JPH01190941A - アイドル回転速度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明はアイドル回転速度を吸入空気量の増減により制
御するアイドル回転速度制御方法に係り、特に高温始動
後のアイドル回転速度の過剰な上昇を速やかに抑えるア
イドル回転速度制御方法に関する。

［従来の技術］ 従来より内燃機関を高速あるいは高負荷状態で長時間運
転した後、再度始動するような場合には、アイドル回転
速度の低下、変動を生じ、場合によっては始動できない
といった問題があった。これは内燃機関が冷却ファンの
停止等によって高温となると、燃料配管中にベーパが発
生し、燃料密度が低下して空燃比が希薄になりトルクが
低下する、といったことによって生ずる問題である。こ
の問題を対策する方法として、特開昭６１−６５０４６
号に記載のように、機関温度が所定温度以上である高温
始動時には吸入空気量を増量してトルクを上昇させ、所
定時間経過後あるいは内燃機関の回転速度が所定回転速
度を越えた後その吸入空気量の増量分を徐々に減量する
といった方法が提案されている。さらに、特願昭６１−
１３４０６６号において、内燃機関の高温始動時には、
始動後所定時間所定吸入空気量とし、所定時間経過後、
機関回転速度が目標回転速度を越えた場合には該越えた
回転速度の差に応じて吸入空気量を減少し、アイドル回
転速度が高くなり過ぎることを防止する方法が提案され
ている。

また、機関始動後のアイドル回転速度を最適値に維持す
る方法として、特開昭５７−１２４０４２号の提案があ
る。上記特開昭５７−１２４０４２号に提案された方法
は、開開始動後所定時間経過した後は、アイドル回転速
度を機関水温に応じて決定される上下限値内に収める制
御を実行するものであり、上記上下限制御動作は通常の
フィードバック制御動作の応答速度と異なる機関水温に
応じて決定される応答速度の基に実行されるものであっ
た。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、こうした従来のアイドル回転速度制御方
法には以下の如き問題点があった。すなわち、 （１）　吸入空気量を増量する制御方法においては、内
燃機関高温始動時のトルク低下を、吸入空気量の増量に
よって防止して始動時のアイドル回転速度を安定して制
御することができるものの、吸入空気量の増量制御を所
定時間継続して行なうことから、始動時の内燃機関の冷
却状態によっては、アイドル回転速度が高くなり過ぎる
といった問題があった。つまり、同じ高温始動であって
も、内燃機関の停止後再度始動するまでの時間によって
ベーパの発生が異なることから、吸入空気量の増量時間
を冷寒時の暖機と同じの一定時間としているため、アイ
ドル回転速度が例えば１０００［ｒ、ｌ）、ｍ、］以上
と高くなり過ぎ、運転者に違和感を与えてしまうといっ
た問題が生じることがあった。

（２）　また、高温始動を判定して、高温始動時にはそ
れに応じた吸入空気量制御を行なう方法においても、始
動後予め設定された所定時間経過するまでは該制御が実
行されるため、始動時の機関温度が高温・常温判定温度
付近にある場合に誤判定により高温始動時制御が実行さ
れた場合にも上記所定時間経過するまでは長時間に渡り
高回転状態が続くという問題があった。

（３）　さらに、アイドル回転速度の上下限制御を実行
する方法においても、該制御が実行されるのは高温時に
おいても冷寒時と同じに機関始動後一定時間経過した後
であり、始動時の機関温度によっては前述の様に高回転
状態が継続するため速やかに上下限値内に収められない
という問題があった。

（４）　尚、タンクに入ったばかりの新ガソリンと給油
後タンク内に長く入っていたガソリンとではベーパの発
生しやすさが異なり、前述の制御では限界回転速度制御
の開始時期が遅いためにガソリンの状態によってはアイ
ドル回転速度が高くなり過ぎる恐れもあった。

そこで、本発明は上記問題を解決することを目的とし、
高温始動後のアイドル回転速度の上昇を速やかに抑えて
運転者に違和感のない最適な状態に制御し得るアイドル
回転速度制御方法を提供することを目的としてなされた
ものである。

