JPH05214995A - 内燃機関のアイドル回転数制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、内燃機関のアイドル回転数制御方
法に関し、内燃機関状態によって始動時に吸入空気量を
増大するものにおいて、内燃機関温度が所定温度以上の
場合に起こる始動後のアイドル回転の急上昇の程度を下
げ、またオルタネータ負荷によるアンダーシュートを防
止することを目的とする。 【構成】 内燃機関温度が所定温度以上の場合に、始動
時に増量された吸入空気量の第１増量分を始動直後に第
２増量分まで減少し、始動から第１所定時間経過時に第
３増量分となるように前記第２増量分を増加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アイドル回転数を吸入
空気量の増減による制御する内燃機関のアイドル回転数
制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の冷間時の始動において、燃料
の気化状態が悪いために、その時のアイドル回転数が比
較的高くなるように吸入空気量を増加させ、その始動を
確実なものとする制御が一般的に行なわれている。ま
た、内燃機関を高速又は高負荷状態で長時間運転した
後、すぐに再始動するような場合においても、内燃機関
が冷却ファンの停止によって高温となり、燃料配管内に
ベーパが発生し、それにより混合気の空燃比が希薄にな
るために、始動性向上の目的で吸入空気量を増加させて
トルクを向上することが必要であり、このようなアイド
ル回転数制御方法が特開昭６１−６５０４６号公報に記
載されている。

【０００３】このアイドル回転数制御方法は、燃料配管
内にベーパが発生する内燃機関温度を冷却水温度によっ
て決定し、冷却水温度が所定温度以上の時に、始動に際
して吸入空気量を増加し、所定時間経過後に、その増量
分を徐々に減少するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】内燃機関には、通常オ
ルタネータの負荷が作用し、始動時には、この負荷は高
いものとなる。オルタネータには、起電力の変動を防止
するための回路が設けられているために、始動後所定時
間の間、この高い負荷が維持され、その後減少する傾向
がある。

【０００５】前述の従来技術において、内燃機関温度が
高温の時、始動に際して吸入空気量を増加してトルクを
向上することは、前述のように始動を確実なものにする
が、この時は冷間時の始動と異なり始動直後に燃焼が安
定するために、この増加された吸入空気量が維持される
と、始動直後においてアイドル回転数が比較的高い回転
数まで急上昇し、その後前述のオルタネータの負荷によ
って所定回転数へ下げられることが起こる。

【０００６】このようなアイドル回転数の急上昇は、運
転者に違和感を与えるために好ましいものではなく、こ
れを防止するために、始動直後に増加された吸入空気量
を減少すると、確かにアイドル回転数の急上昇の程度は
下げられるが、次にオルタネータの負荷によってアイド
ル回転数が所定値以下に下げられるアンダーシュートが
起こり、これも運転者に違和感を与える。

【０００７】従って、本発明の目的は、始動を確実なも
のとすると共に、内燃機関温度が所定温度以上の場合に
おいて、運転者に違和感を与える始動後のアイドル回転
数の急上昇の程度を下げ、またオルタネータの負荷によ
るアンダーシュートを防止することができる内燃機関の
アイドル回転数制御方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による内燃機関の
アイドル回転数制御方法は、始動時に、内燃機関状態に
応じた第１増量分を所定吸入空気量に加える内燃機関の
アイドル回転数制御方法において、内燃機関温度が所定
温度以上の場合に、始動直後に前記第１増量分を第２増
量分まで減少し、始動から第１所定時間経過時に、第３
増量分となるように前記第２増量分を増加し、始動から
第２所定時間経過時から前記第３増量分を徐々に減少さ
せることを特徴とする。

