JPH076439B2

JPH076439B2 - エンジンのアイドル制御装置

Info

Publication number: JPH076439B2
Application number: JP6028486A
Authority: JP
Inventors: 幸生梶原; 満晴賀浦; 保史松下
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-03-18
Filing date: 1986-03-18
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPS62218640A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はエンジンのアイドル制御装置の改良に関し、特
に車両発進時におけるストール防止対策に関する。

（従来の技術）従来より、エンジンのアイドル制御装置として、例えば
特開昭54−98413号公報に開示されるように、アイドル
運転時を検出するアイドル検出手段と、点火時期を調整
する点火時期調整手段とを備え、アイドル検出手段で検
出したアイドル運転時には、点火時期を通常運転時より
もリタードさせるよう上記点火時期調整手段を制御し
て、燃焼室での混合気の燃焼をその変動の比較的少ない
領域で行わせてトルク変動を抑制し、アイドル安定性の
向上を図るようにしたものが知られている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、アイドル運転時に要求されるエンジン性能に
は、上記の如きアイドル安定性に加えて、エンジンの腰
の強さ、つまり回転数低下時にストールすることなく元
の状態に復帰する大きなトルク性能がある。そして、こ
のエンジンの腰の強さは点火時期に深く関係し、点火時
期のリタード量を大きくするほど強くなるものである。
この因果関係を詳述すると、点火時期のリタード量が大
きい場合には、第５図に示す点火時期に対する軸トルク
特性から判るように、軸トルク値が低下する関係上、ア
イドル回転数を所定値（例えば650rpm）に維持するため
には吸入空気量をリタード量の少ない場合よりも大きく
増大させる必要がある。今、この吸入空気量の多い状態
でアイドル回転数が低下すると、１回転当りの吸気充填
量が大きく増大変化して混合気の燃焼速度がリタード量
の少ない場合よりも速くなって、軸トルクの上昇分がリ
タード量の少ない場合よりも増大し、よってエンジンの
腰の強さが強くなるのである。一方、このようにリター
ド量を大きく取った場合には、上記の如く吸入空気量が
増大するため、多くの燃料量を要して燃費性が悪くな
る。このため、アイドル運転時での点火時期のリタード
量を燃費性とエンジンの腰と強さとの調和点に設定し
て、アイドル安定性を良好に確保するのが好ましい。

しかるに、アイドル運転時でも、車両発進時には、エン
ジンのストールを招き易くてエンジンの腰の強さが特に
要求されるものの、上記の如く点火時期のリタード量が
燃費性とエンジンの腰の強さとの調和性に設定される関
係上、車両発進時において回転数低下が生じた場合には
軸トルクの上昇分が不足して、ストールを招くことがあ
る。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、アイドル運転時でも特に車両発進時には、アイド
ル回転数をほぼ所定値に保持しながら点火時期のリター
ド量をより多くすることにより、車両発進時を除くアイ
ドル運転時でのアイドル安定性と燃費性の双方の向上を
図るとともに、車両発進時での回転数低下時には、軸ト
ルクの上昇分を増大させてストールを有効に防止するこ
とにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、点火時
期を調整する点火時期調整手段と、エンジン運転状態が
アイドル領域にある時を検出するアイドル領域検出手段
と、該アイドル領域検出手段の出力を受け、アイドル運
転時に点火時期をリタードさせるよう上記点火時期調整
手段を制御するリタード制御手段とを備えるとともに、
車両の発進時を検出する発進時検出手段と、吸入空気量
を調整する吸入空気量調整手段と、上記発進時検出手段
の出力を受け、車両発進時には点火時期をよりリタード
させるよう上記リタード制御手段による点火時期のリタ
ード制御を補正すると共に、吸入空気量を発進前のアイ
ドル回転数と同一回転数に維持するに相当する値に増量
するよう上記吸入空気量調整手段を制御する補正手段と
を設ける構成としたものである。

（作用）以上の構成により、本発明では、車両発進時を除くアイ
ドル運転時には、補正手段は非作動状態にあって、点火
時期はリタード制御手段により燃費性とエンジンの腰の
強さとの調和点を含む領域にリタードされるので、少な
い燃料量でもってアイドル安定性が良好に確保される。

