JPS58195057A

JPS58195057A - 内燃機関のアシストエア制御方法

Info

Publication number: JPS58195057A
Application number: JP7696882A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Matsuoka; 松岡　広樹
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1982-05-07
Filing date: 1982-05-07
Publication date: 1983-11-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、内燃機関のアシストエア制御方法に係り、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、吸気通路のスロットル弁より上流
側から取り入れたアイドルエアの少なくとも一部を、ア
シストエアとしてインジェクタの噴口近傍に送給し、燃
料の微粒化を促進するようにした内燃機関のアシストエ
ア制御方法の改良に関する。

自動車用エンジン等の内燃機関の混合気の空燃比を制御
する装置の１つに電子制御燃料噴射装置を用いるものが
ある。この電子制御燃料噴射装置を備えた内燃機関にお
いては、例えば、機関の吸入空気量及び機関回転数に応
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、機関の吸気ボートに向
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、機関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そ
きている。この電子制御燃料噴射装置を備えた内燃機関
においては、一般に、吸気通路のスロットル弁より上流
側からスロットル弁をバイパスして取入れた吸入空気（
以下アイドルエアと称する）の流量を制御することによ
り、機関のアイドル回転数を制御するようにされており
、従来は、スロットル弁上流側の吸気通路とスロットル
弁下流側の吸気通路を連通するアイドルエア管路に、ア
イドル回転制御弁を配設し、アイドル時は、エンジン冷
却水温等の機関運転状悲に応じて、該アイドル回転制御
弁の開度を制御することによって、エンジン回転数が目
標アイドル回転数となるよう前記アイドルエアの流量を
制御している。

一方近年、吸入空気の一部にアシストエアとしてインジ
ェクタの噴口近傍に送り込むことによって、空気流速に
よりインジェクタから噴射される燃料の微粒化を促進し
て、融焼を改善する試みもなされており、燃焼変動の改
良による車両サージ改善、ＨＣ排用量の低減Ｊ燃料増量
の低減によるＣＯ排出量の低減及び燃費性能の向上とい
う効果を挙げている。

又、前記のアイドル回転制御と後者のエアアシストを組
み合せて、吸気通路のスロットル弁より上流側から噛り
入れたアイドルエアの少なくとも一部を、アシストエア
としてインジェクタの噴口近傍に送給し、燃料の微粒化
を促進するようにした内燃機関も提案されている。しか
しながら従来ハ、アシストエアの流量側ａを、アイドル
時にのみ行うようにしており、オフアイドル時にはアシ
ストエアの流量制御ｌを行っていなかったため、燃料量
が大巾に増大するオフアイドル時に、アシストエア量カ
不足して、有効なエアアシストが行われないという欠点
を有していた。

一方、減速時のスロットル弁急開によって生じる失火に
よる、排気ガス中の有害成分であるＨＣの排用量の増加
を防止するべく、スロットル弁のスロットルシャフトと
ダイヤスラム式のディレィバルブを機械的に組合せ、ス
ロットル弁が開状態から閉状態となった時に、スロット
ルシャフトと一体に形成されたレバーがディレィパルプ
に突き当たったら、そこから数秒間時間をかけて徐々に
スロットル弁が閉じられるようにして、吸入空気を入れ
るようにしたものが実用化されている。しかしながら従
来は、このようなダッシュポット機能を、前記のような
内燃機関のエアアシスト、装置に持たせたものは提案さ
れていなかった。

本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなされたもの
で、オフアイドル時にも有効なエアアシストを行うこと
ができ、しかも、減速時に、ダッシュポットの機能を有
するようにされた内燃機関のアシストエア制御方法を提
供することを目的とする。

本発明は、吸気通路のスロットル弁より上流側から取り
入れたアイドルエアの少なくとも一部を、アシストエア
としてインジェクタの噴口近傍に送給し、燃料の微粒化
を促進するようにした内燃機関のアシストエア制御方法
において、アイドル時は、機関回転数が目標アイドル回
転数となるよう前記アシストエアの流量を制御し、一方
、オフアイドル時は、前記アシストエアの流量をアイド
ル時より増量制御し、更に、減速時は、前記アシストエ
アの流量ヲ、まず所定値迄絞り、次いで、時間をかけて
徐々に絞るようにして、前記目的を遅成し友ものである
。