【０００９】

【作用】前述の内燃機関のアイドル回転数制御方法によ
れば、始動時に、内燃機関状態によって第１増量分を所
定吸入空気量に加えるために、従来同様、その始動を確
実なものとすることができ、また内燃機関温度が所定温
度以上の場合において、始動直後に前記第１増量分を第
２増量分まで減少することにより、燃焼が始動後すぐに
安定するために起こるアイドル回転数の急上昇の程度を
下げることが可能となり、また始動から第１所定時間経
過時に、第３増量分となるように前記第２増量分を増加
することにより、始動後持続するオルタネータの負荷に
よるアンダーシュートを防止することができる。

【００１０】

【実施例】図２は、本発明による内燃機関のアイドル回
転数制御方法が適用される内燃機関及び周辺装置を示す
概略図である。同図において、１はエンジン、２はピス
トン、３は点火プラグ、４は排気マニホルド、５は排気
マニホルド４に設けられ、排気ガス中の残存酸素濃度を
検出する酸素センサ、６は燃料噴射弁、７は吸気マニホ
ルド、８はサージタンク７ａに設けられ、吸入空気の温
度を検出する吸気温センサ、９はエンジン１の冷却水温
度を検出する水温センサ、１０はスロットルバルブ、１
１はスロットルバルブ１０の開度を検出するスロットル
ホジションセンサ、１２はスロットルバルブ１０を迂回
するバイパス路、１３はバイパス路１２の開口面積を制
御してアイドル回転数を制御するアイドルスピードコン
トロールバルブ（ＩＳＣＶ），１４は吸入空気量を測定
するエアフローメータ、１５は吸入空気を浄化するエア
クリーナを示す。

【００１１】前述のＩＳＣＶ１３は、パルスデューティ
比を制御された制御信号によって駆動される電磁ソレノ
イドによりその開口面積が制御されるものであり、本実
施例における吸入空気量の調節は、このＩＳＣＶ１３を
使用して行なわれる。

【００１２】また、１６は点火コイルを備え点火に必要
な高電圧を出力するイグナイタ、１７はイグナイタ１６
で発生した高電圧を各気筒の点火プラグ３に分配供給す
るディストリビュータ、１８，１９はディストリビュー
タ１７に設けられた回転角センサと気筒判別センサであ
り、２０は電子制御回路である。

【００１３】電子制御回路２０は、各センサからの出力
を受け取り、運転状態に応じた最適燃料噴射量及び点火
時期を計算すると共に、アイドル回転数を制御するため
に、ＩＳＣＶ１３へ与えるデューティ比を計算する。こ
の計算は１８０°クランク角度毎に行なわれる。

【００１４】アイドル回転数の制御は、本発明が問題と
する始動時だけでなく、エンジン１を停止するまで行な
われるものであり、ＩＳＣＶ１３へ与えるデューティ比
ＤＵＴＹは、エアコンＯＮ時とＯＦＦ時に分けて以下の
ように計算される。 エアコンＯＮ時 ＤＵＴＹ＝ＤＳＴＡ＋ＤＩＡＣ＋ＤＧ＋ＤＣＡＣ＋ＤＴ
ＨＷ＋ＤＥ＋ＤＤＮ＋ＤＤＰ エアコンＯＦＦ時 ＤＵＴＹ＝ＤＳＴＡ＋ＤＩ＋ＤＩＰ＋ＤＥ＋ＤＤＮ＋Ｄ
ＤＰ 記号は以下に示す通りである。 ＤＳＴＡ：始動時の補正項 ＤＩ：エアコンＯＦＦ時のフィードバック補正項 ＤＩＡＣ：エアコンＯＮ時のフィードバック補正項 ＤＧ：学習補正項 ＤＴＨＷ：冷間時の水温補正項 ＤＢ：大電気負荷時の補正項 ＤＥ：オートマティック車のＮからＤへのシフトチェン
ジ時の補正項 ＤＤＮ：外乱による回転数低下時の補正項 ＤＤＰ：スロットル弁が開から閉になる時の補正項 ＤＣＡＣ：エアコン負荷に応じた補正項 ＤＩＰ：ＭＡＸ〔ＤＴＨＷ，ＤＢ〕 これらが、前述の各センサ及び図示されていない公知の
センサからの信号によって計算され、車全体の状態を基
に最適なアイドル回転数の制御が行なわれる。