及１五璽感 ［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成すべく、本発明は以下の構成を採用し
た。即ち、第１図に例示する如く、内燃機関の始動後、
始動時の機関温度に応じて吸入空気量を増量制御しくＰ
４）、所定時間経過した後は（Ｐ２＞、該内燃機関のア
イドル回転速度が機関温度に応じて定まる限界回転速度
内に収まる様、内燃機関への吸入空気量を制御する（Ｐ
３）アイドル回転速度制御方法において、始動時の機関
温度が所定以上の場合は上記所定時間を短く設定するこ
と（Ｐｌ）、 を特徴とするアイドル回転速度制御方法にある。

［作用］ 上記構成からなる本発明のアイドル回転速度制御方法に
よれば、制御が開始されると、始動時の機関温度に応じ
て後述の限界回転速度制御処理（Ｐ３）の開始時刻を決
定する所定時間が設定される（Ｐｌ）。上記所定時間に
は始動時の機関温度が所定温度より高い場合には他の始
動時より短い値が設定される。上記所定時間経過するま
では（Ｐ２）、限界回転速度制御（Ｐ３）を行なわず上
記機関温度に応じて始動時における吸入空気量増量制御
処理（Ｐ４）が実行される。所定時間経過した後は（Ｐ
２＞、限界回転速度制御処理が実行され、機関温度に応
じて、アイドル回転速度の不必要な上昇を速やかに抑制
する（Ｐ３）。

始動時の機関温度が高い場合には燃料配管中にベーパが
発生しやすいため、吸入空気量を通常より増量する制御
が行なわれる（Ｐ４）。しかし、例えば、機関温度が高
温・常温判定温度付近にある様な場合には、センサ等の
精度、経年変化等によりわずかな温度差で誤判断される
場合等が考えられる。ところが、通常時と高温時とでは
吸入空気の増量が大きく異なる。この様な場合にも、限
界回転速度制御処理（Ｐ３）の開始時期が短く設定され
ているため（Ｐｉ＞、１ｍ開始動後早い時期にアイドル
回転速度を限界回転速度内に収める処理（Ｐ３）が開始
されアイドル回転速度の不必要な上昇が速やかに抑制さ
れる。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。

まず第２図は本発明方法が適用される実施例の内燃機関
及びその周辺装置を表わす概略構成図である。

この内燃機関及びその周辺装置は、内燃機関本体１、各
気筒に対して各々設けられ燃料を噴射する燃料噴射弁２
、吸気マニホールド３、吸気マニホールド３に設けられ
たサージタンク３ａに備えられ内燃機関本体１に送られ
る吸入空気の温度を検出する吸気温センサ４、内燃機関
本体１の冷却水温を検出する水温センサ６、スロットル
バルブ８、スロットルバルブ８に連動しスロットルバル
ブ８の開度に応じた信号を出力するスロットルポジショ
ンセンサ１０、スロットルバルブ８を迂回する空気回路
であるバイパス路１２、バイパス路１２の開口面積を制
御してアイドル回転速度を制御するアイドルスピードコ
ントロールバルブ（以下、ｌ５ＣＶと言う）１４を備え
ている。また、吸気マニホールド３の空気取り入れ口側
にはエアフローメータ３ｂを備え、排気マニホールド１
９には０２センサ１９ａを備えている。ここで上記ｌ５
ＣＶ１４は本実施例にて本発明のアイドル回転速度制御
方法を実現するために用いられるものであって、バイパ
ス路１２の開口面積を調整するための弁体１４ａと、弁
体１４ａを動かすステップモータ１４ｂとからなり、例
えばｌ５ＣＶ１４の全閉から全開までがステップモータ
１４ｂの１２５ステツプの動作で動くように構成されて
いる。

そしてこのステップモータ１４ｂのステップ数とバイパ
ス路１２を流れるバイパス空気流量との関係は、弁体１
４ａの構造によって、第３図に示すごとくほぼリニアな
関係に設計されている。

また、この内燃機関及びその周辺装置には、図示しない
クランク軸に連動して回転するディストリビュータ１６
に取付けられ、内燃機関本体１の回転速度を検出する回
転速度センサ１８、上記各種センサからのデータに基づ
きｌ５ＣＶ１４の開度等を制御する電子制御回路２０を
も備えている。

