JPH01121535A - 内燃機関の減速制御装置 - 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〉 本発明は内燃機関の減速制御装置に関する。

〈従来の技術〉 内燃機関のアイドル回転数を最適値に保持させて燃費を
改善するために、近年では、スロットル弁をバイパスす
る補助空気通路に補助空気制御弁を介装し、機関冷却水
温及び機関回転数等の機関運転状態に応じて補助空気制
御弁の開度を増減調整して、アイドル回転数を制御する
ようにしたアイドル回転数制御装置が設けられている。

ところで、かかるアイドル回転数制御装置には、燃料の
壁面付着による燃料の輸送遅れ、噴射パルス設定時と吸
気弁開時の吸入空気量差、燃料の噴射されてから燃焼室
へ吸入されるまでのトラベルタイムによる吸入空気量差
によるところの、減速直後の空燃比過濃化によるアフタ
ーバーンの防止対策としての減速空燃比補正機能（アン
チアフターバーンバルブ機能）と、減速直後において吸
気マニホールド内の負圧を一定に保つための減速負圧補
正機能（ブーストコントロールバルブ機能）とを備えて
いるものがある（実願昭６１−４８９１５号参照）。

上記の減速空燃比補正機能とは、スロットル弁が全閉と
なる減速直後に吸気マニホールド内の壁流燃料が燃焼室
内に流れ込むと、空燃比が過濃化して着火せずにそのま
ま排気系に排出され、２次空気や排気熱によりアフター
バーンを起こして排気系に悪影響を及ぼすので、これを
防止するために減速時に吸気マニホールドに空気を導入
するものである。

また、減速負圧補正機能とは、スロットル弁が全閉とな
る減速中に吸気マニホールド内の負圧が上昇してハイブ
ーストとなり、圧縮圧力不足になって燃焼不完全となり
、未燃ガス（ＨＣ）が増加したりオイル上がりの原因と
なるので、これを防止するために減速時に吸気マニホー
ルドに空気を導入するものである。

このような減速空燃比補正機能と減速負圧補正機能とを
果たすため、補助空気制御弁の制御ｉｔ（開度）を例え
ば以下のように設定している。

すなわち、減速空燃比補正分ＡＢＶを機関負荷を表す吸
入空気流量Ｑに応じてマツプに記憶させておき、減速開
始時にマツプを参照して設定し、スロットル弁の全閉後
に時間経過と共に減少させる。また、減速負圧補正分Ｂ
ＣＶを機関回転数Ｎに応じてマツプに記憶させておき、
マツプを参照して設定する。そして、アイドル回転数の
制御のために水温依存の基本特性及びフィードバック制
御分等を含んで設定されるアイドル回転数制御分ｌ５Ｃ
Ｅと、減速空燃比補正分ＡＢＶと、減速負圧補正分ＢＣ
Ｖとを比較し、これらのうち最も大きいものを選択し、
これに基づいて制御量を設定している。

従って、減速時には減速前の吸入空気流量Ｑに応じた減
速空燃比補正分ＡＢＶの初期補助空気流量が与えられ、
スロットル弁が全開となった後は減速空燃比補正分ＡＢ
Ｖがそのときの値から０になるまで次第に減少する結果
、アイドル回転数制御分ＩＳＣ，と減速負圧補正分ＢＣ
Ｖのうちいずれか大きい方に基づいて補助空気流量が制
御される（第６図参照）。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このような従来の減速制御装置にあって
は、減速減速空燃比補正分ＡＢＶを吸入空気流量Ｑのみ
によって設定していたため、機関の低温時において、燃
料の壁面付着量が増大し、減速初期のオーバーリッチ化
が大であり（第６図参照）、オーバーリッチに伴うアク
セルＯＦＦショック、Ｃｏ、ＨＣの増大、アフターバー
ン等が発生するという問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、機関の温度
にかかわらず好適な減速制御のできる内燃機関の減速制
御装置を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段） このため、本発明は、第１図に示すように、下記のＡ−
Ｈの手段を含んで内燃機関の減速制御装置を構成する（
第１の発明）。

