JPS58183841A - エンジンのアイドル回転制御装置 - 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】 ４発明は、エンジンのアイドル回転制御装置に関し、今
にエンノ／の諸条件に応じ最も好ましい回転数でエンノ
／のアイドル運転が行なわれるようにするアイドル回転
ｄＪｉｌ装置に関する。

一般に、自動亀用工／ノンにおいては、停車時すなわち
エンノンのアイドル状９でのエンジン回転数は、安定し
九運転状態が得られる限度で、できるたけ低く抑えられ
る。しかし、この二ツノ／回転数を通常の運転条件で設
定すると、冷開始励時のように、エンジンが低温である
場合、混合気のｌ１ｊ１とあるいは気化状ゆが悪いこと
、１１１清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１
転を行なうことができない。この九め従来の工／ノ／で
は、機関１度が所定直以下の場合、アイドル状帽でのエ
ンジンのスロットル弁開度を若干増卯してアイドル回転
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、いわゆるファーストアイドル制＃倉行なうようにし
たものがある。

しかしながら、このファーストアイドル制御では、工ン
ゾ１０夷餘の温度に蝋も適し次アイドル＃ｌｌｌ１遣ｆ
Ｋ−御できないという問題があった。まだ、このファー
ストアイドル制＃ｌ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腸の
下で行ガわれるとは限らず、自動変遮−のトルクコンパ
ーメの駆動、空調−の駆動、照明器具０慮灯による負荷
が加わることは櫓ではなく、この負荷によ妙工／ジンの
アイドル回転数に変論を生じる。従って、櫨々の負荷条
件の下で、エンジンアイドル回転数ｔｗｉましい値に一
持することは重責なｌｌ鑵となる。

このような状況の下で、アイドル回転数をわる運転条件
下で設定した目標回転数に一歇させるべく電気的にフィ
ードバックコントロールする方法がＩＩ案されている。

例えば、実開昭５５−１５７２５４号に開示された了イ
ドリンダ回転敷料御装置は、上達ｔ）空調機の使用等の
諸条件を人力情＠０形膳で演算装置に人力し、この演算
値−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＃によって検出したＡｌｌ
アイドル回転数とを比吠して両回転数の差を検出し、こ
の両回転数０ｉＩＫ比例したデユーティ比をもウィルス
を出力させ、この出力に基づき電気作動制御装置をして
メイヤ７フム式負圧応動手段を制御させ、これＫよって
工ンジ１０Ｘ　Ｏ：、／　）ル弁０１１１＆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。一般
に、このようなフィード・イックコントロールにおいて
は、目標アイドル回転数と実際アイドル回転数とＯＳｍ
の比例分（Ｐ）と積分分（１）とｔ−加算したｌｌｌ１
ｌＩ御僅号を用いる方式、いわゆるＰ１制制御式が用い
られているが、従来のアイドル回転＠＠装置においては
、制御利得すなわち比例定款と積分定数の値が常に一定
でめった。

ところが、工ンノ／においては、吸気系における吸入空
気量の変化がエンジン回転数の変化に境われるまでの時
間、すなわち制御系の遍れ時間が、エンジン運転状ゆ、
たとえばエンジン回転数あ為いはエンジン温度などに影
響される０で、上述のように制御利得をＩＩＩＫ一定に
したのでは満足な応答性ｔもって調書を行なうことがで
会ない。この点を考慮して、目Ｓ回転数と実際回転数と
の偏差及び１ｌｌｓ−転数に応じて制御利得を変化させ
るようＫした吸入空気量１１１１ＩＩ４価置が崎開昭５
５−１４２９４４号により提案されている。こ０＠案さ
れ皮装置はエフ　’）７＠転数による応答性の変化Ｏ影
響を緩和できる−のでＦｉあるが、工ンゾ／が低温状■
にある場合の応答性０関題を解決することはできない。

