JPS6193252A - 内燃エンジンの回転数制御方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃エンジンのアイドル回転数制御方法に関し
、特にエンジンへ補助空気量を提供する制御弁が無線機
の電気雑音等の誤信号等で閉成されるのを防止し安定な
アイドル運転を確保するようにしたアイドル回転数制御
方法に関する。

（従来技術及びその問題点） 内燃エンジンにおいて、エンジン冷却水温が低いときに
アイドル運転を行った場合や、アイドル運転時にエンジ
ンにヘッドライト、エアコン等の電気負荷、機械負荷が
掛ったとき等にはエンジンの負荷が増大してアイドル回
転数が低下してエンジンストールが生じ易く、このため
従来、エンジンの負荷状態に応じて目標アイドル回転数
を設定し、この目標アイドル回転数と実際のエンジン回
転数との差を検出しこの差が零になるように差の大きさ
に応じてエンジンに補助空気を供給して回転数を目標ア
イドル回転数に保つように制御するアイドル回転数フィ
ードバック制御方法が本出願人により提案されている。

この提案に係るアイドル回転数フィードバック制御方法
に依ればアイドル時の回転数フィードバック制御のみな
らず減速してアイドルに至る時やアイドルからの加速時
等にも補助空気の供給制御を適当に行うことにより、ま
た、補助空気の供給制御中にエンジン負荷の変化がある
場合に負荷の変化に速やかに応答して補助空気の供給量
を制御することにより円滑で安定したエンジン回転数制
御を行い、燃費の改善や正常な運転を図っている。

このようなアイドル回転数制御方法においては、例えば
車載の無線機の発する電気信号によりスロットル弁の開
度を検出する検出系又は、更にこの検出系に関連する電
気制御系が影響を受けてスロットル弁が閉じているのに
あたかも開いているような信号を発してしまい、この結
果、エンジンへの補助空気の供給制御を行う補助空気量
制御弁が閉成してしまうという不都合が生じ得る。また
、アイドル運転中に運転者にはアクセルペダルに足を載
せるものがおり、アイドル運転時のフィードバック制御
が停止され、不必要にもアクセルペダルを押し下げて幾
分スロットル弁を開き、スロットル弁を閉じてしまうと
いう事態が起こり得る。

この場合、補助空気量制御弁によってエンジンへ供給さ
れていた空気量より幾分間いたスロットル弁によりエン
ジンへ供給される空気量が少なくなり、結果としてエン
ジンへの供給空気量は減少して混合気は不整燃焼し易く
なる。これによりエンジン回転は不整−となって振動が
生じ車輌の乗員に不快感を与えてしまうことになる。

（発明の目的） 本発明はかかるアイドル時の不都合な事態にかくがみ、
無線機の電気雑音信号等の誤信号により補助空気量制御
弁が閉成されるのを防止し、安定なアイドル運転を確保
することを目的とする。

（発明の構成） 本発明によれば内燃エンジンの吸気通路に設けたスロッ
トル弁をバイパスするバイパス通路の途中に配置した補
助空気量制御弁の作動量を調整して前記バイパス通路を
介して当該エンジンに供給される補助空気量を制御し、
アイドル回転数を制御する内燃エンジンのアイドル回転
数制御方法において、エンジン回転数を検出し、前記ス
ロットル弁の開度を検出し、検出したエンジン回転数が
所定回転数以下で、かつ、検出したスロットル弁の開度
が所定開度以下のとき目標エンジン回転数を前記エンジ
ン回転数検出値の偏差に基づいて前記補助空気量制御弁
の作動量によりエンジン回転数をフィードバック制御し
、前記スロットル弁の開度検出値が所定開度以上となり
、且つ、エンジン回転数検出値が前記所定回転数以下の
とき前記補助空気量制御弁の作動量を所定値に保持する
ことを特徴とする内燃エンジンのアイドル回転数制御方
法が提供される。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の方法を実施するアイドル回転数装置の
全体の構成図であり、符号１は例えば、４気筒の内燃エ
ンジンを示し、エンジン１には吸気管２が接続され、吸
気管２の途中にはスロットル弁３が設けられている。こ
のスロットル弁３にはスロットル弁開度センサ（以下「
θＴＨセンサ」と言う）４が連結されてスロットル弁３
の弁開度を電気信号に変換し電子コントロールユニット
（以下ｒＥＣＵＪと言う）５に送るようにされている。

一方、スロットル弁３の下流には通路６を介して補助空
気量制御弁（以下「制御弁」と言う）７が吸気管２に連
結されている。この制御弁７は常閉形であって、ソレノ
イド７ａと、このソレノイドアａの付勢時に通路６をエ
アクリーナ７ｃに対して開成する弁７ｂとで構成され、
ソレノイド７ａはＥＣＵ３に電気的に接続されている。

