JPS593134A - 内燃機関のアイドル回転数制御方法 - 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】 本発明は、内燃機関のアイドル回転数制御方法に係り、
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、機関回転数とアイドル目標回転数
の差に応じて、スロットル弁をバイパスして導入される
吸入空気の流量を制御することにより、機関のアイドル
回転数をフィードバック制御するようにした内燃機関の
アイドル回転数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
する方法の一つに、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、機関の吸入空気量又は吸気管圧力及
び機関回転数等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２シ、空燃比をＳ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
られるようになってきている。

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、アイドル運転時に、機関回転数とアイドル目
標回転数の差に応じて、スロットル弁をバイパスして導
入される吸入空気の流量を制御することによシ、機関の
アイドル回転数をフイードバック制御するようにされて
いる。

このようなアイドル回転数制御によれば、機関のアイド
ル回転数を適確に制御することが可能となるものである
が、従来は、スロットル弁の全閉状態を検出するための
アイドルスイッチをスロットルボディに設け、該アイド
ルスイッチのオンオフ状態からフィードバック条件の成
立の有無を検知するようにしていただめ、アイドルスイ
ッチがオンの状態でスロットル弁が若干開かれ（アイド
ルレーシング状態と称する）、この状態から再びスロッ
トル弁が全閉状態に戻された場合に、機関回転数がアン
ダーシュートしたり、甚だしい場合は、エンジンストー
ルに至ることがあった。即ち、一般に、スロットル弁の
全閉状態を検知するだめのアイドルスイッチには公差が
設けられており、スロットル弁全閉状態だけでなく、ス
ロットル弁が若干開かれた状態でも、アイドルスイッチ
はオンとなっている。従って、アイドルスイッチがオン
のまま、スロットル弁が若干開かれた状態では、アイド
ル回転数が高くなるので、フィードバック条件が成立し
ている場合には、アイドル空気の流量を少なくして、機
関回転数をアイドル目標回転しに戻すべく、アイドル空
気の流量が絞られる。

よって、この状態でスロットル弁が全閉にされると、ア
イドル空気の流量が不足し、機関回転数がアンダーシュ
ートしたり、又は、甚だしい場合は、エンジンストール
に至ることになる。

このような欠点を解消するべく、従来は、例えば、アイ
ドル目標回転数を＾く設定したり、或いは、スロットル
弁の開度な精密に検知できるセンサを取シ付ける等の対
策を施していたが、前者の場合には、燃費性能が悪化し
、又、後者の場合は、コストが高くなるという欠点を有
していた。

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、アイドル目標回転数を低く設定したｉ合でも、アイ
ドルレーシング時にスロットル弁を全閉した場合の機関
回転数のアンダーシュートやエンジンストールの発生を
確実に防止することができる内燃機関のアイドル回転数
制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、機関回転数とアイドル目標回転数の差に応じ
て、スロットル弁をバイパスして導入される吸入空気の
流量を制御することにより、機関のアイドル回転数をフ
ィードバック制御するようにした内燃機関のアイドル回
転数制御方法において、フィードバック条件成立時に、
前回もフィードバック条件が成立しておシ、且つ、機関
回転数がアイドル目標回転数よシ所定値以上高い場合は
、フィードバック制御を禁止するようにして、前記目的
を達成したものである。

以下図面を参照して、本発明に係る内燃機関のアイドル
回転数制御方法が採用された、自動車用エンジンの吸気
管圧力式電子制御燃料噴射装置の、実施例を詳細に説明
する。

本発明の箒→実施例は、第１図に示す如く、外気を取入
れるためのエアクリーナ１２と、該エアクリーナ１２に
よシ取入れられた吸入空気の温度を検出するだめの吸気
温センサ１４と、スロットルボディ１６に配設され、運
転席に配設されたアクセルペダル（図示省略）と連動し
て開閉するようにされた、吸入空気の流量を制御するた
めのスロットル弁１８と、該スロットル弁１８がアイド
ル開度にあるか否かを検出するためのアイドルスイッチ
及びスロットル弁１８の開度に比例した電圧出力を発生
するポテンショメータを含むスロットルセンサ２０と、
吸気干渉を防止するためのサージタンク２２と、該サー
ジタンク２２内の圧力から吸気管圧力を検出するための
吸気管圧力センサ２３と、前記スロットル弁１８をバイ
パスするバイパス通路２４と、該バイパス通路２４の開
口面積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速度制御弁２６と、吸気マニホル
ド２８に配設された、エンジン１ｏの吸気ボートに向け
て燃料を噴射するためのインジェクタ３０と、排気マニ
ホルド３２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３４と、前記
排気マニホルド３２下流側の排気管３６の途中に配設さ
れた三元触媒コンバータ３８と、エンジン１ｏのクラン
ク軸の回転と連動して回転するディストリピュ−タ軸を
有するディストリビュータ４ｏと、該ディストリビュー
タ４０に内蔵された、前記ディストリビュータ軸の回転
に応じてそれぞれ上死点信号及びクランク角信号を出力
する上死点センサ４２及びクランク角センサ４４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
するだめの冷却水温上ンサ４６と、変速機４８の出力軸
の回転速度から車両の走行速度を検出するための車速セ
ンサ５０と、前記吸気管圧力センサ２３出力の吸気管圧
力と前記クランク角センサ４４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エンジン１工程当
シの基本噴射量を求めると共に、これを前記スロットル
センサ２ｏの出力、前記酸素濃度センサ３４出力の空燃
比、前記冷却水温センサ４６出力のエンジーン冷却水温
等に応じて補正することによって、燃料噴射量を決定し
て、前記インジェクタ３０に開弁時間信号を出力し、又
、アイドル時に機関回転数とアイドル目標回転数の差に
応じて、前記アイドル回転速度制御弁２６をフィードバ
ック制御するデジタル制御回路５４とを備えた自動車用
エンジン１０の吸気管圧力式電子制御燃料噴射装置にお
いて、前記デジタル制御回路５４内で、アイドル回転フ
ィードバック条件が成立したことが検知された時は、前
回フィードバック条件が成立していない場合、又は、前
回もフィードバック条件が成立しており、且つ、機関回
転数とアイドル目標回転数の差が所定値未満である場合
に、アイドル回転フィードバック制御を実行し、一方、
前回もフィードバック条件が成立しており、且つ、機関
回転数がアイドル目標回転数より所定値以上高い場合は
、アイドル回転フィードバック制御を禁止するようにし
たものである。

