JPH0143140B2 - - Google Patents

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JPH0143140B2
JPH0143140B2 JP57077250A JP7725082A JPH0143140B2 JP H0143140 B2 JPH0143140 B2 JP H0143140B2 JP 57077250 A JP57077250 A JP 57077250A JP 7725082 A JP7725082 A JP 7725082A JP H0143140 B2 JPH0143140 B2 JP H0143140B2
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JP
Japan
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engine
signal
speed
control
valve
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Application number
JP57077250A
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English (en)
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JPS58195041A (ja
Inventor
Shunpei Hasegawa
Noryuki Kishi
Takashi Komura
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/491,208 priority patent/US4479471A/en
Priority to DE19833316664 priority patent/DE3316664A1/de
Priority to GB08312674A priority patent/GB2119971B/en
Publication of JPS58195041A publication Critical patent/JPS58195041A/ja
Publication of JPH0143140B2 publication Critical patent/JPH0143140B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001Electric control of rotation speed
    • F02D31/002Electric control of rotation speed controlling air supply
    • F02D31/003Electric control of rotation speed controlling air supply for idle speed control
    • F02D31/005Electric control of rotation speed controlling air supply for idle speed control by controlling a throttle by-pass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/061Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up the corrections being time dependent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D2011/101Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles
    • F02D2011/102Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles at least one throttle being moved only by an electric actuator

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃エンジンのアイドル回転数フイー
ドバツク制御方法に関し、特にエンジン始動直後
の安定なアイドル運転を確保するようにしたアイ
ドル回転数フイードバツク制御方法に関する。
内燃エンジンにおいて、エンジン冷却水温が低
いときにアイドル運転を行つた場合や、アイドル
運転時にエンジンにヘツドライト、エアコン等の
電気負荷、機械負荷が掛つたとき等にはエンジン
の負荷が増大してアイドル回転数が低下してエン
ジンストールが生じ易く、このため従来、エンジ
ンの負荷状態に応じて目標アイドル回転数を設定
し、この目標アイドル回転数と実際のエンジン回
転数との差を検出しこの差が零になる様に差の大
きさに応じてエンジンに補助空気を供給してエン
ジン回転数を目標アイドル回転数に保つように制
御するアイドル回転数フイードバツク制御方法が
本出願人により提案されている。
この提案に係るアイドル回転数フイードバツク
制御方法に依ればアイドル時の回転数フイードバ
ツク制御のみならず減速してアイドルに至る時や
アイドルからの加速時等にも補助空気の供給制御
を適当に行なうことにより、又、補助空気の供給
制御中にエンジン負荷の変化がある場合に負荷の
変化に速やかに応答して補助空気の供給量を制御
することにより円滑で安定したエンジン回転数制
御を行ない、燃費の改善や清浄な運転を図つてい
る。
このようなアイドル回転数フイードバツク制御
方法において、特に、冷寒時の始動直後にはエン
ジン温度、特に燃焼室壁面温度が低く壁面の冷却
作用によつて混合気の完全な燃焼を確保すること
が難しくこのためアイドル時のエンジン回転数が
不安定となり易い。又、エンジン始動直後にはク
ランキング中のスタータ作動によつて消費された
バツテリに発電機によつて充電が行なわれるため
この発電機の作動がエンジン負荷となつてアイド
ル回転数が不安定となり易い。
又逆に、エンジン温度が非常に高いときに始動
する場合、例えば熱暑気候時の運転後に再姿動す
る場合等には高温のため燃料配管系の管内に気泡
が発生している場合が考えられる。このような気
泡の存在はアイドル時のエンジン回転数を著しく
不安定にさせるものであり逸早く燃料配管系内の
気泡を排除する必要がある。
本発明はかかるアイドル時の不安定な運転状態
を回避せんがためになされたもので、エンジン始
動時にエンジン回転数が所定回転数を越えた後、
所定時間に亘つて補助空気量制御弁を全開にしア
イドル回転数を目標エンジン回転数より高い回転
数に設定するようにしてアイドル時のエンジン回
転を安定化させるアイドル回転数フイードバツク
制御方法を提供するものである。
以下本発明の方法を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の方法が適用される内燃エンジ
ンのアイドル回転数フイードバツク制御装置の全
体を略示する構成図であり、符号1は、例えば4
気筒の内燃エンジンを示し、エンジン1には開口
端にエアクリーナ2を取り付けた吸気管3と排気
管4が接続されている。吸気管3の途中にはスロ
ツトル弁5が配置され、このスロツトル弁5の下
流の吸気管3に開口し大気に連通する第1空気通
路8及び第2空気通路8′が配設されている。第
1空気通路8の大気側開口端にはエアクリーナ7
が取り付けられ又、第1空気通路8の途中には第
1補助空気量制御弁(以下単に「第1制御弁」と
いう)6が配置されている。この第1制御弁6は
常閉型の電磁弁であり、ソレノイド6aとソレノ
イド6aの付勢時に第1空気通路8を開成する弁
6bとで構成され、ソレノイド6aは電子コント
ロールユニツト(以下「ECU」という)9に電
気的に接続されている。
前記第2空気通路8′は通路途中で第3空気通
路8″が分岐し、第2空気通路8′及び第3空気通
路8″の各大気側開口端には夫々エアクリーナ
7′,7″が取り付けられている。第2空気通路
8′の前記第3空気通路8″の分岐点と大気開口端
側との間及び前記第3空気通路8″の途中には前
記第1制御弁と同様の常閉型電磁弁である第2制
御弁6′及び第3制御弁6″が夫々配設されてい
る。各制御弁6′,6″は夫々ソレノイド6′a,
6″a及びソレノイドが付勢されたときに各通路
を開成させる弁6′b,6″bで構成され、各制御
弁6′,6″のソレノイド6′a及び6″aの各一端
側は接地され各他端側は夫々スイツチ26,27
を介して直流電源24に接続されていると共に前
記ECU9に接続されている。
前記第1空気通路8には第1制御弁6の下流で
分岐する分岐通路8bが接続されており、この分
岐通路8bの大気側開口端にはエアクリーナ11
が取り付けられ、又、分岐通路8bの途中にはフ
アーストアイドリング制御装置10が配設されて
いる。フアーストアイドリング制御装置10は、
例えば、スプリング10cによつて弁座10bに
押圧されて分岐通路8bを閉成可能な弁体10a
と、エンジン冷却水温に感応して腕10d′を伸縮
させる検知装置10dと、検知装置の腕10d′の
伸縮に応答して回動し、弁体10aを開閉方向に
変位するレバー10eとで構成されている。
吸気管3のエンジン1と前記第1空気通路の開
口8a及び第2空気通路の開口8′aとの間には
燃料噴射弁12及び管15を介し吸気管3に連通
する吸気管内絶対圧センサ16が夫々取り付けら
れている。前記燃料噴射弁12は図示しない燃料
ポンプに接続されていると共にECU9に電気的
に接続されており、前記絶対圧センサ16も
ECU9に電気的に接続されている。更に、前記
スロツトル弁5にはスロツトル弁開度センサ17
が、エンジン1本体にはエンジン温度としてエン
ジン冷却水温を検出するエンジン冷却水温センサ
13及び回転数センサ14が夫々取り付けられ、
各センサはECU9に電気的に接続されている。
符号18,19,20は例えばヘツドライト、
ブレーキライト、ラジエータ冷却用フアン等の電
気装置を示し、これらの電気装置18,19及び
20は夫々スイツチ21,22及び23を介して
ECU9に電気的に接続されている。符号25は
他のエンジンパラメータセンサ、例えば大気圧セ
ンサを示す。符号25aはスタータスイツチ、符
号25bはスタータモータを含む始動回路を示
す。
次に上述のように構成されるアイドル回転数フ
イードバツク制御装置の作用について説明する。
スイツチ26は、例えば、図示しないエアコン
を作動させる、図示しないエアコンスイツチと連
動し、スイツチ26を閉成させたときエアコンの
作動を示すエアコンオン信号をECU9に供給す
