JPH0353001Y2

JPH0353001Y2 -

Info

Publication number: JPH0353001Y2
Application number: JP1985100457U
Authority: JP
Priority date: 1985-07-03
Filing date: 1985-07-03
Publication date: 1991-11-19
Also published as: JPS6210254U

Description

【考案の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本考案は多気筒内燃機関のアイドル制御装置に
関し、特に各気筒間のアイドル回転数のバラツキ
を低減する技術に関する。

＜従来の技術＞従来の内燃機関のアイドル制御装置として、ス
ロツトル弁をバイパスする補助空気通路にアイド
ル制御弁を設け、マイクロコンピユータを用いた
制御手段により前記アイドル制御弁の開度を制御
して機関のアイドル回転数を目標アイドル回転数
にフイードバツク制御するようにしたものがある
（特公昭58−57623号公報参照）。

また、特願昭58−229825号において、上記アイ
ドル制御弁の開度制御と併用、または単独で、各
気筒一律に点火時期を補正制御することにより、
アイドル回転数を目標アイドル回転数に近づける
ようにフイードバツク制御するものを本出願人は
提案している。

＜考案が解決しようとする問題点＞しかしながら、このような従来のアイドル制御
装置においては、機関のアイドル回転数を目標回
転数に近づけるように各気筒一律に点火時期或い
はアイドル制御弁開度の制御を行うため、各気筒
の製品のバラツキ等により各気筒間に圧縮比、燃
料分配、吸入効率等の差が発生すると各気筒の爆
発力が相違し、第１４図に示すように、各機関間
の回転変動及びこの回転変動に伴う機関の振動が
大きくなるという問題点があつた。

本考案は、このような実状に鑑みてなされたも
ので、アイドル時の各気筒間の回転変動を低減で
きる多気筒内燃機関のアイドル制御装置を提供す
ることを目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞このため、本考案は第１図に示すように、機関
運転状態に応じて全気筒略共通の点火時期の制御
値を設定する点火時期制御値設定手段Ａと、スロ
ツトル弁をバイパスする補助空気通路の空気流量
を制御するアイドル制御弁Ｂの制御値を機関運転
状態に応じて設定するアイドル制御値設定手段Ｃ
と、を備える多気筒内燃機関において、点火され
た気筒を判定する点火気筒判定手段Ｄと、点火さ
れた気筒の爆発行程中の実際のアイドル回転数を
検出するアイドル回転数検出手段Ｅと、検出され
た実際のアイドル回転数から各気筒毎に爆発行程
前期の回転変動率を演算する前期回転変動率演算
手段Ｆと、検出されたアイドル回転数から爆発行
程後期の回転変動率を演算する後期回転変動率演
算手段Ｇと、同一気筒における前期回転変動率と
後期回転変動率とに基づいて各気筒のアイドル回
転数を他の気筒のアイドル回転数に近づけるよう
に各気筒別に前記点火時期の制御値を補正する点
火時期補正手段Ｈと、補正された制御値に基づい
て点火装置Ｉを制御する点火時期制御手段Ｊと、
前記前期回転変動率と後期回転変動率とから全気
筒のアイドル回転数を所定値に保持すべく前記ア
イドル回転数の制御値を補正するアイドル制御値
補正手段Ｋと、補正された制御値に基づいて前記
アイドル制御弁Ｂを制御するアイドル制御弁制御
手段Ｌと、を備えるようにしたものである。

＜作用＞このようにして、前記回転変動率と後期回転変
動率とに基づいて回転変動傾向を判断しつつ他の
気筒のアイドル回転数に近づけるように各気筒別
の点火時期の補正値を所定量増減し、次回の点火
時にその補正値で点火時期の制御値を補正して点
火を行う。このように、点火時期を各気筒別に補
正して、各気筒の爆発力を同じにすることで、ア
イドル時の回転変動の大巾な低減とエンジン振動
の低減とを図ることができる。また、アイドル制
御弁により全気筒のアイドル回転数を所定値に制
御し、アイドル回転数の過度な低下若しくは上昇
を防止する。