（Ａ）スロットル弁をバイパスする補助空気通路に介装
した補助空気制御弁 （Ｂ）アイドル回転数の制御のためのアイドル回転数制
御分の補助空気流量を設定するアイドル回転数制御分設
定手段 （Ｃ）減速開始時に機関負荷に応じて減速空燃比補正分
の補助空気流量を設定する減速空燃比補正分漸減手段 （Ｄ）この減速空燃比補正分の補助空気流量を機関冷却
水温に応じて補正する減速空燃比補正分水温補正手段 （ε）減速によるスロットル弁全閉後に減速空燃比補正
分の補助空気流量を徐々に減少させる減速空燃比補正分
漸減手段 （Ｆ）機関回転数に応じて減速負圧補正分の補助空気流
量を設定する減速負圧補正分設定手段（Ｇ）前記アイド
ル回転数制御分と前記減速空燃比補正分と前記減速負圧
補正分とのうち、最も大きい値を選択する選択手段 （！１）選択された値に基づいて制御量を設定して前記
補助空気制御弁の開度を制御する制御手段また、第２の
発明では、第２図に示すように、下記のＡ−Ｈの手段を
含んで内燃機関の減速制御装置を構成する。

（＾）スロットル弁をバイパスする補助空気通路に介装
した補助空気制御弁 （Ｂ）アイドル回転数の制御のためのアイドル回転数制
御分の補助空気流量を設定するアイドル回転数制御分設
定手段 （Ｃ）減速開始時に機関回転数に応じて減速負圧補正分
の補助空気流量を設定する減速負圧補正分設定手段 （Ｄ）　＠速量始時に機関に吸入される吸入空気流量か
ら減速負圧補正分を減算しその所定割合を減速空燃比補
正分の補助空気流量として設定する減速空燃比補正分漸
減手段 （Ｅ）この減速空燃比補正分の補助空気流量を機関冷却
水温に応じて補正する減速空燃比補正分水温補正手段 （Ｆ）減速によるスロットル弁全閉後に減速空燃比補正
分の補助空気流量を徐々に減少させる減速空燃比補正分
漸減手段 （Ｇ）前記アイドル回転数制御分と、前記減速空燃比補
正分と前記減速負圧補正分との和とのうち、大きい方を
選択する選択手段 （Ｈ）選択された値に基づいて制御量を設定して前記補
助空気制御弁の開度を制御する制御手段〈作用） 第１の発明においては、減速開始時に減速空燃比補正分
ＡＢＶを吸入空気流量Ｑ等の機関負荷によって設定し、
これを機関冷却水温Ｔｗで補正して用い、スロットル弁
の全閉後に時間経過と共に減少させる。また、減速負圧
補正分ＢＣＶを機関回転数Ｎによって設定する。

そして、アイドル回転数制御分ＩＳＣアと減速空燃比補
正分ＡＢＶと減速負圧補正分ＢＣＶとのうち、最も大き
いものを選択して、これに基づいて制御量を設定し、補
助空気制御弁の開度を制御する。

このように減速兜燃比補正分ＡＢＶの初期設定に際し機
関冷却水温Ｔｗで補正することで温度変化による燃料の
壁面付着量の変化に対処しつつ減速初期のオーバーリッ
チ化を確実に防止することができる。

第２の°発明においては、減速開始時に減速負圧補正分
ＢＣＶを機関回転数Ｎによって設定する。

また、減速開始時に減速空燃比補正分ＡＢＶを次式によ
って設定する。

ＡＢＶ＝　（吸入空気流ｆｆｉＱ−ＢＣＶ）Ｘ（ＩＳＯ
分担率） そして、これを機関冷却水温Ｔｗで補正して用い、スロ
ットル弁の全閉後に時間経過と共に減少させる。

そして、アイドル回転数制御分ｌ５ｃｘと、ＡＢＶ＋Ｂ
ＣＶとのうち、大きい方を選択して、これに基づいて制
御量を設定し、補助空気制御弁の開度を制御する。

このような減速空燃比補正分ＡＢＶの設定によれば、よ
り要求に合わせることができ、これをさらに機関冷却水
温Ｔｗで補正することで温度変化による燃料の壁面付着
量の変化に対処しつつ減速初期のオーバーリッチ化を確
実に防止することができる。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

