JPH0734195Y2 - 内燃機関の減速制御装置 - Google Patents

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減速制御装置に関し、詳しくは、減
速運転時における空燃比補正のための補助空気量制御の
改善に関する。

〈従来の技術〉 近年、内燃機関のアイドル回転速度を最適値に安定させ
るために、機関吸気系に介装されたスロットル弁をバイ
パスする補助空気通路に電磁式の補助空気量制御弁を介
装し、この補助空気量制御弁の開度を機関運転状態に応
じてコントロールユニットからの駆動パルス信号のデュ
ーティ比（開弁駆動時間割合）を変化させることにより
増減調整して、アイドル回転速度を制御するようにした
アイドル回転速度制御装置が設けられている。

ところで、スロットル弁が全閉となり吸入空気量が急減
する減速直後では、吸入空気量が急減する一方、吸気マ
ニホールド内壁等に付着した燃料が燃焼室に流れ込むこ
とにより、空燃比がオーバーリッチになり着火せず、ア
フターバーンを起こすため、減速ショックや排気エミッ
ションの悪化を招く虞がある。一方、これとは別に吸気
負圧が増大すると、減速が急激になりすぎると共に吸気
通路に漏れるオイル消費量が増大する。そこで、かかる
アイドル回転速度制御装置には、減速直後の空燃比オー
バーリッチ化によるアフターバーン防止対策としての減
速空燃比補正機能（アンチアフターバーンバルブ機能）
と、減速直後において吸気マニホールド内の負圧を一定
に保つための減速負圧補正機能（ブーストコントロール
機能）とが備えられたものがある（実開昭62-162363号
公報等参照）。

ここで、上記減速空燃比補正機能と減速負圧補正機能と
を果たすため、前記補助空気量制御弁の開度を調整する
コントロールユニットから送られる駆動パルス信号のデ
ューティ比DUTYを例えば以下のようにして決定してい
る。

即ち、減速空燃比補正に対応した補助空気量ABVを機関
吸入空気流量Ｑに応じてマップに記憶させておく一方、
減速負圧補正に対応した補助空気量BCVを機関回転速度
Ｎに応じて記憶させておく。そして、アイドル回転速度
制御のために設定される補助空気量ISCdy（冷却水温依
存の基本特性やフィードバック制御分を含んで設定され
る空気量）と、吸入空気流量Ｑに基づき設定した減速空
燃比補正のための補助空気量ABVと、機関回転速度Ｎに
基づき設定した減速負圧補正のための補助空気量BCV
と、をアイドル回転速度フィードバック制御条件非成立
時に比較し、３つの中で最も多い補助空気量を最終的な
制御空気量ISConに設定する。そして、この制御空気量I
SConに相当するデューティ比DUTYの駆動パルス信号を補
助空気量制御弁に出力するようにしていた。

尚、機関回転速度Ｎを目標回転速度にフィードバック制
御する条件が成立しているときには、減速補正のための
ABV及びBCVはゼロに設定される。

〈考案が解決しようとする課題〉 ところで、減速運転時において必要とされる補助空気量
は、減速空燃比補正のためのものが減速負圧補正のため
のものよりも通常多く、減速初期には減速空燃比補正の
ための補助空気量ABVが３つの中で最も大きくなるのが
一般的であるが、この減速空燃比補正で必要とされる最
大補助空気量を確保すべく補助空気量制御弁で得られる
最大空気量を大きくすると、コントロールユニットの暴
走等が発生して補助空気量制御弁が全開制御された場合
にアイドル回転速度の異常上昇を招くことになってしま
うため、従来では、第４図に示すように補助空気量制御
弁で得られる最大空気量は、通常運転時にはあまり機会
のない減速空燃比補正の要求最大補助空気量よりも少な
く設定されていた。

このため、補助空気量制御弁で得られる最大空気量より
も多い補助空気量を空燃比補正のために必要とする減速
運転時には、第５図に示すように、補助空気量制御弁を
最大開度に制御しても補助空気量不足により空燃比のオ
ーバーリッチ化が発生して失火による減速ショック（図
示平均有効圧の落込み）が発生する一方、その後に補助
空気量制御弁を介して得られる補助空気によって適当な
空燃比に持ち直して図示平均有効圧が大きく持ち上がり
再び減速ショックとなってしまい、結果、補助空気量の
要求が多く実際には要求量を満たすことができない減速
時には空燃比を所望制御できず２段ショックが発生する
ことがあった。

前記補助空気量不足によるリッチ失火で発生するショッ
クは運転者に不快感を与えるので極力回避したいもので
あるが、特に危険状態に至る惧れはない。これに対し、
リッチ失火の後の図示平均有効圧の持ち上がりは、機関
出力の一時的な持ち上がりによって減速性を損ない危険
状態を招く惧れもあり、何らかの改善が要望されてい
た。

