JPH0226691B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アイドル時の絞り弁の復帰位置を目
標回転数にフイードバツク制御するアクチユエー
タ手段を備えた絞り開度制御装置に関する。

〔従来の技術〕

絞り弁復帰位置をアクチユエータ手段によつて
制御し、アイドル時のエンジン回転数を目標回転
数に維持するものは、例えば特開昭55−46023号
公報に記載のように、知られている。

このようなものは、アクセルペダルが踏まれて
いるときは、踏み込み量に応じて絞り弁が開かれ
て、エンジンに空気量が供給される。一方、アク
セスペダルが踏まれていないとき、すなわちアル
ドル時には、絞り弁の開度は絞り弁復帰位置によ
つて規定される。

この絞り弁復帰位置は、エンジン回転数を目標
回転数に維持するように、アクチユエータ手段に
よつてフイードバツク制御される。

一方、目標回転数はエンジン温度によつて変わ
る。エンジン始動直後でエンジン温度に低いとき
は、速やかに暖機を進行させるために、目標回転
数を高くし、エンジンを高速で回転させる。逆に
エンジン始動から充分に時間が経過すると、暖機
が充分に進行したので、目標回転数を比較的低く
する。

さらに、目標回転数に維持するための必要な吸
入空気量はエンジン温度によつて変化する。エン
ジンの始動直後で、エンジンが暖機していないと
きは、エンジンの各機構部の摩擦力が大きく、多
くの空気量が必要である。逆に、エンジンの暖機
していれば、エンジンの各機構の摩擦力が小さ
く、それほど多くの空気量が必要ではない。

このように、アイドル時には、エンジン温度が
低く暖機が進行していない状態であれば、多くの
空気量が必要であり、絞り弁復帰位置が、絞り弁
開度が開かれるように制御される。逆に、エンジ
ン温度が高く、暖機が進行していれば、比較的に
少ない吸入で充分であり、絞り弁復帰位置が、絞
り弁開度が閉じられるように制御される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の絞り弁開度制御装置は、アイドル時
には暖機進行に応じて、絞り弁が徐々に閉じるよ
うに、絞り弁復帰位置を規定するアクチユエータ
手段をフイードバツク制御していた。

しかしながら、非アイドル時の暖機の進行につ
いては考慮されていなかつた。すなわち、アクセ
ルが踏まれ、アイドル状態から脱すると、アクチ
ユエータ手段が制御されず、絞り弁復帰位置がそ
のままの状態で放置されていた。始動後に、走行
状態となりエンジンが回転したときも暖機が進行
する。しかしながら、走行状態からアイドル状態
に戻つたときの絞り弁復帰位置は、依然として、
暖機前に設定されたままである。そのために、暖
機が進行しているので、それほど空気量が必要で
ないにもかかわらず、エンジンに過剰な空気量が
供給されてしまう。このように、エンジン始動直
後の暖機が充分なされていないときの、走行状態
からアイドル状態に戻つたときに、エンジンに過
剰な空気が供給され、エンジン回転数の異常な上
昇が起きるという問題があつた。

このような問題を解決するために、本出願の発
明者により先に特願昭56−17470号としてエンジ
ン温度の変化量が所定量に達する毎にアクチユエ
ータ手段を絞り弁位置開度が小さくなる方向に所
定量だけ動作させる制御手段を備えたものを提案
している。

しかしながら、このものはエンジン温度の変化
量を一つの所定値に設定して運転を実行した場
合、例えば、−20℃から走行を開始して＋20℃で
アイドルに戻ると暖機運転時の要求絞り弁開度に
対してアクチユエータ手段が戻に不足となり回転
数が上昇したり、逆に＋30℃から走行を開始して
＋70℃でアイドルに戻ると暖機運転時の要求絞り
弁開度に対してアクチユエータ手段が戻り過剰と
なり回転数が下降するといつた問題が発現した。
したがつて、この問題をを解決することが必要と
なつた。

