JP2004183541A - Intake air flow control system of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気流量制御装置に関し、特に、コストアップの防止と、始動特性への悪影響防止とを両立することができる、内燃機関の吸気流量制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の内燃機関の吸気流量制御装置としては、スロットル弁をバイパスするとともに吸気制御弁を有する補助吸気流路を備えたものが一般的に知られている。そして、この吸気流量制御装置によれば、アイドリング時にこの吸気制御弁の開度を制御することで、補助吸気流路を流れる補助吸気流量を調節し、エンジン回転数を目標とするアイドル回転数に合わせることができる。
【0003】
前記吸気制御弁の開閉駆動には、例えばステップモータが用いられている。このステップモータを基準位置に合わせたときの弁開度を電子制御ユニット(ECU)のメモリに記憶させておき、この基準位置に対する指令値を増減させることで、任意の弁開度を得ることが可能となる。
ECUにおいては、エンジン回転数などを検知することによって吸気制御弁の目標弁開度(すなわち目標補助吸気流量)を定め、これに応じて、ステップモータに供給すべき指令値を算出することになる。しなしながら、ステップモータの経年変化などを理由として、弁開度にずれを生じることがある。
【0004】
このようなずれを解消するために、周期的に基準位置合わせ、すなわち、ECUが認識している吸気弁制御の弁開度と実際の弁開度とを強制的に一致させる基準位置合わせを行う必要がある。
その意図から、下記特許文献1では、イグニッションスイッチをオフした直後、ステップモータに通電して吸気制御弁を全閉位置または全開位置まで移動させ、その弁位置を、弁制御の基準位置とすることが提案されている。
また、下記特許文献2では、エンジン停止後に吸気制御弁を半開位置まで移動させ、その弁位置を、弁制御の基準位置とすることが提案されている。
【0005】
【特許文献1】
特公昭63−42106号公報
【特許文献2】
特開平6−307267号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1及び2の何れにおいても、エンジン停止時にステップモータを動作させる必要があることから、ECUの動作電源をバックアップする駆動回路が必要となる上に、バッテリの完全放電、いわゆるバッテリ上がりを防止するためのタイマ回路などの機能が必要となる。これにより、回路構成が複雑化してコストアップを招く問題を有している。
【0007】
これを避けるために、エンジン始動直後に吸気制御弁の基準位置あわせを行うことも考えられるが、この場合には、例えば全閉位置を基準位置とすると、吸気流量の不足によって始動不良(始動時間が長い、始動後に機関ストールするなど)が発生する。また、全開位置を基準位置とすると、吸気流量が過大となり、機関の動作不調を来す。
【0008】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コストアップを防止でき、なおかつ内燃機関の始動特性に悪影響を及ぼすことのない、内燃機関の吸気流量制御装置の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、請求項1に記載の内燃機関の吸気流量制御装置は、主吸気流路中に設けられたスロットル弁をバイパスする補助吸気流路と、ステップモータにより駆動されて前記補助吸気流路を流れる補助吸気流量を制御する補助吸気流量制御弁と、該補助吸気流量制御弁の弁開度及び前記補助吸気流量間の基準特性を予め記憶している吸気流量制御装置において、
アイドリング時に、
目標アイドリング回転数及び現在のアイドリング回転数間の差の絶対値が、第1のしきい値よりも小さくなる第1の読替条件と、
前記目標アイドリング回転数を得るための前記補助吸気流量を、演算により求めた場合の演算吸気流量、及び、前記基準特性に基づいて求めた場合の基準吸気流量間の差の絶対値が、第2のしきい値よりも大きくなる第2の読替条件とを求め、
これら第1の読替条件及び第2の読替条件が両立した場合に、前記演算吸気流量に対応する弁開度の代わりに、前記基準特性に沿って前記基準吸気流量に対応する弁開度を用いる読替工程を行うことを特徴とする。
【0010】
上記請求項1に記載の内燃機関の吸気流量制御装置によれば、第1の読替条件が成立した場合には、現在のアイドリング回転数が目標アイドリング回転数に近づいたと判断される。また、第2の読替条件が成立した場合には、補助吸気流量制御弁が位置ズレを起こして補正を必要としていると判断される。そして、これら第1の読替条件及び第2の読替条件が両立した場合に、演算吸気流量に対する弁開度よりも、基準吸気流量に対応する弁開度の方が正しいとして採用する。
【0011】
請求項2に記載の内燃機関の吸気弁制御装置は、内燃機関の吸気系にスロットル弁をバイパスする補助吸気流路を設けると共に、ステップモータに接続されて前記補助吸気流路を開閉する補助吸気流量制御弁を備えてなる内燃機関の吸気弁制御装置において、現在のアイドリング回転数が目標となるアイドリング回転数に近づいた場合に、前記ステップモータの基準位置を読み替えることを特徴とする。
【0012】
上記請求項2に記載の内燃機関の吸気流量制御装置によれば、現在のアイドリング回転数が目標となるアイドリング回転数に近づいた場合に、ステップモータの基準位置を読み替える。
【0013】
請求項3に記載の内燃機関の吸気弁制御装置は、内燃機関の吸気系にスロットル弁をバイパスする補助吸気流路を設けると共に、ステップモータに接続されて前記補助吸気流路を開閉する補助吸気流量制御弁を備えてなる内燃機関の吸気弁制御装置において、現在アイドル中であるか否かを判定する手段と、現在アイドル中だと判断された場合に、前記ステップモータの基準位置読み替えを実行する手段とを備えることを特徴とする。
