JPH0367047A - エンジンの吸入空気量制御装置 - 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〕 本発明は、自動車等に用いられるエンジンの吸入空気量
制御装置に係わり、特にスロットル弁をバイパスするバ
イパス吸気通路を通過する補助空気の量の制御に関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来のエンジンの吸入空気量制御装置は例えば特公昭６
４−４０６３号公報等の中に開示されたものがある。従
来、スロットル弁が開かれた状態から閉じられるとエン
ジンの吸入空気量が不足するためにその回転数がアイド
ル回転数よりも大幅に低下してしまう、このエンジン回
転数の低下に対処するために、従来装置では、スロット
ル弁が開かれた状態から全閉又はほぼ全閉にされた事を
例えばアイドルスイッチがＯＦＦからＯＮになる事で検
出した時から、バイパス吸気通路を通過する補助空気の
量を一時的に増加させていた。これはスロットル弁をバ
イパスするバイパス吸気通路途中に設けられた電動式空
気制御弁の開度を通常の制御量よりも一時的に増加させ
ることにより行なわれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のエンジンの吸入空気量制御装置は以上のようなの
で、エンジン回転数Ｎｔ、電動式空気制御弁の開度を一
時的に増加させるための付加制御量り、スロットル弁の
開度ｅの関係を第８図に示すように、時刻ｔｌでスロッ
トル弁を全閉にして付加制御ｉＤとして初期値０．を設
定し、時刻ｔｌから補助空気量を一時的に増加させてい
る。しかし、初期値Ｄｌのピーク時間が短かい事や初期
値Ｄｌから０迄漸減させる時間が短かい事もあってエン
ジン回転数ＮＥは高回転数の場合に急峻に低下してアイ
ドル回転数１１＋ｏｔよりも大幅に低下してしまい、最
悪の場合エンストしてしまう課題があった。

一方、第９図に示すように、付加制御量りの初期値り、
のピーク時間を長くしたり、その漸減時間を長くすると
上記課題が解決される。しかし、その代りにアクセルペ
ダルを開放してスロットル弁を全閉した後でもエンジン
回転数ＮＥを必要以上に持続させてしまい、スロットル
弁を閉した時からアイドル回転数ＮＩＤＬに収束させる
迄の時間が長くかかり、運転フィーリングが悪化するな
どの課題があった。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたも
ので、エンジン回転数を余計に低下させる事なくかつ短
時間にアイドル運転状態に移行する事のできるエンジン
の吸入空気量制御装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のエンジンの吸入空気量制御装置は、バイパス吸
気通路と、該通路を通過する補助空気量を制御する空気
制御弁と、回転数検出手段と、負荷状態検出手段と、減
速時前の負荷状態に応じて減速状態に対して第１の制御
量を発生する第１の制御量発生手段と、減速時の回転数
に応して減速状態に対して第２の制御量を発生する第２
の制御量発生手段と、第１及び第２の制御量の内で開度
が大きくなる方を選択する選択手段を設けたものである
。

〔作　用〕

本発明におけるエンジンの吸入空気量制御装置は、減速
状態に対して補助空気量を増加させる第１及び第２の制
御量を、減速時前の負荷状態、減速時の回転数に各々応
して第１及び第２の制御量発生手段により発生し、通常
２段階にして補助空気量を増加させ、後期の補助空気量
の増加により回転数がアイドル回転数より低下するのを
補正し、２段階が重なる場合には開度が大きくなる方の
制御量を選択手段により選択して用いる。

