JPH0460142A

JPH0460142A - アイドル回転数制御装置

Info

Publication number: JPH0460142A
Application number: JP2172128A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Sawamoto; 沢本　国章
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1992-02-26
Also published as: US5146888A

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】（産業上の利用分野）この発明はアイドル回転数制御装置に関する。

（従来の技術）近年のメンテナンスフリーの要求や排気規制からくる要
求から、アイドル回転を自動的に要求値に維持する装置
がある（１９８８年３月　（株）山海堂発行［内燃機関
ＪＶｏｌ、２７　　Ｎｏ、　　３４１　　第８９頁参照
）。

これは、第６図で示したように、スロットルバルブ１を
バイパスする通路２に設けたアイドル制御バルブ３をコ
ントロールユニット４がらの出力信号により直接駆動し
て、アイドル回転数を規定の値にフィードバンク制御す
るものである。

（発明が解決しようとする課題）ところで、このような装置では、アイドル制御バルブ３
を開いて、スロットルバルブスして流れる補助空気量を増加りようとしても、スロッ
トルバルブ１の下流に位置するコレクタ５の容積のため
に、すぐにはシリング内に空気が吸入されないので、そ
の間も回転が低下して、アイドル不安定になったり、エ
ンノン回転数の急降Ｉζに対応ｒさずにエンストにいた
ることもある。

この発明はこのような従来の課題に着目してなされたも
ので、いわゆる多連スロットルバルブをシリングの近く
に配置するとともに、気筒ごとにアイドル制御バルブを
設け、爆発サイクルでの回転数に基づいて気筒別にアイ
ドル制御バルブを駆動して、アイドル回転数のフィード
バック制御を行うことにより、アイドル回転の安定をは
かる装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）この発明は、第１図のように、コレクタ３１から気筒の
数だけ（たとえば４気筒エンジンでは４つ）分岐される
マこホールドブランチ３２Ａ〜３２　Ｄ　ｉ：設けられ
た気筒別のスロットルバルブ３３Ａ〜３３Ｄと、各スロ
ットルバルブ３３Ａ〜３３Ｄのバイパス通路に設けられ
るアイドル制御バルブ３４Ａ〜３４Ｄと、アイドル回転
数の制御目標値ＮＴを設定する手段３５と、エンノンの
クランク角を検出するセンサ３６と、このセンサ検出値
に基づいて爆発サイクルでの回転数Ｎ１を気筒別に計算
する手段３７と、この爆発サイクルでの回（数Ｎ１が前
記制御目標値Ｎ１と一致するように前記アイドル制御バ
ルブ３４Ａ〜３４Ｄの開度を気筒別にフィードバック制
御する手段３８とを設けた。

（作用）たとえば１番気筒に空気が不足して燃焼が不良となり、
回転低下が生じたとすれば、これが爆発サイクルでの回
転数Ｎ１の低下となって現れる。

この低下により気筒別フィードバック制御手段３８によ
り、１番気筒用アイドル制御バルブ３４Ａの開度が増さ
れる。

この場合、スロソ）ルバルブ３３　Ａをシリングの近く
に設けであることから、スロットルバルブ３３Ａをバイ
パスして流れる補助空気がすぐに１番気筒のシリングへ
と吸入される。このようにして応答良く補助空気が導入
されると、燃焼状態が良くなって、１番気筒でのアイド
ル回転数が上昇する。

こうしたアイドル回転数のフィートノく・ツク制御が、
気筒別フィードパ・ツク制御手段３８により、他の気筒
についても同様に行なわれると、０ずれの気筒に燃焼不
良を生じても、すぐさま制御目標値ＮＴへと回復される
。

（実施例）第２図はこの発明を４気筒エンノンに適用した場合の一
実施例のシステム図である。

エアクリーナ１１から吸入された空気は、コレクタ１２
にいったん蓄えられ、このコレクタ１２から気筒の数だ
け設けられたマニホールドブランチ１３Ａ〜１３Ｄより
各シリングに供給される。

各マニホールドブランチ１３Ａ〜１．３　Ｄごとに配置
されたスロッ）ルバルブ１４Ａ〜１４Ｄは、アクセルペ
ダル（図示せず）と連動しており、アイドル時にはすべ
て閉じられる。こうした多連スロットルバルブはたとえ
ば特開昭６３−２７７８２８号公報などにより公知であ
る。

多連スロ・７トルバルブに対応して、スロットルバルブ
１４Ａ〜１．４Ｄをバイパスする通路１５Ａ〜１５Ｄと
、このバイパス通路１５Ａ〜１５Ｄを開閉するアイドル
制御バルブ１６Ａ〜１６Ｄが同数設けられる。