本発明の目的は、エンジン始動直後の走行状態
からアイドル状態に戻つたときに生じるエンジン
回転数の異常な上昇や下降がなく安定したエンジ
ン回転数が得られる絞り弁開度制御装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明においては絞り
弁開度制御装置として、 (a) エンジンの温度を含む運転状態を検出する状
態センサ； (b) 絞り弁の開度を制御するアクチユエータ手
段； (c) 前記絞り弁の開度が前記アクチユエータ手段
による制御が可能な状態に戻つているとき信号
を発生するスイツチ手段； (d) 以下の機能を備えた制御手段； (1) 前記スイツチ手段の信号が存在することを
条件として周期的に起動され、前記状態セン
サから検出される状態信号に基づいて前記絞
り弁開度をアイドル状態に適した開度となる
ように前記アクチユエータ手段を動作させる
機能； (2) 前記スイツチ手段の信号が存在しないこと
を条件として周期的に起動され、前記状態セ
ンサから検出される前記エンジンの温度変化
量が前記エンジンの温度に応じて予め定めら
れた所定値に達する毎に前記アクチユエータ
手段を前記絞り弁の開度が小さくなる方向に
所定量だけ動作させる機能； とよりなる絞り弁開度制御装置を提案するもので
ある。

〔作用〕

エンジン温度が、エンジン状態に応じた、適当
な変化量だけ変化する毎に、アクチユエータ手段
が絞り弁復帰位置開度が小さくなるように、所定
量だけ動作する。

このように作用するので、暖気の進行と共に、
絞り弁復帰位置開度が、適当に小さくなるよう
に、制御されるので、始動後に、走行状態からア
イドル状態に戻つたときに、適当な空気量を空気
量が供給できる。このため、走行状態からアイド
ル状態に戻つたときの、エンジン回転数の上昇、
落ち込みが防止できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

第１図には、本発明が適用されるエンジンの全
体構成が示されている。

図において、デイストリビユータ内蔵の回転セ
ンサ１０、水温センサ９によりエンジン回転数、
エンジン冷却水温を検出し、その温度に応じた回
転数になるよう絞り弁をモータ駆動のスロツトル
アクチユエータ７により制御する。このアクチユ
エータには人為的に絞り弁が開かれているかどう
かを検出するアイドル検出スイツチIDSW２０が
内蔵されている。スロツトルスイツチTHSW６
はスロツトルアクチユエータ基準位置を検出する
ものである。

第２図はコントロールモジユールの構成図で、
入出力関係を示している。入力信号としてエンジ
ン冷却水温Tw、エンジン回転数Ｎ、アイドル検
出スイツチIDSW、スタータスイツチSTSW、ス
ロツトルスイツチTHSW、ニユートラルスイツ
チNSW、吸気負圧V_cがコントロールモジユール
１２にはいる。演算処理装置MPU、記憶装置
ROM、入出力LSI（コントロールロジツクCL）、
マルチプレクサMPX、アナログ−デジタル変換
器ADから成るコントロールモジユール１２によ
り、各アクチユエータに制御信号が出力される。

第３図には、スロツトルアクチユエータ７の詳
細が示されている。すなわち、２は気化器本体吸
気筒の断面を示し、１３は絞り弁、１４は絞り弁
開閉レバー、１８は絞り弁レバー１４と係合する
ストロークシヤフト、１９は回転を減速し、往復
運動に変える減速歯車、２１は駆動用モータであ
る。２０はアイドル検出スイツチ、IDSWで絞り
弁開閉レバー１４がストロークシヤフト１８を押
している時だけオンになる。したがつて、運転者
がアクセルを踏んだ場合はオフになる。第４図は
スロツトルアクチユエータ７に印加される駆動パ
ルスを示し、モータの突き出しパルス、戻しパル
スにより、それぞれ絞り弁が開閉する。その特性
を第５図に示す。

次に、第１２図及び第１３図のフローチヤート
を用いてスロツトルアクチユエータの制御につい
て説明する。このフローチヤートは40ｍsecごと
に走る。ステツプ105からステツプ105はエンジン
始動を検出するためのステツプである。ステツプ
101からステツプ105でエンジンが始動している場
合はステツプ106以降で始動後の処理をするが、
エンジンが始動していなければ、ステツプ107で
エンジン始動前の処理をする。

