JPS6022040A - 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シ、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目標回転数に制御する
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。

、、マた、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
ると共にスロットル弁がアイドル位置でオンするアイド
ルスイッチを設け、アイドルスイッチオンでかつ車速が
所定値（例えば、Ｏ〜２，５Ｋｒｎ／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（ＩＳＣ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、ＩＳＯパルプは予め定められた開度に保持される
。まだ、アイドルスイッチには公差があり、スロットル
弁がアイドル位１１ｔよシ僅か開いたときにおいてもア
イドルスイッチがオンするようにされている。このため
、スロットル弁が僅か開いてアイドルスイッチがオンし
ている場合には、フィードバック制御によりＩＳＯバル
ブが閉じる方向に制御向され、スロットル弁がアイドル
位置になったとき機関がストールすることがある。この
問題を解決するだめ、車両発進時のパルプ開度より少し
小さいパルプ開度を最小開度とし、車両停止時にパルプ
開度が最小開度以下にならないようにすることが行なわ
れている。

しかし、超低速走行の発進・停止を繰返しかつアイドル
スイッチオンでスロットル弁がやや開いている場合には
、停止のたびに最小開度が小ざく設定され、最悪の楊合
機１５ν１ストールに至ることが、ある。

本発明は上記問題を解消すべく成されたもので、超低速
走行で発進・停止を繰返している時の迂回路に流れる空
気量不足によるストールを防止した内燃機関の回転数詞
ｄ４ｊ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釦明の構成は、フィードバ
ック制御条件が成立しているときに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粱気量を制御して機関回転数が目
標回転数になるようフィードバック制御すると共に、フ
ィードバック制御条件が成立しないときに前記迂回路に
流れる空気量を所定量とする内燃機関の回転数制御方法
において、車速か所定値以上でかつフィードバック制御
条件が成立していないときの前記迂回路に流れる空気量
より所定最少ない値を最小空気量とし、フィードバック
制御条件が成立しているときに前記最小空気量より少な
い空気量を前記迂回路に流さないようにしたものである
。

上記本発明の構成によれば、車速か所定値以上のときに
最小空気量が設定され、車速か所定値未満のときすなわ
ち超低速走行時には最小空気量が変更されないため、空
気量不足による機関ストールを防止することができる、
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ヲ備工、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ｉ１１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スルホテンショメータ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。咬た、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■ＳＣバルブ１６が取付
けられている。ザージタンク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、排気ポート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０２　センサ３ｏ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ナ３４解取付けられている。

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
４０およびイグナイタ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、テイストリビュ
ータシャフトに固定されたシグナル口ｉりとデイヌトリ
ピ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゜ＣＡ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°Ｃ、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は工／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）６
２、ラムダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）６４、バッ
クアップラム（Ｂ　Ｕ　−）ＣＡＭ）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パス等の
バスを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開信号、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ためのＩＳＯバルブ制御信号、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ＩＳＯ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、Ａ、ＤＣ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。几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だめ
の見込み量に対するデータ、過渡時の空気量増量のだめ
のデータ、最小空気量を演算するだ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バ
ルブ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ＲＡＡ４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。■ＳＣ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、ヌロットル弁全閉かつ車速か所定値（例えば２．
５　Ｋｍ　／　１１　）以下かつエンジン冷却水温か所
定温（例えば、７０つ以上〆である。

フィードバック制ツ１１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
ワード制御するゾζめの見込みデユーティ比Ｊ’ｌ　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、スフツブ１１６で制御デユーティ比
Ｊ）を出力デユー比Ｄｏｕｔ　としてレジスタにセット
する。この学習制征１０例を示せば次の通りで、ちる。

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Ｎ　Ｅが目標回転数ＮＦ士所定値
（例えば、２５ｆ’、ｐ、Ｉｎ）内に入っているときの
出力デユーティ比Ｄｏｕｔ　とＢ　Ｕ　−ＲＡ　Ｍ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Ｄｏｕｔ　に近づける方法
でちる。また他の１つは、エンジン回転数の平均値ＮＥ
と目標回転数とを常に比較し、その大小関係に基づいて
学習値をＤｏｕｔ　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でフィードバック制御条件が成立
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
ティ比や学習値の値に設定してＩＳＯオープンループ制
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　としてセットする。