ると共に第2制御弁6′のソレノイド6′aを付勢
して弁6′bを開弁させアイドル時のエアコンの
作動によるエンジン負荷の増加に対応する所定量
の補助空気量をエンジン1に供給する。スイツチ
27は、例えば自動変速機を装備する内燃エンジ
ンの場合に図示しないシフトレバーに取り付けら
れ自動変速機の係合位置にシフトレバーを操作し
たときスイツチ27は閉成して自動変速機の係合
を示すオン信号(以下「Dレンジ信号」という)
をECU9に供給すると共に第3制御弁6″のソレ
ノイド6″aを付勢して弁6″bを開弁させアイド
ル時の自動変速機の作動によるエンジン負荷の増
加に対応する所定量の補助空気量をエンジン1に
供給する。
上述のようにエアコンや自動変速機のようなエ
ンジンが直接駆動する補助機械装置の、エンジン
に対して比較的大きな負荷になる機械負荷に対し
ては夫々個別に第2及び第3制御弁を設けて夫々
の負荷に対応してアイドル回転数を一定に保つよ
うにしている。
フアーストアイドリング制御装置10は冷寒始
動時等、エンジン冷却水温が所定値より低い場合
(例えば20℃)に作動する。より具体的には、フ
アーストアイドリング制御装置10の検知装置1
0dはエンジン冷却水温に感応して腕10d′を伸
縮させる。検知装置10dとしては種々のものが
適用出来、例えば内部にワツクスを充填しその熱
膨張特性を利用するものでもよい。エンジン冷却
水温が所定値より低い場合には検知装置10dの
腕10d′は縮んだ状態にあり、レバー10eはバ
ネ10fによつて回動し、バネ10cに抗して弁
体10aを右方向に変位させて分岐通路8bを開
成させる。この分岐通路8bが開成しているとき
にはフイルタ11、通路8b,8を介して十分な
補助空気がエンジン1に供給されるためエンジン
回転数を通常アイドル回転数より高い回転数に保
持出来るので冷寒時アイドル運転のエンジンスト
ールの心配もなく清浄な運転が確保される。従つ
てフアーストアイドリング装置10が作動してい
るときにはフアーストアイドリング装置を介して
供給される補助空気に加えて更に後述する第1制
御弁6からの補助空気を必要としないので後述す
る始動直後の所定時間を徐いてエンジン水温が所
定値以上になるまで第1制御弁6は不作動にされ
る。
暖機運転によるエンジン冷却水温の上昇に伴つ
て検知装置10dの腕10d′が熱膨張によつて伸
長すると、腕10d′はレバー10eを上方に押し
上げて時計廻り方向に回動させる。このとき弁体
10aはバネ10cの押圧力によつて次第に左動
するようになり、エンジン冷却水温が所定値以上
になると遂に弁体10aは弁座10bに当接して
分岐通路8bを閉成しフアーストアイドリング制
御装置10を介する補助空気の供給を停止せしめ
る。
尚、上述のフアーストアイドリング制御装置は
エンジン冷却水温が所定値より低いときにアイド
ル時のエンジン回転数を通常アイドル回転数より
高い回転数に保持出来るようにエンジン1に供給
される吸気量を増加させるものであれば他の装
置、例えば、スロツトル弁開度を一定開度だけ強
制的に開ける構成のフアーストアイドリング装置
等であつてもよい。
一方、ヘツドライト、ブレーキライト、ラジエ
ータ冷却用フアン等の電気装置のエンジン1に対
して比較的小さな負荷である電気負荷に対応する
と共にエンジン回転数が目標アイドル回転数にな
るように補助空気量を精度よく増減させる補助空
気の供給量制御には第1制御弁6が用いられる。
すなわちECU9はエンジンの上死点(TDC)信
号毎にスロツトル弁開度センサ17、絶対圧セン
サ16、冷却水温センサ13及びエンジン回転数
センサ14から供給される夫々のエンジン運転状
態パラメータ信号の値と電気装置18,19,2
0からの夫々の電気負荷状態信号、前記エアコン
のオン信号及び自動変速機のDレンジ信号に基い
て、詳細には後述するようにエンジン運転状態及
びエンジン負荷状態を判別し、これらの判別した
状態に応じてエンジン1への燃料供給量、すなわ
ち燃料噴射弁12の開弁時間と、前記第1制御弁
6によつて供給される補助空気量、すなわち第1
制御弁6の開弁時間とを夫々演算し、各演算値に
応じて燃料噴射弁12及び第1制御弁6を作動さ
せる駆動信号を夫々供給する。
第1制御弁6のソレノイド6aは前記演算値に
応じた開弁時間に亘り付勢されて弁6bを開弁し
て第1空気通路8を開成し開弁時間に応じた所定
量の空気が第1空気通路8及び、吸気管3を介し
てエンジン1に供給される。
燃料噴射弁12は上記演算値に応じた開弁時間
に亘り開弁して燃料を吸気管3内に噴射し、噴射
燃料は吸入空気に混合して常に所望の空燃比(例
えば理論空燃比)の混合気がエンジン1に供給さ
れるようになつている。尚、燃料噴射弁12の開
弁時間は詳細は後述するように電気装置18,1
9,20からの夫々の電気負荷信号、エアコンの
オン信号及び自動変速機のDレンジ信号の各信号
に応じて各信号の入力時から所定時間経過後に所
定回数に亘り所定開弁時間増減されて、エンジン
1に供給される補助空気量の検出遅れに起因する
燃料量の過不足分を補正し、補助空気量の増減に
正確に対応する燃料量をエンジン1に供給するよ
うにされている。
次に、第1制御弁6によつて供給される補助空
気の基本的な供給制御方法について第2図乃至第
4図を参照して説明する。
第2図において、エンジンの所定位置信号とし
て、各シリンダの吸入行程毎に発生するTDC信
号毎に、TDC信号に同期させて第1制御弁6を
開弁させる。この場合重要なことは第1制御弁6
はTDC信号毎に1吸入行程につき1回だけ開閉
動作を行うようにしていることである。このよう
に第1制御弁6の開閉作動回数をTDC信号毎に
最小限の1回にすることにより第1制御弁6の耐
久性を向上させることができる。
次に、第3図はエンジンに供給される全吸気量
を求めるのに例えば吸気管内の絶対圧を一つのパ
ラメータとする場合の絶対圧計測方法を説明する
図で第3図aは本発明の方法が適用される第1制
御弁の制御方法、第3図bは任意の一定間隔で計
測する方法を夫々示す。第3図bに示すように吸
気管内の絶対圧の変動を考慮せず任意の一定間隔
で、例えばある一定周期のサンプリングタイミン
グ信号で吸気管絶対圧を計測すれば該タイミング
信号と絶対圧変動波の位相とが互いに対応しない
ので正しい吸気量に対応する絶対圧の代表値を計
測出来ないことは明白である。一方、第2図に示
したようにTDC信号に同期させて第1制御弁を
作動させて補助空気を供給すれば吸気管内の圧力
変動の周期は第3図aに示すようにTDC信号毎
にほゞ一定している。この点に着目してTDC信
号に同期させて絶対圧変動波の一定位相位置で吸
気管の絶対圧を計測すると実際の吸気量に正確に
対応する絶対圧の代表値を得られ、従つて、全吸
気量に正確に対応する適宜量の燃料をエンジンに
供給することができるので燃料供給量のバラツキ
に起因するアイドル不安定を防止することができ
る。
TDC信号に同期し空気量制御弁を作動させる
場合、吸気管に補助空気を供給することにより吸
気管内の圧力変動は第4図に示すように第1制御
弁6の作動開始時期、即ち補助空気の供給開始時
期によりTDC信号に対しする位相がズレて吸気
量に対応する代表値が得られる時期が異るように
なる。かかる位相ズレをもつ吸気管内の絶対圧を
TDC信号に対し一定時期に計測すると上述の位
相のズレによつて吸気空気量に正しく対応する代
表値より高い又は低い値を計測してしまうことに
なる。例えば代表値より高い絶対圧を計測してし
まうと(第4図ケースc)、実際より多くの吸入
空気が供給されたと判断して必要以上の燃料をエ
ンジンに供給してしまい、混合気が過濃になる。
逆に、代表値より低い絶対圧を計測すると(第4
図ケースA)混合気が希薄になる。このため、本
発明では第4図ケースBに示すように、最適の補
助空気の供給開始時期をエンジンの吸気管の形状
等によりエンジン毎に実験的に決めると共に補助
空気の供給開始時期を実験的に決まる所定係数
DDLYに対応する時間(第4図のTDLYB以後これを
開弁遅れ時間と呼ぶ)だけTDC信号発生時点よ
り遅らせることにより吸気管内の圧力変動波の位
相を常に一定にするようにしている。従つて補助
空気量に正確に対応する適宜量の燃料(例えば理
論空燃比になる燃料量)を常時精度よくエンジン
に供給出来、正確で安定したアイドル回転数制御
が出来る。
第5図a乃至cは第1図のECU9内で実行さ
れる第1制御弁6の制御手順を示すプログラムフ
ローチヤートである。
このエンジン制御プログラムは第1図に示した
ECU9内において、イグニツシヨンスイツチ
(第1図には図示せず)をオンにしてECU9をイ
ニシヤライズした後(第5図aのステツプ1)、
TDC信号発生毎に実行される。第1図の回転数
センサ14からのTDC信号がECU9に入力され
ると(ステツプ2)、先ず、エンジン回転数Neが
クランキング回転数NeCR(例えば400rpm)以下か
つスタータスイツチがオンか否かを判別して(ス
テツプ3)、判別結果が肯定(イエス)であれば、
すなわちエンジン回転数NeがNeCRより低いスタ
ータスイツチがオンとなりクランキング中である
と判別すると始動を容易にし逸早くアイドル回転
数に到達させるために第1制御弁6を全開にしよ
り多くの混合気をエンジン1に供給するように第
1制御弁6の開弁デユーテイ比DOUTを100パーセ
ントに設定する(ステツプ4これを「完爆モー
ド」による演算と呼ぶ)。ステツプ3で判別結果
が否定(ノー)であればステツプ5、6、7又は
ステツプ5、7を実行する。これらのステツプは
詳細は後述するように本発明に係る第1制御弁6
の制御方法でありクランキング終了後、すなわち
エンジン回転数Neがクランキング回転数NeCR
上になるかスタータスイツチがオンからオフに切
換わつた直後からエンジン水温によつて決定され
る時間tiUに亘つて第1制御弁6の開弁デユーテイ
比DOUTを100%に設定するものである。
クランキング直後から時間tiU経過すると次にス
テツプ8に進みエンジン回転数Neの逆数に比例
する数Meが目標アイドル回転数より大きい所定
値NA(例えば1500rpm)の逆数に比例する数MA
より大きいか否か判別される。ECU9内では演
算処理の都合上回転数Ne,NAに代えて数Me,
MAが使用され、この数Meはエンジン回転に対応
して発生するパルス信号間の時間間隔でありエン
ジン回転数が高い程時間間隔Meは短くなる。
ステツプ8で答が否定(ノー)のとき(Me<
MA)、すなわちエンジン回転数Neが所定回転数
NAより高いときは、エンジン所定回転数NAより
低いときに生じ易いエンジンストールやエンジン
振動の発生する心配もなくエンジン1への補助空
気の供給は不要であるのでECU9は第1制御弁
6への制御信号の供給を停止して第1制御弁6を
全閉にするように開弁デユーテイ比DOUTを零に設
