JPS63143347A - 内燃エンジンの吸入空気量制御方法 - 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】 （技術分野） 本発明は内燃エンジンの吸入空気量制御方法に関し、特
にパワーステアリングの作動状態に応じて吸入空気量を
増減補正する内燃エンジンの吸入空気量制御方法に関す
る。

（従来技術及びその問題点） 一般にパワーステアリングは、エンジンのクランク軸の
回転により駆動される所謂パワステオイルポンプの油圧
により作用する。従ってエンジンのアイドル時にパワー
ステアリングを作動させると前記オイルポンプの負荷の
増大によってエンジン回転数が低下し安定したアイドル
回転数が得られないという問題があったに のため従来、エンジンのアイドル運転時に、パワステオ
イルポンプ内の油圧が所定値を越えたときオンとなる油
圧スイッチがオフからオンになったときエンジンに供給
される吸入空気量を一定量増量補正するようにした方法
が例えば特開昭５８−１０４３３９号により知られてい
る。

ところで、パワーステアリングの作動によるエンジン負
荷（パワステオイルポンプによる負荷）は、パワーステ
アリングの起動時、即ちステアリングの据え切り操作を
開始した直後（ステアリングの舵角が発生した直後）、
パワステオイルポンプの大きい起動トルクにより最大と
なりその後徐々に減少して略一定の負荷状態（定常状態
）に落ち着く（第３図（ａ））。従って上記従来の方法
のように、油圧スイッチのオン、オフにのみ応じて一定
量だけ吸入空気量を増減する方法はパワーステアリング
による実際のエンジン負荷に適合しないものである。例
えば第４図（ａ）の実線で示す如く吸入空気量の増量補
正量をパワーステアリング起動時の大きいエンジン負荷
に対応する値に設定すると、負荷の定常状態時にはエン
ジン回転数がオーバーシュートしく同図（ｂ）の実線）
、一方、第４図（ａ）の破線で示す如く増量補正量を負
荷の定常状態時に対応する値に設定するとパワーステア
リング起動時にはエンジン回転数がアンダーシュートす
るという不具合が生じる（同図（ｂ）の破線）。

（発明の目的） 本発明は斯かる問題点を解決するためになされたもので
、パワーステアリングの作動によるエンジンの負荷の変
動にも拘らずアイドル運転時のエンジン回転数を安定化
することが出来る内燃エンジンの吸入空気量制御方法を
提供することを目的とする。

（発明の構成） 本ＲＪＩＡニ依れば、内燃エンジンのアイドル運転時に
パワーステアリングが作動状態にあるときエンジンへの
吸入空気量を増量補正する内燃エンジンの吸入空気量制
御方法において、前記パワーステアリングの起動が検知
された時点で前記吸入空気量を所定量増量し、その後、
該吸入空気量をエンジンの回転に応じて漸減するように
したことを特徴とする内燃エンジンの吸入空気量制御方
法が提供される。

（発明の実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の方法が適用される内燃エンジンの吸入
空気量制御装置の全体構成図であり、符号１は例えば４
気筒の内燃エンジンを示し、エンジン１には開口端にエ
アクリーナ２を取り付けた吸気管３と排気管４とが接続
されている。吸気管３の途中にはスロットル弁５が配置
され、このスロットル弁５の下流側の吸気管３には大気
に開口する空気通路８が連通している。空気通路８の大
気側開口端にはエアクリーナ７が取り付けられ又、空気
通路８の途中には補助空気量制御弁（以下単に「制御弁
」という）６が配置されている。この制御弁６はその弁
開度（開口面積）が駆動電流に比例する、所謂リニアソ
レノイド型の電磁弁であり、ソレノイド６ａとソレノイ
ド６ａの通電時に駆＃］電流（■＾＋ｎ）に応じた開度
（弁リフト量）だけ空気通路８を開成する弁６ｂとで構
成され、ソレノイド６ａは電子コントロールユニット（
以下ｒＥＣＵＪという）９に電気的に接続され該ＥＣＵ
９から供給される駆動電流によりその開口面積が制御さ
れる。