今、この状態から車両発進時に移行した場合には、補正
手段が作動し、該補正手段により上記リタード制御手段
での点火時期調整が補正されて、点火時期がより一層大
きくリタードされると共に、これに伴うアイドル回転数
の低下を補償すべく吸入空気量が増大補正されて同一回
転数に維持されるので、この車両発進時にはエンジンの
ストールが生じ易いものの、仮に回転数低下が生じた場
合にも軸トルクの上昇分が大きくてストールが有効に防
止されることになる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１実施例としてのエンジンのアイド
ル制御装置の全体概略構成を示し、１はエンジン、２は
エンジン１のシリンダ３に摺動自在に嵌挿されたピスト
ン４により容積可変に形成された燃焼室、５は一端がエ
アクリーナ６を介して大気に連通し、他端が燃焼室２に
開口して吸気をエンジン１に供給するための吸気通路、
７は一端が燃焼室２に開口し、他端が大気に開放されて
排気を排出するための排気通路であって、上記吸気通路
５の途中には、吸入空気量を制御するスロットル弁８
と、その上流側で吸入空気量を計測するエアフローメー
タ９が各々配設されている。

また、12は点火時期を調整する点火時期調整手段として
の自動進角機構であって、該自動進角機構12の内部は、
負圧の作用時に点火時期を遅角側に調整する遅角室12a
と、逆に負圧の作用時に点火時期を進角側に調整する進
角室12bとを備え、遅角室12aには遅角側圧力導入通路13
を介して吸気通路５のスロットル弁８下流側が連通され
ているとともに、進角室12bには進角側圧力導入通路14
を介して吸気通路５のスロットル弁直上流側が連通され
ていて、スロットル弁８の開度変化に伴い遅角室12aお
よび進角室12bに導入される圧力値が変化して、点火時
期をエンジン運転状態に応じて自動調整するようになさ
れている。

さらに、上記自動進角機構12の遅角側圧力導入通路13と
進角側圧力導入通路14とは、互いに連通路15で連通さ
れ、該連通路15の進角側圧力導入通路14との接続部には
三方弁16が配置されている。該三方弁16は、上記進角側
圧力導入通路14の進角室12b側を該進角側圧力導入通路1
4の吸気通路５側に連通する吸気通路側位置と遅角側圧
力導入通路13側に連通する負圧導入側位置とに切換わる
ものである。また、上記吸気通路５には、スロットル弁
８をバイパスして吸入空気をエンジン１に導入するため
のバイパス通路17が設けられ、該バイパス通路17には、
該バイパス通路17を開閉してエンジン１への吸入空気量
を増減調整する吸入空気量調整手段としての常開の開閉
弁18が配置されている。

そして、上記三方弁16および開閉弁18の共通の給電回路
の途中には、エンジン運転状態がアイドル領域にある時
に閉作動してアイドル運転時を検出するアイドル領域検
出手段としてのアイドルスイッチ20と、変速機の変則位
置により車両の発進時を検出し、ニュートラル位置時に
閉作動する発進時検出手段としのニュートラルスイッチ
21と、エンジン冷却水温を検出してエンジン暖機時に閉
作動する水温スイッチ22とが直列に介設されている。

よって、エンジン暖機時に車両発進時を除くアイドル運
転状態にある時には、上記３個のスイッチ20〜22が全て
閉作動して給電回路を閉じ、三方弁16を負圧導入側位置
に位置付けることにより、スロットル弁８下流側の負圧
を自動進角機構12の遅角室12aに加えて進角室12bにも導
入して、点火時期を進角室12bによる進角量と遅角室12a
による遅角量（遅角量＞進角量）との合計値、つまり燃
費性とエンジン１の腰の強さとの調和点にリタードさせ
るようにしたリタード制御手段25を構成している。尚、
このアイドル運転時には、上記給電回路の構成により開
閉弁18を閉じてバイパス通路17を遮断し、バイパス吸入
空気の導入を阻止するようにしている。

また、上記のアイドル運転時から車両発進時に移行した
ときには、ニュートラルスイッチ21が開作動して給電回
路が開き、三方弁16を今度は吸気通路側位置に切換える
と共に開閉弁18を開状態に戻すことにより、自動進角機
構12の進角室12bをスロットル弁８上流側の大気に開放
して、その分、点火時期を上記アイドル運転時よりもリ
タード側に補正してエンジン１の腰の強さを高めると共
に、この点火時期のリタード補正に伴うエンジン回転数
の低下を補償すべく、バイパス通路17を開いて吸入空気
量を増量補正するようにした補正手段26を構成してい
る。