定する(ステツプ9これは「休止モード」の演算
と呼ぶ)。このように補助空気供給不要時には第
1制御弁6への通電が停止されるのでソレノイド
6aの発熱による影響が少くなり、弁6bのくり
返し開閉動作を停止して弁6bの耐久性を向上さ
せることができる。
ステツプ8で答が肯定(イエス)のとき(Me
≧MA)、すなわちエンジン回転数Neが所定回転
数NAより低いときは次のステツプ10でエンジン
冷却水温TWが所定値TWAIC0(例えば50℃)より
高いか否かを判別する。ステツプ10での判定結果
が否定(ノー)であれば、すなわち、エンジン冷
却水温TWが所定値TWAIC0より低いとき、第1図
のフアーストアイドリング制御装置10が作動し
ているので前述のとおりフアーストアイドリング
制御装置10を介して供給される補助空気に加え
て更に第1制御弁6からの補助空気を必要とせ
ず、第1制御弁6の開弁デユーテイ比DOUTを零に
設定して(ステツプ9)第1制御弁6を不作動に
する。
ステツプ10での判別結果が肯定(イエス)の場
合には、次ステツプ11で第1図のスロツトル弁5
のスロツトル弁開度θthが実質的に零と見なされ
る零に近に所定値θIDLよりも小さいか否かを判別
し、判別結果が肯定(イエス)の場合には次のス
テツプ12(第5図b)に進む。ステツプ12では詳
細は後述するようにアイドル時の目標アイドル回
転数の上限値NHの逆数に対応する数MH及び下限
値NLの逆数に対応する数MLを設定し、この数
MHを用いてエンジン回転数Neの逆数に対応する
数Meが数MHより大きいか否かが判別される(ス
テツプ13)。この判別結果が否定(ノー、Me<
MH)のとき、すなわちエンジン回転数Neが目標
アイドル回転数の上限値NHより大きいとき、前
回ループの制御がフイードバツクモードであつた
か否かが判別され(ステツプ14)、否定(ノー)
であればエンジン運転状態は減速モードであると
判断して詳細は後述するように後続するステツプ
15乃至16において第1制御弁6の開弁デユーテイ
比DOUTの、エンジン回転数の減少に伴つて漸増す
るように設定される項DX(これを「減速モード
項」という)と電気負荷の変化に対応して設定さ
れる項DE(以下単に「電気負荷項」という)及び
DXとDEとの和であるデユーテイ比DOUTが夫々演
算されると共にステツプ16では電気負荷が変化し
た後所定噴射回数に亘つて燃料を増減量するため
の燃料噴射弁12の増減分開弁時間TAICを決定す
る。
前記ステツプ13で判別結果が肯定(イエス、
Me≧MH)となつたとき、すなわちエンジン回転
数Neが目標アイドル回転数の上限値NHより小さ
くなれば詳細は後述するようにアイドル時のフイ
ードバツクモード制御に移行し、電気負荷項DE
と電気負荷が変化した後所定噴射回数に亘つて燃
料を増減量するための燃料噴射弁12の増減分開
弁時間TAICを決定し(ステツプ18)、さらにフイ
ードバツクモードによる制御項(以下「フイード
バツクモード項」という)DPINに前述の電気負荷
項DEを加えた開弁デユーテイ比DOUTの演算が行
なわれる(ステツプ19)。前記ステツプ14で判別
結果が肯定(イエス)の場合にもステツプ18、19
に進みフイードバツクモードによる制御が行なわ
れる。これはエンジン回転数Neが目標アイドル
回転数より高くても前回ループでフイードバツク
モードにより制御されていれば、すなわちエンジ
ン回転数が減速して一旦目標アイドル回転数の上
限値より低下するとそれ以後はスロツトル弁5が
全閉である限り引続きフイードバツクモードで制
御することを意味する。
第1図のスロツトル弁5が開弁されると、第5
図aのステツプ11の判別結果は否定(ノー)とな
り、すなわち詳細は後述するようにエンジンは加
速モードに入つたと判断して、第5図cのステツ
プ21において電気負荷項DEと、電気負荷が変化
した後所定噴射回数に亘つて燃料を増減量するた
めの燃料噴射弁12の増減分開弁時間TAICとを決
定し、さらに加速モードによるエンジン回転数の
増加に伴つて漸減させるように開弁デユーテイ比
DOUTの演算が行なわれる(ステツプ22)。
エンジン回転数の増加に伴つて開弁デユーテイ
比DOUTが減少し逐に第1制御弁6のソレノイド6
aを付勢しても弁6bが実質的に開弁しなくなる
微小デユーテイ比DO(これをソレノイドの無効デ
ユーテイ比という)に到達するようになり、この
とき第5図cのステツプ20でのDOUT≦DOの判別
が成立して(イエス)、以後は第1制御弁6の開
弁デユーテイ比DOUTを零に設定し(第5図aのス
テツプ9)、第1制御弁6のソレノイド6aへの
通電を遮断して第1制御弁6を不作動にする。
上述のように各エンジン運転状態に応じたモー
ドによつて第1制御弁6の開弁デユーテイ比を演
算した後第5図aのステツプ23において第1制御
弁6の開弁時間TOUT、第4図において説明した
開弁遅れ時間TDLY及び燃料噴射弁12の開弁時間
TIOUTを演算して当該プログラムを終了する(ス
テツプ24)。
第6図乃至第8図は第5図a乃至cで説明した
第1制御弁6の減速モード、フイードバツクモー
ド及び加速モードによる開弁時間制御の方法を更
に詳しく説明する図である。
減速モードによる第1制御弁の制御 第6図において、減速時に第1図のスロツトル
弁5が全閉となり時間経過と共にエンジン回転数
Neが減少し、所定回転数NA(例えば1500rpm)
以下になると(第6図a)、第1制御弁6が開弁
して第1空気通路8を介し補助空気が供給される
ようになり補助空気の減速モードの制御が開始さ
れる。
この減速モードにおいては補助空気の供給量は
第6図bに示すようにエンジン回転数の減少に応
じて漸増しエンジン回転数Neが所定の目標アイ
ドル回転数上限値NHと等しくなつたとき第1制
御弁6は所定開弁デユーテイ比DXHに対応する時
間に亘り開弁して、所定量の補助空気が供給され
る。第7図は第1制御弁6の開弁デユーテイ比
DXとエンジン回転数との関係の一例を示す図で
あり、エンジン回転数NeがNAとNH間にあつて
は、開弁デユーテイ比DXはエンジン回転数Neの
逆数に比例する数Meに対応して設定され、エン
ジン回転数NeがNAより高いときは(Me≦MA
DX=0、NeがNHより低いとき(Me≧MH)はDX
=DXHの一定値に設定される。
斯くのごとくスロツトル弁全閉減速時に所定エ
ンジン回転数NAよりエンジン回転数の低下に応
じて補助空気を漸増させることにより、減速途中
でクラツチが切られた場合にもエンジン回転数が
急激に低下して、エンジン回転数NH以下で開始
されるアイドル時のフイードバツクモードによる
補助空気制御が追随出来ずに、エンジンストール
が生じる事態を回避することができる。
尚、減速モードによる第1制御弁6の開弁デユ
ーテイ比DOUTは第5図bステツプ15乃至16におい
て説明したように、減速モード項DXと電気負荷
DEとの和で与えられる。第6図における説明で
はこの電気負荷がない場合について説明したが電
気負荷のある場合については後述する。
フイードバツクモードによる第1制御弁の制御 減速モードから更にエンジン回転数が減少して
目標アイドル回転数の上限値NH以下になるとエ
ンジン回転数Neを上限値NHと下限値NLとの間に
保持するようにフイードバツクモードによる補助
空気量の制御が開始される。これら目標アイドル
回転数の上限値NHと下限値NLは後述するように
エンジン冷却水温や電気装置18,19,20の
電気負荷状態あるいは26,27に対応する機械
負荷装置の機械負荷状態等の変化に応じてその都
度エンジンに最適な値に設定される。
フイードバツクモードによるアイドル回転数制
御は、例えば、前記上下限値NH,NLとエンジン
回転数センサ14からの実回転数Neとの差を検
出し、この差が零になるように差の大きさに応じ
て第1制御弁6の開弁デユーテイ比を増減制御す
ることによつて行なわれる。すなわち、実エンジ
ン回転数Neが上下限値NH,NLの間にある場合に
は第1制御弁6の開弁デユーテイ比は前回ループ
での制御値である開弁デユーテイ比に保持される
が、外乱や電気負荷の遮断時にエンジン負荷が軽
減されエンジン回転数Neが目標アイドル回転数
の上限値NHを越える場合(第6図aのSn)には、
ECU9は前回ループがフイードバツクモードで
あるか否かを判別し、第6図の例では前回ループ
Sn-1はフイードバツクモードであるので引き続
きフイードバツクモードにより制御を実行する。
すなわち実エンジン回転数Neと上限値NHとの差
を検出し、この差の大きさに応じて実エンジン回
転数Neを低下させるように第1制御弁6の開弁
デユーテイ比の制御値が決定される。
上述の前回ループがフイードバツクモードであ
るか否かの判別をECU9に実行させることは
(第5図bのステツプ14)、制御を減速モードで実
行すべきかフイードバツクモードで実行すべきか
の判別の際に誤診を回避する上で重要な役割を果
す。すなわち第6図aの次回(Sn+1)のエンジ
ン回転数Neが上限値NHを越える場合も同様に今
回(Sn)がフイードバツクモードで制御が行な
われていることが判別され、次回もフイードバツ
クモードで制御される。即ち、減速モードによる
制御を終了して一旦フイードバツクモードによる
制御が開始されると以後はスロツトル弁5が全閉
である限り外乱等によりエンジン回転数Neが上
限値NHを越えて大きくなつてもフイードバツク
モードによる制御が継続して実行される。一方、
減速モード域にあつては、エンジン回転数Neが
上限値NHより大きい値をとり(第6図aのSk)、
ECU9は前回ループ(Sk-1)がフイードバツク
モードか否かを判別することによつて減速モード
による制御が確実に実行される。このようにし
て、例えば減速モード時に未だ回転数が高いとき
にフイードバツクモード領域にあると誤診されて
フイードバツク制御が行われた場合第1制御弁6
の開弁時間が極端に小さい値になり、この状態で
クラツチを切つたときにエンジンストールが生じ
る事態を回避することができるのである。
エンジン回転数Neが下限値NLより低下した場
合にも下限値NLと実エンジン回転数Neとの差を
検出し、この差の大きさに応じて実エンジン回転
数Neを上昇させるように第1制御弁6の開弁デ
ユーテイ比の制御値が決定される。
フイードバツクモードによる第1制御弁6の開
弁デユーテイ比の設定方法の詳細については後述
する。
加速モードによる第1制御弁の制御 次に、発進のためのスロツトル弁5が開くとエ
ンジン回転数Neは増加する(第8図a)。このと
きスロツトル弁5が開いてもエンジン1への補助
空気量を急に零とせずスロツトル弁5の開弁直前
のフイードバツクモードの制御ループで供給され
た補助空気量を引き続き供給しその後この補助空
気量を、例えばTDC信号入力毎に一定量づつ減
量してエンジン1に供給する(第8図bの加速モ
ード)。
このようにスロツトル弁5が開弁しても補助空