そこで本発明け、エンジンが低温状態の場合のフィード
バック方式アイドル回転１１１ＩＩｌｌ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
ｌ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ブイドル回＆１ｍ１１１１１偵
［、は、エンジン回転適度を検出するｌ！２１転噴出器
、前記エンジン回転遣１１ｔ調節する九め、帥記工／ノ
ンー転適度の増減に係わるＩＩＩＩ御・ｆラメ−！をコ
／トロールするアクチュエータ、エンジンの＋１度を検
出するエンジン温度検出器、こＯエンジン温度検出器で
検出されるエンシン温度を含むエンジンの運転状−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
両遮縦の差を検出し、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となるように前
記アクチュエータを駆動制御するための制御信号を発生
し、この制御信号を前記アクチュエータに出力する制御
手段、および前記エンジン温度検出器により検出したエ
ンジン温度に応じて、前記制御手段における制御利得を
変更させる利得変更手段からなるものである。

以上の構造の本発明のエンジンのアイドル回転制御装置
によれば、上記利得変更手段によってエンジン温度に応
じて制御手段の制御利得を変化させて、アイドル回転適
度のフィードバック制御を行々うようにしたので、エン
シン温度にかかわらず常に応答性が嵐好でかつ安定した
アイドル回転制御を行なうことができる。

以下、添付１−を参照しつつ本発明の好ましい実施例に
よるエンジンＯアイドル回転制御輌璽をｌ１ｌ−する。

第１図は、エンジンｌに組み込まれた本発明の第１與廁
例によるアイドル回転ｌｌＩ４１Ｉｌｌｉａ置２の構成
機能図である。

エンノ／１は、通常Ｏエンジ／と同様シリンダ３シよび
このシリンダ３に壷金したピストン４を有しており、こ
のシリンダ３の上鏝には吸気４−ト５および排ＩＬ、Ｉ
ＩＦ−）　＠が形成されている。こ０ＶＩｋ気Ｉ−ト５
および排気４−トロには、それぞれの４−トをＩｌ＃ｌ
するための吸気弁７および排気弁８が設けられている。

上記吸気ポート５および排気ポート６には、それぞれ吸
気系９および排気系１０が連結されている。吸気系９は
、吸気管ｓ１１、スロットル弁１２および吸気マニホル
ド１３を備えている。吸気管１１１１１０人口端にはエ
アクリーナ１４が設けられてお抄、このエアクリーナ１
４■下流には吸気−＃部】１を流れる空気量を検出する
ためのエアフローセンｔ１５が配されている。１＋、吸
気管ｔｉｌｌのスロットル弁１２よ抄上流側には、エア
７０−センサ１５によって検出し、喪流入空気量、およ
び１７２７回転数センナ１６によって検出し曳エンジン
１０回転数に応じた量およびタイミングで燃料を噴射す
る燃料噴射偵Ｉｆ１７が設けられている。この燃料噴射
装置１７は、マイクロコンピュータ１８によって駆動制
御される。

吸気管ｉ＠Ｉｌｌには、スロットル弁１２０上ｔ１１．
ｇ４と下流側を連通するためパイ・ナス通路１９が設け
られている。このバイノリｊ路１９には、このパイ−イ
ス通路Ｉ９を流れる空気あるいは混合気の流量を制御す
るための例えば・譬ルスモータで開閉動作が行なわれる
流量制−升２０が配設されている。

この流量制御９Ｐ２０の開閉の制御は、上記マイクロコ
ンピュータ１８によって行なわれる。このマイクロコン
ピュータ１８には、上記エアフローセンサ１５からの流
入空気量情＠Ｄ１　　および上記エンジン回転数センナ
１６からＯ１！−アイドル回転赦情＠ｏ２　　の他、例
えばスロットル弁】２の閉状−ヲ検出して工ンジ／１の
アイドル運転状態を検出するアイドル噴出＠１１１１２
１からのアイドル運転情報０３．エンジン１の一度１ｋ
ＷＩＩ出する水温セ／す２２からの工ンジ／温度情報Ｄ
４　等のエンシフ運＆抹−情報が人力される。

