JPH0463931A - 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） 本発明はエンジンの吸入空気量制御装置に関し、特に吸
気通路のスロットル弁をバイパスしてエンジンに供給さ
れる吸入空気量を調整するように制御弁をデユーティ制
御するものに関する。

（従来の技術） 従来より、エンジンの吸入空気量制御装置として、例え
ば特開昭６２−３２２３９号公報に開示されるように、
吸気通路のスロットル弁をバイノくスしてエンジンにバ
イパスエアを供給するバイノ＜入通路と、このバイパス
通路を流通するバイパスエアの流量を調整する制御弁と
を備え、エンジンの運転状態に応じてエンジンに供給さ
れるバイノくスエア流量が所定量になるように制御弁を
デユーティ制御することでエンジンの回転数を制御し、
これにより例えばアイドル回転数のフィートノ（ツク制
御や負荷補正などを行うようにしたものは知られている
。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記公報記載のもののように、制御弁をデユ
ーティ制御する場合、通常、その制御弁の駆動周波数は
予め設定された一定の駆動周波数となっている。このと
き、この駆動周波数を低く設定した場合、上記制御弁は
通常変調制御を受けるため微振動し、これによって吸気
（バイパスエア）の脈動が起こり、この脈動が吸入空気
量を検出スるエアフローセンサに影響を与えて、特にア
イドル運転時は吸入空気量が少ないので上記吸気（バイ
パスエア）の脈動の影響が大きくなって正確な吸入空気
量が検出されなくなり、その結果、空燃比が変動して、
アイドル運転時の燃焼安定性が悪化するなどの不具合が
生じる。一方、この駆動周波数を高く設定した場合、上
記制御弁は変調制御による微振動に対しては有利となる
が、この制御弁はより高速で開閉駆動されることになっ
てその慣性等によって追従し得なくなり、実際には制御
弁はデユーティ値に対応したほぼ一定の開度を保つよう
になってしまい、制御弁が固着し易くなるといった不具
合が生じる。したがって、上記制御弁の駆動周波数は上
記のような不具合の生じない駆動周波数に設定されるこ
とが要求されるが、実際にはそのような最適な駆動周波
数の選定は困難であった。

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、アイドル運転時とオフアイドル
運転時とで制御弁の駆動周波数を異なえることによって
、アイドル運転時は燃焼安定性を確保するとともに、オ
フアイドル運転時は制御弁への異物の付着を防止するこ
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
時はオフアイドル運転時に対して制御弁の駆動周波数を
高く変更するようにしている。

具体的に、本発明で講じた解決手段は、第１図に示すよ
うに、吸気通路１０のスロットル弁１２をバイパスして
エンジン１にバイパスエアを供給するバイパス通路１５
と、このバイパス通路１５を流通するバイパスエアの流
量を調整するデユーティ駆動タイプの制御弁１６と、エ
ンジンの運転状態に応じてエンジンに供給されるバイパ
スエア流量が所定量になるように上記制御弁１６を所定
の駆動周波数でデユーティ制御する制御手段４０とを備
えたエンジンの吸入空気量制御装置を前提とする。そし
て、エンジン運転状態がアイドル運転状態であることを
検出するアイドル検出手段３２と、このアイドル検出手
段３２の出力を受け、アイドル運転時はオフアイドル運
転時に対して上記制御手段４０による制御弁１６の駆動
周波数を高くするよう変更する周波数変更手段４１とを
備える構成としている。

（作用） 上記の構成により、本発明では、エンジンがアイドル運
転時であることがアイドル検出手段３２により検出され
ると、制御弁１６の駆動周波数は周波数変更手段４１に
よりオフアイドル運転時よりも高く変更されるので、ア
イドル運転時には変調制御による制御弁１６の微振動が
抑制されてこの制御弁１６の微振動に伴うエアフローセ
ンサへの影響が抑制され、アイドル運転時の燃焼安定性
が確保される。また、オフアイドル運転時は上記制御弁
１６の駆動周波数がアイドル運転時に比べて低くなって
いるので、制御弁１６の変調制御による微振動が増大さ
れるが、これに伴うエアフローセンサへの影響は吸入空
気量ががなり多くなっているので小さなものとなり、逆
にこの微振動を積極的に利用することで吹き返し等によ
って生じるカーボン等の異物の制御弁１６への付着が防
止される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の実施例に係る吸入空気量制御装置を備
えたエンジンを示す。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を形成するシリンダブロ
ック３と、このシリンダブロック３の上面に接合された
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。この燃焼室６に臨ませて点火プラグ７が
設けられている。８は点火用の二次電圧を発生させる点
火コイル、９はエンジンの出力軸に駆動連結され且つ上
記点火プラグ７及び点火コイル８に接続されたディスト
リビュータであって、点火コイル８からの二次電圧を燃
焼行程となる気筒の点火プラグ７に配電するものである
。

