JPS6293465A

JPS6293465A - 内燃エンジンの吸入空気量制御用電磁弁のソレノイド電流制御方法

Info

Publication number: JPS6293465A
Application number: JP23336085A
Authority: JP
Inventors: Takeo Kiuchi; 健雄木内
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1985-10-21
Filing date: 1985-10-21
Publication date: 1987-04-28
Also published as: JPH0260851B2

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、内燃エンジンの吸入空気量制御用電磁弁のソ
レノイド電流制御方法に関するものであり、特に、アイ
ドル運転時のエンジン回転数を制御する目的で、吸気通
路に設Ｃプられだスロットル弁の上流と下流とを連通ず
るバイパス通路に設りられた電磁弁の開度を、比例的に
制御する為のソレノイド電流を、エンジン湿度を代表す
るエンジン冷却水温度が異常に高温となった時に、適正
に制御することができる、内燃エンジンの吸入空気量制
御用電磁弁のソレノイド電流制御方法に関するものであ
る。

（従来の技術）従来から、内燃エンジンの吸気通路に設けられたスロッ
トル弁がほぼ閉じられた状態で運転を持続させるいわゆ
るアイドル運転時には、スロットル弁の上流と下流とを
連通ずるバイパス通路に設けた電磁弁により内燃エンジ
ンの吸入空気量を制御して、エンジン回転数（アイドル
回転数）の制御を行なっている。

このようなアイドル回転数制御方法に関しては、例えば
特願昭６０−１４１８４８号などに詳しいが、以下にそ
の概略を述べる。

従来のアイドル回転数制御方法は、第２図に示すにうに
、中央演算装置（ＣＰＵ）１、記憶装置（メモリ）２お
よび入出力信号処理回路（インターフェース）３からな
るマイクロコンピュータ４のＣＰＵ１において、まず、
つぎの（１）式により、ソレノイド電流指令値ｆｃｍｄ
を演算する。

ｉ　ｃｍｄをＣＰＵ１で演算する為には、各種センサを
適宜配設して、これらセンサ出力をインターフェース３
へ供給しなければならないが、このことは周知であるの
で、エンジン温度を代表するエンジン冷却水温度ＴＷを
検出するエンジン冷却水温度センサ（以下、Ｔｗセセン
という＞２０以外の各種センサの図示は省略しである。

Ｉｃｍｄ　＝　（Ｉｆｂ（ｎ）　＋　Ｔｅ　＋Ｉｐｓ十
■ａｔ十■ａｃ）　ｘ　Ｋｐａｄ　−・・−（１）（１
）式におけるＩ　ｆｂ（ｎ）は、後記する第３図のフロ
ーチャートに基づいて演算されるフィードバック制御項
である。なお、（ｎ）は今回値を示す。

第３図のステップ８４１〜３４８の演算内容は次の通り
である。

ステップＳ４１・・・ＴＷセセン２０から供給されるエ
ンジン冷却水温度Ｔｗを読み込む。

ステップ３４２・・・前記ステップ３４−１で読み込ん
だエンジン冷却水温度ＴＷから、予めメモリ２内に記憶
されているＴｗ　−ＮｒｅｆＯテーブルを読み出し、目
標アイドル回転数Ｎ　ｒｅｆｏを決定する。第４図はエ
ンジン冷却水温度Ｔｗと目標アイドル回転数Ｎ　ｒｅｆ
ｏとの関係を示すグラフである。

このグラフから明らかなように、目標アイドル回転数１
’、ｌ　ｒｅｆｏは、エンジン冷却水温度Ｔｗか暖機完
了温度よりも高い予定温度以上の時には一定値である。

ステップＳ４３・・・エンジン回転数の逆数（周期）、
またはそれに相当する量Ｍｅ（ｎ）を読み込む。

ステップ３４４・・・前記読み込まれたＭｅ（ｎ）と、
前記ステップＳ４２で設定した目標アイドル回転数Ｎ　
ｒｅｆｏの逆数、またはそれに相当する量Ｍｒｅｆ。

との偏差ΔＭｅｆを算出する。

ステップＳ　４５−・・前記Ｍｅ（ｎ）、および該Ｍｅ
（ｎ）と同一のシリンダにおける前回計測値Ｍｅ　　（
当該エンジンが６気筒エンジンの場合は、Ｍｅ（ｎ−６
））の差−すなわち、周期の変化率ΔＭｅを算出する。