次に、１１２図のフローチャートを＃考にしながら本実
施例のアイドル回転制＃装置のマイクロコンピュータ１
８１０作動を説明する（なお、燃料噴射ｉ！１ｌｌ１７
の制−のフローチャートについては省略する）。

なお、この第２１ｉ１のフローチャートにおいて左ｌ１
ｌＶＣ付した記号［株］〜Ｏが制御の１サイクルでら抄
、所定の時間で制御が行なわれている。

工７ジ／が始動してコンピュータ１８が作動すると、ま
ずアイドル１転情＠０５　　によりアイドル１転か否か
が判定される（［株］）。ここで、アイドル運転である
と！ｆ４Ｊ定されると、水温セ／す２２により工ンジ、
−ａＳが検出され（■）、次いでこの情報０４　　に基
づき目標アイドル回転数Ｎ５ｅｔ　　が演算され（■）
、こＯ目欅アイドル回転赦Ｎｓ＠ｔ　　はフ／ピユータ
１８のメモリに記憶される。なお目Ｗ＋回転赦Ｎｓ＠ｔ
　　はエンノン温度の拳ならず各種クーラ、電気負荷等
の状態によっても設定されるものであっても良い。この
後、実際アイドル回ＩＩｉＸＩＩＮｒｐｍ　　（情１１
１Ｄ２　　による）が噴出され（◎）、この実際アイド
ル他転数Ｎｒｐｒｎ　　もメモリに配憶される０次に、
ｔＩｍ５図に示す予めマツプとしてメモリに与えられた
工／ジンｆｉｌｆＫ関する係数阪を呼び出し〔■）、中
央演算部において、 式　　１−＝＋ｋ　　（Ｎｓ＊ｔ−Ｎｒｐｍ　　）＋ｌ
　　Ｉ　　：積分出力値を演算する（［Ｆ］）。この演
算した積分出力値１による・臂ルス敷料御僅号Ｐを発生
しく■）、この信号に基づいて流量制御ｉｌ弁２０が駆
動−一される（（８１）、ナオ、１ｌＱ１１１４Ｐａ、
４＋出方ｆｌ　Ｉ　ノＬＥ、負及びその絶対値に対応し
たものとなっており、ｉｉ性が禍なり、かつΔルスｏｌ
ｋに応じて流量制御弁２０によってパ、イ・豐ス通路１
９０通路面積が増減制御される。なお、制御信号の形態
としては、これに＠られるものではなく、公知の種々の
ものが適用できる。

ここにおいて、係数−は謔Ｓ図から明らかのように、工
／ジ／の＠度が低い椙大きな値として設定されている０
て、すなわち工／シン幅度が低いｉ／Ｍ制飾利４【高め
たものとなっているので、エンジンの燃焼性が悪く、応
答性の鈍い冷機時においても良好な応答性のアイドル回
転制御が達成される。すなわち５ｇ４図に実線で示すよ
うに応答性が従来のもＯ（破−で示す）に比べて良好に
なるとと−に、工ンス？０危険性が少なくガる。

なお第５図は、本夷廁例ｔアナログ回路で構成したもの
を示す。

この図に示されているように、水温上／す２２には、設
定域圧発生！！３０が接続されている。この設足鑞圧発
生＊ａＯは、上配水温童ンサ２２からの工／ジン温寂慣
＠０４　Ｋ応じた電圧Ｖｓｅｔ　　を発生するものであ
り、この電圧Ｖｓ＠ｔ　　が上述の目ＩＩＩＩイドル回
転達度Ｎ■ｔ　に対応するものである。

この電圧Ｖｓ＠ｔ＃′ｉ、比４１２湯３１の一方の人力
端に人力される。

一方、エンジン回転数セン＋１６には、回転数−電圧変
換器３２が接続されてお勢、この変換器３２け、回転数
センチ１６によって検出された工／ジ／の１１！際アイ
ドル回転数Ｎｒｐｆｆｌ　　に比例した電圧Ｖｒｐｍ　
　を発生する。この電圧Ｖｒｐｍｉｉ、比ｌ２ａ３１の
他方の人力−に人力される。