この制御弁７は通路６を介してエンジンに供給される補
助空気量を制御するもので、この補助空気により、例え
ばアイドル時のヘッドライトや空調装置の作動時にエン
ジン１に対する負荷の増加により生ずるエンジン回転数
の低下が防止される。例えば、制御弁７の開弁時間を長
くして補助補助空気量を増加させるとエンジン１への混
合気の供給量が増加し、エンジン出力は増大してエンジ
ン回転数が上昇する。逆に制御弁７の開弁時間を短くす
れば供給混合気量は減少してエンジン回転数は下降する
。斯くのどとく補助空気量すなわち制御弁７の開弁時間
を制御することによってエンジン回転数を制御すること
ができる。

また、制御弁７の下流には通路８を介して絶対圧センサ
（以下ｒＰｓ＾センサ」と言う）９が吸気管２に連結さ
れており、このＰＢＡセンサ９によって吸気管２内の絶
対圧が電気信号に変換されてＥＣＵ３に送られる。

また、エンジン回転数（Ｎｅ）センサ１ｏがエンジンの
図示しないカム軸周囲またはクランク軸周囲に取付られ
ており、Ｎｅセンサ１０は各気筒の吸気行程開始時の上
死点（ＴＤＣ）に関し所定角度前のクランク角度位置で
クランク角度位置信号（以下これをｒＴＤＣ信号」と言
う）パルスを出力するものであり、このパルスはＥＣＵ
３に送られる。更にＥＣＵ３にはヘットライトのような
電気負荷のスイッチ１１が接続されており、電気負荷の
スイッチ１１からのオン・オフ状態信号が供給されるよ
うになっている。ＥＣＵ３は、各種センサからの入力信
号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、ア
ナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有
する入力回路５ａ、中央演算処理回路（以下ｒＣＰＵＪ
　と言う）５ｂ、ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算プロ
グラム、及び演算結果等を記憶する記憶手段５Ｃ及び、
制御弁７に駆動信号を供給する出力回路５ｄ等から構成
される。すなわち、ＥＣＵ３は、ＴＤＣ信号パルスが入
力するたびに、各種センサによるエンジン運転状態、負
荷状態を表わす各種パラメータ値を用いて所定の算出式
に従って前記目標アイドル回転数を設定し、この目標ア
イドル回転数と実エンジン回転数との偏差に応じて制御
弁７の開弁デユーティ比ＤＯｕＴを設定し、設定した開
弁デユーティ比Ｄｏｕｒに基づいて制御弁７に駆動信号
を供給する。

第２図は吸気管２内の絶対圧ＰＢＡ及びエンジン回転数
Ｎｅで表わされる種々の運転領域を説明するグラフで、
図中、実５Ａはスロットル弁３が実質的に閉じていると
見做される上限の値である所定値θＩＤＬ　Ｈに保持さ
れた場合にエンジンがたどる定常作動ラインである。エ
ンジン回転数Ｎｅが所定回転数ＮＡ（例えば１３００ｐ
ｐｍ）以上の領域は休止モード又は加速モード領域であ
り。

この領域では後述するエンジン加速時の一時期を除いて
制御弁７を全閉に、即ち、開弁デユーティ比Ｄｏｕｒを
零に設定する。絶対圧ＰＢＡが前記定常作動ラインＡ以
下で、エンジンがスロットル弁全閉（スロットル弁開度
θＴＨ≦θＩＤＬ）で減速したときに通過する、エンジ
ン回転数Ｎｅが前記所定回転数ＮＡ（１３００ｒｐｍ）
以下で後述のフィードバックモード制御が開始される所
定回転数Ｎ）Ｉ（例えば７１０ｒｐｍ）以上の領域は減
速モード領域である。この領域では開弁デユーティ比Ｄ
ｏｕＴはフィードバック領域での制御中の制御量平均値
ＤＸＩＩＦＥＰに設定される。これは、減速モード領域
からフィードバック領域へ来て突然制御弁７が開弁じて
も開弁の効果が発揮されるにはある時間遅れを要するの
で満足な制御が瞬時に達成されることはできないので予
め前記平均値Ｄ　ＸｊｌＥＰに設定して置いてフィード
バック領域へ来たとき制御を瞬時に的確におこなわせる
ためである。スロットル開度θＴＨが前記定常作動θＩ
ＤＬＨ以下でエンジン回転数Ｎｅが所定回転数ＮＨ以下
の領域はフィードバック領域であり、この領域では制御
弁７の開弁デユーティ比ＤｏｕＴのフィードバック制御
が行なわれる。絶対圧ＰＢＡが前記定常作動ラインＡよ
り高く、エンジン回転数が前記所定回転数ＮＡ以下の領
域はホールドモード領域であり、この領域では制御弁７
の開弁デユーティ比Ｄ　ｏ　ｕ　Ｔを前記平均値Ｄｘえ
ＥＰにホールドして、前記所定回転数ＮＡ以下にエンジ
ン回転数があるかぎりは、例えば、無線機の電気雑音や
不注意なアクセルペダルに足を載せた状態で押し下げら
れることによりあたかもスロットル弁３が開かれたよう
に検出されても制御弁７を閉成しないようにする。

