JPS644061B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、アイドル回転数を目標値へ帰還制御
するようにしてなるエンジンの吸入空気量制御装
置に関するものである。

（従来技術） 近時、自動車用エンジンにおいては、アイドル
回転数を、暖機状態等を考慮して設定される目標
値へ収束すべく帰還制御するようにしたものが多
い。このため、特開昭55−60636号公報に示すよ
うに、例えばスロツトルバルブをバイパスするバ
イパスエア通路に比例ソレノイド弁等の吸入空気
量調整手段を設けて、アイドリング運転時には、
現在のエンジン回転数と目標回転数との相違に応
じて、該バイパスエア通路を流れる吸入空気量を
調整するようにしている。そして、特開昭54−
72319号公報に示すように、エンジン回転数が所
定値以下であり、かつスロツトルバルブの開度が
所定値以下である、という少なくとも２つの条件
を満たしたときに、上記帰還制御が行なわれるア
イドル運転時であると判定するようにしたものが
ある。

ところで、エンジン始動の際には、始動を容易
にするため、吸入空気を増量することが一般的に
行なわれている。しかしながら、このようなもの
にあつては、アイドル運転時であるか否かを前述
のような２つの条件で行なうと、始動の際の吸入
空気増量によつて、エンジン回転数が、アイドル
運転時と判定するための１つの条件である所定値
以下にまで下がらないことがあり、このため、帰
還制御が開始されないで始動直後のエンジン回転
数が高いままに放置されてしまう、という問題が
応々にして生じていた。

（発明の目的） 本発明は、以上のような事情を勘案してなされ
たもので、エンジン始動直後にあつても、エンジ
ン回転数が高いままに放置されないようにしたエ
ンジンの吸入空気量制御装置を提供することを目
的とする。

（発明の構成） 前述の目的を達成するため、本発明にあつて
は、エンジン始動直後においては、帰還制御が開
始される前提条件となるアイドル運転時であるか
否かの判定を行なうのに、エンジン回転数が所定
値以下であるという条件を除外するようにしてあ
る。

具体的には、第１図に示すように、従来同様、
例えばスロツトルバルブをバイパスするバイパス
エア通路設けた比例ソレノイド弁等の吸入空気量
調整手段と、少なくともエンジン回転数が所定値
以下でありかつスロツトルバルブの開度が所定値
以下であるときにアイドル運転時と判定するアイ
ドル判定手段と、アイドル運転時に、エンジン回
転数が目標値へ収束すべく前記吸入空気量調整手
段を帰還制御する帰還用吸入空気制御手段と、を
備えている。そして、エンジン始動の際に、吸入
空気量調整手段を制御して、吸入空気を所定量供
給させる始動時吸入空気制御手段を備える一方、
エンジン始動直後においては、アイドル運転時で
あるか否かを判定するのに、エンジン回転数が所
定値以下であるという条件を除外させるアイドル
判定補正手段を備えている。

（実施例） 第２図において、１はエンジン本体で、吸入空
気は、エアクリーナ２、エアフローチヤンバ３、
スロツトルバルブボデイ４、サージタンク５、吸
気マニホルド６、吸気弁７により開閉される吸気
ポート８を経て、燃焼室９へ供給され、上記エア
クリーナ２から吸気ポート８までの経路が、吸気
通路１０を構成している。この吸気通路１０を流
れる吸入空気量は、スロツトルバルブ１１により
制御される一方、エアフローメータ１２により計
測され、この吸入空気に対しては、燃料噴射弁１
３から噴射される燃料が混合されるようになつて
いる。また、燃焼室９からの排気ガスは、排気弁
１４により開閉される排気ポート１５、排気マニ
ホルド１６等を経て、大気へ排出される。

前記吸気通路１０に対しては、バイパスエア通
路１７が付設されており、これは、その上流端１
７ａがスロツトルバルブ１１の上流側において、
またその下流端１７ｂが該スロツトルバルブ１１
の下流側において、それぞれ吸気通路１０に接続
されている。そして、このバイパスエア通路１７
には、吸入空気量調整手段としての比例ソレノイ
ド弁からなる電磁弁１８が接続されている。

