JPH0629594B2 - 内燃機関のアイドル回転速度制御方法 - Google Patents

内燃機関のアイドル回転速度制御方法

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JPH0629594B2
JPH0629594B2 JP58051047A JP5104783A JPH0629594B2 JP H0629594 B2 JPH0629594 B2 JP H0629594B2 JP 58051047 A JP58051047 A JP 58051047A JP 5104783 A JP5104783 A JP 5104783A JP H0629594 B2 JPH0629594 B2 JP H0629594B2
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duty ratio
idle
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rotation speed
internal combustion
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敏明 磯部
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Toyota Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001Electric control of rotation speed
    • F02D31/002Electric control of rotation speed controlling air supply
    • F02D31/003Electric control of rotation speed controlling air supply for idle speed control

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関のアイドル回転速度制御方法に係
り、特に、電子制御燃料噴射装置を備えた自動車用エン
ジンに用いるのに好適な、エンジン運転状態に応じてア
イドル回転速度を制御するための内燃機関のアイドル回
転速度制御方法の改良に関する。
【従来の技術】
近年、電子制御技術、特に、デジタル制御技術の発達と
ともに、エンジンの空燃比等を、電子制御燃料噴射装置
等を用いて制御するようにした、所謂、電子制御エンジ
ンが実用化されている。この電子制御エンジンにおいて
は、例えば、機関の吸入空気量又は吸気管圧力から検知
されるエンジン負荷とエンジン回転速度等に応じて、燃
料噴射時間を決定し、該燃料噴射時間だけ、例えば、吸
気マニホルドに配設された、エンジンの吸気ポートに向
けて燃料を噴射するインジェクタを開弁することによっ
て、エンジンの空燃比を制御するようにされており、空
燃比を精密に制御することが必要な、排気ガス浄化対策
が施された自動車用エンジンに広く用いられるようにな
つてきている。 この電子制御エンジンにおいては、一般に、例えばリニ
アソレノイド式のアイドル回転速度制御弁(以下ISC
Vと称する)を用いて、アイドル運転時に、エンジン回
転速度とアイドル目標回転速度の差に応じて、スロツト
ル弁をバイパスして導入される吸入空気の流量を制御す
ることにより、エンジンのアイドル回転速度をフィード
バック制御するようにされている。
【発明が解決しようとする問題点】
このようなアイドル回転速度制御によれば、エンジンの
アイドル回転速度を的確に制御することが可能となるも
のであるが、従来は、前記ISCVに流される駆動電流
の信号波形が、必ずしも適切なものではなかつたため、
ヒステリシスが残つたり、ISCVの弁体が途中まで固
着していて、急に動いてしまう、所謂スティックスリッ
プが発生することがあり、制御性に問題があった。 このような問題点を解決するべく、ISCV駆動信号
に、デイザをかけ、中心値が目標となるように故意に振
動を与えることが考えられるが、デイザ形状が単純であ
る場合、例えば、2値である場合には、振り幅が大きく
なり過ぎ、空気の断続変化が大きくなって、アイドル制
御の安定性が悪化する恐れがあった。又、前記デイザ
を、ハードウエアでかける場合には、コストが非常に高
くなるという問題点も有していた。 一方、本発明にハードウエアが類似するものとして、特
開昭56−23536号で示される如く、デューティ比
を酸素濃度センサの出力により変化させて空燃比を制御
するようにした空燃比制御装置が提案されているが、本
