JPH0214979B2

JPH0214979B2 -

Info

Publication number: JPH0214979B2
Application number: JP58188962A
Authority: JP
Inventors: Hideo Shiraishi; Toshimichi Akagi; Naoyuki Koyama
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1983-10-07
Filing date: 1983-10-07
Publication date: 1990-04-10
Also published as: JPS6081443A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、エンジンのアイドル回転数を運転状
態に応じて設定される目標アイドル回転数に収束
させるように制御するエンジンのアイドル回転制
御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an engine idle rotation control device that controls the idle rotation speed of the engine to converge to a target idle rotation speed set according to the operating state. .

（従来技術）最近、自動車用のエンジンには、アイドル時の
回転数を可及的抑制して燃費の向上を図ると共
に、冷間始動時やクーラー等の外部負荷の作用時
には暖機を促進させ或いはエンストを生じないよ
うに該アイドル回転数を自動的に調整するように
したアイドル回転制御装置が備えられる。このよ
うな装置の例としては、例えば特開昭55−160136
号公報で、冷却水温に応じて目標アイドル回転数
を設定すると共に、この目標回転数と実際の回転
数との間に差がある時に、その差に応じてエンジ
ンに供給される吸入空気量を増減制御して、実際
のエンジン回転数を上記目標回転数に収束させる
ようにフイードバツク制御するようにした装置が
示されている。(Prior art) Recently, automobile engines have been designed to improve fuel efficiency by suppressing the number of rotations during idling as much as possible, as well as promoting warm-up during cold starts or when external loads such as coolers are applied. Alternatively, an idle rotation control device is provided that automatically adjusts the idle rotation speed so as not to stall the engine. An example of such a device is, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 55-160136.
In the publication, the target idle speed is set according to the cooling water temperature, and when there is a difference between this target speed and the actual speed, the amount of intake air supplied to the engine is adjusted according to the difference. A device is shown in which the engine speed is increased or decreased and feedback control is performed so that the actual engine speed converges to the target speed.

ところで、このようなフイードバツク制御にお
いては、例えば外部負荷の作用時に速かにエンジ
ン回転数を高めてエンストを防止する等のため、
運転状態の変化に伴つて目標アイドル回転数が変
化した時にこれに追随させて実際の回転数を速か
に変化させる必要があると共に、該回転数を目標
回転数に短時間で収束させて運転状態を安定させ
る必要がある。然して、目標回転数の変化に対す
る追随性或いは応答性を向上させるためには、目
標回転数と実際の回転数との偏差値に対する制御
値の割合、即ち制御利得を大きくしてアクチユエ
ータの動作量を大きくすればよいが、このように
すると目標回転数に対する実際の回転数のオーバ
ーシユートが著しくなり、これに伴つてハンチン
グを生じて目標回転数への収束性或いは安定性が
悪化することになる。つまり、制御利得を大きく
すれば応答性が良くなる反面、安定性が悪くな
り、逆に制御利得を小さくすれば安定性は良くな
るが、応答性が悪くなるのである。 By the way, in such feedback control, for example, in order to quickly increase the engine speed and prevent engine stalling when an external load is applied,
When the target idle rotation speed changes due to changes in operating conditions, it is necessary to quickly change the actual rotation speed to follow this change, and also to converge the rotation speed to the target rotation speed in a short time during operation. The situation needs to be stabilized. However, in order to improve followability or responsiveness to changes in the target rotation speed, the amount of actuator operation is increased by increasing the ratio of the control value to the deviation value between the target rotation speed and the actual rotation speed, that is, the control gain. It is possible to increase the number of rotations, but if this is done, the actual rotational speed will significantly overshoot with respect to the target rotational speed, which will cause hunting and deteriorate the convergence or stability to the target rotational speed. . In other words, if the control gain is increased, the responsiveness improves, but the stability deteriorates, and conversely, if the control gain is decreased, the stability improves, but the responsiveness deteriorates.

