JPS58195060A - 内燃機関のアシストエア制御方法 - Google Patents

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】 本発明は、内燃機関のアシストエア制御方法に係り、特
に、電子制御燃料噴射装置を備えた自動車用エンジンに
用いるのに好適な、吸気通路のスロットル弁より上流側
から取り入れたアイドルエアの少なくとも一部を１アシ
ストエアとして、インジェクタの噴口近傍に送給し、燃
料の微粒化を促進するようにした内燃機関のアシストエ
ア制御方法の改良に関する。

自動車用エンジン等の内燃機関の混合気の空燃比を制御
する装置の１つに電子制御燃料噴射装置を用いるものが
ある。この電子制御燃料噴射□装置を備えた内燃機関に
おいては、例えば、機関の吸入空気量及び機関回転数に
応じて燃料噴射時間を決定し、該燃料噴射時間だけ、例
えば吸気マニホルドに配設され念、機関の吸気ボートに
向けて燃料を噴射するインジェクタを開弁することによ
って、機関の空燃比を制御するようにされており、空燃
比を精密に制御することが必要な、排気ガス浄化対策が
施された自動車用エンジンに広く用いられるようになっ
てきている。この電子制御燃料噴射装置を備え急内燃機
関においては、一般に、吸気通路のスロットル弁より上
流側からスロットル弁をバイパスして取入れた吸入空気
（以下アイドルエアと称する）の流量を制御することに
より、機関のアイドル回転数を制御するようにされてお
り、従来は、スロットル弁上流側の吸気通路とスロット
ル弁下流側の吸気通路を連通ずるアイドルエア管路に、
アイドル回転制御弁を配設し、アイドル時は、エンジン
冷却水濡等の機関運転状態に応じて、該アイドル回転制
御弁の開度を制御することによって、エンジン回転数が
目標アイドル回転数となるよ５前記アイドルエアの流量
を制御している。

一方近年、吸入空気の一部をアシストエアとしてインジ
ェクタの噴口近傍に送り込むことによって、空気流速に
よりインジェクタから噴射される燃料の微粒化を促進す
る試みもなされており、所定の効果を挙げている。

又、前記のアイドル回転制御と後者のエアアシストを組
み合せて、吸気通路のスロットル弁より上流側から暇り
入れたアイドルエアの少なくとも一部を、アシストエア
としてインジェクタの噴口近傍に送給し一燃料の微粒化
を促進するようにした内燃機関も提案されている。しか
しながら従来は、アシストエアの流量制御を、アイドル
時にのみ行うようにしており、オフアイドル時にはアシ
ストエアの流量制御を行っていなかったため、吸入空気
量が大巾に変化するオフアイドル時に、有効なエアアシ
ストが行われないという欠点を有しテイタ。又、スロッ
トル弁をバイパスする吸入空気の流量は、運転者がアク
セル等で制御できないものであるため、うまく制御しな
いと、運転者が異和感を感じることがあった。

伺前記のような欠点を解消するべく、オフアイドル時は
、機関の定常的な運転状態を表わす制御変数、例えば吸
入空気量に応じて前記アシストエアの流量を制御するこ
とも考えられるが、特に、アイドル状態からオフアイド
ル状態に移った時のような過渡的な状態で、アシストエ
アの流量制御が円滑に行われず、加速ショックを発生し
たり、或いは、適切なエアアシストが行われない恐れが
あった。

本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなされたもの
で、オフアイドル時にも有効なエアアシストを行うこと
ができ、しかも、過渡的な運転状態においても、適切な
アシストエアの流量制御を行うことができる内燃機関の
アシストエア制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、吸気通路のスロットル弁より上流側から吹入
れたアイドルエアの少なくとも一部を、アシストエアと
してインジェクタの噴口近傍に送給し、燃料の微粒化を
促進するようにした内燃機関のアシストエア制御方法に
おいて、アイドル時は、機関回転数が目標アイドル回転
数となるよう前記アシストエアの流量を制御し、一方、
オフアイドル時は、機関の定常的運転状態を表わす第１
の制御変数に応じて求められる第１のアシストエア流量
を、機関の過渡的な運転状態を表わす第２の制御変数に
応じて求められる第２のアシストエア流量により補正し
た値により、前記アシストエアの流量を制御するように
して、前記目的を達成したものである。

