JPS6360218B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関のアイドル回転数制御方法
に係り、特に、電子制御燃料噴射装置を備えた自
動車用エンジンに用いるのに好適な、機関回転数
とアイドル目標回転数の差に応じて、スロツトル
弁をバイパスして導入される吸入空気の流量を制
御することにより、機関のアイドル回転数をフイ
ードバツク制御するようにした内燃機関のアイド
ル回転数制御方法の改良に関する。

自動車用エンジン等の内燃機関の混合気の空燃
比を制御する方法の一つに、電子制御燃料噴射装
置を用いるものがある。この電子制御燃料噴射装
置を備えた内燃機関においては、例えば、機関の
吸入空気量又は吸気管圧力及び機関回転数等に応
じて燃料噴射時間を決定し、該燃料噴射時間だ
け、例えば吸気マニホルドに配設された、機関の
吸気ポートに向けて燃料を噴射するインジエクタ
を開弁することによつて、機関の空燃比を制御す
るようにされており、空燃比を精密に制御するこ
とが必要な、排気ガス浄化対策が施された自動車
用エンジンに広く用いられるようになつてきてい
る。

この電子制御燃料噴射装置を備えた内燃機関に
おいては、一般に、アイドル運転時に、機関回転
数とアイドル目標回転数の差に応じて、スロツト
ル弁をバイパスして導入される吸入空気の流量を
制御することにより、機関のアイドル回転数をフ
イードバツク制御するようにされている。

このようなアイドル回転数制御によれば、機関
のアイドル回転数を適確に制御することが可能と
なるものであるが、従来は、スロツトル弁の全閉
状態を検出するためのアイドルスイツチをスロツ
トルボデイに設け、該アイドルスイツチのオンオ
フ状態からフイードバツク条件の成立の有無を検
知するようにしていたため、アイドルスイツチが
オンの状態でスロツトル弁が若干開かれ（アイド
ルレーシング状態と称する）、この状態から再び
スロツトル弁が全閉状態に戻された場合に、機関
回転数がアンダーシユートしたり、甚だしい場合
は、エンジンストールに至ることがあつた。即
ち、一般に、スロツトル弁の全閉状態を検知する
ためのアイドルスイツチには公差が設けられてお
り、スロツトル弁全閉状態だけでなく、スロツト
ル弁が若干開かれた状態でも、アイドルスイツチ
はオンとなつている。従つて、アイドルスイツチ
がオンのまま、スロツトル弁が若干開かれた状態
では、アイドル回転数が高くなるので、フイード
バツク条件が成立している場合には、アイドル空
気の流量を少なくして、機関回転数をアイドル目
標回転数に戻すべく、アイドル空気の流量が絞ら
れる。よつて、この状態でスロツトル弁が全閉に
されると、アイドル空気の流量が不足し、機関回
転数がアンダーシユートしたり、又は、甚だしい
場合は、エンジンストールに至ることになる。

このような欠点を解消するべく、従来は、例え
ば、アイドル目標回転数を高く設定したり、或い
は、スロツトル弁の開度を精密に検知できるセン
サを取り付ける等の対策を施していたが、前者の
場合には、燃費性能が悪化し、又、後者の場合
は、コストが高くなるという欠点を有していた。

本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなさ
れたもので、アイドル目標回転数を低く設定した
場合でも、アイドルスイツチの公差の範囲内でス
ロツトル弁が開かれたアイドルレーシング時にス
ロツトル弁を全閉した場合の機関回転数のアンダ
ーシユートやエンジンストールの発生を確実に防
止することができる内燃機関のアイドル回転数制
御方法を提供することを目的とする。

本発明は、少なくとも、スロツトル弁の略全閉
状態を検出するアイドルスイツチがオンとなつた
時に、機関回転数とアイドル目標回転数の差に応
じて、スロツトル弁をバイパスして導入される吸
入空気の流量を制御することにより、機関のアイ
ドル回転数をフイードバツク制御するようにした
内燃機関のアイドル回転数制御方法において、フ
イードバツク制御実行中に、機関回転数とアイド
ル目標回転数の差が一旦所定値未満となつた後、
再び所定値以上となつた時は、フイードバツク制
御を禁止するようにして、前記目的を達成したも
のである。

