JPH048844A - 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〕 この発明はエンジンの失火時等におけるエンジンの吸入
空気量を制御するエンジンの吸入空気量制御装置に関す
るものである。

〔従来の技術］ 従来のこの種の吸入空気量制御装置はスロットル弁をバ
イパスする通路の開口面積を変えてエンジンへの吸気量
を制御するものが一般的に知られている。同装置では、
特にアイドリング時の回転数を安定化させる為、エンジ
ン温度に対応してバイパス通路の吸気量をオープンルー
プで制御すると共に、スロットル弁が全閉になったこと
をアイドルスイッチなどにより検出して、この時のエン
ジン回転数を目標回転数になるように回転数フィードバ
ック制御する。更に、この回転数フィードバック制御に
基づいて経時変化を補正するための吸気量制御が一般的
に行われていることが知られている。

ところで、このような従来装置においては、エンジンの
失火に対する保護手段について言及したものは見当らな
い。

〔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、のアイドリング時に、例えば４気筒エン
ジンで、その内の１気筒が失火した時には、失火直後に
回転数が急激に落込み、エンジンストールになることも
ある課題があった。

又、エンジンストールにならなくとも、残り３気筒によ
る回転数フィードバック制御なので所定回転数にする迄
にしばらく時間を要し、この間エンジンの回転が不安定
になる課題があった。

又、失火時に所定回転数に達した後、経時変化を補正す
るための吸気量制御、所謂学習制御を行うと、失火が一
時的で発生しなくなった時には吸気量が多すぎて所定回
転数よりエンジン回転数が高くなるなどの課題があった
。

この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、エンジンの失火時等にエンジン回転数を安定化
させること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〕

この発明のエンジンの吸入空気量制御装置は、回転数フ
ィードバック制御する該装置において、失火検出手段と
、実回転数と目標回転数との差に基づいて経時変化補正
吸気量の信号を出力し、失火検出時に失火直前の出力に
保持する経時変化補正手段と、失火検出時に増量吸気量
の信号を出力する増量手段を設けたものである。

〔作　用〕

この発明におけるエンジンの吸入空気量制御装置は、失
火検出時に増量手段により吸気量を増量シテ失火気筒に
よるエンジントルクの低下を補正し、経時変化補正手段
によりその間経時変化補正の更新を停止してその増量吸
気量の補正に対する影響を排除し、失火要因が除去され
た時に再び適正な経時変化補正を行う。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの一実施例におけるエンジンの吸入空気量制御装
置を示し、１はエンジンであり、吸気通路２が連結され
ている。吸気通路２の上流側から、エアクリーナ３、吸
気量センサ４およびスロットル弁５が設けられ、このス
ロット・ル弁５の前後において、吸気通路２のバイパス
通路２ａが設けられている。又、このバイパス通路２ａ
には吸気量調整手段である吸気制御弁（ＩＳＣバルブ）
６１などからなるバイパス通路制御機構６が設けられて
いる。

７はスロー／　）ル弁５の全閉位置を検知するアイドル
スイッチ、８はエンジン１の温度を検知する即ち冷却水
温を検知する温度センサ、９はエンジン１の筒内圧を検
出し、筒内圧に応した信号を出力する筒内圧センサであ
る。

１０はクランク角センサ１０１を内蔵した配電器であり
、高電圧が点火プラグ１５に配電される。

又、クランク角センサ１０１はエンジン１の所定のクラ
ンク角を検出して回転信号と気筒識別信号を出力する。

１工ば制御装置であり、上記各部材からの出力信号に基
づいて［ＳＣバルブ６１を制御する。又、制御装置１１
はインジェクタ１２を駆動して燃料制御を行い、かつイ
グナイタ１３を制御して点火コイル１４の通電時間、点
火時期を制御する。又、制御装置１１はエンジン１の失
火を検出した時には故障表示ランプ１６を点灯する。

第２図は制御装置１１の内部構成を示し、１１１はクラ
ンク角センサ１０１による回転信号と気筒識別信号およ
びアイドルスイッチ７のデジタル出力を入力され、ＣＰ
ＵＩ　１４に出力するデジタルインタフェース、１１２
は吸気量センサ４、温度センサ８および筒内圧センサ９
からのアナログ信号を入力され、出力をＡ／Ｄ変換器１
１３を介してＣＰＵ１１４に入力するアナログインタフ
ェースである。

ＣＰＵ１１４はＲＡＭ、ＲＯＭ、タイマ等を内蔵し、上
記各入力に基づき駆動回路１１５〜１１８を介してイン
ジェクタ１２、■ＳＣバルブ６１、イグナイタ１３およ
び故障表示ランプ１６を制御する。

