JP2734060B2 - 内燃機関の吸入空気量制御方法 - Google Patents

内燃機関の吸入空気量制御方法

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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吸入空気量制御方法に関し、詳し
くは運転状態のいかんにかかわらず、常に適正量の混合
気を燃焼室に供給できるようにするものである。
<従来の技術> 一般に、電子制御式燃料噴射エンジンには、アイドル
回転数を制御する装置として、アイドル回転数制御装置
(以下、ISC:Idle Speed Cntrol Device)が具えられて
いる。ISCがアクセルペダルの踏み込み量と関係なく燃
焼室に供給する混合気量を電気的に制御してエンジンの
アイドル回転数を適正に維持させるものであり、その型
式にはスロットル弁を直接アクチュエータにより駆動す
る直動式の他、吸気管に並列にバイバス通路を設け、こ
のバイパス通路の流路面積をバルブによって増減するバ
イパス式とがある。
第3図にはバイパス式のISCの一例を示してあるが、
この例では流量制御弁たるISCバルブ1が吸気管2の側
面に直に装着されている。ISCバルブ1のボデー101内に
はスロットル弁3の上流側および下流側に連通する吸気
通路102が形成されると共に、この空気通路102の下流側
端部にはバルブシート103が圧入されている。
ボデー101の上部にはステータ104とロータ105よりな
るステップモータ106が取り付けられ、このステップモ
ータ106にバルブシャフト107がねじスプラインによる送
り機構を介して結合している。バルブシャフト107の下
端部にはバルブ108が形成され、このバルブ108がバルブ
シート103と対向して上下することにより吸気通路102の
断面積(流路面積)が変化するようになっている。図
中、109は送りねじ機構のバックラッシュを無くすため
のコイルスプリングである。
このISCバルブ1の駆動制御は図示しないECUにより行
われるが、以下にその概略を記す。
無負荷状態でのアイドリングに比べ、エアコン(クー
ラコンプレッサ)やオルタネータあるいはパワーステア
リング(オイルポンプ)などの補機類を駆動する場合に
は、同一回転数を維持するために燃焼室により多い混合
気を供給することが必要となる。また、暖気運転をファ
ストアイドルにより行う場合にも、同様に高回転を維持
できる量の混合気が必要となる。
ECUは種々の運転条件からエンジンのアイドル回転数
を決定し、クランク角センサなどの出力信号に基づいて
その回転数を維持させるべく、ISCバルブ1のエンジン
回転数フィードバック制御(以下、Nフィードバック)
を行う。ところが、上述のNフィードバックでは負荷が
急増減する補機類の始動・停止時などには対応できず、
制御遅れによるエンジンストールや吹き上がりが発生す
る。そのため、これらの場合にはISCバルブ1のバルブ
開度をその負荷量などに基づき決定し、そのバルブ開度
となるようにバルブポジションのフィードバック制御
(以下、Pフィードバック)を行う。Pフィードバック
はいわゆる見込み制御であり、定常運転になり次第、N
フィードバックに移行する。
両制御とも、ECUでは制御量を決定した後にステップ
モータ106にパルス電流を供給する。すると、ステップ
モータ106内のロータ105が所定量回転してバルブシャフ
ト107を上下させ、バルブ108とバルブシート103の相対
関係を変える。その結果、ISCバルブ1をバイパスして
スロットル弁3の上流側から下流側に流入する空気量が
変動するのである。尚、上述の吸気系ではISCバルブ1
をバイパスするものが混合気量ではなく空気量であるこ
とを述べたが、これはスロットル弁3の下流側に複数の
インジェクタが具えられたマルチポイントインジェクシ
ョンの場合であり、上流側にインジェクタが具えられた
シングルポイントインジェクションなどでは空気量では
なく混合気量となる。
ところで、ISCバルブ1のバルブ開度はバルブシャフ
ト107のポジションで定まるが、Pフィードバックでは
そのポジションの制御が全閉ポジションからの駆動ステ
ップ(以下、ステップ)量に基づいて行われる。例え
ば、暖機後かつ無負荷状態におけるアイドル運転(以
下、ホットアイドル)でのバルブ開度(以下、ホットア