気量を急に零とせずスロツトル弁開弁後補助空気
量を徐々に減量してエンジン1に供給するように
したのでエンジン回転数の急激な低下を防止し円
滑なクラツチの係合が可能となる。
エンジンの回転と共に第1制御弁6の開弁デユ
ーテイ比DOUTは漸減し遂には制御弁6のソレノイ
ド6aを付勢しても弁6bが実質的に開弁しなく
なる微小デユーテイ比DOに到達する。この到達
以後は開弁デユーテイ比DOUTを零とし(第8図b
の休止モード)、第1制御弁6のソレノイド6a
への通電を遮断して第1制御弁6を不作動にす
る。このように第1制御弁6の開弁動作を停止す
ることによつて弁6bの耐久性が向上するととも
にソレノイド6aへの通電が遮断されるのでソレ
ノイド6a自体の発熱による悪影響を少くするこ
とができる。
目標アイドル回転数の上限値及び下限値の設定 第5図bのステツプ12で求められる目標アイド
ル回転数の上限値及び下限値の夫々の逆数に対応
する数MH,MLについてその設定手順の詳細につ
いて第9図及び第10図を参照して説明する。ア
イドル運転時の目標アイドル回転数は第1図に示
すECU9内に供給されるエンジン冷却水温セン
サ13からのエンジン水温信号、ヘツドライト等
の電気装置18,19,20の夫々のスイツチ2
1,22,23からの各電気負荷信号、エアコン
のオン信号及び自動変速機のDレンジ信号に基い
て設定される。今、説明の簡略化のために目標ア
イドル回転数をエンジン水温信号、エアコンのオ
ン信号及び自動変速機のDレンジ信号によつて設
定される場合を例に説明する。
第9図のフローチヤートは第1図のECU9内
で実行される目標アイドル回転数の設定手順を示
し、エンジン冷却水温の高低によつて目標アイド
ル回転数を設定するブロツク、エアコンのオン
―オフ状態によつて目標アイドル回転数を設定す
るブロツク、自動変速機のオン―オフ状態によ
つて目標アイドル回転数を設定するブロツク及
びブロツク乃至の各ブロツクで設定された目
標アイドル回転数の内の最大値を選択するブロツ
クから構成されている。
ECU9内で当該プログラムが呼び出されると
(第9図のステツプ1)、先ず、エンジン冷却水温
によつて決定される目標アイドル回転数の逆数に
比例する数MTWが求められる(ステツプ2)。エ
ンジン冷却水温によつて決定される数MTWは、例
えば第10図に示すようにエンジン冷却水温TW
が増加する程、大きくなる様に、すなわち、エン
ジン回転数Neは小さくなる様に設定され、これ
らエンジン冷却水温TWに対するMTW値はマツプ
値としてECU9内に記憶されている。
次に、エアコンのスイツチ26がオン状態にあ
るか否かの判別を行い(ステツプ3)、判別結果
が否定(ノー)の場合、すなわちエアコンが作動
していないときは仮数MACをステツプ2で読み出
した数MTWと等しい値として設定し(ステツプ
4)、ステツプ6に進む。ステツプ3での判別結
果が肯定(イエス)の場合、すなわちエアコンが
作動しているとき、目標アイドル回転数をエンジ
ン冷却水温が基準温度(例えば70℃)のときの通
常アイドル回転数にエアコンの負荷が加わつたた
めに必要な、予め実験的に求められている回転数
増加分を加えた回転数に設定するように、この回
転数の逆数に比例する数MAC0を仮数MACの値と
して設定し(ステツプ5)、ステツプ6に進む。
ステツプ6では自動変速機のDレンジ信号が
ECU9に入力しているか、すなわち自動変速機
が係合しているか否かの判別を行い、判別結果が
否定(ノー)の場合、仮数MATをステツプ2で読
み出した数MTWと等しい値として設定し(ステツ
プ7)、ステツプ8に進む。ステツプ6で判別結
果が肯定(イエス)の場合、すなわち自動変速機
が係合していてエンジン1にこの負荷が加わつて
いるとき、目標アイドル回転数をエンジン冷却水
温が基準温度のとき通常アイドル回転数に自動変
速機の負荷が加わつたため必要となる、予め実験
的に求められている回転数増加分を加えた回転数
に設定するように、この回転数の逆数に比例する
数MAT0を仮数MATの値として設定し(ステツプ
9)、ステツプ8に進む。
ステツプ8では上述のようにして求められた数
MTWが仮数MATの値より小さいか否かが判別さ
れ、判別結果が否定(ノー)のとき、すなわち数
MTWの値が仮数MATの値より大きいとき仮数MX
を仮数MATの値と等しい値に設定し(ステツプ
9)、判別結果が肯定(イエス)のときは仮数MX
の値を数MTWと等しい値に設定する(ステツプ
10)。これらステツプ8乃至10では数MTWと仮数
MATの値とを比較して小さい方、すなわち目標ア
イドル回転数の高い方を選んだことを意味する。
同様に、ステツプ11では仮数MXの値と仮数
MACの値とが比較され両者の値の小さい方が数
MFBに設定され(ステツプ12、13)、当該プログ
ラムを終了する(ステツプ14)。上記ステツプ8
乃至13によつて数MTW,MAT及びMACの内の最小
の値のもの、すなわち目標アイドル回転数の最大
のものが数MFBとして選択されたことになる。
このようにして求められた目標アイドル回転数
の逆数に対応する数MFBに対し更に上下限値MH
MLが第5図bのステツプ12で設定される。この
上下限値MH,MLの設定はアイドル時のエンジン
回転数制御を安定して行なわせるためのもので目
標アイドル回転数NFBに対し内燃エンジンの特性
によつて決められる所定回転数幅を有する上下限
値NH,NLの夫々の逆数に対応する数MH,ML
演算される。
第9図の実施例ではエンジンに加わる負荷の種
類が3種類の場合について説明したが更にヘツド
ライト等の種々の負荷が加わつても第9図で説明
したと同様の方法によつて目標アイドル回転数を
設定することが出来る。
次に、上述したフイードバツクモード、減速モ
ード又は加速モードによる制御中に電気負荷の変
化があつたときの補助空気制御作用の詳細、第1
制御弁の各モードにおける開弁デユーテイ比の演
算方法及び電気負荷等のエンジン負荷変化直後の
燃料増減量制御方法について第11図乃至第16
図を参照して説明する。
フイードバツクモード制御中に電気負荷があつた
場合 先ず、第11図はアイドルのフイードバツクモ
ード制御時に電気負荷が加わつたときの補助空気
増量制御作用を説明する図であり、同図aに示す
ようにアイドル時のエンジン回転数Neは目標ア
イドル回転数の上限値NH及び下限値NLとの間に
保持するようにフイードバツクモードにより制御
されている。
今、アイドルのフイードバツクモード制御時に
第1図に示す第1、第2及び第3電気装置18,
19,20の少なくとも1つのスイツチ21,2
2又は23が閉成されてエンジン1に電気負荷が
加わつたとき(第11図b)、この電気負荷に対
し何らの対策も講じないとすればエンジン負荷が
増大したためにエンジン回転数Neは第11図a
の破線で示すように電気負荷の大きさに応じて大
きく低下する。この低下したエンジン回転数Ne
はフイードバツクモードにより回転数制御されて
いるので補助空気の供給量が増加して(第11図
cの破線)、時間経過と共に目標アイドル回転数
の上下限値の間に入るように回復する。しかしこ
の電気負荷によるエンジン回転数Neの低下は電
気負荷の大きさによつては非常に大きな低下とな
つて場合によつてはエンジンストールを生じる可
能性もあり、又電気負荷と同時に発進させた場合
に円滑なクラツチの係合が困難となつて運転性に
大きな影響を及ぼす。
上述のような電気負荷が加わつたとき、エンジ
ン回転を目標アイドル回転数の上下限値の間に保
つに必要な補助空気の増量分(第11図cには第
1制御弁6の開弁デユーテイ比の増加分DEで示
されている)は電気装置の種類によつて予測が可
能である。この点に着目し電気負荷のオン―オフ
信号を検出し、電気負荷のオン信号入力と同時に
後述するように各電気装置毎に予め設定した値に
基いて演算した電気負荷項DEを(第5図bのス
テツプ18)、フイードバツク項DpIoに加えて開弁
デユーテイ比DOUTを設定する(第11図c)。こ
のように電気負荷と同時に補助空気を増量させて
供給することによつてアイドル回転数はいち早く
目標アイドル回転数に復帰することが出来、フイ
ードバツクモード制御の制御遅れを著しく改善す
ることが出来る(第11図a及びc)。
上述のようにフイードバツクモード制御による
第1制御弁6の開弁デユーテイ比DOUTは前記第5
図bのステツプ19において次式によつて演算され
る。
DOUT=DpIo+DE ……(1) ここに電気負荷項DEは第5図bのステツプ18
において設定される。第12図は第5図bのステ
ツプ18におけるDE演算プログラムの詳細を示す
フローチヤートである。
このDE演算プログラムが呼び出されると(第
12図のステツプ1)、先ず、DEの記憶値を零に
リセツトする(ステツプ2)。次に第1図に示す
第1電気装置18のスイツチ21がオン状態であ
るか否かが判別され(ステツプ3)、判別結果が
否定(ノー)であればステツプ5に進む。ステツ
プ3で判別結果が肯定(イエス)であればDE
記憶値に第1電気装置18の電気負荷に対応する
所定量DE1を加算しこの加算値(DE+DE1)を新
たなDEの記憶値とする(ステツプ4)。尚、ステ
ツプ2でDE=0とリセツトされているのでステ
ツプ4の新たなDEの記憶値はDE1に等しい。
次に、上述と同様に第2電気装置19のスイツ
チ22のオン―オフ状態が判別され(ステツプ
5)、オン状態でなければステツプ7に進み、オ
ン状態であればDEの記憶値に第2電気装置19
の電気負荷に対応する所定量DE2を加算し、この
加算値(DE+DE2)を新たなDEの記憶値とする
(ステツプ6)。更に、上述と同様に第3電気装置
20のスイツチ21のオン―オフ状態が判別され
(ステツプ7)、オン状態でなければ当該プログラ
ムを終了し(ステツプ9)、オン状態であればDE
の記憶値に第3電気装置20の電気負荷に対応す
る所定量DE3を加算し、この加算値(DE+DE3
を新たなDEの記憶値とし(ステツプ8)、当該プ
ログラムを終了する。
上述の様に式(1)の電気負荷項DEは第1、第2
及び第3電気装置18,19,20の夫々のオン
―オフ状態を判別しオン状態にある電気装置の電
気負荷に対応する所定量を加算して設定される。
前記式(1)のフイードバツクモード項DpIoは、例
えば、第13図のフローチヤートに示される手順
によつて求められる。
本プログラムが呼び出されると(第13図のス
テツプ1)、先ず、実エンジン回転数Neの逆数に
比例する数Meが、前記第5図bのステツプ12で
求められた目標アイドル回転数の上限値NHの逆
数に対応する数MHより小さいか否かを判別する
(ステツプ2)。この判別結果が否定(ノー)の場
合には(すなわちNe≦NH)、ステツプ3に進ん
で数Meが目標アイドル回転数の下限値NLの逆数
に対応する数MLより大きいか否かを判別する。
