JPH02298647A - 内燃エンジンの回転数制御装置 - 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） この発明は、内燃エンジンの回転数制御装置に関し、特
に内燃エンジンの始動直後の冷機時のエンジンの許容上
限回転数を規制する回転数制御装置に関する。

（従来の技術） 内燃エンジンは、動弁機構の作動限界や法規上の車両速
度制限、ターボチャージャを備える内燃エンジンであれ
ば過給圧限界等の制限からエンジン回転数を許容上限回
転数以下に制限している。

このエンジンの過回転を規制するために、内燃エンジン
が許容上限回転数を超えた場合に、回転数規制手段、例
えば燃料噴射弁による燃料の供給を停止してエンジン回
転数を設定された許容上限回転数以下に制限するように
している。。

（発明が解決しようとする課題） このような従来のエンジン回転数制御装置は、エンジン
の暖機時における回転数制限を考慮したものであって、
冷機始動直後等、エンジンの暖機が充分でない状態では
、エンジン回転数が従来の許容上限回転数内であっても
高回転、高負荷、高過給−圧等の運転条件ではエンジン
の摺動部の異常摩耗等が発生し、場合によってはエンジ
ンに重大な）負傷を与える虞がある。

一方、エンジンの始動直後であっても、急発進や加速が
必要な場合もあり、エンジンが冷機状態にあるからと云
ってエンジン回転数の許容上限回転数を、単純により低
い値に設定することができない場合もある。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、ドライバビリティを過度に悪化さゼることなく、
内燃エンジンの始動直後等の冷機時におけるエンジンの
異常摩耗の防止を図った内燃エンジンの回転数詞ｆｉｌ
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） 上述の目的を達成するために本発明に依れば、内燃エン
ジンの回転数の上昇を制限する回転数規制手段と、エン
ジンの冷機状態を検出する冷機状態検出手段とを備え、
該冷機状態検出手段が検出するエンジンの冷機状態に応
じてエンジンの許容上限回転数を設定し、前記回転数規
制手段はエンジン回転数を設定された許容上限回転数以
下に規制することを特徴とする内燃エンジンの回転数制
御装置が提供される。

必要に応じ、エンジン負荷を検出する負荷検出手段を備
え、この負荷検出手段が検出するエンジン負荷に応じて
前記許容上限回転数を修正することが望ましい。

（作用） 冷機状態検出手段、例えばエンジン冷却水温センサや吸
気温度センサ、或いは始動時点からの経過時間を計時す
るタイマ等によりエンジンの冷機状態が検出され、これ
らの冷機状態検出手段が検出するエンジンの冷機状態に
応じて許容できる上限回転数が設定される。そして、エ
ンジン回転数が設定した許容上限回転数を超えて上昇し
たとき、燃料供給の停止、点火栓への高電圧供給停止、
過給圧のリリーフ等を行う回転数規制手段により燃料供
給停止等を行ってエンジン回転数を設定された許容上限
回転数以下に規制する。

このとき、スロットル弁の弁開度、吸気負圧、燃料供給
量等のエンジン負荷を検出する負荷検出手段が検出する
エンジン負荷に応じて許容上限回転数を修正すると、ド
ライバビリティの過度の悪化が防止される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る内燃エンジンの回転数制御装置の
構成を示し、図中符号ｌは、例えば４気筒のガソリンエ
ンジンで、このエンジンｌの各気筒には吸気通路２が接
続されている。この吸気通路２の大気開口端部にはエア
クリーナ３が取付けられ、その途中にはスロ７）ル弁４
が配設されている。

エンジンｌの各気筒１ａには、気筒１ａ内の混合気を点
火させる点火プラグ９が配設され、この点火プラグ９は
ディストリビュータ１６、点火コイルＩ７、及び駆動回
路１８を介して電子制御装置ｌＯの出力側に接続されて
いる。駆動回路１８は、電子制御装置１０から供給され
る制御信号に応じて点火コイル１７に一次電圧を供給し
、点火コイル１７はこの一次電圧の供給停止時に二次高
電圧を発生させるものである。

電子制御装置１０の出力側には各気筒１ａの吸気ボート
近傍に取り付けられた燃料噴射弁２０が接続されており
、電子制御装置１０からの開弁駆動信号により開弁して
所要量の燃料を各気筒１ａに噴射供給する。

