JPS6248943A - エンジンのアイドル回転数制御装置 - 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、負荷に応じて点火時期を調整して燃費を向上
させるようにしたエンジンのアイドル回転数制御装置に
関するものである。

〔従来技術〕

通常、エンジンのアイドリング時には点火時期を遅れ側
に調整することによってエンジン回転数を安定させるよ
うにしである。従って、アイドリング時に、カーターラ
などの負荷が加えられるとエンジンの出力をその負荷に
対応して増加させる必要がある。この負荷が加えられた
時にエンジン回転数が安定となる点火時期は、無負荷時
にエンジン回転数が安定となる点火時期よりも進んでい
るのが通例である。

従来、例えば特開昭５４−９８４１３号公報Ｇ号公報上
うに、エンジンの負荷が所定量を超えることを検出して
、点火時期を所定１進めるように制御し、エンジン回転
数を安定させて、燃費性能を向上させるエンジンのアイ
ドル回転数制御装置が提案されている。このような従来
のものでは、無負荷アイドリング時には所定の位相角度
だけ遅らされた時期に点火時期が設定され、負荷が所定
量を超える有負荷アイドリング時には、無負荷アイドリ
ング時よりも所定の位相角度だけ進められた時期に点火
時期が設定される。すなわち、第４図に示すように、点
火時期は負荷に対してエンジン回転数の安定が得られる
最も進められた点火時期である安定性限界ライン以下で
、ある程度の進角余裕代を与えて負荷の大きさに段階的
に対応して変化させられている。

しかしながら、実際の負荷は一定ではなく、例えば、カ
ークーラの使用によりエンジンが受ける負荷は気温差に
よって変化し、また、パワーステアリングの操作により
エンジンが受ける負荷はハンドルの操作量によって変化
することが良く知られている。従って、従来のオンオフ
制御による一律の点火時期変更は負荷条件の変化に対応
しているといっても正確に対応しているのではな（、そ
の本来の目的である燃費の向上という観点からはなお不
十分なものであるといった問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の実情を考慮してなされたものであって
、アイドリング運転における負荷変動に正確に対応して
点火時期を調節し、もって燃費性能を一層向上できるよ
うにしたエンジンのアイドル回転数制御装置の提供を目
的とするものである。

〔発明の構成〕

本発明に係るエンジンのアイドル回転数制御装置は、エ
ンジン回転数を検出する回転数検出手段と、エンジンに
供給される吸気量を調整する吸入空気量調整手段とを備
え、上記回転数検出手段により検出されたエンジン回転
数と目標アイドル回転数との偏差に基づいて上記吸入空
気量調整手段による吸入空気量を調整してエンジン回転
数を目標アイドル回転数にフィードバック制御するエン
ジンのエンジンのアイドル回転数制御装置であって、負
荷の作動を検出する負荷検出手段と、該負荷検出手段に
より負荷の作動が検出された時に点火時期を所定量進角
度させる点火時期補正手段とを備え、かつ、該点火時期
補正手段による点火時期進角量を負荷の作動中の吸入空
気量に応じて調整する制御手段を設けたことを特徴とす
るものである。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第５図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。

エンジン１の吸気路２には、ここを流れる吸入空気量を
検出し、その吸入空気量に対応する電気信号、例えばレ
ベル信号からなる流量信号Ｓ１を出力するエアフローメ
ータ３と、アイドリング運転時に全閉され、アイドリン
グ運転時以外の運転時の吸入空気量を調節するスロット
ル弁４と、スロットル弁４の上流と下流とに連通してい
るアイドルバイパス５と、アイドリング時にエンジン１
に供給される吸入空気量を調節する吸入空気量調整手段
としてアイドリングバイパス５の流量を制御する流量制
御弁６と、燃料噴射ノズル７とを有している。この吸気
路２の終端は、吸気弁８を介してエンジン１の燃焼室９
に連通されている。燃焼室９は点火栓１０を備え、排気
弁１１を介して排気路１２に連通されている。