比較器３１は、２つの電圧Ｖｓ＠ｌとＶｒｐｍとを比較
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８３３に人力され、電圧である制−信号■夏
を出力するものである。

この積分器３３には、制御利得補正回路３４が接続され
ており、この制御利得補正回路３４は、水温センナ２２
からの工ンジ／１１度情１１０ａ　　に基づいて、制宵
利得を第５ｂ！Ｉに示すように補正°する。

この補正の廊様は、エンジン温度がはけｎば低いほど制
御利得を犬きくするようにして行々う。

積分器３３９出力喝は、流量制御弁２０を駆−制御する
駆動回ｗＩ３５の入力端に接続きれている。

この駆動回路３５仁、積分＠３Ｂからの制御信号ＶＢ　
　を受けて、この制御信号Ｖｌ　　の電圧値に応じえ／
譬ルス赦を制御・ダルスＰを発生する。光量制御弁鵞Ｏ
は、１１４１＠ノ臂ルスＰＣ）／４ルス数に応じて十の
１ｌＷＩＬが制御されて、パイ・すｊ路１９を介しての
吸気量が制御される。なお、比較器３１は、アイドル噴
出嫡流２１からＯアイドル運転情１１０ｇ　　を受けた
とき作動するようになっている。

／ 次に、第６図以降を参照しつつ本発明の第２実施例によ
るエンジンのアイドル回転制＃装置について説明する。

一般に、アイドル回転数を目標とする値に適切に制御す
るうえで、＊も大きな問題はエンストの発生で、このエ
ンストがアイドル回転制御の実用化をまり困娠にして因
る。すなわち、通常の走行運転から自動車が停止してア
イドル運転に移る場合、エンノン回転速Ｉｆは高回転か
ら徐々に目標とするアイドル回転速度に収束して囚〈ゎ
けであるが、この段階で今現在のエンジン回転速度が目
標とするアイドル回転速度より高い領域にあるとき。

目標１直とのＩズレＩがあるからといって１因で減速方
向に補正制御すると（すなわち応答性を嵩めた制御を行
なうと）、エンジンには応答遅れが必ずあるので、目標
アイドル回転速度に達したｉ［減速してしまい、その鴫
ち込み具合が大きいときにはエンストに至ってしまうと
いう１８１題が生じる。

この傾向はエンジン温度が低い時、特に著しい。

そこで、この点を考慮したのが本実施に示すもので、第
６図に示すように、実際アイドル回転速度が目標アイド
ル回転速度より小さい領域においては、前述第１実施例
の第３図の特性と同様に、制御利得、すなわち係数にの
値をエンジン温度が低い程大きな値としく−）、実際ア
イドル回転速度が目標アイドル回転速度より大きめ領域
においては、にの値をエンジン温度が低い橿小さな値し
）としている。

