JPS63198747A - 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〉 本発明はエンジンのアイドル回転数制御装置、特に自動
車用エンジンにおいて、始動時に触媒装置の暖機を促進
するための急速暖機制御を行う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。

（従来の技術） 自動車用のエンジンにおいては、アイドル時における燃
費性能や排気性能の改善のため、アイドル回転数をエン
ジン温度に応じた所定の目標回転数に収束させるフィー
ドバック制御が行われる。

この制御は、例えば特開昭５５−１２３３３６号公報に
示されているように、実際のアイドル回転数と目標回転
数との１肩差に応じてエンジンに供給される吸入空気量
を調整することにより行われるが、エンジンの始動時に
おいて特にエンジン温度が低い場合には、上記の如きア
イドル回転数の制１．１１と並行して、排気系に備えら
れた触媒装置の暖機を促進するための急速暖機制御が行
われる。

この急速暖機制御は、点火プラグの点火時期を最適時期
よりリタードさせる（遅らせる）ことにより所謂後燃え
状態を発生させて、触媒装置の温度を速かに上昇させる
ものであって、該触媒装置の排気性１ヒ性能を高めて、
暖気時における排気性能を改善するものである。

（発明か解決し５ようとする問題点） ところで、上記のようにアイドル回転数のフィードバン
ク制御を行うエンジンにおいて、低温始動時に点火時期
をリタードさせることによる急速暖機制御を行った場合
、この急速暖気が終了した時に次のような不具合が生じ
る。

即ち、急速暖機時には、点火時期のリタード補正により
燃焼状態が悪化してアイドル回転数が低下しようとする
のであるが、この低下を阻止してアイドル回転数を目標
回転数に維持すべく、フィードバック制御量によって吸
入空気量が増量される。：、とになる。つまり、第６図
に示すように吸入空気量に対応する制御量として、基本
制御Ｉｆ　Ｄ　ｎに大きな値のフィードバック制御量（
補正量）ＤＦＨが付加されるのである。このフィードパ
・ツク制御ＩＤｐａは、暖気終了時において点火時期が
本来の時期に復帰された時に、吸入空気量を増量しなく
ても目標回転数を維持することができるようになるので
、フィードバック制御に従って減少されることになるが
、その場合に該制御量は第６図に符号（イ）で示すよう
に一定の時間止子て゛徐々に減少される。一方、点火プ
ラグの点火時期については、同図に符号（ロ）で示すよ
うに、暖機終了時にリタード側への補正が直ちに解除さ
れて、本来の点火時期に速かに復帰される。そのため、
暖気終了直後に、点火時期が燃焼性の点でＩ！ｔ　道の
時期とされ且つ吸入空気が必要以上に供給される時期が
発生し、この時２同図に符号（ハ）で示すようにエンジ
ン回転数が異常に上昇する所謂吹上り現象が発生するの
である。

本発明は、アイドル回転数のフィードバック制御が行わ
れるエンジン、特にエンジン温度が低い始動時に、点火
時期をリタード補正する急速暖気制御を行うようにした
エンジンにおける上記のような開門に対処するしので、
急速暖気の終了時に、エンジン回転数の吹上り現象を生
じることなく、通常のアイドル状態に良好に移行させる
ようにすることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的達成のため、本発明に係るエンジンのアイドル
回転数制御装置は次のように構成したことを特徴とする
。

即ち、第１図に示すように、エンジンの運転状態を検出
する運転状態検出手段Ａと、エンジンに供給される吸入
空気量を調整する吸入空気量調整手段Ｂと、上記運転状
態検出手段Ａによりアイドル運転状態が検出された時に
、エンジンの実回転数と目標回転数との偏差に応じて上
記吸入空気量調整手段Ｂにより吸入空気量をフィードバ
ック制御して、アイドル回転数を目標回転数に収束させ
るフィードバック制御手段Ｃと、上記運転状態検出手段
Ａにより特定のアイドル運転状態が検出された時に、点
火プラグＤの点火時期を通常のアイドル運転時よりも遅
くするように補正する点火時期補正手段Ｅとが備えられ
た構成において、上記点火時ｊＩｎ補正手段Ｅによる点
火時期補正の解除時に、上記フィードバック制御手段Ｃ
によるフィードバック制御量を吸入空気量減少方向へ急
速に補正するフィードバック制御補正手段Ｆを備える。

尚、このフィードバック制御補正手段Ｆは、吸入空気量
の増量のために付加され或いは増大された制御量を点火
時期補正の解除時に直ちに零もしくは初期値に復帰させ
る場合と、該制御量の減少方向への制御利得を通常のフ
ィードバック制御時よりも大きくする場合とがある。