又、前記第２のアシストエア流量を、アイドル状態から
オフアイドル状態に移った時の第２の制御変数の値に応
じて求められたものとして、加速時のアシストエア制御
が適切に行われるようにし念ものである。

更に、前記第１の制御変数を吸入空気量とし、前記第２
の制御変数をスロットル弁開度の変化速度として、高精
度、且つ、高応答のアシストエア制御が行われるように
し念ものである。

或いは、前記第１の制御変数を吸入空気量とし、前記第
２の制御変数を機関回転速度に対する吸入空気量の比の
変化速度として、スロットル弁の開度を検出することな
く、アシストエア制御が行われるようにしたものである
。

以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。

本発明の第１実施例は、第１図に示すような、大気を取
入れる九めのエアクリーナー２と、該エアクリーナー２
により欧入れられた吸入空気の流量を検出するためのエ
アフローメーター４と、該エアフローメーター４に内蔵
された、吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ
１６と、吸気管１８に配設され、運転席に配設されたア
クセルペダル２０と連動して回動するようにされた、吸
入空気の流量を制御するためのスロットル弁２２と、該
スロットル弁２２の開度全検出するためのスロットルセ
ンサ２４と、吸気干渉を防止するためのサージタンク２
６と、吸気マニホルド２８に配設された、エンジン１０
の吸気ボートに向けて燃料を噴射するためのインジェク
タ３０と、該インジェクタ３０に所定圧力の燃料を供給
するための、燃料タンク３２、燃料ポンプ３４及び燃料
配管３６と、アイドルエア配管３８を介して前記吸気管
１８のスロットル弁２２より上流側から取入れられたア
イドルエアの一部を、前記インジェクタ３０の噴口３０
１の近傍に、燃料の微粒化を促進するアシストエアとし
て送給するための、前記アイドルエア配管３８から分岐
されたアシストエア配管４０と、該アシストエア配管４
０の途中に配設された、アシストエアの流量を制御する
ことによって、アイドル回転数を抑制するためのアイド
ル回転制御弁４２と、アイドルエアの残部を、吸気管１
８のスロットル弁２２より下流側に送給するための、前
記アイドルエア配管３８から分岐されたバイパスエア配
管４４と、該バイパスエア配管４４の途中に配設された
、低温時に開かれてアイドル回転数を高め、ファストア
イドル状部とするためのエアバルブ４６と、排気マニホ
ルド４８に配設された、排気ガス中の残存酸＊Ｓ度から
空燃比を検知するための酸素濃度センサ５０と、エンジ
ン１０のクランク軸の回転と連動して回転するディスト
リビュータ軸５２ａを有するディストリビュータ５２と
、該ディストリビュータ５２に内蔵された、前記ディス
トリビュータ軸５２ａの回転に応じてクランク角信号を
出力するクランク角センサ５４と、エンジンブロック罠
配設された、エンジン冷却水温を検知するための冷却水
温センサ５６と、バッテリ５８と、前記エアフローメー
タ１４出力から求められる吸入空気量と前記クランク角
センサ５４出力のクランク角信号から求められるエンジ
ン回転数に応じて基本の燃料噴射時間を決定し、これを
前記スロットルセンサ２４出力のスロットル弁開度、酸
素濃度センサ５０出力の空燃比、冷却水温センサ５６出
力のエンジン冷却水温、バッテリ５８の電圧等に応じて
補正することによって、前記インジェクタ３０に開弁時
間信号を出力すると共に、エンジン運転状態に応じて前
記アイドル回転制御弁４２を制御するデジタル制御回路
６０とを備えた自動車用エンジン１０の電子制御燃料噴
射装置において、前記デジタル制御回路６０内で、アイ
ドル時は、機関回転数が目標アイドル回転数となるよう
前記アイドル回転制御弁４２の開度を制御することによ
ってアシストエアＯ流量を制御し、一方、オフアイドル
時は、前記エアフローメータ１４で検知される吸入空気
量Ｑに応じて求められる第１のアシストエア流量を、前
記スロットルセンサ２４の出力から検知される、アイド
ル状態からオフアイドル状態に移つ九時のスロットル弁
開度ＴＨの変化速度に応じて求められる第２のアシスト
エア流量により補正した値により、前記アイドル回転制
御弁４２の開度を制御してアシストエアの流量を制御す
るようにしたものである。