【0014】
上記請求項3に記載の内燃機関の吸気流量制御装置によれば、現在、アイドリング中であると判断された場合に、ステップモータの基準位置を読み替える。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の内燃機関の吸気流量制御装置の一実施形態を、図面を参照しながら以下に説明するが、本発明がこれに限定解釈されるものでないことは勿論である。なお、本実施形態においては、本発明を自動二輪車に適用した場合を例に説明するが、その他の車両に本発明を適用しても良いことは勿論である。
【0016】
図1及び図2に示すように、本実施形態の自動二輪車1は、タンデムシート型のシート2をリッドに兼用して前後方向に長いラゲッジボックス3の真下にパワーユニット4を配したスクータ型に構成されている。パワーユニット4は、シリンダブロック6を大きく前傾させたエンジン(内燃機関)5と、このエンジン5のクランクケース9の一側に対して、後方へ延びるミッションケース10を一体的に連ねる無断変速機8とを備えており、ミッションケース10の後端部に後輪(駆動輪)11が軸支されている。
【0017】
図2に示すように、前記シリンダブロック6の前端に接合されるシリンダヘッド7には、上流端を車体後方に向けて開口する吸気ポート7aと、この吸気ポート7aの下流端に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁7bとが設けられている。さらに、吸気ポート7aの上流端には、エンジン5に供給する吸気流量を制御する吸気流量制御装置21が接続されている。
【0018】
図3に示すように、この吸気流量制御装置21は、前記吸気ポート7aに連通する主吸気流路32aを有するスロットルバルブ31と、このスロットルバルブ31を迂回する補助吸気流路42aを備えたアイドルバルブ41とを備えて構成されている。
【0019】
スロットルバルブ31は、図2及び図3に示すように、内部に主吸気流路32aが形成された筒状のスロットルボディ32と、このスロットルボディ32の内部に設けられて主吸気流路32aを開閉するスロットル弁33と、このスロットル弁33に駆動力を伝達する駆動力伝達機構(図示せず)とを備えている。スロットルボディ32の上流端には、吸気ダクト22を介してエアクリーナ23が接続されている。また、スロットルボディ32の下流端は、コネクティングチューブ24を介して前記シリンダヘッド7に接続されている。そして、スロットルボディ32の側壁には、スロットル弁33よりも上流側の主吸気流路32aに連通するバイパス入口32bと、スロットル弁33よりも下流側の主吸気流路32aに連通するバイパス出口32cとが形成されている。
【0020】
アイドルバルブ41は、スロットルボディ32に対して一体に固定されるケーシング46と、このケーシング46内に形成され、バイパス入口32b及びバイパス出口32c間をスロットルボディ32外で連通させることによってスロットル弁33をバイパス(迂回)する前記補助吸気流路42と、この補助吸気流路42を流れる補助吸気流量を制御するバイパスバルブ(補助吸気流量制御弁)43と、このバイパスバルブ43を駆動するステップモータ44と、このステップモータ44の回転駆動力をバイパスバルブ43の進退駆動力に変換する動力伝達部45と、ステップモータ44を制御する電子制御ユニット(図示せず。以下、ECU)とを備えて構成されている。
【0021】
ケーシング46には、バイパス入口32bに連通する補助吸気入口46aと、バイパス出口32cに連通する補助吸気出口46bと、これら補助吸気入口46a及び補助吸気出口46b間を連通させるとともに、バイパスバルブ43が挿入される弁孔46cとが形成されている。
【0022】
バイパスバルブ43は、略中空円筒形状を有しており、その先端に形成された第1バルブ孔43aと、側壁に形成されて第1バルブ孔43aに連通する第2バルブ孔43b及び第3バルブ孔43cとを備えている。そして、このバイパスバルブ43は、弁孔46c内を進退動作する際に、第2バルブ孔43b及び第3バルブ孔43cが補助吸気出口46bと重なった際に形成される連通流路の断面積の大きさにより、補助吸気流量を制御するようになっている。したがって、弁孔46c内におけるバイパスバルブ43の進退位置に応じて、エンジン5への補助吸気流量を制御することが可能となっている。
【0023】
すなわち、図4の左下図に示すように、エンジン5をかけた始動状態では、エンジン5への吸気流量を最大とするために、第2バルブ孔43b及び第3バルブ孔43cの全開口面積が補助吸気出口46bの開口面積と重なるようになっている。これにより、同図の上のグラフに示すように、アイドルバルブ41の開度(IACV開度)を最大にしてエンジン回転数(ENG回転数)を上げることができる。
この始動後の暖機運転では、図4の中央下図に示すように、第3バルブ孔43cと、第2バルブ孔43bの一部とを補助吸気出口46bに連通させる。これにより、同図の上のグラフに示すように、アイドルバルブ41の開度(IACV開度)を暖気運転時の弁開度に調節することができる。
さらに、この暖機運転後のアイドリングでは、図4の右下図に示すように、第2バルブ孔43bを完全に閉じるとともに第3バルブ孔43cのみを補助吸気出口46bに連通させる。これにより、同図の上のグラフに示すように、アイドルバルブ41の開度(IACV開度)をアイドリング時の弁開度に調節することができる。
【0024】
図3に示すように、ステップモータ44は、弁孔46cと同軸をなすようにケーシング41内に固定されており、その回転シャフト44aには雄ねじ44a1が形成されている。なお、符号47はシール部材であり、弁孔46c内から外部に向かって補助吸気流路42内の吸気が漏れるのを防いでいる。
