JPS6019927A - 内燃機関の回転数制御方法 - 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回転数制御方法に係り、特にスロッ
トル弁を迂回して設けられた迂回路に電磁弁を設け、こ
の電磁弁の開度を制御することによって機関回転数を制
御する内燃機関の回転数制御方法に関する。

近時の内燃機関では、低燃費化の観点、から機関を軽量
化すると共にアイドル回転数を低く設定する傾向にある
。このため、アイドリンク時にハイビームを点灯したり
、電動ファンを駆動したりオートマチックトランスミッ
ションを備えた機関ではシフトレバ−を操作する等によ
る僅かな負荷が加わっても機関回転数の低下を招き、ア
イドリンク時の機関回転数が不安定になることがある。

まだ、経時変化によりスロットル弁に付着物が付着する
場合にも機関回転数が徐々に低下して行きアイドリンク
時の機関回転数が不安定になる。

このため、スロットル弁を迂回するように迂回路を設、
け、スロットル弁全閉でかっ車速が所定値（例えば、θ
〜２．５　Ｋｍ　／　ｈ　）以下の時すなわち機関アイ
ドリンク時に、この迂回路に流れる空気量を制御して機
関回転数を目標回転数にフィードバック制御する方法が
知られている。この迂回路には、リニアソレノイドを備
えた電磁弁で構成されたアイドル回転数制御弁（ＩＳＯ
パルプ）が取付ケラれ、このＩＳＯバルブの開度を制御
することにより迂回路に流れる空気量が制御され、機関
回転数が機関負荷やシフトポジション等に応じて定めら
れた目標回転数近傍にフィードバック制御される。々お
、フィードバック制御を行なわないときは、ＮＳＣパル
プは予め定められた開度に保持される。

また、機関の始動性を向上するために、上記のＮＳＣパ
ルプを使用しイグニッションスイッチがオンしたときか
らＮＳＣパルプの開度を全開近傍に制御することが行左
われている。しかし、電磁弁で構成されたＮＳＣパルプ
は、通常デユーティ比制御によ抄開度が制御されるため
、工ＳＣパルプの弁体が全開ストッパを周期的に打撃し
て打音を発生し、特に機関が回転し始めるまで運転者等
に不快感を与える、という問題があった。なお、機関が
回転した後は、機関回転音によりパルプ打音が打消され
るため上記の不快感は発生しない。

ここで、上記問題を解消するためにＮＳＣパルプのソレ
ノイドに一定電流を流して機関が回転し始めるまでＮＳ
Ｃパルプを一般的に全開にすることが考えられるが、マ
イクロコンピユータラ用いてＮＳＣパルプを制御する場
合には、他の信号のＡＤ変換等のタイミングに同期させ
てＮＳＣパルプの駆動信号を制御する場合もあり完全に
駆動パルスを停止させることは制御プログラムを著しく
複雑にすることにガる。

本発明は上記問題点を解消すべく成されたものでイグニ
ッションスイッチオンから機関が回転を開始するまでの
パルプ打音が発生しｋいようにした内燃機関の回転数制
御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、機関始動時に迂回
路に設けられた電磁弁の開度が全開近傍に左るようにデ
ユーティ比制御する内燃機関の回転数制御方法において
、イグニッションスイッチオンから機関始動開始時まで
の間電磁弁の開度が全開近傍より小さい開度になるよう
にデユーティ比制御するよう構成したものである。

上記本発明の構成によれば、イグニッションオンから始
動開始時までのパルプ打音の発生を防上して始動性を良
好にすることができる、という効果が得られる。

次に本発明が適用される内燃機関（エンジン）の−例を
第１図を参照して説明する。このエンジ゛　ンはオート
マチックトランスミッションを備え、マイクロコンピュ
ータ等の電子制御回路によって制御されるもので、エア
クリーナ（図示せず）の下流側に吸入空気量を検出する
エアフローメータ２を備えている。エア７０−メータ２
は、ダンピングチャ〜ンバ内に回動可能に設けられたコ
ンペンセーションプレート、コンペンセーションプレー
トに連結されたメジャリングプレートおよびコンペンセ
ーションプレートの開度を検出するポテンショメータ４
を備えて込る。従って、吸入空気量は、電圧値としてポ
テンショメータから出力される吸入空気量信号からめら
れる。また、エアフローメータ２の近傍には、吸入空気
温を検出して吸気温信号を出力する吸気温センサ６が設
けられている。