前記デジタル制御回路６０は、第２図に詳細に示す如く
、各種演算処理を行うマイクロプロセッサかうなる中央
処理装置（以下ＣＰＵと称する）６０ａと、前記エアフ
ローメーター４、吸気温センサー６、酸素濃度センサ５
０、冷却水温センサ５６、バッテリ５８等から入力され
るアナログ信号をデジタル信号に変換して順次ＣＰ０６
０ａに取込むための、マルチブレフサ付アナログーデジ
タル変換器６０ｂと、前記スロットルセンサ２４、クラ
ンク角センサ５４等から入力されるデジタル信号を、所
定のタイミングでＣＰＵ６０ａに取込むと共に、ＣＰＵ
６０ｍにおける演算結果を、所定のタイミングで前記イ
ンジェクタ３０、アイドル回転制御弁４２等に出力する
バッファ付入出カポ−ト６０ｃと、プログラム或いは各
種定数等を記憶するためのリードオンリーメモリ（以下
ＲＯＭと称する）６０ｄと、ＣＰＵ６０ａにおける演算
データ等を一時的に記憶するためのランダムアクセスメ
モリ（以下ＲＡＭと称する）６０ｅと、機関停止時にも
補助電源から給電されて記憶管保持できるバックアップ
用ランダムアクセスメモリ６０ｆと、前記各構成機器間
を接続するコモンバス６０ｇとから構成されている。

以下第３図を参照して、作用を説明する。

本実施例におけるアイドル回転制御は、第３図に示すよ
うなメインルーチンに従って実行される。

即ち、まずステップ１０１で、前記スロットルセンサ２
４の出力からデジタル変換され几スロットル弁開ｆＴＨ
を取込む０次いでステップ１０２に進み、前出ステップ
１０１で覗込まれ几今回のスロットル弁開ＴＨから前回
のスロットル弁開度ＴＨａを引いた値を、スロットル弁
開度の変化量△ＴＨとして、ＲＡＭ６０ｅに記憶する。

△ＴＨ＝ＴＨ−ＴＨａ・・・・・・・・・・・・・・・
（１）次いでステップ１０３に進み、算出された変化量
ΔＴＨが０以上であるか否かを判定する。判定結果が正
である場合には、加速状態にあると判断して、ステップ
１０４で、減速状態を示すフラグＳをリセットする。一
方、前出ステップ１０３における判定結果が否である場
合には、減速状態であると判断して、ステップ１０５に
進み、フラグＳをセットし、次いでステップ１０６で、
スロットル弁開度の変化量ΔＴＨの極性を反転する。ス
テップ１０６或いは１０４終了後、ステップ１０７に進
み、今回のスロットル弁開度ＴＨを前回のスロットル弁
開度ＴＨａのＲＡＭ６０ｅに記憶する。

次いでステップ１０８に進み、前記スロットルセンサ２
４のアイドル接点のオンオフ状態に応じて、アイドル状
態であるか否かを判定する。判定結果が正である場合に
は、ステップ１０９に進み、オフアイドル状態を示すフ
ラグＬＬが立っているか否かを判定する。判、定結果が
否である場合には、前回もアイドル状態であったと判断
し、ステップ１１０に進んで、機関回転数が目標アイド
ル回転数となるようなアイドル制御を行って、このプロ
グラムを終了する。