【００１５】本発明は、始動時のアイドル回転数の制御
に関するものであり、従って両式の先頭の始動時の補正
項ＤＳＴＡについて、図１に示すフローチャートを用い
て説明する。

【００１６】本フローチャートは、スタータＯＮの信号
により作動するものであり、まず、ステップ１０１にお
いて、フラグＦが１に設定されているかどうかが判断さ
れる。フラグＦは、エンジン１の停止と共に０に再設定
されるために、当初はステップ１０２へ進む。ステップ
１０２において、吸気温センサ８によって吸気温度ＴＨ
Ａが測定され、それが４０℃以下であるかどうかが判断
される。

【００１７】吸気温度ＴＨＡが４０℃より大きい場合
は、吸気系の温度がかなり高い状態であり、燃料供給通
路内にベーパが発生していると考えられ、トルクを向上
させて始動を確実なものとするために、ステップ１０３
において、図３に示す第１グラフからこの時の吸気温度
ＴＨＡに対する始動時の補正項ＤＳＴＡの初期値ＤＳＴ
Ａ′が設定される。この第１グラフは、吸気温度ＴＨＡ
が約６１℃に達するまでは直線的に初期値ＤＳＴＡ′が
増加するグラフであり、それによりベーパの発生量に応
じて初期値ＤＳＴＡ′を設定するものである。

【００１８】また、吸気温度ＴＨＡが４０℃以下である
場合は、ベーパが発生することはないが、冷間時の始動
性を確保しなければならず、それにより、ステップ１０
４において、図４に示す第２グラフから水温センサ９に
より測定される冷却水温度ＴＨＷに対する初期値ＤＳＴ
Ａ′が設定される。この第２グラフは、冷却水温度が約
５．５℃以下である時に、その温度に応じて初期値ＤＳ
ＴＡ′を増加するグラフである。

【００１９】このように、ステップ１０３，１０４のい
ずれかにおいて、初期値ＤＳＴＡ′が設定されると、次
にステップ１０５において、冷却水温度ＴＨＷが８０℃
より大きく９５℃未満であるかどうかが判断され、その
時は係数ａを１それ以外の時は０に設定する。この判断
の必要性及び係数ａの意味は後で説明する。これらの設
定が完了すると、ステップ１０８においてフラグＦが１
に設定される。

【００２０】次にステップ１０９において、回転角セン
サ１８からの信号によって回転数が計算され、それによ
りエンジン１の始動が完了したかどうかが判断される。
始動中であれば、ステップ１１１へ進み、ステップ１０
３又は１０４において設定された初期値ＤＳＴＡ′が始
動時の補正項ＤＳＴＡとして使用され、他の補正項と共
にデューティ比ＤＵＴＹが決定され、ＩＳＣＶ１３を制
御して始動が行なわれる。この流れは、１８０°クラン
ク角度毎に繰り返えされるが、次回は、ステップ１０１
において、フラグＦが１に設定されているために、初期
値ＤＳＴＡ′の設定等は行なわれず、これらのステップ
１０９，１１１がエンジン１の始動完了まで繰り返えさ
れる。それにより、エンジン１の始動完了までは、始動
時の補正項ＤＳＴＡとして初期値ＤＳＴＡ′が維持さ
れ、内燃機関の全ての状態において、確実な始動が保証
される。

【００２１】次に、ステップ１０９において始動が完了
すると、ステップ１１０において始動後の経過時間ｃａ
ｓｔが積算される。当初、経過時間ｃａｓｔは１．５秒
未満であり、ステップ１１２，１１３を通過して始動時
の補正項ＤＳＴＡがステップ１１５において次式により
計算される。 ＤＳＴＡ＝ＤＳＴＡ′−８．５％（１−ｃａｓｔ／１．
５）×ａ

