JPH07229440A - アイドル回転数制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エンジン回転数が降下する変化が生じた際に、
ストールが発生するのを防止する。 【構成】スロットルバルブを迂回するバイパス通路に空
気流量制御弁を設け、この空気流量制御弁の開度を制御
してバイパス通路を通過する吸入空気量を調節すること
により、アイドリング時のエンジン回転数を目標回転数
に制御するアイドル回転数制御方法であって、エンジン
回転数が降下する変化を検出し、その変化を検出した時
点のエンジン回転数の降下度合に応じて補正する吸入空
気量を設定し、エンジン回転数が降下した時点から所定
の期間中を通して前記設定した吸入空気量を最大量とし
て吸入空気の補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車用のエ
ンジンのアイドル回転数制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種のアイドル回転数制御（ＩＳ
Ｃ）方法では、例えば特開昭６２−１３９９４６号公報
に記載の機関のアイドル回転数制御装置のように、アイ
ドル時の運転状態に応じた目標回転数と機関の実際の回
転数との間に偏差が生じた場合に、その偏差に応じた補
正量と、実際の回転数の変化に応じた変化補正量とを用
いて、基本制御量を補正するようにしたものが知られて
いる。このように、前記変化量に基づいて基本補正量を
補正すると、パワーステアリングポンプ等の補機負荷が
急に駆動された場合等に、回転変化が大きいほど回転を
上昇させる変化補正量が大きいので、機関の回転数が一
気に低下しようとするのを阻止することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のもの
にあっては、基本補正量の補正は、機関の回転数が所定
以上の大きさで低下する方向に変化している間だけであ
り、機関の回転数の変化がなくなったり上昇し始めた直
後に終了される。つまり、補正は回転数変化が発生した
直後にのみ実施されて、機関の回転数が完全に変化前の
状態になった後に中止されるのではない。

【０００４】このような制御方法を手動式変速機を装備
する自動車の内燃機関に適用すると、急激にクラッチを
接続した場合に、内燃機関の回転数が急降下することが
あるが、内燃機関の回転数の変化が所定未満の大きさで
変化するようになる時点で、基本補正量の補正を中止す
ると、回転数が下げ止まった状態で増量補正を終了する
ことになるので、クラッチが完全に接続されると内燃機
関がストールする場合がある。つまり、クラッチが接続
された状態で回転数の低下が停止した状態で補正が終了
されるので、アイドル回転数を下回る場合も発生し、必
ずしもその状態から回転数が上昇してストールを回避で
きるとは限らない。

【０００５】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係るアイドル回転数制御方法
は、スロットルバルブを迂回するバイパス通路に空気流
量制御弁を設け、この空気流量制御弁の開度を制御して
バイパス通路を通過する吸入空気量を調節することによ
り、アイドリング時のエンジン回転数を目標回転数に制
御するアイドル回転数制御方法であって、エンジン回転
数が降下する変化を検出し、その変化を検出した時点の
エンジン回転数の降下度合に応じて補正する吸入空気量
を設定し、エンジン回転数が降下した時点から所定の期
間中を通して前記設定した吸入空気量を最大量として吸
入空気の補正を行うことを特徴とする。

【０００７】本発明におけるエンジン回転数が降下する
変化の検出は、エンジン回転数の降下度合の検出するこ
とにより行うものであってもよく、その場合、エンジン
回転数の降下度合としては、所定時間における回転数の
降下量であってよいし、また単位時間当たりのエンジン
回転数の降下量であってよい。

【０００８】

【作用】このような構成のものであれば、エンジン回転
数が降下する変化が検出された時点から、所定の期間、
例えば少なくとも降下する変化前の回転数に略一致する
状態までの期間中、設定した吸入空気量を最大量として
吸入空気量が補正される。つまり、吸入空気量は、所定
の期間中継続して補正され、変化の状態が所定条件を満
たさない限り終了されない。したがって、エンジン回転
数が降下した際に、一時的に吸入空気量を増加補正する
のではないため、エンジン回転数は降下する変化が検出
された時点のエンジン回転数以下にはならず、そのエン
ジン回転数を維持して上昇することになり、ストールを
防止する。

【０００９】エンジン回転数の降下度合を、所定時間の
回転数の降下量により検出するようにすれば、降下変化
が比較的緩慢な場合に好適で、また単位時間当たりのエ
ンジン回転数の降下量により検出するようにすれば、急
激にエンジン回転数が降下する変化を検出することがで
きる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。