ステツプ3で判別結果が否定(ノー)のとき、す
なわちステツプ2及びステツプ3での判別結果に
よりエンジン回転数Neが目標アイドル回転数の
上、下限値NH,NLの間にあると判別したとき実
エンジン回転数Neを上昇も低下もさせる必要が
ないので偏差値ΔMnを零に設定し(ステツプ
4)、又フイードバツクモード項DpIoの値を前回
ループの値DpIo-1に設定して(ステツプ5)、当
該プログラムを終了する(ステツプ6)。
ステツプ3で判別結果が肯定(イエス)のと
き、実エンジン回転数Neは下限値NLより小さい
と判別したことになり、ステツプ7では偏差値
ΔMn(このときΔMnは正の値となる)が求めら
れ、この偏差値ΔMnに一定数KIを乗算して積分
制御項ΔDIが求められる(ステツプ8)。次にス
テツプ7で求められた偏差値ΔMnと前回ループ
での偏差値ΔMn-1との差、すなわち加速偏差値
ΔΔMnが求められ(ステツプ9)、この加速偏差
値ΔΔMnに一定数Kpを乗算して比例制御項ΔDp
が求められる(ステツプ10)。このようにして求
められた積分制御項ΔDI及び比例制御項ΔDpに前
回ループの制御値DpIo-1を加えて得られる値を今
回のフイードバツクモード項DpIoに設定して(ス
テツプ11)、当該プログラムを終了する。
ステツプ2での判別結果が肯定(イエス)の場
合には実エンジン回転数Neは目標アイドル回転
数の上限値NHより大きいと判別したことになり、
ステツプ12で偏差値ΔMn(このときΔMnは負の
値となる)が求められ、以下同様にステツプ8で
は積分制御項ΔDI、ステツプ10では比例制御項
ΔDp及びステツプ11で今回のフイードバツクモ
ード項DpIoが求められて当該プログラムを終了す
る。
減速モード制御中に電気負荷があつた場合 第14図は第6図において説明した減速モード
制御中に電気負荷が加わつたときの補助空気増量
制御作用を説明する図である。
第1図に示すスロツトル弁5が全閉にされエン
ジン回転数Neが低下し所定回転数NAより小さく
なると第1制御弁6が開弁して減速モードによる
補助空気の供給が開始される(第14図a及び
c)。この減速モードによる制御が行なわれてい
る減速運転時に電気負荷が加えられたとき(第1
4図b、第11図に示したフイードバツクモード
による制御時の場合と同様にエンジン負荷の増大
となり、特にクラツチの係合がすでに解除されて
いると上述した減速モードによる補助空気量の制
御が行われているにもかかわらず補助空気の供給
量が不十分となつてエンジン回転数は急激に減少
し(第14図aの破線)、電気負荷の大きさによ
つてはエンジンストールを生じる危険がある。減
速モードの制御時においても第11図で説明した
と同様に電気装置の種類に応じて電気負荷に見合
う必要補助空気量の予測が可能であるので電気負
荷のオン―オフ信号を検出し、オン信号の入力と
同時に第1制御弁6の開弁デユーテイ比DOUTを第
12図で示したDE演算プログラムによつて求め
られる電気負荷項DEだけ増加させて設定する
(第14図c、第5図bのステツプ16、17)。すな
わち開弁デユーテイ比DOUTは次式で演算される。
DOUT=DX+DE ……(2) ここに減速モード項DXは前述の第7図よりエ
ンジン回転数に対応して設定される。
上述のように式(2)に基づいて電気負荷と同時に
補助空気を増量して供給することにより電気負荷
による急激なエンジン回転数の低下もなく運転性
を向上させることが出来る。
加速モード制御中に電気負荷があつた場合 次に、第15図はフイードバツクモード制御に
よるアイドル運転からスロツトル弁が開弁された
加速運転時に電気負荷が加わつたときの補助空気
増量制御作用を説明する図である。
第1図に示すスロツトル弁5が全閉のフイード
バツクモード制御によるアイドル運転の後、スロ
ツトル弁5が開弁されて加速運転に移行したとき
(第15図a)、第8図において説明した加速モー
ドによる補助空気の供給制御が開始される。この
加速モード制御時に電気負荷が加えられたとき
(第15図b)、第11図に示したフイードバツク
モードによる制御時及び第14図に示した減速モ
ードによる制御時の場合と同様に、この電気負荷
はエンジン負荷の増大となりエンジン回転数Ne
が急激に低下し(第15図aの破線)運転者に不
快感等を与え運転性に悪影響を与える。加速モー
ドによる制御時においても第11図で説明したと
同様に電気装置の種類に応じて電気負荷に見合う
必要補助空気量の予測が可能であるので電気負荷
のオン―オフ信号を検出して、オン信号の入力と
同時に第1制御弁6の開弁デユーテイ比DOUTを第
12図で示したDE演算プログラムによつて求め
られる電気負荷項DEだけ増加させて設定する
(第15図c)。すなわち開弁デユーテイ比DOUT
次式で演算される。
DOUT=DpIo-1−mDA+DE ……(3) ここにDpIo-1はスロツトル弁開弁直前のフイー
ドバツクモードによる最終制御ループで設定され
た開弁デユーテイ比であり前述の第13図に示さ
れる手順で設定される。DAは実験的に設定され
る一定値、mはスロツトル弁5の開弁後のTDC
信号のパルス数を示す。
上述のように式(3)に基づいて電気負荷と同時に
補助空気を増量して供給するようにしたので電気
負荷による急激なエンジン回転数の低下もなく運
転性を向上させることが出来る。
電気負荷等の変化後の燃料増減量制御方法 次に、上述したエンジン回転数制御中に電気負
荷が変化した場合やエアコン等の機械負荷が変化
した場合に、この負荷の変化後所定噴射回数に亘
つて燃料噴射弁12の燃料供給を増減量させる燃
料増減量制御方法(第5図b,cのステツプ16、
18、21でのTAICの設定方法)の詳細について第1
6図を参照して説明する。
先ず、第16図はエンジン回転数制御中に電気
装置等の負荷がオン―オフされたときにエンジン
1に供給する燃料量の増減方法を説明する図であ
る。説明を容易にするため各TDC信号にその発
生順に番号を付し、第1番目のTDC信号(以下
これを単に「TDC1信号」と呼び同様に第2、第
3……のTDC信号を夫々「TDC2信号」「TDC3
信号」……と呼ぶ)の発生からTDC19信号の発
生する間に、例えば、第1電気装置18だけがオ
ン―オフされた場合、および、次に第1電気装置
18に加えて、例えば、エアコンがオン―オフさ
れた場合を例に説明する。
今、第1電気装置18がTDC2信号とTDC3信
号の間でオン状態にされTDC8信号とTDC9信号
の間でオフ状態にされるとする(第16図b)。
ECU9は第1電気装置18のオン信号をTDC3信
号の直後に検出して第1電気装置18の電気負荷
に対応する所定量の補助空気を増量させた補助空
気量、すなわち第1制御弁6の開弁デユーテイ比
DOUTを演算し、この開弁デユーテイ比DOUTに対応
する開弁時間に亘つて第1制御弁6を開弁する。
ECU9はTDC4信号以降も同様に第1電気装置1
8のオフ信号が入力される迄、すなわちTDC8信
号直後迄TDC信号入力毎に第1電気装置18の
電気負荷に対応する補助空気の増加分を加えた開
弁デユーテイ比DOUTを演算してこの開弁デユーテ
イ比DOUTに対応する開弁時間に亘つて第1制御弁
6を開弁する。第1制御弁6はTDC3信号直後か
ら上述のように第1電気装置18の電気負荷に対
応する補助空気を増量してエンジン1に供給する
ようになるが、この増量させた補助空気がエンジ
ン1のシリンダに実質的に供給され始めるように
なるのは第16図aに示すようにTDC5信号の発
生以降である。この吸入遅れ時間は吸気系の通路
形状等により決定され理論的に又は実験的に求め
ることが出来る。更に、上述の増量された補助空
気量に正確に対応する燃料量がエンジン1に供給
されるようになるのはTDC8信号の発生以降であ
る。これはTDC5信号の発生からTDC8信号の発
生までの期間は吸入空気量が漸増する期間であ
り、主として絶対圧センサ16の検出遅れに起因
してこの吸入空気量の増加を正確に検出すること
が出来ないためである(第16図a)。従つて斯
る現象に何らの対策も講じなければTDC5信号直
後乃至TDC7信号直後にエンジン1に供給される
吸気量は実質的に増量されていくにもかかわらず
燃料の供給は吸気量の増加に追随出来ず燃料供給
量が不足してエンジン1に供給される混合気は希
薄化し、場合によつてはエンジンストールが生じ
たりハンチング等に生じる。
次に、TDC8信号とTDC9信号との間でオフ状
態になつた第1電気装置18のオフ信号はTDC9
信号直後に検出される。第1電気装置18がオフ
状態になるとエンジンの負荷は軽減されるので第
1電気装置18の電気負荷に対応する補助空気量
はもはや必要としないのでTDC9信号直後にエン
ジン1に供給される補助空気量は第1電気装置1
8の電気負荷に対応する補助空気量を減じた補助
空気量とし、この補助空気量は第1制御弁6を介
してエンジン1に供給される。斯る場合にも、前
記補助空気量を増量させたときと同様に、吸気系
の通路形状等に起因する吸入遅れ時間によつて実
質的に補助空気量が減量されるようになるのは
TDC11信号の発生以後からである。又、TDC11
信号の発生からTDC14信号の発生直前までの期
間は吸入空気量が漸減する期間であり、この吸入
空気量の減少に対する絶対圧センサ16の検出遅
れ等によりエンジン1への燃料の供給は吸気量の
減少量に追随出来ず燃料供給量は過剰となりエン
ジン1に供給される混合気は過濃化し、アイドル
時の排気ガス特性の悪化やハンチング等が生じる
(第16図a及びb)。
この様な場合においては、上述のTDC3信号直
後に第1制御弁6を介する補助空気量が増量され
た後TDC3信号の発生からTDC5信号の発生直前
までの期間(以下この期間を「燃料増量無視期
間」という)の経過後、TDC5信号直後乃至
TDC7信号直後のエンジン1への燃料供給量を所
定量増量して供給し(この燃料を所定量増量して
供給する期間を以下「燃料増量期間」という)、
TDC9信号直後に第1制御弁6を介する補助空気
量が上述のように減量された後、TDC9信号の発
生からTDC11信号の発生直前までの期間(以下
この期間を「燃料減量無視期間」という)の経過
後、TDC11信号直後乃至TDC13信号直後のエン
ジン1への燃料供給量を所定量減量して供給して
(この燃料を所定量減量して供給する期間を以下
「燃料減量期間」という)上述の不具合を解消す
るようにしている。
更に具体的に説明すれば、第1電気装置18の
オン信号検出と同時に第1図に示したECU9内の
カウンタCP1の記憶値を第1制御弁6下流の吸
気系の通路形状等で決定される所定値に、例えば
CP1=2に設定しこのカウンタCP1の記憶値を
TDC信号入力毎に1づつ減算する(第16図b
及c)。すなわちTDC4信号直後のカウンタCP1
の記憶値は1に、TDC5信号直後は0に夫々設定
される。このカウンタCP1の記憶値が零でない