アイドル回転数のフイードバツク制御に関する
上記のような問題に対しては、例えば特開昭55−
57639号公報で、制御利得を偏差値に応じて変化
させるようにした制御方法が示されている。これ
は、目標回転数と実際の回転数の偏差値が大きい
時には制御利得を大きくして応答遅れをなくする
と共に、偏差値が小さい時或いは制御によつて次
第に小さくなつて来た時には、制御利得を小さく
して目標回転数に速かに収束させるようにしたも
のである。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-1989 (1983) deals with the above-mentioned problem regarding feedback control of idle rotation speed.
No. 57639 discloses a control method in which the control gain is changed according to the deviation value. When the deviation value between the target rotation speed and the actual rotation speed is large, the control gain is increased to eliminate response delay, and when the deviation value is small or gradually decreases due to control, the control gain is increased. is made small to quickly converge to the target rotational speed.

しかし、アイドル回転の制御においては、制御
の応答性と安定性とを更に向上させるためには、
偏差値に応じて制御利得を変化させるだけでは必
ずしも十分とはいえない。つまり、同じアイドル
状態であつても、エンジン回転数が高い場合に
は、単位時間当りの吸気行程数が多くなるから、
アクチユエータの一定の動作量に対応して吸入空
気量が一定量変化しても、一回の吸気行程で各気
筒のシリンダに吸入される空気量の変化は小幅な
ものとなり、そのため回転数の変化が遅くなるの
である。従つて、偏差値が同じである場合におい
て、回転数が高い場合と低い場合とで制御値が同
一であれば、回転数が高い場合は制御値が不足し
て応答遅れが生じ、逆に回転数が低い場合は過制
御となつて安定性が悪くなるのである。 However, in controlling idle rotation, in order to further improve control responsiveness and stability,
It is not necessarily sufficient to simply change the control gain according to the deviation value. In other words, even in the same idle state, if the engine speed is high, the number of intake strokes per unit time will increase.
Even if the amount of intake air changes by a certain amount in response to a certain amount of actuator operation, the amount of air sucked into each cylinder in one intake stroke will change only slightly, and therefore the rotation speed will change. is delayed. Therefore, when the deviation value is the same, if the control value is the same when the rotation speed is high and low, then when the rotation speed is high, the control value is insufficient and a response delay occurs, and conversely, the rotation speed If the number is low, it will result in overcontrol and poor stability.

（発明の目的）本発明は、エンジンのアイドル回転数をフイー
ドバツク制御する場合における上記のような事情
に対処し、目標回転数に対する実際のエンジン回
転数の同一の偏差に対するフイードバツク制御値
をエンジン回転数の高低に応じて変化させること
により、該エンジン回転数の高低に拘らず、常に
良好な応答性と安定性とを得ることを目的とす
る。(Object of the Invention) The present invention deals with the above-mentioned circumstances when performing feedback control of the idle speed of an engine. The objective is to always obtain good responsiveness and stability regardless of the level of the engine rotational speed by changing the speed according to the level of the engine speed.

（発明の構成）本発明に係るエンジンのアイドル回転制御装置
は、上記目的達成のため次のように構成される。(Configuration of the Invention) The engine idle rotation control device according to the present invention is configured as follows to achieve the above object.

