JPH0261615B2

JPH0261615B2 -

Info

Publication number: JPH0261615B2
Application number: JP5247984A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Danno; Akira Takahashi; Katsuo Akishino; Kazumasa Iida
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1984-03-19
Filing date: 1984-03-19
Publication date: 1990-12-20
Also published as: JPS60195341A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、エンジンのアイドル運転状態を制御
するための装置に関する。

従来より、この種のエンジンアイドル制御装置
の中には、エンジン回転数やスロツトル弁の開度
あるいはエンジン冷却水温等を検出して、アイド
ル運転時の比較的安定した条件下で、エンジン回
転数をフイードバツク制御しながら、エンジン冷
却水温に応じて目標エンジン回転数を変えてゆく
回転数フイードバツク制御を行なう一方、アイド
ル運転時において比較的迅速な制御を行ないたい
条件下で、スロツトル弁の開度（スロツトル開
度）情報をフイードバツク制御しながら、エンジ
ン冷却水温に応じて目標スロツトル開度を変えて
ゆくポジシヨンフイードバツク制御を行なえるよ
うにしたものが提案されている。

しかしながら、このような従来の装置では、エ
ンジン冷却水温を検出する水温センサが故障した
り断線したりしたような場合に、エンジン冷却水
温が極低温であると判定されるので、目標エンジ
ン回転数や目標スロツトル開度が大きく設定さ
れ、これによりアイドル時のエンジン回転数が異
常に高く設定されるほか、電子燃料噴射システム
の場合、空燃比が非常に小さく設定され、即ち過
濃（オーバリツチ）ぎみに設定され、好ましくな
い。

本発明は、このような問題点の解消をはかろう
とするもので、エンジン温度を検出する温度セン
サが故障したり断線したりした場合でも、エンジ
ンのアイドル状態が異常にならないようにした、
エンジンアイドル制御装置を提供することを目的
とする。

このため、本発明のエンジンアイドル制御装置
は、エンジンの吸気通路に設けられた吸気流量制
御弁の開度を制御するアクチユエータと、エンジ
ン温度を検出する温度センサの出力に基づいて目
標エンジン回転数または上記開度の目標開度を設
定しエンジンのアイドル運転時にエンジン回転数
または上記吸気流量制御弁の開度が上記目標回転
数または上記目標開度になるように第１制御信号
を上記アクチユエータへ出力する第１制御手段を
そなえ、上記温度センサからの出力が所定の限界
値を越えたときに同温度センサを故障と判定する
故障判定手段が設けられるとともに、上記故障判
定手段によつて上記温度センサが故障であると判
定された場合に、上記温度センサの出力を除外し
て故障時目標エンジン回転数または故障時目標開
度を設定しエンジンのアイドル運転時にエンジン
回転数または上記吸気流量制御弁の開度が上記故
障時目標エンジン回転数または上記故障時目標開
度になるように第２制御信号を上記アクチユエー
タへ出力する第２制御手段が設けられたことを特
徴としている。

以下、図面により本発明の一実施例としてのエ
ンジンアイドル制御装置について説明すると、第
１図はその全体構成図、第２，３図はそれぞれの
作用を説明するためのグラフ、第４〜６図はそれ
ぞれの作用を説明するための流れ図である。

第１図に示すごとく、車両用エンジンＥの吸気
通路１には、吸気流量制御弁としてのスロツトル
弁２が配設されており、このスロツトル弁２の軸
２ａは吸気通路１の外部でスロツトルレバー３に
連結されている。

また、スロツトルレバー３の端部３ａには、ア
クセルペダル（図示せず）を踏み込むと、スロツ
トルレバー３を介してスロツトル弁２を第１図中
時計まわりの方向（開方向）へ回動させるワイヤ
（図示せず）が連結されており、さらにスロツト
ル弁２には、これを閉方向へ付勢する戻しばね
（図示せず）が装着されていて、これにより上記
ワイヤの引張力を弱めると、スロツトル弁２は閉
じてゆくようになつている。