そして、車両発進後は、スロットル弁８の開度の増大変
化に伴い、該スロットル弁８の下流側が進角側圧力導入
通路14に連通してその負圧が自動進角機構12の進角室12
bに導入されて、点火時期が一旦進み側に大きく変化し
たのち、上記スロットル弁開度の増大変化に伴い吸気充
填量が増大し、混合気の燃焼速度が速くなると、スロッ
トル弁８下流の吸気負圧の減少に応じて点火時期を自動
進角機構12により漸次リタード側に調整するようにして
いる。

したがって、上記実施例においては、車両発進時を除く
アイドル運転時には、点火時期がリタード制御手段25に
より燃費性とアイドル安定性との調和点にまでリタード
するので、混合気の燃焼状態がその変動の少ない領域で
燃料量の消費量少なくほぼ均一に行われて、アイドル安
定性の向上と燃費性の向上とが一挙に図られる。

一方、上記の如きアイドル運転時でも車両発進時には、
点火時期が補正手段26でより一層リタードされるととも
に、バイパス通路17のバイパス吸気量が開閉弁18の開作
動により増大して、上記点火時期に伴うアイドル回転数
の低下が補償されて同一回転数に保持される。このこと
により、仮にこのアイドル回転数が大きく低下した場合
には、エンジン１回転当りの吸気充填量が著しく増大し
て混合気の燃焼速度が速くなり、その結果、エンジン１
の軸トルクは顕著に増大してエンジン１の腰の強さが大
きくなる。よって、車両発進の際、アイドル回転数が低
下した場合にも、ストールを有効に防止することがで
き、発進性能の向上を図ることができる。

今、具体的に第４図に示すように、アイドル回転数を65
0rpmに保持した状況で、点火時期を４種類設定し、ピス
トン上死点前24゜（△印）の場合、同18゜（□印）の場
合、同12゜（◇印）の場合及び同５゜（○印）の場合に
ついて回転数低下時の軸トルクの上昇分を測定したとこ
ろ、リタード側に設定するほど軸トルクの上昇分は大き
く、よって車両発進時には点火時期をリタード側に設定
すればエンジンの腰の強さを大きくでき、ストールを有
効に防止できることが判る。

また、第２図は本発明の第２実施例を示し、上記第１実
施例では点火時期を自動進角機構12で機械的に調整した
のに変え、CPU等を備えた制御回路により電子的に自動
調整するようにしたものである。

すなわち、第２図において、CPU等を備えた制御回路30
により、エンジン１の燃焼室２頂部に配設した点火プラ
グ31の点火時期を自動制御すると共に、バイパス通路17
の通路面積を可変制御する制御弁32を作動制御すること
とする。そして、該制御回路30には、スロットル弁８の
開度を検出する開度センサ33からのスロットル開度信号
と、エンジン回転数を検出する回転数センサ34からのエ
ンジン回転数信号とを入力するとともに、ニュートラル
スイッチ21の開閉状態信号と、エンジン冷却水温を検出
する水温センサ35の水温信号とを入力する。

次に、上記制御回路30による点火プラグ31及び制御弁32
の作動制御を第３図のフローチャートに基づいて説明す
る。本制御フローは、バイパス通路17のバイパス吸気量
によりアイドル回転数を目標値に調整制御する基本フロ
ーに対して、車両発進時での点火時期のリタード補正と
吸入空気量の増量補正とを付加したものである。先ず、
ステップS₁で開度センサ33からのスロットル開度信号
と、回転数センサ34からのエンジン回転数信号と、ニュ
ートラルスイッチ21からのニュートラル信号とを読込ん
だのち、ステップS₂で上記スロットル開度信号とエンジ
ン回転数信号とに基づきアイドル運転時か否かを判別し
て、アイドル領域検出手段としての機能を行う。そし
て、アイドル運転時のYESの場合には、ステップS₃で制
御弁32の基本補正項D_Bを演算するとともに、ステップS₄
で負荷補正を行うべく車載エアコン等の負荷が作動中か
否かを判別し、作動中のYESの場合にはステップS₅で負
荷補正項D_Lを演算する一方、非作動状態のNOの場合には
ステップS₆で負荷補正項D_Lを「０」値に設定し、その
後、フィードバック補正を行うべくステップS₇で先ずア
イドル回転数の目標値Noを演算し、ステップS₈,S₉で実
際アイドル回転数Ｎが上記目標値Noの許容範囲内（No−
α＜Ｎ＜No＋α）にあるか否かを判別し、No＋α≦Ｎの
YESの上限値以上の場合にはステップS₁₀でフィードバッ
ク項D_FBから微少値ΔD_FDを演算する一方、No−α≧Ｎの
YESの下限値以下の場合にはステップS₁₁で逆に微少値Δ
D_FDを加算し、許容範囲内（No−α＜Ｎ＜No＋α）にあ
るNOの適用時には直ちにステップS₁₂に進む。