イドル基本開度)を9ステップとすると、エアコンやオ
ルタネータなどを駆動する場合のバルブ開度(負荷開
度)は各々5ステップずつホットアイドル開度より大き
くされ、パワーステアリングが加わった場合の負荷開度
は10ステップ大きくされる。また、ファストアイドル時
のバルブ開度(ファストアイドル基本開度)は例えば50
ステップとなり、負荷に応じて上述の補正が行われそれ
ぞれのバルブ開度が決定される。
第7図には全閉からのステップ量とISCバルブ1をバ
イパスする空気量の関係を開弁特性マップにより示して
あるが、このマップに示すようにその関係はプログレッ
シブなものとなっている。ISCバルブ1をこのように非
線形な開弁特性にする理由は以下の通りである。
ホットアイドル時には回転安定性や燃費などを良好に
保つべく微妙な回転数制御が必要となる。そのため、1
ステップ当たりの空気量変化すなわちゲインをを小さく
する必要がある。一方、パワーステアリング駆動時など
には急速に空気量を増加させなければ過負荷によるエン
ジンストールが発生するし、またコールドスタート時に
はISCバルブ1をホットアイドル開度からファストアイ
ドル開度にするが、これも短時間に行わないと始動不良
などの原因となる。そのため、ホットアイドルから開放
側に向けてのゲインをプログレッシブにしてこれらの要
求を満たしているのである。
<発明が解決しようとする課題> Pフィードバック時におけるISCバルブ1のバルブ開
度はステップモータ106のステップ量で制御されるが、
従来の方式では以下に述べる問題があった。
前述した負荷時の補正(以下、負荷補正)はホットア
イドル基本開度を基準に設定されている。ホットアイド
ル基本開度での空気流量は第7図において0.4g/sであ
り、ここから5ステップ開くと0.1g/s増量され、10ステ
ップ開くと0.2g/s増量される。ところが、例えばエアコ
ンとオルタネータを共に駆動しながらハンドル操作を行
った場合、ホットアイドル時にはバルブ開度が29ステッ
プとなるが、その際の増量は0.5g/sとなり要求値(0.4g
/s)に対して0.1g/s過大となる。また、ファストアイド
ル時には同様に50ステップから70ステップとなるが、こ
の場合の増量は2.7g/sとなり、要求値(0.4g/s)に対し
2.3g/sも過大になってしまう。その結果、ハンドルを切
った瞬間にエンジンが急激に吹き上がるなどの虞があっ
た。
本発明は上記状況に鑑みなされたもので、常に適正量
の混合気を燃焼室に供給するための吸入空気量制御方法
を提供し、燃費・騒音の低減や機関の過回転防止などを
図ることを目的とする。
<課題を解決するための手段> そこで、本発明では上記課題を解決するために、 非線形開弁特性を有する流量制御弁を具えると共にそ
の流量制御弁をアクチュエータにより駆動して内燃機関
の吸気流量を増減する吸入空気量制御装置において、 所定運転状態における弁位置を吸気流量あるいはこの
吸気流量と比例関係にあるスカラ量に変換し、 次に、これら吸気流量あるいはスカラ量に、前記内燃
機関の運転状態の変化に対応して予め設定された増減分
を加えて目標量を求め、 次に、この目標量を満足する目標弁位置を制御マップ
から検索し、 しかる後、この目標弁位置と前記現状の弁位置との偏
差に応じて前記アクチュエータにより前記流量制御弁を
駆動する ようにしたことを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御
方法 を提案するものである。
<作用> 本発明においては、本来非線形であった流量制御弁の
弁位置を吸気流量(あるいは吸気流量と比例関係にある
スカラ量)に変換することにより線形化し、次に吸気流
量(あるいはスカラ量)に駆動負荷などの運転状態の変
化による増減分を加え、その後制御マップを用い弁の駆
動量を求めて駆動を行う。
<実施例> 以下、本発明を電子制御燃料噴射装置(以下、ECI:El
ectronic Controlled Injection)付ガソリンエンジン
のISCに適用した二つの実施例を、図面に基づき具体的
に説明する。
第1実施例はISCバルブの開度すなわち弁位置を吸気
流量に置き換えて演算を行う例であり、第2実施例は弁
位置を吸気流量と比例関係にあるスカラ量に置き換えて
演算を行う例である。尚、両実施例におけるハードウェ
アの構成は同一であり、制御ソフトのみ異なるため、ハ