第２図中１９はマイクロコンピユータからなる
コントロールユニツトで、該コントロールユニツ
ト１９に対しては、水温センサ２０からのエンジ
ン温度としての冷却水温度、回転数センサ２１か
らのエンジン回転数、アイドルスイツチ２２から
のスロツトルバルブ１１が所定開度以下であるか
否か（実施例では全閉であるか否か）のON、
OFF信号、エアフローメータ１２からの吸入空
気量がそれぞれ入力される一方、該コントロール
ユニツト１９からは、燃料噴射弁１３および電磁
弁１８に対して出力されるようになつている。ま
た、第２図中２３はスタータモータで、該スター
タモータ２３は、運転者により操作されるキース
イツチ２４のスタータスイツチ（スタータ接点）
２４ａを介して、バツテリ２５に結線されてい
る。

次に、前記コントロールユニツト１９による制
御内容を第３図に示すフローチヤートに基づいて
説明するが、燃料噴射等本発明と直接関係のない
部分についての説明は省略する。なお、本実施例
では、エンジン始動直後に、エンジン回転数をア
イドル判定条件から除外している間を、主として
エンジン完爆後から所定時間T₁を経過するまで
の間としている。また、本実施例では、非アイド
ル運転時のときは、帰還制御による目標回転数に
相当する吸入空気量に対して一定量の吸入空気を
増量するよう、吸入空気量をオーブン制御してい
るが、帰還制御が安定（目標回転数に収束））し
ているか否かに拘らず、上記一定量の吸入空気の
増量分が目標回転数に相当する吸入空気量に上乗
させれるようにするための制御内容を含んだもの
となつている。さらに、吸入空気量の調整は、電
磁弁１８の開度を調整することにより行なつてお
り、該電磁弁１８の開度は、コントロールユニツ
ト１９から出力されるパルスのデユーテイ比に応
じて調整されるようにしている（デユーテイ比が
大きいほど電磁弁１８の開度が大きい）。

先ず、ステツプ26において、イニシヤライズさ
れて、n₁が前記時間T₁とされ、またそれぞれ後
述するn₂が０とされ、積分デユーテイ比D_Iが基本
デユーテイ比D_Tに、さらに該基本デユーテイ比
D_Tが設定値Ｂ（例えば1000rpm相当）とされる。

次いで、ステツプ27において、冷却水温、エン
ジン回転数およびアイドルスイツチ２２からの
ONあるいはOFFの信号がデータ入力される。

この後、ステツプ28において、冷却水温に基づ
いて、アイドリング運転時の目標回転数N_Tが算
出され、この目標回転数N_Tに対応した基本デユ
ーテイ比D_Tがステツプ29において算出された後、
ステツプ30へ移行する。

上記ステツプ30以降においては、吸入空気量の
制御として、エンジン始動時、エンジン始動直後
および上記始動直後経過後に大別されるため、以
下第４図、第５図をも参照しつつこれ等を分説す
るが、説明の都合上、本発明で解決すべき問題点
が生じなくなつたエンジン始動直後経過後（第５
図領域○ハ経過後）の制御内容から説明していくこ
ととする。

エンジン始動直後経過後 この場合は、ステツプ30から後述するステツ
プ31、32、33を経て、ステツプ35へ移行する。
このステツプ35では、アイドル運転時と判定す
るための１つの条件として、先ず、エンジン回
転数Ｎが所定値N₀より小さいか否かが判別さ
れ、ＮがN₀より小さいときはステツプ36へ移
行する。このステツプ36では、アイドル運転時
であるか否かのもう１つの条件として、スロツ
トルバルブ１１が全閉状態であるところのアイ
ドルスイツチ２２がONされているか否かが判
別される。そして、アイドルスイツチ２２が
ONであれば、アイドル運転時であると判定す
べき全ての条件が満たされたときなので、後述
する帰還制御が行なわれる。また、エンジン回
転数Ｎが所定値N₀より大きい、あるいはステ
ツプ36においてアイドルスイツチ２２がオフで
ある、というように判別されたときは、アイド
ル運転時ではないと判断されて、オープン制御
が行なわれる。