まず、ステツプ100においてスタートすると、
ステツプ101において、スタータスイツチONか
否かを判定する。このステツプ101においてスタ
ートスイツチがONであると判定するとステツプ
102においてエンジン回転数（Ｎ）がスタート時
のエンジン回転数（N_ST）よりも大きいか否かを
判定する。ステツプ102においてエンジン回転数
がスタート時の回転数より大きいと判定するとス
テツプ103において、吸気負圧（V_c）がスタート
時の吸気負圧（T_ST）より大きいか否かを判定す
る。このステツプ103において｜V_c｜V_STであ
ると判定するとステツプ104においてエンジン始
動フラグセツトを行ないステツプ105に移る。ス
テツプ101、102、103においてNOであればステ
ツプ105に移る。

ステツプ106からステツプ110まではアイドル状
態か否かを判定するためのステツプである。ここ
でアイドル状態であればステツプ111以降でスロ
ツトルアクチユエータをフイードバツク制御し、
エンジン回転数は目標回転数に維持される。ま
た、アイドル状態でなければステツプ112以降で
アイドル状態に戻つたときに安定したエンジン回
転が得られるようにスロツトルアクチユエータを
制御する。

また、ステツプ106において、車速があると判
定するとステツプ108においてニユートラルスイ
ツチがONしているか否かを判定し、ニユートラ
ルスイツチがONのときはステツプ110に、OFF
のときはステツプ109に移る。ステツプ109におい
ては、車速が１Km／ｈよりり大きいか否かを判定
し、大きいときはステツプ112へ、また、小さい
ときはステツプ110に移る。ステツプ110において
は、アイドル検出スイツチがONしているか否か
を判定し、ONであればステツプ112以降に進み、
OFFであればステツプ111以降に進む。

このフローチヤートは40ｍsecごとに起動され
るが、ステツプ111で今回のエンジン冷却水温の
レジスタ値T_Wを前回のエンジン冷却水温を表わ
すレジスタW_WOLDに格納する。なお、T_WOLDは次
にこのフローチヤートが起動された時に実際のエ
ンジン冷却水温の温度上昇ΔT_Wを演算するため
に用いられる。ステツプ110で第６図に示す関係
からエンジン冷却水温に対応した目標回転数N_set
を得る。なお、始動直後はエンジンが充分に暖機
していないため、機械摩擦が大きい。そのため
に、目標回転数N_setを高くしエンジンを高速回転
させ暖機を速やかに進める。（この状態をFISC＝
Fast Idle Speed Controlという。）エンジンが
暖機されると機械的な摩擦が小さくなるため目標
回転数N_setを低くする。（この状態をISC＝Idle
Speed Controlという。） ステツプ119でアクセルを踏む直前のエンジン
冷却水温からエンジン冷却水温の温度上昇分
ΔT_WOを求める。ΔT_WOはこのステツプを通過す
るたびに、すなわち、アイドル状態て目標回転数
にフイードバツク制御している限り更新される。
そして、このΔT_WOは、後述するように、アイド
ル状態からぬけでてアクセルが踏まれたときにそ
の直前の値に固定され、その後実行されるフロー
中のステツプ112〜117で、用いられることとな
る。すなわちΔT_Wはエンジン冷却水温T_Wが高く
なるほど大きな値とし、もつて、スロツトルアク
チユエータに印加される戻しパルス発生周期を大
きくしてその速度を減少させる。

ステツプ120で、実回転数Ｎと目標回転数N_set
の偏差ΔNを求める。ステツプ121で第７図に示
すような関係から偏差ΔNに応じたパルス周期を
求める。このパルス周期をもつたパルススロツト
ルアクチユエータに印加される。第７図に示すよ
うに偏差が大きいほどパルス周期が短かくなるよ
うに設定される。パルス周期が短いとスロツトル
アクチユエータには頻繁にパルスが印加され、絞
り弁が開き方向あるいは閉じ方向に速く移動され
るので、速く目標方向に収束する。ステツプ122
で実回転数Ｎと目標回転数N_setの偏差ΔNが許容
値の範囲内であるか判断する。許容値の範囲内で
あれば、これ以上吸入空気量の増減をしなくても
よいので、ステツプ123でスロツトルアクチユエ
ータを停止し、ステツプ130に進んフローを終了
する。

