JPH01294933A - 内燃機関の補助空気制御装置 - 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補助空気制御装置に関する。

〈従来の技術〉 内燃機関の補助空気制御装置として、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、ア
イドル運転条件において補助空気制御弁の開度を増減調
整して、アイドル回転数を最適値に制御するようにした
ものがある。

また、かかるアイドル回転数制御機能の他、減速時の空
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、減速時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（実開昭６２−１
６２３６２号公報参照）。

上記の減速空燃比補正機能とは、燃料の壁面付着による
燃料の輸送遅れ等に起因して、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？Ｉｉ（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を機関吸入空気流ｆ
Ｑに応じてマツプに記憶させておき、減速時にマツプを
参照して設定する。また、減速負圧補正針ＢＣＶを機関
回転数Ｎに応じてマツプに記憶させておき、減速時にマ
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、機関冷却水温依存のアイドル回転数制御基
本分ｌ５ＣＴ□及びアイドル運転条件において機関回転
数を目標アイドル回転数と比較し比較結果に基づき増減
されるフィードバック制御分ｌ５Ｃｃｔ等を含んで設定
されるアイドル回転数制御分ＩＳＣ＋ｎ（＝　ｒ　Ｓ　
Ｃ？ｗ＋　Ｉ　Ｓ　ＣＣＬ＋・）と、減速空燃比補正分
ＡＢＶと、減速負圧補正針ＢＣＶ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？１１
ｆを設定している。

〈発明が解決しようとする課題） ところで、近年の補助空気制御装置は、補助空気制御弁
の小型化のため、これとは別に、機関冷却水温に応動し
て低温時にスロットル弁を強制的に開くワックス式のス
ロットルオープナ−を設けている。

また、アイドル運転条件（アイドル回転数フィードバッ
ク制御条件）においてフィードバック制御分の基準値か
らの偏差ΔＩＳＣ，Ｌを学習しこれに基づき学習制御分
ｌ５ＣＬ、ｌを設定し、これにより制御量を補正して、
部品バラツキを吸収している。すなわち、ＡＢＶ、ＢＣ
Ｖ、ＩＳＣ＋ｎの３者のうち最大値をＩＳＣ，とすれば
、Ｉ　Ｓ　Ｃｏ、＝　１Ｓ　Ｃｔ　＋　Ｉ　Ｓ　Ｃｔ＊
十−とし、このｌ５ＣＯＨに基づいて制御量を設定して
いる。

しかしながら、学習制御分ｌ５ｃＬ、ｌは、アイドル回
転数フィードバック制御条件における目標アイドル回転
数に対するズレの補正値となるため、減速空燃比補正分
ＡＢＶ又は減速負圧補正針ＢＣ■が選択されたときに、
これを学習制御分ｌ５ｃＬｌｌで補正して制御量を設定
すると、本来の減速空燃比補正又は減速負圧補正の場合
の要求出力に対して大きなズレを生じるという問題点が
あった。

すなわち、第４図に示すように、エンジン要求空気流量
は、オープナ−分担分と補助空気制御弁分担骨とに分け
られ、オープナ−分担分により学習制御分ｌ５ＣＬ、ｌ
は大きく左右されるため（学習制御分ｌ５ＣＬＲはオー
プナ−の特性等から各水温により常に大きく異なるため
）、これを用いて減速空燃比補正分ＡＢＶ又は減速負圧
補正針ＢＣＶに補正を加えることは全く意味がなく、は
ねかえりが発生するのである。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、スロフトル
オープナー等のバラツキがあっても、減速空燃比補正機
能及び減速負圧補正機能を向上させることのできる内燃
機関の補助空気制御装置を提供することを目的とする。

〈課題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〜
Ｊの手段を含んで内燃機関の補助空気制御装置を構成す
る。

（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）減速時に機関吸入空気流量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 （Ｃ）減速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）機関冷却水温に応じてアイドル回転数制御基本分
の補助空気流量を設定するアイドル回転数制御基本分設
定手段 （Ｅ）アイドル運転条件において機関回転数を目標アイ
ドル回転数と比較し比較結果に基づきフィードバック制
御分の補助空気流量を増減して設定するフィードバック
制御分設定手段 （Ｆ）アイドル運転条件においてフィードバック制御分
の所定の基準値からの偏差を学習しこれに基づき学習制
御分の補助空気流量を設定する学習制御分設定手段 （Ｇ）前記アイドル回転数制御基本分と前記フィードバ
ック制御分と前記学習制御分との和としてアイドル回転
数制御分を設定するアイドル回転数制御分設定手段 （Ｈ）前記減速空燃比補正分と前記減速負圧補正分と前
記アイドル回転数制御分とのうち、最も大きい値を選択
する選択手段 （Ｉ）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（Ｊ）機関冷却
水温に応動して低温時にスロットル弁を強制的に開くス
ロットルオープナ−〈作用〉 上記の構成においては、減速時に減速空燃比補正分ＡＢ
Ｖを機関吸入空気流量Ｑによって設定し、また濾速負圧
補正分ＢＣＶを機関回転数Ｎによって設定する。