吸気管３のエンジン１と前記空気通路８の開口８ａとの
間には燃料噴射弁１０が設けられており。

この燃料噴射弁１０は図示しない燃料ポンプに接続され
ていると共にＥＣＵ９に電気的に接続されている。

前記スロットル弁５にはスロットル弁開度（θＴＨ）セ
ンサ１１が、吸気管３の前記空気通路８の開口８ａ下流
側には管１２を介して吸気管３に連通ずる吸気管内絶対
圧（Ｐａ＾）センサ１３が。

エンジン１本体にはエンジン回転数（Ｎｅ）センサ１４
が夫々取り付けられ、各センサはＥＣＵ９に電気的に接
続されている。前記Ｎｅセンサ１４は各気筒の吸気行程
開始時の上死点（ＴＤＣ）に関して所定クランク角度前
のクランク角度位置でクランク角度位置信号（以下これ
をｒＴＤＣ信号」という）を順次発生させるもので、該
ＴＤＣ信号はＥＣＵ９に供給される。

符号１５はパワーステアリング（図示せず）の作動状態
を示すためのパワステスイッチである。

このパワステスイッチ１５は、パワーステアリングの油
圧回路（例えば図示しないパワステオイルポンプ）に設
けられるもので、パワーステアリングの作動状態に応じ
て変動する該油圧回路内の油圧が一定値以上のとき該パ
ワーステアリングの作動を表わすハイレベル信号（オン
信号）を、一定値以下のとき該パワーステアリングの不
作動を表わすローレベル信号（オフ信号）を出力する。

スロットル弁開度センサ１１．絶対圧センサ１３、及び
Ｎｅセンサ１４からの夫々のエンジン運転パラメータ信
号並びにパワステスイッチ１５からのパワーステアリン
グ作動状態信号はＥＣＵ９に供給される。ＥＣＵ９はこ
れらの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベル
に修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する
等の機能を有する入力回路９ａ、中央演算処理回路（以
下ｒＣＰＵＪという）９ｂ、ＣＰＵ９ｂで実行される各
種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶手段９
ｃ、及び前記燃料噴射弁１０及び制御弁６に駆動信号を
供給する出力回路９ｄ等から構成されている。そしてＥ
ＣＵ９は前記各種センサからのエンジン運転パラメータ
信号値及びパワーステアリング作動状態を示すオン−オ
フ信号等に基づいてエンジン運転状態及びエンジン負荷
状態を判別し、これらの判別した状態に応じてアイドル
運転時の目標アイドル回転数を設定すると共に、エンジ
ン１への燃料供給量、即ち燃料噴射弁１０の開弁時間と
、補助空気量、即ちリニアソレノイド型制御弁６の弁開
度指令値工＾Ｉｎとを夫々演算し、各演算値に応じた駆
動信号を出力回路９ｄを介して燃料噴射弁１ｏ及び制御
弁６に夫々供給する。

リニアソレノイド型制御弁６のソレノイド６ａは前記演
算した弁開度指令値工＾ＩＨに応じた電流値で通電され
て弁６ｂを該指令値に応じた開口面積で開弁じて空気通
路８を開成し開口面積に応じた所要量の補助空気が空気
通路８及び吸気管３を介してエンジン１に供給される。

燃料噴射弁１０は上記演算値に応じた開弁時間に亘り開
弁して燃料を吸気管３内に噴射し、噴射燃料は吸入空気
と混合して、所要の空燃比の混合気がエンジン１に供給
されるようになっている。

リニアソレノイド型制御弁６の弁開度指令値工＾Ｉｎを
大きくして開口面積を増大させ補助空気量を増加させる
とエンジン１への混合気の供給量が増加し、エンジン出
力は増大してエンジン回転数が上昇する。逆に該制御弁
６の弁開度指令値ＩＡＩｎを小さくして開口面積を減少
させれば混合気の供給量は減少してエンジン回転数は下
降する。

斯くのごとく補助空気量すなわち制御弁６の弁開度指令
値工＾＋ｎ　（開口面積）を制御することによってアイ
ドル時のエンジン回転数を制御することができる。

より具体的には、アイドル運転時のエンジン回転数Ｎｅ
の制御は、リニアソレノイド型制御弁６の弁開度指令値
工＾Ｉｎを次式（１）に基づいて算出し、吸入空気量を
フィードバック制御することにより行なわれる。