前記デジタル制御回路５４は、第２図に詳細に示す如く
、各種演算処理を行うマイクロプロセッサからなる中央
処理装置（以下ＣＰＵと称する）６０と、前記吸気温セ
ンサ１４、スロットルセンサ２０のポテンショメータ、
吸気管圧力センサ２３、酸素濃度センサ３４、冷却水温
センサ４６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ＣＰＵ６０に取込むためのマルチプ
レクサ付きアナログ人２ノボートロ２と、前記スロット
ルセンサ２０のアイドルスイッチ、上死点センサ４２、
クランク角センサ４４、車速センサ５０等から入力され
るデジタル信号を、所定のタイミングでＣＰＵ６０に取
込むためのデジタル入力ポートロ４と、プログラム或い
は各種定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）６６と、ＣＰＵ６０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）６８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７０と、ＣＰＵ６０における演
算結果を所定のタイミングで前記アイドル回転速度制御
弁２６、インジェクタ３０等に出力するためのデジタル
出力ポードア２と、前記各構成機器間を接続するコモン
バス７４とから構成されている。

以下作用を説明する。

本実施例におけるアイドル回転フィードバック条件成立
時の処理は、第３図に示すような、アイドル回転フィー
ドバック条件成立ルーチンによって実行される。即ち、
前記スロットルセンサ２゜のアイドルスイッチがオンと
なったこと等によシ、アイドル回転フィードバック条件
が成立した場合には、第３図に示すルーチンのステップ
１０１に入シ、次式に示す如く、前記クランク角センサ
４４出力のクランク角信号から求められる機関回転数Ｎ
Ｅからアイドル目標回転数ＮＦを引くことによって、機
関回転数とアイドル目標回転数の差＝ｆｆｌＥを算出す
る。

△ＮＥ、＝ＮＥ−ＮＦ・・・・・・・・・（１）ついで
、ステップ１０２に進み、前回もアイドル回転フィード
バック条件が成立しており、現在アイドル回転フィード
バック制御実行中であるか否かを判定する。判定結果が
否である場合には、ステップ１０３に進み、前出ステッ
プ１０１で算出された回転数差△ＮＥが所定値α（例え
ば１００〜１５０　ｒｐｍ　）未満であるか否かを判定
する。判定結果が否である場合には、減速過程（第４図
の区間ＡＯ）にあると判断して、ステップ１０４に進み
、減速過程におけるアイドル回転フィードバック制御を
許容するだめのフラグＡをリセットする。一方、ステッ
プ１０３の判定結果が正である場合、即ち、機関回転数
ＮＥがアイドル目標回転数ＮＦに十分近づき、アイドル
レーシング時の不具合を防止するため、所定条件成立時
にはフィードバック制御を禁止する必要があると判断さ
れる場合には、ステップ１０５に進み、前記フラグＡを
セットして、アイドルレーシング時のフィードバック制
御禁止が行われるようにする。

