JPH0260850B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、内燃エンジンの吸入空気量制御用電
磁弁のソレノイド電流制御方法に関するものであ
り、特に、アイドル運転時のエンジン回転数を制
御する目的で、吸気通路に設けられたスロツトル
弁の上流と下流とを連通するバイパス通路に設け
られた電磁弁の開度を、比例的に制御する為のソ
レノイド電流を適正に制御することができる、内
燃エンジンの吸入空気量制御用電磁弁のソレノイ
ド電流制御方法に関するものである。

（従来の技術） 従来から、内燃エンジンの吸気通路に設けられ
たスロツトル弁がほぼ閉じられた状態で運転を持
続させるいわゆるアイドル運転時には、スロツト
ル弁の上流と下流とを連通するバイパス通路に設
けた電磁弁により内燃エンジンの吸入空気量を制
御して、エンジン回転数（アイドル回転数）の制
御を行なつている。

このようなアイドル回転数制御方法に関して
は、例えば特願昭60−137445号などに詳しいが。
以下にその概略を述べる。

従来のアイドル回転数制御方法は、第２図に示
すように、中央演算装置（CPU）１、記憶装置
（メモリ）２および入出力信号処理回路（インタ
ーフエース）３からなるマイクロコンピユータ４
のCPU１において、まず、つぎの(1)式により、
ソレノイド電流指令値Icmdを演算する。

IcmdをCPU１で演算する為には、各種センサ
を適宜配設して、これらセンサ出力をインターフ
エース３へ供給しなければならないが、このこと
は周知であるので、サーモスイツチ１０以外の各
種センサの図示は省略してある。

Icmd＝〔Ifb（ｎ）＋Ie＋Ips ＋Iat＋Iac〕×Kpad …(1) (1)式におけるIfd（ｎ）は、後記する第３図のフ
ローチヤートに基づいて演算されるフイードバツ
ク制御項である。なお、（ｎ）は今回値を示す。

第３図のステツプＳ４１〜Ｓ４６の演算内容は
次の通りである。

ステツプＳ４１…エンジン回転数の逆数（周
期）、またはそれに相当する量Me（ｎ）を読み込
む。

ステツプＳ４２…前記読み込まれたMe（ｎ）
と、あらかじめ設定した目標アイドル回転数
Nrefoの逆数、またはそれに相当する量Mrefoと
の偏差ΔMefを算出する。

ステツプＳ４３…前記Me（ｎ）、および該Me
（ｎ）と同一のシリンダにおける前回計測値Me
〔当該エンジンが６気筒エンジンの場合は、Me
（ｎ−６）〕の差―すなわち、周期の変化率ΔMe
を算出する。

ステツプＳ４４…前記ΔMeおよびΔMef、なら
びに積分項制御ゲインKim、比例項制御ゲイン
Kpm、微分項制御ゲインKdmを用いて、積分項
Ii、比例項Ipおよび微分項Idを、それぞれ図中に
示す演算式にしたがつて算出する。なお、前記各
制御ゲインは、予めメモリ２内に記憶されている
ものを読み出して得られる。

ステツプＳ４５…Iai（ｎ）として、Iai（ｎ−
１）に前記ステツプＳ４４で得た積分項Iiを加算
する。なお、ここで得たIai（ｎ）は次回のIai（ｎ
−１）となる為に、一時メモリ２内に記憶され
る。しかし、いまだメモリ２に記憶されていない
場合は、Iaiに類似するように数値を予めメモリ
２内に記憶させておいて、該数値をIai（ｎ−１）
として読み出せばよい。

ステツプＳ４６…ステツプＳ４５で算出された
Iai（ｎ）に、ステツプＳ４４で算出されたIpおよ
びIdがそれぞれ加算され、フイードバツク制御項
Ifb（ｎ）として定義される。