【００２２】ステップ１０７において、係数ａが０に設
定されている場合は、上式において計算される始動時の
補正項ＤＳＴＡには、始動中と同様に初期値ＤＳＴＡ′
が使用される。この流れも繰り返えされ、始動時の補正
項ＤＳＴＡとして、ステップ１１２において始動後の経
過時間ｃａｓｔが２秒になるまで初期値ＤＳＴＡ′が維
持され、その後ステップ１１６において、０になるまで
０．０５％ずつ減少される。このような始動時の補正項
ＤＳＴＡのタイムチャートを図５（Ａ）に示す。

【００２３】また、ステップ１０６において、係数ａが
１に設定されている場合は、上式において計算される始
動時の補正項ＤＳＴＡは、始動直後（経過時間ｃａｓｔ
＝０）において、８．５％マイナスされる。この流れも
繰り返えされ、始動時の補正項ＤＳＴＡは、ステップ１
１３において経過時間ｃａｓｔが１．５秒になるまで、
徐々に増加し、１．５秒に達した時点で初期値ＤＳＴ
Ａ′となる。その後ステップ１１２において経過時間ｃ
ａｓｔが２秒になるまで初期値ＤＳＴＡ′に維持され、
その後係数ａ＝０の場合と同様に減少する。このような
始動時の補正項ＤＳＴＡのタイムチャートを図５（Ｂ）
に示す。

【００２４】このように、本実施例によれば、ステップ
１０５における冷却水温度ＴＨＷの測定値によって、図
５に示す二つのタイムチャートのいずれかが選択され
る。

【００２５】図５（Ａ）のタイムチャートが選択される
時は、冷却水温度が８０℃以下の場合又は９５℃以上の
場合である。前者の場合は、冷間時を含め始動時にエン
ジン１が十分には暖まっていない時であり、始動後すぐ
には燃焼が安定しないために、内燃機関の状態によって
設定される初期値ＤＳＴＡ′がエンストを防止するため
に、始動後も維持される。後者の場合は、エンジン１の
温度がかなり高温となっているために、始動後すぐに燃
焼は安定するが、始動と同時に電動冷却ファンが作動す
る。それによりオルタネータの負荷は所定の大きさより
かなり高くなり、始動後も初期値ＤＳＴＡ′を維持する
ことは、この負荷を担当するために必要であり、従って
このオルタネータの負荷によって、始動直後のアイドル
回転数は、それほど高回転まで急上昇することはない。

【００２６】また、図５（Ｂ）のタイムチャートが選択
される時は、冷却水温度が８５℃より大きく９５℃未満
の場合である。この時は、エンジン１は十分に暖まって
いるために、始動直後に燃焼が安定し、また電動冷却フ
ァンが作動することがないために、オルタネータの負荷
は、所定の大きさである。それにより、この時に従来同
様図５（Ａ）に示すタイムチャートが選択されると、始
動直後に図５（Ｃ）の一点鎖線で示すアイドル回転の急
上昇が起こる。このアイドル回転の急上昇は運転者に違
和感を与えるものである。

【００２７】しかし、本実施例は、この時図５（Ｂ）に
示すタイムチャートを選択するために、始動時の補正項
ＤＳＴＡは、始動直後に初期値ＤＳＴＡ′から８．５％
減少される。それにより始動直後のアイドル回転は、図
５（Ｃ）の実線に示すように急上昇の程度が下げられ、
運転者に与える違和感を減少することができる。

【００２８】また、オルタネータには、起電力の変動を
防止する回路が設けられており、それにより始動後約２
秒の間、オルタネータの負荷は減少することなく所定の
大きさに維持される。従って、始動時の補正項ＤＳＴＡ
は、始動直後に初期値ＤＳＴＡ′から８．５％減少され
たまま維持されると、このオルタネータの負荷により図
５（Ｃ）に点線で示すように約１．５秒から２秒の間に
おいて、アイドル回転数が所定値より低下するアンダー
シュートが起こる。このアンダーシュートも運転者に違
和感を与えるものである。