ステツプ122で偏差ΔNが許容範囲内になけれ
ば、ステツプ124で実回転数Ｎが目標回転数N_set
より大きいか否かを判断する。実回転数Ｎが目標
回転数N_setよりも大きければ、吸入空気量を少な
くするために絞り弁が閉じるようにする。すなわ
ち、ステツプ125で偏差ΔNに応じたパルス周期
を設定し、ステツプ126で戻したパルスを出力し、
ステツプ127でN_set達成フラグをセツトする。こ
のフラグは１度でも目標回転数N_setに達したこと
を示すフラグであり、スロツトルアクチユエータ
がある程度動作したことを示すものである。ステ
ツプ124で実回転数Ｎが目標回転数N_setよりも小
さければ、吸入空気量を多くするために、ステツ
プ120で偏差ΔNに応じたパルス周期をセツトし、
ステツプ129で突き出しパルスを出力する。

次に、アイドル状態でないとき、すなわち、ア
クセルが踏まれている状態であり、目標回転数
N_setにフイードバツク制御をしていないときのス
ロツトルアクチユエータの制御について説明す
る。ステツプ112でN_set達成フラグが１であるか
の判断をする。N_set達成フラグが１、すなわちセ
ツト状態であればステツプ113以降で通常の処理
をする。N_set達成フラグが１でなければ、始動後
から回転数Ｎが目標回転数N_setに達したことが一
度もないことを示している。このことは、スロツ
トルアクチユエータが充分動作していないことを
示している。そのため、それ以後のスロツトルア
クチユエータに戻しパルスを出力しないようにす
る。すなわち絞り弁があまり開いていないので閉
じる必要もなくスロツトルアクチユエータが絞り
弁を閉じる方向には制御しないようにする。その
ために、ステツプ117でスロツトルアクチユエー
タを停止し、フローを終了する。ステツプ113で
実際のエンジン冷却水温の温度上昇分ΔT_Wを求
める。ステツプ112以降のフローに入るとステツ
プ114及びステツプ115で実際のエンジン冷却水温
の温度上昇分ΔT_WOと、第９図のような関係で決
まる目標のエンジン冷却水温の温度上昇分とが一
致するかを判断する。一致したときに、T_WOLDは
更新されるが、それまではT_WOLDは元の値に保持
される。すなわち、ステツプ113では、戻しパル
スを出力してからのエンジン冷却水温の温度上昇
分ΔT_Wを求める。ステツプ114で、上で求めた実
際のエンジン冷却水温の温度上昇分ΔT_Wと第９
図で決まる目標のエンジン冷却水温の上昇分
ΔT_WOを比較する。この比較において、ΔT_Wが
ΔT_WOに達していれば、ステツプ115で今回のエ
ンジン冷却水温度T_WをT_WOLDに格納する。なお、
このT_WOLDは次回の温度上昇の演算に用いられる
ことになる。ステツプ116で戻しパルスを出力し、
この戻しパルスの出力によつてスロツトルアクチ
ユエータをアイドル時の絞り弁が閉じ方向になる
ように制御して、フローを終了する。

一方、ステツプ114で目標のエンジン冷却水温
の上昇分ΔT_Wに達してなければステツプ117でス
ロツトルアクチユエータを停止して、フローを終
了する。

なお、第９図に示すように、目標エンジン冷却
水温の温度上昇分ΔT_WOはエンジン冷却水温が高
くなるほど大きくなつている。これはエンジン冷
却水温が低いほどスロツトルアクチユエータに出
きるパルスがエンジン冷却水温の温度上昇分に対
して頻繁に出力されることとなり、スロツトルア
クチユエータがアイドル状態での絞り弁がより閉
じる方向に制御される。

次に、第１０図及び第１１図を用いて本実施例
の効果について説明する。本実施例では、アイド
ル状態からアクセルが踏まれた状態になつたとき
のエンジン冷却水温度によつて温度上昇に対する
戻しパルスの出力する割合が決定される。すなわ
ち、アクセルを踏む直前のエンジン冷却水温が低
いほど頻繁に戻りパルスが出力されるように、ま
たエンジン冷却水温が高ければ戻りパルスの出力
の間隔が長くなるように設定する。