即ち、実際のエンジン回転数と目標アイドル回
転数との偏差に応じてフイードバツク制御値を設
定し、この制御値に従つてエンジンに供給される
吸入空気量を制御することによりアイドル時のエ
ンジン回転数を上記目標アイドル回転数に収束さ
せるように制御するアイドル回転制御装置におい
て、第１図に示すように、エンジンの回転数を検
出するエンジン回転数検出手段Ａと、冷却水温や
外部負荷の有無等のエンジンの運転状態に応じて
目標アイドル回転数を設定する目標アイドル回転
数設定手段Ｂと、エンジンの吸気系統に備えられ
てアイドル時に吸入空気量を制御する制御弁Ｃ
と、フイードバツク制御値を設定して制御弁Ｃに
制御信号を出力するフイードバツク制御手段Ｄ
と、更に上記フイードバツク制御値を設定するフ
イードバツク制御値設定手段Ｅとが備えられる。
このードバツク制御値設定手段Ｅは、上記エンジ
ン回転数検出手段Ａが検出した実際のエンジン回
転数と目標アイドル回転数設定手段Ｂが設定した
目標アイドル回転数との偏差に基づいてフイード
バツク制御値を設定するのであるが、その場合に
偏差が同一であつても、そのときの実際のエンジ
ン回転数が高い場合には低い場合よりも上記フイ
ードバツク制御値を大きな値に設定する。 That is, by setting a feedback control value according to the deviation between the actual engine speed and the target idle speed, and controlling the amount of intake air supplied to the engine according to this control value, the engine speed at idle can be adjusted. As shown in FIG. 1, the idle rotation control device controls the engine rotation speed to converge to the target idle rotation speed, and includes an engine rotation speed detection means A for detecting the engine rotation speed, cooling water temperature, the presence or absence of an external load, etc. a target idle speed setting means B that sets a target idle speed according to the operating state of the engine; and a control valve C that is provided in the intake system of the engine and controls the amount of intake air when the engine is idling.
and a feedback control means D that sets a feedback control value and outputs a control signal to the control valve C.
and feedback control value setting means E for setting the feedback control value.
This feedback control value setting means E sets a feedback control value based on the deviation between the actual engine speed detected by the engine speed detecting means A and the target idle speed set by the target idle speed setting means B. However, even if the deviation is the same in that case, when the actual engine speed at that time is high, the feedback control value is set to a larger value than when it is low.

従つて、エンジン回転数が高い場合には、吸気
行程時間が短くても、上記偏差に対して吸入空気
量が十分に増量もしくは減量されることになつ
て、該エンジン回転数が応答性よく制御されるこ
とになり、またエンジン回転数が低い場合は、過
制御によるエンジン回転数のハンチング等が防止
されることになる。 Therefore, when the engine speed is high, even if the intake stroke time is short, the amount of intake air will be sufficiently increased or decreased to compensate for the above deviation, and the engine speed will be controlled with good responsiveness. In addition, when the engine speed is low, hunting of the engine speed due to overcontrol can be prevented.

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings.

第２図に示すように、エンジン１のシリンダ２
に通じる吸気通路３上には、エアクリーナ４側か
らエアフローメータ５、スロツトルバルブ６及び
燃料噴射ノズル７が設けられていると共に、該吸
気通路３におけるスロツトルバルブ６の上流側と
下流側との間にはバイパス通路８が設けられ、該
バイパス通路８上にバイパス空気量を制御する電
磁制御弁９が設置されている。 As shown in FIG. 2, cylinder 2 of engine 1
An air flow meter 5, a throttle valve 6, and a fuel injection nozzle 7 are provided on the intake passage 3 leading to the air cleaner 4 from the air cleaner 4 side. A bypass passage 8 is provided between them, and an electromagnetic control valve 9 for controlling the amount of bypass air is installed on the bypass passage 8.

一方、このエンジン１には、上記燃料噴射ノズ
ル７に燃料制御信号ａを送出して燃料噴射量を制
御する燃料制御部と、上記電磁制御弁９にアイド
ル回転制御信号ｂを送出して、アイドル時にバイ
パス空気量を調整することによりアイドル回転数
を制御するアイドル回転制御部とを有する制御ユ
ニツト１０が備えられている。この制御ユニツト
１０の燃料制御部は、上記エアフローメータ５か
らの空気流量信号ｃとエンジンの回転数を検出す
るエンジン回転数センサ１１からの回転信号ｄと
を受けて上記燃料制御信号ａの制御値を設定する
ようになつている。また、該ユニツト１０のアイ
ドル回転制御部は、スロツトルバルブ６に備えら
れたスロツトル開度センサ１２からのスロツトル
開度信号ｅと上記エンジン回転信号ｄとからアイ
ドル状態であるか否かを判別すると共に、アイド
ル時にはシリンダ２の周囲の冷却水温を検出する
水温センサ１３からの水温信号ｆと、クーラー等
の外部負荷１４の作動、停止を示す負荷信号ｇ
と、上記エンジン回転信号ｄとからフイードバツ
ク制御値を設定し、この制御値に従つて上記アイ
ドル回転制御信号ｂを送出するようになつてい
る。 On the other hand, this engine 1 includes a fuel control section that sends a fuel control signal a to the fuel injection nozzle 7 to control the fuel injection amount, and a fuel control section that sends an idle rotation control signal b to the electromagnetic control valve 9 to idle A control unit 10 is provided which has an idle rotation control section that controls the idle rotation speed by adjusting the amount of bypass air. The fuel control section of this control unit 10 receives the air flow rate signal c from the air flow meter 5 and the rotation signal d from the engine rotation speed sensor 11 that detects the rotation speed of the engine, and controls the control value of the fuel control signal a. It is now possible to set Further, the idle rotation control section of the unit 10 determines whether or not the engine is in the idle state based on the throttle opening signal e from the throttle opening sensor 12 provided in the throttle valve 6 and the engine rotation signal d. In addition, a water temperature signal f from a water temperature sensor 13 that detects the cooling water temperature around the cylinder 2 during idle, and a load signal g that indicates the operation or stop of an external load 14 such as a cooler.
A feedback control value is set from the engine rotation signal d and the engine rotation signal d, and the idle rotation control signal b is sent out in accordance with this control value.

