JPS59224440A - 過給機付内燃機関の吸入空気量制御方法 - Google Patents

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】 ［技術分野］ 本発明は、過給機を備えた内燃機関の吸入空気量を制御
する方法に関し、特に、スロットルバルブと過給機とを
迂回しているバイパス通路を流れる空気流量を内燃機関
運転状態に応じて調節し、アイドル時の内燃機関回転数
を制御する吸入空気量制御方法に関する。

内燃機関クランク軸のアイドル時の回転速度いわゆるア
イドル回転数を制御する装置として、吸気系にスロット
ルバルブのバイパス”通路を設り、ゝ＼ そこにアイドル回転数制御用バルブ（以下トｓｃＶと略
ｔ＞を配設し、スロットル間度センザ、水温センサ、ス
タータスイッチあるいは車速センサなどから検出された
内燃機関運転状態を示す信号を制御回路に取り込み、制
御回路がこれらの検出データやエアコンスイッチ、ニュ
ー１−ラルスタートスイッチ等の作動状態に基づいてア
イドル時の目標回転数を亦出し、アイドル回転数をこの
目標回転数に一致させるようにフィードバック制御を行
うアイドル回転数制御装置が実用化されている。

この種のアイドル回転数制御装置では、■ＳＣＶのフィ
ードバック制御を行うための内燃別間運転条件を設定し
、フィードバック制御をしないような運転条件のとき、
例えば冷却水温が所定値以下の時あるいは車速が所定値
以上となる時には、フィードバック制御を中止し、フィ
ードバック制御中に学習した学習値を使用してオーブン
ループにＪ：るｌ５ＣＶのアイドル回転数の学習値制御
を行っている。

一方、上述のようなアイドル回転数詞ユ１１装置をもつ
内燃機関に、過給機が装着されている場合、従来は、過
給機の動作によ−ノては吸気性に接続されたバイパス通
路を通してスロワ１−ルハルブの下流から上流へ吸入空
気が逆流づる恐れを考Ｄ’Ｈして、内燃機関の負荷、つ
まりクランク軸１回転あたりの吸入空気ｍの値Ｑ／Ｎが
所定値以上となった際には、吸入空気の逆流を防ぐため
アイドル状態であってもｌ５ＣＶを完全に閉鎖するよう
に制し１１シている。

しかし、上述の如＜ｌ５ＣＶを全開制御する条件を１回
転あたりの吸入空気量の値Ｑ／Ｎにおいていることから
、冷間始動時又はその直後などの低回転数域において吸
入空気＠Ｑが少なくてもＱ／Ｎが所定値以上となること
があり、その為、バイパス通路からの吸入空気量の供給
が必要であるにもかかわらず、ｌ５ＣＶが全開制御され
、内燃機関が始動しにくかったり、又、始動してもその
回転数が極度に低十して不安定となって、ハンチングを
起こしたり、点火時期もふらついて、燃費、エミッショ
ンの悪化等の問題があった。

［発明の目的コ そこで、本発明は、過給機を設（〕た内燃機関の吸気管
バイパス通路をｒｓｃｖにより開閉制御してアイドル回
転数を制Ｏｎ　ツーる際、アイドル時に内燃機関の負荷
Ｑ／Ｎが所定値以上であっても、低回転数域においては
ｒｓｃｖを全開制御せず、適正な空気流量を保持して、
冷間時の内燃機関始動口）又はその直ｉＪ２の不安定な
アイドル回転、ハンチング、あるいは点火時期のふらつ
きを防止し得るアイドル回転数制御方法を提供づること
を目的とりるものＣある。

［発明の構成］ 本発明の要旨とするところは、 過給機イ」内燃（幾関の吸気系に設ｃ）られ、スロワ１
〜ルバルブ及び過給機を迂回して空気を燃焼空へ供給覆
るバイパス通路の空気流ｍを、該バイパス通路に設りら
れたアイドル回転数制御用バルブの聞「１面拍の調節に
より、アイドル時の内燃１ｍ関回転数を制御する過給機
付内燃観関の吸入空気量制御方法におきて、 アイドル時に内燃１幾関回転数を目Ｌｊ回転数に一致さ
せるよう上記アイドル回φλ数制御用バルブの聞［１而
梢をＳ＋：ａ節Ｊるフィードバック制御が行われていな
い場合、 前記スロットルバルブが全開状態のどさ又は内燃機関の
負荷が所定値未満のとき、前記アイドル回転数詞す１１
用バルブの開口面積を所定ｍに調節し、前記スロットル
バルブが全開状態でなく、かつ内燃機関の負荷が所定値
以上のどき、前記アイドル回転数制御用バルブを全閉に
づることを特徴とする過給機イ］内燃機関の吸入空気量
制御方法にある。

