JP2008190473A - エンジンの吸入空気量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの吸入空気量制御について、標高が変化してもスロットルバルブ全閉時のバイパス空気量を的確に制御して、良好なエンジン運転状態を維持できるようにする。
【解決手段】車両に搭載したエンジン１の吸気管路２においてスロットルバルブ５を迂回するバイパス路３に配設したＩＳＣバルブ４を電子制御ユニット１０の電子的制御手段で開閉操作することによりスロットルバルブ５全閉時のバイパス空気量を調整して所定のエンジン回転速度を維持するための吸入空気量制御装置において、その電子的制御手段が、大気圧検出手段としての吸気管圧力センサ１２の検出信号により大気圧を検知し、そのときの大気圧値に応じて少なくともエンジンストールを回避可能なバイパス空気量を確保するバルブ開度の下限値を設定して、ＩＳＣバルブ４の制御を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの吸入空気量制御装置に関し、殊に、ＩＳＣバルブ（バイパス空気量調整バルブ）を有するスロットルバルブのバイパス路を吸気通路に備えたエンジンシステムにおいて、エンジン減速時に少なくとも必要最小限のバイパス空気量を確保するためにバルブ開度の下限値を設定して、制御を実行する吸入空気量制御装置に関するものである。

車両に搭載されるエンジンシステムについて、例えば特開昭６３−２９０３４号公報に記載されているように、吸気通路にスロットルバルブをバイパスするバイパス路を設けるとともに、車両の減速状態を検知しながらバイパス路に設けたＩＳＣバルブを開閉操作して制御を実行する吸入空気量制御装置を備えたものが知られている。

このような吸入空気量制御装置は、スロットルバルブが全閉となるアイドル運転状態やエンジンの減速状態に応じてＩＳＣバルブを開閉操作することにより、バイパス空気量を調整しながらエンジン回転速度を予め設定した目標回転速度（アイドル回転速度）前後に収まるように制御する。また、このＩＳＣバルブの開度制御においては、必要以上にバイパス空気量を減らしてエンジンストールとならないように、下限（閉側）規制を行っているのが一般的である。

しかし、空気密度の異なる低地と高地においては必要とされる空気流量が異なることから、低地で設定したバルブ開度の下限値のままでは、車両の移動により標高が高くなった際に減速等によるエンジン回転速度低下により、ＩＳＣバルブが過剰に閉じることでバイパス空気量が不足して、エンジンストール等のトラブルを発生することがある。
特開昭６３−２９０３４号公報

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、エンジンの吸入空気量制御について、標高が変化してもスロットルバルブ全閉時のバイパス空気量を的確に制御して、良好なエンジン運転状態を維持できるようにすることを課題とする。

そこで、本発明は、車両搭載エンジンの吸気通路においてスロットルバルブを迂回するバイパス路に配設したＩＳＣバルブを電子的制御手段により開閉操作して前記スロットルバルブ全閉時のバイパス空気量を調整することにより所定のエンジン回転速度を維持する吸入空気量制御装置において、前記電子的制御手段が、所定の大気圧検出手段の検出信号により大気圧を検知し、そのときの大気圧値に応じて少なくともエンジンストールを回避可能なバイパス空気量を確保するバルブ開度の下限値を設定して前記ＩＳＣバルブの制御を実行することとした。

スロットルバルブ全閉時にバイパス空気量を調整する吸入空気量制御装置は、バルブ開度の下限値を設定してエンジン回転速度の過剰低下を回避するのが通常であるが、本発明において、検知した大気圧値に応じてその下限値を決定して設定するようにしたことで、高度の上昇により空気密度が低下した場合でもエンジン回転速度が過剰に低下しないものとして、エンジンストール等のトラブルに陥ること有効に回避できる。

また、そのバルブ開度の下限値の決定を、大気圧値に対応する補正係数で既設の下限値を補正することにより行うものとすれば、的確な下限値を容易に決定でき、或いは、大気圧値と、この大気圧値に応じて所定のエンジン回転速度を少なくとも維持可能とするバルブ開度の下限値とからなるマップを記憶手段に記憶しておきこのマップを用いて行うものとすれば、電子的制御手段の処理能力に過剰な負荷をかけずに迅速な制御が可能となる。

