JPS61223240A - 内燃機関の始動時バイパス空気量制御装置 - 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】 〔概要〕 本発明は、内燃機関の始動時バイパス空気量制御装置に
おいて、機関温度に応じて予め定められた始動時のバイ
パス空気量と、所定の始動時間目標値と実際の始動時間
との差に応じて自動的に修正することにより、内燃機開
催々の特性の相違による始動性のバラツキ（始動時間の
バラツキ、始動後のエンジン回転数の吹き上がり量のバ
ラツキ）を補償するものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は内燃機関の始動時バイパス空気量制御装置に関
する。

一般に、内燃機関の始動性は、スタータのオン時からエ
ンジン始動完了までの時間（始動時間）と、エンジン始
動完了後アイドル回転数に安定するまでの間におけるエ
ンジン回転数の吹き上がり量の大きさく第６図参照）と
で評価され、始動時間はできるだけ短いことが望まれ、
吹き上がり量はできるだけ小さいことが望まれる。

始動時間を短縮するためには、機関温度が低い程濃い混
合気を供給し、且つスロットル弁の上流と下流を連通ず
るバイパス通路の開度を全開（１００％）にすると良い
。しかし、バイパス開度を全開にすると、エンジン完爆
後の吹き上がり量が著しく大きくなり、ドライバを脅か
したり、シフトがニュートラル状態でない場合、車が突
然飛び出すといった事故を招く虞がある。そのため、始
動時Ｃ間と始動後の吹き上がり量との双方がほぼ満足し
得るように始動制御する方法が要望されている。

〔従来の技術〕 従来、上記要望を満たす為に採用されている方法は、内
燃機関の適合試験において始動時間をそれほど悪化させ
ない範囲で吹き上がり量を抑えることができる始動時バ
イパス空気量を各機関温度にわたり求め、これを個々の
内燃機関制御部のＲＯＭに記憶させ、始動時におけるバ
イパス空気量を機関温度に応じて変更するものであった
。

第３図は適合試験により求められた機関温度対始動時バ
イパス開度特性の一例を示す線図であり、機関温度が一
２０°Ｃ以下の場合には始動時間が極端に長くなること
から始動時間を優先してバイパス開度を１００％とし、
８０°Ｃ以上の場合は始動時間が本来短いことから吹き
上がり量を抑えることを優先してバイパス開度をほぼ７
０％とし、−２０゜０〜８０°Ｃの間においてはその中
間の値を用い、温度が高くなる程バイパス開度を徐々に
小さくしたものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、適合試験で求められた第３図に示すよう
な特性は、エンジン特性、バルブダイミング特性等の内
燃機関特性が標準的な場合を想定しているので、実際に
個々の内燃機関で実施した場合、各内燃機関の特性のバ
ラツキにより或内燃機関では始動時間が所望の時間より
長くなったり、又或内燃機関では始動時間は短くなるも
のの吹き上がり量が所望より大きくなるという問題点が
ある。また、このような問題は内燃機関の経年変化によ
っても生じる。

本発明はこのような従来の問題点を解決したもので、そ
の目的は、内燃機間開々の特性のバラツキによる或は経
年変化による始動性のバラツキを自動的に補償すること
にある。

〔発明の着眼点〕

適合試験における標準状態の内燃機関の特性と個々の内
燃機関の特性との間に相違がある場合、始動時間の相違
となって現れる。そこで、適合試験における標準的な内
燃機関の始動時間を計測してこれをメモリに記憶させて
おき、これと実際の始動時間を比較し、両者が等しくな
るように機関温度に応じて予め設定された始動時バイパ
ス空気量特性を変更してやれば、内燃機関の特性のバラ
ツキによる始動性のバラツキを補償することができる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこの点に着目して為されたものであり、例えば
第１図に示すように、機関温度に応じた始動時のバイパ
ス空気量を求める始動時バイパス空気量算出手段ＢＭと
、スロットル弁ＳＶの上流と下流を連通ずるバイパス通
路ＢＰの開度を開度調節器ＩＳＣで調節することにより
始動時のバイパス空気量を機関温度に応じて制御する制
御子’ＩＮ　Ｃ０ＮＴとを備えた内燃機関の始動時バイ
パス空気量制御装置において、エンジンＢＧの回転数を
計測する回転数計測手段ＤＥＴと、スタータＳＴが起動
された時点からエンジン回転数計測手段ＤＥＴで所定回
転数（実施例においては５００ｒｐｍ）が計測されるま
での時間を計測する始動時間計測手段ＴＴと、機関温度
に応じた始動時間目標値を求める始動時間目標値算出手
段ＴＭと、この算出された始動時間目標値と前記計測さ
れた始動時間とを比較する比較手段ＣＯＭＰと、この比
較手段ＣＯＭＰの比較結果に応じて補正係数記憶手段Ｍ
ＵＭに記憶された補正係数Ｋを変更する変更手段ＭＯＤ
と、補正係数記憶手段ＭＵＭに記憶された補正係数Ｋに
応じて始動時バイパス空気量算出手段聞で算出された始
動時バイパス空気量を補正し、該補正された始動時バイ
パス空気量を制御手段ＣＯ、ＮＴに制御目標値として与
える補正手段ＣＯＭとを設ける。