発明のように、アイドル回転速度を制御するものではな
かつた。 本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたも
ので、デジタル処理が容易で振り幅が小さく、従って、
制御安定性がよく、高精度のアイドル回転速度制御を実
現するとともに、コスト低下及び電子制御ユニツトの小
型化を図ることができる内燃機関のアイドル回転速度制
御方法を提供することを目的とする。
【問題点を解決するための手段】
本発明は、エンジン運転状態に応じてアイドル回転速度
を制御するための内燃機関のアイドル回転速度制御方法
において、第1図にその要旨を示す如く、アイドル目標
回転速度を得るための中心デューティ比を求め、該中心
デューティ比に、2のべき乗で且つ4以上の段数を有す
る、階段状で且つ増加側と減少側が対称なデイザをかけ
ることによって、出力デューティ比を求め、該出力デュ
ーティ比により、アイドル回転速度制御弁に流される駆
動電流を制御することにより、前記目的を達成したもの
である。
【作用】 本発明によれば、適切なISCV駆動信号の波形を容易
に得ることができ、アイドル制御の安定性を向上すると
ともに高精度のアイドル回転速度制御を実現することが
できる。又、ハードウエアを用いることなく、ソフトウ
エアのみでデイザをかけて、ヒステリシス低減及びステ
ィックスリップ対策を行うことができ、コスト低下及び
電子制御ユニットの小型化を図ることができる。更に、
前記中心デューティ比にかけるデイザの階段数を、2つ
べき乗(2=2、4、8、16……;nは正の整数)
としたので、2進数が処理の基本となるデジタル処理が
容易であり、しかも4以上としたので振り幅も小さい。
即ち、2段では粗すぎてアイドル回転速度に変動が生ず
る恐れがあるが、4段以上であれば、そうした問題は生
じない。
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明に係る内燃機関のアイド
ル回転速度制御方法が採用された、自動車用電子制御エ
ンジンの実施例を詳細に説明する。 本実施例は、第2図に示す如く、 外気を取り入れる為のエアクリーナ12と、 該エアクリーナ12により取り入れられた吸入空気の流
量を検出するためのエアフローメータ14と、 該エアフローメータ14に内蔵された、吸入空気の温度
を検出するための吸気温センサ16と、 スロットルボデイ18に配設され、運転席に配設された
アクセルペダル(図示省略)と連動して開閉するように
された、吸入空気の流量を制御するためのスロットル弁
20と、 該スロットル弁20がアイドル開度にあるか否かを検出
するためのアイドルスイッチを含むスロットルセンサ2
2と、 吸気干渉を防止するためのサージタンク24と、前記ス
ロットル弁20をバイパスするバイパス通路26と、 該バイパス通路26の開口面積を制御することによって
アイドル回転速度を制御するための、リニアソレノイド
式のISCV28と、 吸気マニホルド30に配設された、エンジン10の各気
筒の吸気ポートに向けて加圧燃料を噴射するためのイン
ジェクタ32と、 エンジン燃焼室10A内に導入された混合気に着火する
ための点火プラグ34と、 エンジン燃焼室10A内で燃焼されて形成された排気ガ
スを集合するための排気マニホルド36と、 点火コイル38で発生された高圧の点火2次信号を各気
筒の点火プラグ34に配電するための、エンジン10の
クランク軸の回転と連動して回転するデストリビュータ
軸を有するデストリビュータ40と、 該デストリビュータ40に内蔵された、前記デストリビ
ュータ軸の回転に応じてクランク角信号を出力するクラ
ンク角センサ42と、 エンジン10のシリンダブロック10Bに配設された、
エンジン冷却水温を検知するための水温センサ44と、 バッテリ50と、 前記エアフローメータ14出力の吸入空気量と前記クラ
ンク角センサ42出力にクランク角信号から求められる
エンジン回転速度等に応じて燃料噴射量を決定し、前記
インジェクタ32に開弁時間信号を出力するとともに、
アイドル運転時に、フィードバック条件が成立している
時には、エンジン回転速度とアイドル目標回転速度の差
に応じて、前記ISCV28をフィードバック制御する
電子制御ユニット8(以下ECU称する)52と、から
構成されている。 前記ISCV28は、前出第2図に詳細に示した如く、
前記バイパス通路26の開口面積を変えるための弁体2
8Aと、該弁体28Aが先端に固着されたシャフト28
Bと、該シャフト28Bの後端に固着されたコア28C
と、該コア28Cの周囲に配設されたコイル28Dと、