次に第１図に本発明の阜本的ＪＭ成のフローチト−トを
示す。

ここにおいてＰｌはｒｓｃｖのフィードバック条件が成
立したか否かを判定づるステップを表わす。Ｐ２は内燃
機関の実際の回転数と目標回転数とを比較することによ
り実際の回転数′を目標回転数に一致するようｌ５ＣＶ
を調整するフィードバック制御をするステップを表わす
。Ｐ３はスロワ１〜ルバルブが全開か否かを判定覆るス
デツ／を表わづ。Ｐ４は内燃機関の負荷が所定値以上か
否かを判定づるステップを表わす。Ｐ５はｌ５ＣＶを全
閉処理するステップを表わづ。Ｐ６はｌ５ＣＶを所定量
間口する処理を表わす。

このような構成において、ま−ｆステップＰ１にてｒｓ
ｃｖのフィードバック制６１＋が実行でさる条（’ｌが
成立しているか否か、例えば車速が所定速度双手でかつ
スロワ１−ルバルブが仝閉であるか否かを判定Ｊる。フ
ィードバック条イ′１が成ｆｔ　Ｌ／ていればｒＹｔ二
Ｓ」と判定されて、次いでスう゛ツブＰ２が実行され、
ｌ５ＣＶのフィードバック制御が実行される。

ステップＰ１にてフィードバック条件が成立していなり
ればｌ−Ｎ　ＯＪと判定され、次いでＰ３が実行され、
ス］」ツｉ〜ルバルブが全開状態であるか否かが判定さ
れる。全開でな（プれば、ここでは「ＮＯ」と判定され
、次いでステップＰ４が実行されて内燃機関の負荷が所
定（０以上か否かが判定される。ここ′１負萄が所定１
コ］以」−であれば、「Ｙ［ＥＳＪど判定されて、次い
ｅスラップＰ５にてｌ５ＣＶが全開とされる。

ステップ［〕４にて負荷が所定始末）−１であればｒＮ
ＯＪど判定されて次いでステップＰ６が実行されｌ５Ｃ
Ｖが所定量の開口面積となる。

前記スゲツブ］〕３にてスロワ１−ルバルブが全開であ
り、ｒＹ［ＥｓＪと判定された場合にＡ３いても上記ス
テップＰ６が実行されｌ５ＣＶが所定量の開口面積とな
る。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明Ｊる。

［実施例］ 第２図は過給機角きの内燃機関の主要構成図を示し、吸
気通路１には上流から順に、吸気量を検出しこれに苅応
じたアナログ電圧を発生づる、例えばボテ”ンショメー
タ式のコニアフロメータ３、アクセル操作により動作づ
るスロツｌ〜ルバルブ５、ザージタンク７及び各気筒に
接続される吸気管９が設りられる。燃料噴射弁１１は各
吸気管９に設ＶＪられ、燃焼室１３へ向けて燃料を噴射
する。燃焼室１３は、点火プラグ１５を４１し、シリン
ダヘッド１７、シリンダブロック１９、及びビス１ヘン
２１により画定される。混合気は吸気弁２３を粁Ｃ燃焼
空１３に入り、燃焼後、排気弁２５を経て排気通路２７
へ排出される。過給機２つは、吸気通路１内に設（）ら
れたコンプレツリ３１と排気通路２７内に設置ノられた
タービン３３とを有し、コンプレツリ３１とタービン３
３とはＪＬ通の軸に固定されている。３５はコンプレッ
サ３１より上流の吸気通路１とリージタンク７との間、
つまりスロワ１〜ルバル１５ど過給機２９とを迂回する
ように接続されたバイパス）ｍ路で、このバイパス通路
３５にはここを流れる空気最゛を調整してアイドル助の
回転数を制御−りるｌ５ＣＶ３７が段（プられる。