エアフローメータ２の下流側には、スロットル弁８が配
置され、このスロットル弁８にスロットル弁全閉状態（
アイドル位置）でオンするアイドルスイッチ１０が取付
けられ、スロットル弁８の下流側にＹ−ジクンク１２が
設けられている。また、スロットル弁８を迂回しかつス
ロットル弁上Ｋ　ＩＩＩとスロットル弁下流側のサージ
タンク１２とを連通ずるように迂回路１４が設けられて
いる。

この迂回路１４には、ソレノイドの励磁電流を制御する
ことによって開度が調節されるＩＳＣバルブ１６が取付
けられている。サージタンク１２は、インテークマニホ
ールド１８および吸入ポート２２を介してエンジン２ｏ
の燃焼室に連通されている。

そして、このインテークマニホールド１８内に突出する
よう各気筒毎に燃料噴射弁２４が取付けられている。

エンジン２０の燃焼室は、排気ボート２６およびエキゾ
ーストマニホールド２８を介して三元触媒を充填した触
媒コンバータ（図示せず）に接続されている。このエキ
ゾーストマニホールド２８には、排ガス中の残留酸素濃
度を検出して空燃比信号を出力するＯｚセンサ３０が取
付けられている。エンジンブロック３２には、このブロ
ック３２を貫通してウォータジャケット内に突出するよ
うエンジン冷却水温センサ３４が取付けられている。

この冷却水温センサ３４は、エンジン冷却水温を検出し
て水温信号を出力する。

エンジン２０のシリンダヘッド３６を貫通して燃焼室内
に突出するように各気筒毎に点火プラグ３８が取付けら
れている。この点火プラグ３８は、ディストリビュータ
４ｏおよびイブナイフ４２を介して、マイクロコンピュ
ータ等で構成された電子制御回路４４に接続されている
。このディストリビュータ４０内には、ディストリビュ
ータシャフトに固定されたシグナルロータとディストリ
ビュータハウジングに固定されたピックアップとで各々
構成された気筒判別センサ４６およびクランク角センサ
４８が取付けられている。６気筒エンジンの場合、気筒
判別センサ４６は例えば７２００ＣＡ毎に気筒判別信号
を出力し、クランク角センサ４８は例えば３００ＣＡ毎
にエンジン回転数信号を°出力する。

また、電子制御回路４４には、イグニッションスイッチ
を備えたキースイッチ５０．ニュートラルスタートスイ
ッチ５２、エアコンスイッチ５４、車速センサ５６およ
びバッテリ５８が接続されている。キースイッチ５０は
イグニッション信号を出力すると共にエンジン始動時に
スタータ信号を出力し、ニュートラルスタートスイッチ
５２は変速機がニュートラル位置にあるときのみニュー
トラル信号を出力し、エアコンスイッチ５４はニアコン
ディショナのコンプレッサ作動時にエアコン信号を出力
する。また、車速センサ５６はスピードメータケーブル
に固定されたマグネットとリードスイッチや磁気感応素
子とで構成され、スピードメータグープルの回転に応じ
て車速信号を出力する。

電子制御回路４４はＭ２図に示すように、中央処理装置
（ＣＰＵ）６０、リード・オンリ・メモＩＪ　（ＲＯＭ
）、６２、ラムダム−アクセス・メモリ（ＲＡＭ）６４
、バックアップラム（ＢＵ−ＲＡＭ）６６、入出カポ−
トロ８、アナログディジタル変換器（ＡＤＣ）７０およ
びこれらを接続するデータバスやコントロールバス等の
バスヲ含んで構成されている。入出カポ−トロ８には、
車速信号、気筒判別信号、エンジン回転数信号、アイド
ルスイッチ１０からのスロットル全閉信号、空燃比信号
、スタータ信号、イグニッション信号、ニュートラル信
号およびエアコン信号が入力される。

また、入出カポ−トロ８は、ＩＳＣパルプの開度を制御
するだめのＩＳＯパルプ制御信号、燃料噴射弁を開閉す
るための燃料噴射信号、イブナイフをオンオフするため
の点火信号を駆動回路に出力し、駆動回路はこれらの信
号に応じてＩＳＣバルブ、燃料噴射弁、イブナイフを各
々制御する。また、ＡＤＣ７０には、吸入空気量信号、
吸気温信号、バッテリ電圧および水温信号が入力され、
ＡＤＣはＣＰＵの指示に応じてこれらの信号を順次ディ
ジタル信号に変換する。ＲＯＭ６２には、エンジン冷却
水温、吸気温、負荷状態、シフトレバ−のレンジ位置等
に応じて定められた目標回転数、負荷が加わったときに
フィードフォワード制御を行うための見込み量に対する
データ、過渡時の空気量増量のためのデータ、始動開始
までおよび始動時のＩＳＯパルプ開度に関するデータお
よびその他の制御プログラム等が予め記憶されている。