動力伝達部45は、回転シャフト44aに螺着する雌ねじ孔45a1を有する駆動部材45aと、この駆動部材45aにバイパスバルブ43を固定するスプリング45bとを備えている。駆動部材45aとバイパスバルブ43との間にはオルダムジョイント45cが介在されており、これらの軸線を中心とする径方向への相対変位が可能となっている。スプリング45bは、バイパスバルブ43を、駆動部材45aに形成された鍔部45a2に対して付勢する付勢部材であり、駆動部材45aに対してバイパスバルブ43をがたつきなく固定するようになっている。
【0025】
前記ECUは、ステップモータ44のステップ数を制御するものであり、大気圧補正係数を求めるための大気圧テーブルと、エンジン5を冷却する冷却水の温度に基づいて補助吸気流量を決定する水温テーブル(図5(a)参照。始動時、走行中の各運転モード毎に揃えられている。)と、バイパスバルブ43の弁開度及び補助吸気流量間の基準特性(すなわち、ステップモータ44を基準位置に合わせたときのステップ位置と質量流量との間の特性)を定めた基準質量流量テーブル(図5(b)の太線参照。横軸の「IACV開度」が弁開度を示している。)と、ある体積流量を得るに際し、必要となるステップモータ44のステップ位置を示す体積流量テーブルとが記憶されている。
そして、このECUは、図示されない大気圧センサで測定される大気圧値や、冷却水の水温を読み込むことが可能となっている。
【0026】
そして、以上説明の吸気流量制御装置21(以下、IACV)の制御流れについて、図6〜図8を参照しながら以下に説明を行う。なお、図6は、同制御流れの概要を示し、図7及び図8は、図6に示す制御流れに付随するサブルーチンを示している。以下の説明においては、アイドル回転数をINE、エンジンの目標回転数を目標NEとする。また、アイドル回転数の中でも、これから求めるアイドル回転数を今回INEとし、今回よりも時間的に1ステップ前に求めたアイドル回転数を前回INE、実測により求めた現状のアイドル回転数を現状NE、時間的に1ステップ前に計測したアイドル回転数を前回NEとして説明する。
【0027】
(1)ステップS1の流れ
イグニッションをONにしてIACVの制御が開始すると、まずステップS1において大気圧補正係数が求められる。すなわち、図7(a)のサブルーチンに示されるように、ステップS1−1で、ECUに記録されている前記大気圧テーブルを参照し、前記大気圧センサで測定された大気圧値に対応する大気圧補正係数を算出する。このようにして大気圧補正係数が求まった後、始動時または走行中の場合には、図6のステップS2へと進む。また、アイドリング時の場合には、図6のステップS3へと進む。
【0028】
(2)ステップS2の流れ
ステップS2に進んだ場合には、始動時または走行中における吸気の質量流量を求める。すなわち、図7(b)に示すように、始動時の場合にはステップS2−1に進み、ECUの前記各水温テーブルのうち、始動時用の水温テーブルを参照して、前記水温センサで測定された水温に対応する始動時質量流量を算出する。一方、走行中の場合にはステップS2−2に進み、ECUの前記各水温テーブルのうち、走行中用の前記水温テーブルを参照し、前記水温センサで測定された水温に対応する走行中質量流量を算出する。このようにして始動時または走行中における吸気の質量流量が求まった後、図6のステップS3をスキップしてステップS4へと進む。
【0029】
(3)ステップS3の流れ
ステップS3に進んだ場合には、アイドリングに要する質量流量を求める。すなわち、図7(c)に示すように、ステップS3−1で、測定された現状NEと目標NEとの差の絶対値としてエラーを算出する。続くステップS3−2では、現状NEと前回NEとの差の絶対値として差分△NEを算出する。さらに続くステップS3−3では、ステップS3−1,S3−2においてそれぞれ求められた前記エラー及び差分△NEに基づいて、PID質量流量を算出する。さらに続くステップS3−4では、ステップS3−3で算出されたPID質量流量を前回INEに対応する質量流量に加算することで、今回INEに対応するINE質量流量が算出される。このようにして、現状のINE質量流量が求まった後、図6のステップS4へと進む。
【0030】
(4)ステップS4の流れ
このステップS4では、ステップS2で求められた始動時又は走行中の質量流量、もしくはステップS3で求められたアイドル時の質量流量(INE質量流量)に対応する、モータのステップ位置を求める。すなわち、図8(a)に示すように、まず、ステップS4−1で始動時か否かが判定される。始動時である場合には、ステップS4−2へと進み、始動時質量流量を、ステップS1−1で求められた大気圧補正係数を用いて大気圧補正することで、始動時体積流量を算出する。続くステップS4−3では、ECUに記録されている前記体積流量テーブルを参照し、ステップS4−2で求められた始動時体積流量に対応する目標ステップ位置を算出する。このようにして目標ステップ位置が求まった後、図6のステップS5をスキップしてステップS6へと進む。
【0031】
一方、ステップS4−1で始動時ではないと判定された場合には、ステップS4−4で走行中か否かが判定される。そして、走行中であると判定された場合には、ステップS4−5へと進み、またアイドリング中であると判断された場合には、ステップS4−7へと進む。
ステップS4−5に進んだ場合には、走行中質量流量を、ステップS1−1で求めた大気圧補正係数を用いて大気圧補正することで、走行中体積流量を算出する。続くステップS4−6では、ECUに記録されている前記体積流量テーブルを参照し、ステップS4−5で求められた走行中体積流量に対応する目標ステップ位置を算出する。このようにして目標ステップ位置が求まった後、図6のステップS5をスキップしてステップS6へと進む。
【0032】
