JP2707349B2 - 内燃機関の補助空気制御装置 - Google Patents

内燃機関の補助空気制御装置

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JP2707349B2
JP2707349B2 JP2025077A JP2507790A JP2707349B2 JP 2707349 B2 JP2707349 B2 JP 2707349B2 JP 2025077 A JP2025077 A JP 2025077A JP 2507790 A JP2507790 A JP 2507790A JP 2707349 B2 JP2707349 B2 JP 2707349B2
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正信 大崎
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【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関のアイドル回転数制御に用いられ
る補助空気制御装置に関する。
〈従来の技術〉 内燃機関の補助空気制御装置として、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
の補助空気制御弁の開度を制御することにより補助空気
量を制御してアイドル回転数等を制御するようにしたも
のがある(実開昭60−188840号公報参照)。
補助空気制御弁は電磁式で、これに与えられるデュー
ティ(一定周期で与える開弁用駆動パルス信号のパルス
巾を制御して開度を制御するに際し、周期に対するパル
ス巾の時間割合%で表されるもの)に応じて開度が制御
される。
そして、補助空気制御弁へのデューティISCON(%)
は、下記の式により演算している。
ISCON=ISCTW+ISCCL ここで、ISCTWは基本制御値で、機関冷却水温Twに基
づきROM上のマップを参照して設定される。ISCCLはフィ
ードバック補正値で、アイドル回転数フィードバック制
御条件にて機関回転数を目標アイドル回転数と比較して
比較結果に基づき比例(P)・積分(I)制御により増
減して設定される。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来の補助空気制御装置に
あっては、補助空気制御弁のつまり等による劣化によ
り、例えば比例分(P分)の発生にもかかわらず応答が
悪化するなどして、アイドル回転の収束性が悪化した
り、減速負圧補正のためのBCV(ブーストコントロール
バルブ)分やダッシュポット分の流量不足による回転の
落込み(又はエンスト)、エミッション悪化、オイル消
費悪化等の不具合を生じるという問題点があった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、補助空気
制御弁のつまり等の劣化を速やかに知って対応を容易と
する補助空気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、第1図に示すように、スロット
ル弁をバイパスする補助空気通路に電磁式の補助空気制
御弁を備えると共に、スロットル弁が全閉でトランスミ
ッションがニュートラル位置、又はスロットル弁が全閉
で車速が所定値以下の条件で、アイドル運転時であると
判定するアイドル運転判定手段と、アイドル運転時に機
関回転数と目標アイドル回転数との比較結果に応じて補
助空気制御弁へのデューティを増減制御するデューティ
制御手段とを備えて、補助空気量を制御する内燃機関の
補助空気制御装置において、下記(a)〜(c)の手段
を設ける構成とする。
(a) アイドル運転時であることを前提とする所定の
診断条件にて補助空気制御弁へのデューティをステップ
的に変化させるデューティ変化手段 (b) エアフローメータにより検出される吸入空気流
量についての、前記変化手段の作動から所定時間後の応
答変化を検出する応答変化検出手段 (c) 検出された空気量変化を所定値と比較して補助
空気制御弁の異常の有無を判定する異常判定手段 また、上記(a)〜(c)の手段に加えて、下記
(d)の手段を設ける構成とする。
(d) 前記異常判定手段により異常有りと判定された
ときに前記デューティ制御手段により機関回転数と目標
アイドル回転数との比較結果に応じて補助空気制御弁へ
のデューティを増減制御する際の増減分を増大側に補正
する補正手段 〈作用〉 上記の構成においては、運転上問題のない所定の診断
条件にて、補助空気制御弁へのデューティを診断のため
にステップ的に変化させ、これによるエアフローメータ
検出吸入空気流量の応答をチェックする。すなわち、ス
テップ変化指令から所定時間後の空気量の応答変化を直
接検出し、この応答変化を所定値(期待値)と比較して
補助空気制御弁の異常の有無を判定する。具体的には所
定値に達しない場合に補助空気弁のつまりと判定する。