〔作用〕

スタータＳＴがオンされるまでの間に、始動時バイパス
空気量算出手段ＥＭではそのときの機関温度に応じた始
動時バイパス空気量を求め、補正手段ＣＯＭはこれと補
正係数記憶手段ＭＥＭに記憶された補正係数Ｋから実際
の始動時バイパス空気量を算出し、制御手段Ｃ０ＮＴは
それに応じて開度調節器ＩＳＯの開度を調節する。スタ
ータＳＴがオンされると、図示しない燃料噴射手段１点
火制御手段により燃料の供給１点火処理が行なわれると
共に、始動時間計測手段ＴＴで始動時間の計測が開始さ
れ、エンジン回転数計測手段ＤＥＴで計測されたエンジ
ン回転数が所定の回転数に達するまでの時間が求められ
る。比較手段ＣＯＭＰは、この計測された実際の始動時
間と、始動時間目標値算出手段ＴＨにおいて機関温度に
応じて求められた始動時間目標値とを比較し、変更手段
ＭＯＤは比較結果に応じて補正係数記憶手段ＭＵＭの補
正係数Ｋを修正する。即ち、実際の始動時間が始動時間
目標値よりも長いとき、或はある値以上長いときは補正
係数Ｋが大きくなるように変更し、逆の場合は小さくな
るように変更する。従って、実際の始動時間が始動時間
目標値よりも長くなった場合、次回の始動時におけるバ
イパス空気量は増大され、始動時間が目標値に近ずけら
れる。また反対に実際の始動時間が始動時間目標値より
も短いときは次回の始動時のバイパス空気量は減少され
、始動後の吹き上がり量が抑えられる。

〔実施例〕

第２図は本発明の実施例の要部ブロック図である。同図
において、図示しないエアクリーナで清浄された燃焼用
の空気は管路１０に導入され、一部はスロットル弁１２
を介し、他はスロットル弁１２の上流と下流を連通ずる
バイパス通路１３を経由してインテークマニホールド３
６に導かれる。この際、スロットル弁１２により流量制
御が行なわれると共に、バイパス通路１３を流れる空気
量がバイパスエアコントロール弁１４で調節される。こ
のバイパスエアコントロール弁１４としては例えばステ
ッピングモータによりバイパス通路径調節バルブを駆゛
動するタイプのものを使用することができる。インテー
クマニホールド３６に導入された空気はここでインジェ
クタ１５から噴射された燃料と混合され、その混合気は
吸気バルブ１６が開かれている間にシリンダ１７内に導
入される。シリンダ１７内の混合気はピストン１８によ
り圧縮され点火プラグ１９により着火し、爆発して生成
された燃焼ガスは排気バルブ２０が開かれている間にエ
キゾーストマニホールド２１およびマフラ２２を介して
外部に排出される。

また、内燃機関の各部には各種の機関パラメータを検出
するためのセンサが設けられる。吸気温センサ詔は燃焼
用空気の温度を検出するもの、エアフローメータ等の吸
入空気量センサ１１は燃焼用圧力センサ怒はインテーク
マニホールド３６内の圧力を検出゛するもの、水温セン
サ２６はシリンダブロック内の冷却水の温度（機関温度
）を検出するもの、クランク角センサｒはエンジンの回
転数を検出するもの、エキゾーストマニホールド２１に
取付けられた０２センサｎは排気ガス中の酸素濃度を検
出するものであり、それぞれの出力は処理部３０の入力
インタフェイス３３に入力される。また、スタータ四が
起動しているか否かを示す信号も入力インクフェイス３
３に入力される。

