JPH0555705B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、内燃機関のアイドリング制御方法に
係り、特に負荷増減に応じてスロツトル弁のバイ
パス空気量を制御する方法に関する。

〔発明の背景〕 一般に、アクセルが切られてスロツトル弁が全
閉されたことを検知すると、スロツトル弁のバイ
パス路に設けられたアイドルスピードコントロー
ルバルブ（以下、ISCバルブと称する。）を所定
開度に開け、機関に所定量の吸気を行わせるよう
に制御している。開度制御はアイドル負荷状態に
応じて定められたアイドル目標回転数を保持させ
るべく、機関回転数によるフイードバツク制御と
なつている。ところが、一般の内燃機関の回転数
制御特性は遅れを有することから、従来、負荷種
類に応じてそれれ増加すべき見込み空気量を設定
しておき、負荷が増減したとき、その増減負荷に
対応する見込み空気量を増減すべく、その見込み
空気量に相当する見込み開度分ISCバルブの開度
を増減すフイードフオワード的な制御を行なつて
いる。

このような従来の制御方法の具体例について、
第５図を参照して詳細に説明す。同図に示したも
のは、負荷としてエアコン（空調機：Ａ／Ｃ）を
オン・オフした場合の一例であり、この他アイド
ル時に増減される負荷としては、シフトレバーが
ニユートラルレンジ（Ｎレンジ）からドライブレ
ンジ（Ｄレンジ）又はリバースレンジ（Ｒレン
ジ）等に、あるいはその逆に切換えられた場合、
又はブレーキライト等の電気負荷があるが、制御
動作は同一であるから、以下エアコンの場合につ
いてのみ説明する。第５図のt₁時にエアコンＡ／
Ｃがオンされるまで、機関（Ｅ／Ｇ）回転数NE
は他のアイドル負荷に対応させて定められたアイ
ドル目標回転数NF₁にフイードバツク制御され
る。t₁時にエアコンがオンされると、ISCバルブ
開度PMTはエアコンに対応させて定められてい
る見込み開度PE増開され、これと同時に機関回
転数NEはエアコンを付加したときの目標回転数
NF₂に向けてフイードバツク制御される。

このフイードバツク制御のとき、前記見込み開
度PEが目標回転数の増分（NF₂−NF₁）に相当
していれば、ISCバルブ開度PMT₂はPMT₁＋PE
となる。したがつて、t₂時にエアコンがオフされ
て、その見込み開度PE分閉じられても、エアコ
ンオフ時のISCバルブ開度PMT₁が確保されるこ
とから、目標回転数NF₁を保持させることができ
る。

しかし、一般に、見込み開度PEは余裕をみて
エアコン負荷当以上に設定されていることから、
第５図のt₁〜t₂時間に示すように、フイードバツ
ク制御のタイミングごとにISCバルブ開度PMT
は一定量低減補正され、目標回転数NF₂に対応す
る開度PMT₂に制御される。このような状態のと
き、t₂時においてエアコンがオフされその見込み
開度PE分が閉じられると、ISCバルブ開度PMT
は図中実線L₁に示すようにエアコンオフ時の開
度PMT₁未満になり、機関回転数NEは図中実線
L₃に示すように落込む。この落込みが大きい場
合には図中一点鎖線L₄で示すように機関がスト
ールしてしまうという問題がある。

また、この落込んでいるt₃時にエアコンがオン
されて負荷が増えると、ISCバルブ開度PMTは
図中一点実線L₂のように増開されるが、機関回
転数NEは図中一点鎖線L₅で示すように減速され
て、機関がストールしてしまうという問題があ
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、アイドル負荷減少時の空気量
制御を最適化して、機関回転数の落込みやストー
ルを防止できる内燃機関のアイドリング制御方法
を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成するために、アイド
ル時の負荷状態に応じて定められた目標回転数と
実際の機関回転数との偏差を零にすべく、スロツ
トル弁のバイパス空気量をフイードバツク制御
し、負荷が増大したときには当該負荷増大前のバ
イパス空気量に当該負荷増大に対応して定められ
た見込み空気量を加えた空気量で機関を制御する
内燃機関のアイドリング制御方法において、前記
見込み空気量より少ない空気量に相当する値が最
大値として規制され且つ負荷が作動から非作動へ
切り換わつたときからの経過時間が長い程大きく
なる所定値を前記フイードバツク制御時に設定
し、負荷が減少したときには当該負荷減少前のバ
イパス空気量から当該負荷増大に対応して定めら
れた見込み空気量を減じた空気量に、前記所定値
に相当する空気量を加算した空気量で機関を制御
し、該制御の実行を条件に前記所定値を零にし、
その後フイードバツク制御により機関の回転数を
目標回転数に近づけることを特徴とするものであ
る。