以下図面を参照して、本発明に係る内燃機関の
アイドル回転数制御方法が採用された、自動車用
エンジンの吸気管圧力式電子制御燃料噴射装置の
実施例を詳細に説明する。

本発明の実施例は、第１図に示す如く、外気を
取入れるためのエアクリーナ１２と、該エアクリ
ーナ１２により取入れられた吸入空気の温度を検
出するための吸気温センサ１４と、スロツトルボ
デイ１６に配設され、運転席に配設されたアクセ
ルペダル（図示省略）と連動して開閉するように
された、吸入空気の流量を制御するためのスロツ
トル弁１８と、該スロツトル弁１８がアイドル開
度にあるか否かを検出するためのアイドルスイツ
チ及びスロツトル弁１８の開度に比例した電圧出
力を発生するポテンシヨメータを含むスロツトル
センサ２０と、吸気干渉を防止するためのサージ
タンク２２と、該サージタンク２２内の圧力から
吸気管圧力を検出するための吸気管圧力センサ２
３と、前記スロツトル弁１８をバイパスするバイ
パス通路２４と、該バイパス通路２４の開口面積
を制御することによつてアイドル回転数を制御す
るためのアイドル回転速度制御弁２６と、吸気マ
ニホルド２８に配設された、エンジン１０の吸気
ポートに向けて燃料を噴射するためのインジエク
タ３０と、排気マニホルド３２に配設された、排
気ガス中の残存酸素濃度から空燃比を検知するた
めの酸素濃度センサ３４と、前記排気マニホルド
３２下流側の排気管３６の途中に配設された三元
触媒コンバータ３８と、エンジン１０のクランク
軸の回転と連動して回転するデイストリビユータ
軸を有するデイストリビユータ４０と、該デイス
トリビユータ４０に内蔵された、前記デイストリ
ビユータ軸の回転に応じてそれぞれ上死点信号及
びクランク角信号を出力する上死点センサ４２及
びクランク軸センサ４４と、エンジンブロツクに
配設された、エンジン冷却水温を検知するための
冷却水温センサ４６と、変速機４８の出力軸の回
転速度から車両の走行速度を検出するための車速
センサ５０と、前記吸気管圧力センサ２３出力の
吸気管圧力と前記クランク角センサ４４の出力の
クランク角信号から求められるエンジン回転数に
応じてエンジン１工程当りの基本噴射量を求める
と共に、これを前記スロツトルセンサ２０の出
力、前記酸素濃度センサ３４出力の空燃比、前記
冷却水温センサ４６出力のエンジン冷却水温等に
応じて補正することによつて、燃料噴射量を決定
して、前記インジエクタ３０に開弁時間信号を出
力し、又、アイドル時に機関回転数とアイドル目
標回転数の差に応じて、前記アイドル回転速度制
御弁２６をフイードバツク制御するデジタル制御
回路５４とを備えた自動車用エンジン１０の吸気
管圧力式電子制御燃料噴射装置において、前記デ
ジタル制御回路５４内で、アイドル回転フイード
バツク条件が成立したことが検知された時は、ア
イドル回転フイードバツク制御を実行し、一方、
フイードバツク制御実行中に、機関回転数とアイ
ドル目標回転数の差が一旦所定値α未満となつた
後、再び前記所定値α以上となつた時は、アイド
ル回転フイードバツク制御を禁止するようにした
ものである。

