JPH0427768A - エンジンのアイドル回転数制御装置 - 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） 本発明はエンジンのアイドル回転数制御装置に関し、特
に点火時期を制御することによってアイドル回転数を目
標回転数にフィードバック制御するようにしたものに関
する。

（従来の技術） 従来より、アイドル運転時のエンジン回転数を目標回転
数に制御する技術として、例えば特開昭５８−１９０５
７２号公報に開示されるように、アイドル回転数と目標
回転数との回転偏差に応じた点火時期補正針を設定し、
これに基づいて点火時期を制御してアイドル回転数を目
標回転数とするようにフィードバック制御するものが知
られている。

一方、通常、点火時期については、エンジンの運転状態
、例えばエンジン回転数に応じて基本点火時期が設定さ
れ、これに基づいて最適な点火時期となるような制御が
行われている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記公報記載のように、アイドル運転時のエ
ンジン回転数が目標回転数となるように点火時期を制御
するものでは、エンジン運転状態がアイドル運転からオ
フアイドル運転へ移行すると、点火時期は通常の制御に
戻り、その運転状態に応じた最適点火時期となるように
制御される。

つまり、この移行時、点火時期は、アイドル運転時での
エンジン回転数を制御するための点火時期から、オフア
イドル運転時の運転状態に応じた最適点火時期に変化す
ることになる。この場合、点火時期はアイドル運転から
オフアイドル運転へ移行して初めて、そのときのエンジ
ン回転数を検出し、それに基づいてその運転状態に応じ
た最適点火時期を演算して求めるので、アイドル運転が
らオフアイドル運転への移行初期である加速のアクセル
踏み始めにはオフアイドル運転の点火時期になるまでに
遅れか生じ、その遅れ期間中はアイドル運転時の点火時
期がそのまま使われることになる。このため、アイドル
運転時でのエンジン回転数制御のための点火時期の進角
量が多い場合には、オフアイドル運転への移行初期の加
速のアクセル踏み始めのときは点火時期が過進角状態と
なり、特に回転の立ち上がりの悪い状態のときには低回
転域で点火時期が進角量という状態となってノッキング
を発生することがある。これは一般に、エンジンは負荷
運転時に点火時期を進角させるとノッキングを発生し易
くなり、そのノッキングが発生する限界ラインは、エン
ジン回転数と点火時期との関係において、第７図に示す
ようにエンジン回転数が低い程、点火時期の進角量は小
さな値となる特性を有するので、上記のような回転立ち
上がりの悪い場合では低回転域でのノックゾーンに飛び
込んでノッキングを発生するのである。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、アイドル運転時に点火時期を制
御してアイドル回転数を目標回転数にフィードバック制
御するものにおいて、アイドル運転からオフアイドル運
転に移行する際に点火時期の過進角に伴うノッキングの
発生を防止することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明では、アイドル運転
時にエンジン回転数が目標回転数となるように点火時期
を制御する場合に、エンジン回転の立ち上がりが悪いと
きは点火時期の進角量の上限値を小さく抑えるようにし
ている。

具体的に、本発明の講じた解決手段は、第１図に示すよ
うに、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段３１
と、点火プラグの点火時期を調整する点火時期調整手段
２２と、上記回転数検出手段３１の出力を受け、アイド
ル運転時におけるエンジン回転数が目標回転数になるよ
うに上記点火時期調整手段２２を制御する制御手段３３
とを備えることを前提とする。そして、アイドル運転時
におけるエンジン回転の立ち上がり易さに関連する情報
を検ａする立ち上がり検出手段２４と、この立ち上がり
検出手段２４の出力に基づいて、エンジン回転の立ち上
がり易さが悪い程、点火時期進角量の上限値を小さくす
るように上記制御手段３３を補正する補正手段３５とを
備えるものとする。

尚、アイドル運転時におけるエンジン回転の立ち上がり
易さに関連する情報とは、アイドル運転からオフアイド
ル運転へ移行するためにスロットル開度を増大させたと
きに、空気量の増大の割合が小さくてエンジン回転の上
昇かにふくなるような場合を示すもので、これはアイド
ル運転時に吸入空気量が多くなっている場合を意味して
おり、例えば、エアコン、ゼネレータ、オートマチック
トランスミッションのＤレンジ等の外部負荷がかかって
いる場合等を意味する。

