JPS6019936A - 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、低燃イ！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。

壕だ、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、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ｉ１１゜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、１８
Ｃ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
。このため、上記のＩＳＯバルブを用い、機関回転数の
降下−：が所定値以上のときすなわち降下速度が負の所
定値以下のときＩＳＯバルブを所定開度間いて目標回転
数に制御するための目標空気量より空気量を増加するこ
とが考えられる。しかし、スロットル弁をアイドル位置
にして低速で走行するアイドル走行時等において、負荷
が加わる等によって機関回転数の降下量が所定値以上に
なると、空気νが増量されて機関回転数が上昇し、次に
もとの回転に向つて降下するため、再度機関回転数の降
下量が所定値以下となり、上記の制御が繰返されてハン
チングを起す、という問題畑ある。

本発明は上記問題点を解消すべく成されたもので、機関
回転数のストールやハンチングを防止した内燃機関の回
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、スロットル弁がア
イドル位置でかつ機関回転数の降下量が所定値以上の実
行条件が成立してから所定時間の間、実行条件が成立し
ているとき空気量を増加させ実行条件が成立しなくなっ
たとき空気量を目標空気量まで減少させる制御を１回限
り行うように構成したものである。

上記本発明の構成によれば、実行条件が成立してから所
定時間の間空気量を増加させる制御を１回限り行うよう
にしているため、この所定時間の間に実行条件が成立し
ても空気ｔ：は増加されず、ハンチングを防止できる、
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。エアフローメータ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、コンベ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
出して吸気温信号を出力する吸気温上ンサ６が設けられ
ている。

エア７０−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。捷だ、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■Ｓｃパルプ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および吸入ボート２２を介してエンジン２０
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０、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。との点火プラグ３８は、ディストリビュータ
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７２０℃Ａ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３０℃Ａ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、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１７、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。才た、
車速センサ５６け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、リード個ンリ・メモリ（ＲＯＭ）６２
、ラムダム・アクセス・メモリ（’　Ｒ，’Ａ　Ｍ　）
　６４、バンクアップラム（ＢＵ−ＲＡＭ）６６、入出
カポ−トロ８、アナログディジタル変換器（ＡＤＣ）７
０およびこれらを接続するデータバスやコントロールバ
ス等のバスヲ含ンテ構成されている。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。

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
るだめの燃料噴射信号、イグナイタ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Ｉ８’Ｃパルプ、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ＣＰ
Ｕ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。）１，０Ｍ６２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ＩＳＯ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ＤｅをＲ・Ａ、Ｍの所定エリアに設定する。この見込
みデユーティ比Ｄｅ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１２０℃Ａ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（Ｉ
ＳＯ）タイミングになったか否かを判断する。ＩＳＣタ
イミングに力っだ場合には、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ＮＥ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Ｄｅ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Ｄｏｕｔ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士所定値（例えば、
２５ｒ、ｐ、ｒｎ、　）内に入っているときの出力デユ
ーディ比Ｄｏｕｔ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Ｄｏｕ−ｔに近づける方法である。まだ他の
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Ｉ）ｏｕｔ
に近づけるべく学習値を増減する方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Ｄｏｕｔ　γしてセットする。

第４図は、■ＳＣパルプを制御するだめの所定時間（例
えば、４ｍ５ＣＣ）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ＩＳＯパルプのソレノ
イドを励磁するようＩＳＣ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Ｄｏｕｔからソレノイ
ドを消磁するだめのＩＳＣ，＜ルブオフ時刻を計算し、
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ＩＳＯ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。なお、オー
プ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、ＩＳＯパルプ開度は一定にされる。

次に第５図を参照してエンジン回転数の降下時にＩＳＯ
バルブを更に開くための増加デユープＰＤＮを演算する
ルーチンについて説明する。ステップ１２４で空気量を
増加する実行条件が成立し、ているか否かを判断する。