上記燃焼室６には吸気通路１０が接続され、その燃焼室
６への開口部には吸気弁１１が設けられ、所定のタイミ
ングでもって燃焼室６に吸気を導入するようにしている
。この吸気通路１０には上流から順に吸入空気量を調節
するためのスロットル弁１２、吸気脈動の吸収等を行う
ためのサージタンク１３及び燃料を噴射供給するインジ
ェクタ１４が配設されている。さらに、上記吸気通路１
０には、スロットル弁１２をバイパスするバイパス通路
１５が設けられ、このバイパス通路１５の途中には、バ
イパス通路１５を流通するバイパスエア流量を調整する
制御弁１６が配置されている。

この制御弁１６はデユーティ駆動タイプの電磁弁からな
り、要求されるバイパスエア流量に応じたデユーティ制
御が行われてバイパスエア流量を調整することでエンジ
ン１への吸入空気量が調整され、アイドル運転時ではエ
ンジン回転数のフィードバック制御が行われる。

また、上記燃焼室６には排気通路１７が接続されその燃
焼室への開口部には排気弁１８が設けられ、所定のタイ
ミングでもって燃焼室６から排気を排出するようにして
いる。この排気通路１７には、排気浄化用のキャタリス
ト１９が設けられている。

上記点火コイル８、インジェクタ１４及び制御弁１６は
ＣＰＵを内蔵したコントロールユニット５０によってそ
の作動が制御される。

更に、第２図において、３０はスロットル弁１２上流側
で吸気温度を検出する吸気温センサ、３１は吸入空気量
を検出するホットワイヤ式のエアフローセンサ、３２は
スロットル弁１２の全開時にＯＮ信号を出力するアイド
ル検出手段としてのアイドルスイッチ、３３はスロット
ル弁１２の開度を検出するスロットルポジションセンサ
、３４はシリンダブロック３におけるウォータジャケッ
ト３ａ内部のエンジン冷却水温度を検出する水温センサ
、３５は排気通路１７のキャタリスト１９上流側に配置
され排気中の酸素濃度を検出する０２センサ、３６はク
ランク角の検出によりエンジン回転数を検出する回転数
センサである。

そして、上記各センサ及びスイッチ類３０〜３６の出力
信号は上記コントロールユニット５ｏに入力されている
。

次に、上記コントロールユニット５ｏによる制御弁１６
のデユーティ制御について第３図のフロチャートに基づ
いて説明する。同図において、スタート後、ステップＳ
１で各センサ類からの出力信号を読込み、そのときの運
転状態を検出する。

そして、ステップＳ２でアイドル運転時にエンジン回転
数のフィードバック制御をするための目標回転数Ｎ０を
エンジン冷却水温ｔｈｖに基づいて求める。更に、ステ
ップＳ３で上記目標回転数Ｎ。