(1)式におけるIfb（ｎ）以外の各項の内容は、次
の通りである。

Ie…交流発電機（ACG）の負荷、すなわち
ACGのフイールド電流に応じて予定値を加算す
る加算補正項。

Ips…パワーステアリングのスイツチが投入さ
れた時に予定値を加算する加算補正項。

Iat…自動変速機ATのセレクタ位置がドライブ
(D)レンジにある時に予定値を加算する加算補正
項。

Iac…エアコンデイシヨナ（以下、エアコンと
いう）作動時に予定値を加算する加算補正項。

Kpad…大気圧に応じて決定される乗算補正項。

なお、(1)式のIcmdは、各シリンダのピストン
が上死点前90度に達した時に、既知の手段により
発生するTDCパルスに応じて演算される。

前記(1)式により演算されたIcmdは、制御信号
に変換されたマイクロコンピユータ４から出力さ
れる。

前記制御信号は、ソレノイド駆動用トランジス
タ５のベースに印加される。この結果、該トラン
ジスタ５に流れる電流、したがつてソレノイド７
に流れる電流（ソレノイド電流）は、前記制御信
号に応じて増減される。

第２図では、電磁弁（図示せず）の開度は、制
御信号（トランジスタ５のベース電流）によつて
制御される前記ソレノイド電流に応じて比例的に
制御され、該電磁弁の開度に応じた吸入空気量が
内燃エンジンに供給され、アイドル回転数が制御
される。

ところで、前記した(1)式に関するエアコン作動
中の補正項Iacを加算するか否かは、通常つぎの
ような手順でなされる。

エアコンが配設された車内温度が、ある予定値
以上になるとサーモスイツチ１０がオンとなる。
また車内温度が前記予定値よりも低いある温度以
下になると、前記サーモスイツチ１０はオフとな
る。前記サーモスイツチ１０のオン／オフ信号
は、インターフエイス３を介してCPU１に供給
される。この結果、サーモスイツチ１０がオンの
時には、エアコン作動時であるとしてCPU１は
メモリ２に予め記憶されている補正項Iacを加算
したソレノイド電流指令値Icmdを作成する。一
方、サーモスイツチ１０がオフの時には、エアコ
ンの作動が中止されているとして、前記補正項
Iacの加算を行なわないIcmdを作成する。

なお、エアコンの実際の作動は、前記サーモス
イツチ１０がオンになると、これに応じて電磁ク
ラツチが動作して、エアコンのコンプレツサが内
燃エンジンによつて駆動される一方、サーモスイ
ツチ１０がオフになると、この逆の状態になるこ
とにより行なわれる。

すなわち、従来においては、補正項Iacの加算
または非加算は、実際のエアコンのオン／オフ動
作と一致するようになされるのが一般的であつ
た。

しかしながら、上記のような補正項Iacの加算
方法では、シリンダ内に空気が十分に供給され、
高出力が得られるようにする為に、スロツトル弁
とシリンダとの間にエアーチヤンバを設けた内燃
エンジンではつぎのような問題が生ずる。

エアーチヤンバが設けられた内燃エンジンで
は、エアコンのオン状態に合せて補正項Iacを加
算したソレノイド電流指令値Icmdに基づいて電
磁弁の開度を制御しても、弁開度に応じて吸入さ
れる空気は、まずエアーチヤンバ内に一旦チヤー
ジされる状態となり、その後、次第にシリンダ内
に供給される。すなわち、弁開度制御によつて吸
入空気量が増加しても、これがシリンダに反映さ
れるまでには時間がかかる。この為に、どうして
もエアコンのオン直後はエンジン回転数が低下す
る状態となる。

一方、エアコンがオフ状態になつた時は、前記
とは逆に、補正項Iacが加算されないIcmdに基づ
いて吸入空気量が減少するようになつても、シリ
ンダに供給される空気量は即座に減少しない為に
エンジン回転数が一時的に上昇するようになる。

そこで、従来から、上記したような問題点を解
消する手段として、つぎのような方法を採用して
いる。

すなわち、サーモスイツチ１０のオン／オフに
応じて補正項Iacを加算または非加算としてソレ
ノイド電流指令値Icmdを演算し、該Icmdに基づ
いて電磁弁の開度を制御することは前記したとこ
ろと同様であるが、エアコンを実際にオンまたは
オフ状態にするのは、前記サーモスイツチ１０の
オン／オフ時よりも予定時間遅らせて行なうよう
にする。