一方、ステップS4−4で走行中ではないと判断された場合には、アイドル中であるとしてステップS4−7に進む。そして、アイドル質量流量(INE質量流量)を、ステップS1−1で求めた大気圧補正係数を用いて大気圧補正することで、アイドル体積流量(INE体積流量)を算出する。続くステップS4−8では、ECUに記録されている前記体積流量テーブルを参照し、ステップS4−7で求めたアイドル体積流量に対応する目標ステップ位置を算出する。このようにして目標ステップ位置が求まった後、図6のステップS5へと進む。
【0033】
(5)ステップS5の流れ
このステップS5では、下記第1の読替条件と第2の読替条件とが両立した場合に、前記ステップモータ44の基準位置の読替を行う。つまり、現在のアイドリング回転数が目標となるアイドリング回転数に近づいた場合に、ステップモータ44の基準位置を読み替える(現在アイドル中であるか否かを判定する手段であるECUにより、現在アイドリング中だと判断した場合に、ステップモータ44の基準位置読み替えを実行する。)
詳しく言うと、図8(b)に示すように、まずステップS5−1において、ステップS3−1で求めた前記エラー(目標アイドリング回転数と、パルスセンサで検出された現在のアイドリング回転数との差の絶対値)が、所定のしきい値(第1のしきい値)よりも小さいと判断された場合には、第1の読替条件が成立したとしてステップS5−2へと進む。この第1の読替条件が不成立の場合には、読替をせずに図6のステップS6へと向かう。
【0034】
ステップS5−2へと進んだ場合には、ステップS1−1で求めた大気圧補正係数を用いて、ECU内の前記基準質量流量テーブルを大気圧補正することで、基準体積流量を算出する。続くステップS5−3では、ECU内の前記体積流量テーブルを参照し、ステップS5−2で求めた基準体積流量に対応する目標ステップ位置aを算出する。続くステップS5−3aでは、前記体積流量テーブルからINE体積流量相当の目標ステップ位置bを算出する。
続くステップS5−4では、ステップS5−3で求めた目標ステップ位置aと、ステップS5−3aで求めた目標ステップ位置bとの差の絶対値を算出し、これが所定のしきい値(第2のしきい値)よりも大きいと判断された場合にはステップS5−5に、小さいと判断された場合には図6のステップS6に進む。すなわち、このステップS5−4では、目標アイドリング回転数を得るための補助吸気流量を、演算により求めた場合の演算吸気流量と、前記基準質量流量テーブル(基準特性)に基づいて求めた場合の基準吸気流量との差の絶対値が、第2のしきい値よりも大きくなった場合に、第2の読替条件が達成されたとしてステップS6に進む。
【0035】
ステップS5−5へと進んだ場合には、ステップS5−3aで求めた目標ステップ位置を、ステップS5−3で求めた目標ステップ位置に読み替える。
すなわち、演算で求めた目標ステップ位置b(演算吸気流量に対応する弁開度)を、前記基準質量流量テーブルに基づいて求められる基準ステップ位置a(基準特性上の基準吸気流量に対応する弁開度)に読み替える。さらに詳しく言うと、図5(b)に示すように、実線に示す工場出荷時のバルブ特性から、経年変化などを理由により破線に示すバルブ特性に平行にIACV開度がシフトした場合、同一空気流量を得るためのIACV開度(ステップ位置)を、演算で求めたものの代わりに、工場出荷時のバルブ特性より求まるIACV開度を採用する。例えば同図の例では、演算で求めたIACV開度はST2であるが、これを、ST1に置き換えて読む。これにより、バルブ特性にずれが生じても、ソフトウェア的に補正することが可能となる。このようにして目標ステップ位置の読替を実施した後は、図6のステップS6へと進む。
【0036】
(6)ステップS6の流れ
ステップS6では、求めた目標ステップ位置に応じたステップ位置にステップモータ44を駆動する。すなわち、図8(c)に示すように、ステップS6−1において、前記ステップS4−3,S4−6,S4−8の何れかで求めた目標ステップ位置か、もしくは、ステップS5−5で読み替えた目標ステップ値を参照して、ステップモータ44を回転させることで目標のバルブ開度を得る(つまり、目標とする補助吸気流量を確保する。)。
【0037】
以上説明のように、本実施形態の吸気流量制御装置21は、現在のアイドリング回転数が目標アイドリング回転数に近づいたと判断し、なおかつ、バイパスバルブ43が位置ズレを起こして基準位置合わせを必要としていると判断した場合に、演算吸気流量に対する弁開度よりも、基準吸気流量に対応する弁開度の方が正しい弁開度であるとして読み替える構成を採用した。
この構成によれば、エンジン5の停止時に基準位置あわせを行うものではないため、エンジン5の停止時に動作電源をバックアップするための駆動回路が不要となる上に、バッテリ上がりを防止するためのタイマ回路なども不要となる。これにより、回路構成が複雑化してコストアップするのを防ぐことができる。また、基準位置合わせに際して、バイパスバルブ43を強制的に全閉または全開させる必要がないので、始動不良や急激な車両挙動を防ぐこともできる。
したがって、コストアップの防止と、始動特性への悪影響防止とを両立することが可能となる。
【0038】
【発明の効果】
本発明の請求項1に記載の内燃機関の吸気流量制御装置は、補助吸気流量制御弁の基準位置合わせを行う際に、この目標アイドリング回転数及び現在のアイドリング回転数間の差の絶対値が、第1のしきい値よりも小さくなる第1の読替条件と、演算吸気流量及び基準吸気流量間の差の絶対値が第2のしきい値よりも大きくなる第2の読替条件とが両立した場合、演算吸気量に対応する弁開度の代わりに、基準特性上の基準吸気流量に対応する弁開度を用いる読替工程を行う構成を採用した。
この構成によれば、内燃機関停止時に基準位置あわせを行うものではないため、内燃機関停止時の動作電源をバックアップする駆動回路が不要となる上に、バッテリ上がりを防止するためのタイマ回路なども不要となる。これにより、回路構成が複雑化してコストアップするのを防ぐことができる。また、基準位置合わせに際して、補助吸気流量制御弁を強制的に全閉または全開させる必要がないので、始動不良を防ぐこともできる。