〔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図は本発明の一実施例によるエンジンの吸入空気量制
御装置の構成を示す図である。同図において、自動車等
に塔載される周知の４サイクル火花点火式のエンジン１
０は吸気通路１１を設けている。この吸気通路１１には
、上流側からエアクリーナ１２、アクセルペダルの踏込
みに連動するスロットル弁１３、サージタンク１４が設
けられ、エンジン１０はこれらを介して燃焼用空気を主
に吸入する。上記スロットル弁１３より吸気通路１１の
上流とその下流とをスロットル弁１３をバイパスして連
結する主バイパス吸気通路１５には、その流路断面積を
制御する電動式空気制御弁の一例としての電磁制御弁（
電磁式空気制御弁）１６が設けられている。この電磁制
御弁１６は印加される駆動信号のデユーティ比に応して
その開度が調整され、デユーティ比が大きくなる程その
開度が大きくなる。上記主バイパス吸気通路１５と同様
にスロットル弁１３をバイパスするファストアイドルバ
イパス通路１７と補助バイパス吸気通路１８が設けられ
ている。ファストアイドルバイパス通路１７にはサーモ
ワックス式の周知のファストアイドルバルブ１９が設け
られ、エンジン１０の冷却水温に応じてその流路断面積
を自動調整し、その開度は冷却水温に反比例する。

又、補助バイパス吸気通路１８には、その流路断面積を
調節するアイドルアジヤスティアダスクリュー２０が設
けられている。このアイドルアジヤスティングスクリュ
ー２０はアイドル回転数調整時に作業者によって手動に
より調節される。

エンジン１０用の点火装置の一部に含まれるディストリ
ビュータ２１にはクランク角センサ２２が取付けられて
おり、このセンサ２２はエンジン１０のクランク軸が所
定角度回動する毎に角度パルスを発生する。

スロットル弁１３がアイドリング位置即ち全閉状態にあ
る事を検出するアイドルスイッチ２３はその全閉を検出
するとＯＦＦからＯＮに変化する。

又、スロットル開度センサ２４はスロットル弁１３の開
度ｅを検出し、その間度ｅに応した大きさのアナログ検
出信号を出力する。

第２図にその構成を示す電子式空気制御ユニット２５は
、クランク角センサ２２、アイドルスイッチ２３、スロ
ットル開度センサ２４の各出力信号を入力し、その人力
信号を所定の処理に従って処理し、処理結果により電磁
制御弁１６の開度を制御する。

周知のように、スロットル弁１３より下流の吸気通路１
１の圧力は吸気管内の圧力としてサージタンク１４内の
圧力を検出する圧力センサ２６によって検出される。こ
の検出された吸気管内圧力と、クランク角センサ２２か
らの角度パルスに基づいて検出されたエンジン回転数に
見合った量の燃料がエンジン１０の各気筒毎に設けられ
た燃料噴射弁２７からエンジン１０に噴射供給される。

なお、この燃料噴射弁２７は、図示せざる燃料系に接続
され、燃料制御システムによって開弁駆動される。従っ
てスロットル弁１３もしくは電磁制御弁１６等によって
吸入空気量を制御する事によりエンジン１０の回転数を
制御することができる。

第２図は第１図に示した電子式空気制御ユニット２５の
構成等を示す、同図において、電子式空気制御ユニット
２５は、各種の入力データの処理を行なうマイクロコン
ピュータ（以下、マイコンと称す。）３０、アナログ入
力信号をデジタル信号に変換してマイコン３０に入力さ
せるＡ／Ｄ変換器３１．マイコン３０から出力されるデ
ユーティ駆動信号を増幅等して電磁制御弁１６に供給す
る駆動回路３２から構成されている。

上記マイコン３０は、各種の演算や判定を行なうＣＰＵ
３０Ａと、第３図〜第６図のフローチャートをプログラ
ムにして格納しているＲＯＭ３０Ｂと、ワークメモリと
してのＲＡＭ３０Ｃ等から構成されている。

クランク角センサ２２からの角度パルスは、マイコン３
０に入力されて、その周期から回転数の演算に用いられ
る。スロットル開度センサ２４からのアナログ検出信号
はＡ／Ｄ変換器３１にてスロットル開度ｅを表わすスロ
ットル開度値θのデジタル信号に変換されてマイコン３
０内に読込まれる。アイドルスイッチ２３の０Ｎ−ＯＦ
Ｆ信号はそのままマイコン３０内に入力される。