【００２９】しかし、実施例によれば、始動直後に下げ
られた始動時の補正項ＤＳＴＡは、時間の経過と共に増
加され、１．５秒後において初期値ＤＳＴＡ′とされ、
２秒後までそれが維持される。それによりトルクが向上
して前述のアンダーシュートを防止することが可能とな
る。

【００３０】いずれのタイムチャートにおいても、始動
から２秒経過した時点で、始動時の補正項ＤＳＴＡは０
まで徐々に下げられる。これは、冷間時の始動において
もこの時には燃焼が安定するためであり、またオルタネ
ータの負荷もこの時には減少し始めるためである。それ
により、始動時の補正項ＤＳＴＡが下げられても、アイ
ドル回転数はほぼ所定値に維持される。

【００３１】本実施例において使用した具体的な数値
は、説明を容易にするためのものであり、本発明を限定
するものではない。また、図５（Ｂ）に示すタイムチャ
ートにおいて、始動後に下げられた始動時の補正項ＤＳ
ＴＡは、次に初期値ＤＳＴＡ′まで増加されるようにし
たが、これはプログラムを簡単にするためのものであ
り、オルタネータの負荷を考慮して初期値ＤＳＴＡ′以
外の他の値まで増加することも可能である。

【００３２】さらに、本実施例は、ステップ１０５にお
いて冷却水温度が９５℃以上の時に、図５（Ａ）に示す
タイムチャートを選択するようにしたが、これは電動冷
却ファン作動時のオルタネータの負荷を考慮したためで
あり、従ってオルタネータ及び電動冷却ファンがかなり
高性能で、この時にオルタネータの負荷がそれほど大き
くならない場合は、この時にも図５（Ｂ）に示すタイム
チャートを選択するようにして、アイドル回転数の急上
昇の程度を下げることが必要である。

【００３３】

【発明の効果】このように、本発明による内燃機関のア
イドル回転数制御方法によれば、従来同様、内燃機関状
態によって始動時に吸入空気量を増加させることで、機
関状態により悪化される始動性を改良することができ、
また内燃機関温度が所定温度以上である場合において、
始動後すぐに燃焼が安定するために生じるアイドル回転
数の急上昇の問題は、始動直後に吸入空気量の増量分の
一部を減少することでその程度を下げることが可能とな
り、また、この時の吸入空気量を再び増加することで、
オルタネータの負荷によるアンダーシュートを防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による内燃機関のアイドル回転数制御方
法を具体化するフローチャートである。

【図２】本発明による内燃機関のアイドル回転数制御方
法が適用される内燃機関及び周辺装置の概略図である。

【図３】図１のフローチャートに使用される始動時の補
正項の吸気温度に対する初期値設定のための第１グラフ
である。

【図４】図１のフローチャートに使用される始動時の補
正項の冷却水温度に対する初期値設定のための第２グラ
フである。

【図５】図１のフローチャートにより計算される始動時
の補正項の二つのタイムチャートであり、（Ａ）は冷却
水温度が８０℃以下及び９５℃以上の場合、（Ｂ）はそ
れらの間の温度の場合である。

【図６】図５（Ｂ）に示すタイムチャートが選択された
場合の時間に対するエンジン回転数のグラフである。

【符号の説明】

８…吸気温センサ ９…水温センサ １２…バイパス路 １３…ＩＳＣＶ １８…回転角センサ ２０…電子制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 始動時に、内燃機関状態に応じた第１増
   量分を所定吸入空気量に加える内燃機関のアイドル回転
   数制御方法において、内燃機関温度が所定温度以上の場
   合に、始動直後に前記第１増量分を第２増量分まで減少
   し、始動から第１所定時間経過時に、第３増量分となる
   ように前記第２増量分を増加し、始動から第２所定時間
   経過時から前記第３増量分を徐々に減少させることを特
   徴とする内燃機関のアイドル回転数制御方法。