第３図において、エアクリーナｌからの空気は、吸気ダ
クト２を通り、図示しないアクセルペダルに連動するス
ロットル弁３と、このスロットル弁３をバイパスする補
助空気通路４に介装した電磁式の補助空気制御弁５との
制御を受けて吸入される。そして、吸気マニホールド６
にて燃料噴射弁７から噴射された燃料と混合して、機関
８に吸入される。

補助空気制御弁５は、コントロールユニット９からの制
御信号により開度を制御され、かかる制御のため、コン
トロールユニット９には各種のセンサからの信号が入力
される。

前記各種のセンサとしては、吸気ダクト２中に熱線式エ
アフローメータ１０が設けられ、吸入空気流ｆｆ１Ｑを
検出する。また、回転数センサ１１が設けられ、機関回
転数Ｎを検出する。また、水温センサ１２が設けられ、
機関冷却水温Ｔｗを検出する。

また、スロットル弁３にポテンショメータ式のスロット
ルセンサ１３が設けられ、スロットル弁開度ＴＶＯを検
出する。この他、スロットル弁３の全閉位置でＯＮとな
るアイドルスイッチ１４．トランスミッションのニュー
トラル位置でＯＮとなるニュートラルスイッチ１５．エ
ンジンキースイッチのスタート位置でＯＮとなるスター
トスイッチ１６゜車速ｖＳＰ検出用の車速センサ１７が
設けられている。

ここにおいて、コントロールユニット９内のマイクロコ
ンピュータは、前記各種のセンサからの信号に基づいて
、第４図のフローチャートに従って演算処理し、補助空
気制御弁５の開度を制御する。

第４図に示すルーチンは所定時間（例えば１０ＩＩｌｓ
）毎に実行される。

ステップ１（図にはＳｌと記しである。以下同様）では
吸入空気流量Ｑ０機関回転数Ｎ、水温ＴＷ、スロットル
弁開度ＴＶＯ，車速ＶＳＰ及び各種スイッチのＯＮ・Ｏ
ＦＦ信号を読込む。

ステップ２ではアイドル回転数のフィードバック制御（
ＩＳＯクローズ制御）条件か否かを判定する。ここで、
ＩＳＣクローズ制御条件とは、車速■ＳＰが８　ｋｍ／
ｈ以下、アイドルスイッチ１４がＯＮでかつＯＮとなっ
てから一定時間後、ニュートラルスイッチ１５がＯＮ、
スタートスイッチ１６がＯＦＦであることを条件とする
。

ＩＳＯＳＣクローズ制御条件合は、ステップ３へ進んで
ＩＳＯクローズ制御を行う。すなわち、水温７ｗ依存の
目標アイドル回転数Ｎｓと実際のアイドル回転数Ｎとの
大小を比較し、周知の比例・積分制御によりフィードバ
ック補正値ＩＳＣ，。

を増減して設定する０次にステップ４へ進んで減速空燃
比補正分ＡＢＶ及び減速負圧補正分ＢＣＶをそれぞれＯ
にする。その後、後述のステップ１４へ進む。

ＩＳＣクローズ制御条件でない場合は、ステップ５へ進
んでスロットル弁開度ＴＶＯの前回値との差であるスロ
ットル弁開度変化量Δ１゛ｖＯが所定値（例えば−１，
６ｄｅｇ／１０ｍ５）以下か否かを判定することにより
、減速か否かを判定する。

減速時以外は、スップ６へ進んでアイドルスイッチ１４
がＯＮか否かを判定し、スロットル弁３が開いていてア
イドルスイッチ１４がＯＦＦであれば、ステップ７へ進
む。

ステップ７では機関負荷を表す吸入空気流ＩＱに応じて
減速空燃比補正分ＡＢＶを定めたマップを参照し、減速
空燃比補正分Ａ　Ｂ　Ｖ　（ｊ！／ｗｉｎ）を設定する
。このステップ７の部分が減速空燃比補正分漸減手段に
相当する。

次にステップ８では水温Ｔｗに応じて水温補正係数に１
．を定めたマツプを参照し、水温補正係数に７８（％）
を設定し、ステップ９では減速空燃比補正分ＡＢＶに水
温補正係数ＫｔＷを乗じて減速空燃比補正分ＡＢＶを補
正する。このステップ８゜９の部分が減速空燃比補正分
水温補正手段に相当する。