ードウェアについては第1実施例で説明し、ソフトウェ
アについても同一部分は第1実施例で説明を行う。
第1図にはこれらの実施例における集中制御システム
の全体を模式的に示し、第2図には制御中枢たる電子制
御ユニット(以下、ECU:Electronic Control Unit)の
ハードウェア構成を示してある。また、第4図と第5図
には第1実施例と第2実施冷の制御フローチャートをそ
れぞれ示し、第6図〜第11図には再実施例で用いる制御
マップを示してある。
第1実施例 まず、本実施例におけるエンジン集中制御システムの
ハードウェアを第1図および第2図に基づき簡単に説明
する。
第1図中、EはECI付V型6気筒の自動車用ガソリン
エンジンであり、吸気マニホールド4には上流側にエア
クリーナボックス5が取り付けられた吸気管2がサージ
チャンバ6を介して接続している。エアクリーナボック
ス5内にはエアクリーナ7が収納されると共に、カルマ
ン渦式のエアフローメータ8と大気圧センサ9および吸
気温センサ10が設けられている。空気管2には図示しな
いアクセルワイヤにより駆動されるスロット弁3と、従
来技術の項で説明したものと同様のISCバルブ1が設け
られており、スロットル弁3にはポテンショメータ式の
スロットルセンサ11とアイドルスイッチ12が具えられて
いる。
吸気マニホールド4には気筒数分のインジェクタ13が
具えられ、エンジンEのシリンダヘッドE1には点火プラ
グ14が取り付けられている。排気マニホールド15には触
媒コンバータ16を具えた排気管17が接続し、排気管17の
後端には更にマフラー18が接続している。図中、19は排
気ガス中の酸素濃度を検出するためのO2センサであり、
20と21はカムシャフト22に取り付けられたクランク角セ
ンサと気筒判別センサである。
一方、エンジンEの出力軸たるクランクシャフト23に
はドライブプーリ24が一体に取り付けられ、Vベルトを
介して、このドライブプーリ24によりエアコン用のクー
ラコンプレッサ25とオルタネータ26の他、パワーステリ
ング用のオイルポンプ27が駆動されるようになってい
る。
クーラコンプレッサ25はクーラリレー28からの電流に
より内蔵されたマグネットクラッチが接続され、エンジ
ンEに負荷を与える状態になる。また、オルタネータ26
はボルテージレギュレータ(以下、レギュレータ)29か
らの励磁電流で発電を開始し、オイルポンプ27は図示し
ないハンドルの躁舵により、それぞれクーラコンプレッ
サ25と同様にエンジンEに負荷を与える。尚、オイルポ
ンプ27にはその作動油圧を検出するP/Sスイッチ30が付
設されている。図中、31は冷却水温を検出する水温セン
サである。
上述した各種センサ類や被制御機器は車室内に設置さ
れたECU32に接続しているが、ECU32のハードウェアは第
2図に示すようにCPU33を中心に構成されている。大気
圧センサ9,吸気温センサ10,スロットルセンサ11,O2セン
サ19および水温センサ31からの信号はアナログ信号であ
るためインタフェース34とA/Dコンバータ35を介してCPU
33に入力する。アイドルスイッチ12,クーラリレー28,レ
ギュレータ29,P/Sスイッチ30およびイグニッションスイ
ッチ36からの信号はインタフェース37を介してCPU33に
入力し、エアフローメータ8,クランク角センサ20,気筒
判別センサ21からの信号は直にCPU33に入力する。
CPU33にはまた、バスラインを介してROM(Read Only
Memory)38,RAM(Random Access Memory)39の他、バッ
テリー40が接続されている間はイグニッションスイッチ
36を切っても記憶内容が保存されるBURAM(Battery Bac
k Up RAM)41が接続している。
CPU33内部では上述の各種信号に基づき演算を行い、
燃料噴射量,点火時期およびISCバルブ1の開度を決定
する。そして、インジェクタドライバ42を介してインジ
ェクタ13を、点火ドライバ43,パワートランジスタ44を
介して点火プラグ14を、ISCドライバ45を介してISCバル
ブ1内のステップモータ106を各々駆動する。
エンジンEでは、ピストンE2の下降によってエアクリ
ーナ7から負圧吸引された空気が、エアフローメータ8,
大気圧センサ9および吸気温センサ10に導かれ、吸気
量,大気圧力および吸気温度が検出される。次いで、空