即ち、負荷増大時には、該増大負荷に基づいて
設定された見込み開度（PE）に従つてISCバル
ブを開制御し、該負荷の減少時には、該増大負荷
に基づいて設定された見込み開度（PE）から所
定値（PESM）減じた値だけISCバルブを閉制御
し、その後フイードバツク制御により機関の回転
数を目標回転数に近づけ、負荷減少時の機関回転
数の落ち込みを防止するが、前述の所定値
（PESM）についてはフイードバツク条件成立時
には所定値（PESM）に補正値（β）を加算した
値を新たな所定値（PESM）として記憶更新（但
し、PESMの値が最大量（α）以上の場合はαの
値）し、該新規な所定値（PESM）に基づいて
LSCバルブを閉制御し、該閉制御を行つた後は所
定値（PESM）を零とすることにより、略連続す
る２回目以降の負荷の非作動時には所定値
（PESM）が最大値（α）に達していないため、
見込み開度（PE）が略全量閉じられ、負荷の作
動・非作動を繰り返してもISCバルブの開度が限
りなく増大することが防止できる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

まず、本発明が適用可能な内燃機関（エンジ
ン）の一例を第２図を参照して説明する。このエ
ンジンはオートマチツクトランスミツシヨンを備
え、マイクロコンピユータなどの電子制御回路に
よつて制御されるもので、エアクリーナ（図示せ
ず）の下流側に吸入空気量を検出するエアフロー
メータ２を備えている。エアフローメータ２は、
ダンピングチヤンバ内に回動可能に設けられたコ
ンペンセイシヨンプレート、コンペンセイシヨン
プレートに連結されたメジヤーリングプレート及
びコンペンセイシヨンプレートの開度を検出する
ポテンシヨメータ４を備えている。したがつて、
吸入空気量は、電圧値としてポテンシヨメータか
ら出力される吸入吸気量信号から求めることがで
きる。また、エアフローメータ２の近傍には、吸
入空気量を検出して吸気温信号を出力する吸気温
センサ６が設けられている。

エアフローメータ２の下流側には、スロツトル
弁８が配置され、このスロツトル弁８にスロツト
ル弁全閉状態（アイドル位置）でオンするアイド
ルスイツチ１０が取付けられ、スロツトル弁８の
下流側にサージタンク１２が設けられている。ま
た、スロツトル弁８を迂回し、かつスロツトル弁
上流側とスロツトル弁下流側のサージタンク１２
とを連通するようにバイパス通路１４が設けられ
ている。このバイパス路１４には、ステツピング
モータによつて開度が調節されるISCバルブ１６
が取付けられている。サージタンク１２は、イン
テークマニホールド１８及び吸入ポート２２を介
してエンジン２０の燃焼室に連通されている。そ
して、このインテークマニホールド１８内に突出
させて各気筒毎に、または複数の気筒毎に一括に
燃料噴射弁２４が取付けられ、この燃料噴射弁２
４は電子制御回路４４から与えられる燃料制御信
号により制御され、燃料噴射回数を制御すること
によつて機関に供給する燃料を制御するようにな
つている。

エンジン２０の燃焼室は排気ポート２６及びエ
キゾーストマニホールド２８を介して三元触媒が
充填された触媒コンバータ（図示せず）に接続さ
れている。このエキゾーストマニホールド２８に
は、排ガス中の残留酸素濃度を検出して空然比信
号を出力するO₂センサ３０が取付けられている。
エンジンブロツク３２には、このブロツク３２を
貫通してウオータジヤケツト内に突出するようエ
ンジン冷却水温センサ３４が取付けられている。
この冷却水温センサ３４は、エンジン冷却水温を
検出して水温信号を出力するようになつている。

エンジン２０のシリンダヘツド３６を貫通し
て、燃焼室内に突出させて各気筒毎に点火プラグ
３８が取付けられている。この点火プラグ３８
は、デイストリビユータ４０及びイグナイタ４２
を介して、マイクロコンピユータなどで構成され
た電子制御回路４４に接続されている。このデイ
ストリビユータ４０内には、デイストリビユータ
シヤフトに固定されたシグナルロータとデイスト
リビユータハウジングに固定されたピツクアツプ
とでそれぞれ構成された気筒判別センサ４６及び
クランク角（CA）センサ４８が取付けられてい
る。６気筒エンジンの場合、気筒判別センサ４６
は例えば720゜CA毎に気筒判別信号を出力し、ク
ランク角センサ４８は例えば30゜CA毎にエンジン
回転数信号を出力する。

