotation or a fluctuation of the rotation of the internal combustion engine, and a smoothness of rotation for the idling state of the internal combustion engine. Fuel supply by means of setting the target value of rotational fluctuation, comparison means for forming the difference between the target value and actual value of rotational smoothness or rotational fluctuation, and in the case of an Otto type internal combustion engine, controlling the air flow rate The amount of fuel, and in the case of a diesel internal combustion engine, means for controlling the actual value to the target value by adjusting the amount of fuel supply, and means for setting the minimum and maximum idle speeds. , The control of the rotational smoothness of the internal combustion engine to the set target value is performed only when the idle speed exceeds the minimum value and falls below the maximum value, and in that case, the rotation speed is the minimum value. Ri large with a small idle speed than the maximum value,
An idle speed control device for an internal combustion engine, wherein the smoothness of rotation or fluctuation of rotation is adjusted to an idle speed that reaches the set target value.
絞り弁をバイパスするバイパス断面を調節することによ
り行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の内燃機関のアイドル回転数制御装置。2. The idle speed of an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control of the air flow rate is performed by adjusting a throttle valve or a bypass section that bypasses the throttle valve. Control device.
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