＜実施例＞以下に、本考案の一実施例を第２図〜第１３図
に基づいて説明する。

第２図において、機関１には、エアクリーナ
２、吸気ダクト３、スロツトルチヤンバ４及び吸
気マニホールド５を介して空気が吸入される。

吸気ダクト３にはエアフローメータ６が設けら
れていて、吸入空気流量に対応する電圧信号を出
力する。スロツトルチヤンバ４には図示しないア
クセルペダルと連動するスロツトル弁７が設けら
れ、吸入空気流量を制御する。スロツトル弁７に
はその全閉位置を検出するアイドルスイツチ８が
付設されている。また、スロツトル弁７をバイパ
スして補助空気通路９が設けられ、この補助空気
通路９にはアイドル制御弁１０が介装されてい
る。このアイドル制御弁１０は後述するコントロ
ールユニツト１１からの信号により開度を制御さ
れるもので、アイドル時に実際のアイドル回転数
と目標回転数との比較結果に応じアイドル回転数
を目標アイドル回転数にフイードバツク制御すべ
く開度を制御される。吸気マニホールド５には各
気筒毎に燃料噴射弁１２が設けられていて、コン
トロールユニツト１１からの駆動パルス信号によ
り開弁し、図示しない燃料ポンプから圧装されプ
レツシヤレギユレータにより所定の圧力に制御さ
れた燃料を機関１に噴射供給する。

機関１の各気筒には点火栓１３が設けられてい
て、これらには点火コイル１４にて発生する高電
圧がデイストリビユータ１５を介して順次印加さ
れ、これにより火花点火して混合気を着火燃焼さ
せる。ここで、点火コイル１４はそれに付設され
たパワートランジスタ１６を介して高電圧の発生
時期を制御される。従つて、点火時期の制御は、
パワートランジスタ１６のON・OFF時期を後述
するコントロールユニツト１１からの点火信号で
制御することにより行う。

デイストリビユータ１５には光電式クランク角
センサ１７が内蔵されている。光電式クランク角
センサ１７は、デイストリビユータシヤフト１８
と一体に回転するシグナルデイスクプレート１９
と、検出部２０とよりなる。シグナルデイスクプ
レート１９には、360個のポジシヨン信号（1゜信
号）用スリツト２１と、４気筒の場合、４個のリ
フアレンス信号（180゜信号）用スリツト２２とが
形成されており、４個のリフアレンス信号用スリ
ツト２２のうち１個は＃１気筒の判別用でもあ
る。検出部２０はこれらのスリツト２１，２２を
検出し、ポジシヨン信号（デイストリビユータシ
ヤフト１８の１回転につき360個のスリツト２１
から720個のポジシヨン信号）と、＃１気筒判別
信号を含むリフアレンス信号とを出力する。従つ
て、クランク角センサ１７は点火気筒の判定手段
の一部を構成すると共に機関回転数（当然にアイ
ドル回転数を含む）の検出手段の一部を構成す
る。

また、コントロールユニツト１１は第３図に示
すように構成される。すなわち、２３はCPU、
２４はＰ−ROM、２５はCMOS−RAM、２６
はアドレスデコーダである。尚、RAM２５に対
しては、キースイツチOFF後も記憶内容を保持
させるため、バツクアツプ電源回路を使用する。

前記アイドル制御弁１０の制御のためのCPU
２３へのアナログ入力信号としては、水温センサ
２７からの水温信号、スロツトルセンサ２８から
のスロツトル開度信号、バツテリ２９からのバツ
テリ電圧があり、これらはアナログ入力インタフ
エース３０及びＡ／Ｄ変換器３１を介して入力さ
れるようになつている。３２はＡ／Ｄ変換タイミ
ングコントローラである。

デジタル入力信号としては、スタータスイツチ
３３、アイドルスイツチ３４、ニユートラルスイ
ツチ３５及びエアコンスイツチ３６からのON・
OFF信号があり、これらはデジタル入力インタ
フエース３７を介して入力されるようになつてい
る。

その他、前記クランク角センサ１７からの例え
ば180゜毎のリフアレンス信号と1゜毎のポジシヨン
信号とがワンシヨツトマルチ回路３８を介して入
力されるようになつている。また、車速センサ３
９からの車速信号が波形成形回路４０を介して入
力されるようになつている。

CPU２３からの出力信号（アイドル制御弁１
０へのパルス信号）は、位相反転ドライバー４１
を介して、互いに反転された状態で、アイドル制
御弁１０の開弁用コイル１０ａと閉弁用コイル１
０ｂとに送られるようになつている。また、
CPU２３からの出力信号（点火信号）はドライ
バー４２を介して前記パワートランジスタ１６に
送られるようになつている。