第３図は本実施例による電磁制御弁１６の制御量を演算
するメインルーチンを示す、まずステップｌｏｔでは、
イニシャライズし、ステップ１０２では、クランク角セ
ンサ２２からの角度パルスの周期に基づいてエンジン回
転数Ｎｔを表わす回転数データＮ、（ｃｃＮ□〉を算出
する。上記角度パルスの周期は、角度パルスの発生毎に
割込みがかけられ、図示せざる割込みルーチンにより算
出される。ステップ１０３では、第４図に示す処理を実
行してエンジン回転数Ｎ、に応じた電磁制御弁１６の基
本制御Ｅを算出する。ステップ１０４では、スロットル
開度センサ２４の出力信号をＡ／Ｄ変換して得たスロッ
トル開度値θ（ｏｃｅ）を読込む。ステップ１０５では
、第５図に示した処理を実行してスロットル開度値θの
大きさ、アイドルスイッチ２３の状態、回転数データＮ
０の大きさに応して１を磁制御弁１６の付加制御量りを
算出し、基本制ｉｎ　Ｉ　Ｅと合わせて電磁制御弁１６
の制御量Ｚをデエーティ比で算出する。ステップ１０５
の処理後はステップ１０２に戻って上記動作を繰返す。

次に第４図を参照して電磁制御弁１６の基本制ｊｎ量の
演算処理について述べる。ステップ１０３１では、回転
数データＮ、が第１の所定値Ａ以下か否かを判定する。

以下ならばステップ１０３２にて一定時間毎か否かを判
定し、一定時間毎でなければそのまま第４図の処理を終
了し、一定時間毎であればステップ１０３３にて、一定
時間前の前回の基本制御ＬｔＥに第１の制御値に、を加
算してＥを更新する（但し、Ｅはデユーティ比１００％
が上限）。

一方、ステップ１０３１にてＮ、＞Ａと判定した場合に
はステップ１０３４にて、回転数データＮ。

が第２の所定値Ｂ以上か否かを判定し、以上でなければ
第４図の処理を終了し、以上であればステップ１０３５
にて一定時間毎か否かを判定する。

一定時間毎でなければ第４図の処理を終了し、−定時間
毎であればステップ１０３６にて、一定時間前の前回の
基本制御量Ｅから第２の制御値に２を減算してＥを更新
する（但し、Ｅはデユーティ比０％が下限） 上記に、、に、は予め記憶設定されるもので、Ｋ、は開
度増大の方向に、Ｋ！は開度減少の方向に作用する。上
記ステップ１０３３又は同１０３６の処理後は第４図の
処理を終了する。なお、アイドル回転数ＮＩＤＬ相当の
値をＩＤＬとするとＡ＜ＩＤＬ＜Ｂの関係が成立し、Ｂ
とへの差は例えばｒｐｍの単位で数十回転の回転数差に
相当する。

次に第５図を参照して電磁制御弁１６の制御量の演算処
理について説明する。ステップ１０５０では、先に読込
んだスロットル開度値θが予め記憶設定された制御量発
生判定開度値θ１以上か否か即ちスロットル弁１３のス
ロットル開度ｅが所定開度０１以上か否かを判定する。

以上ならば、ステップ１０５１にて、ＲＯＭ３０Ｂに予
め記憶設定され、補助空気量を一時的に増加させるため
の第１の付加制御量の初期値ＤｌをＲＡＭ３０Ｃの第１
の記憶位置に格納して第１の付加制御ＩＭとする。以上
でない場合又はステップ１０５１の処理後にステップ１
０５２に進み、アイドルスイッチ２３がＯＦＦからＯＮ
に変化した後か否かを判定する。変化した後ならばステ
ップ１ｏ５３に進み、アイドルスイッチ２３がＯＦＦか
らＯＮに変化した時から所定時間経過したか否かを判定
する。

所定時間経過していればステップ１０５４に進み、一定
時間毎か否かを判定し、一定時間毎ならばステップ１０
５５にて、上記第１の記憶位置に記憶されている第１の
付加制御ＩＭから「１」を減算してＭを更新しく但し、
Ｍは０がリミフト）　この後次ステツプ１０５６に進む
、ステップ１０５２にて変化後でないと判定した場合、
ステップ１０５３にて一定時間経過後でないと判定した
場合、ステップ１０５４にて一定時間毎でないと判定し
た場合のいずれかの場合にはステップ１０５６に進む。