ステップ３４６・・・前記ΔＭｅおよびΔＭｅｆ、なら
びに積分項制御ゲインＫｉｍ、比例項制御ゲインＫｐｍ
、微分項制御ゲインＫｄ…を用いて、積分項■１１比例
項■ｐおよび微分項Ｉｄを、それぞれ図中に示す演算式
にしたがって算出する。なお、前記各制御ゲインは、そ
れぞれ所定の数値として予めメモリ２内に記憶されてい
るものを読み出して得られる。

ステップＳ　４７−Ｉ　ａｉ（ｎ）として、）ａｉ（ｎ
−１）に前記ステップ８４６で得た積分項Ｉｉを加算す
る。なお、ここで得たＩａｉ（ｎ）は次回のＩａｉ（ロ
ー１）となる為に、一時メモリ２内に記憶される。しか
し、いまだメモリ２に記憶されていない場合は、Ｉａｉ
に類似するような数値を予めメモリ２内に記憶させてお
いて、該数値をＩａｉ（ｎ−１）として読み出せばよい
。

ステップ３４８・・・ステップ８４７で算出されたＩａ
ｉ（ｎ）に、ステップＳ４６で算出されたＩＩ）および
Ｉｄがそれぞれ加算され、フィードバック制御項Ｉ　ｆ
ｂ（ｎ）として定義される。

（１）式におけるＩ　ｆｂ（ｎ）以外の各項の内容は、
次の通りである。

■ｅ　・・・交流発電機（ＡＣＧ＞の負荷、すなわちＡ
ＣＧのフィールド電流に応じて予定値を加算する加算補
正項。

■ｐＳ　・・・パワーステアリングのスイッチが投入さ
れた時に予定値を加算する加算補正項。

Ｉａｔ　　・・・自動変速機ＡＴのセレクタ位置がドラ
イブ（Ｄ＞レンジにある時に予定値を加算する加算補正
項。

ｉａｃ　　・・・エアコン作動時に予定値を加算する加
算補正項。

Ｋ　ｐａｄ・・・大気圧に応じて決定される乗算補正項
。

なお、（１）式の（ｃｍｄは、各シリンダのピストンが
上死点前９０度に達した時に、既知の手段により発生す
るＴＤＣパルスに応じて演算される。

前記（１）式により演算されたｌ　ｃｍｄは、制御信号
に変換されてマイクロコンビコータ４から出力される。

前記制御信号は、ソレノイド駆動用トランジスタ５のベ
ースに印加される。この結果、該トランジスタ５に流れ
る電流、すなわちソレノイド７に流れる電流（ソレノイ
ド電流）は、前記制御信号（トランジスタ５のベース電
流）に応じて増減される。

第２図では、電磁弁（図示せず）の開度は、前記ソレノ
イド電流に応じて比例的に制御され、該電磁弁の開度に
応じた吸入空気量が内燃エンジンに供給され、アイドル
回転数が制御される。

ところで、従来においては、エンジン回転数のフィード
バック制御を行なっているアイドル運転時において、エ
ンジン冷却水温度Ｔｗが暖機完了温度よりも異常に高く
なった時には、前記フィードバック制御を中止し、オー
プンループ制御に切り換えるようにしていた。

このように、エンジン回転数のフィードバック制御モー
ドからオープンループ制御モードへ切り換えるようにし
ている理由は、つぎの通りである。

エンジン冷却水温度Ｔｗが暖機完了温度Ｔｗａｉｃ２よ
りも異常に高くなると、例えばインジェクタを介してシ
リンダ内に燃料を供給する為の該インジェクタ付近の燃
料チューブの中の燃料が沸騰するようになる。これは前
記インジェクタがシリンダの近傍に設けられ、シリンダ
からの熱によって過熱される為である。このように、燃
料が沸騰するＪ：うになると、インジェクタから噴射さ
れる燃料には気泡が含まれるようになるので、噴射燃料
量はどうしても減少する。

この結果、空燃比が大きくなり混合気が希薄となってエ
ンジン回転数が落ち込む状態となる。もつともフィード
バック制御をしていれば、第３図および（１）式による
前記エンジン回転数のフィードバック制御によって目標
アイドル回転数に一致させるように吸入空気量が制御さ
れるが、前記目標アイドル回転数は燃費を考慮して比較
的低い値、したがってエンジン回転数が不安定になり易
い状態に設定されているから、エンジン回転数がハンチ
ングしたり、最悪の場合にはエンジンストールを生じる
。