（作　　　用） 上記の構成によれば、急速暖気時等の特定のアイドル運
転時に、点火時期補正手段Ｅにより点火プラグＤの点火
時期が遅くなるように補正されることにより、燃料の所
謂後燃え状態が発生して触媒装置の温度が速かに上昇さ
れ、これにより、該触媒装置の排気浄化性能が高められ
て当該特定アイドル運転時における排気性能が改善され
ることになる。そして、この特定アイドル運転時におい
ては、アイドル回転数を目標回転数に維持すべく、フィ
ードバック制御手段Ｃにより吸入空気量が増量されるこ
とになるが、該特定アイドル運転状態の終了時には、上
記点火時期補正手段Ｅによる点火時期の補正が解除され
ると同時に、フィードバック制御補正手段Ｆにより、吸
入空気量を増量させるために付加され或いは増大された
フィードバック制御量が吸入空気量減少方向に急速に補
正されることになる。そのため、特定アイドル運転状態
の終了直後に、点火時期が本来の最適時期に復帰された
にも拘らず吸入空気が必要以上に供給される、という状
態の発生が回避されることになり、このような状態によ
るエンジン回転数の吹き上りが防止されることになる。

（実　　施　　例） 以下、本発明の実施例について説明する。

第２図に示すように、エンジン１には吸、排気弁２，３
を介して夫々燃焼室４に通じる吸気通路５及び排気通路
６が設けられ、吸気通路５には上流側からエアクリーナ
７、エアフローメーク８、スロットルバルブ９及び燃料
噴射弁１ｏが設置されていると共に、排気通路６には排
気浄化用の触媒装置１１が設置されており、且つ上記燃
焼室４には点火プラグ１２が設置されている。また、吸
気通路５には上記スロットルバルブ９の上、下流部を連
通させるバイパス通路１３が設けられていると共に、該
通路１３上には、該通路１３を通過して燃焼室４に供給
されるバイパス空気量をｉｌｌ整するデユーティソレノ
イドバルブでなるバイパス制御弁１４が設置されている
。

一方、このエンジン１には、上記燃料噴射弁１０からの
燃料噴射量の制御と１点火プラグ１２の点火時期の制御
と、アイドル時における上記バイパス制御弁１４による
バイパス空気量の制御とを行うコントロールユニット２
ｏが備えられている。このコントロールユニ・・７１〜
２０は、上記エアフローメータ８がらの吸入空気量信号
ａと、エンジン回転数を検出するセンサ２１がらのエン
ジン回転数信号すと、上記スロットルバルブ９の開度を
検出するセンサ２２がらのスロットル開度信号Ｃと、エ
ンジン１の冷却水温を検出するセンサ２３からの水温信
号ｄと、吸気通路５内の吸気温を検出するセンサ２４か
らの吸気温信号ｅと、エンジン１の始動時か否かを検出
するスタートスイッチ２５からのスタート信号でと、更
に当該自動車に搭載された変速機がニュートラル状態に
あるか否かを検出するニュートラルスイッチ２６がらの
ニュートラル信号ｇとを入力し、これらの信号ａ〜ｇに
応じて上記燃料噴射量制御と点火時期制御とバイパス空
気量制御とを行うようになっている。ここで、該コント
ロールユニット２０による燃料噴射量制御の概略につい
て説明すると、コントロールユニット２０は上記信号ａ
、ｂが示す吸入空気量とエンジン回転数とに基づいて１
サイクル当たりに燃焼室４に吸入される空気量に対応す
る基本燃料噴射量を設定すると共に、これに所定の補正
を加えて最終噴射量を演算し、この噴射量となるように
上記燃料噴射弁１０に燃料制御信号りを出力する。

一方、本発明の特徴部分であるバイパス空気量制御と点
火時期制御とは第３．４図のフローチャートに従って次
のように行われる。

先ず、バイパス空気量の制御については、第３図のフロ
ーチャートのステップｓ１で上記各信号ａ〜ｇを入力し
た後、ステップｓ２でスタートスイッチからの信号ｆに
基づいてエンジン１の始動時か否かを判別し、始動時に
は更にステップｓ３で信号ｄ、ｅが示す冷却水温と吸気
温とに基づいて、急速暖気モードや熱間再始動モード等
の始動時における運転モードを判定する。そして、冷却
水温及び吸気温が低い急速暖気モードと判定された場合
は、ステップＳ４からステップｓ、、’ｓ６を実行して
、タイマに所定時間をセットし且つタイマフラグを”　
１　”にセットする。尚、始動時以外の場合は、ステッ
プＳ、〜ｓ６による運転モードの判定動作、タイマ及び
タイマフラグのセット動作等は行われず、また始動時で
あっても急速暖気モード以外のモードの場合は、上記タ
イマ及びタイマフラグのセット動作は行われない。