このように、本発明によれば、コストアップの防止と、始動特性への悪影響防止とを両立することが可能となる。
【0039】
本発明の請求項2または請求項3に記載の内燃機関の吸気弁制御装置によれば、上記請求項1に記載の内燃機関の吸気弁制御装置と同様の効果を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の内燃機関の吸気流量制御装置を備えた自動二輪車の一実施形態を示す側面図である。
【図2】同自動二輪車の要部を示す図であって、図1のA部拡大断面図である。
【図3】同自動二輪車の吸気流量制御装置の概略構成を示す説明図である。
【図4】同吸気流量制御装置の動作を説明する説明図である。
【図5】同吸気流量制御装置のECUに記憶されているテーブルを示す図であって、(a)は、ある水温において所定エンジン回転数を得るための空気流量を示す水温テーブルであり、(b)は、バイパスバルブの開度と、その時に流れる補助吸気流量との相関を示す基準質量流量テーブルであって、実線が工場出荷時のバルブ特性、破線が工場出荷時に対して平行にずれた際のバルブ特性を示している。
【図6】同吸気流量制御装置の制御流れを示す説明図である。
【図7】同吸気流量制御装置の制御流れの一部詳細を示す図であって、(a)〜(c)は、図6のステップS1〜S3の各サブルーチンを示している。
【図8】同吸気流量制御装置の制御流れの一部詳細を示す図であって、(a)〜(c)は、図6のステップS4〜S6の各サブルーチンを示している。
【符号の説明】
32a・・・主吸気流路
33・・・スロットル弁
42・・・補助吸気流路
43・・・バイパスバルブ(補助吸気流量制御弁)
44・・・ステップモータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an intake air flow control device for an internal combustion engine, and more particularly to an intake air flow control device for an internal combustion engine that can prevent cost increase and prevent adverse effects on starting characteristics.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As an intake flow control device for an internal combustion engine of this type, an intake flow control device which bypasses a throttle valve and has an auxiliary intake passage having an intake control valve is generally known. According to the intake air flow control device, by controlling the opening degree of the intake control valve during idling, the auxiliary intake air flow flowing through the auxiliary intake passage is adjusted, and the engine speed is reduced to the target idle speed. Can be matched.
[0003]
For example, a stepping motor is used for opening and closing the intake control valve. The valve opening when the step motor is adjusted to the reference position is stored in the memory of the electronic control unit (ECU), and by increasing or decreasing the command value for the reference position, an arbitrary valve opening can be obtained. It becomes possible.
The ECU determines the target valve opening of the intake control valve (that is, the target auxiliary intake flow rate) by detecting the engine speed and the like, and calculates the command value to be supplied to the step motor accordingly. . However, the valve opening may deviate due to aging of the step motor or the like.
[0004]
In order to eliminate such a deviation, the reference position is periodically adjusted, that is, the reference position for forcibly matching the valve opening of the intake valve control recognized by the ECU with the actual valve opening is performed. There is a need.