【００１１】図１に概略的に示したエンジン１００は自
動車用のもので、その吸気系１には図示しないアクセル
ペダルに応動して開閉するスロットルバルブ２を配設す
るとともに、このスロットルバルブ２を迂回するバイパ
ス通路３を設け、このバイパス通路３にアイドル回転数
制御用の空気流量制御弁たる流量制御弁４を介設してい
る。流量制御弁４は、大流量ＶＳＶと略称される電子開
閉式のものであって、その端子４ａに印加する駆動電圧
の演算デューティ比ＤＩＳＣを制御することによってそ
の実質的な開度を変化させることができ、それによって
前記バイパス通路３の空気流量を調整し得るようになっ
ている。つまり、バイパス通路３とこの流量制御弁４と
の一組により、通常ならば暖機補正増量を含む各補正項
目に対して設けられるバイパス系路を一本化している。
そして、前記演算デューティ比ＤＩＳＣは、それらのこ
とを含んで、暖機補正増量である水温補正量ＤＡＡＶ、
回転フィードバック（Ｆ／Ｂ）補正量ＤＦＢ等を加減算
することにより決定されている。なお、水温補正量ＤＡ
ＡＶは、冷却水温が低い場合には非常に大きな値を採
り、暖機の完了判定のための冷却水温値において最少と
なるように設定されている。また、回転フィードバック
補正量ＤＦＢは、エンジンの回転数ＮＥに応じた増量度
合いであり、例えば、アイドル運転中で、減速時のフュ
ーエルカットが実施されてなく、車速が２ｋｍ／ｈ以下
であり、吸気圧センサ１３、水温センサ１７及び車速セ
ンサ１５全てが正常に作動している場合に、フィードバ
ック制御が実行されて演算されるものとする。

【００１２】吸気系１にはさらに、燃料噴射弁５が設け
てあり、この燃料噴射弁５や前記流量制御弁４を、電子
制御装置６により制御するようになっている。

【００１３】電子制御装置６は、中央演算処理装置７
と、記憶装置８と、入力インターフェース９と、出力イ
ンターフェース１１とを具備してなるマイクロコンピュ
ータシステムを主体に構成されている。しかしてその入
力インターフェース９には、サージタンク１２内の圧力
を検出する吸気圧センサ１３から出力される吸気圧信号
ａ、エンジン回転数ＮＥを検出するための回転数センサ
１４から出力される回転数信号ｂ、車速を検出するため
の車速センサ１５から出力される車速信号ｃ、スロット
ルバルブ２の開閉状態を検出するためにアイドルスイッ
チ１６から出力されるＬＬ信号ｄ、エンジン温度として
のエンジンの冷却水温を検知するための水温センサ１７
から出力される水温信号ｅ等が入力される。また、出力
インターフェース１１からは、燃料噴射弁５に対して、
演算された燃料噴射時間に対応する駆動信号ｆが、また
流量制御弁４に対しては、後述する演算デューティ比Ｄ
ＩＳＣに基づく制御信号ｇが、それぞれ出力される。な
お、図示しないが、電子制御装置６には、入力されるア
ナログ信号をディジタルデータに変換するためのＡ／Ｄ
コンバータが内蔵されており、冷却水温やエンジン回転
数ＮＥを一定の間隔でディジタルデータに変換して、中
央演算処理装置７に出力するものである。また、アイド
ルスイッチ１６に代えて、スロットルバルブ２の開度に
応じて信号を出力するスロットルセンサを用いるもので
あってもよい。

【００１４】電子制御装置６には、吸気圧センサ１３と
回転数センサ１４からのそれぞれの信号を主な情報とし
て燃料噴射弁開成時間を決定し、その決定により燃料噴
射弁５を制御して負荷に応じた燃料を該燃料噴射弁５か
ら吸気系１に噴射させるためのプログラムが内蔵されて
いる。また、エンジン回転数が降下する変化を検出し、
その変化を検出した時点のエンジン回転数の所定時間に
おけるエンジン回転数の降下量及び単位時間当たりのエ
ンジン回転数の降下量に応じて補正する吸入空気量を設
定し、エンジン回転数が降下した時点からエンジン回転
数が所定の条件を満たす状態に変化するまでの期間中を
通して前記設定した吸入空気量を最大量として吸入空気
の補正を行うようプログラミングされたプログラムも内
蔵されている。

【００１５】このアイドル回転数制御プログラムの概略
構成を、図２及び図３に示す。このプログラムは、アイ
ドリング状態が検出されている間は所定の間隔で繰り返
し実行されるもので、流量制御弁４の実質的な開度を設
定する演算デューティ比ＤＩＳＣは、下式を用いて演算
される。なお、アイドリング時の目標回転数の設定方法
については、従来知られているものと同様であってよい
ので、説明を省略する。なお、説明の都合上、図２に示
すフローチャートのものを第１ルーチン、図３に示すフ
ローチャートのものを第２ルーチンと呼称する。

