JPS6032952A - 内燃機関のための吸入空気量制御装置 - 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】 本発明は車両用内燃機関のための吸入空気量制御装置に
関する。

従来、この種の吸入空気量制御装置としては、例えば、
特開昭５５−１５６２３０号公報に開示されているよう
に、内燃機関が負荷状態にあるときにはその吸入空気量
を内燃機関冷却系統の冷却水温に応じてオープンル−プ
制御を行ない、内燃機関がアイドリング状態になると、
この内燃機関の現実の回転速度を所望の回転速度に一致
させるべく吸入空気量を現実の回転速度に応じて制御す
るフィードバック制御にオープンル−プ制御から切換え
るとともに、このフィードバック制御への切換時におけ
る吸入空気量の初期値をオープンループ制御時の吸入空
気量に基き冷却水温及び内燃機関の負荷状態に応じて決
定しこの内燃機関の回転速度を円滑に変化させるように
したものがある。

しかしながら、このような構成においては、低地、即ち
大気圧における空気密度を基準にして吸入空気量の制御
が行なわれるため、例えば、車両をオープンループ制御
のもとに低地から高地ヘアイドリング状態にすることな
く一気に登板させた後オープンループ制御からフィード
バック制御に切換えた場合には、高地程、気圧の低下に
基く空気密度の減少によシ実質的な吸入空気量が減少し
、その結果、内燃機関のアイドリング状態における回転
速度の望ましくない低下（第１図参照）を招き、著しい
ときには内燃機関の停止に到ることがある。

本発明はこのようなことにりＪ処してなされたもので、
その目的とするところは、車両の走行地域が高い程内燃
機関の吸入空気量を増大させるようにした車両用内燃機
関のための吸入空気量制御装置を提供することにある。

かかる目的を達成するにあたり、本発明の構成上の特徴
は、第７図に示すごとく、車両用内燃機２関１のアイド
リング状態に関連する物理量を検出してこれを物理量信
号として生じる第１検出手段２ａと、内燃機関１の現実
の回転速度を検出してこれを回転速度信号として生じる
第２検出手段２ｂと、前記物理量信号の値が前記アイド
リング状態を表わす所定条件を満足するか否かを判別す
る判別手段６と、この判別手段６が満足するとの判別を
したとき内燃機関１のアイドリング状態における所望の
回転速度に対応する当該内燃機関１の吸入空気量を表わ
す第１パラメータとこの内燃機関１の現実の回転速度と
の間の関係に基き前記回転速度信号に応じて前記第１パ
ラメータを演算する第１演算手段４と、内燃機関１の負
荷状態における吸入空気量を表わす第２パラメータを、
判別手段６が満足しないとの判別をしたとき演算する第
２演算手段５と、前記第１及び第２の演算パラメータを
それぞれ第１及び第２の出力信号として発生する出力信
号発生手段６と、前記第１及び第２の出力信号にそれぞ
れ応答して内燃機関１の吸入空気量を制御する制御手段
７とを備えた吸入空気量制御装置において、気圧を検出
してこれを気圧信号として生じる第６検出手段２ｃを設
けて、第２演算手段５が前記気圧信号に応じて前記第２
演算パラメータを補正し、かつ出力信号発生手段６がか
かる補正結果を前記第２出力信号として発生するように
したことにある。

しかして、このように本発明を構成したことにより、当
該車両を低地から高地へ一気に登板走行させたときこれ
に伴い空気密度が気圧の低下により減少しても、第２演
算手段５が前記気圧信号の値の減少に応じて前記第２演
算パラメータを増大させるように補正し、出力信号発生
手段６がかがる補正結果を第２出力信号として発生し、
かつ制御手段７が、内燃機関１への吸入空気量を、出力
信号発生手段６からの第２出力信号の値の増大（即ち前
記第２演算パラメータの増大）に応じて増大させるよう
に制御するので、内燃機関１の空燃比をその吸入空気量
の増大により適正に決定することができ、その結果内燃
機関１が常に円滑に回転し得る。また、上述した登板走
行後に内燃機関１をアイドリング状態にしても、内燃機
関１への吸入空気量が、気圧の低下の影響を受けること
なく適正に維持されているので、内燃機関１の回転速度
が円滑に変化し得る。

