JP2510878B2 - 内燃機関の補助空気量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、機関に供給する補助空気量を制御すること
により機関のアイドル回転数を目標アイドル回転数にフ
ィードバック制御する機能を有する自動車用内燃機関の
補助空気量制御装置に関する。

〈従来の技術〉 従来の内燃機関の補助空気量制御装置としては、スロ
ットル弁をバイパスする補助空気通路に補助空気量制御
用の補助空気制御弁を設け、機関冷却水温に基づいて基
本制御量を定め、アイドル運転条件においては、機関回
転数と目標アイドル回転数とを比較して比較結果に基づ
きフィードバック補正量を増減して設定し、このフィー
ドバック補正量により補助空気制御弁の制御量を増減し
て、補助空気制御弁を介して補助空気量を制御するよう
にしたものが知られている（実開昭60-188840号公報等
参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、このような従来の内燃機関の補助空気量制
御装置にあっては、アイドル運転状態になって、所定時
間経過してからフィードバック制御を開始する、いわゆ
る遅延手段を設けている。

これは、第４図に示すように、アイドル運転中に空吹
かしを行った場合等に、一時的に機関回転数が吹き上が
りアイドル運転状態を脱した後またアイドル運転状態に
戻るが、そのアイドル運転状態再開と同時にフィードバ
ック制御を開始すると、まだ機関回転数が落ちきってい
ないため、機関回転数と目標アイドル回転数との差が大
き過ぎ、このときフィードバック制御により回転数を急
激に低下させると、その反動で回転数が逆に目標アイド
ル回転数より落ちこんでしまう（図示破線）。そこで、
遅延時間Ｔを設け、自然に回転数がある程度低下するの
を待ってからフィードバック制御を開始して機関回転数
の落ち込みを防止している（図示実線）。

しかしながら、この空吹かし等の場合を考慮して、遅
延時間Ｔを長めに設定しているため、第５図に示すよう
に、機関回転数と目標アイドル回転数との差がそれほど
大きくない通常の運転状態でアイドル状態に復帰したと
きにも、同じ所定時間、フィードバック制御の開始が遅
延されるために、機関回転数の回復が遅れ、また、前回
のアイドル時と電気的負荷等の条件が違っている場合に
も前回のフィードバック補正量（図示I₁）を用いるた
め、エンストやステージの吹き上がりが生じるという問
題点があった。尚、第５図の例は、運転中に電気的負荷
が増加した場合を示しており、アイドル運転状態再開後
の遅延時間中に回転数が落ち込んでエンストの可能性の
ある場合を示している。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、遅延時間
の設定に検討を加え、最適な補助空気量制御装置を提供
することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、スロットル弁をバイパスする補
助空気通路に補助空気制御弁を備え、この補助空気制御
弁への制御量を制御することにより補助空気量を制御す
る内燃機関の補助空気量制御装置において、第１図に示
すように、（ａ）〜（ｅ）の手段を設ける他、新たに
（ｆ），（ｇ）の手段を設ける構成とした。

（ａ） 機関冷却水温に基づいて基本制御量を設定する
基本制御量設定手段 （ｂ） アイドル運転条件を検出してアイドル回転数フ
ィードバック制御指令を発するアイドル検出手段 （ｃ） 前記アイドル回転数フィードバック制御指令を
アイドル運転条件検出後所定時間遅延させて伝達する遅
延手段 （ｄ） 前記アイドル回転数フィードバック制御指令を
受けて機関回転数を目標アイドル回転数と比較して比較
結果に基づきフィードバック補正量を増減して設定する
フィードバック補正量設定手段 （ｅ） 前記各設定手段により設定された基本制御量及
びフィードバック補正量に基づいて補助空気制御弁に出
力する最終的な制御量を演算する制御量演算手段 （ｆ） アイドル運転条件検出時における機関回転数と
目標アイドル回転数との差を検出する回転数差検出手段 （ｇ） 前記遅延手段の遅延時間を前記回転数差検出手
段により検出された回転数の差によって可変し、該差が
大きいほど遅延時間を長くする遅延時間可変手段 〈作用〉 上記の構成においては、空吹かしの場合等の機関回転
数と目標アイドル回転数との差が大きいときは、遅延時
間を長く設定し、また、通常の運転状態の場合の回転数
の差が比較的小さいときは、遅延時間を短く設定するよ
うに、回転数の差に応じて遅延時間の設定を行って、フ
ィードバック制御を開始させ、制御量の演算を行うた
め、常に最適な補助空気量の制御を実現できる。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を説明する。