３９はスロワ１−ルバルブ５の開度を検出するスロワ１
−山開センンリで、スロワ１〜ルバルブ５の全開状態を
検出づるアイドル接点等をＤｆ右する。４１はディス１
〜リビユーク４３内に内蔵される回転数センサを１１ｇ
ねｌζ回転角ヒセンサ、クランク軸の所定回転角毎にパ
ルス信号を荘１力づる。４５は変速（幾の出力軸に刻し
設置された車速セン１〕で、車速を検出づる。４７は内
燃機関の冷ＩＪＩ水温を検出づる１ノ一ミスタ式の水温
センサＣある。５０は内燃（実間の運転状態を制御づる
電子制御回路Ｃある。

第３図は」ニ記電了制御回路５０のブロック図を示Ｊｏ
この電子制御回路５０は、マイクロコンビ」−夕を中心
に構成され、所定のプログラムに従って各種演算処理を
実行づるマイクロプロレスＩＪユニットＭＰＵ　５３、
プログラムや演算に必我な定数、マツプデータ等を記憶
づるリードオンリメモリＲＯＭ５５、読み出し書き込み
可能な一部バツクアップされたランダムアクレスメモリ
ＲＡＭ５７ζクロツク信号を各ユニットへ供給層るクロ
ック回路５９、入出カポ−トロ１、入カポ−１−６３及
び出力ポートロ５を備え、各ユニットはデータバス６６
によって相互に接続される。エアフ目メータ３と水温’
（ｚアザ４フからのアナログ検出信号は各々バッファ６
７．６８を経てマルチプレクリ６９へ送られ、マルチプ
レクリ６９で選択された検出信号は順次Ａ／Ｄ変換器７
１を介して入出カポ−トロ１へ送られる。車速センサ４
５と回転角センサ４１とから出力される検出信号は波形
整形回路７３を経て入カポ−１〜６３へ送られる。スロ
ツ］−ル開度はンサ３９から・出力される検出（ｉ’？
号は直接入）〕ボー１−６３に入力し、入カポ−１−６
３にてＡ／Ｄ変換される。ただし、ス（−１ツ（〜ルバ
ルブ５の仝閉をアイドルスイッチで捉えるならＡ／Ｄ変
換の必要はない。ｌ　５ＣＶ３７は、出カポ−１−６５
から出力される制御信号（膣出されたパルスデューティ
に塁づくパルス１３号）を駆動回路７５を介して入力し
、開閉動作を行う。

上記のように（Ｉ１１成される電子制御回路５０では、
水温センサ４フ等の各セン１）から送られる機関データ
を入力し、これらの検出データから運転状態が所定のア
イドル回転数のフィードバック制御条イ′１を満すか否
かを判定し、フィードバック制御条件をｉ（４’Ｊ場合
にはａ！関データからアイドル時の目標回転数を樟出し
、この目標回転数に実際の回転数を合ぜるようにｒｓｃ
Ｖ３７を制御して吸入空気流量を調整し、アイドル回転
数制９１１を行う。

次に本発明の、１：′施例のフローチャー１〜を第４図
及び第６図に示づ−０ 先ず、第４図において、このルーチンの処理が開始され
るとステップ１００を実行し、アイドル回転数もす御用
に前回フィードバック制御の際に記憶したｌ５ＣＶ３７
の制御信号のデユーディの学門（「１を、必要な制御情
報を記憶しているＣ−ＲＡＭから通常のＮ−ＲＡＭへ移
し替える。次いでステップ１０５にて回転角センサ４１
からの信号に基づき実際の内燃機関回転数Ｎ［、車速セ
ンサ４５からの信号に基づき４■速ｖ１エアフＯメータ
３からの信号に基づき吸入空気ｆｆ１Ｑ、水温セン９゛
４７からの信号に基づき内燃機間冷Ｎ１水温、及びスロ
ットル開度センサ３９からの信号に基づきスロットルバ
ルブ５の開度又はその全開状態等を検出する。次いでス
テップ１１０を実行し、上記ステップ１０５にて検出さ
れた現在の機関データに基づきアイドル回転数のフィー
ドバック制−条ヂ１が成立しているか否かを判定する。