次に本実施例の電気系統を第４図に示すブロック図を用
いて説明する。

上記電子制御回路２０は、第４図に示すように、各セン
サから出力されるデータを制御プログラムに従って入力
及び演算すると共に、ｌ５ＣＶ１４等の各種装置を作動
制御するための処理を行なうセントラルプロセッシング
ユニット（ＣＰＵ）３０、前記制御プログラムや各種マ
ツプ等のデータが格納されるリードオンリメモリ（ＲＯ
Ｍ＞３１、電子制御回路２０に入力されるデータや演算
制御に必要なデータが一時的に読み書きされるランダム
アクセスメモリ（ＲＡＭ）３２、図示せぬキースイッチ
がオフされても以後の内燃機関作動に必要なデータ等を
保持するようバッテリによってバックアップされたバッ
クアップランダムアクセスメモリ（バックアップＲＡＭ
＞３３、吸気温センサ４．水温センサ６、スロットルポ
ジションセンサ１０からの信号をＡ／Ｄ変換して入力す
る入力部３４を備えている。またこの電子制御回路２０
は、燃料噴射弁２．ｌ５ＣＶ１４．回転速度センサ１８
のパルス信号の入出力を行なう入・出力部３５、ＣＰＵ
３０．ＲＯＭ３１等の各素子及び入力部３４．入・出力
部３５を結び各データが卒られるパスライン３６をも備
えている。

電子制御回路２０は、各センサから入力される検出デー
タを取り込み、エアフローメータ３ｂにより検出される
吸入空気量と内燃機関回転速度及び０２センサ１９ａに
より検出される排ガス中の残留酸素量とから運転条件に
応じた最適燃料噴射量を演算すると共に、アイドル時に
は、予め運転状態に応じて設定された目標回転速度に内
燃機関回転速度を一致させるようにステップモータ１４
ｂの所望のステップ数に対応した制御信号を設定し、ｌ
５ＣＶ１４にこの制御信号を出力してｌ５ＣＶ１４の開
度を制御し、アイドル回転速度を制御する。

次に、第５図のフローチャートを参照してＣＰＵ３０が
実行するアイドル回転速度制御処理ルーチンを説明する
。尚この処理ルーチンは、上記燃料噴射制御と共にくり
返し実行されるメインルーチンの一部を表わしている。

電子制御回路２０は、スロットルポジションセンサ１１
により検出されたスロットルバルブ１０の開度が零でか
つ車両が停止している場合に第５図に示すアイドル回転
速度制御ルーチンを実行する。尚、本制御ルーチンは十
分に短い時間間隔にて繰り返し実行される。まず、ステ
ップ１００で図示しないスタートスイッチの操作により
スタート信号が入力されているか否か、即ち内燃機関Ｉ
の始動中か否かを始動フラグ（Ｆｓ）により判断する。

最初は始動中である（ＦＳ＝Ｏ）と判断されステップ１
１０へ進み、胎動制御の処理を行なう。上記始動制御処
理の詳細を第６図と共に説明すると、まず、ステップ１
１１にてｌ５ＣＶ１４を一旦全開に制御する。次にステ
ップ１１２にて内燃機関回転速度（ＮＥ）が４０Ｏｒ、
ｌ）、ｍ、より大きいか否かが判断される。ＮＥ≦４０
０の場合には、内燃機関が始動されなかったものと判断
され本処理を終了する。一方、ＮＥ＞４００の場合には
内燃機関が始動されたものと判断し、ステップ１１３以
下の処理が実行される。ステップ１１３では始動後経過
時間を示すカウンタ（ＳＴＴ）のカウントが開始される
。次に、ステップ１１４にて高温始動時か否かが判断さ
れる。即ち、機関水温（ＴＨＷ）が１０５℃より大きく
、かつ、吸気温（ＴＨＡ＞が６５℃より大きい場合には
高温始動時であると判断しステップ１１５へ進む。一方
、高温始動時ではないと判断されるとステップ１１６へ
進む。ステップ１１５では高温フラグ（ＸＴＨ）がセッ
トされ、後述の限界回転速度制御（ステップ１３０）の
開始時刻を決定する所定時間（ＴＧＮ）にＩ　Ｓｅｃが
設定される。尚、ＸＴＨは開開始動時に初期化される。