ステップ１０５６では、回転数データＮ、と予め記憶設
定された所定の制御量発生判定回転数値としての設定値
Ａｏ（＞Ｂ）との大小を比較判別してエンジン回転数Ｎ
ＥがＡ０相当の回転数Ｎｔ　（ＡＯ）以下に変化した直
後か否かを判定する。前回Ｎ、＞Ａ、で今回Ｎ、≦Ａ０
ならば変化した直後なのでステップ１０５７にてアイド
ルスイッチ２３がＯＮか否かを判定する。ＯＮならば更
にステップ１０５８に進み、ＲＯＭ３０Ｂに予め記憶設
定され、補助空気量を一時的に増加させるための第２の
付加制御量の初期値Ｄ２をＲＡＭ３０Ｇの第２の記憶位
置に格納して第２の付加制御量Ｎとする。ステップ１０
５６にて変化した直後でないと判定した場合、ステップ
１０５７にてアイドルスイッチ２３がＯＮでないと判定
した場合、ステップ１０５８の処理をした場合のいずれ
かの場合に次ステツプ１０５９に進ム、ステップ１０５
９では、第２の付加制御量ｌ１１２をＮとしてセントす
る上記ステップ１０５８の処理をした後一定時間経過し
たか否かを判定する。

一定時間経過していればステップ１０６０に進み、一定
時間毎か否かを判定し、一定時間毎であればステップ１
０６１にて上記第２の記憶位置に記憶されている第２の
付加制御量ＮからｒｌＪを減算してＮを更新する（但し
、Ｎは０がリミフト）ステップ１０５９にて一定時間経
過していないと判定した場合、ステノブ１０６０にて一
定時間毎でないと判定した場合、ステップ１０６１を処
理した場合のいずれかの場合、次ステツプ１０６２に進
む、ステップ１０６２では、アイドルスイッチ２３がＯ
Ｎか否かを判定し、ＯＮならばステノブ１０６３に進み
、上記第１の記憶位置に格納されている第１の付加制御
ＩＤ　ｆｆｉ　Ｍと上記第２の記憶位置に格納されてい
る第２の付加制御ＩＮとの大小を比較し、その大きい値
の方を付加制御ＩＤとして付加制御量格納メモリにも格
納して次ステノプ１０６４に進む。但し、付加制御量り
はデユーティ比を示している。ステップ１０６２にてア
イドルスイッチ２３がＯＮでないと判定した場合にもス
テップ１０６４に進む。ステップ１０６４では、上記基
本制御量Ｅと付加制御量りとを加算して電磁制御弁１６
の制御量Ｚをデユーティ比で算出して第５図の処理を終
了する。

第３図のメインルーチンの実行中にタイマーによる一定
時間毎の割込み信号が発生すると上記メインルーチンの
実行を直ちに中断して第６図に示す割込みルーチンを実
行する。ステップ２０１では、制御量Ｚのデユーティ比
の駆動信号を駆動回路３２を介して電磁制御弁１６に送
出し、これを駆動してメインルーチンに戻る。

上記実施例において、アイドル回転数Ｎ１゜。

を７００〜９００ｒｐｍの範囲内の回転数とすると、制
御量発生判定回転数Ｎｔ　（ｔｔｏ）を例えば１２００
ｒｐｍに設定すれば良い。

第７図は上記一実施例によるエンジン回転数Ｎｔ。

付加制御Ｉ　Ｄ　、スロットル開度値θの時間ｔ　（横
軸）に対する変化を示している。時刻ｔｌＧでは、スロ
ットル弁が開かれた状態から全閉される。このスロット
ル弁が開かれた状態の時のスロットル開度値θは制ｆａ
ｌｌ　ｆｆ１発生判定開度値０１以上となっているので
時刻ｔｌ。では付加制御ＩＤとして第１の初期値Ｄｌが
設定される。その後Ｄｌは漸減されて時刻ｔ、で０にな
る。更にその後時刻ｔ１　　になるとエンジン回転数Ｎ
、が制御量発生判定回転数Ｎ４（＾。）以下に変化する
。すると、時刻ｔ１□では付加制御量ｆｆｉＤとして第
２の初期値Ｄ２が設定される。