エンジン１のアイドリング時には、スロットル弁５が全
閉にされ、アイドルスイッチ７はオンとなってこれを検
出している。この時に、エンジン１はエアクリーナ３か
ら吸気通路２を通り、主にバイパス通路２ａを通過した
空気を吸入する。この吸入空気量に応した吸気量センサ
４の出力は、アナログインタフェース１１２とＡ／Ｄ変
換器１１３を介してＣＰＵ１１４にデジタル化された吸
入空気量検出値Ｑ、とじて燃料量の演算用に読込まれる
。

エンジン１の冷却水温を検出した温度センサ日の出力は
、同し径路でデジタル化された温度検出値ｓｗｒとして
ＣＰＵＩ　１４に読込まれる。又、ＣＰＵ１１４は、ア
イドルスイッチ７のオン・オフ信号であるアイドルスイ
ッチ信号ＳＩをデジタルインタフェース１１１から入力
したり、クランク角センサ１０１の信号周期からエンジ
ン回転数ｎ、を算出する。

更に、エンジン１の筒内圧を検出した筒内圧センサ９の
出力は、アナログインタフェース１１２とＡ／Ｄ変換器
１１３を介してＣＰＵＩ　１４にデジタル化された筒内
圧値ｐｓ＋とじて読込まれる。

その他のＣＰＵ１１４以外の通常のエンジン動作は周知
なのでその説明を省略する。

第３図はバイパス通路制御機構６の構成を示し、［ＳＣ
パルプ６１は具体的には、デユーティ制御によりバイパ
ス通路２ａの開口面積を変えて吸気量を制御するりニア
ソレノイド弁である。６２はワックス式のエアバルブで
あり、エンジン温度によりワックスが固体と液体との間
で変化することを利用して通流面積を調整する。６３は
バイパス通路２ａの空気量の調整に用いる空気調節ねし
であり、初期のバラツキ吸収のために用いる。６４はス
ロットル弁５の全閉位置の調整ねしであり、スロットル
弁５の全開時の漏れ流量が決定される。

第４図はこの発明の一実施例によるエンジンの吸入空気
量制御装置の制御ブロック図である。第４図において、
１，６１．６２，１０１は第１図ないし第３図に示した
同符号のものと同一のもので、ＩＳＣバルブ６１からク
ランク角センサ１０１迄の経路を除く要素がＣＰＵ１１
４の内部構成を示している。

２１は例えば筒内圧値Ｐｓ＋に基づいてエンジンｌの失
火を検出する公知の失火検出手段、２２はアイドルスイ
ッチ信号Ｓ１とエンジン回転数ｎ、から例えばアイドリ
ング時である学習条件成立の可否を判定する学習条件判
定手段である。２３は１否定入力型ＡＮＤゲートであり
、否定入力部が失火検出手段２１の出力線ムこ接続され
、もう１つの入力端子が学習条件判定手段２２の出力線
に接続されている。

２４はクランク角センサ１０１の出力に基づいてエンジ
ン回転数ｎ、を算出する回転数演算手段、２５は温度検
出値Ｓ。、に応した目標回転数０１を出力する目標回転
数出力手段、２６は目標回転数ｎ７とエンジン回転数ｎ
、との差を取る減算器である。減算器２６の出力側は、
学習条件判定手段２２の出力に応してオン・オフする第
１のスイッチ２７を介して第１の積分器２８の入力部に
接続されていると共に、ｌ否定入力型ＡＮＤゲート２３
の出力に応じてオン・オフする第２のスイッチ２９を介
して第２の積分器３０の入力部に接続されている。

第１の積分器２８は目標回転数ｎ、とエンジン回転数ｎ
０との差をなくすためのフィードバック補正吸気量Ｑｃ
の信号を出力し、第２の積分器３０は、経時変化補正吸
気量Ｑｖの信号を出力する。ここで、第２の積分器３０
の時定数に２は第１の積分器２８の時定数に、よりはる
かに大きく設定されている。

３Ｉは温度検出値ＳＷｔに応した目標吸気量ＱＴの信号
を出力する目標吸気量出力手段、３２は温度検出値５ｉ
ｉ７に応じた失火時の増量吸気量Ｑｕの信号を出力する
増量吸気量出力手段である。３３は第１の加算器であり
、各入力部が目標吸気量出力手段３１と失火検出手段２
１の出力に応じてオン・オフする第３のスイッチ３４を
介した増量吸気量出力手段３２に接続されている。