気は吸気管2内のスロットル弁3およびISCバルブ1に
よりその流量を調節された後、サージタンク13を経由し
て吸気マニホールド4に至り、ここでインジェクタ20に
よりガソリンを噴射されて混合気となる。混合気はその
後、ピストンE2の下降に伴って燃焼室E3内に流入し、圧
縮上死点付近で点火プラグ14により点火される。
爆発,膨張行程が終了すると混合気は排気ガスとな
り、排気マニホールド15を経由して排気管17に流入す
る。排気管17に流入した排気ガスはそこで触媒コンバー
タ16により浄化され、マフラー18を経由した後大気に放
出される。
以下、第4図のフローチャートと第6図〜第8図の制
御マップ類を用いて第1実施例の作用を説明する。尚、
フローチャートにおける制御ステップ段を示す記号(S
1,S2,……)は、説明文中の文末に記した記号に対応し
ている。
エンジンEの始動後にアイドルスイッチ12の出力信号
がCPU33に入力すると、エンジンEがアイドル状態にあ
ることが確認されて第4図のフローチャートに示すISC
制御が開始される。
制御開始後、CPU33ではまずクランク角センサ20から
のエンジン回転数情報NEや水温センサ31からの水温情報
WTなど種々のエンジン運転情報を読み込む。 ……S1 次に、これらの運転情報に基づき、ISC制御としてP
ィドードバックを行うか、あるいはNフィードバックを
行うかを決定する。決定は、ホットアイドルにあるか否
か、また運転状態が一定しているか否かを運転情報から
演算し、ホットアイドルかつ運転状態が一定している場
合にはNフィードバックし、これの以外の場合にはPフ
ィードバックとする。尚、この判定基準はファストアイ
ドルをエンジン回転数によらずバルブポジションで一義
的に決める場合であり、ファーストアイドル時にもNフ
ィードバックを行う場合にはこの限りではない。……S2 Pフィードバックと決定したら、CPU33では次式に図
示しないタイムカウンタにより制御周期がきているか否
かを判定する。本実施例におけるPフィードバックの制
御周期は0.1秒に設定されており、制御周期以前であっ
たらスタート点に戻る。 ……S3 制御周期がきていたら、CPU33は次に第6図に示したR
OM38内のPBASEマップからISOバルブ1の基本バルブポジ
ションPBASEを検索する。基本バルブポジションPBASE
水温WTにより変動し、ホットアイドル時には従来と同様
に例えば9ステップであるが、80℃以下では、図に示す
ように、ファストアイドルのための開度(例えば、10〜
50ステップ)に設定される。 ……S4 基本バルブポジションPBASEが設定されたら、次にク
ーラリレー28からの信号の有無を確認し、バイパス空気
量増量補正値(以下、空気量偏差)ΔQを設定する、空
気量偏差ΔQは負荷を相殺するためにエンジンEが要求
する吸気の量であり、クーラコンプレッサ25が作動して
いる場合であれば、下式のように、エアコン補正値Q
A/Cとする。
ΔQ=QA/C 尚、ここでクーラコンプレッサ25が非差動の場合はΔ
=0とする。 ……S5 空気量偏差ΔQが設定されたら、次にP/Sスイッチ30
からの信号の有無を確認する。ハンドル躁舵により作動
油圧が上昇していたら、下式のように空気量偏差ΔQに
P/S補正値QP/Sを加える。 ……S6 ΔQ=ΔQ+QP/S 次に、レジュレータ29からの信号の有無を確認し、オ
ルタネータ26が発電を開始していたら、下式のように空
気量偏差ΔQにALT補正値QALTを加える。 ……S7 ΔQ=ΔQ+QALT 尚、上述の各補正値QA/C,QP/S,QALTは単位時間当た
りの空気量(g/s)であり、ホットアイドルかつ単一負
荷の条件で実験により求められた値である。
以上のようにして空気量偏差ΔQが求められたら、CP
U33では次に前出の開弁特性マップ(第7図)を用いて
演算を行う。
まず、先に求めた基本バルブポジションPBASEに対す
るISCバルブ1のバイパス流量、すなわち基本流量QBASE
をマップから検索する。(図中、) ……S8 次に、この基本流量QBASEに空気量偏差ΔQを加え、
目標空気量QOBJを求める。(図中、) ……S9 最後に、この目標空気量QOBJに対応するISCバルブ1
の弁位置、すなわち目標バルブポジションPOBJを検索す
る。(図中、) ……S10 これらの演算により求められた目標バルブポジション