ここで、例えば冷却水温が７０℃以上、車速か２．５ｋ
ｍ／ｈ以下で且つスロットル開度が全開状態にある時、
フィードバック制御条件が成立していると判断されｒＹ
ＥｓＪと判定されて、次にステップ１２０に進み、図示
しないニュー１−ラルスタートスイッチやエアコンスイ
ッチから送られる信号に基づいてその時の内燃区間状態
に応じた目標回転数ＮＦを算出する。次に、ステップ１
３０にて、内燃機関の実際の回転数Ｎ　ＩＥと今回ステ
ップ１２０で算出した目標回転数ＮＦとの差がら、ｌ５
ＣＶ制御信弓のパルスデューティ補正用の積分項ＤＩと
比例項ＤＰとを算出する。ＮＦ、！＝ＮＥとの差をΔＮ
とりるとΔＮとＤＰ又はＤＩとの関係は例えば第５図（
イ）、（ロ）のグラフのように表わされる。

ざらに、ステップ１４０にて、エアコンスイッチのオン
・オフ状態やシフト位置に応じて例えばマツプから見込
み項ＤＴが算出される。この見込みＪ頁ＤＴは、シフ１
〜ヂエンジや」ニアコンスイッチの切換を行った直後に
内燃）実開にががる４萄が急激に変化し内燃機関回転数
が急昇、急降づるのを防止Ｊる１ｃめｌ５ＣＶ制御デユ
ーテイを予測補正Ｊるものである。次いでステップ１４
５にて制御デユー７ィＤが１）　−Ｄ　Ｐ十ΣＤＩ−ト
ＤＴなる計算により求められる。次いで、ステップ１５
０にて、曲回学習したＩ　５ＣＶ３７の制御信号のパル
スデ」−ディの学習値ＤＧと今回のＤＰ＋ΣＤＩとの比
較した結末に旦づき学習値を更新Ｊ”る。

１なわち、例えば、ＤＧ＞ＤＰ＋ΣＤＩの時、今回のデ
ユーティの学習値ＤＧはＤＧ−１とＰＩ　６替えられ、
ＤＧ＜ＤＰ＋ΣＤＩの時、ＤＧはＤＧ＋１と書き替えら
れ、さらに、ＤＧ＝ＤＰ十ΣＤＩの場合、ＤＧは前回の
学習値と同一とするような処理が行われる。

次いで、ステップ１６０にて、上記ステップ１４５で算
出されたパルスデユーディＤを出力ポートロ５のレジス
タにセットシてこのルーチンを終了する。出力ポートロ
５のレジスタにゼットしたことにより、Ｉ　５ＣＶ３７
がその伯に応じて駆動されることになる。

一方、上記判定ステップ１１０において、内燃機関の冷
却水温が所定温度以下であるか、始動時のクランキング
時であるが、あるいはスロ開度１６間度が全開であって
も車速が所定値以上であるなどの理由によりアイドル回
転数のフィードバック制御条件が不成立となった時、ｒ
ＮＯＪと判定され、次に、ステップ１７０へ進ｌυで、
Ａ−ジンループ制御時のパルスデューティを算出する。

第６図はステップ１７０の詳細フ１コーチＩＦ−１−を
示し、これにＪ：リオープンルーブ制御時のパルスデユ
ーディの演緯処理を説明する。

ここでは、先ず判定ステップ２０１を実行し、スロツ１
〜ル間度センリ３９から送られたスロットル開度信号デ
ータにより、スト１ツ１−ルバルブ５が全開状態か否か
を判定する。そして、スロットルバルブが全開状態でな
い時はｒＮＯＪと判定され、ステップ２０２に進んで、
内燃機関負荷つまり１回転あたりの吸気量の値Ｑ／Ｎが
所定値０．５５立／ｒｅｖ以上か否かを判定づ゛る。な
Ｊ５、内燃機関負荷が０．５５１／ｒｅｖ以上の領域と
は、吸気通路１を流れる空気の圧力が高く、Ｉ　５ＣＶ
３７が問いているとバイパス通路３５で逆流を生り゛る
ような゛高角７１？ｉ領域を示づものである。