本考案は上記問題点に鑑みなされたものであり、減速時
の空燃比補正のための要求補助空気量を確保できないよ
うな減速運転時において、リッチ失火による減速ショッ
ク後に出力の持ち上がりが発生することを防止できるよ
うにすることを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 そのため本考案では、第１図に示すように、機関吸気系
に介されたスロットル弁をバイパスする補助空気通路に
備えられた補助空気量制御弁と、該補助空気量制御弁の
開度を機関減速運転状態に応じて制御して減速運転時の
空燃比補正を行う減速補助空気量制御手段と、を含んで
構成される内燃機関の減速制御装置において、前記補助
空気量制御弁で得られる最大補助空気量よりも多い補助
空気量が必要であることが前記機関減速運転状態を示す
運転パラメータに基づき判定される運転状態からの減速
運転時に、前記減速補助空気量制御手段による前記補助
空気量制御弁の開度制御を禁止する減速時開度制御禁止
手段を設けるようにした。

〈作用〉 かかる構成の減速制御装置によると、スロットル弁をバ
イパスして設けられた補助空気通路に備えらてた補助空
気量制御弁の開度が、減速補助空気量制御手段により機
関減速運転状態に基づいて制御され、機関減速状態に応
じた補助空気が前記補助空気量通路を介して機関に供給
されて減速時の空燃比補正が行われる。

一方、機関減速運転状態を示す運転パラメータによって
前記補助空気量制御弁における最大補助空気量よりも多
い補助空気量が必要であることが検出される運転状態か
の減速時には、減速時開度制御禁止手段により前記減速
補助空気量制御手段による前記補助空気量制御弁の開度
制御が禁止される。

即ち、補助空気量制御弁を介して得られる最大補助空気
量よりも多い補助空気量が必要とされるような運転状態
からの減速時には、補助空気量制御弁を最大開度に制御
しても所望の補助空気量が得られないので、補助空気量
不足により空燃比がオーバーリッチ化して失火した後
に、空燃比が持ち直して図示平均有効圧が持ち上がる惧
れがある。このため、空燃比補正のために要求される補
助空気量が得られないときには最初から空燃比の補正の
ための補助空気量制御を禁止して、図示平均有効圧（機
関出力）の持ち上がりを回避した。尚、補助空気量制御
を禁止することにより補助空気量が不足して空燃比がオ
ーバーリッチ化して失火し減速ショックが発生するとに
なるが、前記図示平均有効圧の持ち上がりに比べれば運
転者に若干のショックを与えるのみで、特に運転操作上
問題となる虞はない。

〈実施例〉 以下に本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図において、機関１の吸気通路２には、吸入空気流
量Ｑを検出するエアフローメータ３と、スロットル弁４
の開度TVOを検出するスロットルセンサ５と、該スロッ
トルセンサ５に付設されスロットル弁４のアイドル位置
（全閉位置）でONとなるアイドルスイッチ5aとが設けら
れている。また、機関冷却水温度Twを検出する水温セン
サ６と、機関回転速度Ｎを検出するクランク角センサ等
の回転速度センサ７が設けられている。そして、上記各
センサからの検出信号はマイクロコンピュータを内蔵し
たコントロールユニット８に入力される。

ここで、機関１には電磁式の燃料噴射弁９が各気筒毎に
設けられており、この燃料噴射弁９は前記コントロール
ユニット８から燃料噴射量に対応して出力される駆動パ
ルス信号によりオン・オフ的に開弁駆動され、機関運転
状態に見合った量の燃料を機関１に噴射供給する。

また、スロットル弁４をバイパスする補助空気通路10に
は、補助空気通路10の有効開口面積の調整により補助空
気量を制御してアイドル運転時の機関回転速度Ｎを目標
回転速度に制御するための補助空気量制御弁11が設けら
れている。この補助空気量制御弁11は、ロータリー式
で、図示しない開弁用コイルと閉弁用コイルとにコント
ロールユニット８から駆動パルス信号が互いに反転され
た状態で送られるようになっており、前記駆動パルス信
号のデューティ比DUTY（開弁用コイルのON時間割合）に
応じて開度が制御されるようになっている。

更に、コントロールユニット８には、上記各センサから
の検出信号の他、図示しないバッテリからの電圧信号V
B、車速センサ12からの車速信号VSP、トランスミッショ
ンのニュートラル位置でONとなるニュートラルスイッチ
13からのON・OFF信号、スタータスイッチ14からのON・O
FF信号が入力されるようになっている。

次に第３図のフローチャートに従ってコントロールユニ
ット８による前記デューティ比DUTYの設定制御を説明す
る。尚、本実施例においてコントロールユニット８は、
減速補助空気量制御手段及び減速時開度制御禁止手段を
兼ねるものである。