また、電子制御回路４４には、キースイツチ５
０、ニユートラルスタートスイツチ５２、エアコ
ンスイツチ５４、車速センサ５６及びバツテリ５
８が接続されている。キースイツチ５０はエンジ
ン始動時にスタータ信号を出力し、ニユートラル
スタートスイツチ５２は変速機がニユートラル位
置にあるときのみにニユートラル信号を出力し、
エアコンスイツチ５４はエアコンデイシヨナのコ
ンプレツサ作動時にエアコン信号を出力する。ま
た、車速センサ５６はスピードメータケーブルに
固定されたマグネツトとリードスイツチや磁気感
応素止とで構成され、スピードメータケーブルの
回転に応じて車速信号を出力する。

電子制御回路４４は、第３図に示すように、中
央処理装置（CPU）６０、リードオンリーメモ
リ（ROM）６２、ランダムアクセスメモリ
（RAM）６４、バツクアツプラム（BU−RAM）
６６、入出力ポート６８、アナログデイジタル変
換器（ADC）７０及びこれらを接続するデータ
バスやコントロールバス等のバスを含んで構成さ
れている。入出力ポート６８には、車速信号、気
筒判別信号、エンジン回転数信号、アイドルスイ
ツチ１０からのスロツトル全閉信号、空燃比信
号、スタータ信号、ニユートラル信号及びエアコ
ン信号が入力される。また、入出力ポート６８
は、ISCバルブの回動を制御するためのISCバル
ブ制御信号、燃料噴射弁を開閉するための燃料噴
射信号、イグナイタをオン、オフするための点火
信号を駆動回路に出力し、駆動回路はこれらの信
号に応じてISCバルブ、燃料噴射弁、イグナイタ
をそれぞれ制御する。また、ADC７０には、吸
入空気量信号、吸気温信号、バツテリ電圧及び水
温信号が入力され、ADCはCPUの指示に応じて
これらの信号を順次データ信号に変換する。
ROM６２には、エンジン冷却水温、吸気温、負
荷状態、シフトレバーのシフト位置等に応じて定
められた目標回転数、負荷が加わつたときにフイ
ードフオワードを制御を行うための見込量、過渡
時の空気量の増加量及びその他の制御プログラム
等が予め記憶されている。

次に上記のようなエンジンに本発明を適用した
場合の実施例について詳細に説明する。

第１図Ａ，Ｂに本発明に係る一実施例のアイド
リング制御手順のメインループの主要部を示し、
第４図に動作タイムチヤートの一示を示す。ま
ず、ステツプ100で、エアコンＡ／Ｃがオンか否
かを判断する。ステツプ102と108はエアコンの状
態が前回実行時から変化したか否かを、フラグ
FA／Ｃの内容を読んで判断する。フラグFA／Ｃ
はステツプ104と110で、オフからオンに変つたと
き“１”にセツトされ、オンからオフに変つたと
き“０”にリセツトされる。いま第４図のt₁₁時
以前の状態について考えると、エアコンのオフ状
態が継続されていることから、ステツプ100と108
を介してステツプ116に至り、ここでアイドリン
グ制御のフイードバツク（Ｆ／Ｂ）タイミング
TF（例えば、0.1〜5sec周期）および他のフイー
ドバツク条件が満足されているか否かを判断し、
「NO」であればステツプ100以前の所定ステツプ
に戻り、「YES」のときはステツプ118に移行す
る。ステツプ118〜122は、負荷減少時に一部残す
見込み開度分PESMの値を設定するステツプとな
つており、PESM＝α（例えば、２〜10ステツプ）
を最大値としてそれ未満の場合には、Ｆ／Ｂタイ
ミングごとに所定値β（例えば、１ステツプ）を
加算して設定し、所定のレジスタ等に格納する。
なお、ISCバルブの開度PMT，PE，PESM，
α，β等の値は、バルブの開度に対応したステツ
ピングモータのステツプ位置又はステツプ数を表
わす値の信号とされているものとする。

次にステツプ124〜130において、エンジン回転
数の平均値と目標回転数NFとの偏差DNEが、
許容偏差ε（例えば±20％）を越えているか否か
に応じて、図示していないステツプで決定されて
RAM６４又はレジスタ等に格納されているISC
バルブ開度PMTに所定の補正値βを加算又は減
算することにより、フイードバツク制御する。こ
のようにして、ISCバルブ開度は目標回転数NF₁
に対応した開度PMT₁に制御される。