各アイドル制御バルブ１６Ａ〜１６Ｄは、コントロール
ユニット２５からの出力信号により直接作動する比例ソ
ｌ／／イド式で、バルブは約１６０Ｈｚの周波数で０Ｎ
−ＯＦＦ駆動され、ＯＮ時間の割合が大きいほど、補助
空気量が増加する。

１８はクランク角センサで、２°ごとのクランク角信号
（ｐｏｓ信号）と所定のクランク角位置（たとえば圧縮
上死、α位置）ごとの信号（ＲＥＦ信号）とを出力する
。

１９は冷却水温Ｔｗを検出するセンサ、２０はスロット
ルバルブ１．４Ａが全閉位置になるとＯＮ信号を出力す
るスイッチ（アイドルスイッチ）、２１は熱線式のエア
７０−メータである。

これらセンサやスイッチからの信号はマイクロコンピュ
ータからなるコントロールユニッ）２５に入力され、コ
ントロールユニット２５では第３図にしたがって、アイ
ドル制御バルブ１６　Ａ〜１６ＤのＯＮ時間を変化させ
て、補助空気量を制御する。

第３図はマイクロコンピュータ内のＣＰＵにおいて、バ
ックグラントノタブにより一定の時間ごとに実行される
ルーチンである。

Ｓｌではクランク角センサ１８からの信号を入力する。

８２〜８５では、気筒別に爆発サイクルでのエンノン回
転数Ｎ１−Ｎ４を計算する。これは、第１図の爆発サイ
クル回転数計算手段３７の機能を果たす部分である。

たとえば１番気筒を例にとる。点火順序を１３−４−２
とすると、第４図で示すように、この順で圧縮上死点位
置ＴＤＣが訪れるので、１番気筒については、その圧縮
上死点位置（＄ＩＴＤＣ）から３番気筒の圧縮上死点位
置（＃３ＴＤＣ）までに入力したクロック信号（クロッ
クはマイクロコンピュータに内蔵されている）をカワン
トすることにより、爆発サイクルに要した時間ｔ＋［ｓ
ｅｃ］が求まる。そこで、このｔｌを次式に代入すると
、爆発サイクルでの回転数Ｎ１［ｒｐ＋ｎ］が計算され
る。

Ｎ　＋＝　６０／（２Ｘｔ＋）　　　　　　　・・■つ
まり、クランク軸の１回転に（２Ｘｔ１）秒要するので
あるから、この逆数が１秒あたりにクランク軸の回転し
た数になり、これを１分あたりに換算するため６０倍す
るのである。

爆発サイクルでの回転数Ｎ＋は爆発により発生するトル
クに対応する値である。これは、ＩＰ−ｃｌω／ｄｔ＝
Ｔ　　ＴＦ　　　　　　・・・■より、角速度ω（’；
Ｎ）が、発生トルクの時間積分（トルク平均値）に等し
いことがらもあきらがである。ただし、■式において、
ＩＰはエンノンの慣性モーメント、Ｔは発生トルク、Ｔ
Ｆは摩擦トルクである。

同様にして、８３〜８５では３番気筒、４番気筒＋２番
気筒について爆発サイクルでの回転数Ｎ３＋Ｎ４．Ｎ２
を計算する。

Ｓ６ではアイドルスイッチ２Ｃ１！％ＯＮになっている
かどうかみて、ＯＮになっていれば、Ｓ７と８８でアイ
ドル回転数のフィードバック制御を行つ。

Ｓ７は第１図の制御目標値設定手段３５の機能を果たす
部分で、そのときの冷却水温Ｔ＋ｕよりマツプを参照し
て制御目標値（目標回転数）ＮＴを求める。

このマツプ特性を第５図に示すと、同図では、冷却水温
Ｔｗのほか、エアコンスイッチ、ニュートラルスイッチ
によっても定められている。エアコンが作動した場合に
アイドル回転を高めるのは、冷房能力を向上させるため
、またニュートラルスイッチＯＮ時にアイドル回転を高
めるのは、始動時のアイドル回転を安定させるためであ
る。ＮＴは、さらに始動後の経過時間、バッテリ電圧、
パワーステアリングスイッチ、オートマチイック阜のギ
ア位置などによっても定めることができる。

Ｓ８では目標回転数Ｎ１からの偏差ＮＴ　　Ｎｉ（ただ
し１は気筒番号）を求め、この差がなくなるようにアイ
ドル制御バルブ１６Ａ〜１６Ｄに駆動信号を出力して、
バルブ開度を増減する。この８８は第１図の気筒別フィ
ードバック制御手段３８の機能を果たす部分である。

