JP2007085257A - Engine rotational speed control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はエンジン回転速度制御装置、特にプランジャの往復運動により空気流量を調整するバイパスエア量制御弁を用いた単気筒エンジンの回転速度制御装置に関するものである。 The present invention relates to an engine rotation speed control device, and more particularly to a rotation speed control device for a single cylinder engine using a bypass air amount control valve for adjusting an air flow rate by reciprocating movement of a plunger.
従来の多気筒エンジンの回転速度制御装置においては、エンジンの吸気通路に介装されたスロットル弁を迂回するバイパスエア通路を設けると共に、このバイパスエア通路にバイパスエア量制御弁を設け、実際の回転速度が目標回転速度に近づくようにバイパスエア量制御弁の開度を設定してフィードバック制御を行なっている。 In a conventional multi-cylinder engine rotational speed control device, a bypass air passage that bypasses the throttle valve interposed in the intake passage of the engine is provided, and a bypass air amount control valve is provided in the bypass air passage to perform actual rotation. Feedback control is performed by setting the opening of the bypass air amount control valve so that the speed approaches the target rotational speed.
このようなフィードバック制御においては、バイパスエア量制御弁の分解能の粗さによって目標回転速度を実現することができず、目標回転速度付近でエンジン回転速度がハンチングを起こすことがある。また、目標回転速度と実回転速度との偏差(以下、単に偏差と云う)に不感帯を設けた量に応じて吸入空気量をフィードバックすることでハンチングを回避するようにしたフィードバック制御も知られている。(例えば特許文献1参照)。 In such feedback control, the target rotational speed cannot be realized due to the coarse resolution of the bypass air amount control valve, and the engine rotational speed may cause hunting in the vicinity of the target rotational speed. Also known is feedback control in which hunting is avoided by feeding back the intake air amount in accordance with the amount of dead zone provided in the deviation between the target rotational speed and the actual rotational speed (hereinafter simply referred to as deviation). Yes. (For example, refer to Patent Document 1).
また、プランジャの往復運動により空気流量を調整するバイパスエア量制御弁を用いた単気筒エンジンの回転速度制御においては、その開弁/閉弁(ON/OFF)タイミングを、エンジンの回転状態に同調させるのが一般的である。 In addition, in the rotational speed control of a single cylinder engine using a bypass air amount control valve that adjusts the air flow rate by the reciprocating motion of the plunger, the valve opening / closing (ON / OFF) timing is synchronized with the rotational state of the engine. It is common to make it.
従来のエンジン回転速度制御装置は前記のように構成されているが、単気筒エンジンのバイパスエア量制御弁を駆動していない時のクランク角信号と吸気管圧力の関係を示す模式図を図3に示すように、単気筒エンジンの場合には、同図(b)に示すエンジンの各行程に対応した吸気管圧力変化は同図(f)に示すように、かなり大きくなっている。 FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between the crank angle signal and the intake pipe pressure when the conventional engine rotational speed control device is configured as described above but the bypass air amount control valve of the single cylinder engine is not driven. As shown in the figure, in the case of a single cylinder engine, the intake pipe pressure change corresponding to each stroke of the engine shown in the figure (b) is considerably large as shown in the figure (f).
一般的に、単気筒エンジンの場合、吸入空気量を推定するための吸気管圧力計測値は図3(d)に示す吸気バルブの開状態における吸気管圧力を定時間サンプリングし、その平均値を使用することが多い。 Generally, in the case of a single cylinder engine, the intake pipe pressure measurement value for estimating the intake air amount is obtained by sampling the intake pipe pressure in the open state of the intake valve shown in FIG. Often used.
また、バイパスエア量制御弁を駆動した時のクランク角信号とバイパスエア量制御弁と吸気管圧力の関係を示す模式図を図4に示し、エンジンの各工程を同図(b)に、吸気バルブの状態を同図(d)に、バイパスエア量制御弁の状態を同図(e)に示すように、バイパスエア量制御弁の開弁タイミングは、効率よく空気を吸入させる狙いで、エンジンの吸気行程(吸気バルブ開状態)に設定するのが一般的であった。 FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the crank angle signal when the bypass air amount control valve is driven, the bypass air amount control valve, and the intake pipe pressure. FIG. As shown in FIG. 4 (d) and the bypass air amount control valve in the same state (e), the valve opening timing of the bypass air amount control valve is designed to efficiently inhale air. Generally, the intake stroke (intake valve open state) is set.