ＩＡ＋ｎ＝Ｉ＾＋ｎ−１＋ΔＩ　＋ｏ−（１）ここでＩ
　Ａｌ　ｎ−ｔは弁開度指令値工＾Ｉｎの前回ループで
の値であり、ΔＩ＋ｏは例えばエンジン温度等に応じて
設定される目標アイドル回転数ＮｃＯＮと今回ループで
の実際のエンジン回転数Ｎｅとの回転数差に応じて決定
される補正値である。

このように算出された弁開度指令値工＾Ｉｎは以下に詳
述するパワーステアリングの作動に応じた吸入空気量制
御方法によりエンジン負荷の変動に応じて増減補正され
る。

以下、本発明に係るパワーステアリングの作動状態に応
じた吸入空気量制御方法について説明する。

前述したようにパワーステアリングは、ステアリングに
舵角が発生したときに作動するもので、このときパワス
テオイルポンプからの油圧によってパワーステアリング
シリンダ内のラックに固定されたピストン（共に図示せ
ず）を押し、ステアリングの据切り操作を容易にする構
成となっている。パワーステアリングの作動に必要な油
圧はパワステオイルポンプによって供給され、このパワ
ステオイルポンプは前述のようにエンジンのクランク軸
によりベルト等を介して駆動される。

従って、パワーステアリングが作動するとオイルポンプ
の油圧上昇に伴ってエンジンの負荷が増大する。このパ
ワーステアリングの作動によるエンジン負荷は第３図に
示すようにパワーステアリングの作動開始直後にその起
動トルクによって著しく増大し、その後エンジンの回転
と共に漸減し、やがて一定値に落ち着く（定常状Ｓ）。

前述したようにパワーステアリングの作動状態は、油圧
回路内に設けられたパワステスイッチ１５からのオン−
オフ信号によって、作動又は不作動のみが判断される。

そこで、本発明はアイドル運転時にエンジンに供給され
る吸入空気量を、パワーステアリングの作動状態に応じ
た負荷の変動に対応するように以下の方法で制御するも
のである。

（１）パワステスイッチ１５の出力信号がオフのときは
、通常のアイドル回転数フィードバック制御によって得
られた弁開度指令値工＾ＩＨにより吸入空気量をフィー
ドバック制御する（第３図（ｂ）のｔ。時点以前、及び
ｔ２時点以降）。

（２）パワステスイッチ１５の出力信号がオフからオン
になったときは、弁開度指令値工＾１１’ｌにパワース
テアリング起動時のエンジン負荷の増大分に対応する所
定値Ｉｒ５ｏを加算して吸入空気量を増量補正する（第
３図ｔ０時点）。

（３）上記（２）の増量補正を行なった後は、エンジン
の回転に伴ったエンジン負荷の漸減に応じるように所定
期間に亘って、前記増量補正された弁開度指令値工＾！
ｎから所定値ΔＩｐｓをエンジンの回転に応じて（例え
ばＴＤＣ信号発生毎に）減算して吸入空気量を漸減補正
する（第３図ｔ０〜ｔ工時点間）。

（４）前記所定期間経過後は、パワーステアリングの作
動によるエンジン負荷が安定するので（定常状態）、フ
ィードバック制御によって得られた弁開度指令値工＾＋
ｎにより吸入空気量をフィードバック制御する（第３図
ｔ１〜ｔ２時点間）。

（５）パワステスイッチ１５の出力信号がオンからオフ
になったときは、エンジン負荷が急減するので、弁開度
指令値工＾１ｎからエンジン負荷の減少分に対応する所
定値ＩＰＳ１を減算して吸入空気量を減量補正する（第
３図ｔ２時点）。

以上のように、フィードバック制御によって得られる井
開度指令値工＾！ｎをパワーステアリングの作動状態に
応じて増減補正することにより、エンジン負荷の変動に
よるフィードバック制御の応答性の低下を防止し、常に
安定したアイドル回転数が得られるようになる。