から構成されている。 前記ECU52は、第3図に詳細に示す如く、 各種演算処理を行うための、例えばマイクロプロセッサ
からなる中央処理ユニット(以下CPUと称する)52
Aと、 各種クロック信号を発生するクロック回路52Bと、 制御プログラムや各種データ等を予め記憶させておくた
めのリードオンリーメモリ(以下ROMと称する)52
Cと、 CPU52Aにおける演算データ等を一時的に記憶する
ためのランダムアクセスメモリ(以下RAMと称する)
52Dと、 前記ISCV28のコイル28Dに流される実駆動電流
を検出するための電流検出回路52Eと、 前記エアフローメータ14出力、吸気温センサ16出
力、水温センサ44出力、バッテリ50出力、アンプ5
2Fを介して入力される前記電流検出回路52E出力等
のアナログ信号を順次取込むためのマルチプレクサ52
Gと、 該マルチプレクサ52G出力をデジタル信号に変換する
ためのアナログ−デジタル変換器(以下A/D変換器と
称する)52Hと、 該A/D変換器52H出力を取込むための入出力ポート
52Iと、 前記スロットルセンサ22のアイドルスイッチ出力、整
形回路52Jを介して入力されるクランク角センサ42
出力等のデジタル信号を取込むための入出力ポート52
Kと、 前記CPU52Aの演算結果に応じて、駆動回路52L
を介して前記ISCV28にISCV制御信号を出力す
るための出力ポート52Mと、 同じくCPU52Aの演算結果に応じて、駆動回路52
Nを介して前記インジェクタ32に開弁時間信号を出力
するための出力ポート52Oと、 前記各構成機器間を接続するコモンバス52Pと、 から構成されている。 以下、実施例の作用を説明する。 本実施例におけるデイザ処理は、第4図に示すようなメ
インルーチンの一部、及び、第5図に示すような、時間
割込みルーチンに従って実行される。即ち、まず第4図
に示したような、メインルーチン中のステップ102に
おいて、エンジン運転状態、例えば、エンジン回転速度
とアイドル目標回転速度の差に応じて、アイドル目標回
転速度を得るための中心デューティ比DUTYcenterを
求める。次いでステップ104に進み、次式に示す如
く、前出ステップ102で求められた中心デューティ比
DUTYcenterからデイザによる全振幅の1/2に相当
する所定値、例えば、デイザによる階段数が4段であ
り、1つの階段の振れ幅がαである場合には2αを引い
た値を計算デューティ比DUTYとする。 DUTY←DUTYcenter−2α……(1) ここで、中心デューティ比DUTYcenterから所定値2
αを引いた値を計算デューティ比DUTYとしているの
は、デイザによるデューティ制御を、デューティ比の最
小値、即ち、階段の一番下から始めるためである。 前出第4図に示したメインルーチンの一部で求められた
計算デューティ比DUTYに対するデイザ処理は、第5
図に示したような時間割込みルーチンによって実行され
る。即ち、所定時間、例えば5ミリ秒経過毎に、時間割
込みルーチンのステップ202に進み、階段位置に対応
するカウンタCの計数値が0であるか否かを判定する。
判定結果が正である場合、即ち、現在のデューティ比が
最小値であると判断された時には、ステップ204に進
み、カウンタCの計数値を増加すべき状態にあることを
示すC増加フラグをセットする。次いでステップ206
に進み、計算デューティ比DUTYをそのまま出力デュ
ーティ比DUTYoutとする。 一方、前出ステップ202の判定結果が否である場合、
即ち、デューティ比が最小値でないと判断された時に
は、ステップ208に進み、カウンタCの計数値が4で
あるか否かを判定する。判定結果が否である場合、即
ち、デューティ比が最大値でないと判断された時には、
ステップ210に進み、C増加フラグがセットされてい
るか否かを判定する。判定結果が正である場合には、ス
テツプ212に進み、現在の出力デューティ比DUTY
outに、次式で示す如く、デイザの階段高さに相当する
所定値αを加えたものを新たな出力デューティ比DUT
Youtとする。 DUTYout←DUTYout+α……(2) 前出ステップ206又は212終了後、ステップ214
に進み、カウンタCの計数値を1だけカウントアップす
る。 一方、前出ステップ208の判定結果が正である場合、
即ち、出力デューティ比が最大値にあると判断された
時、ステップ216に進み、C増加フラグをリセットす
る。ステップ216終了後、又は、前出ステップ210
の判定結果が否である時は、ステップ218に進み、現
在の出力デューティ比DUTYoutから、次式に示す如
く、所定値αを引いたものを新たな出力デューティ比D