に応じた基本空気量ｇｂａｓｅをエンジン冷却水温ｔｈ
Ｖに基づいて求めるとともに、オフアイドル運転時の運
転状態に応じた基本空気量ｇｂａｓｅを求める。

次に、ステップＳ４ではエアコン用コンプレッサ等の外
部負荷に対する補正のための負荷補正量ｇｌを算出する
。そして、ステップｓ５でエンジン回転数のフィードバ
ック条件が成立しているが否がを判定する。この場合、
エンジン回転数のフィーＦ　ｔ＜ツク制御はアイドル運
転時に実行されるので、アイドル運転時であり、且つエ
ンジン暖機時等でな（水温が所定値以上の場合にフィー
ドバック条件成立とするものである。ここで、フィード
バック条件が成立したＹＥＳのときは、ステップｓ６に
進み、上記ステップＳ２で求めた目標回転数Ｎ。からそ
のときのエンジン回転数Ｎｅを減じた回転偏差Ｎ６−Ｎ
ｅが正の値であるが否かを判定する。ここで、この回転
偏差Ｎ。−Ｎｅが正の値であるＹＥＳのときはステップ
ｓ７に進み、この回転偏差に応じたフィードバック補正
量の偏差ｇｆをマツプから求め、このｇｌを前回のフィ
ードバック補正量ｇｒｂに加算して今回のフィードバッ
ク補正量ｇｒｂとしてステップＳＩＯへ進む。一方、ス
テップＳ６で回転偏差Ｎ。−Ｎｅが正の値でないＮ。

のときはステップＳ８に進み、この回転偏差に応じたフ
ィードバック補正量の偏差ｇｉをマツプから求め、この
ｇｌを前回のフィードバック補正量ｇｆｂから減算して
今回のフィードバック補正量ｇｆｂとしてステップＳＩ
Ｏへ進む。また、上記ステップＳ５でフィードバック条
件が成立していないＮＯのときは、ステップＳ９へ進み
フィードバック補正量ｇｆｂを零にセットしてステップ
５１０へ進む。ステップＳＩｏでは上記で求めた基本空
気量ｇｂａｓｅ　ｓ負荷補正量ｇｌ及びフィードバック
補正量ｇｆｂを各々加算して総空気質量流量ｇｔｏｔａ
ｌを求める。そして、ステップＳｌ＋でこの総空気質量
流量ｇｔｏｔａｌを体積流量ｑｔｏｔａｌに変換すべく
　、ｇｔｏｔａｌをそのときの空気密度γで除してｑｔ
ｏｔａｌとする。次にステップＳ１２では上記総空気量
ｑｔｏｔａｌからスロットル弁１２を通過してエンジン
に供給されるメイン空気量ｑｍａｉｎを減算したものを
、バイパス通路１５を介してエンジンに供給されるバイ
パスエア流ｊ１　ｑ　ＩＳＣとして求める。そして、ス
テップＳ＋３では、後述のステップＳ＋５で制御弁１６
の駆動デユーティを求めるときの補正係数としての制御
弁１６のコイル温度補正係数ｃｔｈｖをエンジン冷却水
温ｔｈｖに基づいて求める。同様にステップＳ）４では
、バッテリの電圧補正係数ｃｂａｔをエンジン冷却水温
ｔｈνに基づいて求める。そして、ステップＳ＋５では
上記ステップＳ１２で求めたバイパスエア流量ｑｉｓｃ
から第４図に示す制御弁１６の出力特性（バイパスエア
流量に対するデユーティ特性）に基づいて駆動デユーテ
ィを求め、これに上記コイル温度補正係数ｃｔｈｖ及び
電圧補正係数ｅｂａｔを乗算して制御弁１６の駆動デユ
ーティｄｕｔｙを算出する。この後、エンジン運転状態
がアイドル運転時とオフアイドル運転時とで制御弁１６
の駆動周波数を変更するべくステップＳ＋６以下へ進む
。まず、ステップ８１６でエンジン運転状態がアイドル
状態であるか否かを判定する。この判定はアイドルスイ
ッチ３２がＯＮであり且つエンジン回転数Ｎｅが所定値
以下のときをアイドル状態とするものであり、ここで、
アイドル状態であるＹＥＳのときはステップ５１７へ進
み、制御弁１６の駆動周期ｔｃｙｃ＋ｅを予め設定され
た駆動周波数Ｋ　Ｉ　ＦＩ？ＥＱＨの逆数として求めス
テップＳＩ９へ進む。一方、ステップＳ＋６でアイドル
状態でないオフアイドル運転状態のときはステップｓａ
ｇへ進み、上記ステップＳ＋７と同様に制御弁１６の駆
動周期ｔｅｙｃｌｅを予め設定された駆動周波数Ｋ　Ｉ
　ＰＲＥＱＬの逆数として求めステップＳ！９へ進む。