以下、上述した（１）乃至（６）の方法を第２図のフロ
ーチャート及び第３図のグラフを参照して説明する。

第２図は、上述したパワーステアリングの作動状態に応
じた吸入空気量制御方法を実行するためのプログラムフ
ローチャートであり、該プログラムはＴＤＣ信号発生毎
にＣ，ＰＵＱｂ内で実行される。

ステップ１では、前述した（１）式に基づいてフィード
バック制御による弁開度指令値ＩＡｒｎが算出される。

このステップ１で決定された弁開度指令値工＾Ｉｎは後
述のステップ２乃至１３の実行により、パワーステアリ
ングの作動状態に応じて増減補正される。

先ず、エンジンがアイドル運転状態になった後、未だパ
ワステスイッチ１５がオフのとき（第３＠１、時点以前
）を考える。前述の如くステップ１ではフィードバック
制御による弁開度指令値■＾Ｉｎが決定され、その後、
ステップ２に進む。ステップ２では前回ループでパワス
テスイッチ１５がオンであったか否かを判別する。この
場合、判別結果が否定（Ｎｏ）となり、次のステップ３
に進み今回ループでパワステスイッチ１５がオンである
か否かを判別する。今回ループでは、この判別結果も否
定（Ｎｏ）となり、ステップ４に進み、ステップ１で決
定したフィードバック制御による弁開度指令値工＾Ｉｎ
を保持し、後述するカウント値ｎＰｓをＯに設定して（
ステップ５）、本プログラムを終了する。

ステアリングの据え切り操作により、パワーステアリン
グが作動し、パワステスイッチ１５がオフからオンにな
ると（第３図ｔ。時点）、前記ステップ３の判別結果が
肯定（Ｙｅｓ）となり、ステップ６に進んで前記ステッ
プ１で決定したフィードバック制御による弁開度指令値
工＾Ｉｎに所定値Ｉｐｓｏを加算したものを弁開度指令
値工＾Ｉｎに設定し、ステップ７でカウント値ｎｐｓに
１を加えて本プログラムを終了する。

次のループで未だパワステスイッチ１５がオンのときは
ステップ２の判別結果が肯定（Ｙｅｓ）になるのでステ
ップ８に進み、ステップ３と同様に今回ループでパワス
テスイッチ１５がオンであるか否かを判別する。今回ル
ープではこの判別結果も肯定（Ｙｅｓ）となり次のステ
ップ９に進む。

ステップ９では前述したカウント値ｎｐｓが所定値ｎｐ
ｄと等しくなったか否かを判別する。このカウント値ｎ
ｐｓは、パワステスイッチ１５がオフからオンになった
時点（第３図ｔ。時点）からの経過期間を示すもので、
このカウント値ｎｐｓが所定値７１ｐｄとなるまでの所
定期間に亘って。

後述するステップ１ｏによる吸入空気量の漸減補正が行
なわれる。

即ち、カウント値ｎｐｓが所定値７１ｐｄに達するまで
（ステップ９の判別結果が否定（Ｎｏ）となるまで）は
、ステップ１ｏに進み、ステップ１で決定した弁開度指
令値工＾Ｉｎから所定値ΔＩｐｓ（＜＜　Ｉ　ｐ　ｓ　
ｏ）を減算したものを弁開度指令値工＾Ｉｎに設定する
と共にステップ７でカウント値ｎｐＳに１を加えて本プ
ログラムを終了する（第３図ｔ。〜ｔ□時点間）。この
結果、弁開度指令値ＩＡＩｎは第３図（ｂ）に示すよう
にエンジン負荷の減少に対応して徐々に減少する。

尚、前記所定値ｎｐｄは、パワーステアリングの起動直
後から、パワーステアリング作動中のエンジンの負荷が
定常状態になるまでの（第３図ｔ０〜ｔ１時点間）ＴＤ
Ｃ信号パルス発生回数に相当する値に設定される。又、
前記所定値ΔＩｐｓは、増量補正後の弁開度指令値工＾
１ｎからのｎｐｄ回に亘るΔＩｐｓの減算によって、吸
入空気量の増量が前記定常状態のエンジンの負荷に見合
った量（後述する所定値Ｉｐｓ１に対応する値）になる
ように最適値に設定される。