上記スロットル弁４にはこの開度を検出してその開度に
対応する電気信号、例えばレベル信号からなるスロット
ル弁開度信号Ｓ２を出力するスロットル開度センサ１３
が連結されている。また、このエンジン１の回転数を検
出し、エンジン回転数Ｎに対応する電気信号、例えばレ
ベル信号からなる回転数信号Ｓ３を出力する回転数セン
サ１４と、特定の負荷、例えばエアコン負荷の有無によ
りオンオフされ、その有無に対応するバイナリ信号より
なる負荷検出信号Ｓ４を出力する負荷検出スイッチ１５
とが設けられている。更に、上記各信号Ｓ　Ｉ、Ｓ　２
．　Ｓ　３．　Ｓ　ａを入力し、所定の制御プログラム
に従って上記燃料噴射ノズル７に燃料噴射量を制御する
燃料制御信号Ｓ、を、流量制御弁６にこの開度を制御す
るアイドリング吸気量制御信号Ｓ６を、点火栓１０に点
火コイル１６を介して点火信号Ｓ７をそれぞれ出力する
制御手段としてのコントロールユニット１７が設けられ
る。

この制御手段は、第２図に示す点火時期制御フローを実
行できるように、次のような機能を有する次の■〜＠の
各部分を備える。

すなわち、このコントロールユニット１７は、■　点火
時期制御フローの開始（Ｆｌ）後、上記エアフローメー
タ３を介して吸入空気ＩＱ、　、スロットル弁開度、エ
ンジン回転数を順次読み込み（Ｆ２〜Ｆ４）、エンジン
１の運転状態がアイドリングか否かを判別する（Ｆ５）
アイドリング判定部と、■　この判定結果が否定回答と
なる非アイドリング時に運転状態に応じた所定の点火時
期を定める点火マツプから点火時期を読み出し、その点
火時期に対応して点火信号Ｓ、を出力する（Ｆ６）非ア
イドリング時点火時期制御部と、　■上記アイドリング
判定部の判定結果が肯定回答となるアイドリング時に負
荷検出スイッチ１５がオンか否かを判定する（Ｆｌ）負
荷判定部と、■この負荷判定部の判定結果が否定回答に
なる無負荷時に予め定められたアイドリング時固定点火
時期に点火時期を設定して点火信号Ｓ、を出力する（Ｆ
８）無負荷アイドリング点火時期設定部と、■　負荷判
定部の判定結果が肯定回答となる負荷時に上記スロット
ル弁４の開度がアイドリング時のスロットル弁開度と一
致するか否かを判定する（Ｆ９）スロットル弁開度判定
部と、■　このスロットル弁開度判定部の判定結果が肯
定回答の時にエンジン回転数が所定のアイドリング回転
数ａであるか否かを判定する（ＦＩＯ）回転数偏差判定
部と、■　この回転数偏差判定部の判定結果が肯定回答
の時に他の負荷が加えられていないかどうかを判定する
（Ｆｉｌ）累積負荷判定部と、■　前回にサンプリング
された吸入空気量、例えば第１回目にサンプリングされ
た吸入空気ｆｉｔ　Ｑ　−１と今回にサンプリングされ
た吸入空気量、例えば第２回目にサンプリングされた吸
入空気量Ｑ８□が同じか否によって負荷変動の有無を判
定しくＦｌ２）、判定結果が否定回答の時に繰り返しサ
ンプリング回数Ｔを０とする（Ｆｌ３）負荷変動判定部
と、■　負荷変動判定部の判定結果が肯定回答となる負
荷無変動時に繰り返しサンプリング回数ＴをＴ＋１と置
き換え（Ｆｌ４）、更新された操り返しサンプリング回
数Ｔが所定の繰り返しサンプリング回数すを上回るか否
かによって負荷条件が安定したか否かを判定する（Ｆｌ
５）負荷条件安定度判定部と、［相］　上記スロットル
弁開度判定部、回転数偏差判定部、累積負荷判定部、負
荷変動判定部、及び負荷条件安定度判定部の少なくとも
一つの判定結果が否定回答となる時に今回にサンプリン
グされた吸入空気量、例えば第２回目にサンプリングさ
れた吸入空気ｆｆｉ　ｃｔ　−ｚを前回にサンプリング
された吸入空気量、例えば第１回目にサンプリングされ
た吸入空気ｆｆｌ　Ｑ　−１に置き換え（Ｆｌ６）、こ
の吸入空気ＮＱ−１に対応して点火時期を前回サンプリ
ング時に設定されたのと同じ点火時期に設定しくＦｌ７
）、これに対応する点火信号Ｓ７を出力する非安定時点
火時期設定部と、■上記負荷条件安定度判定部の判定結
果が肯定回答の時に今回にサンプリングされた吸入空気
量、例えば第２回目にサンプリングされた吸入空気量Ｑ
１２に対応する点火時期を点火マツプから読み出し、読
み出された点火時期と前回サンプリング時の点火時期と
を比較して進角量を更新設定し、これに対応する進角制
御信号を出力する（Ｆｌ８）進角更新設定部と、■　非
アイドリング時の点火信号Ｓ？、無負荷アイドリング時
の点火信号Ｓ。