また、機関冷却水温に応じてアイドル回転数制御基本分
■ＳＣＴ、１を設定し、アイドル運転条件においては機
関回転数を目標アイドル回転数と比較し比較結果に基づ
きフィードバック制御分ｌ５ＣｃＬを増減して設定し、
さらにアイドル運転条件においてはフィードバック制御
分の基準値からの偏差Δ■５ＣｃＬを学習しこれに基づ
き学習制御分■ＳＣＬ、ｌを設定する。そして、アイド
ル回転数制御基本分■５ＣＴ１．Ｉとフィードバック制
御分■５ＣｏＬと学習制御分ｌ５ＣＬＲとの和として、
アイドル回転数制御分Ｉ　Ｓ　Ｃ＋ｏ　（＝　Ｉ　Ｓ　
ｃ、、＋　Ｉ　Ｓ　ＣＣＬ＋　ｌ５ＣＬＩＩ）を設定す
る。

そして、減速空燃比補正分ＡＢＶと減速負圧補正分ＢＣ
Ｖとアイドル回転数制御分ＩＳＣ＋ｎ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。

このように減速空燃比補正分ＡＢＶ又は減速負圧補正分
ＢＣＶの選択時には学習制御分■ＳＣＬ、Ｉによる補正
を行わないようにして、適正比を図るのである。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を説明する。

第２図において、エアクリーナ１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。

また、スロットル弁３には、感温部が機関冷却水通路（
図示せず）に臨ませられ、機関冷却水温Ｔｗに応動して
低温時にスロットル弁３を全閉位置から強制的に開くワ
ックス式のスロットルオープナ−２０が付設されている
。

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、吸入空気流量Ｑ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３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３図に示すルーチンは所定時間（例えば１０ｍ５）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Ｑ９機関回転数Ｎ、水温ＴＷ、スロットル
弁開度ＴＶＯ，車速■ＳＰ及び各種スイッチのＯＮ・Ｏ
ＦＦ信号を読込む。

ステップ２ではアイドル運転条件（アイドル回転数フィ
ードバック制御条件）か否かを判定する。

ここで、アイドル回転数フィードバック制御条件とは、
車速ＶＳＰ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。

アイドル回転数フィードバック制御条件の場合は、ステ
ップ３へ進んでフィードバック制御を行う。すなわち、
水温Ｔｗ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制御分ｌ５ＣｃＬを増減して設定す
る。このステップ３の部分がフィードバック制御分設定
手段に相当する。

次にステップ４へ進んで学習を行う。すなわち、フィー
ドバック補正分子５ｃｃｔの所定の基準値（通常はＯ）
からの偏差Δｌ５ＣＣＬを学習する一方、水温Ｔｗに対
応して学習制御分ｌ５ＣＬＲを記憶した書換え可能なＲ
ＡＭマツプから現在の水温Ｔｗに対応する学習制御分ｌ
５ＣＬＲを読出して、この学習制御分■ＳＣＬ、Ｉを次
式に基づいて更新し、ＲＡＭマツプのデータを書換える
。このステップ４の部分が学習制御分設定手段に相当す
る。

■ＳＣＬ、Ｉ＋ｌ５ＣＬＲ＋ΔＩ　Ｓ　Ｃ，、／Ｍ（Ｍ
は定数） 次にステップ５へ進んで減速空燃比補正分ＡＢ■及び減
速負圧補正分ＢＣＶをそれぞれ０にする。

その後、後述のステップ１３へ進む。

アイドル回転数フィードバック制御条件でない場合は、
ステップ６へ進んでスロットル弁開度Ｔ■Ｏ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／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、ステップ７へ進んでアイドルスイッチ１
４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８へ
進む。

ステップ８では吸入空気流ＩＱに応じて減速空燃比補正
分ＡＢＶを定めたマツプを参照し、減速空燃比補正分Ａ
ＢＶを設定する。このステップ８の部分が減速空燃比補
正分設定手段に相当する。