一方、前出ステップ１０９における判定結果が正である
場合、即ち、前回アイドル状態でなかつたのが今回アイ
ドル状態となった場合には、減速状態であると判断して
、ステップ１１１に進み、機関回転数が目標アイドル回
転数となるようなアイドル目標デューティ値を求めて、
デューティ値のレジスタＤに入れる。

又、前出ステップ１０８の判定結果が否である場合、即
ち、今回がオフアイドル状態である場合には、ステップ
１１２に進み、オフアイドル状態を示すフラグＬＬが立
っているか否かを判定する。

判定結果が否である場合、即ち、加速を開始したと判断
された時は、ステップ１１３に進み、予めＲＯＭ６０ｄ
に記憶されている、スロットル弁開度の変化速度ΔＴＨ
の値とアイドル回転制御弁４２のデューティ値の関係を
表わしたマップから、第２のアシストエア流電に対応す
るデューティ値を求めてデューティ値のレジスタＤに入
れる。

一方、前出ステップ１１２の判定結果が正である場合、
即ち、通常走行中である場合には、ステップ１１４に進
み、例えば燃料噴射時間の計算プログラムで既にエアフ
ローメータ１４の出力から算出されている吸入空気量Ｑ
を取込む。次いでステップ１１４に進み、次式に示す如
く、取込まれた吸入空気量Ｑに所定の係数Ａ（Ａ＜１）
をかけることによって、第１のアシストエア流量Ｑａを
算出する。

Ｑａ＝ＱｘＡ　　・　・・・・・・・・（２）次いでス
テップ１１６に進み、算出きれた第１のアシストエア流
量に対応するデユーティ値を求めてレジスタＤＤに入れ
る。更にステップ１１７に進み、レジスタＤの値がレジ
スタＤＤの値以上であるか否かを判定する。判定結果が
正である場合には、ステップ１１８に進み、減速状態を
示すフラグＳが立っているか否かを判定する。判定結果
が正である場合には、ステップ１１９に進み、スロット
ル弁開度の変化量△ＴＨが所定値Ｂを越えているか否か
、即ち、スロットル弁２２が急に閉じているか否かを判
定する。判定結果が正である場合、或いは、前出ステッ
プ萱１７の判定結果が否である場合には、ステップ１２
０に進みレジスタＤＤの値をレジスタＤに入れる。

前出ステップ１１１．１１３．１２０終了後、或いは、
前出ステップ１１８或いは１１９の判定結果が否である
場合には、ステップ１２１に進み、レジスタＤの値をデ
ユーティ信号として前記アイドル回転制御弁４２に田力
して、このプログラムを終了する。

本実施例においては、吸入空気１＝Ｑに応じて求められ
る第１のアシストエア流量を、アイドル状態からオフア
イドル状態に移った時のスロットル弁開度の変化速度Δ
ＴＨに応じて求められる第２のアシストエア流量により
補正した値により、アシストエアの流量を制御するよ５
にしているので、精度が高く且つ応答性の優れたアシス
トエア制御が行われる。