UTYoutとする。 DUTYout←DUTYout−α……(3) ステツプ218終了後、ステップ220に進み、カウン
タCの計数値を1だけカウントダウンする。 前出ステップ214又は220終了後、ステップ222
に進み、ISCV28のオン処理を実行する。尚、IS
CV28のオフ処理は、計算結果に応じて、別途割込み
ルーチンで行われている。 本実施例における出力デューティ比DUTYoutの模式
的な変化状態を第6図(A)に、中心デューティ比DU
TYcenter50%の時の駆動波形例を同じく第6図
(B)に示す。図から明らかなように、中心デューティ
比DUTYcenterからデイザ幅の1/2に相当する所定
値2αを引いた値から制御を開始し、所定時間毎に実行
するルーチンで毎回所定値αを加算し、DUTYoutが
DUTY+4αとなつた時点からは毎回所定値αを減算
し、DUTYoutがDUTYとなつた時点で、再び加算
に転ずる。以下、これを繰返し実行する。 本実施例においては、中心デューティ比にかけるデイザ
の階段数を4段としているので、デジタル的に取扱いが
容易である。なお、デイザの階段数は、これに限定され
ず、増加側と減少側が対称であれば、他の階段数、例え
ば6段とすることも、勿論可能である。 前記実施例においては、本発明が、吸入空気量感知式電
子制御装置を備えた自動車用電子制御エンジンに適用さ
れていたが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、吸
気管圧力感知式の電子制御装置を備えた自動車用電子制
御エンジンや、気化器等の他の空燃比制御装置を備えた
一般の内燃機関にも同様に適用できることは明らかであ
る。
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、デジタル処理が容
易で振り幅の小さい、適切なISCV駆動信号の波形
を、容易に得ることができ、アイドル制御の安定性を向
上するともに高精度のアイドル回転速度制御を実現する
こともできる。又、ハードウエアを用いることなく、ソ
フトウエアのみでデイザをかけて、ヒステリシス低減及
びステイックスリツップ策を行うことができ、コスト低
下及び、ECUの小型化を図ることができる等の優れた
効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る内燃機関のアイドル回転速度制
御方法の要旨を示す流れ図、第2図は、本発明が採用さ
れた、自動車用電子制御エンジンの実施例の構成を示
す、一部ブロック線図を含む断面図、第3図は、前記実
施例で用いられている電子制御ユニットの構成を示すブ
ロック線図、第4図は、同じく、計算デューティ比を求
めるための、メインルーチンの要部を示す流れ図、第5
図は、同じく、デイザ処理を行うための、時間割込みル
ーチンを示す流れ図、第6図(A)、(B)は、前記実
施例における、出力デューティ比の模式的な変化状態及
び中心デューティ比50%の時の駆動波形例を示す線図
である。 10……エンジン、 14……エアフローメータ、 20……スロットル弁、 22……スロットルセンサ、 26……バイパス通路、 28……アイドル回転速度制御弁(ISCV)、 32……インジェクタ、 42……クランク角センサ、 52……電子制御ユニット(ECU)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジン運転状態に応じてアイドル回転速
    度を制御するための内燃機関のアイドル回転速度制御方
    法において、 アイドル目標回転速度を得るための中心デューティ比を
    求め、 該中心デューティ比に、2のべき乗で且つ4以上の段数
    を有する、階段状で且つ増加側と減少側が対称なデイザ
    をかけることによって、出力デューティ比を求め、 該出力デューティ比により、アイドル回転速度制御弁に
    流される駆動電流を制御することを特徴とする内燃機関
    のアイドル回転速度制御方法。
JP58051047A 1983-03-25 1983-03-25 内燃機関のアイドル回転速度制御方法 Expired - Lifetime JPH0629594B2 (ja)

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JPS56110538A (en) * 1980-02-06 1981-09-01 Fuji Heavy Ind Ltd Air-fuel ratio controller

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