一方、電子制御装置１０の入力側にはエンジン１の運転
状態を検出する種々のセンサ、例えば吸気通路２の大気
開放端近傍に取り付けられ、カルマン渦を検出すること
により空気流量に比例した周波数パルスｆを出力するエ
アフローセンサ２２、エアクリーナ３内に設けられ、吸
気温度Ｔａを検出する吸気温センサ２３、スロットル弁
４の弁開度θｔｈを検出するスロットル開度センサ２４
、所定のクランク角度位置を検出するクランク角度セン
サ２６、エンジンｌの冷却水温度Ｔｗを検出する水温セ
ンサ２８、図示しないがイグニッションキースイッチの
オンオフ状態を検出する始動スイッチセンサ、大気圧を
検出する大気圧センサ、エアコンの作動状態を検出する
エアコンスイッチ、パンテリ電圧を検出するバッテリセ
ンサ等が接続されており、これらのセンサは検出信号を
電子制御装置ｌＯに供給する。

電子制御装置１０は上述した各種のセンサの検出信号に
基づきエンジン運転状態に応じた燃料噴射−１、即ち、
燃料噴射弁２０の開弁時間を演算し、演１γした開弁時
間に応じた駆動信号を各燃料噴射弁２０に供給してこれ
を開弁させ、所要の燃料量を各気筒に噴射供給する。ま
た、エンジン運転状態に応じた点火時期を演算し、演算
した点火時期に応じた制御信号を駆動回路１８に供給し
、点火コイル１７に高電圧を発生させ、各気筒に供給さ
れる混合気を点火する。

次に、第２図に示すフローチャートを参照して回転数制
御装置による始動直後の回転数制御手順を説明する。こ
の実施例は、エンジンの冷機状態をエンジン冷却水ｉ　
Ｔ　ｗにより検出すると共に、エンジン負荷をスロット
ル弁開度θ【ｈにより検出するものである。

より具体的に説明すると、電子制御装置１０は、先ず、
水温センサ２８が検出するエンジン冷却水ＱＴｗ、クラ
ンク角センサ２６が検出するエンジン回転数Ｎｅ、およ
びスロットル開度センサ２４が検出するスロットル弁開
度θｔｈを読み込み（ステップ５２０）、検出したエン
ジン冷却水’１ｆＪＩ　Ｔ　ｗおよびスロットル弁開度
θｔｈに応じて燃料カット回転数（許容上限回転数）Ｎ
１．を、電子制御装置ｌＯの記憶装置に記憶されている
マツプから読み出す（ステップ５２２）。

第３図は、前述の記憶装置に記憶されている燃料カット
回転数マツプを示し、エンジン冷却水温Ｔｗが低い程、
燃料カント回転数ＮＦＣは低い値に設定されている。ま
た、スロットル弁４が大きく開弁される高負荷運転時に
は、スロットル弁開度θｔｈに応じ、エンジンに重大な
損傷が生じない範囲で燃料カット回転数ＮＦ、をより大
きい値に修正している。エンジンの摩耗が大きくても、
エンジン運転者の意志を豊重し、ドライバビリイティが
過度に悪化しないように配慮されている。なお、第３図
において、スロットル弁開度８ｔｈが所定値θ１より小
さいとき、小開度、所定値０１以上で所定値θオより小
さいとき、中開度、所定値０２以上のとき、大開度と規
定されている。

次いで、ステップＳ２４に進み、エンジン回転数Ｎｅが
、読み出した燃料カット回転数ＮＦＣより高いか否かを
判別し、高くなければステップＳ２６に進み、開弁時間
Ｔｌ）ＩＪが演算され、通常の燃料供給が行われる。一
方、エンジン回転数Ｎｅが燃料カント回転数ＮＦＣより
高い場合には、ステップ５２Ｂが実行され、燃料噴射弁
９への駆動信号が出力されず、燃料カットが行われる。

このため、エンジン回転数Ｎｅはこの燃料カット回転数
Ｎ、。

を超えて上昇することができず、この回転数に制限され
ることになる。

第４図は本発明の第２の実施例を示し、エンジン１の冷
機状態をエンジン直後に検出される冷却水温度Ｔｗと、
始動時点からの経過時間とにより検出し、エンジン負荷
をスロットル弁開度θｔｈにより検出するものである。

より具体的には、電子制御装置１０は先ず、スロットル
開度センサ２４が検出するスロットル弁開度θｔｈ、ク
ランク角センサ２６が検出するエンジン回転数Ｎｅ、お
よび水温センサ２８が検出するエンジン冷却水温Ｔｗを
読み込み（ステップ５４０）、これらの内、始動時に検
出され、記憶装置に記憶されている冷却水温Ｔｗｏおよ
び始動時点からの経過時間に応じて燃料カット回転数Ｎ
ＦＣを、記憶装置に記憶されているマツプから読み出す
（ステップ３４２）。