第３図は第１図のＥＣＵＳ内で実行される制御弁７の制
御手順を示すプログラムフローチャートである。

このエンジン制御プログラムは第１図に示したＥＣＵ内
において、ＴＤＣ信号パルス発生毎に実行される。第１
図のＮｅセンサ１０からのＴＤＣ信号パルスがＥＣＵ３
に入力されるとステップ１でエンジン回転数Ｎｅの逆数
に比例する数Ｍｅが目標アイドル回転数より大きい所定
値ＮＡ（例えば１３００　ｐ　ｐ　ｍ）の逆数に比例す
る数ＭＡより大きいか否か判別される。Ｍｅ＋　ＭＡは
演算処理の便宜上ＥＣＵ３で使用されるものである。ス
テップ１での判別結果が否定（ＮＯ）、すなわちエンジ
ン回転数ＮｅがＮＡ（１３００ｒ　ｐ　ｍ）より太きい
ときはエンジンへの補助空気の供給は不要であるのでス
テップ２で前回のＴＤＣ信号信号パルス入力側御弁７の
開弁デユーティ比ｐｏｕＴｎ−，が制御弁７が実質的に
全開状態にあることを表わす所定開弁デユーティ比ＤＯ
より大か否かを判別した後、制御弁７への制御信号の供
給を停止して、制御弁７を全開にするように開弁デユー
ティ比ＤｏｕＴを零に設定する（ステップ３、これを「
休止モード」の演算という）。このように補助空気供給
不要時には制御弁７への通電が停止されるのでソレノイ
ド７ａの発熱による影響が少なくなり、弁７ｂのくり返
し開閉動作を停止して弁７ｂの耐久性を向上させること
ができる。

ステップ１での判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合（Ｍｅ
＞ＭＡには１次のステップ４で第１図のスロットル弁３
のスロットル弁開度ＯＴＨが実質的に零と見なされる零
に近い所定値０１ＤＬ）（よりも大きいか否かを判別し
、判別結果が否定（ＮＯ）の場合には次のステップ５に
進む。ステップ５では上述のアイドル時の目標アイドル
回転数の上限値ＮＨの逆数に対応する数ＭＨ及び下限値
Ｎしの逆数に対応する数ＭＬを例えばエンジン水温Ｔｗ
に応じて決定し、次いでこの数ＭＨを用いてエンジン回
転数Ｎｅの逆数に対応する値ＭＨより大きいか否を判別
する（ステップ６）。この結果が否定（ＮＯ）の場合は
、エンジンが第２図の減速モード領域にあると判定して
後述のステップ７の判別をした後、ステップ８において
制御弁７の開弁デユーティ比ＤｏｕＴを平均値ＤＩＦＩ
ＥＰに設定する。

前記ステップ６の判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合は、
フィードバックモードと判別して制御弁７の開弁デユー
ティ比Ｄｏｕｒと平均値ＤＸＲＥＰを算出する。（ステ
ップ９）。

この平均値ＤＸＲＥＰは、次式により算出される。

ココに、Ａ及びＣ（１≦Ｃ＜Ａ）は定数、ＤｐＩｎは今
回ループのフィードバックモード類の値、及びＤ　’　
ＸＲＥＰは前回ループまでに得るられた開弁デユーティ
比Ｄｏｕｒの平均値である。定数Ｃを変えて平均値算出
におけるＤ　’　ｘ＊ｔｐの値の重みを変えることがで
きる。

また、前式に代えて次式を用いても良い。

ここに、ＤｐＩｎ−、ｊは今回ループから５回前のルー
プで算出されたフィードバックモード類の値。

Ｂは定数である。この場合、平均値ＤＸＲＥＰはＢ回前
のループから今回ループまでのフィードバックモード類
の算術平均値に等しい。

フィードバックモードによる制御が一旦開始されると、
スロットル弁開度（ＩＴＨが所定値θＩＤＬＨ以下であ
る限り、その後エンジン回転数ＮｅがＮＨを越えて第２
図の減速モード領域に入ることがあっても（即ちステッ
プ６での判別結果が（Ｎｏ、Ｍｅ＜ＭＨ）のときは、前
記ステップ７において前回ループの制御がフィードバッ
クモートであったか否かが判別されると、このステップ
において肯定（Ｙｅｓ）と判別されるので続いてステッ
プ９に移行して制御弁７のフィードバック制御が行われ
る。

