JPS62135640A - 内燃機関のアイドル回転速度制御装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関のアイドル回転速度制御装置に関する
。

〈従来の技術〉 内燃機関のアイドル回転速度制御装置として、例えば第
４図に示すように、スロットル弁７をバイパスする補助
空気通路２の途中にアイドル制御弁（ＩＳＣバルブ）３
を設け、これにより補助空気量を調整してアイドル回転
速度を制御するようにしたものがある。アイドル制御弁
３はロータリ一式で、図示しない開弁用コイルと閉弁用
コイルとにパルス信号が互いに反転された状態で送られ
るようになっており、パルス信号のデユティ−比に応じ
て開度が調整される。

尚、９はＳＰＩ方弐の燃料噴射弁、６は熱線式エアフロ
ーメータ、３２はブローハイガスの還流パイプである。

かかるアイドル制御弁３の開度制御は、機関回転速度及
び機関冷却水温度等で代表される運転状態検出信号に基
づいて、マイクロコンピュータを内蔵した図示しないコ
ントロールユニットが運転状態を判別し、かかる運転状
態に応じてアイドル制御弁３へ供給する制御値としての
パルス信号のデユーティ比（開弁用コイルがＯＮとなっ
ている時間割合）を変化させることにより行い、機関回
転速度が目標アイドル回転速度となるようにフィードバ
ック制御する。

また、かかるアイドル制御弁３によるアイドル回転速度
制御と並行して点火時期を制御することにより一層のア
イドル安定性を図るものがある（特開昭５７−８３６６
５号等参照）。

これは、例えば目標アイドル回転速度と機関回転速度と
の偏差を算出し、この偏差に応じて予め設定される点火
時期制御値（点火時期の進角若しくは遅角補正量）を検
索し、この制御値に基づいて点火時期を補正制御するも
のであり、機関回転速度が目標アイドル回転速度よりも
高い場合には点火時期を遅角制御し、目標アイドル回転
速度よりも低い場合には進角制’＋Ｔ５　して、アイド
ル制御弁３による補助空気流量制御との相乗効果により
機関回転速度を目標アイドル回転速度に可及的かつ安定
して近づけるようにする。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記のようなアイドル制御弁による補助
空気流量の制御と点火時期制御とを機関回転速度と目標
アイドル回転速度との偏差に係わらずに並行して行うと
以下のような問題があった。

即ち、第５図に示すように機関回転速度が高く目標アイ
ドル回転速度との偏差が大きいアイドル復帰時（図では
アイドル制御弁３のダッシュポット制御終了時）に、ア
イドル制御弁３による補助空気流量制御と点火時期制御
を並行して行うと、大きな偏差を解消するために急激な
制御（デユーティ比の減少及び点火時期の遅角側′４’
ｆｌｌ）が行われて、アンダーシュートが発生しこのア
ンダーシュートによってハンチングが誘発される惧れが
あった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、アイド
ル回転速度制御における急激な回転低下を抑止して、安
定した制御が行えるアイドル回転速度制御装置を提供す
ることを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 そのため本発明では、第１図に示すように、機関１の運
転状態を検出する機関運転状態検出手段Ａと、スロット
ル弁７をバイパスする補助空気通路２の空気流量を制御
するアイドル制御弁３の開度を、所定アイドル運転状態
において予め機関運転状態に応じて設定した目標アイド
ル回転速度に機関回転速度を近づけるように制御するア
イドル制御手段りと、機関運転状態に基づいて基本点火
時期を設定する基本点火時期設定手段Ｂと、前記所定ア
イドル運転状態において機関回転速度が前記目標アイド
ル回転速度を含む所定回転速度範囲内であるときのみに
、機関回転速度を前記目標アイドル回転速度に近づける
ように前記基本点火時期を補正する点火時期補正手段Ｅ
と、設定された基本点火時期若しくは補正された点火時
期に基づいて点火を制御する点火時期制御装置Ｃと、を
備えて内燃機関１のアイドル回転速度制御装置を構成す
る。

尚、図において、４はスロットルチャンバ、６はエアフ
ローメータ、１０は点火栓、２６はエアクリーナである
。

〈作用〉 かかる構成によると、アイドル制御弁によるアイドル回
転速度制御が行われる所定アイドル運転状態において、
機関回転速度と目標アイドル回転速度とに大きな偏差が
あるとき即ち点火時期制御Ｉを行う所定回転速度範囲内
でないときには、アイドル制御弁による補助空気流量の
制御と点火時期制御が並行して行われることが避けられ
、補助空気流量の制御によってのみアイドル回転速度が
制御される。