期間は上述の燃料増量無視期間に対応し、カウン
タCP1の記憶値が零になることは上述の燃料増
量期間に入つたことと対応する。TDC5信号直後
にカウンタCP1の記憶値が零になるとECU9内
のカウンタNP1の記憶値を上述の燃料増量期間
に対応する、第1電気装置18に係る固有の所定
値、例えばNP1=3に設定すると共に燃料噴射
弁12の開弁時間TIOUTを上述の絶対圧センサ1
6の検出遅れ等に起因する吸気量検出誤差を補正
するためこの誤差に対応する所定の一定時間
TAICPを付加して設定する。すなわち TIOUT=Ti+TAIC ……(4) ここにTiはECU9によつてスロツトル弁開度
センサ17、絶対圧センサ16、冷却水温センサ
13、エンジン回転数センサ14等からのエンジ
ン運転パラメータ信号の値に基いて演算される値
でありTAICは定数であつて上述の燃料増量期間に
はTAIC=TAICPに設定される。
カウンタNP1の記憶値はTDC信号入力毎に1
づつ減算され、このカウンタNP1の記憶値が零
でない間、すなわちTDC5信号乃至TDC7信号の
各TDC信号毎に燃料噴射弁12の開弁時間TIOUT
は所定値TAICPが加算されこの演算値TIOUTに対応
する燃料量がエンジン1に供給される(第16図
c及びd)。TDC8信号直後のカウンタNP1の記
憶値は零であり(第16図c)、この時以降はも
はや開弁時間TIOUTには所定値TAICPが加算されな
いが、(式(4)のTAICは零に設定される)吸気量変
化に対する検出遅れ期間、すなわち燃料増量期間
はすでに経過して吸気量は正確に検出出来るよう
になつているので(16図a,c及びd)、補助
空気の供給量に対応して正確な燃料量の供給が出
来る。
次に、TDC9信号直後に第1電気装置18のオ
フ信号を検出すると第1制御弁6の開弁時間を第
1電気装置18の電気負荷に対応する時間減少さ
せると共に、ECU9内のカウンタCM1の記憶値
を前記燃料減量無視期間に対応する所定値2
(CM1=2)に設定する(第16図b及びc)。
このカウンタCM1の記憶値はTDC信号入力毎に
1づつ減算される。カウタCM1の記憶値が零で
ないときは上述の燃料減量無視期間を意味し、こ
の期間のエンジン1への燃料の供給は式(4)のTAIC
項を零にして、すなわち燃料は増量も減量もされ
ずに供給される(第16図c,d)。
カウンタCM1の記憶値が零になつたとき、す
なわちTDC11信号直後にECU9内のカウンタ
NM1の記憶値は前記燃料減量期間に対応する第
1電気装置18に固有の所定値、例えばNM1=
3に設定されると共に燃料噴射弁12の開弁時間
TIOUTは所定値TAICMだけ減算されて、すなわち式
(4)のTAIC項をTAIC=−TAICMに設定して演算され、
この演算値TIOUTに基いてエンジン1に燃料が供
給される。前記カウンタNM1の記憶値はTDC
信号入力毎に1づつ減算され、このカウンタNM
1の記憶値が零でない期間は前記燃料減量期間に
対応する。この期間、すなわちTDC11信号直後
乃至TDC13信号直後のエンジン1への燃料供給
量は上述のように燃料噴射弁12の開弁時間を所
定値TAICMだけ減じた開弁時間TIOUTに対応する燃
料量にされる(第16図a,c,d)。
TDC14信号直後の前記カウンタNM1の記憶値
は零であり、このとき以降はもはや開弁時間
TIOUTには所定値TAICMが減算されないが(式(4)の
TAICは零に設定される)吸気量変化に対する検出
遅れ期間、すなわち燃料減量期間はすでに経過し
て吸気量は正確に検出出来るようになつているの
で(第16図a,c及びd)補助空気の供給量に
対応して正確な燃料量の供給が出来る。
次に、上述のように第1電気装18がオン―オ
フされるのに加えて、今、エアコンをTDC4信号
とTDC5信号との間でオン状態にし、TDC10信
号とTDC11信号との間でオフ状態にしたとする
(第16図b)。第1電気装置18に係るECU9
内のカウンタCP1,NP1,CM1及びNM1の
各TDC信号毎の夫々の記憶値は前述の通りに設
定される(第16図c)。
エアコンスイツチをオンにすると前述のように
これに連動する第1図に示すスイツチが閉成され
てECU9にエアコンのオン信号を供給すると共
に第2制御弁6′が開弁されてエアコンのエンジ
ン1に対する増加負荷量に対応する補助空気量の
供給が開始される。前述の第1電気装置18の場
合と同様にこの補助空気がエンジン1に実質的に
吸入され始めるのは、第2制御弁6′からエンジ
ン1に至る吸気系の通路形状等に起因する吸入遅
れ時間があるため第16図eに示す例では第2制
御弁6′開弁後(第16図TDC5信号発生後)
TDC信号で2パルス後のTDC7信号発生以降で
ある。この吸入遅れ時間に相当する期間(燃料増
量無視期間)が経過するまで燃料供給量を増量す
る必要はないので前述の第1電気装置18の場合
に説明と同様にTDC5信号直後のECU9内のカウ
ンタCP4の記憶値を所定値2に設定し、この記
憶値はTDC信号入力毎に1づつ減算されるが記
憶値が零にならな間、すなわち燃料増量無視期間
と判定してエンジン1への燃料の供給量は増量さ
れない。カウンタCP4の記憶値が零になるとエ
アコンの負荷に係る燃料増量期間と判定して
ECU9内のカウンタNP4の記憶値を所定値、例
えば5に設定する。このカウンタNP4の記憶値
はTDC信号入力毎に1づつ減算されこの記憶値
が零でない期間は上述のエアコンに係る燃料増量
期間である。TDC10信号とTDC11信号との間で
エアコンがオフにされるとスイツチ26も開成さ
れて第2制御弁6′は補助空気の供給を停止する
が、この補助空気の供給の停止によりエンジン1
に供給される補助空気量が実質的に減量され始め
るのはTDC信号で2パルス後、すなわちTDC13
信号以降からである。この吸入遅れ時間に相当す
る期間(燃料減量無視期間)をカウントするため
ECU9内のカウンタCM4の記憶値をTDC11信
号直後に所定値2に設定する(第16図b,e)。
カウンタCM4の記憶値はTDC信号入力毎に1づ
つ減算されこの記憶値が零になつたときすなわち
燃料減量無視期間が終了して燃料減量期間に入つ
たと判定されると同時にECU9内のカウンタ
NM4の記憶値をエアコンの負荷に係る固有値、
例えば5(NM4=5)に設定されその後TDC信
号入力毎にこの記憶値を1づつ減算していく(第
16図e)。このカウンタNM4の記憶値が零で
ない期間は上述のエアコンに係る燃料減量期間で
ある。
以上のように設定された第1電気装置18及び
エアコンの夫々に係る各カウンタのTDC信号毎
の記憶値が第16図c及びeに示されている。
又、同図fには第1電気装置18に係るカウンタ
NP1とエアコンに係るカウンタNP4の各記憶
値のTDC信号毎の和ΣNPi及びカウンタNM1と
カウンタNM4の各記憶値のTDC信号毎の和
ΣNMiが示されている。
前述のように第1電気装置18の電気負荷に係
る燃料増量期間はカウンタNP1の記憶値が零で
ない期間であり、同様にエアコンの負荷に係る燃
料増量期間はカウンタNP2の記憶値が零でない
期間であるからカウンタNP1とNP2の各記憶
値の和ΣNPiが零でない期間が第1電気装置18
とエアコンの両者の負荷に係る燃料増量期間であ
る。従つて各TDC信号毎に和ΣNPiを求めこの値
が零でない期間に亘つて式(4)に基づいて燃料噴射
弁12の開弁時間TIOUTが演算され所定時間TAICP
に対応する燃料量が増量されてエンジン1に供給
される(第16図f,g)。
同様に各TDC信号毎の和ΣNMiは第1電気装
置18とエアコンの両者の負荷に係る燃料減量期
間となるので和ΣNMiが零でない期間に亘つて式
(4)に基づいて燃料噴射弁12の開弁時間TIOUT
演算されて所定時間TAICMに対応する燃料量が減
量されてエンジン1に供給される(第16図f,
g)。
尚、第16図fのTDC11信号直後の和ΣNPiは
1であり、和ΣNMiは3であり両者共に零でな
い。斯る場合エンジンストールの防止を優先させ
るため燃料の増量が優先され、式(4)のTAIC項は
TAIC=TAICPと設定されて、所定時間TAICPに対応
する燃料量を増加させた燃料がエンジン1に供給
される。
又、第16図fのTDC7信号直後のカウンタ
NP1及びNP4の記憶値は共に零でない。かか
る場合にあつても燃料の増量は所定単位時間
TAICPに対応する量である。又TDC13信号直後の
カウンタNM1及びNM4の記憶値も共に零でな
く、この時にも燃料の減量は所定単位時間TAICM
に対応する量だけでよい。これは複数の負荷が加
えられ補助空気の供給量が増加しても絶対圧セン
サ16の検出遅れ等による必要補正量は第16図
aに示すように吸気量の大きさに対しほゞ一定し
ているためである。
更に、第16図では第1電気装置18及びエア
コンがオン―オフされたときを例として説明した
が、更に、第2、第3の電気装置19,20や自
動変速機の負荷が加わつても同様に説明出来るの
で以下説明を省略する。
このようにしてアイドル回転数フイードバツク
制御時に補助空気供給量が急変したとき、すなわ
ち第16図で説明した燃料増量期間及び燃料減量
期間に、絶対圧センサ16の吸気量検出遅れ等に
起因する燃料供給量の過不足量に対応する所定値
TAICを前記演算値Tiに加減算することにより補
助空気量の変化に対応して正確な燃料供給量(例
えば混合気の空燃比が常に理論空燃比になるよう
な燃料量)をエンジン1に供給することができ
る。
クランキング終了後の完爆モード 次に、第5図aのステツプ3乃至7に示した、
本発明の主題に係るクランキング終了後所定期間
tIUに亘つて第1制御弁6を完爆モードにより制
御する方法及びその作用について述べる。
第5図aのステツプ3で始動後初めて判別結果
が否定(ノー)となる場合、すなわちエンジン回
転数Neが初めてクランキング回転数NeCR以上に
なるとその直後だけ(ステツプ5で前回ループ時
がクランキングであるか否かの判別が肯定(イエ
ス)のとき)、ステツプ6が実行されてエンジン
冷却水温に対応してクランキング終了後も引続き
完爆モード補助空気量の供給がされる期間tIUを、
例えば、第17図に基いて決定する。クランキン
グ終了後第17図に基いて設定された所定時間
tIUが経過したか否かが判別され(第5図aのス
テツプ7)、所定時間tIUが経過するまでは第1制
御弁6の開弁デユーテイ比DOUTを100%に設定す
る。
第17図においてエンジン冷却水温が所定値
TWIU1(例えば40℃)より低いとき所定時間tIU
一定値tIU0(例えば5秒)に設定される。エンジン
冷却水温が増加すると段階的に所定時間tIUは短
縮するように設定される。このように所定時間
tIUを設定してクランキング終了後も完爆モード
で補助空気量をエンジンに供給することによりア
イドル時のエンジン回転数を目標アイドル回転数