（作用） 上記の構成により、本発明では、アイドル運転時に制御
手段３３により点火時期調整手段２２を制御して点火時
期が調整され、アイドル回転数が目標回転数となるよう
にフィードバック制御される。このとき、立ち上がり検
出手段２４の出力を受けて、補正手段３５により、エン
ジンの回転の立ち上がり易さが悪い程、点火時期進角量
の上限値を小さくするように補正される。このため、ア
イドル運転時で回転の立ち上がり晶さが悪いときは、ア
イドル回転数制御のための点火時期の進角量の上限値は
小さく抑えられるので、アイドル運転からオフアイドル
運転へ移行する際、その移行初期においてアイドル回転
数制御のための点火時期からオフアイドル運転時の最適
点火時期へ移行するときの点火時期の追従遅れ並びにそ
の際の回転立ち上がりの悪さによって、低回転域で過進
角状態になることに起因してノッキングが発生すること
が防止される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基づいて説
明する。

第２図は本発明の実施例の全体構成を示す。同図におい
て、１はエンジンで、このエンジン１は、シリンダ２を
有するシリンダブロック３と、該シリンダブロック３上
面に接合されたシリンダヘッド４と、シリンダ２内を往
復動するピストン５とを有し、上記シリンダ２内にはシ
リンダヘッド４の下面及びピストン５の頂面で区画され
る燃焼室６が形成されている。７は上記燃焼室６内に吸
気を供給する吸気通路、９は該吸気通路７の下流端開口
部を開閉する吸気弁である。１０は燃焼室６内の排気ガ
スを排出する排気通路、１１は該排気通路１０の上流端
開口部を開閉する排気弁、１２は排気通路１０の途中に
配設された排気浄化装置である。

上記吸気通路７には上流側、から順に、吸入空気量を検
出するエアフローメータ１３、吸入空気量を制御するス
ロットル弁１４、吸気脈動の吸収等を行うためのサージ
タンク１５及び燃料を噴射供給するインジェクタ１６が
配設されている。

また、第２図において、１７はスロットル弁１４が全閉
状態でスロットル開度が零となったときにＯＮ信号を出
力するアイドルスイッチである。

８は上記スロットル弁１４をバイパスして燃焼室６に空
気を供給するバイパス通路で、その途中にはエンジン１
のアイドル時にバイパス通路８を流通する空気量を制御
してエンジン回転数（アイドル回転数）を調整するため
の比例電磁弁からなるアイドルスピードコントロールバ
ルブ１８が配設されている。

また、２１は上記燃焼室６に臨ませて設けられた点火プ
ラグ、２２は点火用の高電圧の二次電圧を発生する点火
時期調整手段としてのイグニッション・コイルである。

２３はエンジンの出力軸に駆動連結され、且つ上記イグ
ニッション・コイル２２及び点火プラグ２１に接続され
たディストリビュータであって、イグニッション・コイ
ル２２からの二次電圧を燃焼行程となる気筒の点火プラ
グ２１に配電するとともに、その回転信号を基にエンジ
ン回転数を検出する回転数検出手段３１としての機能を
併有している。

上記インジェクタ１６、アイドルスピードコントロール
バルブ１８及びイグニッション・コイル２２はＣＰＵを
内蔵したコントロールユニット３０により作動制御され
る。このコントロールユニット３０には、上記エアフロ
ーメータ１３の検出信号と、アイドルスイッチ１７の検
出信号と、ディストリビュータ２３の回転信号（エンジ
ン回転数信号）と、スロットル弁１４の開度の検出信号
と、シリンダブロック３におけるウォータジャケット内
部の冷却水温度の検出信号と、吸気温度の検出信号とが
入力されている。更に、このエンジン１には、エアコン
用コンプレッサが補機として装備されており、このエア
コンスイッチ２４はアイドル運転時におけるエンジン回
転の立ち上がり易さに関連する情報を検出する立ち上が
り検出手段を構成し、そのＯＮψＯＦＦ信号はコントロ
ールユニット３０へ入力されている。

