JPH01240748A

JPH01240748A - アイドル回転数制御装置

Info

Publication number: JPH01240748A
Application number: JP6609288A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Abe; 邦宏阿部
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1988-03-18
Filing date: 1988-03-18
Publication date: 1989-09-26
Anticipated expiration: 2009-08-22
Also published as: JPH0663475B2

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］本発明はエンジンのアイドル回転数を一定に保つアイド
ル回転数制御装置に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］最近の電
子制御化されたエンジンでは、低燃費化、排ガス清浄化
のため、アイドル時のスロットルバルブのバイパス通路
に流れる空気量を調整し、エンジンを一定回転数に保つ
よう、エンジン状態パラメーターを検出する各梯センサ
類からの出力信号に基づき、マイクロコンピュータを用
いた電子制御装置で、バイパス空気ｊ調整手段の一例で
あるアイドルスピードコントロールバルブ（ＩｓｅＶ）
を制御している。

従来、このｌ５ＣＶの制御は、例えば、電子制御装置か
らのパルス信号のデユーティ比（パルス信号周期に対す
るＯＮ時間の比）を可変することにより、ソレノイドバ
ルブなどで構成されたＩｓｅＶのバルブ開度を変えバイ
パス空気流量を制御する手段によっていたが、なんらか
の異常、例えば、上記ｌ５ＣＶの摺動部の固着などによ
るバルブが全開になったまま閉じなくなるバルブオープ
ン故障が発生した場合、エンジンの回転がアイドル時の
許容回転数を超えて上りする等の問題があった。

このようなアイドル時の許容回転数を超えたエンジンの
回転数上昇を防止する技術は、例えば特開昭６０−１０
４７３８号公報に開示されている。

これはアイドル制御１ｖｒＩ始後、所定時間内に目標回
転数と実回転数との偏差が許容偏差請範囲外のとき、ア
イドル回転数制御を異常と判断して燃料カットやインジ
ケータへの表示などを行うものであるが、電子制御装置
自体に故障が発生したときには、上記ｌ５ＣＶのバルブ
オーブン故障を検出できず、アイドル時の許容回転数を
超えたエンジンの回転数上昇を防止することは困難であ
った。

［発明の目的］本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、アイドル
回転数制御におけるバイパス空気皐調整手段のバルブオ
ーブン故障の場合のみならず、事情の制御システムに異
常発生の場合にも、アイドル時の許容回転数を超えたエ
ンジンの回転数上昇を防止することのできるアイドル回
転数制御装買を提供することを目的としている。

［課題を解決づるための手段及び作用１本発明によるア
イドル回転数制ｔ２１１装置は、エンジンの吸気通路に
設置されたスロットルバルブのバイパス通路に、制御手
段からの動作信号に従ってアイドル時の吸入空気量を制
御するバイパス空気量調整手段と、上記バイパス通路の
最大許容吸入空気量を制限づるバイパス空気量制限手段
とを設けたものであり、上記バイパス空気量調整手段の
バルブオーブン故障発生時、あるいは車輌の制御システ
ム異常発生時、上記バイパス通路の最大吸入空気母が、
上記バイパス空気母制限手段により最大許容吸入空気量
に制限される。

［発明の実施例］以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

図面は本発明の第１実施例を示し、第１図はエンジン制
御系の概略図、第２図は電子制御系の別面構成を示ずブ
ロック図である。

（エンジン制御系の構成）図中の符号１はエンジン本体であり、このエンジン本体
１の吸入ボート１ａにインジェクタ２が臨まされ、また
、上記吸入ボート１ａに連通ずる吸気通路３の中途に介
装されたスロットルバルブ４に、スロットルポジション
センサ５が連設されている。また、このスロットルバル
ブ４の下流側に、吸入管圧力センサ６が臨まされている
。さらに、上記吸気通路３の上流側に連通するエアクリ
ーナ７の拡張室７ａに、吸気温センサ８が臨まされてい
る。

また、上記スロットルバルブ４をバイパスし、上流側か
ら下流側へアイドルエアを導くバイパス通路９に、バイ
パス空気母調整手段の一例であるアイドルスピードコン
トロールバルブ（ＩＳＣＶ）１０が介装されており、さ
らにその下流側（又は上流側）には、バイパス空気量制
限手段の一例であるソレノイドバルブ１０ａが介装され
ている。

一方、上記エンジン本体１の排気ボート１ｂに連通ずる
排気管１１に０２センサ１２が臨まされている。なお、
符号１３は触媒コンバータである。

さらに、上記エンジン本体１のクランクシャフト１Ｃに
軸着されたシグナルディスクプレート１４にクランク角
センサを兼用する回転数センソ１５が対設され、また、
ウォタージｔ／ケットに水温センサ１６およびサーモス
イッチ２０が臨まされている。