以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。

本実施例は、第１図に示すような、大気を取り入れるた
めのエアクリーナ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
、吸気’１１８に配設され、運転席に配設されたアクセ
ルペダル２０と連動して回動するようにされた、吸入空
気の流量を制御するためのスロットル弁２２と、該スロ
ットル弁２２の開度を検出するためのスロットルセンサ
２４と、吸気干渉を防止するためのサージタンク２６と
、吸気マニホルド２８に配設された、エンジン１０の吸
気ポートに向（すで燃料を噴射するためのインジェクタ
３０と、該インジェクタ３０に所定圧力の燃料を供給す
るための、燃料タンク３２、燃料ボンダ３４及び燃料配
管３６と、アイドルエア配管３８を介して前記吸気管１
８のスロットル弁２２より上流側から取り入れられたア
イドルエアの一部を、前記インジェクタ３０の噴口３０
鳳の近傍に１燃料の微粒化を促進するアシストエアとし
て送給するための、前記アイドルエア配管３８から分岐
されたアシストエア配管４０と、該アシストエア配管４
０の途中に配設式れた、アシストエアの流量を制御する
ことによって、アイドル回転数を制御するためのアイド
ル回転制御弁４２と、アイドルエアの残部を、吸気管１
８のスロットル弁２２より下流側に送給するための、前
記アイドルエア配管３８から分岐されたバイパスエア配
管４４と、該バイパスエア配管４４の途中に配設された
、低温時に開かれてアイドル回転数を高め、ファストア
イドル状態とするためのエアパルプ４６と、排気マニホ
ルド４８に配設された、排気ガス中の残存酸素濃度から
空燃比を検知するための酸素濃度センサ５０と、エンジ
ン１０のクランク軸の回転と連動して回転するディスト
リビュータ軸５２ｍを有するディストリビュータ５２と
、該ディストリビュータ５２に内蔵された、前記ディス
トリビュータ軸５２ａ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５４と、エンジンブロックに
配設された、エンジン冷却水温を検知するための冷却水
温センサ５６と、バッテリ５８と、前記エアフローメー
タ１４出力から求められる吸入空気量と前記クランク角
センサ５４出力のクランク角信号から求められるエンジ
ン回転数に応じて基本の燃料噴射時間を決足し、これを
前記スロットルセンサ２４出力のスロットル弁開度、酸
素濃度センサ５０出力の空燃比、冷却水温センサ５６出
力のエンジン冷却水馬、バッテリ５８の電圧等に応じて
補正することによって、前記インジェクタ３０に開弁時
間信号を出力すると共に、エンジン運転状態に応じて前
記アイドル回転制御弁４２を制御するデジタル制御回路
６０とを備えた自動車用エンジン１０の電子制御燃料噴
射装置において、前記デジタル制御回路６０内で、アイ
ドル時は、機関回転数が目標アイドル回転数となるよう
前記アイドル回転制御弁４２の開度を制御することによ
ってアシストエアの流量を制御し、一方、オフアイドル
時は、前記アイドル回転制御弁４２の開＃をアイドル時
より所定開度だけ開くことによって、アシストエアの流
量をアイドル時より増量制御し、更に、前記スロットル
センサ２４の出力から検知される減速時は、前記アイド
ル回転制御弁４２の開度を、まずオフアイドル時の開度
より所定開腹だけ閉じ、次いで、時間をかけて徐々に閉
じるようにして、アシストエアめ流ｔを、まず所定値ま
で絞り、次いで、時間をかけて徐々に絞るようにしたも
のである。