一方、上記ステップ２０１で、スロワ１−ルバルブが全
開であると判断された時ｒＹＥｓＪと判定され、次にス
テップ２０４へ進み、フィードバック制御時に記憶した
パルスデューティの学習値ＤＧを制御デ１−ディＤとＪ
る。上記の判定ステップ２０２で、内燃機関負荷Ｑ／Ｎ
が所定値未満、この場合は０．５５１／ｒｅｖ未満であ
るとして、ｒＮＯＪと判定された時にもこのステップ２
０４に進み、学習値ＤＧをルリ御信号用のパルスデュー
ティＤとづる。

一方、判定ステップ２０２で、内燃機関負荷Ｑ／Ｎが０
．５５立／　ｒｅｖ以上の高負荷領域であり、ｒＹＥｓ
Ｊと判定されＩＣ時にはステップ２０３へ進み、バイパ
ス通路３５での逆流を防止覆るために、ｌ５ＣＶ３７を
完全に閉鎖する最小のデユーティが設定される。そして
、第４図のフローチν−１〜に示すステップ１６０に進
んで、ステップ２０３で設定した全開用の最小のデユー
ティＤ又は、ステップ２０４で取り込んだ学習値のデ１
−５イＤＧに設定したデユーティ［〕を〕出カポートロ
のレジスタにレットしてこのルーチンを終了づ゛る。

したがって、スロワ１〜ルバルブ５が全開の時には必ず
ステップ２０’ｌを実行しＵＩＳＣＶ制罪用のパルスデ
ューティＤに学習値を入れて［５ＣＶ３７を聞くように
制御するから、冷間時などに吸気量不足から内燃機関回
転数が異常に低下したり、ハンチングや点火ｎ、’ｊ　
Ｉ！ＩＦのふらつきなどを起こすことを防止できる。

し発明の効果１ 以」−詳述し／、：　Ｊ、うに、本発明のアイドル回転
数制御方法によれば、Ａ−ブンループ制御時、スロワ１
〜ルバルブが完全に閉鎖されている時、内燃機関負荷が
所定館以上であってもｌ５ＣＶを全閉制饋１１ｔ！ず、
量弁制御を行うにうにしたから、冷間時の内燃機関始動
直後のアイドル時などに、吸気量不足から内燃機関回転
数が極疫に低下してハンチングあるいは点火時期のふら
つきなどが生ずるのを防止して安定したアイドリングを
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を示Ｊ−フローチ１１−１
〜、第２図は内燃一機関の制御系を含む主要部概略図、
第３図１よその電子制御回路のブロック図、第４図は本
発明の一実施例のフローチ１１−１〜、第５図〈イ）、
（ロ）はフィードバック制御に用いられる比例項又は積
分項とΔＮとの関係を示Ｊグラフ、第６図はオープンル
ープ制御時の詳細フローチャー１〜である。 １・・・吸気通路　　　　　　３・・・エアフロメータ
５・・・スロットルバルブ　　２９・・・過給機３５・
・・バイパス通路　　　３７・・・ｌ５ＣＶ３９・・・
スロワ１゛・ル山開センザ ４１・・・回転角センザ ５０・・・電子制御回路 代理人　弁理士　定立　勉 ぼか１名 第５図　　　　（イ） ｎｐ （ロ） Ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 過給機付内燃機関の吸気系に設けられ、スロツ！・ルバ
   ルブ及び過給機を迂回して空気を燃焼室へ供給づるバイ
   パス通路の空気流毎を、該バイパス通路に設けられたア
   イドル回転数制御用バルブの開口面積の調節ににす、ア
   イドル時の内燃１幾関回転数を制御する過給機付−内燃
   機関の吸入空気量制御方法方法にＪ３いて、 アイドル時に内燃機関回転数を目標回転数に一致さＵる
   よう上記アイドル回転数制御用バルブの聞［１而槓を調
   節Ｊるフィードバック制御が行われていない場合、 前記スロワ１〜ルバルブが全開状態のどさ又は内燃機関
   の負荷が所定値未満のとぎ、前記アイドル回転数制御用
   バルブの開口面積を所定量に調節し、前記スロットルバ
   ルブが全開状態でなく、かつ内燃１幾関の負荷が所定値
   以上のとき、前記アイドル回転数制御用バルブを全開に
   することを特徴とする過給機付内燃機関の吸入空気量制
   御方法。