そして、機関回転速度が目標アイドル回転速度を含む所
定回転速度範囲内になって偏差が小さいときに並行制御
が行われる。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図において、機関１にはエアクリーナ２６゜吸気ダ
クト３１．スロソトルチャンハ４及び吸気７二ホールド
５を介して空気が吸入される。

吸気ダクト３１には、エアフローメータ６が設けられて
いて、吸入空気流量Ｑに対応する電圧信号を出力する。

スロソトルチャンハ４には、図示しないアクセルペダル
と連動するスロットル弁７が設けられていて、吸入空気
流量Ｑを制御する。スロットル弁７をバイパスする補助
空気通路２の途中には、コントロールユニット３０から
送られるパルス信号のデユーティ比に応じて開度が調節
されるアイドル制御弁（ＩＳＣバルブ）３が設けられて
いて、これにより補助空気流量を制御する。スロットル
弁７には、その全閉位置を検出するアイドルスイッチ８
が付設されている。吸気マニホールド５には、コントロ
ールユニット３０によ、って開弁制御される燃料噴射弁
９が各気筒毎に設けられる。

そして、機関１の各気筒には、点火栓１０が設けられて
いて、これらには点火コイル１１にて発生する高電圧が
ディストリビュータ１２を介して順次印加され、これに
より火花点火して混合気を着火燃焼させる。点火コイル
１１は、それに付設されたパワートランジスタ１３を介
して高電圧の発生時期を制御される。従って、点火時期
の制御は、パワートランジスタ１３の０Ｎ−ＯＦＦ時期
をコントロールユニット３０からの点火時期制御信号で
制御することにより行う。

ここで、点火栓１０１点火コイル１１．ディストリビュ
ータ１２及びコントロールユニット３０等で点火時期制
？■装置が構成される。

ディストリビュータ１２には、光電式クランク角センサ
１４が内蔵されている。光電式クランク角センサ１４は
、ディストリビュークシャフト１５と一体に回転するシ
グナルディスクプレート１６と検出部１７とによりなる
。シグナルディスクプレート１６には、３６０個のポジ
ション信号（１°信号）用スリット１８と、４気筒の場
合４個のリファレンス信号（１８０’信号）用スリット
１９が形成されており、４個のリファレンス信号用スリ
ット１９のうち１個は患１気筒の判別用でもある。検出
部１７は、これらのスリット１８．１９を検出し、ポジ
ション信号と気筒判別信号を含むリファレンス信号とを
出力する。ここで、リファレンス信号の周期を測定する
ことにより機関回転速度Ｎを算出することが可能である
。

この他、機関１のウォータジャケット２０に臨んで機関
冷却水温度（以下水温という）に対応する電圧信号を出
力する水温センサ２１が設けられている。

更に、コントロールユニット３０には、トランスミッシ
ョン２５に付設されるニュートラルスイッチ２４及びエ
アコンスイッチ２３のＯＮ・ＯＦＦ信号、車速センサ２
２からの車速に対応する電圧信号が入力されるようにな
っている。

以上のように本実施例における機関運転状態検出手段と
は、エアフローメータ６、アイドルスイッチ８．光電式
クランク角センサ１４．水温センサ２１、車速センサ２
２．エアコンスイッチ２３及ヒニユートラルスイツチ２
４で構成される。

ここにおいて、コントロールユニット３０は、第３図に
示すフローチャート（アイドル制御弁３へのパルス信号
のデユーティ比の制御値Ｉ　Ｓ　Ｃｄｙ）計算ルーチン
及び点火時期制御値の設定ルーチン）に基づくプログラ
ムに従って、入出力操作並びに演算処理等を行うように
なっている。即ち、コントロールユニット３０は、アイ
ドル制御手段、基本点火時期設定手段及び点火時期補正
手段を兼ねるものである。

次に第３図のフローチャートについて説明する。

尚、８１〜３１２はアイドル制御弁３の制御を、３１３
〜５２０は点火時期制御を示す。

Ｓｌでは、水温センサ２１によって検出される水温ＴＷ
から基本側？Ｉｌｌ値ｒｓｃｔｗを設定する。尚、この
設定は、予めコントロールユニット３０内のＲＯＭに水
温Ｔｗをパラメータとする基本制御値ＩＳＣｔｗのマツ
プを記ｔｑさせておき、そのマツプから検索することに
より行っても良いし、或いは演算により行っても良い。

