JPH0730923Y2 - 内燃機関のアイドル回転数制御装置 - Google Patents

内燃機関のアイドル回転数制御装置

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JPH0730923Y2
JPH0730923Y2 JP1986087879U JP8787986U JPH0730923Y2 JP H0730923 Y2 JPH0730923 Y2 JP H0730923Y2 JP 1986087879 U JP1986087879 U JP 1986087879U JP 8787986 U JP8787986 U JP 8787986U JP H0730923 Y2 JPH0730923 Y2 JP H0730923Y2
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water temperature
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信 足立
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、内燃機関の高温始動時におけるアイドル回転
数を制御するようにしたアイドル回転数制御装置に関す
る。
従来の技術 スロットルバルブをバイパスするバイパス通路にエア流
量制御弁を設けた内燃機関は、始動時にエア流量制御弁
を固定デューティ比で制御しアイドル回転数を安定に保
持している。始動後は機関回転数が目標回転数になるよ
うエア流量制御弁のデューティ比を減衰させ、アイドル
回転数を制御するエア流量制御弁のフィードバック条件
が成立していれば、エア流量制御弁の前回の開度学習値
を読み出してフィードバック制御を開始している(特開
昭58−158344号)。
しかし、従来のアイドル回転数制御装置にあっては、機
関の水温、吸気温等が比較的高い時など、吸入空気密度
の小さい状態における始動時には、機関回転数が目標ア
イドル回転数に充分に達しないことがあり、このため、
アイドル運転状態が不安定になるというこの問題点を解
決するための従来技術として、特開昭61−49147号公報
は、始動に至るまでのエア流量制御弁の固定デューティ
比による制御に加え、始動終了後の一定期間において、
フィードバック制御を一時的に停止させ、始動後補正制
御値によりバイパス空気量を通常のアイドル運転時の空
気量より増加させることによりアイドル回転数制御の立
ち上がり時点での制御を確実に行うようにしたものを開
示している。
考案が解決しようとする問題点 特開昭61−49147号公報では始動後のエア流量制御弁の
開度増大期間はアイドル回転数が所定の値を下回るまで
となっている。アイドル回転数が所定の値を下回るまで
の時間は運転状態で変化するが、高温再始動時など吸入
空気密度が小さいほど機関回転数の落ち込みは早いと考
えられるから、温度が高くなるほどバイパス空気量の増
大期間は短縮する。そのため、高温再始動時ほどストー
ルの恐れが大きくなるという不具合があった。
問題点を解決するための手段 本考案によれば、第1図において、スロットルバルブ14
をバイパスするバイパス吸気通路15に介装され、或るデ
ューティ比を持った信号で制御されるエア流量制御弁16
と、機関の始動時にデューティ比を所定値に固定する始
動時デューティ比設定手段Cと、機関の始動後の所定の
期間は通常のアイドル運転時におけるエア流量制御弁16
の開度より大きな開度をエア流量制御弁16がとるように
デューティ比を設定する始動後デューティ比設定手段D
とを有した内燃機関のアイドル回転数制御装置におい
て、特徴とするのは、機関の吸気温を検出する吸気温検
出手段21と、機関の水温を検出する水温検出手段9と、
機関の吸気温および水温が高くなると長くなるように機
関の始動後の前記所定の期間(CISC)を設定する期間設
定手段Eと、始動後この期間において、始動時デューテ
ィ比設定手段Cにより設定されるデューティ比(DUTY
S)がそのまま始動後デューティ比設定手段Dによるデ
ューティ比の設定値となるようにデューティ比設置値を
操作するデューティ比設定値操作手段Fとを具備するこ
とである。
作用 吸気温検出手段21は機関の吸気温を検出し、水温検出手
段9は機関の水温を検出する。期間設定手段Eは始動後
の固定デューティ比運転の期間を機関の吸気温および水
温が高くなると長くなるように設定する。
デューティ比設定値操作手段Fは、期間設定手段Eによ
り設定される期間において、始動時デューティ比設定手
段Cにより設定されるデューティ比がそのままデューテ
ィ比の設定値となるように始動後デューティ比設定手段
Dを操作する。
本考案の実施例を図面に基づいて説明する。
第2図は本考案が適用される内燃機関及びその周辺装置
の一実施例をあらわしている。