ところで、エンジンアイドル運転時にスロツト
ル弁２の開度を制御するアクチユエータ４が設け
られており、このアクチユエータ４は、回転軸に
ウオーム６ａを有する直流モータ（以下単に「モ
ータ」という。）５をそなえていて、このモータ
５付きのウオーム６ａは環状のウオームホイール
６ｂに噛合している。

このウオームホイール６ｂには雌ねじ部６ｄを
有するパイプ軸６ｃが一体に設けられており、こ
のパイプ軸６ｃが一体に設けられており、このパ
イプ軸６ｃの雌ねじ部６ｄに螺合する雄ねじ部７
ａを有するロツド７が、ウオームホイール６ｂお
よびパイプ軸６ｃを貫通して守り付けられてい
る。

そして、ロツド７の先端部は、アイドルセンサ
としてのアイドルスイツチ９を介して、スロツト
ルレバー３の端部３ａに、エンジンＥがアイドル
運転状態にあるときに当接するようになつてい
る。

ここで、アイドルスイツチ９は、エンジンアイ
ドル運転状態でオン（閉）、それ以外でオフ（開）
となるスイツチである。

なお、ロツド７には長穴７ｂが形成されてお
り、この長穴７ｂにはアクチユエータ本体側のピ
ン（図示せず）が案内されるようになつており、
これによりロツド７の回転防止がはかられてい
る。

このように、ロツド７の先端部は、エンジンＥ
がアイドル運転状態にあるときに当接しているの
で、モータ５をある方向に回転させることによ
り、ウオームギヤを介しパイプ軸６ｃを回転さ
せ、ロツド７をアクチユエータ４から突出させる
（前進させる）と、スロツトル弁２を開き、モー
タ５を逆方向に回転させて、ロツド７をアクチユ
エータ４内へ引つ込ませる（後退させる）と、ス
ロツトル弁２を戻しばねの作用によつて閉じるよ
うに制御することができる。

また、スロツトル弁２の開度（スロツトル開
度）を検出するスロツトル開度センサ８が設けら
れており、このスロツトル開度センサに比例した
電圧を発生するポテンシヨメータ等が用いられ
る。

さらに、エンジンＥの暖機温度としての冷却水
温（エンジン温度）を検出する水温センサ（温度
センサ）１１が設けられるとともに、エンジン回
転数を点火パルスで検出する回転数センサ１２が
設けられている。

さらにまた、車速をこれに比例した周波数を有
するパルス信号で検出する車速センサ１３が設け
られており、この車速センサ１３としては、公知
のリードスイツチが用いられる。

また、エンジンクランキング状態を検出するク
ランキングセンサとしてのクランキングスイツチ
１４が設けられており、このクランキングスイツ
チ１４は、セルモータがオンされたときにオン
（閉）、それ以外でオフ（開）となるスイツチであ
る。

さらに、吸気通路１の吸入空気量を検出するエ
アフローセンサ１６が設けられており、このエア
フローセンサは、吸気通路１内に配設された柱状
体によつて発生するカルマン渦の個数を超音波変
調手段によつて検出したり、抵抗値の変化によつ
て検出したりすることにより、吸気通路１の吸入
空気量を検出するものである。

なお、吸気通路１におけるエアフローセンサ配
設部分よりも下流側で且つスロツトル弁配設部分
よりも上流側の部分には、例えば１回当りの噴射
量の異なる大小２つの電磁式燃料噴射弁（以下
「インジエクタ」という）１８が設けられている。

そして、各センサ８，９，１１〜１４，１６か
らの検出信号はコントロールユニツト１５へ入力
されるようになつている。このコントロールユニ
ツト１５はCPU，メモリあるいは適宜の入出力
インターフエースをそなえて構成されているが、
このコントロールユニツト１５は少なくともセン
サ８，９，１１，１２からの検出信号を受けこれ
らの信号に基づく第１制御信号をアクチユエータ
４のモータ５へ出力する第１制御手段Ｍ１の機能
を有している。