次に、上記コントロールユニット３０においてイグニッ
ション・コイル２２の作動制御によるアイドル回転数の
フィードバック制御を第３図のフローに基づいて説明す
る。同図において、スタート後、ステップＳ１で各種信
号を読み込む。そして、ステップＳ２でアイドル運転時
であるかどうかを判定する。この判定はアイドルスイッ
チ１７のＯＮ信号が出力されて且つエンジン回転数が所
定回転数以下のときにアイドル運転であると判定するも
ので、ここでアイドル運転でないＮＯのときはステップ
Ｓ１１に進み、点火時期は通常の運転状態に応じた点火
時期に設定される。これは、例えばエンジン回転数や吸
入空気量に基づいて求められる最大トルクが得られる点
火時期等に設定されるものである。そして、ステップＳ
１２で点火が実行されリターンする。一方、ステップＳ
２でアイドル運転時であるＹＥＳのときは、ステップＳ
３に進んでアイドル回転数のフィードバック制御をする
ための目標回転数Ｎ、を設定する。この目標回転数ＮＯ
は基本的にエンジンの冷却水温度によって決まり水温の
テーブルから求められる。そして、目標回転数Ｎ０が設
定されると、次にステップＳ４では基本点火時期１ｇＢ
を設定する。この基本点火時期１ｇＢはエンジン回転数
に対応したもので回転数のテーブルによって求められ、
この場合、上記目標回転数Ｎ、に基づいて求められる。

そして、ステップＳ５では外部負荷としてのエアコンが
作動状態（ＯＮ）かどうかをエアコンスイッチ２４のＯ
Ｎ、ＯＦＦ信号により判定する。エアコンＯＮのＹＥＳ
のときはステップＳ６に進み第４図の実線で示されたテ
ーブルＡを選択し、−方、エアコンＯＦＦのＮｏのとき
はステップＳ７へ進み第４図の破線で示されたテーブル
Ｂを選択する。これは、アイドル回転数のフィードバッ
ク制御をするときにフィードバック補正量を求めるため
に使用するテーブルを決めるものである。この第４図は
点火時期のフィードバック補正量を求めるための回転偏
差（△Ｎｅ）とフィードバック補正量（△ＩｇＦ　／　
Ｂ　）とに関する特性図であって、この特性図のテーブ
ルに基づいてフィードバック補正量が求められる。この
第４図において、フィードバック補正量ΔＩｇＦ／Ｂが
プラス側のときは進角、マイナス側のときは遅角を示し
ており、それぞれの上限値、下限値が設定されている。

ここで、エアコンＯＮの場合のテーブルＡではエアコン
ＯＦＦの場合のテーブルＢより進角量の上限値を小さく
している。これは、エアコンＯＮ時はＯＦＦ時に比較し
てその負荷によって吸入空気量が多いため、オフアイド
ル運転へ移行するためにスロットル弁を開いた場合、エ
アコンＯＮ時とＯＦＦ時とで同じスロットル開度であっ
ても吸入空気量の増大の割合が異なる結果、エンジン回
転の上昇に差異が生じ、吸入空気量の増大の割合が小さ
いエアコンＯＮ時では回転立ち上がりが遅くなる。即ち
、エアコンＯＮ時はＯＦＦ時に比較して回転の立ち上が
り易さが悪いときであり、このようなときは、アイドル
運転からオフアイドル運転への移行初期に点火時期の追
従遅れ並びにその際の回転立ち上がりの悪さにより、低
回転域で過進角状態となる場合があり、第７図に示すノ
ックゾーンに飛び込んでノッキングを発生することにな
る。このようなことを防止するために、予め進角量を小
さく設定して上記過進角状態とならないようにするもの
である。

上記のようにフィードバック補正量を求めるためのテー
ブルを選択すると、次にステップＳ８でアイドル回転数
Ｎｅと目標回転数Ｎｏとの回転偏差△Ｎｅを算出する。

そして、ステップＳ９で上記算出されたΔＮｅに基づい
て、先のステップで選択した特性図のテーブルからフィ
ードバック補正量ΔＩｇＦ／Ｂを求める。更に、ステッ
プＳ１＠で、最終点火時期１ｇを上記ステップＳ４で設
定した基本点火時期１ｇＢに上記フィードバック補正量
ΔＩｇＦ／Ｂを加算することによって求め、ステップＳ
Ｕで上記最終点火時期１ｇで点火を実行してリターンす
る。