ステップ（図中ではＳと記してある。以下同様）１で
は、各センサからの検出信号や各スイッチ類からのON・
OFF信号を読込む。

ステップ２では、アイドル回転速度を目標回転速度にフ
ィードバック制御する条件が成立しているか否かを判定
する。このフィードバック制御条件とは、例えば、アイ
ドルスイッチ5aがON,ニュートラルスイッチ13がON,スタ
ータスイッチ14がOFFの３条件が揃ったときである。

ここで、フィードバック制御条件が成立していると判定
された場合には、減速運転時における空燃比補正及び負
圧補正のための補助空気量設定が必要ないので、ステッ
プ３へ進んで、減速空燃比補正のための補助空気量ABV
をゼロにすると共に、減速負圧補正のための補助空気量
BCVもゼロに設定する。

一方、ステップ２でフィードバック制御条件が成立して
いないと判定されると、ステップ４へ進む。ステップ４
では、スロットルセンサ５によって検出されるスロット
ル弁開度TVOの変化率に基づいて機関１が減速運転状態
であるか否かを判定する。

ステップ４で減速運転状態でないと判定され、機関１が
加速運転状態又は定常運転状態であるときには、ステッ
プ５へ進んでアイドルスイッチ5aのON・OFF判定を行
う。

ステップ５でアイドルスイッチ5aがOFFであると判定さ
れると、ステップ６へ進んでエアフローメータ３で検出
された吸入空気流量Ｑが所定値Q₁以上であるか否かを判
定する。

前記所定値Q₁は、吸入空気流量ＱがQ₁である状態から減
速状態に移行したときに空燃比補正制御で必要とされる
補助空気量ABVが、補助空気量制御弁11に最大デューテ
ィ比DUTY_MAXの駆動パルス信号を送ったときに得られる
空気量、即ち補助空気量制御弁11で得られる最大補助空
気量と略同等となるような値に設定されている。換言す
れば、前記所定値Q₁以上の吸入空気流量Ｑの状態から減
速運転に移行した場合には、そのときの吸入空気流量Ｑ
から空燃比補正制御のために必要とされる補助空気量AB
Vを設定しても、補助空気量制御弁11を介してこの補助
空気量ABVを得ることはできないものである。このよう
に、本実施例において吸入空気流量Ｑが機関減速運転状
態を示す運転パラメータであり、吸入空気流量Ｑが所定
値Q₁以上であれば、減速直前に吸気マニホールド内壁等
に付着している燃料が所定量以上であった、補助空気量
制御弁11で得られる最大補助空気量よりも多い補助空気
量が必要である運転状態となる。

ステップ６で現在の吸入空気流量Ｑが前記所定値Q₁以上
であると判定されたときには、ステップ８へ進んで空燃
比補正制御のための補助空気量ABVをゼロに設定する一
方、ステップ６で現在の吸入空気流量Ｑが前記所定値Q₁
未満であると判定されたときには、ステップ７へ進んで
現在の吸入空気流量Ｑに基づいて空燃比補正制御補助空
気量ABVをマップから検索して求める。

即ち、現在の吸入空気流量Ｑが前記所定値Q₁以上である
ときには、かかる運転状態からの減速で必要とされる補
助空気量ABVが補助空気量制御弁11における最大補助空
気量を上回るために、補助空気量ABVを設定しても実際
には必要とされる補助空気量ABVを得ることができな
い。

従って、かかる状態において補助空気量ABVを設定して
減速空燃比補正制御を行うと、第５図に示すように、補
助空気量不足による空燃比のオーバーリッチ化によって
失火し減速ショックとなった後、補助空気量制御弁11を
介して得た補助空気量によって空燃比が適当な値となっ
て出力が戻って再び減速ショックとなってしまうので、
ABV←０とすることで最初から補助空気量による空燃比
補正制御を行わず、補助空気量不足によって空燃比オー
バーリッチとなり失火によるショックが発生するもの
の、出力の持ち直しが発生することがないようにした。

一方、現在の吸入空気流量Ｑが前記所定値Q₁未満であれ
ば、減速時の空燃比補正のために必要とされる補助空気
量ABVが得られるので、ステップ７で現在の吸入空気流
量Ｑに見合った減速空燃比補正制御のための補助空気量
ABVを設定して、所期の減速時空燃比補正制御を行う。

ステップ７又はステップ８で空燃比補正制御のための補
助空気量ABVを設定すると、次のステップ９では機関回
転速度Ｎに基づいて減速負圧補正制御のための補助空気
量BCVをマップから検索して求める。