第４図は、このようにエアコンの実際の動作
を、サーモスイツチ１０のオン／オフ時より遅延
させるように動作させる為のフローチヤートであ
る。以下、この第４図を前記第２図を参照して説
明する。この第４図の動作はTDCパルスによる
割込みによりスタートする。

ステツプＳ１…サーモスイツチ１０の出力信号
を読み込む。

ステツプＳ２…前記ステツプＳ１で読み込んだ
信号からサーモスイツチ１０がオンであるか否か
を判定する。該判定が不成立の時はステツプＳ８
へ進み、成立する時はステツプＳ３へ進む。

ステツプＳ３…前回、サーモスイツチ１０がオ
フであつたか否かを判定する。該判定は不成立の
時はステツプＳ６へ進み、成立する時はステツプ
Ｓ４へ進む。

ステツプＳ４…予定時間作動するタイマTaca
をスタートさせる。

ステツプＳ５…第２図に破線で示すように、マ
イクロコンピユータ４から電磁クラツチオフ信号
を出力する。その後、処理はメインプログラムへ
戻る。

ステツプＳ６…前記ステツプＳ４でスタートさ
せたタイマTacaが作動中であるか否かを判定す
る。該判定が成立する時は前記ステツプＳ５へ進
む。一方、前記予定の作動時間が経過してタイマ
Tacaがタイムアツプしている時はステツプＳ７
へ進む。

ステツプＳ７…第２図に破線で示すように、マ
イクロコンピユータ４から電磁クラツチオン信号
を出力する。その後、処理はメインプログラムへ
戻る。この結果、電磁クラツチが作動して、エア
コンのコンプレツサが内燃エンジンによつて駆動
される。すなわち、エアコンは実際にオン状態と
なる。

ステツプＳ８…前回、サーモスイツチ１０がオ
ンであつたか否かを判定する。該判定が不成立の
時はステツプＳ１１へ進み、成立する時はステツ
プＳ９へ進む。

ステツプＳ９…予定時間作動するタイマTacb
をスタートさせる。

ステツプＳ１０…第２図に破線で示すように、
マイクロコンピユータ４から電磁クラツチオン信
号を出力する。その後、処理はメインプログラム
へ戻る。この結果、サーモスイツチ１０がオンか
らオフへ切り換わつても、エアコンは依然として
オン状態を維持する。

ステツプＳ１１…前記ステツプＳ９でスタート
させたタイマTacbが作動中であるか否かを判定
する。該判定が成立する時は前記ステツプＳ１０
へ進む。一方、前記予定の作動時間が経過してタ
イマTacbがタイムアツプした時は前記ステツプ
Ｓ５へ進む。したがつて、この時には、ステツプ
Ｓ５の処理により、エアコンのコンプレツサは内
燃エンジンによつて駆動されないので、エアコン
は実際に中止状態となる。

以上のように、サーモスイツチ１０のオン／オ
フに応じて補正項Iacを加算または非加算として
ソレノイド電流指令値Icmdを演算し、該Icmdに
基づいて電磁弁の開度を制御するのに対し、エア
コンの実際のオン／オフ制御を予定時間遅延させ
ると、前述したようなエンジン回転数が一時的に
低下したり、または上昇したりするという問題が
生じないのは、つぎの理由による。

エアコンが実際にオン状態になるのは、シリン
ダ内の空気量が補正項Iacによつて増量されて、
エアコンの負荷に対応できるエンジントルクが得
られる時期とほぼ一致すると共に、エアコンの動
作が中止となるのは、シリンダ内の空気量が実際
に減少し、これに応じてエンジントルクも小さく
なる時期とほぼ一致するからである。

なお、第５図ａ〜ｃは、前記したサーモスイツ
チ１０の出力信号、ソレノイド電流指令値Icmd
および電磁クラツチオン／オフ信号の相互の関係
例を示す波形図（タイムチヤート）である。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の技術は、次のような問題点を有
していた。

内燃エンジンの出力を、駆動輪に供給する場合
に、自動変速機（AT）を介して行なうAT車と、
手動の変速機（MT）を介して行なうMT車とが
ある。AT車においては、自動変速機ATのセレ
クタ位置がＤレンジにあると、スロツトル弁を閉
じているアイドル運転中でも、ブレーキを切る
と、該アイドル運転状態のまま車は徐々に低速で
走り始める。