その後Ｄ２は漸減されて０となるがエンジン回転数Ｎ、
は円滑にアイドル回転数ＮＩＤＬに収束する。これは、
スロットル弁を閉じた直後の最初の付加制御量による補
助空気量の増加だけではエンジン回転数Ｎ０が急峻に低
下してアイドル回転数ＮＩＤＬより大幅に低下する場合
がある。このためにエンジン回転数Ｎｔが制御量判定回
転数ＮＥ　（ＡＯ）以下にある時に２番目の付加制御量
により補助空気量を再び一時的に増加させる。これによ
り、エンジン回転数ＮＥの低下の勾配が途中でなだらか
なものとなり、エンジン回転数Ｎ、がアイドル回転数１
１＋ｏｔに円滑に収束する。このように従来と同様にし
てエンジン回転数ＮＥを急峻に低下させ、そのままだと
アイドル回転数ＮＩＤＬより大幅に低下してしまうため
にそれを補正する目的でアイドル回転数ＮＩＤＬの近い
所で２番目の付加制御量を発生している。従って、スロ
ットル弁を閉じた時からエンジン回転数Ｎ、をアイドル
回転数ＮＩＤＬに収束させる迄の時間は、従来例と差程
の差がなく、その応答性に関して問題ない。

なお、第７図では最初の付加制御量ｆｆｉと２番目の付
加制御量とが重ならずに時間的に離れているが、条件に
よってはそれらが重なる場合があり、このために第５図
のステップ１０６３にて付加制御量の大きい方を′選択
している。

また、第１の初期値Ｄｌは第２の初Ｍ（ｌｌＥＤ、より
大きく、そのピーク時間を比較的に短かくした方が好ま
しい。これは第１の初期値り、のピーク時間を長くする
とエンジン回転数Ｎ、が持続してアイドル回転数ＮＩＤ
Ｌに収束する迄の時間が長くなるからである。また、第
２の初期値Ｄ２は、アイドル回転数ＮＩＤＬより低下す
るのを補正するだけで良いため、その値をなるべく小さ
くした方がアイドル回転数ＮＩＤＬへの収束時間が短か
く出来る。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば減速時節の負荷状態、減
速時の回転数に各々応して第１及び第２の制御量を発生
し、それらの内で電動式空気制御弁の開度を大きくする
方を選択して減速状態に対して補助空気量の制御に用い
るように構成したので、エンジン回転数をアイドル回転
数より低下させずにエンジンをアイド運転状態に円滑か
つ速やかに移行させることができ、運転フィーリングの
悪化やエンストなどを起さないものが得られる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による装置の構成図、第２図
は第１図中の電子式空気制御ユニットのブロック図、第
３図乃至第６図は本発明の一実施例による動作を示す各
フロー図、第７図は上記−実施例による動作タイミング
を示す波形図、第８図及び第９図は従来装置による動作
タイミングを示す各波形図である。 図中、１０・・・エンジン、１１・・・吸気通路、１３
・・・スロ７）ル弁、１５・・・主バイパス吸気通路、
１６・・・電磁制御弁、２２・・・クランク角センサ、
２３・・・アイドルスイッチ、２４・・・スロットル開
度センサ、２５・・・電子式空気制御ユニット、２６・
・・圧力センサ。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジンへスロットル弁をバイパスして補助空気を供
   給するバイパス吸気通路と、該バイパス吸気通路を通過
   する前記補助空気の量を制御する空気制御弁と、前記エ
   ンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、前記エン
   ジンの負荷状態を検出する負荷状態検出手段と、減速時
   前に前記検出された負荷状態に応じて前記エンジンの減
   速運転状態に対して前記補助空気を増量するための第１
   の制御量を発生する第１の制御量発生手段と、前記減速
   時に前記検出された回転数に応じて前記エンジンの減速
   運転状態に対して前記補助空気を増量するための第２の
   制御量を発生する第２の制御量発生手段と、前記第１及
   び第２の制御量の内で前記電動式空気制御弁の開度が大
   きくなる方の前記制御量を選択して出力する選択手段を
   備えたエンジンの吸入空気量制御装置。