Ｓ２では、ニュートラルスイッチ２４及びエアコンスイ
ッチ２３のＯＮ・ＯＦＦ信号からエアコン。

ギヤ位置補正量Ｉ　Ｓ　Ｃａｔを設定する。このＩ　Ｓ
　Ｃａｔは、エアコン使用時やオートマチックトランス
ミッションのＤレンジ等の負荷が大きいとき程補正量を
多くするようにしである。

Ｓ３では、車速センサ２２からの車速信号及びアイドル
スイッチ８のＯＮ・ＯＦＦ信号等から加減速補正量ｌ５
Ｃｔｒを設定する。このｌ５Ｃｔｒは、減速時は吸気マ
ニホールド５の負圧が高くなるのを防止し、発進時には
クラッチ接続時のエンストを防止するように設定される
。

Ｓ４では、ＩＳＯ条件（ＩＳＯを行う領域）であるか否
かを判定する。具体的には、スロットル弁７の全閉状態
を検出するアイドルスイッチ８がＯＮ（スロットル弁７
が全閉若しくは全閉に近い状態）でかつニュートラルス
イッチ２４がＯＮのとき、又はアイドルスイッチ８がＯ
Ｎでかつ車速センサ２２によって検出される車速か所定
値以下のときに、ＩＳＯ条件が成立する（ＹＥＳ）もの
として、Ｓ５でフラグを１とし次の８７へ進む。

Ｓ４でＩＳＣ条件が成立しないと判定されたとき（Ｎｏ
）には、Ｓ６でフラグを０としてからＳ１１ヘジヤンプ
する。

Ｓ７では、水温センサ２１によって検出される水温Ｔｗ
から目標回転速度Ｎｓを検索或いは演算によって設定す
る。

Ｓ８では、目標回転速度Ｎｓと実回転速度Ｎとを比較し
て、積分制御によりｌ５Ｃｆｄを設定する。

即ち、Ｎｓ＞Ｎの場合は、Ｓ９で積分制御に基づいてｌ
５Ｃｆｄを前回の値に対し所定量増大させ、Ｎｓ＜Ｎの
場合は、Ｓ１０で積分制御に基づいてｌ５Ｃｆｄを前回
の値に対し所定量減少させる。また、Ｓ８において、Ｎ
５＝Ｎ（不感帯を含む）の場合にはｌ５Ｃｆｄを前回の
値のままとする。

Ｓｌｌでは、制御値ｒｓｃａｙを次式によって演算する
。

ｌ５Ｃｄｙ＝ＩＳＣｔｉｙ＋ｌ５Ｃａｔ＋ｌ５Ｃｔｒ＋
ｌ５Ｃｆｄ この演算結果に基づくデユーティ比は、Ｓｉ２において
アイドル制御弁３へ出力される。

以上の８１〜ＳＬ２がアイドル制御手段に相当する。

Ｓ１３では、基本点火時期を検索するための信号として
機関回転速度Ｎと吸入空気流量Ｑとを読み込み、これら
の値に応じて設定記憶されている基本点火時期（ＡＤＶ
）のマツプ値を基本点火時期設定手段としての３１４に
て検索して求める。

Ｓ１５では、フラグの判定を行って現在ＩＳＣ条件が成
立する運転状態であるか即ちＳ４での判定結果を再びみ
て、点火時期によるアイドル回転速度制御を行う運転状
態であるかを判定する。フラグ＝１である場合には、Ｉ
ＳＯ条件が成立していることになるため、第２の条件で
ある機関回転速度を次の３１６において判別する。フラ
グ＝０であった場合には、ＩＳＣ条件が成立していない
ので、Ｓ２０ヘジヤツプして基本点火時期に基づく点火
処理を行う。

Ｓ１６では、目標アイドル回転速度Ｎｓに所定回転速度
α（例えばＯ〜５０ｒｐｍ程度）を加算した回転速度（
Ｎｓ　＋α）と機関回転速度Ｎとを比較して、Ｎｓ　＋
α≧Ｎである場合には３１７〜Ｓ１９における点火時期
補正を行い、Ｎｓ＋αくＮである場合にはＳ１５におい
てフラグ＝Ｏと判定された場合と同様に基本点火時期に
基づいて点火処理を行う。