そのため、バイパスエア量制御弁の開弁/閉弁状態により、図4(f)に破線で示すように、吸気管圧力が異なってしまうようなことが起きると、同じエンジン回転速度・負荷状態にもかかわらず、バイパスエア量制御弁の駆動状態により検出される吸気管圧力が異なってしまうので、吸気管圧力値を基に燃料噴射量を求めるエンジン制御装置においては、バイパスエア量制御弁の動作による影響が無視できないという問題点がある。 Therefore, if the intake pipe pressure changes due to the open / closed state of the bypass air amount control valve, as shown by the broken line in FIG. 4 (f), the same engine speed / load state is obtained. However, since the detected intake pipe pressure varies depending on the drive state of the bypass air amount control valve, the engine control device for determining the fuel injection amount based on the intake pipe pressure value operates the bypass air amount control valve. There is a problem that the influence of cannot be ignored.
さらに、バイパスエア量制御弁の開弁→閉弁タイミングが吸気バルブの開弁→閉弁のタイミング近傍になると、エンジンの回転変動で実際のバイパスエア量制御弁の開弁→閉弁タイミングがエンジンの回転毎に吸気バルブの開弁→閉弁タイミングの前後になる状態が発生し、吸入空気量にバラツキが発生して、エンジンの回転変動が助長されることになる。即ち、図4に示す状態が例えば交互に発生するという問題点がある。
なお、このような現象は、バイパスエア量の割合が高くなるアイドル状態においては顕著である。
Furthermore, when the bypass air amount control valve opening timing is close to the intake valve opening timing, the actual bypass air amount control valve opening timing will be Each time the engine is rotated, a state occurs before and after the intake valve opens and closes, and the intake air amount varies, which promotes engine rotation fluctuations. That is, there is a problem that the state shown in FIG. 4 occurs alternately, for example.
Such a phenomenon is remarkable in an idle state in which the ratio of the bypass air amount is high.
この発明は上述のような問題点を解決するためになされたもので、吸気管圧力計測時にバイパスエア量制御弁の開弁/閉弁状態の影響を受けることがなく、エンジン回転速度・負荷状態に応じた量の燃料を噴射することができ、エンジンの不調を防止することができるエンジン回転速度制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is not affected by the open / close state of the bypass air amount control valve when measuring the intake pipe pressure. It is an object of the present invention to provide an engine speed control device capable of injecting an amount of fuel corresponding to the engine and preventing engine malfunction.
この発明に係るエンジン回転速度制御装置は、エンジンの吸気通路に設けられ、スロットル弁を迂回するバイパスエア通路、前記バイパスエア通路のバイパスエア量をプランジャの往復運動により調整するバイパスエア量制御弁、および前記バイパスエア量制御弁にエンジンのクランク角信号に同期したデューティ駆動信号を与え、前記バイパスエア量制御弁の開弁、閉弁を制御するコントロールユニットを備えたエンジン回転速度制御装置において、前記コントロールユニットは、前記バイパスエア量制御弁の開弁開始駆動信号を吸気バルブの閉弁中に出力するものである。 An engine rotational speed control device according to the present invention is provided in an intake passage of an engine, bypass air passage that bypasses a throttle valve, bypass air amount control valve that adjusts the bypass air amount of the bypass air passage by a reciprocating motion of a plunger, And an engine rotational speed control device comprising a control unit that applies a duty drive signal synchronized with an engine crank angle signal to the bypass air amount control valve, and controls the opening and closing of the bypass air amount control valve. The control unit outputs a valve opening start drive signal for the bypass air amount control valve while the intake valve is closed.
この発明に係るエンジン回転速度制御装置は前記のように構成されているため、吸気管圧力計測時にバイパスエア量制御弁の開弁/閉弁状態の影響を受けることがなくなり、エンジン回転速度・負荷状態に応じた量の燃料を噴射することができ、エンジンの不調を防止することができる。 Since the engine speed control device according to the present invention is configured as described above, it is not affected by the open / close state of the bypass air amount control valve at the time of intake pipe pressure measurement. An amount of fuel corresponding to the state can be injected, and an engine malfunction can be prevented.