ここで、CPU２３は第４図及び第９図に示す
フローチヤートに基づくプログラムに従つて作動
する。ここでは、CPU２３が点火時期制御値設
定手段、アイドル制御値設定手段、前期回転変動
率演算手段、後期回転変動率演算手段、点火時期
補正手段及びアイドル制御値補正手段とを兼ね
る。また、CPU２３、パワートランジスタ１６
及びドライバー４２により点火時期制御手段を構
成し、CPU２３及び位相反転ドライバー４１に
よりアイドル制御弁制御手段を構成する。

次に作用を第４図及び第５図のフローチヤート
に従つて説明する。

Ｓ１ではクランク角センサ１７からのリフアレ
ンス信号の周期を算出することによつてその逆数
として求められる機関回転数Ｎを検出する。そし
て、Ｓ２では検出された機関回転数Ｎ等から全気
筒に略共通な進角値ADVを求める。

Ｓ３では機関始動時の最初の点火時期か否かを
判定し、最初の点火時期と判定されたときにはＳ
４に進み各気筒の点火時期を前記進角値ADVに
て制御する。

また、最初の点火時期でない場合にはＳ５に進
みアイドル状態の有無を判定する。このアイドル
判定は、スロツトル弁７の全閉位置でONとなる
アイドルスイツチ８、トランスミツシヨンのニユ
ートラル位置でONとなるニユートラルスイツチ
３５、車速を検出する車速センサ３９からの信号
に基づいて行い、アイドルスイツチ８がONでか
つニユートラルスイツチ３５がONの時、および
アイドルスイツチ８がONでかつ車速センサ３９
によつて検出される車速が所定値以下の時に、ア
イドル状態と判定し、Ｓ６に進む。アイドル状態
以外のときはＳ４に進む。Ｓ６では現在の回転変
動の原因となつている気筒を判別するための信号
が出力される。尚、気筒判別信号としては、例え
ばクランク角センサ１７から出力されるクランク
角信号又は点火時期信号等が使用される。

Ｓ７では例えば＃１気筒の点火であるか否かを
判定し、YESであればＳ８に進んでそのときの
機関回転数をクランク角センサ１７のポジシヨン
信号から読込む。ポジシヨン信号はクランク角度
で1゜毎に入力されるため、このポジシヨン信号の
入力周期を読取れば各気筒の回転変動を正確に読
取ることができ、例えば第５図に示すような回転
変動が得られる。

Ｓ９ではＳ８にて得られた回転変動から爆発行
程前期の回転変動率Ａを求める。具体的には＃１
気筒の爆発行程（クランク角180゜）中で90゜毎に
回転数N₁，N₂，N₃をサンプリングし、前期回転
変動率Ａ＝N₂−N₁／90を求める。またＳ１０では後期回転変動率Ｂを上記と同様に求める（Ｂ＝
N₂−N₃／90）。

そして、Ｓ１１ではＳ９で算出された前期回転
変動率Ａにより前期補正角角値A₀を第６図に示
すマツプから検索する。具体的には前期回転変動
率Ａが正の領域で変化するに伴つて補正進角値
A₀が負の値で第６図中実線の如く変化する。

尚、第６図中実線と破線とにより囲まれる領域
内で、前期回転変動率Ａの変化に対して補正進角
値A₀を変化させるように設定してもよい。

また、Ａ１２ではＳ１１と同様にＳ１０で算出
された後期回転変動率Ｂから後期補正進角値B₀
（正の値）を第７図に示すマツプから検索する。

Ｓ１３では、前期補正進角値A₀と後期補正進
角値B₀の絶対値を比較する。そして、｜A₀｜＝｜
B₀｜のときには＃１気筒の爆発行程中の回転が
安定し、回転数の上昇若しくは低下傾向にはない
と判定する。そして、Ｓ１４ではＳ２で求められ
た進角値ADVを読出した後、Ｓ１５では読出さ
れた進角値ADVに基づいて＃１気筒の次の点火
を行う。

また、｜A₀｜＞｜B₀｜のときには＃１気筒の回
転数が上昇傾向にあると判定し、Ｓ１６で前記進
角値ADVに前期補正進角値A₀（負の値）を加算
し、Ｓ１５に進む。これにより、＃１気筒の進角
値が進角値ADVより小さくなり点火時期が進角
されるため、＃１気筒の爆発力が低下し＃１気筒
の回転数も低下する。

また、｜A₀｜＜｜B₀｜のときには＃１気筒の回
転数が低下する傾向にあると判定し、Ｓ１７で進
角値ADVに後期補正進角値B₀（正の値）を加算
し、Ｓ１５に進む。これにより、＃１気筒の進角
値が進角値ADVより大きくなり点火時期が遅角
されるため、＃１気筒の爆発力が上昇し＃１気筒
の回転数も上昇する。