本実施例を第７図のフローチャートで説明する。

第１実ｊｉｌｌの第２図のフローチャートと同内容のス
テップは同符号を付け、ここでの説明は省略する。ステ
ップ◎の次に、実際アイドル回転数Ｎｒｐｍと目標アイ
ドル回転数Ｎ、・ｔ　との大小を比較しくＧ））、実際
アイドル回転数Ｎｒｐｍ　が目標アイドル回転数Ｎ５ｅ
ｔ　　より小さい時は、マツプ（ａ）からその時のエン
ジン一度に対応した係数ｋを呼び込み（＠ｌ）、この値
に基づいて演簀冒＝　ｋ（Ｎｓｅｔ−Ｎｒｐｍｌ　＋１
　　を行う（［Ｆ］）。一方、実際アイドル回転数Ｎｒ
９ｍが目標アイドル回転数Ｎｓ＠ｔより大きい時は、マ
ツプ伽）からその時のエンジン温度に対応した係数ｋを
呼び込み（＠）　）　、この値に基づいて演算：　Ｉ　
＝　ｋ　（Ｎｓ＠ｔ　−Ｎｒｐｍ）＋　１　　を行う（
［Ｆ］）。したがって、本実施例の場合、実際アイドル
回転数が目標アイドル回転数より大きい嵩回転領域にお
いては、エンジン温度が低い冷機時制御利得を低めて応
答性を下げているので、目標アイドル回転数を越えて回
転が賂ち込む（オーバーシュート）のを抑制し、エンス
トに至る危険性を抑制するとともに、一旦目標アイドル
回転数以下に下がったときには、制御利得を高めて、−
早く回転を回復するように制御しているので、第９図の
実線に示すごとく、破線に示す従来のものより。

エンストに至る危険を極力抑制しつつ、かつ収束性の良
い制御を達成することが可能である。

なお、第８図は本実施省をアナログ回路で構成したもの
を示す。第８図の場合、制御利得補正回路３４は、水温
セッサ２２の信号以外に、比較器３１の出力端を入力端
に接続し九構成になっており、前記のものと同様に、第
６図に示す係数にと同様な制御利得になるように補正す
るものである。

以上によ抄、アイドル回転速度の諸条件に従う制御が行
なわれる。

なお、以上説明した実施例においては、本発明を、吸気
管路に並設したパイ・ヤス通路を開閉して制御を行なう
形式の−のに通用するものについて説明し良が、本発明
は、スロットル弁をメイヤフラム装置等で直接作動して
制御を行なう形式の一〇についても通用できることは勿
論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、エンジンに組み込んだ本発明のアイドＡ回転
制御装置０１１１Ｉ成機能図、第２図は本発明の一実施
例の作動を示すフローチャート、 第３図−は、′４２図に示す制御における補正態様を示
すグラフ、 第４図は、８１２図に示す制御に基いた工ンジ１０回転
変動を示すグラフ、 １５ｇは、１１２図に示す制御をアナログ回路で構成し
九場合のアナログ回路図、 第６図は、第７図に示す制御における補正態様を示すグ
ラフ、 第７図は、本発明の他の夾施例の作動を示すフローチャ
ート、 第８図は、第７ＦＩＡに示す制御をアナログ回路で構成
した場合のアナログ回路図、 第９図は、第７図に示す制御に基い九工／ソンの回転変
動を示すグラフである。 １・・・工／ジン、２・・・アイドル回転１１４ｍ＠Ｉ
、　　９・・・吸気系、１６・・・工／−）ン回転赦竜
ンナ、１７・・・燃料噴射装置、１８・・・コンピュー
タ、１９・・・パイ・すＡｌ６．２０・・−流量制御弁
、２１・・・アイドル検出装置、２２・・・水温上ンナ
、３３・・・積分器、３４・・・制御利得補正回路。 特許出願人　　　東洋工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン回転速度管検出する回転検出器、前記エンノン
   回転速ｔｉ調節するため、前記エンジン回転速度の増減
   に係わる制御・母うメータ管コントロールするアクチュ
   エータ、エンジンの温度を検出するエンジンｇｉｌｔ検
   出器、このエンレフ１１度横出器で検出されるエンジン
   温度を含む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、前記回転検出器で噴出される実際
   アイト°ル回転速度とを比較して前配両連間の差會検出
   し、この両速度の差に基づいてアイドル回転連間が前記
   目標アイドル回転速１となるように前記アクチュエータ
   管駆動制鶴するための制御信号管発生し、この制御信号
   を前記アクチュエータに田力する制御手段、および前記
   エンジン回転速度検出器により検出し九エンジン温変に
   応じて、前記１１ｊＩｌｉ１手段における制御利得を変
   更する利得変更手段からなるエンジンのアイドル回転制
   御＠ｆｌ。