For that purpose, in
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163873 proposes that the intake control valve is moved to a half-open position after the engine is stopped, and that the valve position is used as a reference position for valve control.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-B-63-42106
[Patent Document 2]
JP-A-6-307267
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in both of
[0007]
In order to avoid this, it is conceivable to perform the reference position adjustment of the intake control valve immediately after the engine is started. In this case, for example, if the fully closed position is set as the reference position, poor start-up (start time Is long, the engine stalls after startup, etc.). Further, if the fully open position is set as the reference position, the intake air flow rate becomes excessively large, resulting in engine malfunction.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an intake air flow control device for an internal combustion engine that can prevent an increase in cost and does not adversely affect the starting characteristics of the internal combustion engine.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
That is, the intake air flow control device for an internal combustion engine according to the first aspect flows through the auxiliary intake passage that is driven by a step motor and the auxiliary intake passage that bypasses a throttle valve provided in the main intake passage. An auxiliary intake flow rate control valve that controls an auxiliary intake flow rate, and an intake flow rate control device that stores a valve opening degree of the auxiliary intake flow rate control valve and a reference characteristic between the auxiliary intake flow rates in advance.
When idling,
A first read condition in which an absolute value of a difference between the target idling rotational speed and the current idling rotational speed is smaller than a first threshold value;
The absolute value of the difference between the calculated intake flow rate when the auxiliary intake flow rate for obtaining the target idling speed is obtained by calculation and the reference intake flow rate when calculated based on the reference characteristics is the second. And a second replacement condition that is larger than the threshold value of
When the first read condition and the second read condition are compatible, the valve opening corresponding to the reference intake flow rate is used along the reference characteristic instead of the valve opening corresponding to the calculated intake flow rate. A reading process is performed.
[0010]
According to the intake air flow control device for an internal combustion engine according to the first aspect, when the first replacement condition is satisfied, it is determined that the current idling rotational speed approaches the target idling rotational speed. When the second read condition is satisfied, it is determined that the auxiliary intake air flow control valve is displaced and needs to be corrected. When the first read condition and the second read condition are compatible, the valve opening corresponding to the reference intake flow is more correct than the valve opening corresponding to the calculated intake flow.
[0011]
An intake valve control device for an internal combustion engine according to
[0012]
According to the second aspect of the present invention, the reference position of the stepping motor is replaced when the current idling speed approaches the target idling speed.
[0013]
The intake valve control device for an internal combustion engine according to
[0014]
According to the third aspect of the present invention, when it is determined that the vehicle is idling at present, the reference position of the stepping motor is read.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
One embodiment of an intake flow control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. However, it is needless to say that the present invention is not limited to this. Note that, in the present embodiment, a case where the present invention is applied to a motorcycle will be described as an example, but it is needless to say that the present invention may be applied to other vehicles.
[0016]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0017]
As shown in FIG. 2, a cylinder head 7 joined to the front end of the
[0018]
As shown in FIG. 3, the intake
[0019]
As shown in FIGS. 2 and 3, the
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
That is, as shown in the lower left diagram of FIG. 4, when the
In the warm-up operation after the start, as shown in the lower center diagram of FIG. 4, the
Further, in the idling after the warm-up operation, as shown in the lower right diagram of FIG. 4, the
[0024]
As shown in FIG. 3, the
The
[0025]
The ECU controls the number of steps of the
The ECU can read the atmospheric pressure value measured by an atmospheric pressure sensor (not shown) and the temperature of the cooling water.
[0026]
The control flow of the above-described intake flow control device 21 (hereinafter, IACV) will be described below with reference to FIGS. FIG. 6 shows an outline of the control flow, and FIGS. 7 and 8 show subroutines accompanying the control flow shown in FIG. In the following description, the idle speed is INE, and the target engine speed is target NE. Also, among the idling rotational speeds, the idling rotational speed to be obtained from now on is set to the current INE, the idling rotational speed obtained one step earlier in time from the present time is set to the previous INE, the actual idling rotational speed obtained by actual measurement is set to the current NE, A description will be given assuming that the idle speed measured one step before in time is NE last time.
[0027]
(1) Flow of step S1
When the ignition is turned on and the control of the IACV is started, first, in step S1, an atmospheric pressure correction coefficient is obtained. That is, as shown in the subroutine of FIG. 7A, in step S1-1, the atmospheric pressure table corresponding to the atmospheric pressure value measured by the atmospheric pressure sensor is referred to by referring to the atmospheric pressure table recorded in the ECU. Calculate the atmospheric pressure correction coefficient. After the atmospheric pressure correction coefficient is obtained in this manner, when starting or running, the process proceeds to step S2 in FIG. If the vehicle is idling, the process proceeds to step S3 in FIG.
[0028]
(2) Flow of step S2
When the process proceeds to step S2, the mass flow rate of intake air at the time of starting or running is obtained. That is, as shown in FIG. 7 (b), in the case of starting, the process proceeds to step S2-1, and among the water temperature tables of the ECU, the water temperature sensor for starting is measured by referring to the water temperature table for starting. The starting mass flow rate corresponding to the set water temperature is calculated. On the other hand, if the vehicle is running, the process proceeds to step S2-2, and among the water temperature tables of the ECU, the running water flow rate corresponding to the water temperature measured by the water temperature sensor is referred to by referring to the running water temperature table. Is calculated. After the mass flow rate of the intake air at the time of starting or traveling is obtained in this way, step S3 in FIG. 6 is skipped and the process proceeds to step S4.
