JPS6019934A

JPS6019934A - 内燃機関の回転数制御方法

Info

Publication number: JPS6019934A
Application number: JP12674683A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Isobe; 磯部　敏明; Teruo Fukuda; 福田　輝夫
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1983-07-12
Filing date: 1983-07-12
Publication date: 1985-02-01
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: JPH0623549B2

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流れる空気量を制
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７１イビームを点灯したシ
、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グ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。

また、経時変化によシスロットル弁に付着物が付着す不
′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つ車速が所定値（例えば、０〜
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、ステップモータやソレノ
イドにより開度が制御されて迂回路に流れる空気量を制
御するアイドル回転数制御弁（ＩＳＯパルプ）が取付け
られ、このＩＳＯパルプの開度を制御することにより機
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。な
お、フィードバック制御を行なわないときは、工ＳＣパ
ルプは予め定められた開度に保持される。

また、特に軽量化された内燃機関では、慣性が小さいた
めレーシングからアイドリンク状態に移行するときや減
速してアイドリンク状態に移行するとき等において機関
回転数がアンダシュートしてストールに至ることがある
。このアンダシュート等を防止するために、上記のＩＳ
Ｏパルプを用い、機関回転数の降下量が所定値以上のと
きすなわち機関回転数の降下速度が負の所定値以下のと
き工ＳＣパルプを所定開度間いて空気量を増加させ、ア
ンダシュート等を防止することが考えられる。

しかし、高回転から機関回転数が降下するときに上記の
制御を行うと、アンダシュートが発生する前に空気量が
増加され、機関回転数がバウンドしたジストールする、
という問題が発生する。

本発明は上記問題点を解消すべく成されたもので、機関
回転数を円滑に降下させることができる内燃機関の回転
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、機関回転数が所定
値以下かつ機関回転数の降下量が所定値以下のとき、迂
回路に流れる空気量を増加するように構成したものであ
る。

上記本発明の構成によれば、機関回転数が所定値以下す
々わちアンダシュートが発生し易い領域で機関回転数の
降下量が所定値以上となったとき空気量が増量されるた
め、バウンド等が発生することなく回転数を円滑に降下
させることができる、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、マイク日コンピュータ
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
フローメーク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ブレートに連
結されたメジャリングブ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
ている。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＠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の下流側にサージタンク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
ロットル弁上流側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ノくルプ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ｙＪ−’　−ト２２を介してエ
ンジン２０の燃焼室に連通さ第１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およびエギゾ
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。このエギ
ゾーストマニボールド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Ｏ、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、デーイストリピユー
タ４０およびイグナイタ４２を介シて、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７２ｏ０ＣＡ毎に気筒判別信
号を出力し、クランク角センナ４８は例えば３０°ＣＡ
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、キースイッチ５０に、：
Ｌ　−）　５ルスタートスイツチ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
ナのコングレツ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、スピードメータケーブルの回転に応じて車速信
号を、出力する。

電子制御回路４４は第２図に示すように、中央処理装置
（ＣＰＵ）６０、リード・オンリ・メモリ　（ＲＯＭ）
６２、ランダム・アクセス拳メモリ（ＲＡＭ）６４、バ
ックアップラム（Ｂｕ−ＲＡＭ）６．６、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パスやコントロールバス等のバ
スをｆ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、ニュートラル信号およびエアコン信号が
入力される。捷た、入出カポ−トロ８は、工ＳＣバルブ
の開度を制御するための■ＳＣパルプ制御信号、燃料噴
射弁を開閉するだめの燃料噴射信号、イグナイタをオン
オン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ＩＳＯバルブ、燃料噴射弁、イ
グナイタを各々制御する。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だめの見込
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。なお、以下ではＩ　Ｓ、
Ｃパルプをデユーティ比制御する場合について説明する
。

第３図は本発明に係る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ＤａをＲＡＭの所定エリアに設定する。この見込みデ
ユーティ比Ｉ）＋は、負荷が加わったとき等にＩＳＯパ
ルプをフィードフォワード制御するだめのものである。

次のステップ１０２では、例えば１２００ＣＡ毎か否か
を判断することにょシアイドルスピードコントロール（
Ｉ　Ｓ　Ｏ）タイミングになったが否かを判断する。Ｉ
ＳＯ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稲
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、スロットル弁全閉がっ車速が所定値
（例えば２．５Ｋｍ／Ａ）以下かつエンジン冷却水温が
所定温（例えば、７０℃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だ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Ｄａ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
りを出力デユーティ比Ｄ６−としてレジスタにセットす
る。この学習制御の例を示せば次の通シである。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
回転数の平均値面が目標回転数ＮＦ士所定値（例えば、
２５ｒ、ｐ、ｍ、　）内に入っているときの出力デユー
ティ比Ｄｏｕ、ｔ７Ｗ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Ｄｏａｔ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ＮＥ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Ｄ７に近
づけるべく学習値を増減する方法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でこの制御デユーティ比りを出力デ
ユーティ比Ｄｏｕ、ｔをしてセットする。