次にステップ１０では機関回転数Ｎに応じて減速負圧補
正分ＢＣＶを定めたマツプを参照し、減速負圧補正分Ｂ
　ＣＶ　（ｊ！／ｎ＋ｉｎ）を設定する。このステップ
１０の部分が減速負圧補正分設定手段に相当する。その
後は、後述するステップ１４へ進む。

かかる状態から減速に移ると、ステップ５からそのまま
後述するステップ１４へ進むようになり、減速に入る直
前に設定された減速空燃比補正分ＡＢＶ及び減速負圧補
正分ＢＣＶが維持される。

減速によりスロットル弁３が全閉となると（コーステイ
ング状り、ステップ５．６を経て、ステップ１１へ進み
、減速空燃比補正分ＡＢＶを所定の減少重分減少させる
０次にステップ１２では減速空燃比補正分ＡＢＶを０と
比較して、ＡＢＶ＜０の場合はステップ１３でＡＢＶ＝
０とする。このステップ１１〜１３の部分が減速空燃比
補正分漸減手段に相当する。その後は、後述するステッ
プ１４へ進む。

ステップ１４ではアイドル回転数制御分ｌ５ＣＥ（１／
５ｉｎ）を次式により設定する。このステップ１４の部
分がステップ３の部分と共にアイドル回転数制御分設定
手段に相当する。

Ｉ　ＳＣＥ　−Ｉ　ＳＣｙｗ＋Ｉ　ＳＣ□＋ｌ５ＣＡｓ
＋ＩＳＣ□ ここで、ＩＳＣｔｗは基本特性値で、水温Ｔｗに対応し
て定められる。ＩＳＣｔｍはエンスト防止補正値で、無
負荷のスロットル弁全閉後の回転降下をなめらかにする
ために機関回転数Ｎに対応して定められる。ｌ５ＯＡ！
は始動後補正値で、水温ＴＷに対応して定められる。ｌ
５ＣＦ、は前述のフィードバック補正値で、ＩＳＯクロ
ーズ制御制御外以外ランプされている。

次にステップ１５ではアイドル回転数制御分ｌ５Ｃ１と
減速空燃比補正分ＡＢＶと減速負圧補正分ＢＣＶとを比
較し、比較結果に基づき、ステップ１６、１７又は１８
へ進んで最も大きいものを補助空気流ｆｔ　Ｉ　Ｓ　Ｃ
ＯＮ　（ｆｆｉ／ｗｉｎ）とする、このステップ１５〜
１８の部分が選択手段に相当する。１次にステップ１９
では補助空気流量ｌ５ＣｏＮ（ｆ／ｎ＋ｉｎ）を制ｗｉ
ｔであるデユーティ比ＤＵＴＹ　（％）に変換し、出力
する。このステップ１９の部分が制御手段に相当する。

このようにしてデユーティ比ＤＵＴＹが設定されると、
このデユーティ比のパルス信号で補助空気制御弁５の開
弁用コイルに通電され、これにより開度が制御されて、
所望の補助空気流量が得られる。

次に第２の発明に対応する実施例について説明する。異
なるところはフローチャートのみであり、第４図に示す
ルーチンに代えて第５図に示すルーチンが実行される。

ステップ１０１では吸入空気流量Ｑ９機関回転数Ｎ、水
温Ｔｗ、スロットル弁開度ＴＶＯ，車速ＶＳＰ及び各種
スイッチのＯＮ・ＯＦＦ信号を読込む。

ステップ１０２ではアイドル回転数の、フィードバック
制御１（ＩＳＣクローズ制御）条件・か否かを判定する
。ここで、ＩＳＣクローズ制御条件とは、車速ｖＳＰが
８１ａ＊／ｈ以下、アイドルスイッチ１４がＯＮでかつ
ＯＮとなってから一定時間後、ニュートラルスイッチ１
５がＯＮ、　スタートスイッチ１６がＯＦＦであること
を条件とする。