次に、第３図のフローチヤートに従つて上記制
御ユニツト１０におけるアイドル回転制御部の作
動を説明する。 Next, the operation of the idle rotation control section in the control unit 10 will be explained according to the flowchart shown in FIG.

先ず、制御ユニツト１０は、ステツプS₁でスロ
ツトル開度信号ｅ及びエンジン回転信号ｄに基づ
いてエンジン１がアイドル運転状態にあるか否か
を判定した上で、アイドル時には水温信号ｆ及び
負荷信号ｇに基づいてステツプS₂でエンジンの運
転状態（暖機状態や外部負荷の状態）に応じた目
標アイドル回転数Ｎを設定する。この時、該目標
アイドル回転数Ｎは、例えば第４図に示すように
水温及び外部負荷の有無に応じて予め設定された
マツプに従つて設定される。そして、この目標ア
イドル回転数Ｎに応じて電磁制御弁９に対するフ
イードバツク制御値Ｄの基本制御値D₀（＝K₀×
Ｎ）をステツプS₃で演算する。ここで、K₀は目
標値を制御値に変換するための定数である。 First, in step _S1 , the control unit 10 determines whether or not the engine 1 is in an idling operating state based on the throttle opening signal e and the engine rotation signal d. Based on this, in step _S2 , a target idle speed N is set in accordance with the operating state of the engine (warm-up state and external load state). At this time, the target idle rotation speed N is set according to a preset map depending on the water temperature and the presence or absence of an external load, for example, as shown in FIG. Then, the basic control value D ₀ (=K ₀ ×
N) is calculated in step _S3 . Here, K ₀ is a constant for converting the target value into a control value.