尚、符号１７はエアコンスイッチであり、上記各センサ
５．６，８．１２．１５．１６及び上記エアコンスイッ
チ１７で運転条件パラメータが検出され、制御手段（Ｅ
ＣＵ）１８に入力される。

上記ＥＣＵ１８の出力側には、上記インジＩクタ２、上
記ｌ５ＣＶ１０などが接続されている。

（電子制御系の機能構成）上記ＥＣＵ１８には、パスライン２１を介して互いに接
続する中央処理装置（ＣＰＵ）２２、ＲＯＭ２３、ＲＡ
Ｍ２４、Ａ／Ｄ変換器２５、入力インターフェース２６
、出力インターフェース２７、および、駆動回路２８が
設けられている。

上記ＲＯＭ２３には制御プログラム、および、固定デー
タが記憶されており、また、上記ＲＡＭ２４には、吸気
温センサ８の吸気温信号ＥＷ、スロットルポジションセ
ンサ５のスロットル開度信号Ｔθ、吸入管圧力センサ６
の吸入空気ω（＝吸入管負圧）信号Ｑ、水温センサ１６
の冷却水混信Ｑ７ｗ　、回転数センサ１５のエンジン回
転数信号Ｎ１０２センサ１２の空燃比フィードバック信
号λ、エアコンスイッチ１７のエアコン動作信号ＡＣな
どをデータ処理した後の一時的なパラメータが記憶され
る。

上記ＣＰＵ２２では、上記ＲＯＭ２３に記憶されている
プログラムに従って、上記ＲＡＭ２４に格納されている
パラメータに基づき、上記インジェクタ２に対する燃料
噴射時間Ｔｉ１上記ｌ５ＣＶ１０に対するパルス信号の
デユーティ比さなどを演算し、上記出力インターフェー
ス２７を介して上記駆動回路２８に出力する。

（動作）次に、上記構成の実施例の動作を説明する。

まず、バイパス通路９に設けられたｌ５ＣＶ１０及びソ
レノイドパルプ１０ａは、それぞれの流量特性が次のよ
うに設定されている。ずなわら、上記ｌ５ＣＶ１０の最
大流量、最小流量を、それぞれＱｉｓｃ　ｍａｘ、　Ｑ
ｉｓｃ　ｍ　ｉ　ｎとし、上記ソレノイドバルブ１０ａ
の最大流量、最小流量を、それぞれＱｓｍａｘ、Ｑｓｍ
ｔｎとすると、ＱＳｍａＸ≧Ｑｉｓｃ　ｍａｘ＞Ｑｓ　
ｍ　ｉ　ｎ＞Ｑｉｓｃｍｉｎ　　　　・・・・・・・・
・・　（１）（エンジン暖機時）エンジン始動後の冷態時、冷却水が所定水温以下の場合
、サーモスイッチ２０はＯＮＬでおり、ソレノイドバル
ブ１０ａはバッテリＢＶに接続通電され、バルブが全開
になる。この時、ＥＣＵＩ８からのｌ５ＣＶ駆動信号の
デユーティ比εに基づいて、上記ｌ５ＣＶ１０のバルブ
開度即ちバイパス空気量が駆動回路２８を介して制御さ
れ、エンジン暖機時のアイドル回転数が保たれる。

ここで、上記（１）式に示すように、ソレノイドバルブ
１０ａは、その最大流ａ（全開流ω）Ｑｓｍａｘが上記
ｌ５ＣＶＩＯ（７）最大流ｆｆｌＱｉｓｃｍａＸに等し
いか又は大きいため、バイパス空気量は上記ｌ５ＣＶ１
０のみで制御される。

すなわら、エンジン暖機時は通常よりもアイドル回転数
が高いため、バイパス空気量が多く必要とされ、従って
上記ｌ５ＣＶ１０で制御づるバイパス空気量が、上記ソ
レノイドバルブ１０ａによって絞られないよう設定され
ている。

（エンジン暖機完了後）エンジンが暖機完了して冷却水が所定水温以上になると
、サーモスイッチ２０がＯＦＦして、ソレノイドバルブ
１０ａの通電が切れ、バルブが閉じる。この時、上記ソ
レノイドバルブ１０ａは完全にはバイパス通路９を遮断
せず、最小流量で維持される。