このように、減速運転状態でなく然もアイドルスイッチ
5aがOFFであるときに随時補助空気量ABV,BCVを更新設定
するようにして減速運転の開始に備えるものであり、機
関１の減速運転が開始されるとステップ４からステップ
13へジャンプすることにより、前記補助空気量ABV,BCV
の更新設定が中止される。

減速が開始されてステップ13へ進むと、アイドル回転速
度制御のための補助空気量ISCdyの要素である基本特性
量ISC_TWを水温センサ６によって検出される冷却水温度T
wに基づいてマップから検索して求める。

そして、次のステップ14では、ステップ13で求めた基本
特性量ISC_TWと、フィードバック制御条件成立時に実際
の回転速度Ｎを目標回転速度Ｎに近づけるようにフィー
ドバック制御されるフィードバック補正量ISC_FBと、ス
タータスイッチ14がONである機関１の始動時に冷却水温
度Twに基づいて設定される始動時補正量ISC_ASとを加算
してアイドル回転速度制御のための補助空気量ISCdyを
演算する。

次のステップ15では、ステップ14で演算した補助空気量
ISCdyと、減速空燃比補正補助空気量ABVと、減速負圧補
正補助空気量BCVと、の中で最大値がどれであるかを判
定する。そして、ステップ15で最大であると判定された
補助空気量をステップ16〜18において制御補助空気量IS
C_Eとして設定し、次のステップ19でこの制御補助空気量
ISC_Eにバッテリ電圧VB補正量ISC_VBを加算して最終的な
補助空気量ISConとして設定する。

ここで、減速初期には通常空燃比補正のための補助空気
量ABVが最大となって補助空気量による空燃比補正が行
われるが、その後ABVが後述するステップ10での補正の
結果漸減すると、負圧補正のための補助空気量BCVが大
きくなって補助空気量による負圧補正が行われる。

ステップ20では、最終的に設定された補助空気量ISCon
が得られる駆動パルス信号のデューティ比DUTYをマップ
から検索して求める。このようにして設定されたデュー
ティ比DUTYの駆動パルス信号が補助空気量制御弁11に出
力されて対応する開度に制御されることで、補助空気量
制御弁11を介して前記補助空気量ISConが機関１に供給
される。

尚、フィードバック制御条件が成立しているときには、
補助空気量ABV,BCVが共にゼロに設定されるために、ISC
_E←ISCdyとされる。また、減速が終了してアイドルスイ
ッチ5aがONになると、ステップ５からステップ10へ進
み、補助空気量ABVを漸減させる一方、ステップ11で補
助空気量ABVをゼロ未満にまで減少補正したか否かを判
定し、漸減設定の結果ゼロ未満となっているときにはス
テップ12へ進んで補助空気量ABVをゼロとして、マイナ
スの値が設定されることを回避する。

また、本実施例では、減速時の空燃比補正のために吸入
空気流量Ｑに基づいて補助空気量を設定したが、この
他、冷却水温度Twや機関回転速度Ｎ等の運転パラメータ
が加わるものであっても良い。

〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案によると、補助空気量制御
弁を介して得られる最大補助空気量よりも多い補助空気
量が空燃比補正のために必要とされるような運転状態か
らの減速時には、補助空気量制御弁を最大開度に制御し
ても所望の補助空気量制御が行えないため、最初から空
燃比補正のための補助空気量制御を禁止した。これによ
り、補助空気量不足による空燃比のオーバーリッチ化に
よって減速ショックは発生するものの、空燃比の寄り戻
しによる出力（図示平均有効圧）の持ち上がりが回避さ
れ、減速運転の安全性を確保できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成を示すブロック図、第２図は本考
案の一実施例を示すシステム概略図、第３図は同上実施
例における補助空気量制御弁の開度制御を示すフローチ
ャート、第４図は空燃比補正の必要空気量と最大補助空
気量との関係を示すグラフ、第５図は従来の問題点を説
明するためのタイムチャートである。 １……機関、３……エアフローメータ、４……スロット
ル弁、５……スロットルセンサ、８……コントロールユ
ニット、10……補助空気通路、11……補助空気量制御弁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】機関吸気系に介装されたスロットル弁をバ
   イパスする補助空気通路に備えられた補助空気量制御弁
   と、該補助空気量制御弁の開度を機関減速運転状態に応
   じて制御して減速運転時の空燃比補正を行う減速補助空
   気量制御手段と、を含んで構成される内燃機関の減速制
   御装置において、前記補助空気量制御弁で得られる最大
   補助空気量よりも多い補助空気量が必要であることが前
   記機関減速運転状態を示す運転パラメータに基づき判定
   される運転状態からの減速運転時に、前記減速補助空気
   量制御手段による前記補助空気量制御弁の開度制御を禁
   止する減速時開度制御禁止手段を設けたことを特徴とす
   る内燃機関の減速制御装置。