以下上記帰還制御とオープン制御とをさらに
分説する。

−１ 帰還制御時 先ず、ステツプ37において、積分デユーテ
イ比D_Iが算出される。この積分デユーテイ
比D_Iは、前回の積分デユーテイ比D_Iに対し
て、目標回転数N_Tと現在の回転数Ｎとの偏
差分を加算したものに相当する。これは、電
磁弁１８に対して常に基本デユーテイ比D_T
を出力するようにしてある関係上、この基本
デユーテイ比D_Tに対して上記偏差分を補正
するためのものである。

次いで、ステツプ38において、タイマn₂が
０であるか否かであるか否かが判別される
が、n₂＝０とイニシヤライズされているの
で、最初はステツプ39へ移行する。

上記ステツプ39では、積分デユーテイ比
D_Iから基本デユーテイ比D_Tが減算されて、
後述するオープン制御時に用いるためのデユ
ーテイ比D_TFBが算出される。そして、ステツ
プ40において、積分デユーテイ比D_Iが最終
デユーテイ比D_Wとされて、この最後デユー
テイ比D_Wがステツプ41において出力される。
すなわち、目標回転数N_Tと現在の回転数Ｎ
との偏差分を補償するデユーテイ比のパルス
が電磁弁１８に出力されて、上記回転数Ｎが
目標回転数N_Tよりも大きいときは、電磁弁
１８の開度を小さくしてバイパスエア通路１
７を流れる吸入空気量を減少させ、逆に、上
記回転数Ｎが目標回転数N_Tよりも小さいと
きは、電磁弁１８の開度を大きくしてバイパ
スエア通路１７を流れる吸入空気量を増大さ
せ、このようにしてエンジン回転数Ｎが目標
回転数N_Tへ収束されていく。

なお、ステツプ38においてn₂＝０でないと
きは、ステツプ42においてタイマがカウント
ダウンされていくが、このステツプ42につい
ては後述することとする。

−２ オープン制御時 先ず、ステツプ43においてn₂＝０であるか
否かが判別され、n₂＝０であるときはステツ
プ44へ移行して、オープン制御時における吸
入空気量の上乗せ分に相当するデユーテイ比
D₀が設定される。なお、この上乗せ分D₀は、
常に一定値とされる。

次いで、ステツプ45において、前記ステツ
プ39において算出されたD_TFBに対して上記上
乗せ分のデユーテイ比D₀が加算されて、補
正デユーテイ比D_Mが算出され、この後ステ
ツプ46において、上記補正デユーテイ比D_M
に基本デユーテイ比D_Tが加算されたデユー
テイ比D_Iが算出される。

この後、ステツプ47において、上記デユー
テイ比D_Iが最終デユーテイ比Dwとされた
後、ステツプ41においてn₂＝T₂にタイマセ
ツトされ、ステツプ41において上記最終デユ
ーテイ比D_Wが電磁弁１８に対して出力され
る。

前記ステツプ43において、n₂＝０でないと
判別されたときは、ステツプ49へ移行して、
補正デユーテイ比D_Mに基本デユーテイ比D_T
を加算して得られたデユーテイ比D_I、すな
わちステツプ46で得られたデユーテイ比D_I
が、ステツプ47において最終デユーテイ比
D_Wとされる。

さて次に、第４図に基づいて、帰還制御
時、オープン制御時、およびこの間の切換時
に着目して、さらに分説していくこととす
る。なお、この第４図において、領域(1)は帰
還制御が安定して目標回転数N_Tに収束した
状態を、領域(2)および(6)は帰還制御が安定し
た状態からオープン制御へ移行した状態を、
領域(3)は帰還制御がまだ安定していない状態
を、領域(4)は帰還制御が安定していない状態
からオープン制御へ移行した状態を、領域(5)
はオープン制御から帰還制御へと移行してそ
の後当該帰還制御が安定するまでの様子を、
それぞれ示している。

(イ) オープン制御から帰還制御へ移行すると
きは、オープン制御の際にステツプ48でn₂
＝T₂とセツトされているので、帰還制御
が安定する当該時間T₂が経過するまでは、
タイマn₂をカウントダウンしていくステツ
プ38から42への流れであり、この時間T₂
経過後は、ステツプ38から39への流れとな
る。