、非安定時点火時期設定部の点火信号Ｓ７及び進角更新
設定部の進角制御信号を入力し、これらから点火時期を
演算して点火信号Ｓ７を外部に出力する（Ｆｌ９）出力
部とを備えている。

尚、上記アイドリング判定部では第３図（Ａ）に示すよ
うにエンジン回転数がアイドリング回転数以下の領域に
おいての最大スロットル弁開度以下の領域をアイドリン
グ領域とし、エンジン回転数とスロットル弁開度がこの
アイドリング領域内の時にアイドリング運転状態と判定
される。

また、上記進角更新設定部に於いて点火マツプから読み
出される点火時ｊｊＪｌは第３図（Ｂ）に示すように、
負荷例えばエヤコン負荷の変動に比例して変動している
。上記コントロールユニット１７には制御成分として積
分成分が含まれており、この積分成分による制御の遅れ
を補償するために、上記コントロールユニット１７は第
３図（Ｂ）に示すように負荷、例えばエヤコン負荷の変
動に比例して吸入空気量を増域補正するように上記流量
制御弁６の開度を制御するようにしである。

上記の構成に於いて、点火時期制御フローが開始（Ｆｌ
）されると、所定のサンプリングタイムごとに、吸入空
気ｉＱ、　、スロットル弁開度ＴＶＯ、エンジン回転数
Ｎが上記エアフローメータ３の流量信号Ｓ１％スロット
ル開度センサ１３のスロットル弁開度信号ｓ２、回転数
センサ１４の回転数信号Ｓ３、負荷検出スイッチ１５の
負荷検出信号Ｓ４としてコントロールユニット１７に順
次読み込まれ（Ｆ２〜Ｆ４）、エンジン１の運転状態が
アイドリングか否かが判別される（Ｆ５）。

この判定結果が否定回答となる非アイドリング時には運
転状態に応じた所定の点火時期を定める点火マツプから
点火時期が読み出され、その点火時期に対応する点火信
号Ｓ、がコントロールユニット１７の出力部から点火コ
イル１６を介して点火栓１０に出力される（Ｆ６）。こ
れに対して、■記アイドリング判定部の判定結果が肯定
回答となるアイドリング時には負荷判定部に於いて負荷
検出スイッチ１５がオンか否かが判定される（Ｆ７）。

ここで、この負荷判定部の判定結果が否定回答になる無
負荷時には、予め定められたアイドリング時固定点火時
期に設定された点火時期に対応する点火信号Ｓ、が無負
荷アイドリング点火時期設定部から出力部及び点火コイ
ル１６を介して点火栓１０に出力される（Ｆ８）。

負荷判定部の判定結果が肯定回答となる負荷時には、上
記スロットル弁４の開度Ｔ　ｖ　ｏが無負荷アイドリン
グ時のスロットル弁開度と一致するか否かが判定され（
Ｆ９）、この判定結果が否定回答の場合には、今回のサ
ンプリングにおける吸入空気量、例えば第２回目にサン
プリングされた吸入空気量Ｑ１□を前回にサンプリング
された吸入空気量、例えば第１回目にサンプリングされ
た吸入空気ｉＱ、、に置き換え（Ｆｌ６）、この吸入空
気量Ｑ　ａ　＋に対応して点火時期を前回サンプリング
時に設定されたのと同じ点火時期に設定しくＦｌ７）、
この点火時期に対応する点火信号Ｓ７が出力部及び点火
コイル１６を介して点火栓１０に出力される　（Ｆ８）
。