さらにＳ７でNOと判定されたときには、Ｓ１
８に進んで、例えば＃３気筒の点火時期の有無を
判定し、以下＃１気筒と同様に第６図及び第７図
に示すマツプに基づいて点火進角値を補正する。

かかる制御を全気筒にて行うことにより、全気
筒の前期回転変動率Ａと後期回転変動率Ｂとを略
同様な値にする。このように全気筒の回転変動率
Ａ，Ｂを略同様にすると、第８図に示すように全
気筒のアイドル回転数が略同様になり、気筒間の
回転変動を抑制でき、もつてエンジン振動も低減
できる。特に、前期回転変動率Ａと後期回転変動
率Ｂとに基づいて回転変動を判断するようにした
ので、回転数の上昇傾向若しくは低下傾向を判断
できるため、回転変動を高精度でかつ応答性良く
抑制できる。

次にアイドル制御弁１０によるアイドル制御を
第９図のフローチヤートに従つて説明する。

Ｓ２１では冷却水温度等から全気筒同一の目標
アイドル回転数を算出する。また、Ｓ２２ではク
ランク角センサ１７のリフアレンス信号の周期を
算出することにより、全気筒の略平均的な実回転
数を検出する。そして、Ｓ２３では目標アイドル
回転数と実回転数とに基づいてアイドル制御弁１
０のアイドル制御値ISCdy（パルス信号のデユー
テイ比）を算出する。

Ｓ２４では前記Ｓ８と同様にクランク角センサ
１７のポジシヨン信号から各気筒毎の回転数（回
転変動）を正確に読取る。そして、Ｓ２５，Ｓ２
６ではＳ９，Ｓ１０と同様に同一気筒（例えば
＃１気筒）における前期回転変動率Ｃと後期回転
変動率Ｄとを算出する。Ｓ２７では前期回転変動
率Ｃと後期回転変動率Ｄとの絶対値を比較する。

そして、｜Ｃ｜＝｜Ｄ｜のときには＃１気筒の
爆発行程中の回転が安定し回転数の上昇若しくは
低下傾向にないと判定し、Ｓ２８ではＳ２３で求
められたアイドル制御値ISCdyを読出す。

また、｜Ｃ｜＞｜Ｄ｜のときには＃１気筒の回
転数が上昇傾向にあると判定し、Ｓ２９にて前期
回転変動率Ｃによりアイドル補正値C₀を第１０
図に示すマツプから検索する。そして、Ｓ３０で
ISCdyにアイドル補正値C₀を加算する。

また、｜Ｃ｜＜｜Ｄ｜のときには＃１気筒の回
転数が低下傾向にあると判定し、Ｓ３１にて後期
回転変動率Ｄによりアイドル補正値D₀を第１１
図に示すマツプから検索する。そして、Ｓ３２で
ISCdyにアイドル補正値D₀を加算する。

尚、各回転変動率Ｃ，Ｄが所定値以上のときに
過度の回転上昇若くは回転落ちと判断し、補正し
てもよい。

このようにして、求められたアイドル制御値に
基づいてＳ３３にてパルス信号を出力する。そし
て、パルス信号が位相反転ドライバー４１を介し
てアイドル制御弁１０の開弁用コイル１０ａ及び
閉弁用コイル１０ｂに与えられ吸気流量が制御さ
れる。かかる制御を気筒毎に順次行うことによ
り、いずれかの気筒の過度な回転数低下若しくは
上昇が発生したときに補正し、回転数低下若しく
は上昇を抑制する。

かかる制御により各気筒のアイドル回転数が
夫々変化するため、特定気筒の回転数の過度な低
下若しくは上昇を防止できる。このとき、各気筒
の回転変動率からISC制御を行うようにしたの
で、回転数の過度な低下若しくは上昇を早期に検
出できるため、応答性良くISC制御を行える。

また、全気筒一律の点火時期補正制御を第１２
図に示すフローチヤートに基づいて説明すると、
Ｓ４１及びＳ４２では第４図に示すＳ１及びＳ２
と同様に全気筒一律の進角値ADVを算出する。
Ｓ４３〜Ｓ４５では第９図に示すＳ２４〜Ｓ２６
と同様に同一気筒（例えば＃１気筒）における前
記回転変動率Ｅと後期回転変動率Ｆとを算出す
る。Ｓ４６では前期回転変動率Ｅと後期回転変動
率Ｆとの絶対値を比較する。