第４図は、■ＳＣパルプを制御するための所定時間（例
えば、４弘）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パルプのソレノイドを
励磁するよう■ｓｃバルブ制御信号を出力し、ステップ
１２０で出力デユーティ比丘からソレノイドを消磁する
ための■ＳＣＳＣバルブオフを計算し、次のステップ１
２２でオフ時刻をコンベアレジスタにセットする。この
結果、オン時刻になると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ＩＳＯパルプの開度が制御される。彦お、オー
プンルーズ制御時には、制御デユーティ比りが所定値に
なるため、ＩＳＣパルプ開度は一定にされる。

詔５図はエンジン回転数のアンダシュートを防止するた
めにＩＳＯパルプを更に開くための増加デユーティ比Ｄ
Ｎを演算するためのルーチンを示すものである。まず、
ステップ１２４でアイドルスイッチがオンしているか否
かを判断し、オンしていればステップ１２６でエンジン
回転数ＮＥが所定値（例えば、１０００〜１５００ｒ、
ｐ、ｍ）以下か否かを判断し、所定値以下ならばステッ
プ１２８でエンジン回転数の変化率ΔＮＥを計算する。

次のステップ１３０ではエンジン回転数の変化率ΔＮＥ
が負の所定値（例えば、−５０〜−９０Ｏｒ、ｐ、ｍ１
０．１ｓ　）以下か否かを判断し、所定値以下、すなわ
ちエンジン回転数の降下量が所定値以上ならばステップ
１３２で増加デユーティ比ＤＮを所定値に設定する。こ
の所定値は、一定値またはエンジン回転数をパラメータ
としてエンジン回転数の増加に伴って絶対値が増加する
関数で与えられるが、最適な値は各種エンジンについて
実験によシ定められる。一方、アイドルスイッチがオフ
のとき、エンジン回転数が所定値を越えるときまたはエ
ンジン回転数の変化率が所定値を越えるときは、ステッ
プ１３４でデユーティ比ＤＮの減衰処理を行う。この減
衰処理の方法としては、所定時間毎に所定値減算する方
法、所定エンジン回転数毎に所定値減算する方法等があ
り、この所定値は一定値、エンジン回転数が大きくなる
に従って小さくなる値、エンジン冷却水温が大きくなる
に従って大きくなる値等を採用することができる。

次のステップ１３６では、ステップ１１０およびステッ
プ１０８でめた制御デユーティ比Ｄ（本実施例ではアイ
ドルスイッチがオンしているため主にステップ１１０の
値）に増加デユーティ比ＤＮを加算した値を出力デユー
ティ比Ｄｏａｔとする。

この結果、第４図のルーチン忙おいてＩＳＯパルプが制
御される。

第６図に上記のように制御したときのエンジン回転数の
変化およびＩＳＣパルプ開度の変化を従来例と比較して
示す。アイドルスイッチがオフからオンになってエンジ
ン回転数が降下して媒苺士エンジン回転数が所定値以下
かつエンジン回転数の変化率が所定値以下になるとＩＳ
Ｃパルプが実線で示すように所定量開かれその後徐々に
所定開度まで閉じられる。この結果、エンジン回転数が
実線Ｌ１に示すように円滑に降下する。また、エンジン
回転数の変化率が所定値以下になったときに破線で示す
ようにＩＳＯバルブを開くと、エンジン回転数が破線Ｌ
２に示すようにバウンドすることになる。二点鎖線り、
は増加デユーティ比ＤＮを使用しないときのアンダシュ
ートが生じているエンジン回転数の変化を示す。

なお、上記ではアイドルスイッチがオンで増加デユーテ
ィ比ＤＮを所定値に設定する例について説明Ｌ　＊　カ
、スロットルレバーにはダッシュポットが設けられスロ
ットル弁がアイドル位置まで閉じるのが一時的に遅らさ
れ、アクセルペダルから足が離れていてもスロットル弁
が僅か開いていることがあるため、ステップ１２４の判
断を省略するようにしてもよい。更に、本発明は、デユ
ーティ比の代シにパルス数でパルプの開度を制御するス
テップモータ付ＩＳＯバルブを備えたエンジン、マニュ
アルトランスミッションｋ　９ｔＭ　、ｔ　ｆｃ　ｘ　
ｙ　シ：ｙ、エア７０−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
ン等にも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８１図の電子制御１ｐ１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図は本発明の実施例に係る４７７１１＆
：割込みルーチンを示す流れ図、第５図は本発明の所定
時間毎の割込みルーチンを示す流れ図、第６図は、エン
ジン回転数および工ＳＣパルプ開度等の変化を示す線図
である。１４・・・迂回路、４４・・・電子制御回路、１６・・
・工ＳＣパルプ、５２・・・ニュートラルスタートスイ
ッチ。第３図　第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（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する迂回路に流れる空気量
を制御して機関回転数を制御する内燃機関の回転数制御
方法において、機関回転数カニ所定値以下かつ機関回転
数の降下量が所定値以上のとき前記迂回路に流れる空気
量を増加させることを特徴とする内燃機関の回転数制御
方法。