第５図は、前述の記憶装置に記憶されている燃料カット
回転数マツプを示し、燃料カット回転数ＮＦＣは、始動
時のエンジン冷却水温Ｔｗｏが低く、且つ、始動時点か
らの経過時間が短い程、低い値に設定されている。

次いで、スロットル弁開度θｔｈが所定値θａより太き
（開弁されているか否かが判別される（ステップ３４４
）、この判別はドライバビリイティを確保するためのも
ので、スロットル弁４が太きく開弁されている場合には
（判別結果が肯定の場合）、エンジンに重大な損傷が生
じない範囲で燃料カント回転数１’Ｊｙｃを、後述する
ようにして、より大きい値に修正変更される（ステップ
５４５）。

第６図は、ステップＳ４５において修正燃料カット回転
数ＮＦＣを設定する際に使用するテーブルを示し、エン
ジン冷却水温ＴＷが所定温度（例えば、−１０″Ｃ）を
基準として、これより以下の場合には所定値、例えば７
５００ｒｐｍに、以上の場合には所定値、例えば８００
０ｒｐｍに修正される。なお、最終的に設定される燃料
カット回転数ＮＦＣは、第５図のマツプから設定される
値と第６図のテーブルから設定される値の大きい方の値
が選択される。

次いで、ステップＳ４６に進み、エンジン回転数Ｎｅが
上述のようにして設定された燃料カット回転数ＮｒＣよ
り高いか否かを判別し、高くなければステップ３４８に
進み、開弁時間ＴＩＮＪが演算され、通常の燃料供給が
行われる。一方、エンジン回転数Ｎｅが燃料カット回転
数ＮＦＣより高いことが判別されると、ステップＳ４９
が実行され、燃料噴射弁９への駆動信号が出力されず、
燃料カントが行われる。

第７図は本発明の第３の実施例を示し、第１の実施例と
同様にエンジン冷却水温Ｔｗによりエンジンの冷機状態
を検出すると共に、スロットル弁開度θｔｈによりエン
ジン負荷を検出するものである。そして、設定された燃
料カット回転数Ｎ、ｃが吸気温度′ｒａに応じて修正さ
れる。

より具体的には、電子制御装置ｌＯは先ず、水温センサ
２８が検出するエンジン冷却水温Ｔｗ、スロットル開度
センサ２４が検出するスロットル弁開度θｔｈ、クラン
ク角センサ２６が検出するエンジン回転数Ｎｅ、および
吸気温センサ２３が検出する吸気温度Ｔａを読み込み（
ステップ５７０）、検出したエンジン冷却水温Ｔｗおよ
びスロットル弁開度θＬｈに応じ、前述した第３図のマ
ツプから燃料カット回転数Ｎｙ（を読み出す（ステップ
３７２）、この燃料カット回転数ＮＦＣは、前述した通
りエンジン冷却水温Ｔｗが低い程、燃料カット回転数Ｎ
、Ｃは低い値に設定されており、また、スロットル弁４
が大きく開弁される場合には、スロットル弁開度θＬｈ
に応し、エンジンに重大な損傷が生じない範囲で燃料カ
ット回転数Ｎｒｃをより大きい値に修正している。

次に、電子制御ｎ装置ＩＯは吸気温度Ｔａが所定温度（
例えば、−１０°Ｃ）Ｔａｏより低いか否を判別する（
ステップ３７４）、この判別はエンジンの冷機状態をよ
り正確に判定するもので、吸気ｌ！１度Ｔａが所定値Ｔ
、。より低い場合には（判別結果が肯定の場合）、燃料
カット回転数ＮＦＣを吸気温度Ｔａに応じて修正変更さ
れる（ステップ３７５）。

第８図は、ステップＳ７５において修正燃料カット回転
数Ｎ、ｃを設定する際に使用するテーブルを示し、吸気
温度Ｔａが所定温度（例えば、−２０°Ｃ）Ｔ０以下の
場合には所定値、例えば８０００ｒｐｍに、この所定値
Ｔ０より高く、前記所定値Ｔ、。以下の場合には所定値
、例えば８５００ｒｐｍに修正される。

なお、この場合に最終的に設定される燃料カット回転数
Ｎ、。は、第３図のマツプから設定される値と第８図の
テーブルから設定される債の小さい方の値が選択される
。

次いで、ステップＳ７６に進み、エンジン回転数Ｎｅが
上述のようにして設定された燃料カット回転数ＮＦＣよ
り高いか否かを判別し、高くなければステップ３７Ｂに
進み、開弁時間ＴＩＮＪが演算され、通常の燃料供給が
行われる。一方、エンジン回転数Ｎｅが燃料カット回転
数ＮＦＣより高いことが判別されると、ステップＳ７９
が実行され、燃料噴射弁９への駆動信号が出力されず、
燃料カットが行われる。