この第１制御手段Ｍ１は、アイドルスイツチ９
によるアイドル運転状態検出時（アイドルスイツ
チオン時）の設定された条件（後述）の下にお
いて、水温センサ１１および回転数センサ１２か
らの信号によりエンジン回転数をフイードバツク
制御しながら、第２図に示すごとく、冷却水温に
応じて目標エンジン回転数を変えてゆく回転数フ
イードバツク制御を行なう一方、上記アイドル状
態検出時の他の設定された条件（後述）の下に
おいて、水温センサ１１およびスロツトル開度セ
ンサ８からの信号によりスロツトル弁開度情報を
フイードバツク制御しながら、第３図に示すごと
く、冷却水温に応じて目標スロツトル開度を変え
てゆくポジシヨンフイードバツク制御を行なうも
のである。

ここで、上記条件とは少なくとも次の事項が
満足された場合をいい、エンジンが比較的安定し
ている条件をいう。

(1) アイドルスイツチ９がオフからオンへ変化し
たのち、所定時間が経過していること。

(2) 車速が極く低速（例えば2.5Km／ｈ以下）で
あること。

(3) 実際のエンジン回転数（実回転数）NRの目
標エンジン回転数NTWからのずれが、所定範
囲内であること。

(4) クーラを有する車両等においては、クーラ負
荷に応じてクーラリレー等が切り替つたのち、
所定時間が経過していること。

また、上記条件とは、上記条件を満足せ
ず、エンジンが比較的安定しておらず、迅速にフ
イードバツク制御したい場合の条件をいう。

なお、たとえ上記の条件，のいずれかを満
足していても、例えばスロツトル最低開度以下あ
るいはスロツトル最高開度以上への制御が不可能
な場合は、コントロールユニツト１５から出力は
されない。

また、第１制御手段Ｍ１は、回転数フイードバ
ツク制御またはポジシヨンフイードバツク制御時
において、所定の空燃比となるよう燃料供給量を
制御するための信号をインジエクタ１８へ出力す
ることも行なう。

さらに、コントロールユニツト１５は、水温セ
ンサ１１からの出力が所定の限界値を超えたとき
にこの水温センサ１１を故障と判定する故障判定
手段Ｊの機能を有するとともに、少なくともこの
故障判定手段Ｊからの判定信号，センサ８，９，
１２からの検出信号を受け、水温センサ１１が故
障であると判定された場合に、第１制御手段Ｍ１
に優先して水温センサ１１からの検出信号を除外
した回転数フイードバツク制御またはポジシヨン
フイードバツク制御を行なうべく、アクチユエー
タ４のモータ５へ第２制御信号を出力する第２制
御手段Ｍ２の機能を有している。

なお、この第２制御手段Ｍ２による場合も、回
転数フイードバツク制御をアイドル運転状態検出
時の設定された上記条件の下において行なわ
れ、ポジシヨンフイードバツク制御はアイドル運
転状態検出時の他の設定された上記条件の下に
おいて行なわれる。

また、第２制御手段Ｍ２は、上記のような冷却
水温情報を除外した回転数フイードバツク制御ま
たはポジシヨンフイードバツク制御時において、
所定の空燃比となるよう燃料供給量を制御するた
めの信号を、やはり第１制御手段Ｍ１に優先し
て、インジエクタ１８へ出力することも行なうよ
うになつている。

さらに、スロツトル弁２の基準開度（この開度
は例えばエンジン回転数600rpm前後に対応する
小さい開度として設定されている。）に対応する
アクチユエータ４のロツド７の位置（基準位置）
を検出するポジシヨンセンサとしてのモータポジ
シヨンスイツチ１０が設けられている。すなわち
このモータポジシヨンスイツチ１０は、ロツド７
の後端面より後方に設けられており、ロツド７が
最も後退した状態の近傍でオン（閉）、それ以外
でオフ（開）となるように構成されていて、この
オンオフ信号はコントロールユニツト１５へ入力
されるようになつている。

また、インジケータ１７が車室内に設けられて
おり、このインジケータ１７はコントロールユニ
ツト１５からの信号を受けてもし水温センサ１１
が故障している場合にその旨の表示を行なうもの
である。すなわちインジケータ１７で表示が行な
われている間は、第２制御手段Ｍ２によるエンジ
ンアイドル制御が行なわれているをも表示する。