前記ステップ１０による弁開度指令値ＩＡＩｎの補正が
所定期間（カウント値ｎｐｓが所定値ｎｐｄに達する迄
の期間）に亘って行なわれ、その後ステップ９の判別結
果が肯定（Ｙｅｓ）になると、エンジン負荷が定常状態
であると見做せるのでステップ１１に進み、前記ステッ
プ１で決定した弁開度指令値Ｉ＾Ｉｎを保持して本プロ
グラムを終了する（第３図ｔ１〜ｔ２時点間）。

ステアリングの据え切り操作が終了して、エンジン負荷
が急激に減少し、パワステスイッチＩＳがオンからオフ
になると（第３図ｔ２時点）ステップ８の判別結果が否
定（ＮＯ）となり１次のステップ１２に進む。ステップ
１２ではステップ１で決定した今回ループでの弁開度指
令値工＾Ｉｎから前記定常状態のエンジン負荷に対応す
る所定値Ｉ　ｐ　５１（Ｉ　ｐ　ｓ　ｏ）Ｉ　ｐ　ｓ、
＞＞ΔＩｐｓ）を減算したものを新たな弁開度指令値Ｉ
Ａ＋ｎに設定し、ステップ１３でカウント値ｎｐｓをＯ
にリセットして本プログラムを終了する。この結果、エ
ンジン負荷の急減に即応して吸入空気量を減量補正する
ことが出来る。

その後パワステスイッチがオフである限り前記ステップ
１乃至５が繰り返し実行される（第３図ｔ２時点以＃）
。

尚１本実施例では吸入空気量制御手段として補助空気通
路に設けられたりニアソレノイド型制御弁を用いたが、
これに限ることなく、吸入空気量を制御し得るものであ
れば、例えばスロットル弁の開度を制御する手段、オン
−オフ型の吸入空気量制御弁等を用いても良い。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明の内燃エンジンの吸入空気量
制御方法によれば、エンジンのアイドル運転時にパワー
ステアリングの起動が検知された時点で該エンジンに供
給される吸入空気量を所定量増量し、その後、該吸入空
気量をエンジンの回転に応じて漸減するようにしたので
、パワーステアリングの作動によるエンジン負荷の変動
に対し応答性よく吸入空気量を制御することができ、ア
イドル運転時のエンジン回転数の安定化がより一層向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法が適用される内燃エンジンの吸入
空気量制御装置の全体構成を示すブロック図、第２の図
は第１図のＣＰＵＱｂ内で実行される弁開度指令値工＾
１ｎの算出手順を示すプログラムフローチャート、第３
図は本発明の吸入空気量制御方法を説明するための、パ
ワーステアリング作動によるエンジン負荷（パワステ油
圧回路内油圧）変動と弁開度指令値工＾１ｎの時間変化
を示すタイミングチャート、第４図は従来方法による弁
開度指令値工＾Ｉｎとエンジン回転数Ｎｅの時間変化を
示すタイミングチャートである。 １・・・内燃エンジン、６・・・（リニアソレノイド型
）制御弁、９・・・電子コントロールユニット（ＥＣＵ
）、１４・・・エンジン回転数（Ｎｅ）センサ、１５・
・・パワステスイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃エンジンのアイドル運転時にパワーステアリン
   グが作動状態にあるときエンジンへの吸入空気量を増量
   補正する内燃エンジンの吸入空気量制御方法において、
   前記パワーステアリングの起動が検知された時点で前記
   吸入空気量を所定量増量し、その後、該吸入空気量をエ
   ンジンの回転に応じて漸減するようにしたことを特徴と
   する内燃エンジンの吸入空気量制御方法。 ２、前記吸入空気量の漸減を、該吸入空気量の増量値が
   第２の所定量になるまで行なうことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の内燃エンジンの吸入空気量制御方
   法。 ３、前記パワーステアリングが作動状態から不作動状態
   になったときは前記吸入空気量を第２の所定量分減量す
   るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項又
   は第２項に記載の内燃エンジンの吸入空気量制御方法。