以下、本発明の一実施例を図面により説明すると、第２
図は本発明を適用した車両用４気筒内燃機関１０のため
の電子制御装置を示Ｌ７ている。この電子制御装置は、
両スイッチ２［１，５０及び各種センサ４０〜９０と、
両ヌイノチ２０，３０、各種センサ４０〜９０及び直流
電源Ｂに接続したマイクロコンピュータ１００を備えて
おり、イグニッションスイッチ３０は、その可動接点と
スクータ端子との接続操作により始動信号を発生するト
トモニ、ニュートラルセーフティスイッチ２０は当該車
両用自動変速機がニュートラル位置にシフト操作された
とき閉成してニュートラル信号を発生する。

回転速度センサ４０は、内燃機関１０のクランク軸１１
の現実の回転速度を検出しこの検出結果に比例した周波
数を有する一連のパルス信号を発生し、車速センサ５０
は、当該車両の車速を検出してこの検出結果に比例した
周波数を有する一連のパルス信号を発生し、水温センサ
６０は内燃機関１０の冷却系統における冷却水温を検出
し水温信号として発生し、吸気量センサ７０が、エアク
Ｕ−−す１２から内燃機関１０の吸気管１６内に吸入さ
れる空気量を検出して吸気量信号として発生する。また
、スロットルセンサ８０は、吸気管１６内に設けたスロ
ットル弁１４の全閉位置を検出し全閉信号として発生し
、気圧センサ９０は、エアクリーナ１２から吸気管１６
内に吸入される空気の圧力、即ちスロットル弁１４の上
流の圧力（以下、気圧という）を検出し気圧信号として
発生する。マイクロコンピュータ１００は、その内部に
予め記憶したコンピュータプログラムを、第６図及び第
４図に示す各フローチャートに従い、各スイッチ２０．
３０及び各センサ４０〜９０との協働により繰返し実行
し、かかる実行の繰返し中において、各燃料噴射弁１６
〜１６に接続した駆動回路１１０、及び電磁流量制御弁
１６０に接続した駆動回路１２０をそれぞれ制御するに
必要な各種演算処理を以下の作用説明に述べるごとく行
なう。

電磁流量制御弁１６０は、吸気管１６におけるヌロッ）
／し弁１４の上流部分及び下流部分からそれぞれ延出す
る各導管１３１７．１５ｂ間に介装した制御弁１６１と
、この制御弁１６１に組付けたソレノイド１７）２とに
より構成されている。制御弁１６１は、各導管１５ａ、
１３ｂにそれぞれ接続した流入口１６１ａ及び流出口１
６１ｂと、これら流入口１３１ａ及び流出ロ１６１ｂ間
の連通度（即ち、制御弁１６１の開度）を制御する棒状
弁体１６１Ｃとを備えており、弁体１６１Ｃは、圧縮ス
プリング１３１ｄにより流入出口１３１ａ、１３Ｉｂ間
の連通を遮断すべく付勢されている。ソレノイド１３２
は、マイクロコンピュータ１００との協働による駆動回
路１２０の制御のもとに、直流電諒Ｂからの直流電流を
後述のごとく間欠的に受けてこの間欠的直流電流の平均
値に基く電磁力を発生し弁体１６１Ｃを吸引する。この
ことは、制御弁１６１の開度が、ソレノイド１６２の電
磁力、即ち弁体１６１Ｃの変位量に比例することを意味
する。

以上のように構成した本実施例において、当該車両を低
地にて停止させた状態にてその自動変速機をニュートラ
ル位置にして内燃機関１０を始動させるべくイグニッシ
ョンスイッチ６０を操作すレバ、ニュートラルセーフテ
ィスイッチ２０からニュートラル信号カ生シ、イグニッ
ションスイッチ６０から始動信号が生じ、マイクロコン
ピユー、＃ＩＤＤがコンピュータプログラムを第６図の
フローチャートに従いステップ１４０にて実行開始し、
ステップ１５０にてその内容を初期設定する。

ついで、マイクロコンピュータ１００が、ステップ１６
０にて、ニュートラルセーフティスイッチ２０からのニ
ュートラル信号及びイグニッションスイッチ６０からの
始動信号を記憶し、回転速度センサ４０からの各パルス
信号に基き内燃機関１０の現実の回転速度を演算記憶し
、水温センサ６０からの水温信号及び吸気量センサ７０
からの吸気量信号の各位をそれぞれ水温ディジタル値及
び吸気量ディジクル値に変換して記憶し、かつスロノｔ
・／レセンザ８０からの全閉信号（現段階にてはスロッ
トル弁１４が全閉であるものとする）を記憶する。なお
、当該車両が停止しているため、マイクロコンピュータ
１００が車速センサ５０との協働によシ演算する車速は
零である。