なお、コントロールユニツト１５は、各センサ
からの入力を受けて、エンストモード［エンジン
Ｅが不作動状態（エンジン始動に際しての準備の
状態は除く）にあるモード］，クランキングモー
ド（エンジン始動モード）および走行モード（上
記のエンストモードおよびクランキングモード以
外の運転モード）を判定し、さらにエンジン回転
数のフイードバツク制御を行なうかスロツトル弁
２のポジシヨンフイードバツク制御を行なうかど
うかという制御方法を判定し、その後この判定結
果に応じ、モータ５の駆動時間（回転方向の判断
を含む）を演算して、この時間に応じた制御信号
をモータ５へ出力しうるようになつている。

以下、このコントロールユニツト１５によるエ
ンジンアイドル制御に注目して説明する。まず、
第４図に示すように、ステツプＡ１で、水温セン
サ１１からの信号値TWが所定の限界値TW₀以
上かどうかが判断される。

もしステツプＡ１でNOならば、ステツプＡ
２，Ａ３で、フラグＳ１，Ｓ２をそれぞれ１とす
る。このようにフラグＳ１，Ｓ２をそれぞれ１と
すると、後述のごとく、第１制御手段Ｍ１に基づ
くエンジンアイドル制御が行なわれる。

また、ステツプＡ１がYESならば、ステツプ
Ａ４で、水温センサ故障信号をインンジケータ１
７へ出力し、インジケータ１７でその旨の表示を
行なわせたのち、ステツプＡ５，Ａ６で、フラグ
Ｓ１，Ｓ２をそれぞれ０とする。このようにフラ
グＳ１，Ｓ２をそれぞれ０とすると、後述のごと
く、第２制御手段Ｍ２に基づくエンジンアイドル
制御が行なわれる。

水温センサ１１からの信号値TWが正常である
場合、フラグＳ１，Ｓ２はそれぞれ１とされるか
ら、第５図のステツプＢ１および第６図のステツ
プＣ１で、それぞれYESルートが選択される。

第５図はモータ５の駆動フロー、第６図はイン
ジエクタ１８の駆動フローをそれぞれ示し、第５
図に示すフローによつて、スロツトル開度ひいて
はエンジン回転数が制御され、第６図に示すフロ
ーによつて、燃料供給量ひいては空燃比が制御さ
れる。

まず、第５図のステツプＢ１でYESをとると、
ステツプＢ２で、冷却水温に応じた目標エンジン
回転数（第２図参照）または目標スロツトル開度
（第３図参照）がマツプから探し出される。そし
て、ステツプＢ３で、かかる目標エンジン回転数
または目標スロツトル開度となるようモータ５が
駆動される。これにより冷却水温が低いうちはエ
ンジンＥが高いアイドル回転数で作動し、その後
暖機が進んで冷却水温が高くなるにつれて、アイ
ドル回転数が下がつてゆくようなフアストアイド
ル制御が行なわれる。

このとき、第６図のステツプＣ１でもYESル
ートをとつているので、ステツプＣ２で、冷却水
温に応じた補正係数がマツプから探し出され、そ
の後ステツプＣ３において、基本駆動時間に上記
補正係数を加味した時間でインジエクタ１８を駆
動することが行なわれている。これにより冷却水
温に応じた空燃比（この空燃比は冷却水温が低い
うちはリツチぎみに、冷却水温が高くなるにつれ
てリーン側に設定される）に制御される。

これらの一連のエンジンアイドル制御処理は第
１制御手段Ｍ１によつて行なわれる。

次に、水温センサ１１からの信号値TWが所定
の限界値TW₀を超えたときは、フラグＳ１，Ｓ
２はそれぞれ０とされるから、第５図のステツプ
Ｂ１および第６図のステツプＣ１でそれぞれNO
ルートが選択される。

まず、第５図のステツプＢ１でNOをとると、
ステツプＢ４で、故障時目標回転数としてのエン
ジン回転数N_iをN₀と設定するか、または故障時
目標開度としてのスロツトル開度θ_iθ₀と設定す
る。