第２図において、エアクリーナ１からの空気は、吸気
ダクト２を通り、図示しないアクセルペダルに連動する
スロットル弁３と、このスロットル弁３をバイパスする
補助空気通路４に介装した電磁式の補助空気制御弁５と
の制御を受けて吸入される。そして、吸気マニホールド
６にて燃料噴射弁７から噴射された燃料と混合して、機
関８に吸入される。

補助空気制御弁５は、ロータリー式で、図示しない開
弁用コイルと閉弁用コイルとにパルス信号が互いに反転
された状態で送られるようになっており、制御量である
パルス信号のデューティ（一定の周期で開弁用コイルに
与えるパルス信号のパルス幅を制御して開度を制御する
に際し、周期に対するパルス幅の時間割合％で表される
もの）に応じて開度が調整される。

パルス信号のデューティはコントロールユニット９に
より制御され、かかる制御のため、コントロールユニッ
ト９には各種のセンサからの信号が入力される。

前記各種のセンサとしては、回転数センサ10が設けら
れ、機関回転数Ｎを検出する。また、スロットル弁３に
その全閉位置でオンとなるアイドルスイッチ11が付設さ
れている。また、水温センサ12が設けられ、機関冷却水
温Twを検出する。

ここにおいて、コントロールユニット９内のマイクロ
コンピュータは、前記各種のセンサからの信号に基づい
て、第３図のフローチャートに示すアイドル回転数制御
ルーチンに従って補助空気制御弁５へのデューティを演
算し、その開度を制御する。

第３図に示すアイドル回転数制御ルーチンは所定時間
毎に実行される。

ステップ１（図にはS1と記してある。以下同様）で
は、水温センサ12によって検出される冷却水温Twに基づ
いてマップから基本制御量としての基本デューティISCT
wを検索する。これが基本制御量設定手段に相当する。

ステップ２では、水温センサ12によって検出される冷
却水温Twに基づいてマップから目標アイドル回転数Nsを
検索する。

ステップ３では、アイドル運転条件成立か否かを判定
する。ここで、アイドル運転条件とは、（１）アイドル
スイッチ11がオン、（２）ニュートラルスイッチ（図示
せず）がオン又は車速センサ（図示せず）により検出さ
れる車速が所定値（例えば8km/h）以下であることを条
件とする。これがアイドル検出手段に相当する。この判
定でYESのときはステップ４に進んで、アイドル運転条
件成立直後であるか否かを判定する。

ステップ４の判定でYESのときは、ステップ５に進
み、機関回転数Ｎと目標アイドル回転数Nsとの差ΔＮ＝
Ｎ−Nsを算出し、ステップ６でマップにより、その回転
数の差ΔＮに応じた遅延時間Ｔを設定する。ステップ５
の部分が、回転数差検出手段に相当し、ステップ６の部
分が、遅延時間可変手段に相当する。ここで、遅延時間
Ｔは回転数の差ΔＮが大きい程、大きく設定される。

ステップ４の判定でNOのときとステップ６の次はステ
ップ７に進み、遅延時間Ｔが経過しているか否かを判定
する。これが、遅延手段に相当する。この判定で、YES
のときは、この判定をアイドル回転数フィードバック制
御指令として、ステップ８に進む。