[0029]
(3) Step S3 flow
When the process proceeds to step S3, a mass flow rate required for idling is obtained. That is, as shown in FIG. 7C, in step S3-1, an error is calculated as the absolute value of the difference between the measured current NE and the target NE. In the following step S3-2, the difference △ NE is calculated as the absolute value of the difference between the current NE and the previous NE. In a succeeding step S3-3, a PID mass flow rate is calculated based on the error and the difference ΔNE obtained in steps S3-1 and S3-2. In the subsequent step S3-4, the INE mass flow rate corresponding to the current INE is calculated by adding the PID mass flow rate calculated in step S3-3 to the mass flow rate corresponding to the previous INE. After the current INE mass flow rate is determined in this way, the process proceeds to step S4 in FIG.
[0030]
(4) Flow of step S4
In this step S4, a step position of the motor corresponding to the mass flow rate at the time of starting or running determined in step S2 or the idling mass flow rate (INE mass flow rate) determined in step S3 is determined. That is, as shown in FIG. 8A, first, in step S4-1, it is determined whether or not the engine is at the start. If it is at the time of starting, the process proceeds to step S4-2, and the starting mass flow rate is calculated by correcting the starting mass flow rate using the atmospheric pressure correction coefficient obtained at step S1-1. I do. In the following step S4-3, the target step position corresponding to the starting volume flow rate obtained in step S4-2 is calculated with reference to the volume flow rate table recorded in the ECU. After the target step position is obtained in this way, step S5 in FIG. 6 is skipped and the process proceeds to step S6.
[0031]
On the other hand, when it is determined in step S4-1 that it is not the time of starting, it is determined in step S4-4 whether the vehicle is running. When it is determined that the vehicle is traveling, the process proceeds to step S4-5, and when it is determined that the vehicle is idling, the process proceeds to step S4-7.
If the process proceeds to step S4-5, the running mass flow rate is calculated by correcting the running mass flow rate with the atmospheric pressure correction coefficient obtained in step S1-1. In the following step S4-6, the target step position corresponding to the running volume flow rate obtained in step S4-5 is calculated with reference to the volume flow rate table recorded in the ECU. After the target step position is obtained in this way, step S5 in FIG. 6 is skipped and the process proceeds to step S6.
[0032]
On the other hand, if it is determined in step S4-4 that the vehicle is not running, it is determined that the vehicle is idling and the process proceeds to step S4-7. The idle mass flow rate (INE volume flow rate) is calculated by correcting the idle mass flow rate (INE mass flow rate) with the atmospheric pressure using the atmospheric pressure correction coefficient obtained in step S1-1. In the following step S4-8, the target step position corresponding to the idle volume flow rate obtained in step S4-7 is calculated by referring to the volume flow rate table recorded in the ECU. After the target step position is obtained in this way, the process proceeds to step S5 in FIG.
[0033]
(5) Step S5 flow
In step S5, the reference position of the
More specifically, as shown in FIG. 8B, first, in step S5-1, the error (the target idling rotational speed and the current idling rotational speed detected by the pulse sensor) obtained in step S3-1 are determined. If the absolute value of the difference is determined to be smaller than the predetermined threshold value (first threshold value), the process proceeds to step S5-2, assuming that the first reading condition is satisfied. If the first rewriting condition is not satisfied, the process proceeds to step S6 in FIG. 6 without rewriting.
[0034]
When the process proceeds to step S5-2, the reference volume flow rate is calculated by correcting the reference mass flow rate table in the ECU with the atmospheric pressure using the atmospheric pressure correction coefficient obtained in step S1-1. In the following step S5-3, the target step position a corresponding to the reference volume flow rate obtained in step S5-2 is calculated with reference to the volume flow table in the ECU. In the following step S5-3a, a target step position b corresponding to the INE volume flow is calculated from the volume flow table.
In a succeeding step S5-4, an absolute value of a difference between the target step position a obtained in the step S5-3 and the target step position b obtained in the step S5-3a is calculated, and this is calculated as a predetermined threshold value (the second threshold). If it is determined to be larger than (threshold), the process proceeds to step S5-5, and if it is determined to be smaller, the process proceeds to step S6 in FIG. That is, in step S5-4, the auxiliary intake air flow rate for obtaining the target idling rotational speed is calculated based on the calculated intake air flow rate and the reference based on the reference mass flow rate table (reference characteristic). When the absolute value of the difference from the intake flow rate becomes larger than the second threshold value, the process proceeds to step S6 assuming that the second reading condition is satisfied.
[0035]
When the process proceeds to step S5-5, the target step position obtained in step S5-3a is replaced with the target step position obtained in step S5-3.
That is, the target step position b (the valve opening corresponding to the calculated intake flow rate) obtained by the calculation is changed to the reference step position a (the valve opening corresponding to the reference intake flow rate on the reference characteristic) obtained based on the reference mass flow rate table. Degree). More specifically, as shown in FIG. 5B, when the IACV opening shifts in parallel with the valve characteristic shown by the broken line due to aging or the like from the valve characteristic at the time of factory shipment shown by the solid line, the same air Instead of the IACV opening (step position) for obtaining the flow rate obtained by calculation, an IACV opening obtained from valve characteristics at the time of factory shipment is adopted. For example, in the example shown in the figure, the IACV opening obtained by the calculation is ST2, but this is replaced with ST1 and read. As a result, even if a deviation occurs in the valve characteristics, it is possible to correct the deviation by software. After the target step position is read in this way, the process proceeds to step S6 in FIG.