この場合、ＫＩＰＲＥＱＨ＞ＫＩＰＲＥＱＬと設定され
ている。即ち、アイドル運転時はオフアイドル運転時に
対して制御弁１６の駆動周波数が高く設定されている。

最後にステップＳＩ９で制御弁１６の駆動時間ｔｏｎを
上記ステップＳＯ５で求めた駆動デユーティｄｕｔｙに
上記駆動周期ｔｃｙｃ＋ｅを乗算して求め、これを制御
弁１６に出力して終了する。

以上のフローにおいて、全ステップにより、エンジンの
運転状態に応じてエンジンに供給されるバイパスエア流
量が所定量になるように制御弁１６を所定の駆動周波数
でデユーティ制御する制御手段４０を構成し、ステップ
Ｓｙ及びＳＩ８により、このアイドル検出手段３２の出
力を受け、アイドル運転時はオフアイドル運転時に対し
て上記制御手段４０による制御弁１６の駆動周波数を高
くするよう変更する周波数変更手段４１を構成している
。

したがって、上記実施例においては、エンジン運転状態
に応じたバイパスエア流量が求められ、これに基づいて
制御弁１６の駆動デユーティを求めて制御弁１６をデユ
ーティ駆動する制御が実行される。そのとき、エンジン
の運転状態がアイドル運転時ではオフアイドル運転時に
対して制御弁１６の駆動周波数が高くなるように制御さ
れている。このため、アイドル運転時では、駆動デユー
ティの変調制御が行われても制御弁１６の微振動が抑制
されてこの制御弁１６の微振動に伴うエアフローセンサ
への影響を抑制でき、アイドル運転時の燃焼安定性を確
保することができる。また、オフアイドル運転時では、
アイドル運転時に比べて上記変調制御による制御弁１６
の微振動が増大されることになるが、逆にこの微振動を
積極的に利用することにより吹き返し等によってカーボ
ン等の異物が制御弁１６へ付着するのを防止することが
できる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンの吸入空気量制
御装置によれば、エンジン運転状態に応じてエンジンに
供給されるバイパスエア流量を調整するために制御弁を
デユーティ制御する場合、デユーティ駆動される制御弁
の駆動周波数はアイドル運転時はオフアイドル運転時に
対して高くなるように設定されているため、アイドル運
転時では変調制御に起因する制御弁の微振動に伴うエア
フローセンサへの影響が抑制されて燃焼安定性を確保す
ることができるとともに、オフアイドル運転時では上記
制御弁の微振動を積極的に利用して制御弁への異物の付
着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概略図である。第２図〜第
４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図はコントロールユニットによる制御弁の作
動制御を示すフローチャート図、第４図は制御弁の出力
特性を示す特性図である。 １　・・・エンジン １０・・・吸気通路 １２・・・スロットル弁 １５・・・バイパス通路 １６・・・制御弁 ３１・・・エアフローセンサ ３２・・・アイドルスイッチ（アイドル検出手段）４０
・・・制御手段 ４１・・・周波数変更手段 ５０・・・コントロールユニット ト・エンジン １０・・・吸気通路 １２・・・スロットル弁 １５・・バイパス通路 １６・・・制御弁 ３１・・・エアフローセンサ ３２・・・アイドルスイッチ（アイドル検出手段）４０
・・・制御手段 ４１・・・周波数変更手段 ５０・・・コントロールユニット （ｌ入゛１ハ゛ス」ｌ漬 第 図 第４ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気通路のスロットル弁をバイパスしてエンジン
   にバイパスエアを供給するバイパス通路と、このバイパ
   ス通路を流通するバイパスエアの流量を調整するデュー
   ティ駆動タイプの制御弁と、エンジンの運転状態に応じ
   てエンジンに供給されるバイパスエア流量が所定量にな
   るように上記制御弁を所定の駆動周波数でデューティ制
   御する制御手段とを備えたエンジンの吸入空気量制御装
   置において、 エンジン運転状態がアイドル運転状態であることを検出
   するアイドル検出手段と、 このアイドル検出手段の出力を受け、アイドル運転時は
   オフアイドル運転時に対して上記制御手段による制御弁
   の駆動周波数を高くするよう変更する周波数変更手段と を備えたことを特徴とするエンジンの吸入空気量制御装
   置。