JPS6166836A - アイドルスピ−ドコントロ−ルバルブの制御方法 - Google Patents

アイドルスピ−ドコントロ−ルバルブの制御方法

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JPS6166836A
JPS6166836A JP18773884A JP18773884A JPS6166836A JP S6166836 A JPS6166836 A JP S6166836A JP 18773884 A JP18773884 A JP 18773884A JP 18773884 A JP18773884 A JP 18773884A JP S6166836 A JPS6166836 A JP S6166836A
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control
speed
engine
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武田 勇二
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末松 敏男
Katsushi Anzai
安西 克史
Osamu Harada
修 原田
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001Electric control of rotation speed
    • F02D31/002Electric control of rotation speed controlling air supply
    • F02D31/003Electric control of rotation speed controlling air supply for idle speed control
    • F02D31/005Electric control of rotation speed controlling air supply for idle speed control by controlling a throttle by-pass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D2011/101Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles
    • F02D2011/102Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles at least one throttle being moved only by an electric actuator

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアイドルスピードコントロールバルブ(以下I
SCバルブという)の制御方法に係り、アイドリング時
に機関回転速度が目標回転速度になるように制御すると
共に、ダッシュポット機能を持たせるために使用される
ISOバルブの制御方法に関する。
〔従来の技術〕
アイドリンク時の機関回転速度を安定化させろため、ス
ロットル弁を迂回するように迂回路を設けると共にこの
迂回路にISOバルブを取付け、スロットル弁全閉でか
つ車両停止時(例えば、車速が0〜2 km / hの
とき)、すなわちアイドリンク時に、ISCバルブの開
度な制御することにより迂回路に流れる空気量を制御し
て機関回転速度を目標回転速度に制御することが行なわ
れている。
また、かかるISCバルブを備えた内燃機関においては
、定常または加速状態から減速状態に移行すると、吸気
管壁に付着していた燃料が急激に蒸発して一時的に過濃
な混合気が燃焼室内に流入し着火ミス等が発生する虞れ
があり、また減速時にクラッチを切った場合等において
機関回転速度カ急低下してエンジンストップや機関回転
速度のアンダーシュートが発生することがあるため、車
速か高いときにNSCバルブを所定開度開き、車両が停
止したときもとの開度に戻してダッシュポット機能を持
たせることが行なわれている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、従来のNSCバルブ制御方法では、NS
Cバルブを余分に開いた後、車両が停止したときにNS
Cバルブの開度をもとの開度に戻している。このため、
車速かかなり低くかつクラッチを切っていてアイドリン
ク時と同様の状態になっても、ISCノくルブが余分に
開力1れてL−ることから機関回転速度が高くなってお
り、このような状態で発進停止を繰返すと機関回転速度
が高いことから燃費が悪化すると共に、クラッチを切ら
ずにエンジンブレーキを用いる場合のブレーキ効果が小
さくなる、という問題があった。この問題点を解決する
ために、車速か所定値以下の車両が停止する前にNSC