前記デジタル制御回路６０は、第２図に畦細に示ず如く
、各種演算処理を行うマイクロプロセッサかうなる中央
処理装置（以下ＣＰＵと称する）６０ａと、前記エアフ
ローメータ１４、吸気温センサ１６、酸素濃度センサ５
０、冷却水温センサ５６、バラブリ５８等から入力され
るアナログ信号をデジタル信号に変換して順次ＣＰＵ６
０ａに取込むための、マルチプレクサ付アナログ−デジ
タル変換器６０ｂと、前記スロットルセンサ２４、クラ
ンク角センサ５４等から入力されるデジタル信号を、所
定のタイミングでＣＰＵ６０ａに取込むと共に、ＣＰＵ
６０ａにおける演算結果を、所定のタイミングで前記イ
ンジェクタ３０、アイドル回転制御弁４２等に出力する
バッファ付入出力ポート６０ｃと、プログラム或いは各
種足数等を記憶するためのリードオンリーメモリ（以下
ＲＯＭと称する）６０ｄと、ＣＰＵ６０ａ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）６０ｅと、機関停止時にも
補助電源から給電されて記憶を保持できるバックアップ
用ランダムアクセスメモリ６０ｆと、前記各構成機器間
を接続するコモンバス６０ｇとから構成されている。

以下、第３図及び第４図を参照して、作用を説明する。

本実施例におけるアイドル回転制御は、第３図に示すよ
うなメインルーチンに従って寮行される。

即ち、まずスデツプ１０１で、前記スロットルセンサ２
４のアイドルスイッチのオンオフ状態から、アイドル状
態であるか否かを判定する。判定結果が否である場合、
即ちオフアイドル状態である時には、ステップ１０２に
進み、オフアイドル判定フラグＬＬが既に立っているか
否か、即ち、前回のアイドル判定結果がオフアイドルで
あるか否かを判定する。判定結果が否である場合、即ち
、アイドル状態からオフアイドル状態へ変つ九走行開始
時には、ステップ１０３に進み、オフアイドル判定フラ
グＬＬを立てると共に、ステップ１０４で、次式に示す
如く、アイドル回転制御弁４２ｑ）制御デューティ値り
に所定値Ａを加え、アイドル回転制御弁４２が、アイド
ぷ時より所足開度だけ開かれるようにする。

Ｄ＝Ｄ＋Ａ　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・
（１）これによって、アシスト興アの流電がアイドル時
より増量制御される。

又、前出ステップ１０２における判定結果が正である場
合、即ち、オフアイドル状態が続いている走行中の時に
は、このプログラムを終了する。

従って、アイドル状態からオフアイドル状態に移った時
の制御デューティ値（Ｄ＋Ａ）に応じて、アイドル回転
制御弁４２は、開いたままの状態に維持される。

一方、前出ステップ１０１における判定結果が正である
場合、即ち、アイドル状態である場合には、ステップ１
０５に進み、オフアイドル判定フラグＬＬが既に立って
いるか否かを判定する。判定結果が正である場合、即ち
、オフアイドル状態がちアイドル状態に移った減速時に
は、ステップ１０６に進み、オフアイドル判定フラグＬ
Ｌをリアシストると共に、ステップ１０７で、次式に示
す如く、アイドル回転制御弁４２０制御デューテイ値り
を、前出ステップ１０４で、所定値Ａだけ開かれる前の
値より、所定値ａだけ大きな値、即ち、ダッシュボ′ッ
トタッチ回転数に対応する値まで減少させる。

Ｄ＝Ｄ−（Ａ−ａ）・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（２）次いで、ステップ１０８に進み、ダッシュポ
ット実行中フラグＤＰＳを立てる。

一方、前出ステップ１０５における判定結果が否である
場合、即ち、アイドル状態が継続されているアイドル時
には、ステップ１０９に進み、現在のエンジン回転数Ｎ
Ｂが、ダッシュポット終了目標回転数ＮＥＤＰＥ以下で
あるか否かを判定する。

判定結果が正である場合には、ステップ１１０に進み、
ダッシュポット実行中フラグＤＰＳをリセットする。一
方、前出ステップ１０９における判定結果が否である場
合、即ち、エンジン回転数ＮＥが、まだ、ダッシュポッ
ト終了目標回転数ＮＥＤＰＥまで下っていない場合には
、ステップ１１１に進み、ダッシュポット実行中フラグ
ＤＰＦが立っているか否かを判定する。相定結果が否で
ある場合には、ステップ１１２に進み、エンジン回転数
ＮＥが目標アイドル回転数となるように前記アイドル回
転制御弁４２の制御デューティ値Ｄを決定して、前記ア
シストエアの流量をアイドル制御する。一方、前出ステ
ップ１１１における判定結果が正である場合、即ち、ダ
ッシュポット実行中フラグＤＰＳが立っている場合には
、ダッシュポット制御を行う必要があるので、ステップ
１１３に進み、ダッシュポット減衰フラグＤＰが立って
いるか否かを判定する。判定結果が正である場合、即ち
、ダッシュポット減衰実行タイミングである場合には、
ステップ１１４に進み、次式に示す如く、現在実行中の
制御デューティ値りから、一回当りの制御デューティ値
減衰量に対応する値βを差引いた値を、次の制御デュー
ティ値とする。