そこで、このような場合には、フィードバック制御から
オープンループ制御に切り換えてエンジン回転数を高く
するようにし、エンジン回転数の低下や、エンジンスト
ールの防止を図っていた。

なお、アイドル運転時に燃料デユープ中の燃料が沸騰す
る程にシリンダの温度、したがってエンジン冷却水温度
が異常に高くなる原因としては、例えば、何かを牽引し
ながら非常に遅い速度で走行している状態（高負荷低速
走行状態）から、インギヤ状態を解除して通常のアイド
ル運転状態に移行したような場合が考えられる。

ただし、内燃エンジンにはラジェータファンが取付けら
れており、暖機完了温度以上になると、サーモスイツヂ
がオンとなり、該ラジェータファンが動作してエンジン
冷却水、したがってエンジンを冷却するように動作する
。しかし、前記したように、高負荷低速状態からアイド
ル運転状態に移行したような時には、前記ラジェータフ
ァンによる冷却能力では十分にエンジンを冷却すること
ができないので、前述したような燃料が沸騰する状態が
発生ずる。

（発明が解決しようとする問題点）前記したように、従来は、アイドル運転時にエンジン冷
却水温度が暖機完了温度よりも高いある温度以上になっ
た時には、エンジン回転数のフィードバック制御を止め
て、オープンループ制御に切り換えるようにしている。

このように、フィードバック制御からオープンループ制
御に切り換えるエンジン冷却水温度は、実際に燃料の中
に気泡が含まれる状態がエンジン冷却水温度で一義的に
決まらないので、気泡の発生によってエンジン回転数の
ハンチングまたはエンジンスＩ〜−ルが生じないように
、比較的低い値に設定していた。

この結果、実際に気泡が発生してエンジン回転数に前記
したような悪影響が生じないエンジン冷却水温度間では
、オープンループ制御の為に、例えば、エンジンの特性
ににっでエンジン回転数にばらつきが生じたり、エアコ
ンまたはパワーステアリングの負荷に応じて吸入空気量
を所定量増量するが、該所定量に誤差がある時にはエン
ジン回転数が低下したり、あるいは上昇したりするとい
う欠点があった。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
である。

（問題点を解決するための手段および作用）前記の問題
点を解決するために、本発明は、エンジン温度、したが
ってエンジン冷却水温度か暖機完了温度よりも高いある
温度以上になった場合には、目標アイドル回転数を高く
設定すると共に、制御ゲインを小さく設定して、エンジ
ン回転数のフィードバック制御は継続するようにした点
に特徴がある。

（実施例）以下に図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の方法の一実施例の動作を説明するフロ
ーチャートである。同図のフローチャートの動作を実行
するソレノイド電流制御装置の一具体例は第２図と同様
であるので、その図示を省略し、第２図を参照する。第
１図のフローチャートの動作はＴＤＣパルスによる割込
みによりスタートする。

ステップＳ１・・・Ｔｗセセン２０から供給されるエン
ジン冷却水温度−［Ｗを読み込む。

ステップＳ２・・・前記ステップＳ１で読み込んだエン
ジン冷却水温度Ｔｗから、予めメモリ２内に記憶されて
いるＴＷ　−Ｎｒｅｒｏテーブルを読み出し、目標アイ
ドル回転数Ｎ　ｒｅｆｏを決定する。第５図は、エンジ
ン冷却水温度ＴＶと目標アイドル回転数Ｎ　ｒｅｆｏと
の関係を示すグラフである。

このグラフから明らかなように、本実施例では、暖機完
了温度１ｗａｉｃ２　　（約６０°Ｃ）以上の設定温度
Ｔｗａｉｃ１よりも低いエンジン冷却水温度の時には、
ＴＷとＮ　ｒｅｆｏとの関係は従来例の同様のグラフで
おる第４図と同様であるが、設定温度１ｗａｉｃ１以上
となった時には、目標アイドル回転数Ｎ　ｒｅｆｏを高
く設定するようにしている。なお、前記設定温度ＴＷａ
ｉＣ１は、従来例において、フィードバック制御モード
からオープンループ制御モードに切り換える温度、すな
わち噴射燃料の中に−１４＝気泡を含む可能性がおるとされる温度である。