バルブの開度をもとに戻すことが考えられるが、ダッシ
ュポット機能がなくなり、クラッチを切ったときスロッ
トル弁が全閉になって吸入空気量が急減して、機関回転
のアンダーシュートが発生し易くなりエンジンストップ
に至る、という可能性がある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために本発明は、車速か所定値以
上でフィ−ドバック制御時の開度より所定開度NSCバ
ルブを開いてNSCバルブの開度をもとの開度まで閉じ
るにあたって、車速が前記所定値より小さい所定値以下
になったとき一定開度残して前記所定開度の半分以上の
開度NSCバルブを閉じ、車両が停止したとき前記一定
開度工SCバルブを閉じてフィードバック制御時の開度
に戻すことを特徴とする。
〔作用〕
本発明によれば、スロットル弁が閉じかつ車両が停止し
ているとき、すなわちアイドリンク時に、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
とを連通する迂回路に設けられたNSCバルブの開度が
制御されて、機gA回転速度が目標回転速度になるよう
にフィードバック制御される。車速か所定値以上のとき
、すなわちクラッチを切ったときエンジンストップし易
い高車速域では、フィードバック制御が中止されてフィ
ードバック制御時の開度より所定開度NSCバルブが開
かれ、迂回路に流れる空気量が増量されてエンジンスト
ップが防止される。車速か前記所定値より小さい所定値
以下忙なったとき、すなわちクラッチを切っても機関回
転速度があまり下らない低車速域では、必要な一定開度
な残して前記所定開度の半分以上の開度NSCバルブを
閉じて、クラッチを切ったときの機関回転速度を下げる
ことにより燃費を向上させると共にエンジンブレーキの
効果を向上させる。そして、車両が停止したときには、
前記一定開度ISOバルブを閉じてフィードバック制御
を開始する。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、ダッシュポット機
能を損うことなく、機関低回転域の燃費向上およびエン
ジンブレーキの効果の向上が図べまた減速から車両が停
止したときの機関回転速度のフィードバック制御が速や
かに行なわれ状況の変化に即応できる、という効果が得
られる。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を詳細に説明する。第2図は、本発
明が適用されるISC,<ルフ゛宙制御装置を備えた内
燃機関(エンジン)の−例を示すものである。このエン
ジンは、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グレート、コ/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
メジャリングプレートの一度を検出するポテンショメー
タ4を備え【いろ。従って、吸入空気量は、電圧値とし
てポテンショメータ4から出力される吸入空気量信号か
ら求められる。また、エアフロ−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。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&Cは、4極の固定子を備えたパルスモ
ータ16によって開度が制御されるISC,<ルブ16
A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および吸入ポート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02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を貫通してク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、エンジン冷却水温す検出し
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、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’Q 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。なお、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
ブルの回転忙応じて車速信号を出力する車速センサであ
る。
電子制御回路44は第3図に示すよつ1/C1中央処理
装置(CPU)60、リード・オンリ・メモリ(ROM
)62、ランダム愉アクセス・メモリ(RAM)64、
バックアップラム(Bu−RAM)66、入出カポ−ト
ロ8、アナログディジタル変換器(ADC)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、空燃比信号が