次に上記のようなエンジンに本発明を適用した場合の実
施例について詳細に説明する。

第３図は本発明に係る通常の出力デユーティ比を計算す
るためのメインルーチンの途中を示すものであり、ステ
ップ１００においてエアコン信号およびニュー・トラル
信号等に基づいてエンジン運転状態を判定し、この運転
状態に応じた目標回転数ＮＦおよびこの運転状態に応じ
た見込み空気量に対応する見込みデユーティ比ＤｅをＲ
ＡＭの所定エリアに設定する。次のステップ１０２では
、例えば１２０°ＣＡ毎か否かを判断することによりア
イドルスピードコントロール（ＩＳＯ）タイミングにな
ったか否かを判断する。ＩＳＯタイミングになった場合
には、ステップ、１０４でエンジン回転数信号に基づい
てエンジン回転数の平均値器を計算し、ステップ１０６
でフィードバック制御条件が成立しているか否かを判断
する。このフィードバック制御条件は、例えば、スロッ
トル弁全閉かつ車速が所定値（例えば２．５Ｋｖｎ／ｈ
）以下かつエンジン冷却水温が所定温（例えば、７０°
Ｃ以上）である。

フィードバック制御条件が成立している場合には、ステ
ップ１１０でエンジン回転数の平均値を目標回転数にフ
ィードバック制御するための基本デユーティ比ＤＯを計
算すると共に、負荷が加わったときにフィードフォワー
ド制御するだめの見込みデユーティ比Ｉ）ｅを基本デユ
ーティ比Ｄｏに加算して制御デユーティ比りをめる。

次のステップ１１２では、学習制御条件が成立している
か否かを判断し、成立していればステップ１１４で学習
制御を行なった後、ステップ１１６で制御デユーティ比
りを出力デユー比１）　ｏｕｔとしてレジスタにセット
する。この竿習制御の例を示せば次の通りである。その
１つは、フィードバック制御後所定時間経過し、エンジ
ン回転数の平均値ＮＥが目標回転数ＮＦ’士所短所定値
えば、２５ｒ、ｐ、ｍ）内に入っているときの出力デユ
ーティ比Ｔ）　ｏｕｔとＢＵ−ＲＡＭに記憶している学
習値との偏差が所定値以上のときに学習値を徐々に増減
させて学習値をＤ　ｏｕｔに近づける方法である。

また他の１つは、エンジン回転数の平均値器と目標回転
数を常に比較し、その大小関係に基づいて学習値をＤ　
ｏｕｔに近づけるべく学習値を増減する方法である。

また、ステップ１０６でフィードバック条件が成立して
いないと判断されたときには、ステップ１０８で制御デ
ユーティ比りをフィードバック制御終了時のデユーティ
比または学習値の値に設定してＩＳＣオープン制御を行
い、ステップ１１６でこの制御デユーティ比りを出力デ
ユーティ比Ｄｏｕｔ　、ヒしてセットする。

第４図は、ＩＳＯパルプを制御するだめの所定時間（例
えば、４　ｍ　ｓｅｃ　）毎に実行される割込みルーチ
ンを示すものである。ステップ１１８で■ＳＣバルブの
ソレノイドを励磁するようＩＳＯパルプ制御信号を出力
し、ステップ１２０で゛出力デユーテイ比ｐ　ｏｕｔか
らソレノイドを消磁するためのＩＳＣＳＣパルプオフを
計算し、次のステップ１２２でオフ時刻をコンベアレジ
スタにセットする。この結果、オフ時刻になるとＩＳＣ
パルプのソレノイドが消磁される。

以上説明したように、フィードバック制御条件が成立し
ているときはエンジン回転数の平均値が目標回転数にな
るよう基本デユーティ比ＤＯが変化され、見込みデユー
ティ比Ｄｅがある場合には見込みデユーティ比が加算さ
れた値でＩＳＣパルプの開度が制御される。なお、オー
ブンループ制御時には、制御デユーティ比りが所定値に
なるため、工ＳＣバルブ開度は一定にされる。