ここで、暖気と共に必要な吸入空気量は少なく
なる。すなわち、既に第８図にも示すように、フ
アーストアイドル回転数N_Fを維持するために、
エンジン冷却水温に応じてエンジン回転数N_F時
の絞り弁開度θ_NFが決まる。アイドル時にこの絞
り弁開度より大きいと、エンジン回転数は上昇
し、小さいと落ちこむことになる。また、エンジ
ン冷却水温度が低いときは、温度上昇と共に必要
な絞り弁開度θ_NFは急激に小さくなるが、エンジ
ン冷却温度が高いときは、温度上昇と共に必要な
絞り弁開度θ_NFはゆるやかになる。

第１０図は低温始動後のエンジン状態を示して
いる。エンジンが低温始動してかに目標回転数に
近づけるために、スロツトルアクチユエータにパ
ルスが続けて印加され、上記の絞り弁開度θ_NFに
達する。

ここで、アクセルが踏まれると、エンジンは走
行状態となる。この場合低温始動であり、第８図
に示されるようにエンジン冷却水温度の上昇と共
に、アイドル状態における必要な絞り弁の開度
θ_NFが急激に小さくなる。本実施例では低温始動
からの走行中では、スロツトルアクチユエータへ
の戻しパルスの出力間隔が短いので、走行中の暖
機進行を考慮し、アイドル時に戻つたときに規定
されるべき絞り弁位置が急激に閉弁側に戻され
る。そのため、走行状態からアイドル状態に戻つ
たときに暖機状態に応じた絞り弁位置が得られ適
切な吸入空気を供給できるのでエンジン回転数の
上昇及び落ちこみ等の不具合を生じない。なお、
戻しパルスの出力の間隔が不適正であると、破線
に示すようにアイドル状態に戻つたときの絞り弁
が開き過ぎ、エンジン回転数の上昇がみられる。

第１１図は常温始動後のエンジンの状態を示し
ている。常温始動からの走行中ではスロツトルア
クチユエータへの戻しパルスの出力間隔が比較的
長いので走行中の暖機進行を考慮したアイドル時
に戻つたときに規定されるべき絞り弁がゆるやか
に閉じられる。そのために、走行状態に戻つたと
きのエンジン回転の上昇及び落ちこみがない。な
お、戻しパルスの出力の間隔が不適切であると破
線に示すようにアイドル状態に戻つたときの絞り
弁が閉じられすぎエンジン回転数の落ちこみがみ
られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、走行状態からアイドル状態に
戻つたときの絞り弁開度が適切に得られるので、
エンジン回転数の上昇、落ちこみがない安定した
アイドル時のエンジン回転の制御ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を用いるシステム説明図、第２
図はコントロールモジユール１２の入出力説明
図、第３図はスロツトルアクチユエータ７の説明
図、第４図はスロツトルアクチユエータ７の駆動
パルス、第５図はそれの特性図、第６図は目標回
転数特性、第７図はパルス周期特性、第８図は目
標回転数が得られる絞り弁開度特性、第９図は走
行中戻しパルスを出力するT_W上昇分特性、第１
０図、第１１図は本実施例の効果を示し、第１２
図、第１３図はフローチヤートである。 １……エンジン、２……気化器、６……スロツ
トルスイツチ、７……スロツトルアクチユエー
タ、８……吸気負圧センサ、９……水温センサ、
１０……回転センサ、１２……コントロールモジ
ユール、２０……アイドル検出スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) エンジンの温度を含む運転状態を検出す
   る状態センサ； (b) 絞り弁の開度を制御するアクチユエータ手
   段； (c) 前記絞り弁の開度が前記アクチユエータ手段
   による制御が可能な状態に戻つているとき信号
   を発生するスイツチ手段； (d) 以下の機能を備えた制御手段； (1) 前記スイツチ手段の信号が存在することを
   条件として周期的に起動され、前記状態セン
   サから検出される状態信号に基づいて前記絞
   り弁開度をアイドル状態に適した開度となる
   ように前記アクチユエータ手段を動作させる
   機能； (2) 前記スイツチ手段の信号が存在しないこと
   を条件として周期的に起動され、前記状態セ
   ンサから検出される前記エンジンの温度変化
   量が前記エンジンの温度に応じて予め定めら
   れた所定値に達する毎に前記アクチユエータ
   手段を前記絞り弁の開度が小さくなる方向に
   所定量だけ動作させる機能； とを備えたことを特徴とする絞り弁開度制御装
   置。