入力される。また、入出カポ−トロ8は、ISC,<ル
ブの開度を制御するためのISOバルブ制御信号、燃料
噴射弁を開閉するための燃料噴射信号、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I8C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、吸気温信号および水温信号が入力され、
ADCはCPUの指示忙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、負荷状態等に応じて定められた目標回転
速度、パルスモータを制御してI8Cバルブ開度を制御
するため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
第1実施例について説明に説明する。なお、以下では説
明を簡略化するため、最適な数値を用いて説明するが、
本発明はこれらの数値に限定されろものではない。この
第1実施例は、アイトリフグ時のフィードバック制御条
件が成立したときに、エンジン回転速度Nが67 Or
pm〜730rpm内の値になるように制御し、車速■
が18 km/h以上で6ステツプ分ISCバ・ルプの
開度を余分に開き、車速■が15km/h以下になった
とき4ステップ分18Cバルブの開度な閉じ、′車両が
停止したときく残りの2ステップ分の開度な閉じるよ5
Kt、たものである。以下名手軸に説明する。
第4図はパルスモータのステップ数を制御するための最
終目標ステップ数STPを演算するメインルーチンを示
すものである。まず、ステップ100でエンジン冷却水
温が70℃以上か、ステップ101で車速Vが2km/
h未満かを判断して車両が停止しているか、ステップ1
02でスロットル弁が全閉か否かを各々判断することに
よりフィードバラ′り制御条件が成立しているか否かを
判断する。ステップ100〜ステツプ102の判断のい
ずれか1つが否定のとき、すなわちフィードバック条件
が成立していないときは、第5図のステップ120〜ス
テツプ125で示す4m5ec毎の割込みルーチンで1
づつインクリメントされるカウント値Ctimeを、ス
テップ103において0にすると共に、ステップ104
において学習ステップ数STGの値を目標ステップ数S
Tとした後、ステップ1)4へ進む。
一方、ステップ100〜ステツプ102の判断の全てが
肯定のとき、すなわちフィードバック制御条件が成立し
ているときは、ステップ105およびステップ106に
おいてエンジン回転速度Nが67 Orpm〜730 
rpm以内の範囲内の値であるか否かを判断する。エン
ジン回転速度Nが73 Orpm以上のときは、ステッ
プ107でカウント値Ctimeが500以上かすなわ
ち2 sec経過したか否かを判断し、’l sec経
過しているときにはステップ108で目標ステップ数8
Tを1減少させると共にステップ109でカウント値C
timeなOとしてステップ1)4へ進む。エンジン回
転速度Nが67 Orpm以下のときは、ステップ1)
0で2 sec経過したか否かを判断し、2 sec経
過したときくステップ1)1で目標ステップ数STを1
増加し、ステップ1)2でカウント値CtimeをOと
してステップ1)4へ進む。また、エンジン回転速度N
が67 Orpm〜730 rpmの範囲内ステップ数
STを学習ステップ数8TGとしてRAMに記憶した後
ステップ1)4へ進む。
ステップ1)4では、I8Cバルブの開度な余分に開く
ためのステップ数5TUPを算出し、次のステップ1)
5で目標ステップ数STとステップ数5TUPとを加算
して最終目標ステップ数STPを求める。
第1図は、ISOバルブ開度を余分に開くためのステッ
プ数5TUPを算出するためのルーチン、すなわち第4
図のステップ1)4の詳細を示すものである。まず、ス
テップ80で車速■が18km/h以下か否かを列数し
、車速Vが18ka+/hを越えていればステップ81
でステップ数8TUPを6とする。車速Vが18km/
h以下ならば、ステップ82で車速Vが15km/h以
下になったかを判断し、15kffl/hくv≦18k
m/hならばステップ数5TUPの値を6のままとし、
車速Vが15km/h以下となったならばステップ83
1Cおいて第5図のステップ123で4 m5ec毎に
インクリメントされるカウント値C8TUPが125以
上になったか、すなわち車速Vが15km/h以下にな
ってから0.5sec経過したか否かを判断する。
0.5sec経過したときは、ステップ84でカウント
値C8TUPを0とし、ステップ85で車速Vが2 k
m / h以下になったか否かを判断する。車速Vが1
5km/h≧V > 2 km / hならば、ステッ
プ87でステップ数5TUPが3以上か否かを判断し、
ステップ数5TUPが3以上ならばステップ88でステ