しかして、コンピュータプログラムが、第６図及び第４
図に示すごとく、デユーティ比演算ルーティン１８０に
進むと、内燃機関１０のアイドリング状態成立条件が満
足されておれば、マイクロコンピュータ１００がステッ
プ１８１にて［ＹＥＥｌｊと判別する。かかる場合、前
記アイドリング状態成立条件とは、スロットルセンサ８
０かも全閉信号が発生していること、並びにマイクロコ
ンピュータ１００に記憶されている現実の回転速度及び
車速かそれぞれ１０００ｒ、ｐ、ｍ以下及び２　ｂ／ｈ
以下であることをいう。このように内燃機関１０がアイ
ドリング状態にある旨判別すると、マイクロコンピュー
タ１００が、第１デユーテイ比演算ルーテイン１８２に
て、内燃機関１０のアイドリング状態における所望の回
転速度及び現実の回転速度間の差と当該車両の燃料供給
源から内燃機関１０に供給すべき燃料の量の規定に必要
な内燃機関１０の吸入空気量に対応する第１デユーテイ
比との間の関係に基きステップ１６０における現実の回
転速度に応じ前記第１デユーテイ比を演算するとともに
この第１演算デユーテイ比をステップ１６０におけるニ
ュートラル信号及び始動信号に応じて補正して第１演算
デユーテイ比補正値とし、これをステップ１８８にて第
１出力信号として発生する。

すると、駆動回路１２０がマイクロコンピュータ１００
からの第１出力信号に応答してこの第１出力信号の値、
即ち第１演算デユーテイ比補正値にて直流電源Ｂからの
直流電流を電磁流量制御弁１６０のソレノイＦ　１５２
に間欠的にイ″、ｊ与する。

このため、ソレノイド１６２が、駆動回路１２０からの
間欠的直流電流の平均値に基く電磁力を発生して弁体１
６１Ｃを圧縮スプリング１３１ｄに抗して吸引し制御弁
１３１を開く。このことは、制御弁１３１の開度が、ソ
レノイド１６２へ第１演算デユーテイ比補正値にて間欠
的に流入する直流電流の平均値、即ちこの平均値に基く
ソレノイド１６２の電磁力に伴う弁体１６１ｃの変位量
に比例することを意味する。その結果、エアクリーナ１
２を通シ吸気管１６内に流入する空気流が、制御弁１３
１の開度に対応する量にて、導管１６ａ１制御、／Ｔ１
３１の流入出口１３１ａ、１３１ｂ、導管１３ｂ、サー
ジタンク１４ａ及び多岐管１５を通９内燃機関１゜の各
シリンダ内に吸引される。

然ル後、コンピュータプログラムが燃料噴射時間演算ル
ーティン１７０に進むと、マイクロコンピュータ１００
が、内燃機関１ｏへの燃料の基本噴射量に対応する基本
噴射時間、内燃機関１０の現実の回転速度及び吸気量デ
ィジタル値間の関係からステップ１６０における各最新
の現実の回転速度及び吸気量ディジタル値に応じ基本噴
射時間を演算するとともにこの基本噴射時間を冷却水温
等により補正して最適噴射時間をめ、これをそのダウン
カウンタにセットする。すると、マイクロコンピュータ
１００のダウンカウンタが最適噴射時間のセットと同時
にこれを噴射信号として発生するとともにダウンカウン
トし始め、駆動回路１１０がマイクロコンピュータ１０
０からの噴射信号に応答して直流電源Ｂからの直流電流
を各燃料噴射弁１６に付与する。このため、各燃料噴射
弁１６が開いて燃料供給源からの燃料を内燃機関１０に
噴射し始める。しかして、マイクロコンピュータ１００
のダウンカウンタがそのダウンカウント終了により前記
噴射信号の発生を停止すると、各燃料噴射弁１６が駆動
回路１１０との協働により閉成し内燃機関１０への燃料
噴射を停止する。

その結果、このように内燃機関１０へ供給した燃料噴射
量と、前記第１演算デユーテイ比補正値により規定され
る吸入空気量とによって定まる空燃比に基き、内燃機関
１０の現実の回転速度が所望の回転速度に一致する。