次に第５図を参照して本実施例のイグニッションオンか
ら始動開始時および始動時の出力デユーティ比Ｄ　ｏｕ
ｔの計算ルーチンを説明する。このルーチンは所定時間
毎に実行されるもので、ステップ１２４においてイグニ
ッションスイッチがオンしてエンジン回転数信号が入力
されてい々いかすなわちエンジン停止中か否かを判断す
る。エンジン停止中のときはステップ１２８において始
動時のデユーティ比Ｄｓを所定値（例えば、３０％）に
設定する。この所定値は、工ｓｃバルブを全開近傍に制
御するデユーティ比より小さな値である。

また、この所定値をＯ付近に設定すると弁体が全閉スト
ッパを打撃することがあるため、０を越えた値に設定さ
れる。

ステップ１２４においてエンジン停止中でないと判断さ
れた場合、すなわちエンジンが回転し始めだ場合はステ
ップ１２６でエンジン始動時が否かを判断する。エンジ
ン始動時か否かはスタータ信号やエンジン回転数信号に
基づいて判断され、スタータ信号がオンのとき、または
エンジン回転数が所定値（例えば、５００ｒ、ｐ、ｍ）
以下のとき始動時と判断される。エンジン始動時と判断
された場合には、ステップ１３０において始動時のデユ
ーティ比Ｄ８をＩＳＯパルプ開度全開付近の値（例えば
、９０ｑ６）とする。

上記のように設定された始動時のデユーティ比Ｄｓは、
ステップ１３６において出力デューティ比Ｄｏｕｔとさ
れ、第４図のルーチンによりＩＳＯパルプが制御される
。

一方、ステップ１２６で始動時でないと判断された場合
、すなわちエンジン始動が終了して完爆したと判断され
た場合は、ステップ１３２で始動時のデユーティ比Ｄｓ
を所定量α減少させステップ１３４でアイドル時の制御
デユーティ比Ｄ１すなわちステップ１０８およびステッ
プ１１０でめられたデユーティ比りを越えているが否か
を判断する。始動時のデユーティ比Ｄｓがアイドル時の
デユーティ比りを越えていればステップ１３６で始動時
のデユーティ比Ｄｓを出力デユーティ比Ｄθｕｔとし、
また始動時のデユーティ比１）ｓがアイドル時のデユー
ティ比り以下のときはステップ１３８においてアイドル
時のデユーティ比りを出力デユーティ比Ｄｏｕｔとする
。

上記のように制御した場合の始動時のデユーティ比Ｄｓ
の変化を第６図を参照して説明する。イグニッションス
イッチがオンになるとデユーティ比Ｄｓが３０％に設定
され、始動開始時点で９゜係に設定される。そして、始
動が終了すると所定の割合で徐々にアイドル時のデユー
ティ比まで減衰される。

なお、上記ではオートマチックトランスミッションを備
えたエンジンに本発明を適用し７０例にっｂて説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、マニュア
ルトランスミッションを備えたエンジンやエアフローメ
ータに代えてスロットル弁下流側の吸気管圧力を検出す
る圧力センサを備えたエンジン等の各種のエンジンに適
用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるエンジンの一例を示す概略
図、第２図は第１図の電子制御回路を示すブロック図、
第３図は本発明の実施例に係るメインルーチンを示す流
れ図、第４図は上記実施例の４　ｍ　ｓｅｃ割込みルー
チンを示す流れ図、第５図は上記実施例の始動時のデユ
ーティ比を演算するルーチンを示す流れ図、第６図は始
動時のデユーティ比の変化を示す線図である。 １４・・・迂回路、１６・・・ＩＳＣノ（ルブ。 ４４・・・電子制御回路、　５０・・・キースイッチ。 代理人　鵜　沼　辰　之 （ほか１名） 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　スロットル弁を迂回しかつスロットル弁上流側
   とスロットル弁下流側とを連通ずる連通路に電磁弁を設
   け、機関始動時に該電磁弁の開度が全開近傍に々るよう
   にデユーティ比制御する内燃機関の回転数制御方法にお
   いて、イグニッションスイッチオンから機関始動開始ま
   での間前記電磁弁の開度が全開近傍より小さい開度にな
   るようデユーティ比制御することを特徴とする内燃機関
   の回転数制御方法。