この実行条件は、スロットル弁がアイドル位置すなわち
アイドルスイッチがオンでかつエンジン回転数の降下量
が所定値以上すなわちエンジン回転数の変化率（降下速
度）が負の所定値（例えば−５０〜９００　ｒ：、ｐ、
ｍ、１０．１ｓ　）以下である。ステップ１２４で実行
条件が成立していればステップ１３４において、ステッ
プ１２８で所定値（例えば、３〜１０５ｅＣに相当する
値）が設定されるカウンタのカウント値ＣがＯか否かを
判断する。カウント値ＣがＯの場合は、ステップ１３６
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が大きくなるに従っ
て大きくなる値を採用し得るが、最適な値は各エンジン
について実験により定められる。

ステップ１２４で実行条件が成立していないと判断され
た場合には、ステップ１２６で前回実行条件が成立した
かを判断し１、前回実行条件が成立した場合、すなわち
実行条件から非実行条件に変化した場合には、ステップ
１２８でカウント値Ｃを所定値に設定し、ステップ１３
０でカウント値Ｃから所定値（例えば、１）減算してカ
ウント値Ｃを減衰させると共に、ステップ１３２でデユ
ーティ比ＤＮから所定値減算してデユーティ比ＤＮの減
衰を行う。デユーティ比ＤＮから減算する所定値は、一
定値、エンジン回転数が大きくなるに従って小さくガる
値、エンジン冷却水温が大きくなるに従って大きくなる
値等を採用できる。なお、デユーティ比ＤＮの減衰を行
うにあたって、デユーティ比ＤＮの値が負の値にならな
いように、デユーティ比ＤＮの値がＯ以下になったとき
０の値を設定する。

次のステップ１３８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り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Ｄｏｕｔ　とする
。この結果、第４図のルーチンにおいてＩＳＣバルブが
制御される。なお、フィードバック制御条件成立時の制
御デユーティ比りを使用する場合はデユーティ比ＤＮが
Ｏで彦いときに制御デユーティ比りを一定としてフィー
ドバック制御を中止するのが好ましい。

上記のように制御したときのエンジン回転数の変イ九加
デユーティ比ＤＮの変化等を第６図を参、□照して説明
する。レーシング等の終了によってアイドルスイッチが
オンするとエンジン回転数が降下してゆき、エンジン回
転数の変化率ΔＮＥが所定値以下で増加デユーティ比Ｄ
Ｎが所定値に設定される。エンジン回転数の変化率△Ｎ
Ｅが所定値を越えると、カウント値Ｃが所定値に設定さ
れ次に所定時間毎にＯになるまで所定値づつデクレメン
トされる。同様に、エンジン回転数の変化率ΔＮ’Ｅが
所定値を越えると増加デユーティ比ＤＮが徐々に減衰さ
れてＯにされる。この場合、カウント値Ｃのデクレメン
ト中にエンジン回転数の変化率ΔＮＢが所定値以下にな
っても増加デユーティ比ＤＮは所定値に設定されない。

々お、図の破線は実行条件が成立する毎に増加デユーテ
ィ比ＤＮを設定する例を示すもので、エンジン回転数の
ハンチングが生じている。

なお、上記ではデユーティ比でＩＳＯバルブを制御する
例について説明したが、本発明はデユーティ比の代りに
パルス数でパルプの開度を制御するステップモータ付Ｉ
　’Ｓ　Ｃパルプを備えたエンジン、マニュアルトラン
スミッションヲ備えたエンジン、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図は本発明のメインルーチンを示す流れ図、第４図
は本発明の４ｍ５ｅｃ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の変化や増加デユーティ比
の変化等を示す線図である。 １４・・・迂回路、 １６・・・ＩＳＣバルブ、 ４４・・・電子制御回路。 第３図　第４図 １４５　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おいて、スロットル弁がアイドル
   位置でかつ機関回転数の降下証が所定値以上の実行条件
   が成立してから所定時間の間、前記実行条件が成立して
   いるとき空気量を増加させ前記実行条件が成立しなくな
   ったとき空気量を目標空気量まで徐々に減少させる制御
   を１回限り行うことを特徴とする内燃機関の回転数制御
   方法。