そして、車両発進時か否かを判別すべく、ステップS₂₁
でニュートラルスイッチ21の開閉状態を判別し、閉状態
のYESの車両発進時でない場合には、ステップS₁₃で発進
補正項D_Sを「０」値に設定するとともに、ステップS₁₄
で点火時期IGをリタード側の所定値IG_Oに設定してリタ
ード制御手段としての機能を行う。一方、上記ステップ
S₁₃でニュートラルスイッチ21が開状態にあるNOの車両
発進時には、ステップS₂₅で発進補正項D_Sを所定値D_SOに
設定してバイパス通路17のバイパス吸気量を増大させる
とともに、ステップS₁₆で点火時期IGを更に微少値β分
だけリタードさせて補正手段としての機能を行う。

その後、ステップS₁₇で上記４種の補正項D_B,D_L,D_FB,D_S
を加算して最終補正項Ｄを演算したのち、ステップS₁₈
でこの最終補正項Ｄを制御弁32に出力してバイパス通路
17のバイパス供給を増減調整するとともに、ステップS
₁₉で点火時期IGに至るのを待って点火プラグ31を点火制
御して、終了する。

一方、上記ステップS₂でアイドル運転時にないNOの通常
運転時には、ステップS₂₀で制御弁32への最終補正項Ｄ
を所定値D_EXTに固定設定するとともに、ステップS₂₁で
点火時期IGとして運転状態に応じた値IG₁を演算して、
混合気の燃焼状態を運転状態の変化に拘らず良好に保持
する。

よって、本実施例においても上記第１実施例と同様に、
アイドル運転時でも車両発進時には、点火時期をより一
層リタードさせて、回転数低下時での軸トルクの上昇分
を増大できるので、エンジン１の腰の強さを大きくし
て、車両発進時でのストールを有効に防止することがで
きる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明のエンジンのアイドル制御
装置によれば、車両発進時を除くアイドル運転時には点
火時期をリタードさせてアイドル安定性および燃焼性の
双方の向上を図るとともに、この状態からの車両発進時
には発進前のアイドル回転数をそのまま保持しつつ点火
時期をより一層リタードさせて、回転数低下時での軸ト
ルクの上昇分を増大させたので、車両発進時でのエンジ
ンの腰の強さを大きくしてストールを有効に防止するこ
とができ、発進性能の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す全体概略構成図であ
る。第２図および第３図は本発明の第２実施例を示し、
第２図は全体概略構成図、第３図は制御回路の作動を示
すフローチャート図である。さらに、第４図は点火時期
をリタード側に４種設定した場合における回転数低下時
での軸トルクの上昇分特性を示す実験結果図、第５図は
点火時期に対する軸トルク特性を示す図である。１……エンジン、５……吸気通路、８……スロットル
弁、12……自動進角機構、12a……遅角室、12b……進角
室、13……遅角側圧力導入通路、14……進角側圧力導入
通路、15……連通路、16……三方弁、17……バイパス通
路、18……開閉弁、20……アイドルスイッチ、21……ニ
ュートラルスイッチ、25……リタード制御手段、26……
補正手段、30……制御回路、31……点火プラグ、32……
制御弁、33……開度センサ、34……回転数センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｐ 5/15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】点火時期を調整する点火時期調整手段と、
エンジン運転状態がアイドル領域にある時を検出するア
イドル領域検出手段と、該アイドル領域検出手段の出力
を受け、アイドル運転時に点火時期をリタードさせるよ
う上記点火時期調整手段を制御するリタード制御手段と
を備えるとともに、車両の発進時を検出する発進時検出
手段と、吸入空気量を調整する吸入空気量調整手段と、
上記発進時検出手段の出力を受け、車両発進時には点火
時期をよりリタードさせるよう上記リタード制御手段に
よる点火時期のリタード制御を補正すると共に、吸入空
気量を発進前のアイドル回転数と同一回転数に維持する
に相当する値に増量するよう上記吸入空気量調整手段を
制御する補正手段とを備えたことを特徴とするエンジン
のアイドル制御装置。