JPH0641734B2 - 内燃機関のアイドル回転数制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は内燃機関（エンジン）のアイドル回転数制御方
法、特に機関回転数（エンジン回転数）が負荷などによ
り、予め定めた下限値より低下した場合に、一定の吸入
空気量増大処理により、アイドル回転数の回復を図るア
イドル回転数制御方法に関するものである。

［従来技術］ 従来のアイドル回転数制御、即ち、ＩＳＣ制御において
は、アイドリング時のエンジン回転数（アイドル回転
数）を一定の範囲内に制御するためにエンジン回転数を
逐次検出し、当該エンジン回転数が前記一定範囲内に収
まるよう、吸入空気量（以下、単に空気量とも呼ぶ）を
制御し、エンジン回転数をフィードバック制御するいわ
ゆるアイドル回転数のフィードバック制御が行われてい
る。

そのためアイドリング時のエンジン回転数がパワーステ
アリングの操作、あるいはエアコンディショナー等のオ
ン、オフにより変化し、アイドル回転数の低下を検出し
た場合には第１図（イ）（ロ）（ハ）に示すように一定
量ずつ、あるいは（ニ）に示すようにアイドル回転数が
一定の値に回復するまで空気量を増大させ、アイドル回
転数が極端に低下したりあるいはアイドル回転数の低下
によるエンジンストールを防ぐようにしている。しかし
ながら従来のようなアイドル回転数の増大処理を行うに
際し、負荷が短時間のうちに何回も急変する場合、エン
ジン回転数の低下がたびたび起り、その度に空気量を増
大すると、空気量はかなりの大きさになつており、負荷
が除かれるとアイドル回転数が極端に高くなるという問
題があつた。しかし、このような空気量増大処理がなけ
ればアイドル回転数の落ち込み、あるいはエンジンスト
ールを防ぐことはできず、従つてアイドル回転数の極端
な増加も止むを得ないこととされている。

また、近年燃費の改善を主な目的として、極めて低フリ
クシヨンのエンジンが開発されているが、このようなエ
ンジンでは負荷の変動がアイドル回転数の変動に大きく
表われ、前述したような問題が助長される傾向にある。

［発明の目的］ 本発明は前述した如きエンジンのアイドル回転数の低下
に伴う増大処理を制御し、アイドル回転数が極端に高く
なるいった問題を解消したエンジンのアイドル回転数制
御方法を提供することにある。

［発明の構成］ かかる目的を達成するための、本発明の構成は、第２図
のフローチャートに例示する如く、 内燃機関のアイドリング時に、アイドル回転数を検出
し、検出したアイドル回転数が、予め定めた所定範囲を
逸脱した場合は、当該アイドル回転数が前記所定範囲内
になるように前記内燃機関に供給する空気量をフィード
バック制御する内燃機関のアイドル回転数制御方法にお
いて（Ｐ１）、 前記アイドル回転数が予め定めた下限値以下となった場
合に（Ｐ２）、 前記空気量を所定量だけ増やす空気量増大処理を行うと
共に当該増大処理後の空気量をもとにフィードバック制
御を実行し（Ｐ４→Ｐ１）、 以後所定時間が経過するまでは、前記アイドル回転数が
前記下限値以下となっても前記空気量増大処理を行わな
いようにして、前記空気量増大処理から前記所定時間が
経過するまでの期間は前記フィードバック制御により空
気量を可変制御すること（Ｐ３→Ｐ１） を特徴とする内燃機関のアイドル回転数制御方法を要旨
としている。

［作用］ このように構成したので、本発明のアイドル回転数制御
方法によれば、例えば第６図に示す様に、時刻（イ）に
おいてエンジン回転数Ｎが下限値ＮＬを下回るとアイド
リング時の吸入空気量が一気に増大される（ステップＰ
２→Ｐ３→Ｐ４）。そして、この増大後の吸入空気量に
基づいてフィードバック制御が実行され（ステップＰ４
→Ｐ１）、最終的には時刻（イ）において急激に増大さ
せた空気量の影響がなくなるか、又は僅少となる。

一方、時刻（ロ）においてもエンジン回転数Ｎが下限値
ＮＬを下回るとする。この時点では時刻（イ）から所定
時間Ａが経過しているから、ステップＰ３の後にステッ
プＰ４に進むことになり、アイドリング時の吸入空気量
が一気に増大され、この増大後の吸入空気量に基づいて
フィードバック制御が実行される。

そして、再び時刻（ハ）にてエンジン回転数Ｎが下限値
ＮＬを下回るとする。今度は、時刻（ロ）から所定時間
Ａが経過していないため、ステップＰ３によつて「大」
と判定されてステップＰ４を経ることなく処理が終了し
てしまう。