回転変動の有無の判定段階（Ｆ９）に於いて、判定結果
が肯定回答の時にはエンジン回転数が所定のアイドリン
グ回転数ａであるか否かが判定される（ＦＩＯ）。エン
ジン回転数が所定のアイドリング回転数ａで無い時には
、今回のサンプリングにおける吸入空気量、例えば第２
回目にサンプリングされた吸入空気ＩＱ、□を前回にサ
ンプリングされた吸入空気量、例えば第１回目にサンプ
リングされた吸入空気ｉＱ、、に置き換え（Ｆｌ６）、
この吸入空気量ＱａＩに対応して点火時期を前回サンプ
リング時に設定されたのと同じ点火時期に設定しくＦｌ
７）、この点火時期に対応する点火信号Ｓ、が出力部及
び点火コイル１６を介して点火栓１０に出力される（Ｆ
８）。

また、エンジン回転数が所定のアイドリング回転数ａで
ある場合には、他の負荷が加えられていないかどうかが
判定され（Ｆｉｌ）、加えられている場合は、今回のサ
ンプリングにおける吸入空気量、例えば第２回目にサン
プリングされた吸入空気量Ｑ１□を前回にサンプリング
された吸入空気量、例えば第１回目にサンプリングされ
た吸入空気ｉＱ、、に置き換え（Ｆｌ６）、この吸入空
気量Ｑ＠、に対応して点火時期を前回サンプリング時に
設定されたのと同じ点火時期に設定しくＦｌ７）、この
点火時期に対応する点火信号Ｓ７が出力部及び点火コイ
ル１６を介して点火栓１０に出力される　（Ｆ８）。

他の負荷が加えられていない場合には、更に、前回にサ
ンプリングされた吸入空気■、例えば第１回目にサンプ
リングされた吸入空気ｉＱ、、と今回にサンプリングさ
れた吸入空気量、例えば第２回目にサンプリングされた
吸入空気量Ｑ３□が同じか否によって負荷変動の有無が
判定される（Ｆｌ２）。

負荷変動があると判定された場合は、この判定結果が否
定回答の時に繰り返しサンプリング回数ＴがＯとされ（
Ｆ１ａ）。そして、今回のサンプリングにおける吸入空
気量、例えば第２回目にサンプリングされた吸入空気量
Ｑ１２を前回にサンプリングされた吸入空気量、例えば
第１回目にサンプリングされた吸入空気量Ｑ□に置き換
え（Ｆ１６）、この吸入空気量Ｑ　−１に対応して点火
時期を前回サンプリング時に設定されたのと同じ点火時
期に設定しくＦ１７）、この点火時期に対応する点火信
号Ｓ７が出力部及び点火コイル１６を介して点火栓ＩＯ
に出力される（Ｆ８）。

負荷変動がないと判定されると、繰り返しサンプリング
回数ＴをＴ＋１と置き換え（Ｆ１４）、更新された繰り
返しサンプリング回数Ｔが所定の繰り返しサンプリング
回数すを上回るか否かによって負荷条件が安定したか否
かが判定される（Ｆ１５）。繰り返しサンプリング回数
Ｔが所定の繰り返しサンプリング回数すを上回っていな
い時には、今回のサンプリングにおける吸入空気量、例
えば第２回目にサンプリングされた吸入空気量Ｑ３□を
前回にサンプリングされた吸入空気量、例えば第１回口
にサンプリングされた吸入空気ＩＱｓ１に置き換え（Ｆ
１６）、この吸入空気量Ｑａｌに対応して点火時期を前
回サンプリング時に設定されたのと同じ点火時期に設定
しくＦ１７）、この点火時期に対応する点火信号Ｓ７が
出力部及び点火コイル１６を介して点火栓１０に出力さ
れる（Ｆ８）。そして、再びデータのサンプリング（Ｆ
２〜Ｆ４）以降のフローが操り返される。このシーケン
スの繰り返しの結果、更新された繰り返しサンプリング
回数Ｔが所定の繰り返しサンプリング回数すを上回ると
、今回にサンプリングされた吸入空気量、例えば第２回
目にサンプリングされた吸入空気’ｆｔ　Ｑ　−ｚに対
応する点火時期を点火マツプから読み出し、読み出され
た点火時期と前回サンプリング時の点火時期とを比較し
て進角量を更新設定し、これに対応する進角制御信号が
出力される　（Ｆ１ａ）。