[0036]
(6) Step S6 flow
In step S6, the
[0037]
As described above, the intake flow
According to this configuration, since the reference position adjustment is not performed when the
Therefore, it is possible to achieve both prevention of cost increase and prevention of adverse effects on the starting characteristics.
[0038]
【The invention's effect】
The intake air flow control device for an internal combustion engine according to
According to this configuration, since the reference position adjustment is not performed when the internal combustion engine is stopped, a drive circuit for backing up the operating power supply when the internal combustion engine is stopped is not required, and a timer circuit or the like for preventing the battery from running down is also required. It becomes unnecessary. Thereby, it is possible to prevent the circuit configuration from becoming complicated and increasing the cost. In addition, it is not necessary to forcibly fully close or fully open the auxiliary intake flow rate control valve at the time of the reference position alignment, so that poor starting can be prevented.
As described above, according to the present invention, it is possible to achieve both prevention of cost increase and prevention of adverse effects on the starting characteristics.
[0039]
According to the intake valve control device for an internal combustion engine according to the second or third aspect of the present invention, it is possible to obtain the same effect as the intake valve control device for an internal combustion engine according to the first aspect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a motorcycle provided with an intake air flow control device for an internal combustion engine of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a main part of the motorcycle, and is an enlarged sectional view of a part A in FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an intake air flow control device of the motorcycle.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating the operation of the intake flow control device.
FIG. 5 is a diagram showing a table stored in an ECU of the intake air flow control device, wherein (a) is a water temperature table showing an air flow for obtaining a predetermined engine speed at a certain water temperature; b) is a reference mass flow rate table showing the correlation between the opening degree of the bypass valve and the auxiliary intake flow rate flowing at that time. The solid line is shifted from the factory to the valve characteristics, and the broken line is shifted in parallel to the factory shipping. This shows the valve characteristics at the time.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a control flow of the intake air flow control device.
7 is a diagram showing a part of a control flow of the intake air flow control device in detail, and (a) to (c) show respective subroutines of steps S1 to S3 in FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a part of a control flow of the intake air flow control device, and (a) to (c) show respective subroutines of steps S4 to S6 in FIG.
[Explanation of symbols]
32a: Main intake passage
33 ・ ・ ・ Throttle valve
42 ... Auxiliary intake passage
43 ・ ・ ・ Bypass valve (auxiliary intake flow rate control valve)
44 ・ ・ ・ Step motor
Claims (3)
アイドリング時に、
目標アイドリング回転数及び現在のアイドリング回転数間の差の絶対値が、第1のしきい値よりも小さくなる第1の読替条件と、
前記目標アイドリング回転数を得るための前記補助吸気流量を、演算により求めた場合の演算吸気流量、及び、前記基準特性に基づいて求めた場合の基準吸気流量間の差の絶対値が、第2のしきい値よりも大きくなる第2の読替条件とを求め、
これら第1の読替条件及び第2の読替条件が両立した場合に、前記演算吸気流量に対応する弁開度の代わりに、前記基準特性に沿って前記基準吸気流量に対応する弁開度を用いる読替工程を行う
ことを特徴とする内燃機関の吸気流量制御装置。An auxiliary intake flow path that bypasses a throttle valve provided in the main intake flow path; an auxiliary intake flow rate control valve that is driven by a step motor to control an auxiliary intake flow rate that flows through the auxiliary intake flow path; In the intake flow rate control device which stores in advance the reference characteristics between the valve opening degree of the control valve and the auxiliary intake flow rate,
When idling,
A first read condition in which an absolute value of a difference between the target idling rotational speed and the current idling rotational speed is smaller than a first threshold value;
The absolute value of the difference between the calculated intake flow rate when the auxiliary intake flow rate for obtaining the target idling speed is obtained by calculation and the reference intake flow rate when calculated based on the reference characteristics is the second. And a second replacement condition that is larger than the threshold value of
When the first read condition and the second read condition are compatible, the valve opening corresponding to the reference intake flow rate is used along the reference characteristic instead of the valve opening corresponding to the calculated intake flow rate. An intake air flow control device for an internal combustion engine, which performs a reading process.
現在のアイドリング回転数が目標となるアイドリング回転数に近づいた場合に、前記ステップモータの基準位置を読み替える
ことを特徴とする内燃機関の吸気弁制御装置。In an intake valve control apparatus for an internal combustion engine, an auxiliary intake flow path that bypasses a throttle valve is provided in an intake system of the internal combustion engine, and an auxiliary intake flow rate control valve that is connected to a step motor and opens and closes the auxiliary intake flow path. ,
An intake valve control device for an internal combustion engine, wherein the reference position of the step motor is read when the current idling speed approaches a target idling speed.
現在アイドル中であるか否かを判定する手段と、現在アイドル中だと判断された場合に、前記ステップモータの基準位置読み替えを実行する手段とを備えることを特徴とする内燃機関の吸気弁制御装置。In an intake valve control apparatus for an internal combustion engine, an auxiliary intake flow path that bypasses a throttle valve is provided in an intake system of the internal combustion engine, and an auxiliary intake flow rate control valve that is connected to a step motor and opens and closes the auxiliary intake flow path. ,
An intake valve control system for an internal combustion engine, comprising: means for determining whether or not the engine is currently idling, and means for rewriting the reference position of the step motor when it is determined that the engine is idle. apparatus.
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070710 |