ップ数8TUPを1減少させる。一方、車速VがV≦2
km/h(車両停止)ならばステップ86でステップ数
5TUPが1以上か否かを判断し、ステップ数5TUP
が1以上ならステップ88でステップ数5TOPを1減
少させる。
以上の結果、V)18km/hでステップ数3TUPが
6にされ、15km/h≧V > 2 km / hで
Q、5sec毎に4スデツブステツプ数5TUPが減少
され、車両が停止したときQ、5sec毎に2ステツブ
ステップ数5TUPが減少されてステップ数5TOPが
Oにされる。
次に、第6図を参照してステップモータを回転させてI
SOバルブの開度を制御するルーチンを説明する。この
ルーチンは4 m5ec毎の割込みにより実行されるも
のである。このステップモータは、第7図に示すよつに
、N1〜N4の4極固定子を備えており、回転子がN1
極方向を向いているときを基準(1ステツプ)として、
回転子が反時計方向I/′C1回転すると4ステツプ分
ISCバルブを開くものである。
CPMを減算して、差CRUNを求める。ステップ13
1では、差CRUNがOでないか否かを判断し、差CR
UNが0ならば最終目標ステップ数と現在のステップ数
が一致しているため、ステップ153で7ラグF18C
をリセットし、ステップ154で出力n1〜n4の値を
全てOとしてステップ155において出力n1〜n4の
値に応じて固定子N1〜N4を制御する。これにより、
4極固定子の全てが励磁されない状態になり、回転子は
回転されない。
差CRUNがOでないときは、ステップ132で現在の
ステップ数CPMを固定子の極数4で除算した余りをa
として、現在回転子がどの固定子の方向を向いているか
否かを判断する。なお、余りaがOのとき、すなわち回
転子が固定子N4の方向を向いているときは、ステップ
133とステップ134において余りaを4としておく
次のステップ135では、フラグF18Cがセットされ
ているか否かを判断し、フラグFIIICがリセットさ
れているとき、すなわち固定子が励磁されずに回転子が
停止されているときは、ステップ136で現在回転子が
向いている方向の固定子に対応する出力n1を1とする
と共に、ステップ137で7ラグFIIICをセットし
てステップ155に進む。この結果、回転子は一旦現在
向いている方向に停止されて安定される。
フラグF18Cがセットされているとき、すなわち回転
子が現在向いている方向に安定された後は、ステップ1
38で差CRUNが負か否かを判断する。差CRUNが
正のとき、すなわちISCバルブを開かなければならな
いときは、ステップ139において余りaに1を加算し
た値をbとして、回転子が現在向いている方向の固定子
の隣りの固定子を求める。なお、固定子は4極であるの
で、bの値が4を越えるときには、ステップ140とス
テップ141においてbの値を1とする。ステップ14
2では、bK対応する固定子の出力nbが1か否かを判
断し、nb=0ならばステップ143でnb=lとして
ステップ155へ進む。この結果、回転子は、bK一対
応する固定子とb−1に対応する固定子との間の方向を
向き、1/2ステップ回転される。一方、n b== 
1のときは、ステップ144でb−1(=a)に対応す
る固定子の出力n1をOとし、ステップ145で現在の
ステップ数CPMを1増加した後ステップ155へ進む
この結果、回転子は更に1/2ステップ回転される。
上記のようにI8Cバルブを開く方向にステップモータ
を制御する場合について第7図を参照して更に詳細に説
明する。まず、4極川定子の全てを消磁した状態で回転
子が固定子N1の方向を向いているものとする。固定子
N、を励磁したときKは、回転子は回転しないが、固定
子N、、N。
を励磁すると回転子は固定子N、と固定子N2どの間の
方向を向き、固定子N1を消磁して固定子N2を励磁す
ると回転子は固定子N2の方向を向く。更に、固定子N
2を励磁した状態で固定子N3を励磁すると、回転子は
固定子N2と固定子N3との間の方向を向き、固定子N
2を消磁して固定子N3を動感すると回転子は固定子N
3の方向を向く。これKより、回転子はISCバルブを
開く方向I/c2ステップ回転される。
一方、差CRUNが負のとき、すなわち工SCバルブを
閉じなければならないときは、ステップ146において
余りaから1減算した値をbとして、回転子が現在向い
ている方向の固定子の隣りの固定子を求める。そして、
ステップ147にお対応する固定子の出力nbが1か否
かを判断し、nb=0ならばステップ150でn b=
=1としてステップ155へ進み、nb=1ならばステ
ップ151でb+1 (=a )に対応する固定子の出
力n1をOとすると共に、ステップ152において現在
のステップ数CPMを1減少させた後ステップ155へ
進む。これKより、回転子はISOバルブを閉じる方向
に回転される。
ここで、ステップ数5TOPは第1図のルーチンによっ
て0.5sec毎に1づつ減少され、またISOバルブ