前記デジタル制御回路５４は、第２図に詳細に
示す如く、各種演算処理を行うマイクロプロセツ
サからなる中央処理装置（以下CPUと称する）
６０と、前記吸気温センサ１４、スロツトルセン
サ２０のポテンシヨメータ、吸気管圧力センサ２
３、酸素濃度センサ３４、冷却水温センサ４６等
から入力されるアナログ信号を、デジタル信号に
変換して順次CPU６０に取込むためのマルチプ
レクサ付きアナログ入力ポート６２と、前記スロ
ツトルセンサ２０のアイドルスイツチ、上死点セ
ンサ４２、クランク角センサ４４、車速センサ５
０等から入力されるデジタル信号を、所定のタイ
ミングでCPU６０に取込むためのデジタル入力
ポート６４と、プログラム或いは各種定数等を記
憶するためのリードオンリーメモリ（以下ROM
と称する）６６と、CPU６０における演算デー
タ等を一時的に記憶するためのランダムアクセス
メモリ（以下RAMと称する）６８と、機関停止
時にも補助電源から給電されて記憶を保持できる
バツクアツプ用ランダムアクセスメモリ７０と、
CPU６０における演算結果を所定のタイミング
で前記アイドル回転速度制御弁２６、インジエク
タ３０等に出力するためのデジタル出力ポート７
２と、前記各構成機器間を接続するコモンバス７
４とから構成されている。

以下作用を説明する。

本実施例におけるアイドル回転フイードバツク
条件成立時の処理は、第３図に示すような、アイ
ドル回転フイードバツク条件成立ルーチンによつ
て実行される。即ち、前記スロツトルセンサ２０
のアイドルスイツチがオンとなつたこと等によ
り、アイドル回転フイードバツク条件が成立した
場合には、第３図に示すルーチンのステツプ１０
１に入り、次式に示す如く、前記クランク角セン
サ４４出力のクランク角信号から求められる機関
回転数NEからアイドル目標回転数NFを引くこ
とによつて、機関回転数とアイドル目標回転数の
差△NEを算出する。

△NE＝NE−NF ……(1) ついで、ステツプ１０２に進み、前回もアイド
ル回転フイードバツク条件が成立しており、現在
アイドル回転フイードバツク制御実行中であるか
否かを判定する。判定結果が否である場合には、
ステツプ１０３に進み、前出ステツプ１０１で算
出された回転数差△NEが所定値α（例えば100〜
150rpm）未満であるか否かを判定する。判定結
果が否である場合には、減速過程（第４図の区間
AO）にあると判断して、ステツプ１０４に進
み、減速過程におけるアイドル回転フイードバツ
ク制御を許容するためのフラグＡをリセツトす
る。一方、ステツプ１０３の判定結果が正である
場合、即ち、機関回転数NEがアイドル目標回転
数NFに十分近づき、アイドルレーシング時の不
具合を防止するため、所定条件成立時にはフイー
ドバツク制御を禁止する必要があると判断される
場合には、ステツプ１０５に進み、前記フラグＡ
をセツトして、アイドルレーシング時のフイード
バツク制御禁止が行われるようにする。

前出ステツプ１０２における判定結果が正であ
る場合には、ステツプ１０６に進み、前出ステツ
プ１０４，１０５で、それぞれ、リセツト、セツ
トされているフラグＡが０であるか否かを判定す
る。判定結果が正である場合には、まだ機関回転
数NEが十分低下しておらず、アイドル回転フイ
ードバツク制御を継続する必要があると判断し
て、前出ステツプ１０３に戻る。ステツプ１０６
における判定結果が否である場合、即ち、機関回
転数NEが十分アイドル目標回転数NFに近づい
ており、アイドルレーシング時の不具合を防止す
る必要があると判断される時には、ステツプ１０
７に進み、前出ステツプ１０１で算出された回転
数差△NEが、所定値α（例えば100〜150rpm）未
満であるか否かを判定する。該ステツプ１０７の
判定結果が正である場合、或いは、前出ステツプ
１０４，１０５終了後、ステツプ１０８に進み、
従来と同様に、アイドル回転フイードバツク制御
を実行する。一方、前出ステツプ１０７の判定結
果が否である場合には、アイドルレーシング中で
あると判断して、ステツプ１０９に進み、アイド
ル回転速度制御弁２６の開度を固定して、アイド
ル回転フイードバツク制御を禁止する。ステツプ
１０９或いは１０８終了後、このルーチンを終了
する。