ＩＳＣクローズ制御条件の場合は、ステップ１０３へ進
んでＩＳＣクローズ制御を行う、すなわち、水温７ｗ依
存の目標アイドル回転数Ｎｓと実際のアイドル回転数Ｎ
との大小を比較し、周知の比例・積分制御によりフィー
ドバック補正値ｌ５ＣＦ■を増減して設定する０次にス
テップ１０４へ進んで減速空燃比補正分ＡＢＶ及び減速
負圧補正分ＢＣ■をそれぞれＯにする。その後、後述の
ステップ１１３へ進む。

ＩＳＣクローズ制御条件でない場合は、ステップ１０５
へ進んでスロットル弁開度ＴＶＯの前回値との差である
スロットル弁開度変化量ΔＴＶＯが所定値（例えば−１
，６ｄｅｇ／１０＋ｓｓ）以下が否かを判定することに
より、減速か否かを判定する。

減速時以外は、スップ１０６へ進んでアイドルスイッチ
１４がＯＮか否かを判定し、スロットル弁３が開いてい
てアイドルスイッチＩ４がＯＦＦであれば、ステップ１
０７へ進む。

ステップ１０７では機関回転数Ｎに応じて減速負圧補正
分ＢＣＶを定めたマツプを参照し、減速負圧補正分Ｂ　
ＣＶ　（ｋｇ／ｈ）を設定する。このステップ１０７の
部分が減速負圧補正分設定手段に相当する。

次にステップ１０８では水温Ｔｗに応じてＩＳＣ分担率
Ｋを定めたマツプを参照し、ＩＳＯ分担率Ｋ（％）を設
定する。このＩＳＯ分担率には例えば１０％程度の定数
であるが、これを水温Ｔｗに応じたものとして水温補正
係数の役目をも果たさせている。

次にステップ１０９では吸入空気流ＩＱから減速負圧補
正分ＢＣＶを減算しこれに水温補正係数を兼ねるｒＳＣ
分担率Ｋを乗算して、減速空燃比補正分ＡＢＶ（ｋｇ八
）＝　（Ｑ−ＢＣＶ）　　・Ｋを設定する。このステッ
プ１０９の部分は減速空燃比補正分漸減手段に相当する
と共に、ステップ１０８の部分と共にに減速空燃比補正
分水温補正手段に相当する。その後は、後述するステッ
プ１１３へ進む。

かかる状態から減速に移ると、ステップ１０５からその
まま後述するステップ１１３へ進むようになり、減速に
入る直前に設定された減速空燃比補正分ＡＢＶ及び減速
負圧補正分ＢＣＶが維持される。

減速によりスロットル弁３が全閉となると（コーステイ
ング状態）、ステップ１０５．１０６を経て、ステップ
１１０へ進み、減速空燃比補正分ＡＢＶを所定の減少重
分減少させる。次にステップ１１１では減速空燃比補正
分ＡＢＶをＯと比較して、Ａｌ３ｖくＯの場合はステッ
プ１１２でＡＢＶ＝Ｏとする。

このステップ１１０〜１１２の部分が減速空燃比補正分
漸減手段に相当する。その後は、後述するステップ１１
３へ進む。

ステップ１１３ではアイドル回転数制御分ＩＳＣＥ（ｋ
ｇ／ｈ）を次式により設定する。二′のステップ１１３
の部分がステップ１０３の部分と共にアイドル回転数制
御分設定手段に相当する。

Ｉ　ＳＣｔ　−Ｉ　ＳＣｔｗ＋Ｉ　５ＣＴｌｌ＋　Ｉ　
５ＣＡｓ＋　Ｉ　Ｓ　ＣＦＩＩ ここで、ＩＳＣｙｗは基本特性値で、水温Ｔｗに対応し
て定められる。ｌ５Ｃｔ＊は加減速補正値で、機関回転
数Ｎに対応して定められる。ｌ５Ｃａｓは始動後補正値
で、水温Ｔｗ’に対応して定められる。