(ロ) 帰還制御が安定している状態からオープ
ン制御へ移行するときは、ステツプ42にお
いてタイマがカウントされきつたときなの
でステツプ43においてn₂＝０とされてお
り、したがつて当初はステツプ43から44へ
の流れとなる。このとき出力されるデユー
テイ比D_Wは、基本デユーテイ比D_Tに対す
る偏差分のデユーテイ比D_Iに対しオープ
ン制御用の上乗せ分のデユーテイ比D₀を
加算した、D_I＋D₀となる（ステツプ39、
45、46参照）。このD_I＋D₀意味するところ
は、D_IがD_Tに対する偏差分であることか
らして、電磁弁18に対して出力されている
総体的なデユーテイ比は、基本デユーテイ
比D_Tに対してオープン制御時に上乗せす
るデユーテイ比D₀を加算したものとなつ
ている。

そして、次回からは、当初のステツプ43
からステツプ44以降の処理の際にステツプ
48でn₂＝T₂にセツトされているので、ス
テツプ43からステツプ49へ移行して、当初
にステツプ46で設定されたデユーテイ比
D_Iがそのまま最終デユーテイ比D_Wとして
出力される。

(ハ) 帰還制御が安定していない状態からオー
プン制御へ移行するときは、ステツプ42で
タイマがカウントダウンされきつてないの
で、ステツプ43でのn₂が０となつておら
ず、ステツプ43からステツプ49への流れと
なる。このとき、出力されるデユーテイ比
D_Wは、前回にステツプ46で設定されたデ
ユーテイ比D_M＋D_T＝D_I＋D₀となる。

このように、本実施例では、帰還制御が
安定して目標値へ収束していると否とに拘
らず、オープン制御時に出力されるデユー
テイ比すなわちバイパスエア通路１７を流
れる吸入空気量は、必ず、帰還制御の最終
目標値に対応した基本デユーテイ比D_Tに
対してオープン制御用の上乗せ分D₀を加
算したものに相当したものとなる。

エンジン始動時（第５図領域○イ） この場合は、ステツプ30からステツプ50へ移
行し、ここで、最終デユーテイ比D_Wとして、
基本デユーテイ比D_Tに対して始動時の所定量
上乗せ分のデユーテイ比DSが（DS＞D₀）が加
算されたものが設定される。そして、この最終
デユーテイ比D_Wがステツプ51においてD_Iにセ
ツトされた後、ステツプ41において電磁弁18に
出力されて、該最終デユーテイ比D_Wに応じた
吸入空気量が供給される。なお、始動時である
か否かは、スタータスイツチ２４ａがON（勿
論キースイツチ２４はON）であり、かつエン
ジン回転数Ｎがスタータモータ２３によるクラ
ンキング回転数Neよりも低いとき、という条
件により判定される。また、ステツプ51におい
てD_WをD_Iとしたのは、前述した帰還制御時に
おいて、ステツプ37での積分デユーテイ比D_I
を算出するための初期値を与えるためである。

エンジン始動直後（第５図領域○ロおよび○ハ） エンジンが完爆して始動されたときは、前記
ステツプ30より31へ移行し、タイマn₁が０であ
るか否かが判別される。当初は、n₁がT₁であ
るとイニシヤライズされているので、ステツプ
52へ移行し、ここでタイマn₁がカウントダウン
されていく。そして、この後はステツプ36へ移
行して、前述ので説明したのと同様の処理が
行なわれる。この場合は、エンジン始動直後
で、例えスロツトルバルブ１１が全閉であつて
も、エンジン回転数Ｎが所定値N₀よりも低下
しない事態が生じることもあるので、ステツプ
35を経ないように、すなわちエンジン回転数Ｎ
が所定値N₀以下であるという条件がアイドル
運転時であるか否かの判定条件から除外される
ようになつている。したがつて、アイドルスイ
ツチ２２がONすなわちスロツトルバルブ１１
が全閉である限り、エンジン回転数Ｎに拘らず
前述した帰還制御が行なわれて、目標回転数
N_Tへ収束されることとなる。