次に本発明の第２実施例を詳細に説明する。

本実施例は、前艷第１実施例と同様の、エアクリーナ１
２、エアフローメータ１４、吸気温センサ１６、吸気管
１８、アクセルペダル２０、スロットル弁２２、スロッ
トルセンサ２４、サージタンク２６．吸気マニホルド２
８、インジェクタ３０、燃料タンク３２、燃料ポンプ３
４、燃料配管３６、アイドルエア配管３８、アシストエ
ア配管４０、アイドル回転制御弁４２、バイパスエア配
管４４．エアバルブ４６．排気マニホルド４８、酸素濃
度センサ５０、ディストリビュータ５２、クランク角セ
ンサ５４、冷却水温センサ５６、バッテリ５８及びデジ
タル制御回路６０を有する自動車用エンジン１０の電子
制御燃料噴射装置において、前記デジタル制御回路６０
内で、アイドル時は、機関回転数が目標アイドル回転数
となるよう前記アイドル回転制御弁４２の開度を制御す
る仁とによってアシストエアの流量を制御し、一方、オ
フアイドル時は、前記エアフローメータ１４で検知され
る吸入空気量に応じて求められる第１のアシストエア流
量を、アイドル状態からオフアイドル状態に移った時の
機関回転速度Ｎに対する吸入空気量Ｑの比Ｑ／Ｎの変化
速度に応じて求められる第２のアシストエア流量により
補正した値により、アイドル回転制御弁４２の開度を制
御して前記アシストエアの流量を制御するようにしたも
、のである。

他の点については前記第１実施例と同様であるので、説
明は省略する。

以下、第４図を参照して、作用を説明する。

本実施例におけるアイドル回転制御は、第４図に示すよ
うなメインルーチンに従って実行される。

即ち、まずステップ２０１で、例えば燃料噴射時間を算
出するためのプログラムで既に算出されている、機関回
転速度Ｎに対する吸入空気量Ｑの比Ｑ／Ｎを取込む。次
いでステップ２０２に進み、次式に示す如く、前出ステ
ップ２０１で取込まれた今回の比Ｑ／Ｎから前回の比（
Ｑ／Ｎ）ａを引いた値を、比Ｑ／Ｎの変化量ΔＱ／Ｎと
して、ＲＡＭ６０ｅに記憶する。

ΔＱ／Ｎ＝Ｑ／Ｎ−（Ｑ／Ｎ）ａ・・・・・・・・・・
・・（３）次いで、ステップ２０３に進み、算出された
変化量Δ外が０以上であるか否かを判定する。判定結果
が正である場合には、加速状態にあると判断シテ、ステ
ップ２０４で、減速状態を示すフラグＳをリセットする
。一方、前出ステップ２０３における判定結果が否であ
る場合には、減速状態であると判断して、ステップ２０
５に進み、フラグの変化量ΔＱ／Ｎの極性を反転する。

ステップ２０６或いは２０４終了後、ステップ２０７に
進み、今回の比Ｑ／Ｎを前回の比（Ｑ／Ｎ）ａのＲＡＭ
６０ｅに記憶する。次いでステップ２０８に進み、アイ
ドル状態であるか否かを判定する。判定結果が正である
場合には、ステップ２０９乃至２１１で、前記第１実施
例のステップ１０９乃至１１１と同様の処理を行う。

又、前出ステップ２０８における判定結果が否である場
合には、ステップ２１２に進み、オフアイドル状態を示
すフラグＬＬが立っているか否かを判定する。判定結果
が否である場合には、ステップ２１３に進み、予めＲＯ
Ｍ６０ｄに記憶されている、比Ｑ／Ｎの変化量ΔＱ／Ｎ
の値とアイドル回転制御弁４２のデューティ値の関係を
表わしたマップから、第２のアシストエア流量に対応す
るデューティ値を求めてデューティ値のレジスタＤに入
れる。

一方、前出ステップ２１２における判定結果が正である
場合には、ステップ２１４乃至２１８で、前記第１実施
例のステップ１１４乃至１１８と同様ノ処理を行う。ス
テップ２１８の判定結果が正である場合には、ステップ
２１９に進み、比Ｑ／Ｎの変化量ΔＱ／Ｎが所定値Ｃを
越えているか否かを判定する。判定結果が正である場合
、或いは、前出ステップ２１７０判定結果が否である場
合には、ステップ２２０に進み、レジスタＤＤの値をレ
ジスタＤに入れる。

前出ステップ２１１．２１３．２２０終了後、或いは、
前出ステップ２１８或いは２１９における判定結果が否
である場合には、ステップ２２１に進み、レジスタＤの
値をデユーティ信号として前記アイドル回転制御弁４２
に出力して、このプログラムを終了する。