なお、吸気バルブの閉弁中にのみバイパスエア量制御弁を開弁、即ち、吸気バルブが開弁するまでにバイパスエア量制御弁を閉弁するとしても、インマニ内に空気が充填され、次の吸気バルブ開弁タイミング時には、その充填された空気がエンジンシリンダ内に送り込まれるので、アイドル時の空気量不足になることはない。 Even if the bypass air amount control valve is opened only while the intake valve is closed, that is, the bypass air amount control valve is closed before the intake valve is opened, the intake manifold is filled with air, At the intake valve opening timing, the filled air is sent into the engine cylinder, so that the amount of air during idling does not become insufficient.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図にもとづいて説明する。図1は、実施の形態1によるエンジン回転速度制御装置がエンジンに取り付けられた状態を示す概略構成図、図2は、実施の形態1において、吸気バルブが閉じている状態の中でバイパスエア量制御弁を開閉した時のクランク角信号とバイパスエア量制御弁と吸気管圧力の関係を示す模式図である。
図1において、コントロールユニット1は、エンジンEの吸入空気の温度を計測する吸気温センサ2、スロットル弁3の開度を計測するスロットルポジションセンサ4、スロットル弁3の下流の吸入空気圧力を計測する吸気圧センサ5、エンジンEの壁面温度を計測するエンジン温度センサ6、同じくエンジンEのクランク位置を計測するクランク角センサ7の情報から、適切な燃料噴射時期、燃料噴射量を演算し、燃料噴射モジュール8に駆動信号を出力する。
In FIG. 1, the
また同じく、前記各種センサの情報から、適切な点火信号を点火コイル9に出力する。さらに、スロットル弁3を迂回するバイパスエア通路BAにはバイパスエア量制御弁10が取り付けられており、コントロールユニット1は、上述した各種センサの情報から、適切なタイミングで前記バイパスエア量制御弁10に駆動信号を出力するようにされている。
Similarly, an appropriate ignition signal is output to the
次に、バイパスエア量制御弁10の制御動作について説明する。
図4(a)に示すクランク角信号毎に現在のクランク角信号が何番目なのかを図示しない方法でチェックし、現在のクランク角信号の番号が図4(e)に示すバイパスエア量制御弁10の開弁タイミング(XNUMKAI:図2(a)のクランク角信号8番、図4(a)のクランク角信号17番)ならば、バイパスエア量制御弁の開弁開始駆動信号を出力する。
なお、このバイパスエア量制御弁の開弁タイミング(XNUMKAI)は実験的に求めた最適値を当てはめたり、吸気バルブが閉じているタイミングの値を当てはめたりする。
Next, the control operation of the bypass air
For each crank angle signal shown in FIG. 4 (a), the number of the current crank angle signal is checked by a method not shown, and the number of the current crank angle signal is the bypass air amount control valve shown in FIG. 4 (e). If the valve opening timing is 10 (XNUMKAI: crank
In addition, the valve opening timing (XNUMKAI) of the bypass air amount control valve is applied to an experimentally obtained optimum value or a timing value at which the intake valve is closed.
クランク角信号の番号がバイパスエア量制御弁の開弁タイミング(XNUMKAI)の時、前記開弁開始駆動信号を出力した後、次にバイパスエア量制御弁の閉弁タイミングを各種センサやエンジン回転速度等の情報から演算し、コントロールユニット1内の図示しないタイマ機能を利用してバイパスエア量制御弁10に対し閉弁開始駆動信号を出力する。
When the crank angle signal number is the valve opening timing (XNUMKAI) of the bypass air amount control valve, after the valve opening start drive signal is output, the valve closing timing of the bypass air amount control valve is then set to various sensors and engine speed. The valve closing start drive signal is output to the bypass air
このとき、前記で演算したバイパスエア量制御弁の閉弁タイミングが、クランク角信号から得られる吸気バルブ閉弁タイミングの近傍になりそうと判断された場合には、前記で演算されたタイミングより短時間でバイパスエア量制御弁を閉じるように補正をかける。
さらに、バイパスエア量制御弁閉弁タイミングを図4(d)に示す吸気バルブの開弁から閉弁となるクランク角信号の番号(XNUMHEI:図4(a)のクランク角信号2番)までに行なうという制限を設けても良い。
At this time, if it is determined that the closing timing of the bypass air amount control valve calculated above is likely to be close to the intake valve closing timing obtained from the crank angle signal, it is shorter than the timing calculated above. Make corrections to close the bypass air amount control valve over time.