以上のフローにおいて、ステップＳ２〜ｓｅａにより、
ディストリビュータ２３の回転信号（エンジン回転数信
号）を受け、アイドル運転時におけるエンジン回転数が
目標回転数になるように上記イグニッション・コイル２
２を制御する制御手段３３を構成する。更に、ステップ
ｓ６．ｓ８及びＳ９により、立ち上がり検出手段として
のエアコンスイッチ２４の出力に基づいて、エンジン回
転の立ち上がり易さが悪い程、点火時期進角量の上限値
を小さくするように上記制御手段３３を補正する補正手
段３５を構成している。

また、このエンジンでは、アイドル運転時にアイドルス
ピードコントロールバルブ１８によりバイパス通路８を
流通する空気量を調整してアイドル回転数が目標回転数
になるようにアイドル回転数をフィードバック制御する
ことが、上記点火時期によるアイドル回転数のフィード
バック制御と併用されている。このアイドルスピードコ
ントロールバルブ１８での空気量によるアイドル回転数
のフィードバック制御の場合も、上記点火時期によるア
イドル回転数のフィードバック制御と同様のフローで、
回転偏差に基づいてフィードバック補正量であるバイパ
ス通路８を流通する空気量、即ちＩＳＣ制御量が求めら
れ、アイドルスピードコントロールバルブ１８の開度の
デユーティ値が決められて空気量の調整をしてエンジン
回転数の調整が行われる。そして、上記点火時期による
フィードバック制御で進角量が規制されるエアコンＯＮ
の場合は、アイドルスピードコントロールバルブ１８に
よるＩＳＣ制御量の制御範囲の幅を大きくしている。

したがって、上記実施例では、アイドル運転時にエンジ
ン回転数が目標回転数になるように点火時期を制御する
フィードバック制御が実行され、安定したアイドル回転
数が得られる。その際、エアコンＯＮ時のように吸入空
気量が多くオフアイドル運転への移行時に回転の立ち上
がりが悪くなるとき、即ち回転の立ち上がり易さが悪い
ときは、点火時期の進角量の上限値を小さくしているの
で、アイドル運転からオフアイドル運転への移行の際に
、点火時期の追従遅れ並びにその際の回転の立ち上がり
の悪さによる低回転域での過進角状態が回避され、過進
角に伴うノッキングの発生を防止することができる。

また、アイドルスピードコントロールバルブ１８での空
気量によるフィードバック制御が併用されており、上記
のようにエアコンＯＮ時の回転の立ち上がり易さが悪く
て点火時期の進角量が規制されるときはＩＳＣ制御量の
制御範囲の幅を大きくしているので、アイドル回転数の
フィードバック制御の制御範囲が補償されて小さくなる
ことはなく外乱等による回転落ちを防止することができ
る。

次に、第５図及び第６図は他の実施例を示す。

この実施例は上記実施例とは点火時期の制御が異なり、
その他の構成は同一である。即ち、第５図において、ス
タート後、ステップＱ４までは第３図におけるステップ
Ｓ４までと同じであり、そして、ステップＱ５で第６図
の特性図に基づ（点火時期の進角ガードを設定する。こ
の第６図はアイドルスピードコントロールバルブ１８に
よるＩｓＣ制御量と点火時期の進角との関係を示した特
性図であって、ＩＳＣ制御量が大きい程点火時期の進角
が小さくなっている。これはＩＳＣ制御量が大きいとい
うことは吸入空気量が多いということであって、即ちオ
フアイドル運転への移行時のスロットル弁開度に対する
空気量の増大の割合が小さく、回転の立ち上がり易さが
悪いときであり、このときは点火時期の進角を抑制する
ものである。