本実施例においては、吸入空気量に応じて求められる第
１のアシストエア流量を、機関回転速度に対する吸入空
気量の比の変化速度に応じて求められる第２のアシスト
エア流量により補正した値により、オフアイドル時のア
シストエア流量の制御を行うようにしているので、スロ
ットルセンサ２４の出力を用いることなく、アシストエ
アの流量を制御することが可能である。

尚前記実施例においては、機関の定常的な運転状態を表
わす第１の制御変数が、いずれも吸入空気量とされ、機
関の過渡的な運転状態を表わす第２の制御変数が、スロ
ットル弁開度の変化速度或いは機関回転速度に対する吸
入空気量の比の変化速度とされていたが、前記第１の制
御変数及び第２の制御変数の種類、組合せはこれに限定
されず、例えば、第１の制御変数管スロットル弁開度と
し、第２の制御変数をスロットル弁開度の変化速度或い
は機関回転速度に対する吸入９気量の比の変化速度とし
たり、或いは、第１の制御変数を機関回転速度に対する
吸入空気量の比とし、前記第２の制御変数を同じく機関
回転速度に対する吸入空気量の比の変化速度或いはスロ
ットル弁開度の変化速度とすることも可能である。

以上説明した通り、本発明によれば、オフアイドル時に
適切なアシストエア制御を行うことができ、オフアイド
ル時に％効果的なエアアシストを行うことができる。又
、過渡運転状態においても、アシストエア流量が遺産に
制御され、加速ショック等を低減することができる等の
優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る内燃機関のアシストエア制御方
法の第１実施例が採用された自動車用エンジンの電子制
御燃料噴射装置の全体構成を示す、一部ブロック線図を
含む断面図、第２図は、前記電子制御燃料噴射装置で用
いられているデジタル制御回路の構成を示すブロック線
図、第３図は、前記第１実施例で用いられているアイド
ル回転制御のためのメインルーチンを示す流れ図、第４
図は、本発明に係る内燃機関のアシストエア制御方法の
第２実施例で用いられている、アイドル回転制御のため
のメインルーチンを示す流れ図である。 １０・・・エンジン、１４・・・エアフローメータ、２
２・・・スロットル弁、２４・・・スロットルセンサ、
３０・・・インジェクタ、３８・・・アイドルエア配管
、４０・・・アシストエア配管、４２・・・アイドル回
転制御弁、５４・・・クランク角センサ、６０・・・デ
ジタル制御回路・

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気通路のスロットル弁より上流側から取入れた
   アイドルエアの少なくとも一部を、アシストエアとして
   インジェクタの噴口近傍に送給し、燃料の微粒化を促進
   するようにした内燃機関のアシストエア制御方法におい
   て、アイドル時は、機関回転数が目標アイドル回転数と
   なるよう前記アシストエアの流量を制御し、一方、オフ
   アイドル時は、機関の定常的な運転状態を表わす第１の
   制御変数に応じて求められる第１のアシストエア流量を
   、機関の過渡的な運転状Ｓを表わす第２の制御変数に応
   じて求められる第２のアシストエア流量により補正した
   値により、前記アシストエアの流量を制御するようにし
   たことを特徴とする内燃機関のアシストエア制御方法。
2. （２）前記第２のアシストエア流量が、アイドル状態か
   らオフアイドル状態に移った時の第２の制御変数の値に
   応じて求められたものである特許請求の範囲第１項に記
   載の内燃機関のアシストエア制御方法。
3. （３）前記第１の制御変数が吸入空気量とされ、前記第
   ２の制御変数がスロットル弁開度の変化速度とされてい
   る特許請求の範囲第１項に記載の内燃機関のアシストエ
   ア制御方法。
4. （４）前記第１の制御変数が吸入空気量とされ、前記第
   ２の制御変数が機関回転速度に対する吸入空気量の比の
   変化速度とされている特許請求の範囲第１項に記載の内
   燃機関のアシストエア制御方法。