このような設定温度ＴＷａｉＣ１以上の時に、目標アイ
ドル回転数Ｎ　ｒｅｆｏを高く設定するのは、エンジン
回転数が不安定となり易い通常のアイドル回転数よりも
高く維持することによって回転数の安定化を図り、エン
ジン回転数がハンチングしたり、エンジンストールする
状態を回避する為である。

なお、本実施例では、設定温度Ｔｗａｉｃｌにおける目
標アイドル回転数Ｎ　ｒｅｆｏの切り換え時において、
エンジン回転数がハンチングしないように、Ｔｗ　−Ｎ
ｒｅｆｏテーブルにヒステリシスを持たせている。

ステップＳ３・・・エンジン回転数の逆数（周期）、ま
たはそれに相当するｆｔＭｅ（ｎ）を読み込む。

ステップＳ４・・・前記読み込まれたＭｅ（ｎ）と、前
記ステップＳ２で設定した目標アイドル回転数Ｎ　ｒｅ
ｆｏの逆数、またはそれに相当する量Ｍｒｅｆｏとの偏
差Δ１ｖｌｅｆを算出する。

＝　１５− ステップＳ５・・・前記ＭＯ（ｎ）、および該Ｍｅ（ｎ
）と同一のシリンダにおける前回計測値Ｍ、ｅ　　（当
該エンジンが６気筒エンジンの場合は、Ｍｅ（ｎ−６）
）の差−すなわち、周期の変化率へＭｅを算出する。

ステップＳ６・・・前記ステップＳ１で読み込んだエン
ジン冷却水温度Ｔｗが、前記設定温度Ｔｗａｉｃｌより
も高いか否かを判定する。該判定が成立する時には燃料
の中に気泡を含む可能性がおる高水温状態であるとして
ステップＳＩＯへ進み、不成立の時にはステップＳ７へ
進む。

ステップＳ７・・・前記ステップＳ１で読み込んだエン
ジン冷却水温度ＴＷが、暖機完了温度Ｔｗａｉｃ２より
も低いか否かを判定する。該判定が不成立の時には常温
状態でおるとしてステップＳ９へ進み、成立する時には
低水温状態であるとしてステップＳ８へ進む。

ステップＳ８・・・比例項制御ゲインＫｌ）ｍをＫｐｌ
に設定すると共に、積分項制御ゲインｌ（ｉｍをＫｉｌ
に設定する。その後、処理はステップ３１１へ進む。

ステップＳ９・・・比例項制御ゲインｔ＜ｐｍをＫｐ２
に設定すると共に、積分項制御ゲインＫｉｍをＫｌ２に
設定する。その後、処理はステップＳ１１へ進む。

ステップ３１０・・・比例項制御ゲインＫｌ）…をＫｌ
）３に設定すると共に、積分項制御ゲインＫｉｍをＫｌ
３に設定する。

前記したステップＳ８、ステップＳ９およびステップＳ
１０における各比例項制御ゲインＫｐｌ。

Ｋｔ）２およびＫｐ３と、各積分項制御ゲインＫ　ｉｔ
。

Ｋｌ２．および１（ｉ３の大小関係はつぎの（２）式お
よび（３）式の通りである。

Ｋｔ）１＞Ｋｌ）２＞Ｋｌ）３　　・・・・・・（２）
Ｋ　ｉｔ＞　Ｋ　ｉ２＞　Ｋ　ｉ３　　・・・・・・（
３）なお、常温状態での比例項制御ゲインＫＤ２および
積分項制御ゲインＫｉ２は、従来例である第３図のステ
ップ３４６における制御ゲインと同一である。低温状態
ではＫＤｍおよびＫｉｍを常温状態よりも大きく設定す
るのは、第５図から明らかなように、目標アイドル回転
数Ｎ　ｒｅｆｏが比較的高いのに従って実際のエンジン
回転数も高く、シリンダに供給される空気量が多いため
に安定したエンジン回転数が得られる状態であるので、
目標アイドル回転数に速く近づけるようにしても差し支
えないからである。

一方、高温状態ではＫｌ）ｍおよびＫｉｍを小さく設定
するのは、この高温状態では、実際に噴射燃料中に気泡
が含まれている時と、含まれていない時とがある為に、
この噴射燃料状態に応じて変動するエンジン回転数を、
大きい制御ゲインでフィードバック制御しようとすると
、エンジン回転数のハンチングを起すことになるので、
これを防止する為である。