３５は第２の加算器であり、各入力部が第１の加算器３
３と第１の積分器２８に接続されている。

３６は第３の加算器であり、各入力部が第２の加算器３
５と第２の積分器３０に接続されている。

第３の加算器３６の出力はＩＳＣバルブ６１に与えられ
るようになっている。

ＩＳＣパルプ６１を通過する吸入空気量をＱフック１式
エアバルブ６２を通過する吸入空気量をＱ　ｚ　、スロ
ットル弁５の漏れ空気量及び空気調節ねじ６３の通路を
通過する漏れ空気量の和である漏れ流量３７をＱ、とす
ると、これらが合算されて総和Ｑ１＝Ｑ＋　十Ｑｔ＋ｑ
、の吸気量がエンジン１に吸入される。

なお、第２のスイッチ２９と第２の積分器３０とで経時
変化補正手段が構成され、第３のスイッチ３４と増量吸
気量出力手段３２とで増量手段が構成されている。

次に第４図を参照して制御動作について説明する。エン
ジン１の所定のクランク角を検出するクランク角センサ
１０１の出力の周期に基づいて回転数演夏手段２４はエ
ンジン回転数ｎ、を算出して出力する。

学習条件判定手段２２は、このエンジン回転数ｎ、が所
定回転数以下でかつアイドルスイッチ信号Ｓ１がオン信
号であればアイドリング時と判定し、学習条件成立とし
て“Ｈ”レヘル（以下、′Ｈ”と略称する。）の信号を
出力し、それ以外では“Ｌ”レヘル（以下、“Ｌ”と略
称する。）の信号を出力する。又、失火検出手段２１は
爆発工程時のエンジン１の筒内圧を表わす筒内圧検出値
ｐｓ、を検出してこの最大値と所定値とを比較し、所定
値以下で筒内圧が低ければ失火と判定して”Ｈ”を出力
し、所定値以上で筒内圧が高ければ正常と判定して“Ｌ
”を出力する。

正常時には失火検出手段２１が１Ｌ”を出力しているの
で第３のスイッチ３４はオフであり、１否定入力型ＡＮ
Ｄゲート２３の出力は学習条件判定手段２２の出力に依
存する。アイドリング時であれば学習条件判定手段２２
の出力が“Ｈ”なのでその出力によって第１のスイッチ
２７がオン、その出力により１否定人力型ＡＮＤゲート
２３の出力も“Ｈ“になるので第２のスイッチ２９もオ
ンになる。

一方、エンジン１の温度を表わす温度検出値ｓｗｒによ
り目標回転数出力手段２５は目標回転数ｎ、を出力し、
この目標回転数ｎＴは減算器２６によりエンジン回転数
００　と差をとられる。この回転数差ｎＴ−ｎ、は第１
のスイッチ２７を介して第１の積分器２８により積分さ
れると共に第２のスイッチ２９を介して第２の積分器３
０により積分される。第１の積分器２８は回転数差ｎＴ
−ｎ、を直ちに０に収束させるようにフィードハック補
正吸気量Ｑｃの信号を出力し、第２の積分器３０は経時
変化補正吸気量Ｑｖの信号を出力する。

又、目標吸気量出力手段３１から温度検出値ｓｗｙに応
した目標吸気量ＱＴの信号が出力される。

このＱ？の信号は第１の積分器２８から出力されるフィ
ードバック補正吸気量Ｑ、の信号と第２の加算器３５に
より加算され、更に、第２の積分器３０から出力される
経時変化補正吸気量Ｑ、の信号と第３の加算器３６によ
り加算される。従って、この第３の加算器３６の出力は
　Ｑｌ＝Ｑｔ＋Ｑｅ＋Ｑｖの信号となって■ＳＣバルブ
６１に印加される。ＩＳＣバルブ６１はこれにより開度
を調整されてＱ、の空気量を通過させる。ワックス式エ
アハルプロ２の空気流量をＱ２とし、モレ流量をＱ。

とするとエンジン１は合流部３８．３９を通してＱ　（
＝　Ｑ　＋　＋　Ｑ　２　＋　Ｑ　ｓの空気量を吸入す
る。

正常時の非アイドリング時には学習条件判定手段２２は
“Ｌ”を出力しているので第１．第２のスイッチ２７．
２９ともにオフとなる。第１．第２の積分器２８．３０
はこのオンからオフになる直前の出力値を保持して出力
する。

次に、失火検出手段２１が失火を検出すると′Ｈ′を出
力する。この出力により第３のスイッチ３４がオンとな
る。又、ｌ否定入力型ＡＮＤゲート２３の出力は常時“
し”となるので第２のスイッチ２９がオフになる。第１
のスイッチ２７は学習条件判定手段２２の出力に依存す
る。この状態で、増量吸気量出力手段３２は温度検出値
Ｓ。。