POBJは、基本バルブポジションPBASEの値にかかわら
ず、常に空気量偏差ΔQを相殺するものとなる。
CPU33では、次に目標バルブポジションPOBJと現状の
バルブポジションPOBJ(t−1)との偏差、すなわち必
要駆動量ΔQを下式により求め、ISCバルブ1のステッ
プモータ106に出力する。 ……S11 ΔQ=POBJ−POBJ(t−1) 尚、現状のバルブポジションOBJ(t−1)は前述した
ように全閉位置からのステップ量であり、RAM39(ある
いはBURAM41)に記載されている。
CPU33では、次に現状のバルブポジションPOBJ(t−
1)を目標バルブポジションPOBJに置き換え、RAM39
(あるいはBURAM41)に記憶する。 ……S12 一方、運転情報による判定の結果、Nフィールドバッ
クと決定したら、CPU33では次に図示しないタイムカウ
ンタにより制御周期がきているか否かを判定する。本実
施例におけるNフィードバックの制御周期は1秒に設定
されており、Pフィードバックの場合と同様に制御周期
以前であったらスタート点に戻る。 ……S13 制御周期がきていたら、CPU33では次に目標エンジン
回転数NEOBJと実回転数NERとの差、すなわちエンジン回
転数偏差ΔNを演算する。 ……S14 ΔN=NEOBJ−NER 尚、目標エンジン回転数NEOBJは、エンジンEの運転状
態に基づき、図示しない公知のマップより検索される。
エンジン回転数偏差ΔNが求められたら、次にCPU33
では第8図に示す空気量一回転数マップから、エンジン
回転数偏差ΔNを相殺するための空気量の増減分、すな
わち空気量偏差ΔQを検索する。 ……S15 尚、このマップにおいて、エンジン回転数偏差ΔNの
値が小さいときには空気量偏差ΔQを0とする一方、空
気量偏差ΔQの値に上下限を設けてあるが、前者はハン
チングの防止を図るためであり、後者は運転状態の急変
を防止することを目的としたものである。
以上のようにして空気量偏差ΔQが求められたら、CP
U33では次に、Pフィードバックの場合と同様に、開弁
特性マップ(第7図)を用いて演算を行う。
まず、現状のバルブポジションPOBJ(t−1)に対応
するISCバルブ1のバイパス流量、すなわち現流量QREAL
をマップから検索する。(図中、) ……S16 次に、この現流量QREALに空気量偏差ΔQを加え、目
標空気量QOBJを求める。(図中、) ……S17 最後に、この目標空気量QOBJに対応するISCバルブ1
の弁位置、すなわち目標バルブポジションPOBJを検索す
る。(図中、) ……S18 次にCPU33では前述のS11以降の制御ステップを行い、
ISCバルブ1のステップモータ106への出力と、現状のバ
ルブポジションPOBJ(t−1)の更新およびRAM39(あ
るいはBURAM41)への記憶を行う。
第2実施例 以下、第5図のフローチャートと第6図および第9図
〜第11図の制御マップを用いて第2実施例の作用を説明
する。尚、フローチャートにおける制御ステップ段を示
す記号(S1,S2,‥‥)は、第1実施例と同様に、説明文
中の文末に記した記号に対応している。
エンジンEが始動し、アイドルスイッチ12の出力信号
がCPU33に入力してエンジンEがアイドル状態にあるこ
とが確認されると、第5図のフローチャートに示すISC
制御が開始される。
制御開始後、CPU33ではまずクランク角センサ20から
のエンジン回転数情報NEや水温センサ31からの水温情報
WTなど種々のエンジン運転情報を読み込む。 ……S1 次に、これらの運転情報に基づき、ISC制御としてP
ィードアックを行うか、あるいはNフィードバックを行
うかを決定する。この決定は第1実施例と同様に運転情
報から行われ、その結果も同様にホットアイドルかつ運
転状態が一定している場合にはNフィードバックとし、
それ以外の場合にはPフィードバックとする。 ……S2 Pフィードバックと決定したら、CPU33で次に図示し
ないタイムカウンタにより制御周期がきているか否かを
判定する。本実施例におけるPフィードバックの制御周
期も0.1秒に設定されており、制御周期以前であったら
スタート点に戻る。 ……S3 制御周期がきていたら、次に第1実施例と同様に,第
6図に示したROM38内のPBASEマップから基本バルブポジ
ションPBASEを検索する。 ……S4 基本バルブポジションPBASEが設定されたら、CPU33で