また、MT車においても、大きなトルクを持つ
ているエンジンでは、ローギヤ状態にし、スロツ
トル弁を開かずにクラツチを徐々に接続させる
と、アイドル運転状態のまま前記AT車と同様
に、徐々に低速で走り始める。

ところで、電磁弁を、エンジン回転数フイード
バツク制御を行なつているアイドル運転時に、前
記したように、インギヤにして低速走行させてい
る状態において、吸入空気量の増減よりも予定時
間遅らせて実際のエアコンのオン／オフ制御を行
なうようにすると、現実にはエアコンの負荷がか
かる前にシリンダ内の空気量が増え、またシリン
ダ内の空気量が減少しているにもかかわらずエア
コンの負荷がかかつている状態となる為に、前記
吸入空気量の増減時に、エンジントルクが変動す
る。この為に、該エンジントルクの変動が、車の
搭乗者にシヨツクとして感じられ、非常に不快感
を与えた。

なお、このような状態は、インギヤ状態におけ
るアイドル運転時において、ブレーキを入れて走
行していない状態においても同様である。

本発明は、前述の問題点を解決するためになさ
れたものである。

（問題点を解決するための手段および作用） 前記の問題点を解決するために、本発明は、サ
ーモスイツチがオンまたはオフの時点に補正項
Iacを加算し、または非加算としたソレノイド電
流指令値Icmdに基づいて電磁弁の開度、したが
つて吸入空気量を制御することをせずに、サーモ
スイツチがオンとなつてから実際にエアコンが作
動を開始するまでの期間、またはサーモスイツチ
がオフとなつてから実際にエアコンが中止状態と
なるまでの期間は、補正項Iacよりも小さい制御
量Iacoを加算したIcmdに基づいて吸入空気量を
制御するようにし、実際にエアコンが作動または
中止状態となつた時に、前記Iacを加算したIcmd
または前記Iacoを非加算としたIcmdに基づいて
吸入空気量を制御するようにした点に特徴があ
る。

（実施例） 以下に図面を参照して、本発明を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の動作を説明するフ
ローチヤートである。また、第６図ｂ，ａ，ｃ
は、本実施例によつて決定される補正項（制御
量）Iacに基づいて決定されるソレノイド電流指
令値Icmdと、サーモスイツチの出力信号および
電磁クラツチオン／オフ信号の相互の関係例を示
す波形図（タイムチヤート）である。

第１図フローチヤートの動作を実行するソレノ
イド電流制御装置の一具体例は、前記した第２図
と同様であるので、その図示を省略し、第２図を
参照する。また、エアコンの制御方法は、前記第
４図と同様に行なわれる。第１図のフローチヤー
トの動作はTDCパルスによる割込みによりスタ
ートする。

ステツプＳ１…サーモスイツチ１０の出力信号
が、第６図ａに示すように、オン状態にあるか否
かを判定する。該判定は前記第４図のステツプＳ
１で、すでに読み込んだ信号からなされる。この
判定が不成立の時はステツプＳ５へ進み、成立す
る時はステツプＳ２へ進む。

ステツプＳ２…前記第４図のステツプＳ４でス
タートさせるタイマTacaが作動中であるか否か
を判定する。該判定が不成立の時、すなわちサー
モスイツチ１０がオンとなつててから予定の作動
時間が経過してタイマTacaがタイムアツプして
いる時はステツプＳ４へ進む。なお、この時に
は、第４図のステツプＳ７および第６図ｃから明
らかなように、電磁クラツチオン信号がマイクロ
コンピユータ４から出力され、実際にエアコンが
作動状態となる。一方、ステツプＳ２の判定が成
立する時には、前記第４図のステツプＳ５および
第６図ｃから明らかなように、エアコンがいまだ
オフ状態であるとして、ステツプＳ３へ進む。