上述の３つの実施例では、燃料の供給を停止してエンジ
ン回転数Ｎｅを許容上限回転数に制限するようにしたが
、これに限定されず、例えば第１図に示す駆動回路１８
への制御信号を出力せず、混合気の点火を行わないこと
によりエンジン回転数Ｎｅを許容上限回転数に制限する
ことも出来る。

また、ターボチャージ中を備える内燃エンジンにおいて
は、ウェストゲートを開閉し、排気の一部をターボチャ
ージ中をバイパスさせることにより過給圧を調節し、も
ってエンジン回転数Ｎｅを許容上限回転数以下に制限す
ることも可能である。

この場合、エンジン冷却水ｆｌ　Ｔ　ｗが低い程、低い
過給圧にてウェストゲートを開くようにするのが望まし
い。

更に、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段としては
、上述のスロットル弁開度を検出するスロットル開度セ
ンサに限定されず、スロットル弁下流の吸気道路内負圧
を検出する負圧センサであってもよいし、エンジンに供
給される燃料量から負荷を検出するものであってもよい
。また、−吸気行程者たりの吸気量からエンジン負荷を
検出するものであってもよく、これらのセンサが検出す
るエンジン負荷に応じて前述の実施例と同様に許容上限
回転数を修正するようにすればよい。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明の内燃エンジンの回転数制
御装置に依れば、冷機状態検出手段が検出するエンジン
の冷機状態に応じてエンジンの許容上限回転数を設定し
、回転数規制手段によりエンジン回転数を設定された許
容上限回転数以下に規制するようにしたので、エンジン
の異常摩耗を防止することができ、エンジン寿命を著し
く延長させることが出来る。また、負荷検出手段が検出
するエンジン負荷に応じて前記許容上限回転数を修正す
るようにすれば、ドライバビリイティを過度に悪化させ
ることなく、冷機時のエンジンの異常摩耗を防止するこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃エンジンの回転数制御装置の
概略構成を示すブロック図、第２図は第１の実施例の回
転数制御手順を示すフローチャート、第３図は、第１図
に示す電子制御装置１ｏの記憶装置に記憶され、エンジ
ン冷却水温Ｔｗとスロットル弁開度θｔｈとに応じて読
み出される燃料カット回転数ＮＦＣのマツプ図、第４回
は第２の実施例の回転数制御手順を示すフローチャート
、第５図は、第１図に示す電子制御装置１０の記憶装置
に記憶され、始動直後に検出されるエンジン冷却水温Ｔ
ｗと始動時点からの経過時間とに応じて読み出される燃
料カット回転数ＮＦＣのマツプ図、第６図は、第１図に
示す電子制御装置１０の記憶装置に記憶され、スロット
ル弁が大きく開弁された高負荷時にエンジン冷却水温Ｔ
ｗに応じて修正される燃料カット回転数ＮＦＣのテーブ
ル図、第７図は第３の実施例の回転数制御手順を示すフ
ローチャート、第８図は吸気温度Ｔａに応じて修正され
る燃料カント回転数ＮＦＣのテーブル図である。 ｌ・・・内燃エンジン、２・・・吸気通路、３スロツト
ル弁、９・・・点火栓、１０・・・電子制御装置（ＥＣ
［Ｊ）、２０・・・燃料噴射弁、２２・・・エアフロー
センサ、２３・・・吸気温センサ、２４・・・スロット
ル開度センサ、２６・・・クランク角センサ、２８・・
・水温センサ。 出願人　　三菱自動車工業株式会社 代理人　　弁理士　　長　門　侃　二 第３図 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃エンジンの回転数の上昇を制限する回転数規
   制手段と、エンジンの冷機状態を検出する冷機状態検出
   手段とを備え、該冷機状態検出手段が検出するエンジン
   の冷機状態に応じてエンジンの許容上限回転数を設定し
   、前記回転数規制手段はエンジン回転数を設定された許
   容上限回転数以下に規制することを特徴とする内燃エン
   ジンの回転数制御装置。
2. （２）更に、エンジン負荷を検出する負荷検出手段を備
   え、該負荷検出手段が検出するエンジン負荷に応じて前
   記許容上限回転数を修正することを特徴とする請求項１
   記載の内燃エンジンの回転数制御装置。