そして、ステップＱ６てアイドル回転数Ｎｅと目標回転
数Ｎｏとの回転偏差ΔＮｅを算出し、ステップＱ７でこ
の回転偏差△Ｎｅに基づいてフィードバック補正量△Ｉ
ｇＦ／Ｂを求める。ここで、このフィードバック補正量
△ＩｇＦ／Ｂは上記実施例のように特性テーブルから求
められるが、この実施例で使用される特性テーブルは第
４図で示されるものと同様の特性をもったもので上限値
、下限値は限定されていない。次にステップＱ８で最終
点火時期１ｇを上記基本点火時期１ｇＢにフィードバッ
ク補正量△ＩｇＦ／Ｂを加算して求める。そして、この
求めた最終点火時期１ｇに対して、ステップＱ９〜Ｑｎ
で進角量の規制を行う。即ち、ステップＱ９で上記最終
点火時期１ｇがステップＱ５で設定した進角ガードの特
性図に基づ＜　Ｉｇｓａｘより大きいかどうかを判定す
る。ここでＹＥＳの大きいときはステップＱｕに進み、
最終点火時期１ｇをＩｇｓａｘにしてステップＱＩ４で
点火を実行しリターンする。一方、ステップＱ９でＮｏ
である１ｇ１ａｘ以下のときはステップＱｏで、今度は
この最終点火時期１ｇが一律に設定されたＩｇｍｉｎよ
り小さいかどうかを判定する。ここでＩｇｍｉｎより小
さいＹＥＳのときはステップＱＬ２に進み、最終点火時
期１ｇを１ｇｗ１ｎにしてステップＱ）４で点火を実行
しリターンする。また、Ｉｇｇ＋ｉｎ以上であるＮＯの
ときは、ステップＱｎでそのままこの最終点火時期１ｇ
によって点火を実行しリターンする。

したがって、この実施例では、上記実施例のように点火
時期のフィードバック補正量に上限値、下限値を設け、
且つ外部負荷であるエアコンのＯＮ、ＯＦＦでその上限
値を異なえるのではなく、最終点火時期に上限値、下限
値を設定し、且つその上限値はＩＳＣ制御量に対応させ
ており、この場合も上記実施例ど同様の効果が得られる
。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンのアイドル回転
数制御装置によれば、アイドル運転時に点火時期を制御
してアイドル回転数を目標回転数にフィードバック制御
する場合に、エンジン回転の立ち上がり易さが悪いとき
は回転制御のための点火時期の進角量の上限値を小さく
するように規制しているので、アイドル運転からオフア
イドル運転へ移行する際に、低回転域での過進角状態が
回避され過進角に伴うノッキングの発生を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図〜第６図は本発明の実施例を示し、第２図はその
全体概略構成図、第３図は第１の実施例のコントロール
ユニットにおける点火時期の制御を示すフローチャート
図、第４図は第１の実施例のフィードバック補正量を求
めるテーブル値を表わす特性図、第５図は第２の実施例
のコントロールユニットにおける点火時期の制御を示す
フローチャート図、第６図は第２の実施例の点火時期の
進角ガードを求めるテーブル値を表わす特性図である。 また、第７図はエンジンのノックゾーンを示す特性図で
ある。 １　・・・エンジン １８・・・アイドルスピードコントロールバルブ２１・
・・点火プラグ ２２・・・イグニッション・コイル （点火時期調整手段） ２３・・・ディストリビュータ ２４・・・エアコンスイッチ （立ち上がり検出手段） ３０・・・コントロールユニット ３１・・・回転数検出手段 ３３・・・制御手段 ３５・・・補正手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、 点火プラグの点火時期を調整する点火時期調整手段と、 上記回転数検出手段の出力を受け、アイドル運転時にお
   けるエンジン回転数が目標回転数になるように上記点火
   時期調整手段を制御する制御手段と、 アイドル運転時におけるエンジン回転の立ち上がり易さ
   に関連する情報を検出する立ち上がり検出手段と、 この立ち上がり検出手段の出力に基づいて、エンジン回
   転の立ち上がり易さが悪い程、点火時期進角量の上限値
   を小さくするように上記制御手段を補正する補正手段と を備えたことを特徴とするエンジンのアイドル回転数制
   御装置。
2. （２）立ち上がり検出手段はエンジンの外部負荷を検出
   するものであり、補正手段は外部負荷が大きいほど点火
   時期進角量の上限値を小さくするものである請求項（１
   ）記載のエンジンのアイドル回転数制御装置。