ステツプＳ３…実際のエアコン作動時に加算す
る補正項Iacよりも小さい値の制御量Iacoを、Iac
として設定する。その後、処理はメインプログラ
ムへ戻る。したがつて、この時のIcmdは、第６
図ｂから明らかなように、例えばIfb（ｎ）にIaco
を加算した値になつている。このIcmdは制御信
号に変換されてマイクロコンピユータ４から出力
される。

ステツプＳ４…実際のエアコン作動時に加算す
る補正項IacをIacとして設定する。その後、処理
はメインプログラムへ戻る。したがつて、この時
のIcmdは、第６図ｂから明らかなように例えば
Ifb（ｎ）にIacを加算した値となつている。そし
て、このIcmdは制御信号に変換されてマイクロ
コンピユータ４から出力される。

ステツプＳ５…前記第４図のステツプＳ９でス
タートさせたタイマTacbが作動中であるか否か
を判定する。該判定が成立する時は、第４図のス
テツプＳ１０および第６図ｃから明らかなように
エアコンがいまだ作動中であるとして、前記ステ
ツプＳ３へ進む。一方、サーモスイツチ１０がオ
フとなつてから予定の作動時間が経過して、タイ
マTacbがタイムアツプしている時はステツプＳ
６へ進む。なお、この時には、第４図のステツプ
Ｓ５および第６図ｃから明らかなように、電磁ク
ラツチオフ信号がマイクロコンピユータ４から出
力され、エアコンはオフ状態となつている。

ステツプＳ６…補正項Iacを０にす設定する。
その後、処理はメインプログラムへ戻る。したが
つて、この時のIcmdは、第６図ｂから明らかな
ように、例えばIfb（ｎ）のみの値になつている。
このIcmdは、制御信号に変換されてマイクロコ
ンピユータ４から出力される。

なお、以上の説明では、制御量Iacoを、実際の
エアコン作動時に加算する補正項Iacよりも小さ
い値の一定制御量とした場合であつたが、本発明
ではIacoを必ずしも一定値とする必要はない。例
えばサーモスイツチ１０がオンとなつてからエア
コンが実際に作動するまでのIacoは０からリニア
にIacの値に達する制御量であり、一方、サーモ
スイツチ１０がオフとなつてからエアコンが実際
に中止状態となるまでのIacoは、Iacの値からリ
ニアに０に減少する制御量であつてもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、つぎのような効果が達成される。

(1) 本発明では、エアコンの実際のオン／オフ制
御はサーモスイツチのオン／オフ状態よりも予
定時間遅延させて行なうのに対して、サーモス
イツチのオン／オフに応じて予定の制御量を加
算または非加算としてソレノイド電流指令値
Icmdを決定するソレノイド電流制御方法にお
いて、サーモスイツチのオン／オフから実際に
エアコンがオン／オフ制御されるまでの前記制
御量を、実際のエアコン作動時に加算する制御
量Iacよりも小さい値としたことにより、イン
ギヤ状態のアイドル運転時において、該制御量
に基づいて吸入空気量が増減しても、これによ
るエンジントルクの変動は非常に小さくなる。
この結果、本発明によれば、エンジントルクの
変動に起因する車の搭乗者に感ずるシヨツクは
実質上無視できる程度になる。