次に、制御ユニツト１０は、ステツプS₄におい
て上記ステツプS₂で設定した目標アイドル回転数
Ｎが所定回転数N₀（例えば900RPM）より大きい
か小さいかを判定し、その結果に従つてステツプ
S₅、S₆、S₇又はステツプS₈、S₉、S₇のいずれかを
実行し、フイードバツク制御値Ｄの補正値D₁を
別個に演算する。即ち、目標アイドル回転数Ｎが
所定回転数N₀より大きい時はステツプS₅、S₆、
S₇に従つて、先ず第１制御利得G₁を読み出すと
共に、目標アイドル回転数Ｎとエンジン回転信号
ｄが示す実際のエンジン回転数Nrpmとの偏差
（Ｎ−Nrpm）を求めて、この偏差と上記第１制
御利得G₁とから補正値D₁を演算する。また、目
標アイドル回転数Ｎが所定回転数N₀より小さい
時は、ステツプS₈、S₉、S₇に従つて第２制御利得
G₂を読み出すと共に、この制御利得G₂と偏差
（Ｎ−Nrpm）とから補正値D₁を演算する。この
場合において、第１、第２制御利得G₁，G₂は第
５図に示すように偏差の絶対値｜Ｎ−Nrpm｜に
応じて段階的に大きくなるように定められている
と共に、常に第１制御利得G₁が第２制御利得G₂
より大きな値となるように設定されている。従つ
て、第１制御利得G₁が用いられる目標アドル回
転数Ｎが所定回転数N₀より高い時は、第２制御
利得G₂が用いられる目標アイドル回転数Ｎが低
い時よりも補正値D₁が大きくなる。ここで、こ
の例においては補正値D₁の演算に積分方式が用
いられているが、他の演算方式を用いてもよい。
また、K₁は定数である。 Next, in step _S4 , the control unit 10 determines whether the target idle rotation speed N set in step _S2 is greater than or smaller than the predetermined rotation speed _N0 (for example, 900 RPM), and performs the step according to the result.
Either S ₅ , S ₆ , or S ₇ or steps S ₈ , S ₉ , or S ₇ are executed to calculate the correction value D ₁ of the feedback control value D separately. That is, when the target idle rotation speed N is larger than the predetermined rotation speed N ₀ , steps S ₅ , S ₆ ,
According to _S7 , first, the first control gain _G1 is read out, and the deviation (N-Nrpm) between the target idle speed N and the actual engine speed Nrpm indicated by the engine speed signal d is determined, and this deviation and A correction value _D1 is calculated from the first control gain _G1 . Furthermore, when the target idle speed N is smaller than the predetermined speed _N0 , the second control gain is adjusted according to steps _S8 , _S9 , and _S7 .
While reading _G2 , a correction value _D1 is calculated from this control gain _G2 and the deviation (N-Nrpm). In this case, the first and second control gains G ₁ and G ₂ are set to increase stepwise according to the absolute value of the deviation |N-Nrpm|, as shown in FIG. The first control gain G ₁ is the second control gain G ₂
It is set to a larger value. Therefore, when the target idle rotation speed N for which the first control gain _G1 is used is higher than the predetermined rotation speed _N0 , the correction value D is lower than when the target idle rotation speed N for which the second control gain _G2 is used is lower. ₁ becomes larger. Here, in this example, an integral method is used to calculate the correction value _D1 , but other calculation methods may be used.
Moreover, K ₁ is a constant.

そして、制御ユニツト１０は、次にステツプ
S₁₀〜S₁₂に外部負荷の作動、停止を判定すると共
に、外部負荷の作動時には一定値K₂となり、停
止時には０となる負荷補正値D₂を設定する。 The control unit 10 then performs the step
In _S10 to _S12 , it is determined whether the external load is activated or stopped, and a load correction value _D2 is set, which is a constant value _K2 when the external load is activated and becomes 0 when it is stopped.

然る後、ステツプS₁₃で上記基本制御値D₀、補
正値D₁、負荷補正値D₂を加算してフイードバツ
ク制御値Ｄを算出すると共に、ステツプS₁₄でこ
の制御値Ｄに相当するアイドル回転制御信号ｂを
電磁制御弁９に出力し、該弁９を上記制御値Ｄに
応じて開閉制御する。 After that, in step _S13 , the basic control value _D0 , correction value _D1 , and load correction value _D2 are added to calculate the feedback control value D, and in step _S14 , the idle value corresponding to this control value D is calculated. The rotation control signal b is output to the electromagnetic control valve 9, and the valve 9 is controlled to open and close according to the control value D.

このようにして、アイドル時に第２図に示すバ
イパス通路８を通つてシリンダ２に供給される吸
入空気量が制御され、これに伴つて制御ユニツト
１０の燃料制御部の作動により燃料噴射量が調整
されて、エンジン回転数が目標アイドル回転数に
一致するように制御されるのである。その場合
に、目標アイドル回転数Ｎと実際のエンジン回転
数Nrpmの偏差が同じであつても、上記補正値D₁
が、目標アイドル回転数Ｎが所定回転数N₀より
高い場合には低い場合より大きな値とされ、これ
に伴つてフイードバツク制御値Ｄも同様に目標回
転数Ｎの高低によつて異なつた値とされるから、
エンジン回転数が、目標アイドル回転数が高い場
合には大きな制御値により応答遅れを生じること
なく制御され、また目標アイドル回転数が低い場
合は過制御によるオーバーシユートやハンチング
等を生じることなく制御されることになる。 In this way, the amount of intake air supplied to the cylinder 2 through the bypass passage 8 shown in FIG. The engine speed is controlled to match the target idle speed. In that case, even if the deviation between the target idle speed N and the actual engine speed Nrpm is the same, the above correction value D ₁
However, when the target idle rotation speed N is higher than the predetermined rotation speed _N0 , the value is larger than when it is lower than the predetermined rotation speed N0, and accordingly, the feedback control value D similarly varies depending on the level of the target rotation speed N. Because it will be done,
When the target idle speed is high, the engine speed is controlled by a large control value without causing a response delay, and when the target idle speed is low, it is controlled without overshooting or hunting due to overcontrol. will be done.