この様に、本発明のアイドル回転数制御方法によれば、
エンジン回転数が低下した場合に、吸入空気量の増大が
実行されて的確にエンジンストールが防止されるが、そ
の空気量増大処理の影響が相当量残っている場合には再
度エンジン回転数が下限値を下回つたとしても空気量増
大処理を行わない。

この結果、アイドル回転数が極端に上昇するのを防止す
ることができる。

［実施例］ 以下に本発明を、実施例を挙げて図面と共に説明する。

まず第３図は本発明方法が適用される一実施例の四サイ
クル四気筒エンジン及びその周辺装置を表わす概略系統
図である。

１はエンジン、２はピストン、３は点火プラグ、４は排
気マニホールド、５は排気マニホールド４に備えられ、
排ガス中の残存酸素濃度を検出する酸素センサ、６は各
気筒に対してそれぞれ設けられ燃料を噴射する燃料噴射
弁、７は吸気マニホールド、８は吸気マニホールド７に
備えられ、エンジン１本体に送られる吸入空気の温度を
検出する吸気温センサ、９はエンジンの冷却水温を検出
する水温センサ、１０はスロットルバルブ、１１はスロ
ットルバルブ１０に連動し、スロットルバルブ１０の開
度に応じた信号を出力するスロットルポジシヨンセン
サ、１２はスロットルバルブ１０を迂回する空気通路で
あるバイパス路、１３はバイパス路１２の開口面積を制
御してアイドル回転数を制御するステップモータ又は電
磁ソレノイド等によつて駆動される（本実施例ではステ
ップモータ駆動）アイドルスピードコントロールバルブ
（ＩＳＣＶ）、１４は吸入空気量を測定するエアフロー
メータ、１５は吸入空気を浄化するエアクリーナをそれ
ぞれ表わしている。

また、１６は点火コイルを備え点火に必要な高電圧を出
力するイグナイタ、１７は図示していないクランク軸に
連動し上記イグナイタ１６で発生した高電圧を各気筒の
点火プラグ３に分配供給するディストリビュータ、１８
はディストリビュータ１７内に取り付けられ、ディスト
リビュータ１７の１回転、即ちクランク軸２回転に２４
発のパルス信号を出力する回転角センサ、１９はディス
トリビュータ１７の１回転に１発のパルス信号を出力す
る気筒判別センサ、２０は電子制御回路をそれぞれ表わ
している。

更に２１はエンジン冷間時に、スロットルバルブを迂回
して流れる空気の通路、即ちファーストアイドル用バイ
パス路を示している。そして２２はファーストアイドル
用バイパス路２１を通る空気量を制御するエアバルブを
示している。尚エアバルブ２２はエンジン冷間時に暖機
運転に必要なエンジン回転数を確保するためにファース
トアイドル用バイパス路２１を開くように作動する。

次に第４図は電子制御回路２０のブロック図を表わして
いる。

３０は各センサより出力されるデータを制御プログラム
に従って入力及び演算すると共に、燃料噴射弁６、ＩＳ
ＣＶ１３等の各種装置を作動制御等するための処理を行
うセントラルプロセシングユニット（以下、単にＣＰＵ
と呼ぶ）、３１は前記制御プログラムや燃料噴射量演算
のためのマップ等のデータが格納されるリードオンリメ
モリ（以下、単にＲＯＭと呼ぶ）、３２は電子制御回路
２０に入力されるデータや演算制御に必要なデータが一
時的に読み書きされるランダムアクセスメモリ（以下、
単にＲＡＭと呼ぶ）、３３はキースイッチがオフされて
も以後のエンジン作動に必要な学習値データ等を保持す
るよう、バッテリによつてバックアップされたバックア
ップランダムアクセスメモリ（以下、単にバックアップ
ＲＡＭと呼ぶ）、３４は図示していない入力ポートや必
要に応じて設けられる波形整形回路、各センサの出力信
号をＣＰＵ３０に選択的に出力するマルチプレクサ、ア
ナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、等
が備えられた入力部をそれぞれ表わしている。３５は図
示していない入力ポート等の他に出力ポートが設けられ
その他必要に応じて燃料噴射弁６、ＩＳＣＶ１３等をＣ
ＰＵ３０の制御信号に従って駆動するに駆動回路等が備
えられた入・出力部、３６は、ＣＰＵ３０、ＲＯＭ３１
等の各素子及び入力部３４入・出力部３５を結び各デー
タが送られるバスラインをそれぞれ表わしている。

上記電子制御回路２０による燃料噴射弁６の制御は、演
算された燃料噴射量に相当する時間だけ低レベルとなる
パルス信号を燃料噴射弁６に出力することにより実行さ
れる。