かかる状態にて当該車両が発進してステップ１８１にお
ける判別が「ＮＯ」になると、マイクロコンピュータ１
００がヌテッブ１８６にて水温センサ６０からの水温信
号の値を水温ディジタル１直に変換して記憶し、ステッ
プ１８４にて、燃料供給源から内燃機関１０へその負荷
状態にて供給すべき燃料の量の規定に必要な吸入空気量
に対応する第２デユーテイ比と水温ディジタル値との間
の関係を表わす特性曲線（第５図に示すごとく実験によ
りメラレマイクロコンピュータ１００に予め記１意され
ている）に基きメチノブ１８乙における水温ディジタル
値に応じ第２デユーテイ比を演算する。・ついで、マイ
クロコンピュータ１００が、ステップ１８５にて、気圧
センサ９０か−らの気圧信号の直を気圧ディジタル直に
変換し、ステップ１８６にて、補助デユーティ比と気圧
ディジタｌし値との間の関係を表わす特性曲線（第６図
に示すごとく実験によりめられマイクロコンピュータ１
００に予め記憶されている）に基きステップ１８５にお
ける気圧ディジタル値（現段階にては７６０ｍｍＨｇ　
）に応じ補助デユーティ比を零として演算し、ステップ
１８７にて、ステップ１８４における第２演算デユーテ
イ比にステップ１８６における補助デユーティ比（＝０
）を加算し、かつこの加算デユーティ比をステップ１８
８にて第２出力信号として発生する。

すると、駆動回路１２０がマイクロコンピュータ１００
からの第２出力信号に応答してこの第２出力信号の値、
即ち前記加ｓｉ：デューティ比にて直流電源Ｂからの直
流電流を電磁流量制御弁１６０のソレノイド１６２に間
欠的に付与する。このため、ソレノイド１６２が、駆動
回路１２０からの間欠的直流電流の平均値に基く電磁力
を発生し、これに比例して制御弁１６１の開度を制御す
る。

このため、エアクリーナ１２を通り吸気管１６内に流入
する空気流が、スロットル弁１４を通り内燃機関１０の
各シリンダ内に吸入されるとともに、制御Ｓｆ’１３１
を通９この制御弁１６１の開度に対応する量にて、上述
と同様にして内燃機関１０の各シリンダ内に吸入される
。然る後、コンピュータプログラムが燃料噴射時間演算
ルーティン１７０に進むと、マイクロコンピュータ１０
０が、ステップ１６０における各最新の現実の回転速度
及び吸気量ディジタル値に応じ、」二連と同様にして基
本噴射時間を演算するとともに最適噴射時間として補正
してそのダウンカウンタにセノトスる。すると、各燃料
噴射弁１６が、マイクロコンピュータ１００のダウンカ
ウンタ及び直流電源Ｂとの協働による駆動回路１１０の
制御下にて、燃料供給源からの燃料を内燃機関１０の各
シリンダ内に前記最適噴射時間の間噴射する。かかる場
合、当該車両の走行地域が７６０　ｍｍＨｆ　の気圧中
にあり空気密度が低下していないため、内燃機関１０へ
の燃料噴射量と、前記加算デユーティ比（−前記第２演
算デユーテイ比）及びスロットル弁１４の開度により規
定される吸入空気量とによって定寸る空燃比が適正とな
り、その結果内燃機関１０が円滑に回転して当該車両の
快適な走行感覚をもたらし得る。

然る後、当該車両を低地から高地に向けてアイドリング
状態にすることなく一気に登板させると、ステップ１８
６にて演算される補助デユーティ比が、当該車両の登板
に伴う気圧の低下に応じ増大し、ステップ１８７にて得
られる加算デユーティ比が補助デユ−ティ比の増大に応
じ増大し、かつステップ１８８にて発生する第２出力信
号の値が増大する。このため、電磁流量制御弁１６００
開度が、マイクロコンピュータ１００からの第２出力信
号に応答する駆動回路１２０の制御のもとに前記加算デ
ユーティ比の増大に応じて増大し、これに伴い、電磁流
量制御弁１３０を通シ内燃機関１０内に吸入される空気
量が増大する。ついで、マイクロコンピュータ１００が
、燃料噴射時間演算ルーティン１７０にて、ステップ１
６０における各最新の現実の回転速度及び吸気量ディジ
タル値に応じ、上述と同様にして基本噴射時間を演算す
るとともに最適噴射時間として補正し、各燃料噴射弁１
６が、上述と同様にして、内燃機関１０への燃料の噴射
を前記最適噴射時間の回行なう。