t₁₁時にてエアコンがオンされると、ステツプ
100からステツプ102に移行するが、前回実行時は
エアコンがオフされていたのでFA／Ｃ＝０であ
るから、ステツプ104に移行してFA／Ｃを“１”
にセツトする。つづいてステツプ106にて、レジ
スタ等に格納されているPMT（この場合はPMT₁
が格納されている。）を、RAM６４に格納され
ているエアコンの見込み開度PEを加算した値に
書き換える。これによつて、ISCバルブの開度は
第４図に示すようにPMT₁＋PEとなり、エンジ
ン回転数NEは目標回転数NF₂（例えば、600〜
1000rpm）に向けて円滑に増速される。そして、
Ｆ／Ｂタイミングになるとステツプ118以降が実
行されるが、t₁₁時までのエアコンオフ期間が十
分長ければPESMは最大値αになつているから、
ステツプ122を介してステツプ124に移行する。こ
こで、第４図に示すように、＞NF₂でその偏
差DNEがε以上であれば、ステツプ130に移行し
てレジスタ等に格納されているPMTの値を所定
補正他βに減じたものに書き換えて、メインルー
プの先頭ステツプに戻り、同様の処理が実行さ
れ、エンジン回転数は目標回転数NF₂に保持さ
れ、PMTの値はそれに対応したPMT₂に制御さ
れる。図から判るように、この例では、エアコン
の見込み開度PEには2β分の余裕があつたことに
なる。

t₁₁時にエアコンがオフされると、ステツプ100
と108の判断によつてステツプ110に移行し、ここ
でフラグFA／Ｃを“０”にリセツトする。つづ
いてステツプ112において、レジスタ等に格納さ
れているPMTの値を、その値からPEを減じかつ
PESMを加えたものに書き換えた後、ステツプ
114でレジスタ等に格納されているPESMの値が
“０”にリセツトされる。これにより、ISCバル
ブ開度は、第４図に示すように、エアコンの見込
み開度PEのうちPESM（＝α）を残した分、即ち
（PE−PESM）だけ閉じられる。したがつて、
PESMの値が適当であれば、t₁₂時におけるISCバ
ルブ開度PMTはエアコンオフ時にフイードバツ
ク制御された開度PMT₁以上になることから、エ
ンジン回転数は落ち込むことなく緩やかに減速さ
れて目標回転数NF₁に制御されることになる。

また、t₁₂時以降、Ｆ／Ｂタイミングごとに、
ステツプ118〜130が実行され、PESMの値は
“０”から所定補正値βづつ加算されたものに修
正されるとともに、ISCバルブ開度PMTはDNE
に応じて最適な値にフイードバツク制御される。

なお、ステツプ118〜122を設けていることか
ら、エアコンがオフされた直後にエアコンのオ
ン、オフが繰り返しなされても、PESMの値が最
大値αに達していないため、略連続する２回目以
降のエアコンオフ時には、その見込み開度PEが
ほぼ全量閉じられる。したがつて、オン、オフを
繰り返しても、ISCバルブの開度PMTが限りな
く増大されるというおそれはない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、負荷の
作動から非作動時には、負荷作動時に保持してい
た開度から増大負荷に基づいて設定された見込み
開度を減じた開度に、見込み空気量より少ない空
気量に相当する値が最大値として規制され且つ負
荷が作動から非作動へ切り換わつた時からの経過
時間が長い程大きくなる所定値を加算した開度で
機関を制御し、該制御の実行を条件に前記所定値
を零にすることにより、負荷が非作動になつた直
後に負荷の作動・非作動が繰り返されても、所定
値が最大値に達しないようにしたため、略連続す
る２回目以降の負荷の非作動時には、見込み開度
が略全量閉じられ、負荷の作動・非作動が繰り返
されてもISCバルブの開度が限りなく増大される
ことが防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂは本発明の一実施例の制御手順を
示すフローチヤート、第２図は本発明を適用可能
なエンジンの一例の概略図、第３図は第２図図示
電子制御回路のブロツク構成図、第４図は本発明
の実施例の動作を説明するためのタイムチヤー
ト、第５図は本発明の背景を説明するための従来
例の動作タイムチヤートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アイドル時の負荷状態に応じて定められた目
   標回転数と実際の機関回転数との偏差を零にすべ
   く、スロツトル弁のバイパス空気量をフイードバ
   ツク制御し、負荷が増大したときには当該負荷増
   大前のバイパス空気量に当該負荷増大に対応して
   定められた見込み空気量を加えた空気量で機関を
   制御する内燃機関のアイドリング制御方法におい
   て、前記見込み空気量より少ない空気量に相当す
   る値が最大値として規制され且つ負荷が作動から
   非作動へ切り換わつたときからの経過時間が長い
   程大きくなる所定値を前記フイードバツク制御時
   に設定し、負荷が減少したときには当該負荷減少
   前のバイパス空気量から当該負荷増大に対応して
   定められた見込み空気量を減じた空気量に、前記
   所定値に相当する空気量を加算した空気量で機関
   を制御し、該制御の実行を条件に前記所定値を零
   にし、その後フイードバツク制御により機関の回
   転数を目標回転数に近づけることを特徴とする内
   燃機関のアイドリング制御方法。