更に、上述した吸入空気量制御装置において、その大気圧検出手段を吸気通路に配設した吸気管圧力センサとし、検知した吸気管圧力値を基に所定の方法で大気圧を推定するものとすれば、吸入空気量制御装置がスピードデンシティ方式のエンジン回転速度制御装置を兼ねている場合等において、大気圧検出装置を新たに設ける必要がない。

検知した大気圧値を基にＩＳＣバルブ開度の下限値を決定するという本発明によると、標高が変化してもスロットルバルブ全閉時のバイパス空気量を的確に制御することができ、良好なエンジン運転状態を維持することができるものである。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は本発明の実施の形態についての車両に搭載されるエンジンシステムの配置図を示すものであり、エンジン１の吸気通路を形成する吸気管路２にスロットルバルブ５を迂回するバイパス路３が設けられ、このバイパス路３には吸入空気量制御装置としての電子制御ユニット１０により所定のアクチュエータで開閉操作されるＩＳＣバルブ４が設けられている。

また、吸気管路２には、スロットル開度センサ１１、吸気管圧力センサ１２が配設され、エンジン１側にはエンジン回転センサ１３が配設されており、電子制御ユニット１０がこれらセンサ類に電気的に接続されて各出力信号が入力されるようになっている。

そして、エンジン１のアイドル運転時にはスロットルバルブ５が全閉状態となるが、電子制御ユニット１０がスロットル開度センサ１１でスロットルバルブ５の全閉状態を検知して、ＩＳＣバルブ４の開度を操作することによりバイパス路３を通るバイパス空気量を調整して、エンジン回転速度が予め設定した目標回転速度（アイドル回転速度）となるように制御するものであり、このこと自体は従来の吸入空気量制御装置と同様であって周知の技術である。

更に、本実施の形態では、電子制御ユニット１０の記憶手段に、以下に述べる吸入空気量制御方法を実行するための制御プログラムが格納され、これを自動的に実行するようになっている点が本発明の特徴部分となっている。尚、電子制御ユニット１０は吸入空気量制御のための専用の吸入空気量制御装置としてエンジンシステムに設けてもよいが、エンジンシステムの全般的な制御を行う汎用の電子制御ユニットに、この吸入空気量制御プログラムを追加的に格納して吸入空気量制御装置を兼ねるものとすれば、コスト面で有利なものとなる。

上述したように、アイドル運転時にスロットルバルブ５が開状態から全閉状態となることから、電子制御ユニット１０でＩＳＣバルブ４を開閉操作してバイパス通路３を流れるバイパス空気量を調整し、エンジン回転速度を予め設定した目標エンジン回転速度（アイドルエンジン速度）となるように制御する。例えば、通常走行から急に減速したとき、スロットルバルブ５は開状態から全閉状態となるが、その際のエンジン回転速度は目標エンジン回転速度よりも高いところにあるため、ＩＳＣバルブ４の開度を絞ってバイパス通路３に流れるバイパス空気量を減らし、エンジン回転速度を低下させるように制御する。

このとき、クラッチを切る等の操作によりエンジン負荷が減少すると、急激にエンジン回転速度が低下する。そのため、ＩＳＣバルブ４が閉じすぎて空気量不足によるエンジンストールに陥らないようにバルブ開度の下限値を設定しておき、これに従ってＩＳＣバルブ４の開閉操作を行うことで空気量不足によるエンジン運転状態の不調を回避しようとする。

しかしながら、従来例においては、ＩＳＣバルブ４の開度の下限値を低地で設定した場合、車両の走行により標高が上がって高地となったときに空気密度の違いで低地と高地とではエンジンに必要となる吸入空気量が異なるため、ＩＳＣバルブ４を過剰に閉じていまい、空気量不足によるエンジンストール等のトラブルの原因となっていた。

そこで、本実施の形態においては、吸入空気量制御装置としての電子制御ユニット１０が、大気圧検出手段としての吸気管圧力センサ１２を用いて所定の手順によりそのときの大気圧を測定（推定）し、その大気圧値に応じてＩＳＣバルブの下限値を設定するものとして、ＩＳＣバルブ４の閉じ過ぎによるバイパス空気量不足を回避して、エンジンストール等のトラブルを防止するようにしたものである。