より増加させてバツテリ充電のための発電機作動
により回転数が不安定になるのを回避することが
出来る。又、エンジン温度が低い時アイドル回転
数を増加させることによりシリンダ壁面温度を逸
早く高めて燃焼を安定させることが出来る。
更に、第17図において始動時のエンジン冷却
水温が所定値TWIU3(例えば80℃)以上のとき高温
のため燃料配管系の管内に気泡が発生している場
合が考えられ、かかる気泡の存在はアイドル運転
を不安定とさせるのでアイドル時の完爆モードに
よる制御時間tIU3を長く設定して(例えばtIU3=4
秒)エンジン回転数を上昇させ燃料配管系内の気
泡を逸早く排除してエンジン回転数制御を安定さ
せることが出来る。
尚、上述の第17図で設定される所定時間tIU
はエンジン冷却水温の変化に対し段階的に変化さ
せた実施例を説明したが、この所定時間tIUとエ
ンジン冷却水温との間の函数関係はエンジンの特
性に応じて種々変化させることが出来、連続的に
変化する一次函数で変化させてもよい。
又、所定値tIU乃至tIU3もエンジン特性に応じて
適切に設定されることは勿論のことである。
次に、第18図において第1図に示すECU9
内の電子回路の一実施例を説明する。
第18図に示すエンジン回転数センサ14は
ECU9内の波形整形回路901を介してワンチ
ツプCPU(以下単に「CPU」と称す)902の入
力端子902a及び燃料供給制御装置903の入
力端子群903aに接続されている。符号18′,
19′及び20′は夫々第1図の電気装置18,1
9及び20の電気負荷検出装置を示し、この電気
負荷検出装置18′,19′及び20′はECU9内
のレベル修正回路904を介してCPU902の
入力端子群902bに接続されている。更に、
CPU902の入力端子群902bには第1図に
示すスイツチ26及び27がレベル修正回路90
4を介して接続されている。第1図の水温センサ
13及びスロツトル弁開度センサ17は夫々A/
Dコンバータ905の入力端子905a,905
bに接続され、更に両者は燃料供給制御装置90
3の入力側に接続されている。A/Dコンバータ
905は出力端子905cにてCPU902の入
力端子群902bと接続され、別の入力端子群9
05dがCPU902の出力端子群902cと接
続されている。更にCPU902はその入力端子
902dに発振回路906が接続され、出力端子
902eは分周回路907を介してAND回路9
08及び912の各一方の入力端子に接続されて
いる。AND回路908の出力側は第1ダウンカ
ウンタ909のクロツクパルス入力端子CKに接
続されている。このAND回路908の他方の入
力端子には第1ダウンカウンタ909のボロー
出力端子が接続され、このB出力端子は更にワン
シヨツト回路911を介して第2ダウンカウンタ
913のLロード入力端子に接続されている。前
記第1ダウンカウンタ909のL入力端子は
CPU902の出力端子群902fの第1出力端
子に接続されている。又この第1出力端子は燃料
供給制御装置903の入力端子群903bにも接
続されている。前記AND回路912の出力側は
第2ダウンカウンタ913のクロツクパルス入力
端子CKに接続され、AND回路912の他方の入
力端子は第2ダウンカウンタ913の出力端子
と接続されている。第2ダウンカウンタ913の
B出力端子は更にソレノイド駆動回路915を介
して第1図の制御弁6のソレノイド6aと接続さ
れている。CPU902の出力端子群902fの
第2の出力端子は第1レジスタ914の入力端子
914aに接続され、第1レジスタ914の出力
端子914cは第2ダウンカウンタ913の入力
端子913aに接続されている。CPU902の
出力端子群902fの更に別の出力端子は第2レ
ジスタ910の入力端子910aに接続されてお
り、この第2レジスタ910の出力端子910c
は前記燃料供給制御装置903の入力端子群90
3bに接続されている。
前記A/Dコンバータ905,CPU902、
第1レジスタ914、第2レジスタ910及び第
1ダウンカウンタ909は夫々出力端子905
e、入出力端子902g、入力端子914b,9
10b及び909aにてデータバスケーブル91
6を介して互いに接続されている。
前記燃料供給制御装置903の入力側には、更
に、第1図の絶対圧センサ16及び例えば大気圧
センサ等の他のエンジンパラメータセンサ25が
接続されている。燃料供給制御装置903の出力
端子903cは第1図に示す燃料噴射弁12に接
続されている。
以上のように構成されるECU9の電子回路の
作用について説明する。
エンジン回転数センサ14からの出力信号はエ
ンジンパラメータとしてのエンジン回転数Ne信
号と上死点(TDC)同期信号として波形整形回
路901で波形整形されてCPU902と燃料供
給制御装置903とに供給される。CPU902
ではこのTDC同期信号をスタート信号として
A/Dコンバータ905にチツプ選択信号、チヤ
ンネル選択信号、A/D変換スタート信号等を出
力して、水温センサ13又はスロツトル弁開度セ
ンサ17からのエンジン冷却水温信号、スロツト
ル弁開度信号のアナログ信号からデジタル信号へ
の変換を指令する。A/Dコンバータ905でデ
ジタル信号に変換されたエンジン冷却水信号およ
びスロツトル弁開度信号はデータ信号としてデー
タバスケーブル916を介してCPU902に入
力される。これらの信号の一方の入力が終了する
とA/Dコンバータ905の出力端子905cか
らCPU902にA/D変換終了信号が供給され
る。上述と同様のプロセスが繰り返えされて
CPU902に他方の信号が読み込まれる。更に
電気負荷検出装置18′,19′及び20′からの
夫々の検出信号並びにスイツチ26及び27から
の夫々のオン―オフ信号はレベル修正回路904
で所定のレベルに修正されてCPU902に入力
される。CPU902は供給されたデータ信号、
すなわちエンジン回転数信号、電気負荷信号、機
械負荷信号、エンジン水温信号及びスロツトル弁
開度信号に応じて、先ず、エンジンの運転状態が
判別される。即ち、前述したようにエンジン回転
数Ne信号がクランキング回転数NeCRより低けれ
ば完爆モードと、エンジン回転数Ne信号がクラ
ンキング回転数NeCRを越えた直後から所定時間
tIUが今だ経過していない場合にも本発明に係る
完爆モードと、スロツトル弁開度信号が全閉を示
し、且つ、エンジン回転数Ne信号が所定回転数
NA以下の値を示すに至つたときには減速モード
等と夫々判別する。CPU902はこの判別の結
果に応じ第1制御弁6の開弁遅れ時間TDLY、開弁
時間TOUT燃料噴射弁12の前記式(4)のTAIC値の演
算を行う。
上記開弁遅れ時間TDLY及び開弁時間TOUTの演算
の方法を第19図を参照して更に具体的に説明す
ると、同図において第n番目のTDC信号が入力
されるとTDC信号入力時から時間Tsが経過する
間に上述のCPU902へのデータの読み込みと、
CPU902での前記開弁遅れ時間TDLY及び開弁
時間TOUT等の演算と、後述するこれら演算値の
CPU902から第1ダウンカウンタ909及び
第1レジスタ914への供給とが実行され、その
後演算された開弁遅れ時間TDLY経過した後に第1
制御弁6が演算された開弁時間TOUTに亘つて開
弁される。上述のようにTDC信号入力後の開弁
遅れ時間はより正確にはTs+TDLYで与えられる。
データ信号の読み込み時間と演算時間とでなる時
間TsはTDC信号入力毎に毎回一定の時間間隔で
実行されるので定数であり開弁遅れ時間はTDLY
けがTDC信号入力毎に演算される。
開弁遅れ時間TDLY及び開弁時間TOUTは夫々次式
で与えられる。
TDLY=DDLY/100×Men ……(5) TOUT=DOUT/100×Men+To ……(6) 上式でMenは第n―1番目から第n番目の
TDC信号が発生するまでの時間間隔を表わし、
Meはエンジン回転数Neの逆数に比例し、回転数
Neが高い程、時間間隔Meは短かくなる。開弁遅
れ時間TDLY、開弁時間TOUTの演算は上式(5)及び(6)
で表わされるように時間間隔Meを基準としてこ
れに所定係数DDLY及び開弁デユーテイ比DOUT(単
位はパーセント)を乗じて求められる。今回
(n)のTDC信号入力後のTDLY,TOUTの演算は正
確には時間間隔Men+1を用いて演算されるべ
きであるがMen+1はTDLY,TOUTを演算する時
点では未知であり、Men+1は前回のMenに
ほゞ等しいのでTDLY,TOUTの演算にはMenが用
いられる。
式(5)の所定係数DDLYは前述のように吸気管形状
等によつて異りエンジン毎に実験的に決められる
定数で吸気管内の圧力等の変動の位相が常に一定
になるように、例えば25パーセントに設定され
る。
式(6)の開弁デユーテイ比DOUTは前述のようにエ
ンジン回転数、エンジン水温、電気負荷状態等の
関数としてTDC信号入力毎に求められ、アイド
ル時のエンジン負荷に最適なエンジン回転数に制
御できるように設定される。
本発明に係る完爆モード時には開弁デユーテイ
比DOUTは100パーセントに設定される。これは式
(6)からも明らかのように完爆モードで制御される
第1制御弁6は実質的に連続して開弁の状態に保
持されることを意味し、この場合第19図に破線
で示すように第1制御弁の開弁動作は第n+1番
目のTDC信号発生後も引続いて所定時間TOUT
経過するまで開弁したままに保持される。
式(6)のToは定数であつて制御弁6の応答遅れ
等に帰因する無効時間を表わし、例えば7msに設
定される。
式(5)及び(6)に基づいて演算された各演算値
TDLY,TOUTはデータバスケーブル916を介し
て、CPU902から第1ダウンカウンタ909
及び第1レジスタ914の各入力端子909a及
び914aに読み込み指令信号が印加される夫々
のタイミングで供給され、第1ダウンカウンタ9
09には開弁遅れ時間TDLYが、第2レジスタ91
4には開弁時間TOUTが夫々記憶される。
次に、発振回路906で発生するクロツク信号
はCPU902内での制御動作の基準信号として
使用されると共に、分周回路907で適当な周波
数を有するクロツク信号に分周されてAND回路
908及び912の各一方の入力端子に供給され
る。
CPU902はエンジン回転数センサ14から
のTDC信号入力時より時間Ts経過した後第1ダ
ウンカウンタ909のL入力端子にスタート信号
を印加する。第1ダウンカウンタ909はこのス
タート信号の印加と同時に前記開弁遅れ時間TDLY
の演算値を読み込むと同時に第1ダウンカウンタ
909の出力端子から高レベル信号1をAND
回路908の他方の入力端子に供給する。
前記AND回路908の前記他方の入力端子に
高レベル信号1が入力されている間、このAND
回路908はその前記一方の入力端子に入力され