次に本実施例の制御プログラムを第５図フローチャート
に沿って説明する。

第５図フローチャートに示す制御プログラムはメインル
ーチンの一部、あるいはサブルーチンの形としてＲＯＭ
３１内に格納された所定のタイミング、例えばタイマに
よる２０msec毎のタイミングによつて処理が実行され
る。

本プログラムの処理が開始されると、まずステップ５０
においてスロットルポジションセンサ１１より現在アイ
ドリング状態であるか否かが、即ちスロットルポジショ
ンセンサ１１に設けられたアイドルスイッチルがオン
（スロットル全閉）あるいはオフ（スロットル開）であ
るか否かが検出され、アイドルスイッチがオフ、即ち
「ＮＯ」となれば、後述ステップ１１０の処理を行い、
アイドルスイッチがオン（「ＹＥＳ」）となれば次ステ
ップ６０の処理に移る。

ステップ６０においては、回転角センサあるいは気筒判
別センサの信号によつて演算されたエンジン回転数Ｎが
予め定められたアイドル回転数の所定範囲の下限値ＮＬ
と比較判定される。エンジン回転数Ｎが下限値ＮＬより
も大であると判定した場合は、後述ステップ１１０の処
理に移り、一方、エンジン回転数Ｎが下限値ＮＬ以下で
あると判定された場合は次ステップ７０の処理に移行す
る。

ステップ７０においてはタイマカウンタＴＬの値が予め
定められたＡ以上であるか否かが判定される。タイマカ
ウンタＴＬはＲＡＭ３２内の所定のアドレスエリアをレ
ジスタとして用い当該レジスタに格納される値が一定間
隔でインクリメントンされることにより計時を行う。本
ステップ７０において、タイマカウンタＴＬの値がＡ以
上であると判定された場合は、次ステップ８０の処理に
移行し、一方、タイマカウンタＴＬの値がＡよりも小で
あると判定された場合は、後述ステップ１１０の処理に
移行する。

ステップ７０においてタイマカウンタＴＬの値がＡ以上
であると判定された場合に行われるステップ８０の処理
においては、空気量増大の処理が行われる。即ちＩＳＣ
バルブ１３のアクチュエータ（パルスモータ）を所定の
量だけ駆動し、アイドリング時における空気量の増大を
行う。この処理によってアイドル回転数は増大する。

続くステップ９０においてタイマカウンタＴＬが零にリ
セットされ本ルーチンの処理を終える。

一方ステップ５０、６０及び７０において、いずれも
「ＮＯ」と判定された場合に行われるステップ１１０の
処理においては、タイマカウンタＴＬの値がインクリメ
ントされる。そして、その後本ルーチンの処理を終え
る。

上述の第５図のフローチャートに示す処理によつてアイ
ドリング状態でエンジン回転数が下限値ＮＬ以下とな
り、かつ前回のアイドル回転数増大、即ち空気量増大の
処理から一定時時間経過している場合には、空気量増大
の処理が行われアイドル回転数が高められ、それ以外の
時には空気量増大の処理を行わないようにされている。

この結果、エンジン回転数がアイドリング時に一定の値
以下となる状態が短時間の内に複数回連続して起こって
も、アイドル回転数が極端に高くなるといった不都合が
解消される。尚、アイドル回転数増大処理の禁止期間内
に、即ちタイマカウンタＴＬの値がＡより小さい場合
に、再びエンジン回転数が下限値ＮＬ以下となったとし
ても、その場合は既に前回の処理によつて空気量が増大
されていることからエンジンストールを起こす値にまで
下ることはない。

上述の制御を第６図によって説明すれば、図中（イ）、
（ロ）で示すようにエンジン回転数が下限値ＮＬ以下に
なった場合は空気量が一定量増大される。しかし、
（ハ）で示すようにタイマカウンタＴＬの値がＡより小
さい場合にエンジン回転数が下限値ＮＬ以下になって
も、空気量増大の処理は行われない。

次に本発明の他の実施例を第７図制御プログラムのフロ
ーチャートに沿って説明する。

本制御プログラムは前述実施例においてタイマカウンタ
ＴＬの値が常時ほぼ一定周期でインクリメントされるの
に対し、本実施例においてはタイマカウンタＴＬの値は
フィードバック制御中のみインクリメントされる例を示
したものである。

本実施例においては前述実施例同様、ステップ５０、６
０及び７０の処理において判定結果が「ＮＯ」となった
場合にはステップ１００の処理が行われる。

ステップ１００においては、現在フィードバック制御中
であるか否かが判定される。このフィードバック制御中
であるか否かの判定はアイドルスイッチ、エンジン回転
数及びエンジン水温に基づいて行われる。即ちアイドル
スイッチがオン状態であり、かつエンジン回転数が一定
の値以下であり、かつエンジン冷却水温が所定値以上と
なっている場合にはフィードバック制御が行われている
と判断される。