これにより異常を報知できる。
そして、更に、異常有りと判定されたときに補助空気
制御弁へのデューティを増減制御する際の増減分を増大
側に補正して、制御の適正化を図る。
〈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、コントロールユニット9からの
制御信号により開度を制御され、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、水温センサ11が設
けられ、機関冷却水温Twを検出する。この他、スロット
ル弁3の全閉位置でONとなるアイドルスイッチ12,トラ
ンスミッションのニュートラル位置でONとなるニュート
ラルスイッチ13,車速VSP検出用の車速センサ14が設けら
れている。
さらに、機関吸入空気流量Qを検出するエアフローメ
ータ15からの信号が利用される。
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ISCルーチンに従っ
て演算処理し、補助空気制御弁5の開度を制御する。
第3図のISC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11により検出される水温Twに基づきROM上の
マップを参照して基本制御値ISCTW(%)を検索により
設定する。
ステップ2ではアイドル運転条件(アイドル回転数フ
ィードバック制御条件)か否かを判定する。ここで、ア
イドル運転条件とは、アイドルスイッチ12がONでニュー
トラルスイッチ13がON、又はアイドルスイッチ12がONで
車速センサ14により検出される車速VSPが所定値(例え
ば8km/h)以下であることを条件とする。この部分がア
イドル運転判定手段に相当する。
アイドル運転条件の場合は、ステップ3へ進んで、所
定の診断条件か否かを判定し、NOの場合は、アイドル回
転数のフィードバック制御のため、ステップ4へ進ん
で、フィードバック補正値ISCCLを設定する。
このステップ5の部分の詳細は第4図に示してある。
すなわち、ステップ11で水温Twに基づきROM上のマッ
プを参照して目標アイドル回転数Nsを検索し、ステップ
12で回転数センサ10により検出される機関回転数Nと目
標アイドル回転数Nsとの大小を比較し、N<Nsとなった
初回のときはステップ13を経てステップ14で比例制御に
よりフィードバック補正値ISCCL(%)を前回値に対し
所定の比例分P増大させ、N<Nsのそれ以外のときはス
テップ15で積分制御によりフィードバック補正値ISCCL
(%)を前回値に対し所定の積分分I増大させ、N>Ns
となった初回のときはステップ16を経てステップ17で比
例制御によりフィードバック補正値ISCCL(%)を前回
値に対し所定の比例分P減少させ、N>Nsのそれ以外の
ときはステップ18で積分制御によりフィードバック補正
値ISCCL(%)を前回値に対し所定の積分分I減少させ
る。
次にステップ5へ進んで基本制御値ISCTWとフィード
バック補正値ISCCLとから次式に従ってデューティISCON
(%)を演算する。
ISCON=ISCTW+ISCCL 尚、ISCCLとしてはアイドル回転数フィードバック制
御中以外はクランプされているものが使用される。
次にステップ8へ進んでこのデューティISCONを出力
する。すると、このデューティISCONのパルス信号で補
助空気制御弁5の開弁用コイルに通電され、これにより
開度が制御されて、所望の補助空気流量が得られる。
ここで、ステップ1,2,4,5,8の部分がデューティ制御
手段に相当する。
所定の診断条件の場合は、ステップ3での判定でステ
ップ6,7へ進む。
ここに所定の診断条件とは、アイドル運転状態である
ことを前提とし、その初回とする。
ステップ6では、診断ルーチン起動フラグFをセット
する。
ステップ7では、次式に従い、基本制御値ISCTW及び
フィードバック補正値ISCCLの他、所定のステップ変化
分ΔSを加算して、デューティISCON(%)を演算す
る。尚、ISCCLとしてはクランプされているものが使用
される。
ISCON=ISCTW+ISCCL+ΔS 次にステップ8へ進んで、このデューティISCONを出
力する。すると、補助空気制御弁5に印加されるデュー
ティISCONがステップ的に大きくなり、補助空気制御弁
5が正常である限り、開度が大となって、所定の時間遅
れをもって補助空気流量が増加する。
ここで、ステップ3,6,7,8の部分がデューティ変化手
段に相当する。
一方、前記起動フラグFのセットにより第5図のフロ
ーチャートに示す診断ルーチンが実行される。
すなわち、ステップ21で起動フラグFの値を監視して
おり、F=1となると、ステップ22以降へ進む。
ステップ22では、エアフローメータ15からの信号に基
づいて吸入空気流量Qを検出し、これをQ1とする。この
Q1はステップ変化指令時の吸入空気流量である。