すなわち初期値が設定される。この初期値N₀
またはθ₀は冷却水温がかなり低いときのことを考
えて比較的大きな値に設定される。

そして、ステツプＢ５で、所定のエンジン回転
数N_i（この場合はN₀）または所定のスロツトル開
度θ_i（この場合はθ₀）となるようにモータ５が駆
動される。

その後はステツプＢ６で、設定時間が経過した
かどうかが判断され、この時間が経過すると、ス
テツプＢ７で、エンジン回転数N_iをN_i+1（N₀であ
ればN₁）に設定するか、またはスロツトル開度θ_i
をθ_i+1（θ₀であればθ₁）に設定する。

ついで、ステツプＢ８で、ｉ≧ｎかどうかが判
断され、ｉ＜ｎであれば、ステツプＢ５で、再設
定されたエンジン回転数またはスロツトル開度と
なるようにモータ５が駆動される。

その後は、ステツプＢ６で設定時間が経過した
かどうかが判断され、設定時間が経過すると、ス
テツプＢ７で、新しい目標エンジン回転数または
目標スロツトル開度が設定されたのち、ステツプ
Ｂ８でｉ≧ｎかどうかの判断がなされる。

このようにして、設定時間が経過してゆくごと
に目標エンジン回転数がN₀，N₁，N₂……と変更
せしめられるか、または目標スロツトル開度が
θ₀，θ₁，θ₂，……と変更せしめられてゆく。この
ときN_i＞N_i+1，θ_i＞θ_i+1（ｉ＝０，１，２，３…
…）となるように設定されているので、時間の経
過とともに、即ち暖機が進むにつれて設定エンジ
ン回転数が下がつてゆき、前述の第１制御手段Ｍ
１によるフアストアイドル制御と似た制御を実現
できる。

このとき、第６図のステツプＣ１でもNOをと
つているので、ステツプＣ４で、空燃比AF_iを
AF₀と設定する。すなわち初期値が設定される。
この初期値AF₀は冷却水温がかなり低いときのこ
とを考えて比較的小さい値（リツチな値）に設定
される。

そして、ステツプＣ５で、所定の空燃比AF_i
（この場合はAF₀）となるようにインジエクタ１
８が駆動される。

その後はステツプＣ６で、設定時間（この時間
は第５図の時間と同じに設定される）が経過した
かどうかが判断され、この時間が経過すると、ス
テツプＣ７で、空燃比AF_iをAF_i+1（AF₀であれば
AF₁）に設定する。

ついで、ステツプＣ８で、ｉ≧ｎかどうかが判
断され、ｉ＜ｎであれば、ステツプＣ５で、再設
定された空燃比となるようにインジエクタ１８が
駆動される。

その後は、ステツプＣ６で設定時間が経過した
かどうかが判断され、設定時間が経過すると、ス
テツプＣ７で、新しい空燃比が設定されたのち、
ステツプＣ８でｉ≧ｎかどうかの判断がなされ
る。

このようにして、設定時間が経過してゆくごと
に空燃比がAF₀，AF₁，AF₂，……と変更せしめ
られてゆく。このときAF_i＞AF_i+1（ｉ＝０，１，
２，３……）となるように設定されているので、
時間の経過とともに、即ち暖機が進むにつれて設
定空燃比が大きくなつてゆき、即ちリーンな状態
となつてゆき、前述の第１制御手段Ｍ１による空
燃比制御と似た制御を実現できる。

このようにして、温センサ１１が故障した場合
でも、最初は比較的高いエンジン回転数に設定す
るとともに比較的空燃比をリツチぎみに設定し、
ついで時間の経過とともに設定エンジン回転数を
下げてゆくとともに空燃比をリーン側にしてゆく
ことが行なわれるので、次のような効果ないし利
点が得られる。

(1) 比較的多くのアイドル負荷に対しエンジン回
転数の下がりすぎによる振動やエンストを回避
できる。

(2) 比較的広い温度範囲での始動性が確保でき
る。

(3) エンジン始動後、暖機とともに空燃比がリー
ンとなるように制御されるため、比較的スムー
ズな暖機フイーリングが得られ、くすぶりによ
る不具合もなくなる。

なお、水温センサ１１が故障した場合に、時間
の経過とともに設定エンジン回転数、設定スロツ
トル開度および設定空燃比を変更してゆかなくて
もよい。すなわち時間が経過しても、それぞれ最
初に設定された値（初期値）を変更せず、その値
を維持するようにしてもよい。