ここで、本実施例では、ステツプ52でのタイ
マn₁がカウントダウンされきつた後にあつて
も、エンジン回転数Ｎが所定値N₀にまで低下
しない場合を考慮して、ステツプ32、33、34の
各ステツプを設けて、エンジン回転数Ｎが目標
回転数N_Tより若干高い回転数N_T＋αになるま
では、例え時間T₁を経過していたとしても、
ステツプ35を経ることなくステツプ36へ移行す
るようにしてある。すなわち、ステツプ32にお
いてエンジン回転数ＮがN_T＋α以下になつて
いないときは、ステツプ34へ移行してＦ（フラ
グ）が判別されるが、このＦが１としてイニシ
ヤライズされているので、ステツプ34からステ
ツプ36へと移行させて、ステツプ35を経ないよ
うにしてある。そして、エンジン回転数Ｎが
N_T＋αより小さくなれば、ステツプ32からス
テツプ33へ移行して、はじめてアイドル運転条
件の一判定要素として、エンジン回転数Ｎが所
定値N₀以下であるか否かが判別される。そし
て、このステツプ35を経過した後は、再びエン
ジン回転数ＮがN_T＋αより大きくなつたとし
ても、ステツプ34からステツプ35のルートを経
るようにしてある。これは、エンジン回転数Ｎ
がN_T＋αになつたときは、エンジン回転数Ｎ
に多少の変動があつたとしても、エンジン回転
数Ｎが、帰還制御が行なわれる前提となる所定
値N₀以下に維持されるからである。なお、通
常は、時間T₁経過後にはエンジン回転数Ｎが
所定値N₀以下になるように当該時間T₁を設定
してあるため、上記ステツプ32、33、34は必ず
しも必要としないものである。

以上実施例について説明したが、本発明はこれ
に限らず例えば次のような場合をも含むものであ
る。

電磁弁１８の開度を調整するには、これに出
力されるパルスの周期を変えることによつて行
なうようにしてもよい。

吸入空気量を調整するには、別途バイパスエ
ア通路１７を設けることなく、スロツトルバル
ブ１１を吸入空気量調整手段として兼用させ
て、該スロツトルバルブ１１の開度を調整する
ことにより行なつてもよい。

コントロールユニツトは、アナログ式あるい
はデジタル式のいずれのコンピユータによつて
も構成することができる。

（発明の効果） 本発明は、以上述べたことから明らかなよう
に、アイドル運転時であるか否かの判定をする際
に、エンジン始動直後には、エンジン回転数に関
する条件を除外するようにしたので、エンジン始
動時に吸入空気量を増量するような場合にあつて
も、アイドル回転数を目標回転数へ収束させるた
めの帰還制御が確実に行なわれて、エンジン回転
数が高いままに放置されてしまうというような事
態を確実に回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図。第２図は本発明
の一実施例を示す全体系統図。第３図は本発明の
制御内容の一例を示すフローチヤート。第４図、
第５図は、本発明の制御内容の一例を図式的に示
した図。 １……エンジン本体、１７……バイパスエア通
路、１８……電磁弁、１９……コントロールユニ
ツト、２１……回転数センサ、２２……アイドル
スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの回転数を検出する回転数検出手段
   と、 スロツトルバルブの開度を検出するスロツトル
   開度検出手段と、 前記回転数検出手段およびスロツトル開度検出
   手段の出力を受け、少なくともエンジン回転数が
   所定値以下でかつスロツトルバルブの開度が所定
   値以下であるときにアイドル運転時と判定するア
   イドル判定手段と、 エンジンの吸入空気量を調整する吸入空気量調
   整手段と、 前記アイドル検出手段の出力を受け、アイドル
   運転時に前記吸入空気量調整手段を制御して、エ
   ンジン回転数を目標値へ帰還制御する帰還用吸入
   空気制御手段と、 エンジン始動時に前記吸入空気制御手段を制御
   して、始動に適した所定量の吸入空気を供給させ
   る始動時吸入空気制御手段と、 エンジン始動直後に前記アイドル判定手段を制
   御して、エンジン回転数が所定値以下であるとい
   う条件をアイドル運転であるか否かの判定要素か
   ら除外させるアイドル判定補正手段と、 を備えていることを特徴とするエンジンの吸入空
   気量制御装置。