ここで、この例の作用を説明する。

たとえば１番気筒に空気が不足して燃焼が不良となり、
回転低下が生じたとすれば、これが１番気筒での発生ト
ルクの低下、つまり爆発サイクルでの回転数Ｎ１の低下
となって現れる。

この低下によりコントロールユニット２５からバルブＯ
Ｎ時間の増した駆動信号が出力されて、１番気筒用アイ
ドル制御バルブ１６Ａの開度が増される。

この場合、スロットルバルブ１４Ａをシリングの近くに
設けであることから、そのバイパス通路１５Ａもシリン
グのほんの近くであり、したがって、スロットルバルブ
１４Ａをバイパスして流れる補助空気がすぐに１番気筒
のシリングへと吸入される。このようにして応答良く補
助空気が導入されると、この補助空気により燃焼状態が
良くなって、１番気筒でのアイドル回転数が上昇する。

１番気筒を例にとったが、こうしたアイドル回転数のフ
ィードバンク制御は気筒別に行なわれるのであるから、
いずれの気筒に燃焼不良を生じても、すぐさま回復され
るのであり、アイドル不安定やエンノン回転数の急降下
に伴うエンストを防止することができる。

これに対して、従来例のようにスロ・ントルバルブがコ
レクタの上流にあり、このスロ７）ルバルブをバイパス
する補助空気がコレクタに導入されるのでは、アイドル
制御バルブを開いて各シリングへの補助空気を増加しよ
うとしても、コレクタ容積のためすぐにはシリンダ内に
空気が吸入されないので、そのあいだにも回転が低下し
ていくのである。

実施例では４ス筒エンノンについて説明したが、これに
限られるものではない。たとえば、６気筒エンノンでは
各気筒の爆発サイクルは１２０°間隔でおとずれるので
、この区間での回転数を計算する。一般的には、爆発サ
イクルの中火タイミングの前後（２Ｘ　１８０　）／　
ｎ［’　ＣＡ　Ｅの区間を計測すればよい。ただり、ｎ
は気筒数である。

（発明の効果）この発明はコレクタから分岐されるマニホールドブラン
チに多連スロットルバルブを配置するとともに、このス
ロットルバルブのバイパス通路に同数のアイドル制御バ
ルブを設ける一方で、爆発サイクルでの回転数を気筒別
に計算し、この爆発サイクルでの回転数がアイドル回転
数の制御目標値と一致するようにアイドル制御バルブの
開度を気筒別にフィードバック制御するため、多気筒エ
ンノンにあってもアイドル回転を安定させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のクレーム対応図、第２図は一実施例
のシステム図、第３図はこの実施例の制御動作を説明す
るための流れ図、第４図はこの実施例の爆発サイクルで
の回転数の計算を説明するための波形図、第５図はこの
実施例の目標回転数ＮＴの特性図、第６図は従来例のシ
ステム図である。１２・・・コレクタ、１３Ａ〜１３Ｄ・・・マニホール
ドフラン＋、１４Ａ〜１４Ｄ・・・スロットルバルブ、
１５Ａ〜１５Ｄ・・バイパス通路、１６Ａ〜１６Ｄ・・
・アイドル制御バルブ、１８・・・クランク角センサ、
１９・・・水温センサ、２０・・・アイドルスインチ、
２５・・・フントロールユニッ）、３１・・・コレクタ
、３２Ａ〜３２Ｄ・・・マニホールドブランチ、３３Ａ
〜３３Ｄ・・・スロットルバルブ、３４Ａ〜３４Ｄ・・
・アイドル制御バルブ、３５・・・制御目標値設定手段
、３６・・・クランク角センサ、３７・・・爆発サイク
ル回転数計算手段、３８・・・気筒別フィードバック制
御手段。第３図

Claims

【特許請求の範囲】

コレクタから気筒の数だけ分岐されるマニホールドブラ
ンチに設けられた気筒別のスロットルバルブと、各スロ
ットルバルブのバイパス通路に設けられるアイドル制御
バルブと、アイドル回転数の制御目標値を設定する手段
と、エンジンのクランク角を検出するセンサと、このセ
ンサ検出値に基づいて爆発サイクルでの回転数を気筒別
に計算する手段と、この爆発サイクルでの回転数が前記
制御目標値と一致するように前記アイドル制御バルブの
開度を気筒別にフィードバック制御する手段とを設けた
ことを特徴とするアイドル回転数制御装置。