処理部３０は、マイクロプロセッサ３１とこれに接続さ
れた入力インタフェイス３３、Ａ／Ｄコンバータ訃、Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭ等を含むメモリ３２及び出力インタフェイ
ス３５から成る。入力インタフェイス羽は前述した各種
の入力をマイクロプロセッサ３１に取り込むためのもの
で、ディジタル量に変換する必要のあるものはＡ／Ｄコ
ンバータ３４においてディジタル量に変換された後マイ
クロプロセッサ３１に加えられる。マイクロプロセッサ
３１は、本実施例においては本発明に係わる始動時バイ
パス空気量制御以外に公知の燃料噴射制御９点火時期制
、　　　　　　御とアイドル回転数制御とを行なってい
る。ここで始動時の燃料噴射制御は、例えば機関温度に
対応した始動時噴射量を記憶するメモリの内容に従って
機関温度が低い程濃い混合気が得られるように制御され
る。メモリ羽にはこれらの制御に必要な各種プログラム
が記憶される。また、マイクロプロセッサ３１から出力
インクフェイスあを介して点火プラグ１９へは点火信号
が送出され、インジェクタ１５へはその開弁時間を制御
するための噴射信号が送出され、バイパスエアコントロ
ール弁１４へはその開度を調節するための信号（Ｉ　Ｓ
Ｏ倍信号が送出される。

第３図はメモリ３２のＲＯＭ部に記憶された機関温度（
ＴＨＷ）対始動時バイパス開度（Ｃ１）特性マツプの一
例を示す線図であり、機関温度が低い程始動時バイパス
開度は大きくなるように設定される。尚、この特性は従
来と同様に内燃機関の適合試験において決定されたもの
である。

第４図はメモリ３２ＯＲＯＭ部に記憶された機関温度（
Ｔ）ＩＷ）対始動時間目標値（Ｐｔに）特性マツプの一
例を示す線図である。この特性は、第３図に示すような
特性を求めた適合試験において機関温度を少しずつ変更
′しながらその各場合の始動時間を計測しプロットした
ものである。

第５図はマイクロプロセッサ３１の行なう始動時バイパ
ス空気量制御処理の一例を示すフローチャートである。

この処理は例えば所定周期毎に実行される。また第６図
はエンジン停止中からエンジン始動完了までに至るエン
ジン回転数ＮＵ、スタータ状態、マイクロプロセッサ３
１内部タイマＣｔｘの時間的変化の一例を示す線図であ
る。

イグニッションスイッチがオンになると、マイクロプロ
セッサ３１は先ず始動判定を行なう（Ｓｌ）これは、ク
ランク角センサｎの信号に基づいて算、　　出されたエ
ンジン回転数ＨＢが５００ｒｐｔｍ以下であるか否かを
識別することにより行なわれ、エンジン回転数が５０Ｏ
ｒｐｍ以下であれば始動中（停止中を含む）と判別し、
そうでなければ非始動中と判別する。

始動前と始動中は、エンジン回転数は５００ｒｐｍ以下
となるので、マイクロプロセッサ３１はステップＳ２に
移行し、水温センサ２６で検出された機関温度（ＴＨＷ
　）に基づいて第３図のマツプを参照しその状態の始動
時バイパス空気量Ｃ１を求める。そし６　　　　　て、
このＣ１に予めメモリ３２のＲＡＭ部に記憶された補正
係数Ｋ（初期値はＲＯＭ部に記憶されたものを使用する
）を乗することにより実際のバルブ開度の制御目標値を
求め、バイパスエアコントロール弁１４の開度がその値
になるように出力インタフェイスあを介して制御する（
Ｓ３）。また、次にスタータ四がオフか否かを判別し、
オフであれば内部タイマＣｔｘをクリアする（Ｓ４．Ｓ
５）。

更に検出した機関温度に基づいて第４図のマツプを参照
しその状態の始動時間目標値ｐｔχを求める（Ｓ６）。

エンジンを始動させるためにスタータ四をオンすると、
当初エンジン回転数は５００ｒｐｍ以下なのでステップ
８２〜Ｓ６が実行される。この際、スタータ２９はオン
なので内部タイマＣｔｘのクリア処理は行なわれず、Ｃ
ｔにの値は第６図に示すようにスタータ四オンからの時
間を示すものとなる。スクータオンによりエンジンが回
転され、燃料の噴射。