このソレノイドバルブ１０ａの最小流ｆｆ１Ｑｓ　ｍｉ
ｎは、エンジンの暖機完了後、アイドル時の各種負荷あ
るいは減速などの運転状態に応じて必要とされるバイパ
ス空気量の最大許容吸入空気＠に設定されており、例え
ば、ソレノイドパルプ１０ａ自体にバイパスポートを設
けるか、あるいはソレノイドバルブ閉弁時、一定位置で
バルブのストッパを設け、閉弁時一定の開口面積を確保
するなどして設定される。

ここで、バイパス通路９の最大吸入空気量は、上記（１
）式に示すように、上記ソレノイドバルブ１０ａの最小
流ｍ（閉時流ｆｆ１）　Ｑｓ　ｍ　ｉ　ｎが、上記ｌ５
ＣＶ１０の最大流！ｔＱｉｓｃｍａｘよりも小さいため
、バイパス通路９に上記ｌ５ＣＶＩＯと直列に介装され
た上記ソレノイドバルブ１０ａの最小流Ｈｑｓ　ｍ　ｔ
　ｎに制限される。

従って、暖機完了後は、バイパス空気量は上記ｔｓｃｖ
ｉｏの最大流ｒ［１付近までは必要とされないため、上
記ｌ５ＣＶＩＯの上限の流ｆ１１範囲は上記ソレノイド
バルブ１０ａの最小ＷｊＥＪＩＱｓｍｉｎにステップダ
ウンされ、一方、下限の流量範囲は（１）式から明らか
なように、上記ｌ５ＣＶ１０の最小流ｆｆ１Ｑｉｓｃ　
ｍ　ｉ　ｎとなる。従って、ＥＣｔＪ１８からのｔ　ｓ
ｃｖ駆動パルス信号のデユーティ比に基づき、上記ｒｓ
ｃｖｉｏが駆動回路２８を介して上記の範囲（Ｑｓ　ｍ
　ｉ　ｎ−Ｑｉｓｃ　ｍ　ｉ　ｎ　）で制御され、アイ
ドル−転数制御が行なわれる。

（異常発生時）例えば、上記ｔｓｃｖｉｏが摺動部の固着などによりバ
ルブＡ−ブン状態で故障し、あるいはＥＣＵ１８の制御
系に異常が発生してエンジン回転数の異常検出が行なわ
れないなどの事態が発生しても、上記バイパス通路９の
最大吸入空気量は、上記ＥＣＵ１８とは独立して上記ソ
レノイドバルブ１０ａの最小流ｆｉＱｓ　ｍ　ｉ　ｎす
なわちエンジンのＩｉ１機完了後バイパス空気量として
必要とされる最大許容吸入空気用に制限されているため
、エンジンは一定回転数以上には上背せず、燃費の悪化
、排ガス浄化性の劣化、さらにはエンジン高回転による
出力異常などの事態が未然に回避され、安全が確保され
る。

なお、エンジン冷態時には、ソレノイドバルブ１０８は
全開であり、このときｌ５ＣＶＩＯがバルブオーブン状
態で故障したとしても、暖礪時には、バイパス空気量が
多く必要とされるため、エンジン回転数はさほど上背せ
ず問題ない。

（第２実施例）第３図は本発明の第２実施例を示すエンジン制御系の概
略図であり、上述の第１実施例と同様の部材には同一の
符号を付して説明を省略する。

第２実施例では、前記第１実施例に対し、バイパス通路
９に介装されたｌ５ＣＶ１０の下流側（又は上流側）に
ソレノイドバルブ１０ｂとオリフィス１０ｃが並列に介
装されてバイパス空気量制限手段を形成しており、上記
ソレノイドバルブ１０ｂ及びオリフィス１０ｃの流徂特
性は、上記ｌ５ＣＶＩＯに対し次のように設定されてい
る。

すなわら、上記ソレノイドバルブ１０ｂの最大流量をＱ
　Ｓ２ｍ　ａ　Ｘとし、上記オリフィス１０ｃの流量を
Ｑｏｒｉ　とすると、Ｑ　ｓ２ｍ　ａ　Ｘ≧Ｑｉｓｃ　ｍａＸ＞ＱＯｒｉ　＞
Ｑｉｓｃｍｉｎ　　・・・・・・・・・・・・（２）（
エンジン暖機時）エンジン冷態時は、冷却水が所定水温以下でサーモスイ
ッチ２０はＯＮしており、上記ソレノイドバルブ１０ｂ
はバラブリＢＶに接続通電され、バルブが全開になって
いる。このとき、上記（２）式に示すよう、に、上記ソ
レノイドバルブ１０ｂの最大流量（全開流ｍ）は、ｒ記
ｌ５ＣＶＩＯの最大流ｆｆｉＱｉｓｃｍａｘに等しいか
又は大きいため、第１実施例で説明したように、上記ｌ
５ＣＶＩＯのアイドル制御動作に影響はない。