図中、1は機関本体、2はピストン、3はシリンダ、4
は点火プラグ、5は吸気バルブ、6は排気バルブ、7は
排気マニホールド、8は排気ガス中の酸素濃度を検出す
る酸素センサ、9は機関冷却水温を検出する水温センサ
である。
吸気系統においては、図中、11はエアクリーナ、12は吸
入空気量を測定するエアフロメータ、14は吸気通路13に
介装されるスロットルバルブ、15はスロットルバルブ14
をバイパスするバイパス吸気通路、16はバイパス吸気通
路15に介装され制御回路20からの指令により所定のデュ
ーティ比でオンオフ制御されるエア流量制御弁としての
アイドルスピードコントロールバルブ(ISCV)、17はス
ロットルバルブ14の開度に応じた信号を出力するスロッ
トルポジションセンサ、18は吸気マニホールド、19は燃
料噴射弁、21は吸入空気の温度を検出する吸気温センサ
である。
点火系統においては、図中、23は点火コイルの二次側か
ら点火に必要な高電圧を出力するイグナイタ、24は図示
しないクランクシャフトに連動しイグナイタ23で発生し
た高電圧を各気筒の点火プラグ4に分配供給するディス
トリビュータ、25はディストリビュータ24の1回転(ク
ランクシャフト2回転)につき24回のパルス信号を出力
する回転角センサ、26はディストリビュータ24の1回転
につき1回のパルス信号を出力する気筒判別センサであ
る。なお、制御回路20は、マイクロコンピュータからな
り、各種センサからの信号を入力すると共にこれらの入
力信号に基づいて所定の演算・制御を行なうことにより
各種アクチュエータに所定の信号を出力するようにして
いる。
次に第3図は制御回路20の具体的な構成部分を示してい
る。
中央処理ユニット(CPU)30は各センサから出力される
データを制御プログラムに従って入力・演算すると共に
燃料噴射弁19・イグナイタ23等の各種アクチュエータを
制御するための処理を行なうようになっており、リード
オンリメモリ(ROM)31は前記制御プログラム・点火時
期演算マップ等のデータを格納する記憶装置であり、ラ
ンダムアクセスメモリ(RAM)32は各センサから出力さ
れるデータや演算制御に必要なデータを一時的に読み書
きする記憶装置であり、バックアップランダムアクセス
メモリ(バックアップRAM)33は図示しあいイグニッシ
ョンスイッチがオフになっても機関駆動に必要なデータ
等がバッテリ電源によりバックアップされる記憶装置で
ある。
また入力部34は酸素センサ8・吸気温センサ21等の各セ
ンサの出力信号を図示しない波形整形回路により波形整
形し、この信号を図示しないマルチプレクサにより選択
的にCPU30に出力するようにしている。入力部34では、
各センサからの出力信号がアナログ信号であればこれを
A/D変換器によりデジタル信号に変換するようになって
いる。入出力部35は、回転角センサ25・気筒判別センサ
26等の出力信号を波形整形回路により波形整形し、この
信号を入力ポートを介してRAM32等に書き込むようにな
っている。また入出力部35は、CPU30の指令により出力
ポートを介して駆動する駆動回路により燃料噴射弁19・
イグナイタ23・ISCV16等を所定のタイミングで駆動する
ようになっている。バスライン36は、前記CPU30・ROM31
等の各素子及び入力部34・入出力部35を結び各種データ
を送るものである。
制御回路20は各センサから入力される検出データに基づ
いて運転条件に応じた燃料噴射量・点火時期等を演算す
ると共に、アイドル運転時には、運転状態に応じて予め
設定されている目標回転数に機関回転数を一致させるよ
うにISCV16に出力する開弁パルスデューティ比を演算
し、この演算信号をISCV16に出力することによりアイド
ル回転数を目標回転数に制御するようにしている。ISCV
16のオンオフ制御による開弁時間は、そのデューティ比
に比例して長くなるようになっている。
そして始動時には、第4図のように、ISCV16のデューテ
ィ比を始動時デューティ比DUTYS例えば開弁時間80%に
設定し、始動直後にはタイマがカウント値CISCをカウン
トする所定時間この始動時デューティ比DUTYSを延長し
て継続する。始動時デューティ比DUTYSの延長時間は、
機関の水温THW又は吸気温THAに応じて決まり、例えば水
温又は吸気温が高くなるほどDUTYSの延長時間が長時間
になるように設定されている。
また始動後の始動時デューティ比DUTYSが解除された後I
SCV16のフィードバック制御が開始されるまでの期間内
においては、ISCV16のデューティ比を機関水温THWおよ
び吸気温に基づいてそれぞれα%およびβ%だけ開度学
習値DGよりも増大した補正値に設定している。
なお、制御回路20において演算される燃料噴射量TAU
は、 TAU=k×Q/N×α×FAF+β の式に基づいて求められる。ここでkは定数、Qは吸入
空気量、Nは機関回転数、αは機関の冷却水温・吸気温