更に、コントロールユニット２０は、ステップＳ７で信
号す、ｃ、ｇが夫々示すエンジン回転数、スロ・ソトル
開度及び変速機がニュートラル状態にあるか否かに基づ
いて、アイドルゾーン、加速ゾーン或は減速ゾーン等の
エンジン１の運転ゾーンを判定した後、ステップＳ８．
Ｓ、でバイパス制御弁１４の基本デユーティ値り。（一
定時間当たりの開弁時間比率）とアイドル運転時の目標
回転数とを上記冷却水温及び吸気温に応じて設定する。

また、上記ステップＳ７で判定された運転ゾーンがアイ
ドル回転数のフィードバック制御を行うゾーンである場
合には、ステップＳＩＧからステップＳｌｌを実行し、
上記タイマフラグが°゛１゛′にセットされているか否
かを判定する。

そして、始動時における急速暖気モードにある場合は、
ステップＳ６でタイマフラグが“°１″にセットさｈて
いるのでステップＳ１２．Ｓ１３を実行し、ステップＳ
５で所定時間にセットしたタイマ値を減算すると共に、
減算後の値が零であるか否か、即ち上記所定時間が経過
したか否かを判定し、所定時間の経過前であればステッ
プＳＩ４でフィードバック補正値ＤＰＢを設定する。そ
して。

上記所定時間が経過した時に、ステップＳ１５、Ｓ１６
で上記タイマフラグを°０°°にリセッ）・シた上で上
記フィードバック補正値ＤＰＢを零に設定する。尚、フ
ィードバックゾーンにあって急速暖機モード以外のモー
ドにある時、つまり通常のアイドル運転時は、ステップ
Ｓｚｏ、Ｓ＋＋からステップＳ１４を実行し、急速暖機
モードでの所定時間経過前と同様に、フィードバック補
正値ＤＦ［ｌを設定する。

コントロールユニット２０は、その後、ステップＳ１７
でエンジン１の運転モードが所定の学習ゾーンにあるか
否かを判定し、この学習ゾーンにある時はステップＳＩ
８で学習値ＤＬｃを設定し、またステップ３１９．　Ｓ
２０でエンジン１にエアコン用コンプレ・ソサー等の外
部負荷が作用しているか否かを判定して、外部負荷の作
用時には負荷補正値ＤＬを設定する。更に、ステップＳ
２１でその他の各種補正値Ｄ′・・・Ｄ′を設定した後
、ステップＳ２２で上記基本デユーティ値り。に対して
フィードパ・ツク補正値Ｉ）ｐａ、学習値ＤＬＣ１負荷
補正値ＤＬ及び各種補正値Ｄ′・・・Ｄ′による補正を
行って最終デユーティ値りを設定し、この最終デユーテ
ィ値りで第２図に示すバイパス制御弁１４が開閉制御さ
れるように該制御弁１４に制御信号ｉを出力する。

このようにして、バイパス通路１３を通って燃焼室４に
供給されるバイパス空気量が、エンジン１の運転モード
、運転ゾーン、外部負荷の状態等に応じて調整されるこ
とになる。そして、特に運転ゾーンがアイドル回転数の
フィードバック制御が行われるフィードバックゾーンに
ある場合であって、通常のアイドル運転時と急速＠機モ
ードでの所定時間の経過前には、ステップＳって設定さ
れる目標回転数と信号［）が示す実際のエンジン回転数
との偏差に応じてステップＳＩ４でフィードバック補正
値Ｉ）ｐｎが設定され、これがステップＳ８で設定され
ろ基本デユーティ値り、に付加されて、バイパス空気量
が上記偏差に応じて調整されることになり、アイドル回
転数が上記目標回転数に収束されることになる。　一方
、コントロールユニット２０は、上気の如きバイパス空
気量の制御と併行して第４図のフローチャートに従って
点火時期の制御を行う。

この制御においても、コントロールユニット２０は、先
ずステップＴ、で第２図に示す各信号ａ〜ｇを入力する
と共に、ステップＴ２〜′「５で始動時であるか否かの
判定と、始動時である場合の運転モードの判定とを行う
。そして、始動時であって、急速暖気モード及び熱間再
始動モード以外のモードの場合、又は熱間再始動モード
の場合は、ステップＴ６又はＴ７により、その時のモー
ドに応じた点火時期を設定する。また、急速暖機モード
であって、上記タイマフラグが“１°゛にセットされて
いる時、即ち急速暖機モードであって上記所定時間の経
過前においては、ステップＴ８からステップＴ９を実行
して、この急速暖機モー１【に応じた固定点火時期を設
定する。その場訃、この固定点火時期は、通常のアイド
ル運転時よりもリタード側の所定の時期とされる。そし
て、この急速暖機モードにおいて上記タイマフラグが“
′０゛′にリセッ）・された時、即ち上記所定時間が経
過した時に、コントロールユニット２０は、ステップＴ
８からステップＴ１ｏ〜Ｔ１２を実行し、上記ステップ
Ｓ９により設定されたリタード側の固定点火時期を解除
すると共に、運転状態に応じて基本点火時期を設定し且
つこれに対する各種の補正を行って最終点火時期を設定
する。そして、コントロールユニット２０はステップＴ
６゜Ｔ、、Ｔ９又はＴＩ２のいずれかで設定した点火時
期となるようにステップＴ１３で第２図に示す点火プラ
グ１２に制御信号ｊを出力する。