Ｄ＝Ｄ−β・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（３）次いでステップ１１５に進み、ダッシュポット
減衰フラグＤＰをリセットする。

前出ステップ１０４．１０８．１１２．１１５終了後、
或いは、前出ステップ１１３における判定結果が否であ
る場合には、ステップ１１６に進み、制御デューティ値
りを、アイドル回転制御弁４２に出力して、とのプログ
ラムを終了する。

前記メインルーチンで用いられているダッシュポット減
衰フラグＤＰのセットは、第４図に示すようなタイマ割
込みルーチンに従って行われている。即ち、まずステッ
プ２０１で、ダッシュポット実行中フラグＤＰＳが立っ
ているか否かを判定する。判定結果が正である場合には
、ステップ２０２に進み、ダッシュポット実行中カウン
タＣＤＰを１だけカウントアツプする。次いで、ステッ
プ２０３に進み、ダッシュポット実行中カウンタＣＤＰ
の値が設足時間に対応する所定値Ｃ以上となつ友か否か
を判定する０判定結果が正である場合には、ステップ２
０４に進み、ダッシュポット減衰フラグＤＰをセットす
ると共に、ダッシュポット実行中カウンタＣＤＰをクリ
ヤする。ステップ２０４終了後、或いは、前出ステップ
２０１．２０３における判定結果が否である場合には、
このプログラムを終了する。

以上説明し友通り、本発明によれば、オフアイドル時に
燃料量に見合つ友アシストエア流ｔｔ−確保して、適切
なエアアシストを行うことができる。

又、減速時に、アシストエアによりダッシュポット制御
が行なわれるので、別体の機械的なダッシュポット装置
を用いることなく、安価な費用で減速時の排気ガス浄化
性能を向上することができる。

更に、単にスロットル弁の急閉をやわらげるだげでなく
、流速の速い空気が少い噴射燃料にあたるため、燃料の
霧化は最も良くなり、赫焼を改善する効果も高い等の優
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シストエア制御方
法の実施例が採用された、自動車用エンジンの電子制御
燃料噴射装置の全体構成を示す、一部ブロック線図を含
む断面図、第２図は、前記電子制御燃料噴射装置で用い
られているデジタル制御回路の構成を示すブロック線図
、第３図は、前記実施例で用いられているアイドル回転
制御のためのメインルーチンを示す流れ図、第４図は、
同じく、ダッシュポット減衰タイミングを決定するため
のタイマ割込みルーチンを示す流れ図である。１０・・・エンジン、１４・・・エアフローメータ、２
２・・・スロットル弁、２４・・・スロットルセンサ、
３０・・・インジェクタ、３８・・・アイドルエア配管
、４０・・・アシストエア配管、４２・・・アイドル回
転制御弁、５４・・・クランク角センサ、６０・・・デ
ジタル制御回路。代理人　　高　矢　　　　論（ほか１名）３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）吸気通路のスロットル弁より上流側から取り入れ
たアイドルエアの少なくとも一部を、アシストエアとし
てインジェクタの噴口近傍に送給し、燃料の微粒化を促
進するようにした内燃機関のアシストエア制御方法にお
いて、アイドル時は、機関回転数が目標アイドル回転数
と乙【るよう前記アシストエアの流量を制御し、一方、
オフアイドル時は、前記アシストエアの流量をアイドル
時より増量制御し、更に、減速時は、前記アシストエア
の流量を、まず所足値迄絞り、次いで、時間をかけて徐
々に絞るようにしたことを特徴とする内燃機関のアシス
トエア制御方法。