一方、ステップ１１６ではＴＧＮに３　ｓｅｃが設定°
される。上記ステップ１１５，１１６の処理の後はステ
ップ１１７に進み、ステップモータ１４ｂへのステップ
数の指示出力値（ＰＴＭＴ）としてアイドル回転速度制
御時の学習ステップ位置（ＰＧ）に機関水温（ＴＨＷ）
により定まる増量分（α）を加えた値が出力され、ステ
ップ１１８にて始動フラグＦＳがセットされる。ＦＳも
開開始動時には初期化される。

上記ＴＨＷとαとの関係を第８図に示す。機開始ｖＪ後
はステップ１２０において機関始動後経過時間（ＳＴＴ
＞がステップ１１０にて設定された所定時間（ＴＧＮ＞
に達したか否かが判断される。

最初はステップ１２０は否定判断されステップ１４０へ
進む。

上記ステップ１４０では暖機を行なうか否かを判断する
。この判断はＴＨＷ＞７０’Ｃかつ、ＮＥ＞　３０　Ｏ
ｒｐｍになったか否かにより行なわれる。

当初は否定判断されステップ１６０へ進み前述のステッ
プ１１７と同様にｌ５ＣＶ間度を（ＰＴＭＴ＝ＰＧ＋α
）とする暖機制御の処理を行なう。

その後、所定時間（ＴＧＮ）経過するまでは上述の処理
が繰り返され、ＴＧＮ経過した後はステップ１２０が肯
定判断となり、第７図に詳細を示すステップ１３０へ進
む。本実施例においてはステップ１３０の処理は６４　
ｍ５ｅｃ毎に実行される。まず、ステップ１３１にて機
関水温（ＴＨＷ＞に応じた限界回転速度の上限値（ＴＮ
Ｅ）と下限値（ＢＮＥ）が演算される。ＴＨＷとＴＮＥ
、ＢＮＥの関係を第９図に示す。続くステップ１３２で
は内燃機関回転速度（ＮＥ＞がＴＮＥより大きいか否か
が判断され、否定判断された場合にはステツブ１３３へ
進み、さらに、ＮＥがＢＮＥより小さいか否かが判断さ
れる。ステップ１３２，１３３にていずれも否定判断さ
れた場合には内燃機関回転速度（ＮＥ）は限界回転速度
内にあるものとして本処理を終了する。一方、ＮＥが限
界回転速度内にない場合は、ステップ１３２若しくはス
テップ１３３のいずれかが肯定判断となる。ステップ１
３２にて肯定判断されると、ステップ１３４へ進み、ス
テップモータ１４６へのステップ数の出力値（ＰＴＭＴ
）として前回の出力値（ＰＴＭ）から１ステップ減らし
た値が出力される。また、ステップ１３３にて肯定判断
された場合にはＰＴＭＴとしてＰＴＭ＋１が出力される
。上記ステップ１３４，１３５の処理におけるＰＴＭＴ
の出力は２５０　ｍ５ｅｃ毎に実行される。従って、エ
ンジン回転速度（ＮＥ）が限界回転速度内にない場合は
、通常のフィードバック制御（１〜４ステツプ／２ｓｅ
ｃ　）より速くステップモータ１４ｂが駆動される。ス
テップ１３０の処理の後、再びステップ１４０へ進み、
暖機制御を行なうか否かが判断される。同一条件ならス
テップ１６０の処理が繰り返される。ステップ１４０が
肯定判断となると、ステップ１５０へ進む。ステップ１
５０ではフィードバック制御を行なうか否かを判断する
。フィードバック制御を行なうと判断するとステップ１
７０へ進み、フィードバック制御を行なわず、例えばｌ
５ＣＶ１４の開度を一定に保つ必要があると判断すると
「リターン」へ扱ける。ステップ１７０ではフィードバ
ック制御の処理が行なわれる。