等の補正係数、FAFは酸素センサの出力信号に基づいて
定まる空燃比フィードバック補正係数、βはその他の補
正係数である。
次に本考案の実施例における始動時のアイドル回転数制
御を第5図及び第6図に示すフローチャートに基づいて
説明する。
第5図に示す最初のステップ101では、機関が始動時モ
ードか否かを判別する。始動時であれば、第4図のよう
に、ISCV16のデューティ比は始動時デューティ比DUTYS
に設定され、例えば80%に設定され、空気増をはかる。
次いでステップ102,103,104及び105において始動直後の
始動時デューティ比DUTYSを継続する所定時間をタイマ
のカウント値CISCとして求める。即ちステップ102にて
機関の水温THWを求め、次いでステップ103にてこの水温
THWに基づいて演算されたカウント値CTHWをタイマのカ
ウント値CISCに代入し、次いでステップ104にて吸気温T
HAを求め、次いでステップ105にて吸気温THAに基づいて
演算されたカウント値CTHAをカウント値CISCに掛け合わ
せ、これをタイマのカウント値CISCとし、このルーチン
を終了する。ここで水温及び吸気温に基づいて演算され
るカウント値CTHWおよびCTHAは、水温、吸気温がそれぞ
れ高くなるほど大きな値をとるようになっている。これ
は、高温始動の際には吸入空気密度が小さくなるため実
質的な空気増をはかるよう相対的に開弁時間の長い始動
時デューティ比DUTYSを始動直後も所定期間実行するた
めである。
第6図は機関始動後に実行されるISC制御ルーチンを示
しており、このルーチンは定時刻毎あるいは定クランク
各毎に実行されるものである。
最初のステップ201では、タイマのカウント値CISCが0
であるか否かを判別し、CISC≠0であれば始動直後とみ
なし、次のステップ202にてISCV16のデューティ比を始
動時デューティ比DUTYSに設定し、次のステップ203でタ
イマのカウント値CISCの値をAだけ減算し次のステップ
204に進む。タイマがカウント値CISCをカウントするま
での期間は、ISCV16のデューティ比が始動時デューティ
比DUTYSに設定され、これにより空気増がはかられ、第
4図のように、機関回転数が相対的に高い回転数に保持
され、始動直後の完爆感をアップするようにしている。
始動後所定時間経過すると、つまりステップ204にてタ
イマのカウント値CISCがCISC=0であると判別される
と、次のステップ205に進み、水温THWを求め、ステップ
206に進んで、第7図のように、ISCV16のデューティ比
をα%だけ増大補正するよう、このαに水温に基づいた
補正値f(THW)を代入する。次いで吸気温THWについて
も同様にし、まずステップ207にて吸気温THAを求め、次
のステップ208にてISCV16のデューティ比をβ%だけ増
大するよう、このβに吸気温THWに基づいて定まる補正
値f(THA)を代入し、次いでステップ209に進み、ここ
で最終的なISCV16のデューティ比を学習値DGとα及びβ
の総和のデューティ比にセットする。学習値DGは、始動
前の前回におけるISCVフィードパック制御時のISCV16の
開度を意味するもので、例えばバックアップRAM33に記
憶されたものが使用される。
始動後始動時デューティ比DUTYSが解除された後ISCV16
のフィードバック制御が開始されるまでの期間において
は、第4図のように、ISCV16のデューティ比がDUTYS=D
G+α+βに設定され、この期間ISCV16による空気増が
はかられ、その後ISCV16のフィードバック制御が開始さ
れる時に機関回転数が落ち込むのを防止し、アイドル回
転数を安定化している。
本実施例では、高速高負荷運転を継続した機関の停止後
に水温や吸気温が上昇し、次の高温再始動時に吸入空気
量密度が低下した場合であっても、ISCV16のデューティ
比を相対的に高いデューティ比に保持しつまり空気量増
をはかり、しかも始動直後も所定時間だけ高いデューテ
ィ比に制御するので、始動直後に早期に最適なアイドル
回転数とし、これにより高温再始動時における吸入空気
密度低下に伴う機関回転数の低下を防止することができ
る。また本実施例では、始動直後にISCV16のフィードバ
ック制御を開始する際においても、水温及び吸気温に応
じてISCV16の開弁時間を延長するようにしているので、
ISCV16の開弁時間の切換時における機関回転数のアンダ
ーシュートを回避し、機関ストールを防止して安定した
運転状態を保持する。
本実施例は、始動直後にタイマによりカウント値CISCを
カウントする期間において、ISCV16のデューティ比を始
動時デューティ比DUTYSに設定したが、本考案は、これ
に限定されるものではなく、所定の水温、吸気温以上で
はデューティ比を通常の始動時デューティ比よりも大き
くしてもよい。