前出ステップ１０２における判定結果が正である場合に
は、ステップ１０６に進み、前出ステップ１０４，１０
５で、それぞれ、リセット、セットされているフラグＡ
が０であるか否かを判定する。判定結果が正である場合
には、まだ機関回転数ＮＥが十分低下しておらず、アイ
ドル回転フィードバック制御を継続する必要があると判
断して、前出ステップ１０３に戻る。ステップ１０６に
おける判定結果が否である場合、即ち、機関回転数ＮＥ
が十分アイドル目標回転数ＮＦに近づいており、アイド
ルレーシング時の不具合を防止する必要があると判断さ
れる時には、ステップ１０７に進み、前出ステップ１０
１で算出された回転数差△ＮＥが、所定値α（例えば１
００〜１５０ｒｐｍ）未満であるか否かを判定する。該
ステップ１０７の判定結果が正である場合、或いは、前
出ステップ１０４，１０５終了後、ステップ１０８に進
み、従来と同様に、アイドル回転フィードバック制御を
実行する。一方、前出ステップ１０７の判定結果が否で
ある場合には、アイドルレーシング中であると判断して
、ステップ１０９に進み、アイドル回転速度制御弁２６
の開度を固定して、アイドル回転フィードバック制御を
禁止する。ステップ１０９或いは１０８終了後、このル
ーチンを終了する。

本実施例におけるエンジン回転数ＮＥの変化状態とアイ
ドル回転速度制御弁に与えられる制御デユーティ値Ｄ（
アイドル回転速度制御弁２６の開度に対応）の関係の一
例を第４図に示す。図から明らかな如く、時刻ｔ、から
ｔ２にかけては、アイドル回転フィードバック制御が実
行されており、その時の機関回転数ＮＥとアイドル目標
回転数ＮＦの差に応じて、制御デユーティ値りも増減し
ているのに対して、アイドルレーシング中である時刻１
、からｔ３にかけては、制御デユーティ値りが、時刻ｔ
２の時の値に固定されているため、アイドル空気の流量
が過小となることがなく、アイドルレーシング中にスロ
ットル弁を全閉した場合でも、機関回転数ＮＢがアンダ
ーシュートしたり、或いは、エンジンストールすること
がない。これに対して従来は、アイドルレーシング中の
時刻ｔ２からｔ３にかけても、アイドル回転フィートノ
（ツク制御を実行していたため、制御デユーティ値りが
第４図に破線Ｂで示す如く極端に低下してしまっていた
ものである。

なお、時刻ｔ３で機関回転数ＮＥがＮＦ十α以下となり
、アイドルレーシングが終了した時は、直ちにアイドル
回転フィートノ（ツク制御を再′開すること（実線Ｃ）
も可能であるが、第４図（ニ一点鎖線りで示すａ口く、
機関回転数ＮＥが、アイドル目標回転数ＮＦより第２の
所定値βだけ高い回転数ＮＦ十βに到達するまでは、ア
イドル回転フィードバック制御の禁止状態を続行して、
アイドル回転フィードバック制御再開時の機関回転数の
落ち込みを少なくすることも可能である。

なお前記実施例においては、フラグＡをセット、リセッ
トするための基準値と、アイドル回転フィードバック制
御を禁止するだめの基準値が共にＮＦ＋αとされていた
が、各基準値を別個の値とすることによって、フラグＡ
が０である区間ＡＯ中のアイドルレーシングを検知する
ようにすることも可能である。

前記実施例は、本発明を、吸気管圧力式の電子制御燃料
噴射装置を備えた自動車用エンジンに適用したものであ
るが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、吸入空気
量と機関回転数に応じて基本噴射時間を求めるよう（ニ
した吸入空気量式の電子制御燃料噴射装置を備えた自動
車用エンジン、或いは、一般の内燃機関にも同様に適用
できることは明らかである。

以上説明した通り、本発明によれば、アイドル目標回転
数を低く設定した場合でも、アイドルレーシング時のス
ロットル全閉による機関回転数のアンダーシュートやエ
ンジンストールの発生を確実に防止することができる。

従って、良好な燃費性能と機関運転性能を安いコストで
実現することができるという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イドル回転数制御
方法が採用された、自動車用エンジンの吸気管圧力式電
子制御燃料噴射装置の実施例の構成を示す、一部ブロッ
ク線図を含む断面図、第２図は、前記実施例で用いられ
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、前記実施例におけるアイドル回転フィードバッ
ク条件成立ルーチンを示す流れ図、第４図は、同じく前
記実施例における、機関回転数の変化状態とアイドル回
転速度制御弁の制御デユーティ値の関係の一例を示す線
図である。 １０・・・エンジン、 １４・・・吸気温センサ、 １８・・・スロットル弁、 ２０・・・スロットルセンナ、 ２３・・・吸気管圧力センサ、 ２６・・・アイドル回転速度制御弁、 ３０・・・インジェクタ、 ３４・・・酸素濃度センサ、 ４４・・・クランク角センサ、 ５０・・・車速センサ、 ５４・・・デジタル制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関回転数とアイドル目標回転数の差に応じて、
   スロットル弁をバイパスして導入される吸入空気の流量
   を制御することによシ、機関のアイドル回転数をフィー
   ドバック制御するようにした内燃機関のアイドル回転数
   制御方法において、フィードバック条件成立時に、前回
   もフィードバック条件が成立しており、且つ、機関回転
   数がアイドル目標回転数よシ所定値以上高い場合は、フ
   ィードバック制御を禁止するようにしたことを特徴とす
   る内燃機関のアイドル回転数制御方法。