そしてフィードバック制御中でないと判定されたなら
ば、そのまま本ルーチンの処理を終え、一方、フィード
バック制御中であると判定されたならば、続くステップ
１１０の処理に移行する。

ステップ１１０の処理は前述実施例と同様でありタイマ
カウンタＴＬの値がインクリメントされる。ステップ１
１０においてタイマカウンタの値がインクリメントされ
た後、本プログラムの処理を終了する。

尚、他のステップに示す処理及びその他の構成は、前述
実施例と同様であることから説明を省略する。

このように本実施例の処理は、タイマカウンタＴＬの値
をフィードバック制御中のみにインクリメントするよう
にしている。

その結果、第８図エンジン回転数を表わすグラフの
（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）に示すようにエンジン
回転数が下限値ＮＬ以下となった場合にタイマカウンタ
ＴＬの値がＡ以上となっている（イ）及び（ハ）の場合
だけ吸入空気量の増大が行われる。そしてタイマカウン
タＴＬの値がフィードバック制御の中断によってインク
リメントされずＡ以上となっていない（ロ）の場合（Ａ
１＋Ａ２＝Ａとなる）、及びフィードバック制御は行わ
れているがタイマカウンタＴＬの値が未だＡに達してい
ない（ニ）の場合には吸入空気量の増大処理は行われな
い。即ち、（ロ）、（ニ）の場合では（イ）及び（ハ）
において一定量増大された空気量がフィードバック制御
によって所定の水準まで未だ低下されていないと判断さ
れることから（ロ）及び（ニ）においては空気量増大の
処理を中止するようし、極端なアイドル回転数の増大を
防いでいる。

特に本実施例は、エアコンディショナー、パワーステア
リング装置あるいはパワシート、パワーウインド、更に
はオートマチックトランスミッション等様々な付属装置
の付けられた車両において負荷の変動が絶えず行われる
場合について効果を発揮する。

［発明の効果］ 以上、詳述したように、本発明の内燃機関のアイドル回
転数制御方法によれば、アイドリング時にエンジン回転
数が所定の下限値以下となった場合に空気量を一定量増
加すると共に、この増加後の空気量をもとにフィードバ
ック制御を実行し、その後所定時間が経過するまではア
イドル回転数が前記下限値以下となっても空気量増大の
処理を行わないようにして、空気量増大処理から所定時
間が経過するまでの期間はフィードバック制御により空
気量を可変制御している。

このため本発明によれば負荷の変動により、アイドル回
転数が一定のエンジン回転数以下となるような場合が頻
繁に起ったとしても、その度に吸入空気量が増大され、
その増大分が蓄積されて極端にアイドル回転数が高くな
るといったことがなくなり、アイドル回転数は常に一定
の範囲で制御される。また、アイドル回転数が安定する
ことから運転者にエンジンの不調感を想起させることも
なく、またエンジン回転数が異常に高くなることがない
ことからアイドリング時の燃費を節約することが可能と
なる等の副次的効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の作用を説明する作用説明図、第２図は
本発明の構成を説明するフローチャート、第３図は本発
明アイドル回転数制御方法が適用される実施例エンジン
及びその周辺装置の概略系統図、第４図は実施例電子制
御回路を示すブロック図、第５図は本発明実施例の制御
プログラムを示すフローチャート、第６図は実施例の作
用を説明する説明図、第７図は本発明の他の実施例を示
す制御プログラムのフローチャート、第８図は同実施例
の作用を説明する説明図を表わしている。 １……エンジン（内燃機関） １０……スロットルバルブ １３……アイドルスピードコントロールバルブ １８……回転角センサ １９……気筒判別センサ ２０……電子制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関のアイドリング時に、アイドル回
   転数を検出し、検出したアイドル回転数が、予め定めた
   所定範囲を逸脱した場合は、当該アイドル回転数が前記
   所定範囲内になるように前記内燃機関に供給する空気量
   をフィードバック制御する内燃機関のアイドル回転数制
   御方法において、 前記アイドル回転数が予め定めた下限値以下となった場
   合に、前記空気量を所定量だけ増やす空気量増大処理を
   行うと共に当該増大処理後の空気量をもとにフィードバ
   ック制御を実行し、以後所定時間が経過するまでは、前
   記アイドル回転数が前記下限値以下となっても前記空気
   量増大処理を行わないようにして、前記空気量増大処理
   から前記所定時間が経過するまでの期間は前記フィード
   バック制御により空気量を可変制御することを特徴とす
   る内燃機関のアイドル回転数制御方法。