るクロツク信号を第1ダウンカウンタ909のク
ロツクパルス入力端子CKに印加する。第1ダウ
ンカウンタ909はCPU902から読み込まれ
た第1制御弁6の開弁遅れ時間TDLYの演算値に相
当するパルス数のクロツク信号をカウントし、こ
のカウントを終了すると同時に、出力端子から
低レベル信号0に反転した出力を発生し、これに
よりAND回路908を閉成させて第1ダウンカ
ウンタ909へのクロツク信号の印加が停止され
る。
ワンシヨツト回路911はその入力側に高レベ
ルから低レベルに反転した出力=0が入力される
毎に第2ダウンカウンタ913のL入力端子にス
タートパルス信号を供給する。すなわち、第1ダ
ウンカウンタで開弁遅れ時間TDLYに相当するパル
ス数のクロツク信号のカウント終了と同時に第2
ダウンカウンタ913にスタートパルス信号が供
給される。
第2ダウンカウンタ913のL入力端子にスタ
ートパルス信号が印加されると第2ダウンカウン
タ913は第1レジスタ914に記憶されている
前記開弁時間TOUTの演算値を読み込むと同時に
第2ダウンカウンタ913の出力端子から高レ
ベル信号1をAND回路912の他方の入力端子
に供給すると共にソレノイド駆動回路915に供
給する。アイドル駆動回路915は前記第2ダウ
ンカウンタ913からの高レベル信号1が供給さ
れている間第1図の第1制御弁6のソレノイド6
aを付勢させて開弁し補助空気をエンジンに供給
する。
AND回路912の他方の入力端子に高レベル
信号1が入力されている間、このAND回路91
2はその一方の入力端子に入力されるクロツク信
号を第2ダウンカウンタ913のクロツクパルス
入力端子CKに印加する。前記第1ダウンカウン
タ909の作用と同様に第2ダウンカウンタ91
3は開弁時間TOUTに相当するパルス数のクロツ
ク信号が印加されている間は出力端子から高レ
ベル信号1を引き続き出力し、相当回数のパルス
数の印加が終了すると、すなわち開弁時間TOUT
が経過すると出力端子から低レベル0に反転し
た出力を発生し、これによりソレノイド駆動回路
915はソレノイド6aを消勢する。尚、同時
に、AND回路912にも低レベル信号0が供給
されてダウンカウンタ913へのクロツク信号の
印加が停止される。
開弁デユーテイ比が100パーセントに設定され
る、本発明に係る完爆モード制御時のように前記
第2ダウンカウンタ913のカウントが終了しな
いのに第1ダウンカウンタからの次のスタートパ
ルス信号がワンシヨツト回路911を介して第2
ダウンカウンタ913のL入力端子に供給される
場合が生じる。この場合第2ダウンカウンタ91
3は次のスタートパルス信号がそのL入力端子に
供給されると第1レジスタ914の新たな開弁時
間TOUTの演算記憶値を読み込むと共に新たな読
込み値に対応する回数のクロツクパルスのカウン
トを開始する。従つてこの場合には第1制御弁6
のソレノイド6aはソレノイド駆動回路915を
介して付勢されたままの状態即ち全開状態を保持
することになる。
一方、CPU902で演算された式(4)の所定値
TAICはCPU902から第2レジスタ910の入
力端子910aに読み込み指令信号が印加される
タイミングでデータケーブル916を介して第2
レジスタ910に供給されて記憶される。又、燃
料供給制御装置903はエンジン回転数センサ1
4からのTDC信号が供給される毎に、TDC信号
の入力と同時に、エンジンパラメータ信号、すな
わち絶対圧センサ16からの吸気管絶対圧信号水
温センサ13からのエンジン水温信号、スロツト
ル弁開度センサ17からのスロツトル弁開度信号
及び他のエンジンパラメータセンサ、例えば大気
圧センサ25からの信号を順次読み込み、これら
の信号に基いて燃料噴射弁の開弁時間Tiが演算
される。前記第1ダウンカウンタ909に供給さ
れたスタート信号Soは同時に燃料供給制御装置
903にも供給され、このスタート信号Soが入
力されると燃料供給制御装置903は第2レジス
タ910に記憶されている、演算式(4)のTAIC項に
相当する所定値を読み込むと共にこの所定値を前
記演算値Tiに加算して開弁時間TIOUTを演算し、
この演算値に相当する開弁時間に亘つて燃料噴射
弁12を開弁させて適宜量の燃料をエンジン1に
供給する。
上述の実施例は本発明の方法を自動変速機を備
える内燃エンジンのアイドル回転数フイードバツ
ク制御方法に適用したものであるが本発明の方法
は自動変速機を備えない手動式変速機の肉燃エン
ジンに使用されるアイドル回転数制御方法に適用
しても上述したと同様の効果が得られることは勿
論のことである。
以上、本発明の内燃エンジンのアイドル回転数
フイードバツク制御方法に依れば、エンジンの始
動時にエンジン回転数が所定回転数を越えた後、
所定時間に亘つて補助空気制御弁を全開にしアイ
ドル回転数を目標エンジン回転数より高い回転数
に設定して逸早くアイドル時の不安定な運転状態
を回避して円滑で安定したアイドル時の運転性能
を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のアイドル回転数制御方法を適
用した内燃エンジン制御装置の全体の構成図、第
2図は第1制御弁を介する補助空気量をTDC信
号に同期して供給する方法を説明する図、第3図
は吸気管内の吸気量パラメータを計測する方法を
説明する図で、同図aは本発明に依るTDC信号
に同期して計測する方法を、同図bは任意の一定
間隔で計測する方法を夫々説明する図、第4図は
第1制御弁を介する補助空気をTDC信号より所
定時間遅らせて供給を開始する方法を説明する
図、第5図a乃至cは第1制御弁によるアイドル
回転数制御手順を示すプログラムフローチヤー
ト、第6図は減速モード及びフイードバツクモー
ド時の第1制御弁の制御方法を説明する図で、同
図aは減速モード及びフイードバツクモードで制
御が行われるエンジン回転数範囲を示す図、同図
bは第1制御弁の開弁デユーテイ比DOUTの変化の
様子を説明する図、第7図は減速モード制御時の
第1制御弁の開弁デユーテイ比DOUTの内エンジン
回転数に対応して演算される項DXの演算方法の
一例を示す図、第8図は加速モード時の第1制御
弁の制御方法を説明する図で、同図aはエンジン
回転数の時間変化を説明する図、同図bは加速時
の開弁デユーテイ比DOUTの時間変化を説明する
図、第9図は目標アイドル回転数の設定手順を示
すフローチヤート、第10図はエンジン冷却水温
とその冷却水温によつて設定される目標アイドル
回転数の逆数に比例する値との関係を示すグラ
フ、第11図はアイドルのフイードバツクモード
制御中に電気負荷が加わつたときの補助空気増量
制御作用を説明する図、第12図は第5図に示す
アイドル回転数制御手順の内電気負荷項DEの演
算プログラムの詳細を示すフローチヤート、第1
3図はフイードバツクモード制御による第1制御
弁の開弁デユーテイ比DOUTの内フイードバツクモ
ード項DpIoの演算方法を説明するフローチヤー
ト、第14図は減速モード制御中に電気負荷が加
わつたときの補助空気増量制御作用を説明する
図、第15図は加速モード制御中に電気負荷が加
わつたときの補助空気増量制御作用を説明する
図、第16図はエンジン回転数制御中に電気負荷
等のエンジン負荷に変化があつた場合の燃料増減
量制御方法を説明する図であり、同図aは第1電
気装置だけがオン―オフした場合のエンジン吸気
量の変化を説明する図、同図bはエアコン、第1
電気装置のオン―オフ信号及びTDC信号の発生
時期を示す図、同図c,e及びfは第1図に示す
電子コントロールユニツト(ECU)内のカウン
タCP1,CP4,CM1,CM4,NP1,NP4,
NM1及びNM4のTDC信号毎の夫々の記憶値
並びにNP1とNP4及びNM1とNM4のTDC
信号毎の各記憶値の和を示す図、同図d及びgは
燃料の増量又は減量する量と時期を示す図、第1
7図はクランキング終了後引続き第1制御弁を
100パーセント開弁デユーテイ比に設定して補助
空気を供給する期間とその期間の長さを決定する
エンジン冷却水温との関係を示す図、第18図は
第1図に示される電子コントロールユニツト
(ECU)内の電子回路の一例を示す図及び第19
図は第1制御弁の開弁遅れ時間及び開弁時間を説
明する図である。 1…内燃エンジン、3…吸気通路(吸気管)、
5…絞り弁(スロツトル弁)、6,6′,6″…第
1、第2及び第3制御弁、8,8′,8″…第1、
第2及び第3空気通路、9…電子コントロールユ
ニツト(ECU)、10…フアーストアイドル制御
装置、12…燃料噴射弁、13…エンジン温度検
出手段(冷却水温センサ)、14…回転位置検出
手段(エンジン回転数センサ)、902…ワンチ
ツプCPU、903…燃料供給制御装置、906
…発振回路、909…第1ダウンカウンタ、91
3…第2ダウンカウンタ、914…第1レジス
タ、915…ソレノイド駆動回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内燃エンジンの吸気通路の絞り弁下流側に開
    口し大気と連通する空気通路を介してエンジンに
    供給される吸入空気量を調整する制御弁をアイド
    ル時の実際エンジン回転数と目標エンジン回転数
    との差に応じて制御する内燃エンジンのアイドル
    回転数フイードバツク制御方法において、エンジ
    ン始動時にエンジン回転数が前記目標エンジン回
    転数より低い所定回転数を越えた後、エンジン温
    度が所定温度以上のとき該エンジン温度が高いほ
    ど長く設定された所定時間に亘つて前記制御弁を
    全開して所定の最大吸入空気量を前記エンジンに
    供給しアイドルエンジン回転数を前記目標エンジ
    ン回転数より高い回転数に設定するようにしたこ
    とを特徴とする内燃エンジンのアイドル回転数フ
    イードバツク制御方法。 2 エンジン回転数が前記所定回転数を越えた直
    後のエンジン温度により前記所定時間を設定する
    ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の内燃エンジンのアイドル回転数フイード
    バツク制御方法。 3 前記エンジン温度が前記所定温度以下のとき
    該エンジン温度が低いほど前記所定時間を長く設
    定するようにしたことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項又は第2項記載の内燃エンジンのアイド
    ル回転数フイードバツク制御方法。
JP57077250A 1982-05-08 1982-05-08 内燃エンジンのアイドル回転数フイ−ドバツク制御方法 Granted JPS58195041A (ja)

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