尚、吸気管圧力センサ１２を用いて大気圧を測定する場合、検知した吸気管圧力値を用いて所定の算出方法により近似大気圧を導出して大気圧を推定する等のいくつかの手順が知られているが、専用の大気圧センサを配設して直接大気圧を検出しても良いことは言うまでもない。しかしこの場合、比較的高価な大気圧センサを新たに配設することはコスト面で不利となりやすい。

本実施の形態における大気圧に応じたバルブ開度の下限値の決定は、検知した大気圧値に対応する補正係数等を用いて既に設定した下限値を補正（大気圧補正）して行うものとすればよく、これにより的確な下限値を容易に決定できるものとなる。一方、これとは異なる方法として、その記憶手段に、大気圧値と、大気圧値に応じて所定のエンジン回転速度を少なくとも維持可能なバルブ開度の下限値とをマップにして予め記憶手段に記憶しておき、このマップを用いて行うこともできる。この場合には、電子制御ユニット１０の処理能力に過剰な負荷をかけずに迅速な制御が行える。

図２は本実施の形態による制御結果を示すグラフであり、減速走行移行によりスロットルバルブ５が全閉となると、ＩＳＣバルブ４は閉じる方向に制御されるが、エンジン回転速度は車軸の回転によりすぐには低下しないことが判明するが、低地から高地に移動した車両の場合には、このような状態で運転者がクラッチを切ることにより、破線で示す大気圧補正のない下限値の従来例ではバイパス空気量が不足してエンジンストールに陥りやすかった。

これに対し、下限値に大気圧補正を行っている実線で示す本実施の形態によれば、空気密度に応じて少なくともエンジンストールを回避可能なバイパス空気量を確保するバルブ開度の下限値でＩＳＣバルブ４の閉じ動作が止まるため、エンジン回転速度の過剰な低下を回避することができ、エンジンストールを有効に防止することができる。

以上、述べたように、エンジンの吸入空気量制御について、本発明により標高が変化しても減速走行等のスロットルバルブ全閉時のバイパス空気量を的確に制御することができ、良好なエンジン運転状態を維持できるようになった。

本発明における実施の形態のエンジンシステムの配置図。 図１の電子制御ユニットによる制御結果を示すグラフ。

符号の説明

１ エンジン、２ 吸気管路、３ バイパス路、４ ＩＳＣバルブ、５ スロットルバルブ、１０ 電子制御ユニット、１１ スロットルバルブ開度センサ、１２ 吸気管圧力センサ、１３ エンジン回転センサ

Claims (4)

1. 車両搭載エンジンの吸気通路においてスロットルバルブを迂回するバイパス路に配設したＩＳＣバルブを電子的制御手段により開閉操作して前記スロットルバルブ全閉時のバイパス空気量を調整することにより所定のエンジン回転速度を維持する吸入空気量制御装置において、前記電子的制御手段が、所定の大気圧検出手段の検出信号により大気圧を検知し、そのときの大気圧値に応じて少なくともエンジンストールを回避可能なバイパス空気量を確保するバルブ開度の下限値を設定して前記ＩＳＣバルブの制御を実行することを特徴とするエンジンの吸入空気量制御装置。
2. 前記下限値の設定は、前記大気圧値に対応する補正係数で既設の前記下限値を補正することにより行われることを特徴とする請求項１に記載したエンジンの吸入空気量制御装置。
3. 前記下限値の設定は、記憶手段に記憶した大気圧値と、この大気圧値に応じて所定のエンジン回転速度を少なくとも維持可能とする前記下限値とからなるマップを用いて行われることを特徴とする請求項１に記載したエンジンの吸入空気量制御装置。
4. 前記大気圧検出手段は、前記吸気通路に配設した吸気管圧力センサであり、検知した吸気管圧力値を基に所定の方法で大気圧値を推定することを特徴とする請求項１，２または３に記載したエンジンの吸入空気量制御装置。
   

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