ステップ23では、所定時間経過したか否かを判定し、
所定時間経過した段階で、次のステップ24へ進む。
ステップ24では、エアフローメータ15からの信号に基
づいて吸入空気流量Qを検出し、これをQ2とする。この
Q2はステップ変化指令後の吸入空気流量である。
ステップ25では、Q2からQ1を減算して、空気量の応答
変化ΔQを検出する。
ここで、ステップ21〜25の部分が応答変化検出手段に
相当する。
ステップ26では、応答変化ΔQを所定値(期待値)と
比較して、補助空気制御弁5の異常の有無を判定する。
すなわち、ΔQ≧所定値の場合は、正常とみなすが、
ΔQ<所定値の場合は、異常とみなして、ステップ27へ
進み、異常判定フラグをセットする。これにより別途警
告灯の点灯表示等を行う。
ここで、ステップ26,27の部分が異常判定手段に相当
する。
そして、異常有りと判定したときは、さらにステップ
28へ進み、第4図のルーチンの比例・積分制御における
比例分Pを、通常値をP0としたとき、P0+ΔPに設定す
る。また、積分分Iを、通常値をI0としたとき、I0+Δ
Iに設定する。尚、ΔP,ΔIは応答変化ΔQの期待値に
対するズレ量に比例したものとするとよい。
ここで、ステップ28の部分が補正手段に相当する。
その後、ステップ29で起動フラグFをリセットしてこ
のルーチンを終了する。
また、異常判定後の補正として、比例分及び積分分を
変更する他、BCV(ブーストコントロールバルブ)分又
はダッシュポット分を補正するようにしてもよい。
BCV分は、減速時において吸気マニホールド内の吸気
圧(負圧)を一定に保つための減速負圧補正機能を果た
すもので、減速負圧補正分BCVを機関回転数に応じてマ
ップに記憶させておき、マップを参照して設定し、アイ
ドル回転数の制御のために設定されるISCONと、減速負
圧補正分BCVとを比較して、大きい方を選択し、これに
基づいてデューティ制御するもので、異常判定後にこの
BCV分を大側に補正してもよい。
また、減速負圧補正機能を果たすため、デューティの
演算式中に、加算項の1つとして、ダッシュポット分を
設け、スロットル弁の開時(アイドルスイッチOFF時)
に機関回転数に応じてダッシュポット分を設定し、スロ
ットル弁の全閉時(アイドルスイッチON時)にダッシュ
ポットデューティ分を時間経過と共に次第に減少させる
ものでは、異常判定後にこのダッシュポット分を大側に
補正してもよい。
〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、ステップ変化指
令による空気量の応答変化を直接検出することで、補助
空気制御弁のつまり等の劣化を確実に診断することがで
きる。
また、異常有りと判定されたときには、フィードバッ
ク制御の増減分の補正により、制御の適正化を図ること
ができる。
【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〜第5図は
制御内容を示すフローチャートである。 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、15……エアフローメータ

Claims (2)

    (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
    に電磁式の補助空気制御弁を備えると共に、スロットル
    弁が全閉でトランスミッションがニュートラル位置、又
    はスロットル弁が全閉で車速が所定値以下の条件で、ア
    イドル運転時であると判定するアイドル運転判定手段
    と、アイドル運転時に機関回転数と目標アイドル回転数
    との比較結果に応じて補助空気制御弁へのデューティを
    増減制御するデューティ制御手段とを備えて、補助空気
    量を制御する内燃機関の補助空気制御装置において、 アイドル運転時であることを前提とする所定の診断条件
    にて補助空気制御弁へのデューティをステップ的に変化
    させるデューティ変化手段と、 エアフローメータにより検出される吸入空気流量につい
    ての、前記変化手段の作動から所定時間後の応答変化を
    検出する応答変化検出手段と、 検出された応答変化を所定値と比較して補助空気制御弁
    の異常の有無を判定する異常判定手段と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の補助空気制御装
    置。
  2. 【請求項2】前記異常判定手段により異常有りと判定さ
    れたときに前記デューティ制御手段により機関回転数と
    目標アイドル回転数との比較結果に応じて補助空気制御
    弁へのデューティを増減制御する際の増減分を増大側に
    補正する補正手段を設けたことを特徴とする請求項1記
    載の内燃機関の補助空気制御装置。
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