そして、｜Ｅ｜＝｜Ｆ｜のときには＃１気筒の
爆発行程中の回転が安定し回転数の上昇若しくは
低下傾向にないと判定し、Ｓ４７ではＳ４２で求
められた進角値ADVを読出す。

また、｜Ｅ｜＞｜Ｆ｜のときには＃１気筒の回
転数が上昇傾向にあると判定し、Ｓ４８にて前期
回転変動率Ｅにより点火補正値E₀を例えば第６
図に示すマツプから検索する。そして、Ｓ４９で
進角値ADVに点火補正値E₀を加算する。

また、｜Ｅ｜＜｜Ｆ｜のときには＃１気筒の回
転数が低下傾向にあると判定し、Ｓ５０にて後期
回転変動率Ｆにより点火補正値F₀を例えば第７
図に示すマツプから検索する。そして、Ｓ５１で
進角値ADVに点火補正値F₀を加算する。

このようにして、Ｓ５２では求められた点火時
期に基づいて各気筒一律の点火信号を出力する。

かかる制御を気筒毎に順次行うことにより、い
ずれかの気筒の回転数低下若しくは上昇が発生し
たときに補正し、回転数低下若しくは上昇を
ISCdy制御と同様に応答性良く行う。

ここで、第１３図は、特定気筒の回転数が低下
したときにアイドル制御値をΔAだけ増加させて
全気筒の回転数を所定値増加させたときのデータ
であり、このとき点火時期の進遅制御も行つてい
る。

尚、クランク角センサ１７のポジシヨン信号
（1゜信号）はＦ−Ｖ変換器等によりポジシヨン信
号の周期をアナログ電圧に変換した後、アナログ
−デジタル変換してCPU２３に入力させてもよ
い。

＜考案の効果＞本考案は以上説明したように、各気筒の爆発行
程中の前記回転変動率と後期回転変動率とから点
火時期を補正するようにしたので、各気筒間のア
イドル回転数の変動バラツキを抑制できアイドル
運転時のエンジン振動を抑制できる。また、各気
筒の回転変動率から各気筒のアイドル回転数の低
下及び上昇を求めてアイドル制御弁のアイドル制
御値を補正するようにしたから、いずれの気筒の
アイドル回転数も過度に低下若しくは上昇するの
を防止できる。特に、燃焼行程の前期と後期との
回転変動率を演算しそれらの回転変動率に基づい
て回転変動を判断するようにしたので、回転変動
の傾向を判断できるため、回転変動を高精度でか
つ応答性良く抑制できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のクレーム対応図、第２図は本
考案の一実施例を示す構成図、第３図は同上のハ
ードウエア構成図、第４図は同上の点火時期制御
のフローチヤート、第５図〜第８図は同上の作用
を説明するための図、第９図はISC制御のフロー
チヤート、第１０図〜第１３図は同上の作用を説
明するための図、第１４図は従来例を説明するた
めの図である。１０……アイドル制御弁、１３……点火プラ
グ、１４……点火コイル、１６……パワートラン
ジスタ、１７……クランク角センサ、２３……
CPU、４２……ドライバー。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

機関運転状態に応じて全気筒略共通の点火時期
の制御値を設定する点火時期制御値設定手段と、
スロツトル弁をバイパスする補助空気通路の空気
流量を制御するアイドル制御弁の制御値を機関運
転状態に応じて設定するアイドル制御値設定手段
と、を備える多気筒内燃機関において、点火され
た気筒を判定する点火気筒判定手段と、点火され
た気筒の爆発行程中の実際のアイドル回転数を検
出するアイドル回転数検出手段と、検出された実
際のアイドル回転数から各気筒毎に爆発行程前期
の回転変動率を演算する前期回転変動率演算手段
と、検出されたアイドル回転数から各気筒毎に爆
発行程後期の回転変動率を演算する後期回転変動
率演算手段と、同一気筒における前期回転変動率
と後期回転変動率とに基づいて各気筒のアイドル
回転数を他の気筒のアイドル回転数に近づけるよ
うに各気筒別に前記点火時期の制御値を補正する
点火時期補正手段と、補正された制御値に基づい
て点火装置を制御する点火時期制御手段と、前記
前期回転変動率と後期回転変動率とから全気筒の
アイドル回転数を所定値に保持すべく前記アイド
ル回転数の制御値を補正するアイドル制御値補正
手段と、補正された制御値に基づいて前記アイド
ル制御弁を制御するアイドル制御弁制御手段と、
を備えたことを特徴とする多気筒内燃機関のアイ
ドル制御装置。