本実施例におけるエンジン回転数NEの変化状
態とアイドル回転速度制御弁に与えられる制御デ
ユーテイ値Ｄ（アイドル回転速度制御弁２６の開
度に対応）の関係の一例を第４図に示す。図から
明らかな如く、時刻t₁からt₂にかけては、アイド
ル回転フイードバツク制御が実行されており、そ
の時の機関回転数NEとアイドル目標回転数NF
の差に応じて、制御デユーテイ値Ｄも増減してい
るのに対して、アイドルレーシング中である時刻
t₂からt₃にかけては、制御デユーテイ値Ｄが、時
刻t₂の時の値に固定されているため、アイドル空
気の流量が過小となることがなく、アイドルレー
シング中にスロツトル弁を全閉した場合でも、機
関回転数NEがアンダーシユートしたり、或い
は、エンジンストールすることがない。これに対
して従来は、アイドルレーシング中の時刻t₂から
t₃にかけても、アイドル回転フイードバツク制御
を実行していたため、制御デユーテイ値Ｄが第４
図に破線Ｂで示す如く極端に低下してしまつてい
たものである。

なお、時刻t₃で機関回転数NEがNF＋α以下と
なり、アイドルレーシングが終了した時は、直ち
にアイドル回転フイードバツク制御を再開するこ
と（実線Ｃ）も可能であるが、第４図に一点鎖線
Ｄで示す如く、機関回転数NEが、アイドル目標
回転数NFより第２の所定値βだけ高い回転数
NF＋βに到達するまでは、アイドル回転フイー
ドバツク制御の禁止状態を続行して、アイドル回
転フイードバツク制御再開時の機関回転数の落ち
込みを少なくすることも可能である。

なお前記実施例においては、フラグＡをセツ
ト、リセツトするための基準値と、アイドル回転
フイードバツク制御を禁止するための基準値が共
にNF＋αとされていたが、各基準値を別個の値
とすることによつて、フラグＡが０である区間
AO中のアイドルレーシングを検知するようにす
ることも可能である。

前記実施例は、本発明を、吸気管圧力式の電子
制御燃料噴射装置を備えた自動車用エンジンに適
用したものであるが、本発明の適用範囲はこれに
限定されず、吸入空気量と機関回転数に応じて基
本噴射時間を求めるようにした吸入空気量式の電
子制御燃料噴射装置を備えた自動車用エンジン、
或いは、一般の内燃機関にも同様に適用できるこ
とは明らかである。

以上説明した通り、本発明によれば、アイドル
目標回転数を低く設定した場合でも、アイドルス
イツチの公差の範囲内でスロツトル弁が開かれた
アイドルレーシング時のスロツトル全閉による機
関回転数のアンダーシユートやエンジンストール
の発生を確実に防止することができる。従つて、
良好な燃費性能と機関運転性能を安いコストで実
現することができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る内燃機関のアイドル回
転数制御方法が採用された、自動車用エンジンの
吸気管圧力式電子制御燃料噴射装置の実施例の構
成を示す、一部ブロツク線図を含む断面図、第２
図は、前記実施例で用いられているデジタル制御
回路の構成を示すブロツク線図、第３図は、前記
実施例におけるアイドル回転フイードバツク条件
成立ルーチンを示す流れ図、第４図は、同じく前
記実施例における、機関回転数の変化状態とアイ
ドル回転速度制御弁の制御デユーテイ値の関係の
一例を示す線図である。 １０…エンジン、１４…吸気温センサ、１８…
スロツトル弁、２０…スロツトルセンサ、２３…
吸気管圧力センサ、２６…アイドル回転速度制御
弁、３０…インジエクタ、３４…酸素濃度セン
サ、４４…クランク角センサ、５０…車速セン
サ、５４…デジタル制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも、スロツトル弁の略全閉状態を検
   出するアイドルスイツチがオンとなつた時に、機
   関回転数とアイドル目標回転数の差に応じて、ス
   ロツトル弁をバイパスして導入される吸入空気の
   流量を制御することにより、機関のアイドル回転
   数をフイードバツク制御するようにした内燃機関
   のアイドル回転数制御方法において、 フイードバツク制御実行中に、機関回転数とア
   イドル目標回転数の差が一旦所定値未満となつた
   後、再び所定値以上となつた時は、フイードバツ
   ク制御を禁止することを特徴とする内燃機関のア
   イドル回転数制御方法。