ステップ８１１・・・前記ステップＳ４およびステップ
Ｓ５で設定したΔＭｅｆおよびΔＭｅ、ならびに前記ス
テップＳ８、ステップＳ９またはステップ３１０で設定
した比例項制御ゲインＫｐｍ、積分項制御ゲインＫｉｍ
および所定の数値として予めメモリ２内に記憶されてい
る微分項制御ゲインｌ（ｄｍとを用いて、積分項■ｉ、
比例項Ｉｐおよび微分項■ｄを、それぞれ図中に示す演
算式にしたがって算出する。

ステップＳ　１２−　Ｉａｉ（ｎ）として、１ａｉ（ｎ
−１）に前記ステップ３１１で得た積分項■ｉを加算す
る。なお、ここで得た）ａｉ（ｎ）は次回のＩａｉ（ｎ
−１）となる為に、一時メモリ２内に記憶される。しか
し、いまだメモリ２に記憶されていない場合は、Ｉａｉ
に類似するような数値を予めメモリ２内に記憶させてお
いて、該数値をＩａｉ（ｎ−１）として読み出せばよい
。

ステップＳ１３・・・ステップ８１２で算出されたＩａ
ｉ（ｎ）に、ステップ３１１で算出されたＩＩ）および
ｉｄがそれぞれ加算され、フィードバック制御項Ｉ　ｆ
ｂ（ｎ）として定義される。

このようにして得られたＩ　ｆｂ（ｎ）に、従来例と同
様に（１）式に基づいて各負荷状態に応じて補正項Ｉｅ
　、　　Ｉｐｓ、　　ｌａｔ、　　ｌａｃを加算し、ざ
らにＫ　ｐａｄを乗算してソレノイド電流指令値１　ｃ
ｍｄを算出する。その後°の■ｃｍｄに基づくソレノイ
ド電流の制御方法、したがって吸入空気量の制御方法は
、第２図によって説明したのと同様に行なわれる。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、つぎ
のような効果が達成される。

噴射燃料中に気泡を含む可能性がある高水温状態におい
ても、エンジン回転数が安定するように目標アイドル回
転数を高く設定すると共に、制御ゲインを小さくしてエ
ンジン回転数フィードバック制御を行なうようにしてい
るので、エンジン回転数を前記目標アイドル回転数に安
定的に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の動作を説明するフローチャ
ートである。第２図はソレノイド電流制御装置の一興体
例を示す回路構成図である。第３図は従来のフィードバ
ック制御項Ｉ　ｆｂ（ｎ）を算出するフローチャートで
ある。第４図は従来のエンジン冷却水温度Ｔｗと目標ア
イドル回転数Ｎ　ｒｅｆ。との関係例を示すグラフである。第５図は本発明に係る
エンジン冷却水温度Ｔｗと目標アイドル回転数Ｎ　ｒｅ
ｆｏとの関係例を示すグラフである。１・・・ＣＰＵ、２・・・メモリ、３・・・インターフ
ェース、４・・・マイクロコンピュータ、５・・・ソレ
ノイド駆動用トランジスタ、６・・・バッテリ、７・・
・ソレノイド、２０・・・Ｔｗセセン代理人　弁理士　平木通人　外１名筑３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内燃エンジンのスロットル弁の上流と下流とを連
通するバイパス通路に設けられ、ソレノイドに流れる電
流（以下、ソレノイド電流という）に応じてその開度が
比例的に制御される電磁弁と、エンジン回転数を検出す
る手段と、前記エンジン回転数の目標アイドル回転数に
対する偏差および制御ゲインに基づいて前記電磁弁のソ
レノイド電流指令値を演算する手段と、前記指令値に従
って前記電磁弁のソレノイド電流を制御する電流制御手
段とを有する内燃エンジンの吸入空気量制御用電磁弁の
ソレノイド電流制御方法において、エンジン温度を検出
し、該エンジン温度が暖機完了温度以上の予め設定した
温度以上の時に、前記目標アイドル回転数を上昇させる
と共に、前記制御ゲインを下げるようにすることを特徴
とする内燃エンジンの吸入空気量制御用電磁弁のソレノ
イド電流制御方法。