ＩＳＣ□は前述のフィードバック補正値で、ＩｓＣクロ
ーズ制御制御外以外ランプされている。

次にステップ１１４では、アイドル回転数制御分子ｓｃ
、と、減速空燃比補正分と減速負圧補正分との和（ＡＢ
Ｖ十ＢＣＶ）とを比較し、比較結果に基づき、ステップ
１１５又は１１６へ進んで大きい方を補助空気流量Ｉ　
Ｓ　ＣｏＣｏ１４（／ｈ）とする。このステップ１１４
〜１１６の部分が選択手段に相当する。

次にステップ１１７では補助空気流量・ＩＳＣ，、（ｋ
ｇ／ｈ　）を制御量であるデユーティ比ＤＵＴＹ　（％
）に変換し、出力する。このステップ１１７の部分が制
御手段に相当する。

このようにしてデユーティ比ＤＵＴＹが設定されると、
このデユーティ比のパルス信号で補助空気制御弁５の開
弁用コイルに通電され、これにより開度が制御されて、
所望の補助空気流量が得られる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、減速空燃比補正分
の初期設定に際し機関冷却水温で補正することで温度変
化による燃料の壁面付着量の変化に対処しつつ減速初期
のオーバーリッチ化を確実に防止することができ、減速
初期オーバーリッチ失火によるアクセルＯＦＦショック
がなくなり、またＣｏ、ＩＣの低減が図れ、さらにアフ
ターバーンがなくなるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の構成を示すブロック図、第２図
は本発明の第２の構成を示すブロック図、第３図は本発
明の実施例を示すシステム図、第４図は第１の制御内容
を示すフローチャート、第５図は第２の制御内容を示す
フローチャート、第６図は従来の制御特性図である。 ３・・・スロットル弁　　４・・・補助空気通路　　５
・・・補助空気制御弁　　７・・・燃料噴射弁　　８・
・・機関　　９・・・コントロールユニット　　１０・
・・エアフローメータ　　１１・・・回転数センサ　　
１２・・・水温センサ　　１３・・・スロットルセンサ
　　１４・・・アイドルスイッチ 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　　弁理士　笹　島　冨二雄。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スロットル弁をバイパスする補助空気通路に介装
   した補助空気制御弁と、 アイドル回転数の制御のためのアイドル回転数制御分の
   補助空気流量を設定するアイドル回転数制御分設定手段
   と、 減速開始時に機関負荷に応じて減速空燃比補正分の補助
   空気流量を設定する減速空燃比補正分設定手段と、 この減速空燃比補正分の補助空気流量を機関冷却水温に
   応じて補正する減速空燃比補正分水温補正手段と、 減速によるスロットル弁全閉後に減速空燃比補正分の補
   助空気流量を徐々に減少させる減速空燃比補正分漸減手
   段と、 機関回転数に応じて減速負圧補正分の補助空気流量を設
   定する減速負圧補正分設定手段と、前記アイドル回転数
   制御分と前記減速空燃比補正分と前記減速負圧補正分と
   のうち、最も大きい値を選択する選択手段と、 選択された値に基づいて制御量を設定して前記補助空気
   制御弁の開度を制御する制御手段と、を含んで構成され
   ることを特徴とする内燃機関の減速制御装置。
2. （２）スロットル弁をバイパスする補助空気通路に介装
   した補助空気制御弁と、 アイドル回転数の制御のためのアイドル回転数制御分の
   補助空気流量を設定するアイドル回転数制御分設定手段
   と、 減速開始時に機関回転数に応じて減速負圧補正分の補助
   空気流量を設定する減速負圧補正分設定手段と、 減速開始時に機関に吸入される吸入空気流量から減速負
   圧補正分を減算しその所定割合を減速空燃比補正分の補
   助空気流量として設定する減速空燃比補正分設定手段と
   、 この減速空燃比補正分の補助空気流量を機関冷却水温に
   応じて補正する減速空燃比補正分水温補正手段と、 減速によるスロットル弁全閉後に減速空燃比補正分の補
   助空気流量を徐々に減少させる減速空燃比補正分漸減手
   段と、 前記アイドル回転数制御分と、前記減速空燃比補正分と
   前記減速負圧補正分との和とのうち、大きい方を選択す
   る選択手段と、 選択された値に基づいて制御量を設定して前記補助空気
   制御弁の開度を制御する制御手段と、を含んで構成され
   ることを特徴とする内燃機関の減速制御装置。