に応じた増量吸気量Ｑ、の信号を第３のスイッチ３４を
介して第１の加算器３３に出力する。この増量吸気量Ｑ
ｕの信号と目標吸気量出力手段３１から出力される目標
吸気量Ｑｔの信号は第１の加算器３３により加算される
。第１の加算器３３の出力であるＱ、＋Ｑ、の信号は第
２の加算器３５により第１の積分器２８の出力であるフ
ィードバック補正吸気量Ｑｃの信号と加算され、更に第
２の積分器３０の出力である経時変化補正吸気量Ｑｖの
信号と第３の加算器３６により加算される。勿論、この
経時変化補正吸気量Ｑ、の信号は、失火直前がアイドリ
ング時で学習条件成立時であれば、失火が失火検出手段
２１により検出され第２のスイッチ２９がオフになる直
前の最新の値に第２の積分器３０により保持される。そ
して、失火時には、第２の積分器３０は、第２のスイッ
チ２９のオフにより経時変化を補正するための経時変化
補正吸気量Ｑｖの更新を停止する。

この第３の加算器３６の出力であるＱ、＋Ｑυ＋ＱＣ＋
ＱＶの信号はＩＳＣハルプロ１に印加されることにより
ＩＳＣバルブ６１はその開度が調節されてＱｌ＝Ｑ、＋
Ｑ、＋Ｑ、＋Ｑｖの空気量を通過させる。エンジン１は
この空気量Ｑ、に加えて、ワックス式エアハルプロ２を
通過した空気量Ｑ２とモレ流量Ｑ３を吸入する。この場
合、増量吸気量分Ｑ、の吸気量を増量するのでエンジン
ｌの失火による回転数低下が補正されて直ちに失火前の
回転数に戻すことができる。又、失火が一時的であって
も、失火時には第２の積分器３０が失火直前の最新の出
力値を保持しているので失火がなくなった時には失火直
前の状態と同様な制御を行うことができるので回転数が
吹上げ上昇することはない。

上記実施例では、第２の積分器３０の出力である経時変
化補正値の更新を失火時に停止させたが、この他に、第
２の積分器３０と第３の加算器３６の間に第２のスイッ
チ２９と同様な第４のスイッチを設け、失火時に第４の
スイッチもオフさせることにより、経時変化補正制御を
禁止するようにしても良い。

又、上記実施例において、増量吸気量Ｑ、を温度検出値
Ｓ＋ｍｙの関数としたが、所定値であっても良い。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば失火検出時にエンジン
眼気量を増量すると共に回転数フィードバック制御に基
づく経時変化補正吸気量の更新を停止するように構成し
たので、失火によるエンジントルクの低下を正常燃焼し
ている他の気筒の発生トルクを増大させることにより補
うことができるので失火時エンジンストールを防止でき
、又、失火時の吸気量増大による経時変化の補正量への
影響を排除でき、失火要因が取除かれた後に悪影響を残
さないようにできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による装置の構成図、第２
図は第１図に示した制御装置の内部構成等を示す図、第
３図は第１図に示したバイパス通路制御機構の詳細な構
成図、第４図はこの発明の一実施例による制御ブロック
図である。 図中、１・・・エンジン、２・・・吸気通路、２ａ・・
・バイパス通路、８・・・温度センサ、９・・・筒内圧
センサ、１１・・・制御装置、６１・・・■ＳＣバルブ
、１０１・・・クランク角センサ、２１・・・失火検出
手段、２４・・・回転数演算手段、２５・・・目標回転
数出力手段、２６・・・減算器、２日・・・第１の積分
器、２９・・・第２のスイッチ、３０・・・第２の積分
器、３１・・・目標回転数出力手段、３２・・・増量吸
気量出力手段、３４・・・第３のスイッチ、３３〜３６
・・・第１〜第３の加算器。 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. エンジンの実回転数を検出し、該検出した実回転数と目
   標回転数との差に応じて該エンジンのスロットル弁をバ
   イパスするバイパス通路の吸入空気量を調節して実回転
   数が前記目標回転数に等しくなるようにしたエンジンの
   吸入空気量制御装置において、前記エンジンの失火を検
   出する失火検出手段と、前記エンジンの実回転数と前記
   目標回転数の差に基づいて経時変化補正吸気量の信号を
   出力し、失火検出時には失火直前の出力信号に保持する
   経時変化補正手段と、失火検出時には吸入空気量を増量
   するための増量吸気量の信号を出力する増量手段を備え
   たことを特徴とするエンジンの吸入空気量制御装置。