ステップ８では、実際の機関回転数Ｎとステップ２で
検索した目標アイドル回転数Nsとを比較し、Ｎ＜Nsのと
きステップ９に進み、フィードバック補正量としてのフ
ィードバックデューティISCIを微小な所定値ΔＩ分だけ
増加させるべくフィードバックデューティISCI＝ISCI＋
ΔＩとしてステップ12に進む。

ステップ８の比較でＮ＞Nsのときはステップ10に進
み、フィードバックデューティISCIを微小な所定値ΔＩ
分だけ減少させるべくフィードバックデューティISCI＝
ISCI−ΔＩとする。Ｎ＝Nsのときは、そのままステップ
12に進む。ここで、ステップ８〜10の部分が、フィード
バック補正量設定手段に相当する。

ステップ３又はステップ７の判定でNOのときは、ステ
ップ11に進んでフィードバックデューティISCIを前回値
のままクランプして、ステップ12に進む。

ステップ12では、基本デューティISCTwとフィードバ
ックデューテイISCIとを加算して、制御量としてのデュ
ーティISC＝ISCTw＋ISCIを演算する。これが、制御量演
算手段に相当する。

次に、ステップ13では、ステップ12で演算した最終的
なデューティISCに対応するパルス幅をもつパルス信号
を補助空気制御弁５に出力してこのルーチンを終了す
る。

このように、遅延時間可変手段により、機関回転数Ｎ
と目標アイドル回転数Nsとの差ΔＮに応じて該差ΔＮが
大きいほど遅延時間Ｔを長く設定することができるの
で、空吹かし等の場合の回転数の差ΔＮが大きいときに
も、また、通常の場合の回転数の差ΔＮが比較的小さい
ときにも対応して、最適な遅延時間Ｔを設定し、適当な
タイミングで、フィードバック制御を開始して制御量の
設定ができるので、遅延時間Ｔの長過ぎ、つまりフィー
ドバック制御開始の遅れによる吹き上がりやエンストを
回避して、最適な補助空気量の設定ができる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、遅延時間可変
手段により、機関回転数と目標アイドル回転数との差に
応じて該差が大きいほど遅延時間を長く設定することが
できるので、空吹かし時の回転数の差が大きいときに
は、充分な遅延時間を確保して回転の落ち込みを防止で
きる一方、通常の運転時のように回転数の差が小さいと
きには、遅延時間を短くして、速やかにフィードバック
制御を開始させ、制御遅れによる吹き上がりやエンスト
を回避できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示すシステム図、第３図はアイドル
回転数制御ルーチンのフローチャート、第４図及び第５
図はそれぞれ従来の問題点を示す図である。 ３……スロットル弁、４……補助空気通路、５……補助
空気制御弁、８……機関、９……コントロールユニッ
ト、10……回転数センサ、11……アイドルスイッチ、12
……水温センサ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スロットル弁をバイパスする補助空気通路
   に補助空気制御弁を備え、この補助空気制御弁への制御
   量を制御することにより補助空気量を制御する内燃機関
   の補助空気量制御装置であって、 機関冷却水温に基づいて基本制御量を設定する基本制御
   量設定手段と、 アイドル運転条件を検出してアイドル回転数フィードバ
   ック制御指令を発するアイドル検出手段と、 前記アイドル回転数フィードバック制御指令をアイドル
   運転条件検出後所定時間遅延させて伝達する遅延手段
   と、 前記アイドル回転数フィードバック制御指令を受けて機
   関回転数を目標アイドル回転数と比較して比較結果に基
   づきフィードバック補正量を増減して設定するフィード
   バック補正量設定手段と、 前記各設定手段により設定された基本制御量及びフィー
   ドバック補正量に基づいて補助空気制御弁に出力する最
   終的な制御量を演算する制御量演算手段とを有するもの
   において、 アイドル運転条件検出時における機関回転数と目標アイ
   ドル回転数との差を検出する回転数差検出手段と、 前記遅延手段の遅延時間を前記回転数差検出手段により
   検出された回転数の差によって可変し、該差が大きいほ
   ど遅延時間を長くする遅延時間可変手段と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の補助空気量制御装
   置。