は第6図のルーチン化よりBmsec毎に1ステツプ分
開閉されるため、ISOバルブを6ステツプ分開くとき
は3 m5ec毎1cIステツプ、すなわち125ステ
ツプ/secの割合で開かれ、ISOバルブを閉じると
きはQ、5sec毎に1ステツプ、すなわち2ステツプ
/secの割合で閉じられる。
第8図(A)〜(B)に、本実施例、従来例、比較例の
車速■、エンジン回転速度N、ISCバyvブの開度の
変化を示す。第8図(B)、(C)のA線は本実施例の
変化を示し、B線は車両停止時忙125ステップ/se
cの割合でISCバルブを閉じる従来例の変化を示し、
C線はV≦15km/hとなって1ステツプ/secの
割合でI8Cバルブを閉じる第1比較例の変化を示し、
D線は車両停止時に2ステツプ/secの割合でISC
バルブを閉じる第2比較例の変化を示す。従来例では、
■=20km/hでクラッチを切った場合もV = 8
 k+n/ hでクラッチを切った場合も第8図(B)
のB線で示すようにエンジン回転数が高くなっており、
特に斜線で示す部分忙おいてはアイドル回転が高く燃費
が悪化している。また、125ステツプ/secでIS
Oバルブを急速に閉じているためエンジン回転がアンダ
シュートしている。第1比較例では、減速状態が長いと
車両が停止する前にISCバルブかもとの開度に閉じて
しまい、第8図(B)のC線で示すようにクラッチを切
った後のアンダーシュートが大きくなっている。第2比
較例ではアンダーシュートは生じていないが、2ステツ
プ/secの割合で閉じているため、第8図(B)のD
線で示すようにエンジン回転が下るのが最も遅く、燃費
が悪化している。これに対して本実施例では、アンダー
シュートも生じておらず、クラッチを切った後のエンジ
ン回転速度も低くなっている。
次に本発明の第2実施例を第9図を用いて説明する。本
実施例は、車速とエンジン回転速度とによりISOバル
ブを余分に開き、また開いたバルブを閉じるようKした
ものである。なお、本実施例において第1実施例と同一
のルーチンは図示を省略し、また第9図において第1図
と対応する部分には同一符号を付して説明を省略する。
本実施例と@1実施例との異る点は、本実施例において
はステップ90でエンジン回転速度が3.00Orpm
以下か否かを判断すると共に、ステップ91でエンジン
回転速度が1.50 Orpm以下か否かを判断するよ
うにしたことである。すなわち本実施例では、車速が1
8km/hを越えるときまたはエンジン回転速度Nが3
.00 Orpmを越えるときにステップ数5TUPを
6に設定し、車速Vが15km/h以下かつエンジン回
転速度Nが1.50 Orpmrpm以下実施例と同様
にステップ数5TOPを1づつ減少させている。
なお、上記ではエアフローメータを備えたエンジン忙つ
いて説明したが、エアフローメータに代えて圧力センナ
を備えたエンジンにも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例におけるステップ数5TO
Pを演算するルーチンを示す流れ図、第2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3図は第2
図の電子制御回路の詳細を示すブロック図、第4図は最
終ステップ数STPを演算するルーチンを示す流れ図、
第5図は4m5ec毎の割込みルーチンを示す流れ図、
第6図はステップモータを制御するルーチンを示す流れ
図、第7図は固定子の励磁とステップモータの回転との
関係を示す線図、第8図(A)、(B)、(C)は第1
実施例のエンジン回転速度の変化等を従来例等と比較し
て示す線図、第9図は本発明の第2実施例におけるステ
ップ数8TUPを演算するルーチンを示す流れ図である
。 16・・・ステップモータ、  16人・・・工SCバ
ルブ、  56・・・車速センサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)スロットル弁が閉じかつ車両が停止しているとき
    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する迂回路に設けられたアイド
    ルスピードコントロールバルブの開度を制御して、機関
    回転速度が目標回転速度になるようフィードバック制御
    すると共に、車速が所定値以上でフィードバック制御時
    の開度より所定開度前記バルブを開くアイドルコントロ
    ールバルブの制御方法において、車速が前記所定値より
    小さい所定値以下になったとき一定開度残して前記所定
    開度の半分以上の開度前記バルブを閉じ、車両が停止し
    たとき前記一定開度前記バルブを閉じてフィードバック
    制御時の開度に戻すことを特徴とするアイドルスピード
    コントロールバルブの制御方法。
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