このようにしてエンジン１の運転モード等に応じて点火
時期が制御されるが、特に始動時における急速暖機モー
ドにおいては、第５図（Ｃ）に示すように点火時期がリ
タードされることにより燃料の後燃え状態が発生して触
媒装置１１の温度が速かに上昇され、これにより該装置
１１の排気浄化性能が高められて排気性能が改善される
ことになる。また、この場合、点火時期のリタード補正
に伴う燃焼状態の悪化に対して、アイドル回転数を目標
回転数に維持すべく、第３図のステップＳ１４で設定さ
れるフィードバック補正値ＤＦＢが第５図（ａ）に示す
ように大きな値に設定され、バイパス空気量が増量され
ることになる。

そして、この急速暖機モードにおいて所定時間が経過し
た時には、上記点火時期のリタード補正が解除されると
同時に、バイパス空気量を増量するために付加されてい
たフィードバック制御量ＤＦＢが第３図のステップＳＬ
６により直ちに零とされるので、該バイパス空気の増量
も直ちに停止されることになる。これにより、急速暖機
の終了直後に、点火時期が本来の時期に復帰されている
にも拘らずバイパス空気量が余分に供給される時期が生
じて、エンジン回転数が吹上るといった不具合が解消さ
れることになる。そして、その後、通常のアイドル運転
時のフィードバック制御が行われる。

尚、この実施例では、急速暖機終了時にフィードバック
補正値ＤＦＢを零に設定するようにしたが、この急速暖
機終了時におけるバイパス空気量を減量させる方向への
フィードバック制御の制御利得を大きくすることにより
、上記補正値ＤＰＢを速かに減少させるようにしてもよ
い。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、エンジンに供給される吸
入空気量の調整によりアイドル回転数をフィードバック
制御すると共に、特にエンジン温度が低い状態での始動
時に、点火時期をリタード補正する急速暖機制御を行う
ようにしたエンジンにおいて、この急速暖機制御の終了
時に、上記点火時期のリタード補正を解除すると同時に
、吸入空気量を速かにＡｆｉｌさせるようにしたから、
急速暖機終了直後に、吸入空気量の減量動作の遅れのた
めに、点火時期が本来の時期に復帰されているのに対し
て吸入空気が必要以、ヒに供給されるとい−）た状態の
発生が回避されることになる。これにより、急速暖機路
Ｙｉｒｉ−後におけるエンジン回転数の吹上りが防止さ
れ、通常のアイドル運転に円滑に移行することになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成を示すブロック図、第２へ一
５図は本発明の実施例を示すもので、第２図は制御シス
テム図、第３．４図は夫々吸入空気量制御及び点火時期
制御の動作を示すフローチャート図、第５図は作用を示
す経時変化図である。また、第６図は従来の問題を示す
経時変化図である。 １・・・エンジン、１３．１４・・・吸入空気量調整手
段（バイパス通路、バイパス制御弁）、　２０・・・フ
ィードバック制御手段、点火時期補正手段、フィードバ
ック制（卸補正手段（コントロールユニット）、２１．
２２．２３．２４．２５．２６・・・運転状態検出手段
（センサ、スイッチ）、 第６図 第１図 第３ＷＪ ３Ｉ４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、エンジンに供給される吸入空気量を調整する吸入空
   気量調整手段と、上記運転状態検出手段によりアイドル
   運転状態が検出された時に、エンジンの実回転数と目標
   回転数との偏差に応じて上記吸入空気量調整手段により
   吸入空気量をフィードバック制御して、アイドル回転数
   を目標回転数に収束させるフィードバック制御手段と、
   上記運転状態検出手段により特定のアイドル運転状態が
   検出された時に、点火時期を通常のアイドル運転時より
   も遅くするように補正する点火時期補正手段と、該点火
   時期補正手段による点火時期補正の解除時に、上記フィ
   ードバック制御手段によるフィードバック制御量を吸入
   空気量減少方向へ急速に補正するフィードバック制御補
   正手段とを備え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。