このフィードバック制御は内燃機関の回転速度が目標ア
イドル回転速度以下であれば、ステップモータ１４ｂを
所望のステップ数だけ駆動し、ｌ５ＣＶ１４の開度を制
御して吸入空気口を増やし、逆に内燃機開票の回転速度
が目標アイドル回転速度以上であれば、ｌ５ＣＶ１４の
開度を制御して吸入空気量を減らして内燃機関の回転速
度を目標アイドル回転速度に合わせる制御である。本フ
ィードバック制御においてはステップ数の書き換え間隔
は（１〜４ステツプ／２ｓｅｃ）である。

以上の様に構成された本実施例では、高温始動時には吸
入空気量の増量制御後の限界回転速度制御の開始時間を
短く設定することにより、高温始動時にあける内燃機関
回転速度の不必要な上昇を防止できる。また、誤判定に
より高温始動時の制御が実行された場合にも、速やかに
限界回転速度制御が実行されるため、内燃機関回転速度
の不必要な上昇を最少限に抑えられ、フェーエルカット
制御によるハンチングも防止できる。さらに、ガソリン
性状の変化によるベーパ発生のしやすさの変化にかかわ
らず速やかに対応できる。加えて、常温始動時には限界
回転速度制御の開始時期を遅く設定するため、始動後の
ふき上り、暖機時の回転上昇を的確に実行でき最適なア
イドル回転速度制御が実現できる。ざらに、限界回転速
度制御を６４　ｍ５ｅｃ毎に実行すると共に、限界回転
速度をはずれた場合には通常のフィードバック制御（１
〜４ステツプ／２３ｅＣ）より速くステップモータを駆
動して速やかに限界回転速度内に収める種制御している
ので、その後の暖機制御、フィードバック制御を無理な
く実行できる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこの
ような実施例に回答限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得
ることは勿論である。

及団尖勿呈 以上詳述したように本発明のアイドル回転速度制御方法
によると、限界回転速度制御を開始する時期を一定とせ
ず、高温始動時には速やかに限界回転速度制御を実行す
るため、アイドル回転速度の不必要な上昇を抑えること
ができる。特に、誤判断により高温始動時の制御が開始
された場合にも、速やかに最適なアイドル回転速度とす
ることができる。

また、常温時には通常の限界回転速度制御開始時期が設
定されるため、始動後のふき上りをよくすることができ
る。　　　” さらに、ガソリン性状の違いによるベーパの発生しやす
さの違いについても、高温時には早い時期に限界回転速
度制御が実行されるため不必要な回転上昇を抑制できる
。

以上の様に、機関温度に応じた吸入空気量の増量制御と
共に、限界回転速度制御を実行することにより内燃機関
の高温始動時にベーパの発生によるトルクの低下やアイ
ドル回転速度の低下及び変動を防止し、またアイドル回
転速度が上昇し過ぎて運転者に違和感を与えることなく
、アイドル回転速度を速やかに良好に制御することがで
きるという効果を奏する。

また、従来のハード構成を変更する必要がなく、製造コ
ストの上昇がきわめて少ないという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を例示するフローチャート
、第２図は本発明方法の実施例が適用される内燃機関の
制御系を含む概略構成図、第３図はｒｓｃｖの開度とバ
イパス空気流量との関係を示すグラフ、第４図は電子制
御回路のブロック図、第５図は電子制御回路で実行され
るアイドル回転速度制御処理を示すフローチャート、第
６図はアイドル回転速度制御において実行される始動制
御を示すフローチャート、第７図は同じく限界回転速度
制御を示すフローチャート、第８図は機関水温に応じた
始動時の吸入空気量の増伍分を示すグラフ、第９図は機
関水温に応じた内燃機関回転速度の上下限を示すグラフ
を表わす。 １・・・内燃機関本体 ４・・・吸気温センサ ６・・・水温センサ １４・　ｌ５ＣＶ １８・・・回転速度センサ ２０・・・電子制御回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の始動後、始動時の機関温度に応じて吸入空気
   量を増量制御し、所定時間経過した後は、該内燃機関の
   アイドル回転速度が機関温度に応じて定まる限界回転速
   度内に収まる様、内燃機関への吸入空気量を制御するア
   イドル回転速度制御方法において、 始動時の機関温度が所定温度以上の場合は上記所定時間
   を短く設定すること、 を特徴とするアイドル回転速度制御方法。