(2) また、前記したように、本発明においても、
従来例と同様に、サーモスイツチのオン／オフ
に応じて制御量を加算または非加算としてソレ
ノイド電流指令値Icmdを決定し、該Icmdに基
づいて電磁弁の開度を制御するのに対して、エ
アコンの実際のオン／オフ制御は予定時間遅ら
せるようにしているので、インギヤ状態でない
通常のアイドル運転時において、エアコンのオ
ン／オフ切り換え時に、エンジン回転数が一時
的に低下したりまたは上昇するという状態は発
生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の動作を説明するフ
ローチヤートである。第２図はソレノイド電流制
御装置の一具体例を示す回路構成図である。第３
図はフイードバツク制御項Ifb（ｎ）を算出するフ
ローチヤートである。第４図はエアコンの動作を
説明するフローチヤートである。第５図は従来の
サーモスイツチの出力信号、ソレノイド電流指令
値Icmdおよび電磁クラツチオン／オフ信号の相
互の関係例を示す波形図（タイムチヤート）であ
る。第６図は本発明の一実施例に基づいて決定さ
れるソレノイド電流指令値Icmdと、サーモスイ
ツチの出力信号および電磁クラツチオン／オフ信
号の相互の関係例を示す波形図（タイムチヤー
ト）である。 １…CPU、２…メモリ、３…インターフエイ
ス、４…マイクロコンピユータ、５…ソレノイド
駆動用トランジスタ、６…バツテリ、７…ソレノ
イド、１０…サーモスイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃エンジンのスロツトル弁の上流と下流と
   を連通するバイパス通路に設けられ、ソレノイド
   に流れる電流（以下、ソレノイド電流という）に
   応じてその開度が比例的に制御される電磁弁と、
   前記内燃エンジンにより駆動され、サーモスイツ
   チのオン／オフ制御に基づいてオン／オフ制御さ
   れるエアコンデイシヨナと、サーモスイツチのオ
   ン／オフに応答して予定時間作動するタイマと、
   前記タイマのタイムアツプに応答して前記エアコ
   ンデイシヨナを実際にオン／オフ制御する手段と
   を有する内燃エンジンの吸入空気量制御用電磁弁
   のソレノイド電流制御方法において、 前記サーモスイツチがオンとなつてから前記タ
   イマがタイムアツプするまでの前記タイマの作動
   中は、第１の制御量に基づいて前記電磁弁のソレ
   ノイド電流指令値を演算し、該指令値に従つて前
   記ソレノイド電流を制御し、前記サーモスイツチ
   がオンからタイムアツプ後は、前記第１の制御量
   よりも大きい第２の制御量に基づいて前記電磁弁
   のソレノイド電流指令値を演算し、該指令値に従
   つて前記ソレノイド電流を制御することを特徴と
   する内燃エンジンの吸入空気量制御用電磁弁のソ
   レノイド電流制御方法。 ２ 前記第１の制御量が一定値であることを特徴
   とする前記特許請求の範囲第１項記載の内燃エン
   ジンの吸入空気量制御用電磁弁のソレノイド電流
   制御方法。 ３ 前記第１の制御量が、時間の経過に従つて増
   加する値であることを特徴とする前記特許請求の
   範囲第１項記載の内燃エンジンの吸入空気量制御
   用電磁弁のソレノイド電流制御方法。 ４ 内燃エンジンのスロツトル弁の上流と下流と
   を連通するバイパス通路に設けられ、ソレノイド
   に流れる電流（以下、ソレノイド電流という）に
   応じてその開度が比例的に制御される電磁弁と、
   前記内燃エンジンにより駆動され、サーモスイツ
   チのオン／オフ制御に基づいてオン／オフ制御さ
   れるエアコンデイシヨナと、サーモスイツチのオ
   ン／オフに応答して予定時間作動するタイマと、
   前記タイマのタイムアツプに応答して前記エアコ
   ンデイシヨナを実際にオン／オフ制御する手段と
   を有する内燃エンジンの吸入空気量制御用電磁弁
   のソレノイド電流制御方法において、 前記サーモスイツチがオンとなつてから前記タ
   イマがタイムアツプした後は、第２の制御量に基
   づいて前記電磁弁のソレノイド電流指令値を演算
   し、該指令値に従つて前記ソレノイド電流を制御
   し、前記サーモスイツチがオフとなつてから前記
   タイマがタイムアツプするまでの前記タイマの作
   動中は、前記第２の制御量よりも小さい第１の制
   御量に基づいて前記電磁弁のソレノイド電流指令
   値を演算し、該指令値に従つて前記ソレノイド電
   流を制御することを特徴とする内燃エンジンの吸
   入空気量制御用電磁弁のソレノイド電流制御方
   法。 ５ 前記第１の制御量が一定値であることを特徴
   とする前記特許請求の範囲第４項記載の内燃エン
   ジンの吸入空気量制御用電磁弁のソレノイド電流
   制御方法。 ６ 前記第１の制御量が、時間の経過に従つて減
   少する値であることを特徴とする前記特許請求の
   範囲第４項記載の内燃エンジンの吸入空気量制御
   用電磁弁のソレノイド電流制御方法。