第４図は、ＮＳＣパルプを制御するだめの所定時間（例
えば、４　ｍ５ｅｃ）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ＩＳＣパルプのソレ
ノイドを励磁するようＩＳＣパルプ制御信号を出力し、
ステップ１２０で出力デユーティ比Ｄｏｕｔからソレノ
イドを消磁するためのＩＳＣＳＣパルプ１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ＩＳＯバルブの
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
なるだめ、■ＳＣバルブ開度は一定にされる。

第５図は、最小空気量に対応する最小デユーティ比ＤＭ
　Ｉ　Ｎ　をめ、出力デュー、ティ比１）ｏｕｔが最小
デユーティ比ＤＭＩＮ以上になるよう制御するルーチン
を示すものである。このルーチンは、所定時間毎に実行
され、ステップ１２４において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。フィードバック制σ
１１１条件が成立しているときは、ステップ１２６にお
いてステップ１１０でめた制御デユーティ比りを出力デ
ユーティ比Ｄｏｕｔとし、ステップ１２８において最小
デユーティ比ＤＭ１Ｎ　と比較する。出力デユーティ比
Ｄｏｕｔが最小デユーティ比ＤＭ１Ｎ　以上のときはそ
のまま第４図のルーチンへ進み、出力デユーティ比Ｄｏ
ｕｔ　が最小デユーティ比ＤＭ、Ｎ未満のときはステッ
プ１３０において最小デユーティ比ＤＭＩＮを出方デユ
ーティ比Ｄｏｕ　ｔ　として第４図のルーチンへ進む。

この、結果、最小デユーティ比ＤＭＩＮ以上のデューテ
ィ比でＩＳＯパルプが制御され、迂回路を・流れる空気
量は最小空気力を以下にはされない。

一方、フィードバック制御条件が成立しないとき、すな
わち車両が発進される等によってオープンループ制御に
なったときは、ステップ１３２　Ｅおいて車速が所定値
（例えば、１０〜１５勉／ｈ）を越えたか否かを判断す
る。車速か所定値以下のときはそのまま次のルーチンへ
進み、車速が所定値を越えているときはステップ１３４
においてオニ−ティ比ＤＭ　Ｉ　Ｎ　として設定する。

従って、車速か所定値を越えない限シ最小デユーティ比
１〕Ｍ４は変更されない。

上記の制御を第６図を用いて更に説明する。スロットル
弁がアイドル位置でフィードバック制御条件が成立して
いるときは、出力デユーティ比１）ｏｕｔ　テＩ　Ｓ　
Ｏバルブが制御されておシ、スロットル弁が僅か開いた
フィードバック制御条件成立時になるとスロットル弁を
介して供給される空気量が多くなるため、出力デユーテ
ィ比Ｄｏｕｔ　は最小デユーティ比ＤＭ　Ｉ　Ｎ近傍の
値になる。アクセルペダルを踏込んで発進するとアイド
ルスイッチがオフするたｒめフィードバック制御条件が
不成立になり、車速が所定値を越えたところでフィード
バリ制御条件不成立”″ｆ″′−フイ比７゛ら所定値、
αを減算した値が最小デユーティ比ＤＭＩＮになる。

なお、上記ではデユーティ比制御によってＩＳＯパルプ
を制御する例について説明したが、デユーティ比の代り
にパルス数でパルプ開度を制御するエンシンヤ、マニュ
アルトランスミッションヲ備えだエンジン、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図は上記実施例に係る４　ｍ５ｅｃ割込みル
ーチンを示す流れ図、第１０・・・アイドルスイッチ、 １４・・・迂回路、 １６・・・ＩＳＣパルプ、 ４４・・・電子制御回路、 ５６・・・車速センサ。 第３図　第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　フィードバック制御条件が成立しているときに
   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
   して機関回転数が目標回転数になるようフィードバック
   制御すると共に、フィードバック制御条件が成立しない
   ときに前記迂回路に流れる空気量を所定量とする内燃機
   関の回転数制御方法において、車速が所定値以上でかつ
   フィードバック制御条件が成立していないときの前記迂
   回路に流れる空気量より所定量中ない値を最小空気量と
   し、フィードバック制御条件が成立しているときに前記
   最小空気量より少ない空気量を前記迂回路に流さないよ
   うにしたことを特徴とする内燃機関の回転数制御方法っ