このように、所定の回数にわたり負荷変動が無いという
判定が繰り返されてから進角の制御を実行することは、
負荷条件の瞬間的な変動に感応して進角制御をする場合
に生じ得るハンチングを防止できる点で特に有利である
。

上記進角更新設定部に於いて点火マツプから読み出され
る点火時期は第３図（−Ｂ　’）に示すように、負荷例
えばエヤコン負荷の変動に比例して変動している。この
進角制御信号は非安定時点火時期設定部の点火信号Ｓ７
に加算または減算されて、第３図（Ｃ）に示すように、
安定性限界ラインと実質的に一致する点火信号Ｓ、とし
て点火コイル１６を介して点火栓１０に入力される（Ｆ
　１９）。その結果、無駄な進角余裕代が設けられてい
た従来に比べて、進角量を大きくして負荷投入により低
下した回転数を迅速に回復することができ、無駄な燃料
消費をなくすことができるのである。

また、吸入空気量から負荷状態を検出することは、負荷
変動に対する応答性がよい点と、すべての負荷を検出で
きる点で有利である。

本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、例え
ば、コントロールユニット１７に於いて実行されるシー
ケンスの順序を適宜変更することも可能である。

〔発明の効果〕

本発明に係るエンジンのアイドル回転数制御装置は以上
のように、負荷の作動を検出する負荷検出手段と、該負
荷検出手段により負荷の作動が検出された時に点火時期
を所定量進角度させる点火時期補正手段とを備え、かつ
、該点火時期補正手段による点火時期進角量を負荷の作
動中の吸入空気量に応じて調整する制御手段を設け、点
火時期進角量を負荷の作動中の吸入空気量に応じて調整
するようにしである。それ故、負荷に対応して点火時期
進角量を実質的に安定性限界ラインと一致するように制
御でき、負荷の投入による回転数の低下を迅速に回復で
き、これにより無駄な燃料消費をなくすことができる等
の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電気回路のブロック図、第
２図はそのコントロールユニットにプログラムとして組
こまれている点火時期制御シーケンスのフローチャート
、第３図（Ａ）はアイドリング領域を示すスロットル弁
開度−エンジン回転数関係図、第３図（Ｂ）は点火時期
−吸入空気量関係図、第３図（Ｃ）は制御結果を示す点
火時期−負荷関係図、第４図は従来例の制御結果を示す
点火時期−負荷関係図である。 １はエンジン、３は負荷検出手段（エアフローメータ）
、６は吸入空気量調節手段（流量制御弁）、１７は点火
時期補正手段及び制御手段（コントロールユニット）で
ある。 特許出願人　　　　マツダ株式会社 第１図 第３図（Ａ） 箪４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．エンジン回転数を検出する回転数検出手段と、エン
   ジンに供給される吸気量を調整する吸入空気量調整手段
   とを備え、上記回転数検出手段により検出されたエンジ
   ン回転数と目標アイドル回転数との偏差に基づいて上記
   吸入空気量調整手段による吸入空気量を調整してエンジ
   ン回転数を目標アイドル回転数にフィードバック制御す
   るエンジンのアイドル回転数制御装置であって、負荷の
   作動を検出する負荷検出手段と、該負荷検出手段により
   負荷の作動が検出された時に点火時期を所定量進角度さ
   せる点火時期補正手段とを備え、かつ、該点火時期補正
   手段による点火時期進角量を負荷の作動中の吸入空気量
   に応じて調整する制御手段を設けたことを特徴とするエ
   ンジンのアイドル回転数制御装置。