運転者の動作によりスロットル弁３が開弁されたとき、
又は、電気雑音信号等の誤信号によりステップ４での判
別結果が肯定（Ｙｅｓ）となったときは、すなわち、ス
ロットル弁開度θＴＨがアイドル時の所定開度θＩｔ）
ＬＨより大きいときはホールドモードと判別して（ステ
ップ１０）制御弁７の開弁デユーティ比Ｄｏｕ　Ｔを前
記平均値ＤＸ＊ＥＰに設定する。エンジンはエンジン回
転数Ｎｅが前記所定回転数ＮＡ以上となるまで開弁デユ
ーティ比ＤｏｕＴは値ＤＩＲＥＰに保持される。エンジ
ン回転数Ｎｅが加速により所定回転数ＮＡを越えたとき
ステップ１の答えが否定（Ｎｏ）で、且つステップ２で
の答えが肯定（Ｙｅｓ）となるので、ここで初めてエン
ジンが加速状態にあると判別して制御弁７の開弁デユー
ティ比ＤｏｕＴを加速モードで演算する（ステップ１１
）。この加速モートの演算は前回ループの開弁デユーテ
ィ比Ｄ　ｏ　ｕ　Ｔ　、−１を初期値としており該初期
値から一定値ΔＤＡｃｃをＴＤＣ信号パルスが入る毎に
減算し、ＤｏｕＴ値が前記値ＤＯになるまで該演算を繰
返すものである。そして値Ｄｏｕｒ、、−１が値Ｄｏに
等しくなったら、すなわちステップ２の答えがＮＯにな
ったら前記ステップ４に進み、制御弁７の作動を停止さ
せる。

上述のように各エンジン運転状態に応じたモードによっ
て制御弁７の開弁デユーティ比ＤｏｕＴを演算した後第
２図のステップ１２において、この演算値を表わす電気
駆動信号を制御弁７に送ってこの開弁デユーティ比Ｄｏ
ｕＴに応じて補助空気量をエンジンに供給する。

（発明の効果） 以上の本発明の内燃エンジンのアイドル回転数制御方法
によれば、エンジン回転数を検出し、前記スロットル弁
の開度を検出し、検出したエンジン回転数が所定回転数
以下で、且つ検出したスロットル弁の開度が所定開度以
下のとき目標エンジン回転数と前記エンジン回転数検出
値の偏差に基づいて前記補助空気量制御弁の作動量によ
りエンジン回転数をフィードバック制御し、前記スロッ
トル弁の開度検出値が所定開度以上となり、且つエンジ
ン回転数検出値が前記所定回転数以下のとき前記補助空
気量制御弁の作動量を所定値に保持するので、無線機の
電気雑音等の誤信号により補助空気量制御弁が閉成した
り、又アクセルペダルを不必要に幾分押し下げしても、
これにより補助空気量制御弁が閉成したりすることがな
く、安定したアイドル回転数制御を行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は内燃エンジンに組合された本発明の方法を実施
するアイドル回転数制御装置の全体構成図、第２図は補
助空気量制御弁の開弁デユーティ比を演算する種々のモ
ードの運転領域を示すグラフ、第３図は本発明の方法に
よる補助空気量制御弁の開弁デユーティ比ＤｏｕＴを演
算する手順を示すプログラム・フローチャートである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃エンジンの吸気通路に設けたスロットル弁をバ
   イパスするバイパス通路の途中に配置した補助空気量制
   御弁の作動量を調整して前記バイパス通路を介して当該
   エンジンに供給される補助空気量を制御し、アイドルエ
   ンジン回転数を制御する内燃エンジンのアイドル回転数
   制御方法において、エンジン回転数を検出し、前記スロ
   ットル弁の開度を検出し、検出したエンジン回転数が所
   定回転数以下でかつ、検出したスロットル弁の開度が所
   定開度以下のとき目標エンジン回転数と前記エンジン回
   転数検出値偏差に基づいて前記補助空気量制御弁の作動
   量によりエンジン回転数をフィードバック制御し、前記
   スロットル弁の開度検出値が所定開度以上となり、且つ
   エンジン回転数検出値が前記所定回転数以下のとき前記
   補助空気量制御弁の作動量を所定値に保持することを特
   徴とする内燃エンジンのアイドル回転数制御方法。 ２、前記所定値は前記フィードバック制御中の前記制御
   弁の作動量の平均値であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の内燃エンジンのアイドル回転数制御方
   法。 ３、エンジン回転数が前記所定回転数以上のとき前記制
   御弁の作動を停止することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項又は、第２項記載の内燃エンジンのアイドル回転
   数制御方法。