また、コントロールユニツト１５は、上記の各
手段Ｍ１，Ｍ２，Ｊのほか、インジケータ１７へ
水温センサ故障表示信号を出力する故障表示用制
御手段，エンジンＥの運転状態に応じインジエク
タ１８へ燃料供給のための信号を出力する燃料供
給用制御手段，エンジンＥの運転状態に応じ点火
時期制御信号を出力する点火時期制御の機能も有
している。

以上詳述したように、本発明のエンジンアイド
ル制御装置によれば、エンジンの吸気通路に設け
られた吸気流量制御弁の開度を制御するアクチユ
エータと、エンジン温度を検出する温度センサの
出力に基づいて目標エンジン回転数または上記開
度の目標開度を設定しエンジンのアイドル運転時
にエンジン回転数または上記吸気流量制御弁の開
度が上記目標回転数または上記目標開度になるよ
うに第１制御信号を上記アクチユエータへ出力す
る第１制御手段をそなえ、上記温度センサからの
出力が所定の限界値を越えたときに同温度センサ
を故障と判定する故障判定手段が設けられるとと
もに、上記故障判定手段によつて上記温度センサ
が故障であると判定された場合に、上記温度セン
サの出力を除外して故障時目標エンジン回転数ま
たは故障時目標開度を設定しエンジンのアイドル
運転時にエンジン回転数または上記吸気流量制御
弁の開度が上記故障時目標エンジン回転数または
上記故障時目標開度になるように第２制御信号を
上記アクチユエータへ出力する第２制御手段が設
けられるという簡素な構成で、温度センサ故障時
においても、エンジンのアイドル状態が異常にな
らないように制御することができ、これによりエ
ンジン始動性，暖機フイーリング，エンジン騒音
および安全性の点で有利となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例としてのエンジンアイド
ル制御装置を示すもので、第１図はその全体構成
図、第２，３図はそれぞれその作用を説明するた
めのグラフ、第４〜６図はそれぞれその作用を説
明するための流れ図である。１……エンジン吸気通路、２……スロツトル
弁、２ａ……軸、３……スロツトルレバー、３ａ
……スロツトルレバー端部、４……アクチユエー
タ、５……モータ、６ａ……ウオーム、６ｂ……
ウオームホイール、６ｃ……パイプ軸、６ｄ……
雌ねじ部、７……ロツド、７ａ……雄ねじ部、７
ｂ……長穴、８……スロツトル開度センサ、９…
…アイドルスイツチ（アイドルセンサ）、１０…
…モータポジシヨンスイツチ（ポジシヨンセン
サ）、１１……水温センサ（温度センサ）、１２…
…回転数センサ、１３……車速センサ、１４……
クランキングスイツチ（クランキングセンサ）、
１５……コントロールユニツト、１６……エアフ
ローセンサ、１７……インジケータ、１８……イ
ンジエクタ、Ｅ……エンジン、Ｊ……故障判定手
段、Ｍ１……第１制御手段、Ｍ２……第２制御手
段。

Claims

【特許請求の範囲】

１エンジンの吸気通路に設けられた吸気流量制
御弁の開度を制御するアクチユエータと、エンジ
ン温度を検出する温度センサの出力に基づいて目
標エンジン回転数または上記開度の目標開度を設
定しエンジンのアイドル運転時にエンジン回転数
または上記吸気流量制御弁の開度が上記目標回転
数または上記目標開度になるように第１制御信号
を上記アクチユエータへ出力する第１制御手段を
そなえ、上記温度センサからの出力が所定の限界
値を越えたときに同温度センサを故障と判定する
故障判定手段が設けられるとともに、上記故障判
定手段によつて上記温度センサが故障であると判
定された場合に、上記温度センサの出力を除外し
て故障時目標エンジン回転数または故障時目標開
度を設定しエンジンのアイドル運転時にエンジン
回転数または上記吸気流量制御弁の開度が上記故
障時目標エンジンの回転数または上記故障時目標
開度になるように第２制御信号を上記アクチユエ
ータへ出力する第２制御手段が設けられたことを
特徴とする、エンジンアイドル制御装置。