かかる場合、当該車両の低地から高地への登板につれて
空気密度が気圧の低下により減少しても、電磁流量制御
弁１６０の開度が、空気密度の減少、即ち加算デユーテ
ィ比の増大に応じて増大するので、内燃機関１０への燃
料噴射量と、増大しつつある加算デユーティ比及びヌロ
ノｌ−ル弁１４の開度により規定される吸入空気量とに
よって空燃比が適正に定まり、その結果、内燃機関１０
が吸入空気量の不足を伴うことなく円滑に回転して当該
車両の快適な登板ｊＩ：行ｊざ覚をもたらし得る。

なお、前記作用説明においては、当該車両を低地から高
地へ一気に登板させた場合について説明したが、これに
限らず、当該車両を高地から低地へ一気に降板させた場
合にも、空気密度の気圧」−昇に基〈増大にもかかわら
ず、前記作用説明と実質的に同様にして内燃機関１への
吸入空気量を過剰にすることなく適正に制御することが
てき、その結果内燃機関１における空燃比が常に正しく
決定されて内燃機関１の円滑な回転をもたらし得る。

また、本発明の実施にあたっては、４気筒内燃機関１０
に限ることなく各種の内燃機関に本発明を適用してもよ
く、かかる場合、気圧センサ９０に代えて圧力スイツチ
を採用し、この圧力スイツチが所定気圧（〈大気圧）以
下にて閉成したとき前記補助デユーティ比を一定値とし
、かつ圧力スイッチが開いたとき前記補助デユーティ比
を零とするようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、気圧と内燃機関のアイドリング状態における
回転速度との関係を示すグラフ、第２図は、本発明を適
用した車両用内燃機関のための電子側＋３１装置のブロ
ック図、第６図及び第４図は第２図におけるマイクロコ
ンピュータの作用を示すフローチャート、第５図は、第
２デユーテイ比と水温ディジタル値との関係を示すグラ
フ、第６図は、補助デユーティ比と気圧ディジタル値と
の関係を示すグラフ、並びに第７図は、特許請求の範囲
における発明の構成に対する対応図である。 符号の説明 １０・・・内燃機関、４０・・・回１販速度センザ、５
０・・・車速センサ、８０・・・スロ、　ｌ・ルセンザ
、９０・・・気圧センサ、１００・・・マイクロコンピ
ュータ、１２０・・・駆動回路、１６０・・・電磁流量
制御弁。 出願人　日本電装株式会社 代理人　弁理士　長　谷　照　− 第５図 第６図 気圧デ・ジタル値　（ｍｍＨｇ） 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車両用内燃機関のアイドリング状態に関連する物理量を
   検出してこれを物理量信号として生じる第１検出手段と
   、前記内燃機関の現実の回転速度を検出してこれを回転
   速度信号として生じる第２検出手段と、前記物理量信号
   の値が前記アイドリング状態を表わす所定条件を満足す
   るか否かを判別する判別手段と、この判別手段が満足す
   るとの判別をしたとき前記内燃機関のアイドリング状態
   における所望の回転速度に対応する当該内燃機関の吸入
   空気量を表わす第１パラメータとこの内燃機関の現実の
   回転速度との間の関係に基き前記回転速度信号に応じて
   前記第１パラメータを演算する第１演算手段と、前記内
   燃機関の負荷状態における吸入空気量を表わす第２パラ
   メータを、前記判別手段が満足しないとの判別をしたと
   き演算する第２演算手段と、前記第１及び第２の演算パ
   ラメータをそれぞれ第１及び第２の出ツノ信号として発
   生する出力信号発生手段と、前記第１及び第２の出力信
   号にそれぞれ対応して前記内燃機関の吸入空気量を制御
   する制御手段とを備えた吸入空気量制御装置において、
   気圧を検出してこれを気圧信号として生じる第６検出手
   段を設けて、前記第２演算手段が前記気圧信号に応じて
   前記第２演算パラメータを補正し、かつ前記出力信号発
   生手段がかかる補正結果を前記第２出力信号として発生
   するようにしたことを特徴とする内燃機関のための吸入
   空気量制御装置。