尚、この実施例では、上記の如き目標アイドル
回転数の高低によつて制御利得を変化させると同
時に、偏差値によつても制御利得を変化させてい
るから、制御の応答性及び安定性が一層向上する
ことになる。 In addition, in this embodiment, the control gain is changed depending on the height of the target idle rotation speed as described above, and at the same time, the control gain is also changed depending on the deviation value, so that the responsiveness and stability of the control are improved. It will improve further.

（発明の効果）以上のように本発明によれば、アイドル時のエ
ンジン回転数を運転状態に応じて設定される目標
アイドル回転数に収束させるようにフイードバツ
ク制御するアイドル回転制御装置において、目標
アイドル回転数に対する実際のエンジン回転数の
偏差が同一であつても、フイードバツク制御値を
エンジン回転数が高い場合に低い場合より大きな
値に設定する構成としたから、エンジン回転数が
高い場合における応答遅れ及びエンジン回転数が
低い場合における過制御が同時に解消され、常に
良好な応答性と安定性が得られることになる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, in the idle rotation control device that performs feedback control so that the engine rotation speed at idle converges to the target idle rotation speed set according to the operating state, Even if the deviation of the actual engine speed from the engine speed is the same, the feedback control value is set to a larger value when the engine speed is high than when the engine speed is low, so there is no response delay when the engine speed is high. Also, overcontrol at low engine speeds is simultaneously eliminated, and good responsiveness and stability can always be obtained.

[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の全体構成を示すブロツク図で
ある。第２〜５図は本発明の実施例を示すもの
で、第２図は制御システム図、第３図は作動を示
すフローチヤート図、第４，５図は夫々目標アイ
ドル回転数及び制御利得の特性を示すグラフであ
る。Ａ……エンジン回転数検出手段、Ｂ……目標ア
イドル回転数設定手段、Ｃ……制御弁、Ｄ……フ
イードバツク制御手段、Ｅ……フイードバツク制
御値設定手段、１……エンジン、２……シリン
ダ、３……吸気通路、６……スロツトルバルブ、
８……バイパス通路、９……電磁制御弁、１０…
…制御ユニツト、１１……エンジン回転数セン
サ。 FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the present invention. Figures 2 to 5 show examples of the present invention, with Figure 2 being a control system diagram, Figure 3 being a flowchart showing the operation, and Figures 4 and 5 showing the target idle speed and control gain, respectively. It is a graph showing characteristics. A...Engine speed detection means, B...Target idle speed setting means, C...Control valve, D...Feedback control means, E...Feedback control value setting means, 1...Engine, 2...Cylinder , 3...Intake passage, 6...Throttle valve,
8... Bypass passage, 9... Solenoid control valve, 10...
...Control unit, 11...Engine speed sensor.

Claims

[Claims]

1 Set a feedback control value according to the deviation between the actual engine speed and the target idle speed, and control the amount of intake air supplied to the engine according to this control value to adjust the engine speed at idle. An idle rotation control device that performs feedback control so as to converge to the target idle rotation speed, comprising an engine rotation speed detection means for detecting the engine rotation speed, and a target for setting the target idle rotation speed according to the operating state of the engine. An idle speed setting means, a control valve that controls the amount of intake air supplied to the engine, a feedback control means that outputs a control signal to the control valve according to the feedback control value, and feedback control for the same engine speed deviation. 1. An engine idle rotation control device comprising: feedback control value setting means for setting a value to a larger value as the actual engine speed becomes higher.