点火処理が行なわれエンジンが完爆し回転数が５００ｒ
ｐＩＩ＋を越えるとステップＳ７に移行する。このステ
ップＳ７では前回も５００ｒｐｍ以上であったか否かを
判別し、前回が５００ｒｐｍ未満である場合は内部タイ
マＣｔｘの値（始動時間に等しい）を内部レジスタＭｔ
ｘに格納しくＳ８）、ＭｔｘとＰ　ｔｘが等しいかを判
別する（Ｓ９）、そしてＭｔｘとｐｔにが等しくない場
合、ＭｔにがＰ　ｔｘより大きいか否かを判別し（３１
０）　、ＭｔｘがＰｔｘより大きい場合、メモリ３２の
ＲＡＭ部に記憶された補正係数にの値を例えば０．０１
だけ増加しく５ｌｌ）、そうでない場合は補正係数にの
値を例えば０．０１だけ減少させる（Ｓ１２）。

そして、このように変更した新たな補正係数Ｋをメモリ
３２のＲＡＭ部に記憶保持する（Ｓ１３）。従って、実
際の始動時間（Ｍｔｘ）が予め定められ始動時間目標値
（Ｐｔｘ）よりも長ければＫの値が増大されるので、次
回の始動時におけるバイパス空気量は今回より増大され
、反対にＭｔｘがＰｔｘより短かければ補正係数Ｋが減
少されることから次回・　　　　　　の始動時における
バイパス空気量は今回より小さくなり、実際の始動時間
と始動時間目標値がほぼ等しくなると、Ｋの値はある狭
い範囲でのみ変動することになり、このような状態にな
ったとき、その内燃機関の始動性は適合試験で予め定め
られた所望の始動性に近くなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、実際の始動時間
を計測し、予め定められた始動時間目標値よりも長けれ
ば次回の始動時におけるバイパス空気量を現在より増大
させ、反対に実際の始動時間が予め定められた始動時間
目標値よりも短かければ次回の始動時におけるバイパス
空気量を今回より減少させるようにしたものであり、始
動時間目標値として適合試験で決定された標準的なもの
を使用することにより、個々の内燃機関の特性の相違に
よる始動時間のバラツキ、始動後の吹き上がり量のバラ
ツキを所望の標準的な値に補正することができ、且つ経
年変化によるそれらのバラツキも補償できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成説明図、第２図は本発明実施例の
要部ブロック図、第３図は機関温度対始動時バイパス開
度特性の一例を示す線図、第４図は機関温度対始動時間
目標値特性の一例を示す線図、第５図はマイクロプロセ
ッサ３１の行なう始動時バイパス空気量制御処理の一例
を示すフローチャート、第６図は第２図の動作説明図で
ある。 ２６は水温センサ、２７はクランク角センサ、３ｏは処
理部、３１はマイクロプロセッサ、３２はメモリである
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 機関温度に応じた始動時のバイパス空気量を求める始動
   時バイパス空気量算出手段と、始動時のバイパス空気量
   をスロットル弁の上流と下流を連通するバイパス通路の
   開度を調節することにより機関温度に応じて制御する制
   御手段とを備えた内燃機関の始動時バイパス空気量制御
   装置において、エンジン回転数計測手段と、 スタータが起動された時点から前記エンジン回転数計測
   手段で所定回転数が計測されるまでの時間を計測する始
   動時間計測手段と、 機関温度に応じた始動時間目標値を求める始動時間目標
   値算出手段と、 該算出された始動時間目標値と前記計測された始動時間
   とを比較する比較手段と、 該比較手段の比較結果に応じて補正係数記憶手段に記憶
   された補正係数を変更する変更手段と、前記補正係数記
   憶手段に記憶された補正係数に応じて前記始動時バイパ
   ス空気量算出手段で算出された始動時バイパス空気量を
   補正し、該補正された始動時バイパス空気量を前記制御
   手段に制御目標値として与える補正手段とを具備したこ
   とを特徴とする内燃機関の始動時バイパス空気量制御装
   置。