Ｓ１７では、目標アイドル回転速度Ｎｓ　と機関回転速
度Ｎとの偏差ΔＮを算出し、このΔＮに基づいて３１８
において点火時期の補正値を検索する。

即ち、予めコントロールユニット３０内のＲＯＭにΔＮ
をパラメータとする点火時期補正値のマツプ値を記憶さ
せておき、このマツプ値を３１７で算出したΔＮによっ
て検索するものである。

Ｓ１９では、３１８で検索した点火時期補正値によって
Ｓ１４で検索して得た基本点火時期を補正する。

即ち、３１５〜Ｓ１９が点火時期補正手段に相当するも
のである。そして、この補正した点火時期に基づいてＳ
２０で点火処理を行う。

かかる構成とすれば、例えばアイドル復帰時において機
関回転速度が目標アイドル回転速度よりも高く、Ｎｓ　
＋α〈Ｎである場合には、アイドル制御弁３による補助
空気流量の制御のみによって機関回転速度を目標アイド
ル回転速度に近づけるように制御が行われるため、例え
機関回転速度と目標アイドル回転速度とに大きな偏差が
あっても急激な制御が行われずに機関回転速度の低下が
緩やかとなって大きな回転の落ち込みを抑止でき、ハン
チングの発生を防止することができる。

また、機関回転速度Ｎが所定回転速度範囲内即ちＮｓ＋
α≧Ｎとなったときには、アイドル制御弁３による補助
空気流量の制御と点火時期の進・遅角制御が並行して行
われるため、機関回転速度Ｎを目標アイドル回転速度に
可及的に制御できると共にアイドル時における機関回転
速度Ｎの安定性が向上する。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、所定アイドル運転
状態において機関回転速度が目標アイドル回転速度を含
む所定回転速度範囲内であるときに、機関回転速度を前
記目標アイドル回転速度に近づけるように基本点火時期
を補正する点火時期補正手段を設けて内燃機関のアイド
ル回転速度制御装置を構成した。

これにより、アイドル復帰時等に機関回転速度と目標ア
イドル回転速度とに大きな偏差があっても・急激な回転
低下を抑止してハンチングを防止でき、かつ機関回転速
度が前記所定回転速度範囲内であるときには、アイドル
制御弁による補助空気流量の制御と点火時期制御とを並
行して行い、機関回転速度を目標アイドル回転速度に可
及的に制御できかつアイドル時の機関回転速度を安定さ
せることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す概略図、第２図は本発明の
一実施例を示す概略構成図、第３図は同上における制御
フローを示すフローチャート、第４図はアイドル制御弁
の一例を示すスロットルチャンバの断面図、第５図は従
来における制御特性を示すタイムチャート図である。 １・・・内燃機関　　２・・・補助空気通路　　３川ア
イドル制御弁　　６・・・エアフローメータ７・・・ス
ロットル弁　　８・・・アイドルスイッチ１０・・・点
火栓　　１１・・・点火コイル　　１２・・・ディスト
リビュータ　　１４・・・光電式クランク角センサ２１
・・・水温センサ　　２２・・・車速センサ　　２３・
・・エアコンスイッチ　　２４・・・ニュートラルスイ
ッチ３０・・・コントロールユニット 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　富二雄 第１図 第３図（その１）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関の運転状態を検出する機関運転状態検出手段と、ス
   ロットル弁をバイパスする補助空気通路の空気流量を制
   御するアイドル制御弁の開度を、所定アイドル運転状態
   において予め機関運転状態に応じて設定した目標アイド
   ル回転速度に機関回転速度を近づけるように制御するア
   イドル制御手段と、機関運転状態に基づいて基本点火時
   期を設定する基本点火時期設定手段と、前記所定アイド
   ル運転状態において機関回転速度が前記目標アイドル回
   転速度を含む所定回転速度範囲内であるときのみに、機
   関回転速度を前記目標アイドル回転速度に近づけるよう
   に前記基本点火時期を補正する点火時期補正手段と、設
   定された基本点火時期若しくは補正された点火時期に基
   づいて点火を制御する点火時期制御装置と、を備えてな
   る内燃機関のアイドル回転速度制御装置。