Further, the bypass air amount control valve closing timing is from the opening of the intake valve shown in FIG. 4 (d) to the number of the crank angle signal (XNUMHEI:
また、バイパスエア量制御弁の閉弁タイミングを図2(d)に示す吸気バルブの閉弁から開弁となるクランク角信号の番号(XNUMHEI:図2(a)のクランク角信号17番)までに行なうという制限を設けても良い。
Also, the closing timing of the bypass air amount control valve is from the closing of the intake valve to the opening of the crank angle signal shown in FIG. 2D (XNUMHEI:
なお、上述した実施の形態では、図2、図4のようにクランク角信号がエンジン一回転につき複数パルス発生する多突起タイプのもので説明したが、エンジン一回転につきクランク角信号が1パルス発生する大突起タイプのクランク角信号による制御としても良い。 In the above-described embodiment, the multi-projection type has been described in which the crank angle signal generates a plurality of pulses per engine revolution as shown in FIGS. 2 and 4, but one crank angle signal is generated per engine revolution. Control by a crank angle signal of a large protrusion type.
1 コントロールユニット、 2 吸気温センサ、 3 スロットル弁、
4 スロットルポジションセンサ、 5 吸気圧センサ、 6 エンジン温度センサ、
7 クランク角センサ、 8 燃料噴射モジュール、 9 点火コイル、
10 バイパスエア量制御弁、 11 燃料タンク、 E エンジン、
BA バイパスエア通路。
1 control unit, 2 intake air temperature sensor, 3 throttle valve,
4 throttle position sensor, 5 intake pressure sensor, 6 engine temperature sensor,
7 Crank angle sensor, 8 Fuel injection module, 9 Ignition coil,
10 Bypass air amount control valve, 11 Fuel tank, E engine,
BA bypass air passage.
Claims (3)
前記コントロールユニットは、前記バイパスエア量制御弁の開弁開始駆動信号を吸気バルブの閉弁中に出力することを特徴とするエンジン回転速度制御装置。 A bypass air passage that is provided in the intake passage of the engine and bypasses the throttle valve, a bypass air amount control valve that adjusts the bypass air amount of the bypass air passage by a reciprocating motion of a plunger, and an engine crank in the bypass air amount control valve In an engine rotation speed control device including a control unit that gives a duty drive signal synchronized with an angle signal and controls opening and closing of the bypass air amount control valve,
The engine rotation speed control device, wherein the control unit outputs a valve opening start drive signal of the bypass air amount control valve while the intake valve is closed.
前記コントロールユニットは、前記バイパスエア量制御弁の閉弁開始駆動信号を吸気バルブの開弁中に出力することを特徴とするエンジン回転速度制御装置。 A bypass air passage that is provided in the intake passage of the engine and bypasses the throttle valve, a bypass air amount control valve that adjusts the bypass air amount of the bypass air passage by a reciprocating motion of a plunger, and an engine crank in the bypass air amount control valve In an engine rotation speed control device including a control unit that gives a duty drive signal synchronized with an angle signal and controls opening and closing of the bypass air amount control valve,
The engine rotation speed control device, wherein the control unit outputs a valve closing start drive signal for the bypass air amount control valve while the intake valve is open.
前記コントロールユニットは、前記バイパスエア量制御弁の閉弁開始駆動信号を吸気バルブの閉弁中に出力することを特徴とするエンジン回転速度制御装置。 A bypass air passage that is provided in the intake passage of the engine and bypasses the throttle valve, a bypass air amount control valve that adjusts the bypass air amount of the bypass air passage by a reciprocating motion of a plunger, and an engine crank in the bypass air amount control valve In an engine rotation speed control device including a control unit that gives a duty drive signal synchronized with an angle signal and controls opening and closing of the bypass air amount control valve,
The engine rotation speed control device, wherein the control unit outputs a valve closing start drive signal for the bypass air amount control valve while the intake valve is closed.
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