（エンジン暖機完了後）＠機完了後、上記サーモスイッチ２０がＯＦＦすると、
上記ソレノイドバルブ１０ｂの通電が切れてバルブが完
全に閉じ、上記ソレノイドバルブ１０ｂを通る通路が遮
断される。

従って、バイパス通路９は上記ｌ５ＣＶＩＯと上記オリ
フィス１０ｃが直列になった通路が形成される。また上
記オリフィス１０Ｃの流Ｉ　Ｑ　Ｏｒ＋は、エンジンの
暖機完了後バイパス空気量として必要とされる最大許容
吸入空気爵に設定されている。

ここで、上記ソレノイドバルブ１０ｂに並列に介装され
た上記オリフィス１０ｃの流２ａＱｏｒｉは、上記（２
）式に示すように、上記ｌ５ＣＶ１０の最大流ｆｆｉＱ
ｉｓｃｍａｘよりも小さいため、バイパス通路９の最大
吸入空気量は上記オリフィス１０Ｃの流１Ｑｏｒｉに制
限され、第１実施例同様、ｌ５ＣＶ１０はＱｏｒｉ　−
Ｑ　ｉｓｃ　ｍ　ｉ　ｎの範囲で制御される。

（異常発生時）上述の如く、バイパス通路９の最大吸入空気量は、エン
ジンの暖機完了後バイパス空気団として必要とされる最
大許容吸入空気量に制限されているため、第１実施例同
様、上記ＩＳＣ■１０のバルブオーブン故障あるいはＥ
ＣＵ１８の制御系の異常発生時、エンジン回転数の上背
が一定に押えられる。

尚、第１実施例及び第２実施例において、バイパス通路
９のソレノイドバルブ１０ａ、１０ｂは、サーモスイッ
チ２０がＯＮでバルブオーブンの、所、？１ノーマルＡ
−ブンタイブのソレノイドバルブで説明したが、これに
限らず、サーモスイッチ２０がＯＮでバルブクローズの
、所謂ノーマルクローズタイプでも良い。このノーマル
クローズタイプのソレノイドバルブを使用する場合は、
上記４ノーモスイツチ２０は冷却水温が所定温度以下で
はＯＦＦであるスイッチを使用する必要がある。

さらに、上記ソレノイドバルブ１０ａ、１０ｂはワック
ス、バイメタルなどを利用した冷却水７４」に応じて開
閉されるバルブでも良く、その場合サー［スイン′ｆ−
２０は不要となる。すなわち、エンジン暖機時のアイド
ル回転数が高くバイパス空気間が多く必要とされる状態
から、エンジン暖機完了後のバイパス空気量をそれほど
多く必要とされない状態に達したとき、バイパス通路９
の最大吸入空気量を制限するものであれば良い。

さらにまた、上記ＴＳＣＶ１０はデユーティ制御される
ソレノイド式のものに限らず、例えば、ステップモータ
式ｌ５ＣＶ、あるいは電磁弁で制御される負圧を用いた
ｌ５ＣＶなどのバイパス空気Ｍを調整するものであれば
良い。

［発明の効果１以上、説明したように本発明によれば、制御手段からの
動作信号によりバイパス吸入空気良を制６０　Ｍるバイ
パス空気ｍ調整手段がバルブオープンのまま故障し、あ
るいは車輌の制御システム自体に異常が発生しても、バ
イパス通路に介装されたバイパス空気量制限手段により
、バイパス通路の最大吸入空気量を制限するため、エン
ジンの回転数は一定回転数以上には上昇せず、アイドル
時の許容回転数を超えた回転数上界が防止され、燃費の
悪化、排ガス浄化性の劣化、さらには出力異常などの事
態が未然に回避され、安全が確保される。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の第１実施例を示し、第１図は
エンジン制御系の概略図、第２図は電子制御系の機能構
成を示すブロック図、第３図は本発明の第２実施例を示
すエンジン制御系の概略図である。１・・・エンジン本体、３・・・吸気通路、４・・・ス
ロットルバルブ、９・・・バイパス通路、１０・・・バ
イパス空気ｍ調整手段、１０ａ、ｉｏｂ、１０ｃ・・・
バイパス空気量制限手段、１８・・・制御手段。

Claims

【特許請求の範囲】エンジンの吸気通路に設置されたスロットルバルブのバ
イパス通路に、制御手段からの動作信号に従つてアイドル時の吸入空気
量を制御するバイパス空気量調整手段と、上記バイパス
通路の最大許容吸入空気量を制限するバイパス空気量制
限手段とを設けたことを特徴とするアイドル回転数制御
装置。