は次に第9図に示すバルブポジションリニアライズマッ
プを用いて基本バルブポジションPBASEの線形化を行
う。バルブポジジョンリニアライズマップは、基本バル
ブポジションPBASEを流量と比例関係にあるスカラ量で
ある仮想のバルブポジション(以下、仮想バルブポジシ
ョン)PBASE′に変換するためのもので、第7図の開弁
特性マップに破線で示す変換直線Lを付加したものであ
る。本実施例の場合、変換直線Lの傾きがホットアイド
ル時のISCバルブ1の開弁比に略等しく設定されている
ため、全開時の仮想バルブポジションPBASE′は基本バ
ルブポジションPBASEの倍以上の値となっている。
図において、基本バルブポジションPBASEがa(ステ
ップ)のときの流量がb(g/s)であるとすると、仮想
バルブポジションPBASE′はc(ステップ)となる。
……S5 仮想バルブポジションPBASE′が算出されたら、次に
クーラリレー28からの信号の有無を確認し、バルブ位置
補正値(以下、バルブ位置偏差)ΔPを設定する。バル
ブ位置偏差ΔPは負荷相殺時にエンジンEが要求する吸
気の量(第1実施例におけるバルブ位置偏差ΔP)をバ
イパスさせるのに必要なISCバルブ1の駆動量であり、
クーラコンプレッサ25が作動している場合であれば、下
式のように、エアコン補正値PA/Cとする。
ΔP=PA/C 尚、ここでクーラコンプレッサ25が非差動の場合はΔ
=0とする。 ……S6 バルブ位置偏差ΔPが設定されたら、次にP/Sスイッ
チ30からの信号の有無を確認する。ハンドル躁舵により
作動油圧が上昇していたら、下式のようにバルブ位置偏
ΔPにP/S補正値PP/Sを加える。 ……S7 ΔP=ΔP+PP/S 次に、レジュレータ29からの信号の有無を確認し、オ
ルタネータ26が発電を開始していたら、下式のようにバ
ルブ位置偏差ΔPにALT補正値PALTを加える。 ……S8 ΔP=ΔP+PALT 尚、上述の各補正値PA/C,PP/S,PALTはISCバルブ1の
駆動ステップ数であり、ホットアイドルかつ単一負荷の
条件で実験により求められた値である。
以上のようにしてバルブ位置偏差ΔPが求められた
ら、CPU33で次に下式のように仮想バルブポジションP
BASE′にバルブ位置偏差ΔPを加える。 ……S9 PBASE′=PBASE′+ΔP CPU33では次に第10図に示す逆変換マップを用い仮想
バルブポジションPBASE′から目標バルブポジションP
OBJを検索する。逆変換マップは第9図のバルブポジシ
ョンリニアライズマップとは逆の変換を行うもので、こ
のマップから仮想バルブポジションPBASE′から想定さ
れる流量に対応する実際のバルブポジション、すなわち
目標バルブポジションPOBJが求められる。 ……S10 CPU33では、次に仮想バルブポジションPBASE′をRAM3
9に記憶する。尚、ここで記憶された仮想バルブポジシ
ョンPBASE′は後述のPフィードバックで用いられる。
……S11 CPU33では、次に第1実施例と同様に目標バルブポジ
ションPOBJと現状のバルブポジションPOBJ(t−1)と
の偏差、すなわち必要駆動量ΔPを下式により求め、IS
Cバルブ1のステップモータ106に出力する。 ……S12 ΔP=POBJ−POBJ(t−1) CPU33では、次に現状のバルブポジションPOBJ(t−
1)を目標バルブポジションPOBJに置き換え、RAM39
(あるいはBURAM41)に記憶する。 ……S13 一方、運転情報による判定の結果、Nフィールドバッ
クと決定したら、CPU33では次に図示しないタイムカウ
ンタにより制御周期がきているか否かを判定する。本実
施例におけるNフィードバックの制御周期は第1実施例
と同様に1秒に設定されており、制御周期以前であった
らスタート点に戻る。 ……S14 制御周期がきていたら、CPU33では次に目標エンジン
回転数NE OBJと実回転数NE Rとの差、すなわちエンジン
回転数偏差ΔNを演算する。 ……S15 ΔN=NE OBJ−NE R エンジン回転数偏差ΔNが求められたら、次にCPU33
では第11図に示すバルブポジション一回転数マップか
ら、エンジン回転数偏差ΔNを相殺するためのバルブポ
ジションの増減分、すなわちバルブ位置偏差ΔPを検索
する。尚、このマップにおいても第1実施例における空
気量一回転数マップと同様の目的で、エンジン回転数偏
ΔNの値が小さいときにはバルブ位置偏差ΔPが0と