次にステップ９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ＢＣ
Ｖを設定する。このステップ９の部分が減速負圧補正分
設定手段に相当する。その後は、後述のステップ１３へ
進む。

かかる状態から減速に移ると、ステップ６からそのまま
後述するステップ１３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６．７を経て、ステップ１０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１１では減速空燃比補正分ＡＢＶをＯ
と比較して、ＡＢＶ＜０の場合はステップ１２でＡＢＶ
＝Ｏとする。その後は、後述のステップ１３へ進む。

次にステップ１３では水温Ｔｗに応じてアイドル回転数
制御基本分ｌ５ＣＴＷを定めたマツプを参照し、アイド
ル回転数制御基本分ｌ５ＣＴ、を設定する。このステッ
プ１３の部分がアイドル回転数制御基本分設定手段に相
当する。

次にステップ１４ではアイドル回転数制御分ｌ５Ｃ１１
１を次式により設定する。このステップ１３０部分がア
イドル回転数制御分設定手段に相当する。

Ｉ　５ＣＩＤ＝　Ｉ　ＳＣｙｗ＋　Ｉ　５ＣＣＬ＋　Ｉ
　ＳＣｔ＋＋＋ｌ５ＣＡＳ ここで、ＩＳＣ，、としてはステップ１３で設定したも
のが使用される。ｌ５ＣｃＬとしてはアイドル回転数フ
ィードバック制御中はステップ３で設定したものが使用
され、それ以外はクランプされているものが使用される
。ｌ５ＣＬ１１としては水１ｒＷに基づいてＲＡＭマツ
プから検索されたものが使用される。ＩＳＣ□は始動時
補正骨で、スタートスイッチＯＮの間（クランキング中
）及びスタートスイッチＯＦＦ後所定時間の間、水温Ｔ
ｗに対応して定められる。

次にステップ１５では減速空燃比補正分ＡＢＶと減速負
圧補正分ＢＣＶとアイドル回転数制御分■Ｓ　Ｃ＋　ｏ
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量Ｉ　Ｓ　
Ｃｔ　　（２７ｍ１ｎ）とする。このステップ１５〜１
８の部分が選択手段に相当する。

次にステップ１９では補助空気流量ＩＳＣ，（Ａ／１Ｉ
ｌｉｎ）にバッテリ電圧補正骨ｌ５ＣｖＢを加算して、
最終的な補助空気流量ｒ　Ｓ　ＣＯＮ　（ｊ２／ｍ１ｎ
）　−Ｉ　ＳＣ１＋　Ｉ　Ｓ　Ｃｖｍを演算する。

次にステップ２０では補助空気流量ｌ５Ｃｏ、４（１／
ｎ＋ｉｎ）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２０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
ＡＢＶと、減速負圧補正分ＢＣＶと、学習制御分を含む
アイドル回転数制御分子ｓｃ＋ｏ（＝　Ｉ　Ｓ　Ｃｔｗ
＋　Ｉ　Ｓ　ＣＣＬ＋　Ｉ　Ｓ　ＣＬＩＩ）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ようにし、減速
空燃比補正分ＡＢＶ又は減速負圧補正分ＢＣＶの選択時
には学習制御分ｌ５ＣＬ、ｌによる補正を行わないよう
にしたので、スロットルオープナ−等のバラツキがあっ
ても、減速空燃比補正機能及び減速負圧補正機能を向上
させることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示すシステム図、第３図は制御内容
を示すフローチャート、第４図は従来の問題点を説明す
るための図である。 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　　２０・・・スロッ
トルオープナ−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 (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、 減速時に機関吸入空気流量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、 減速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、 機関冷却水温に応じてアイドル回転数制御基本分の補助
   空気流量を設定するアイドル回転数制御基本分設定手段
   と、 アイドル運転条件において機関回転数を目標アイドル回
   転数と比較し比較結果に基づきフィードバック制御分の
   補助空気流量を増減して設定するフィードバック制御分
   設定手段と、 アイドル運転条件においてフィードバック制御分の所定
   の基準値からの偏差を学習しこれに基づき学習制御分の
   補助空気流量を設定する学習制御分設定手段と、 前記アイドル回転数制御基本分と前記フィードバック制
   御分と前記学習制御分との和としてアイドル回転数制御
   分を設定するアイドル回転数制御分設定手段と、 前記減速空燃比補正分と前記減速負圧補正分と前記アイ
   ドル回転数制御分とのうち、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、機関冷却水温に応
   動して低温時にスロットル弁を強制的に開くスロットル
   オープナーと、 を含んで構成されることを特徴とする内燃機関の補助空
   気制御装置。