考案の効果 以上説明したように本考案によれば、機関始動後水温及
び吸気温に基づいてエア流量制御弁のデューティ比を所
定時間始動後デューティ比に設定したので、吸入空気密
度が小さい高温始動時などにおいても始動後の回転数の
落ち込みを防止し、早期に目標アイドル回転数に設定す
ることができる。また、本考案では始動後のバイパス空
気量を増加させている期間は吸入空気温THAを水温THWが
高くなると長くなるように定めているため、安定な始動
の確保とアイドル時のフィードバック制御の早期開始と
の相矛盾する要請の調和を図ることができる。
さらに本願では始動後の所定期間における始動後デュー
ティ比設定手段によるデューティ比の設定は始動時デュ
ーティ比設定手段により設定される始動時のデューティ
比(DUTYS)とすることにより、エンジンの回転数を高
い状態をそのまま維持することができ、これも安定なフ
ィードバック条件に確実に移行させることに寄与する効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案のクレーム対応図、 第2図は本考案を適用した内燃機関及びその周辺装置の
実施例をあらわす概略構成図、 第3図はその制御回路をあらわすブロック図、 第4図はエア流量制御弁のデューティ比及び機関回転数
の時間的推移をあらわすタイムチャート、 第5図及び第6図は本考案のアイドル回転数制御の実施
例を示すフローチャート、 第7図はエア流量制御弁のデューティ比と水温の関係を
あらわすグラフ、 第8図はエア流量制御弁のデューティ比と吸気温の関係
をあらわすグラフである。 1…機関本体、2…ピストン、 3…シリンダ、4…点火プラグ、 14…スロットルバルブ、 15…バイパス吸気通路、 16…アイドルスピードコントロールバルブ(エア流量制
御弁)、 19…燃料噴射弁、20…制御回路、 30…中央処理ユニット(CPU)、 31…リードオンリメモリ(ROM)、 32…ランダムアクセスメモリ(RAM)、 33…バックアップランダムアクセスメモリ(バックアッ
プRAM)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 井浦 孝男 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−1840(JP,A) 特開 昭61−49147(JP,A) 特開 昭61−108842(JP,A)

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】スロットルバルブをバイパスするバイパス
    吸気通路に介装され、或るデューティ比を持った信号で
    制御されるエア流量制御弁と、機関の始動時にデューテ
    ィ比を所定値に固定する始動時デューティ比設定手段
    と、機関の始動後の所定の期間は通常のアイドル運転時
    におけるエア流量制御弁の開度より大きな開度をエア流
    量制御弁がとるようにデューティ比を設定する始動後デ
    ューティ比設定手段とを有した内燃機関のアイドル回転
    数制御装置において、機関の吸気温を検出する吸気温検
    出手段と、機関の水温を検出する水温検出手段と、機関
    の吸気温および水温が高くなると長くなるように機関の
    始動後の前記所定の期間を設定する期間設定手段と、始
    動後この期間において、始動時デューティ比設定手段に
    より設定されるデューティ比がそのまま始動後デューテ
    ィ比設定手段によるデューティ比の設定値となるように
    デューティ比設定値を操作するデューティ比設定値操作
    手段とを具備したことを特徴とする内燃機関のアイドル
    回転数制御装置。
JP1986087879U 1986-06-11 1986-06-11 内燃機関のアイドル回転数制御装置 Expired - Lifetime JPH0730923Y2 (ja)

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JPS62200141U JPS62200141U (ja) 1987-12-19
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JPS611840A (ja) * 1984-06-12 1986-01-07 Nippon Denso Co Ltd 内燃機関の燃料供給制御装置
JPS6149147A (ja) * 1984-08-17 1986-03-11 Fuji Heavy Ind Ltd アイドル回転数制御方法
JP2722446B2 (ja) * 1984-11-01 1998-03-04 トヨタ自動車株式会社 燃料噴射式エンジンの燃料噴射量制御装置

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