される一方、バルブ位置偏差ΔPの値に上下限が設けら
れている。 ……S16 以上のようにしてバルブ位置偏差ΔPが求められた
ら、CPU33では先に(S11で)記憶しておいた前回の仮想
バルブポジションPBASE′にバルブ位置偏差ΔPを加え
る補正を行う。 ……S17 PBASE′=PBASE′+ΔP 尚この際、仮想バルブポジションPBASE′を第8図の
バルブポジションリニアライズマップを用いて新たに演
算するようにしても良い。
次に、CPU33では第1実施例同様、前述のS10以降の制
御ステップを行い、ISCバルブ1のステップモータ106へ
の出力と、現状のバルブポジションPOBJ(t−1)の更
新およびRAM39(あるいはBURAM41)への記憶を行う。
以上で本発明を適用した2つの実施例の説明を終える
が、これらの実施例では流量制御弁(ISCバルブ)の開
弁特性が非線形であっても、これを吸気流量や仮想バル
ブポジションに置き換えたため、あたかも線形な開弁特
性を有するもののように扱うことが可能となり制御精度
の大幅な向上を見ることができた。
尚、本発明はこれらの実施例に限るものではなく、例
えば、ISCバルブの他にファストアイドル用の独立した
ワックス弁を具えた吸気系におけるISC制御に本発明を
適用しても良い。また、実施例ではエンジンに負荷を与
える補機類として3種のものを想定したが、エアコンプ
レッサなどを加えるようにしても良い。更に、本発明を
ISC制御のみならず、スロットル弁の開閉制御など他の
吸入空気量制御に適用しても良い。
<発明の効果> 本発明に係る内燃機関の吸入空気量制御方法によれ
ば、非線形開弁特性を有する流量制御弁の弁位置を吸気
流量や吸気流量と比例関係にあるスカラ量に変換してそ
の線形化を図るようにしたため、種々の運転状態に対す
る吸気流量を正確に制御できるようになる。その結果、
過回転やエンジンストールの発生が防止され、燃費や機
関騒音が低減する。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1および第2実施例における集中制御システ
ムの全体を示す模式図であり、第2図は制御中枢たる電
子制御ユニットのハードウェア構成図である。また、第
3図はISCバルブ取付部の吸気管の断面図であり、第4
図と第5図はそれぞれ第1実施例と第2実施例の制御フ
ローチャートである。そして、第6図〜第11図は両実施
例で用いる制御マップである。 図中、 Eはエンジン、 1はISCバルブ、 102は吸気通路、 106はステップモータ、 109はバルブ、 2は吸気管、 3はスロットル弁、 32はECU、 33はCPU、 38はROM、 39はRAM、 41はBURAMである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神保 岳史 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 犬塚 徳茂 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−102722(JP,A) 特開 昭59−108833(JP,A) 特開 昭60−201040(JP,A) 特開 昭63−118813(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非線形開弁特性を有する流量制御弁を具え
    ると共にその流量制御弁をアクチュエータにより駆動し
    て内燃機関の吸気流量を増減する吸入空気量制御装置に
    おいて、 所定運転状態における弁位置を吸気流量あるいはこの吸
    気流量と比例関係にあるスカラ量に変換し、 次に、これら吸気流量あるいはスカラ量に、前記内燃機
    関の運転状態の変化に対応して予め設定された増減分を
    加えて目標量を求め、 次に、この目標量を満足する目標弁位置を制御マップか
    ら検索し、 しかる後、この目標弁位置と前記現状の弁位置との偏差
    に応じて前記アクチュエータにより前記流量制御弁を駆
    動する ようにしたことを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御
    方法。
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