【００１６】ＤＩＳＣ（％）＝ＤＡＡＶ＋ＤＳＴＡ＋Ｄ
ＦＢ＋ＤＳＫＰＮＥＬＯ（ｒ，ｓ） （１） ただし、ＤＳＴＡ；始動時補正量、ＤＥＳＫＰＮＥＬ
Ｏ；回転降下時補正量まず、第１ルーチンにおいて、ス
テップＳ１では、降下変化時実行フラグＦ１が”１（Ｏ
Ｎ）”であるか否かを判定し、ＯＮしている場合はステ
ップＳ１２に移行し、逆の場合はアイドル運転時を検出
するためのステップＳ２に進む。ステップＳ２では、現
時点のエンジン回転数ＮＥがアイドル回転数以下か否か
を判定し、以下の場合はステップＳ３に進み、超える場
合はステップＳ７に移行する。ステップＳ３では、単位
時間当たりの降下量である回転降下率ΔＮを算出する。
この回転降下率ΔＮは、エンジン回転数ＮＥの変化を検
出するために当該分野で広く知られている検出方法を採
用すればよく、例えば、このプログラムの実行毎に検出
したエンジン回転数ＮＥの差を演算し、その差を単位時
間で除して算出すればよい。ステップＳ４では、回転降
下率ΔＮが所定値を超えているか否かを判定し、超えて
いる場合はステップＳ５に進み、以下の場合にはステッ
プＳ７に移行する。ステップＳ４によって、エンジン回
転数ＮＥが所定値を上回る状態で降下していることを検
出するもので、エンジン回転数ＮＥの降下状態により回
転降下時補正量ＤＳＫＰＮＥＬＯによる補正をする必要
があるのか否かを決定している。

【００１７】ステップＳ５では、回転降下時補正量ＤＳ
ＫＰＮＥＬＯｒの初期値をセットする。回転降下時補正
量ＤＳＫＰＮＥＬＯｒの初期値は、回転降下率ΔＮに対
応して予め第１マップにして記憶装置８に記憶されてお
り、回転降下率ΔＮが第１マップにない場合は補間計算
を行って求める。ステップＳ６では、降下変化時実行フ
ラグＦ１をセット（＝１）する。ステップＳ７では、得
られた回転降下時補正量ＤＳＫＰＮＥＬＯｒの初期値に
より、実質的に吸入空気量の演算となる演算デューティ
比ＤＩＳＣの演算を上記式（１）により行なう。

【００１８】ステップＳ１２では、回転降下時補正量Ｄ
ＳＫＰＮＥＬＯｒが０であるか否かを判定し、０でない
場合はステップＳ１３に進み、０の場合はステップＳ１
４に移行する。ステップＳ１３では、この時点の回転降
下時補正量ＤＳＫＰＮＥＬＯｒより所定量を減じて、回
転降下時補正量ＤＳＫＰＮＥＬＯｒを減衰させる。この
ステップＳ１２及びＳ１３は、回転降下時補正量ＤＳＫ
ＰＮＥＬＯｒがその初期値より時間の経過とともに減衰
するためのステップである。ステップＳ１４では、降下
変化時実行フラグＦ１をクリア（＝０）する。

【００１９】次に第２ルーチンにおいて、ステップＳ２
１では、今回のエンジン回転数ＮＥｎを読み込む。ステ
ップＳ２２では、前回のエンジン回転数ＮＥｏと今回の
エンジン回転数ＮＥｎとの減算を行い、エンジン回転数
ＮＥの降下量｜ＮＥ｜を求める。ステップＳ２３では、
記憶装置８に予め記憶された第２マップにより、算出さ
れた降下量｜ＮＥ｜に応じた回転降下時補正量ＤＳＫＰ
ＮＥＬＯｓを算出する。ステップＳ２４では、式（１）
に示される他の補正量に対してこの回転降下時補正量Ｄ
ＳＫＰＮＥＬＯｓを加算して、最終空気量に対応する演
算デューティ比ＤＩＳＣを演算決定する。このステップ
Ｓ２３は、ステップＳ７と同一であり、便宜上図２と図
３とに別ステップとして表示した。

【００２０】このような構成において、このエンジン１
００が手動式変速機を搭載する車両に組み込まれた場合
について説明する。手動式変速機の場合、クラッチの接
続具合によりエンジン１００に瞬間的に大きな負荷がか
かることもある。このようなクラッチ接続における負荷
の変動により、図４に示すように、エンジン回転数ＮＥ
が降下する変化が生じる。エンジン回転数ＮＥが比較的
緩やかに降下する場合、つまり円滑にクラッチが接続さ
れた場合には、急激な回転降下の変化は生ずることはな
く、回転降下率ΔＮが所定値を上回ることはない。よっ
て、演算デューティ比ＤＩＳＣにおける補正は、降下量
｜ＮＥ｜に応じた回転降下時補正量ＤＳＫＰＮＥＬＯｓ
のみとなる。すなわち、制御は、ステップＳ１→Ｓ２→
Ｓ３→Ｓ４→Ｓ７と進み、また、並行してステップＳ２
１〜２４と進み、回転降下時補正量ＤＳＫＰＮＥＬＯｒ
の初期値はセットされずに、演算デューティ比ＤＩＳＣ
は回転降下時補正量ＤＳＫＰＮＥＬＯｓにより、回転降
下の変化時の増量補正が行われる。このように、変化し
たエンジン回転数ＮＥに応じた吸入空気の増量補正によ
り、エンジン回転数ＮＥは降下しなくなり、あるエンジ
ン回転数に保持される。

【００２１】次にクラッチが瞬時に接続されて、回転降
下率ΔＮが所定値を超える状態にエンジン回転数ＮＥが
急激に降下した場合を考えてみる。制御は、ステップＳ
１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ７と進む。この
時、上記同様並行して、ステップＳ２１〜２４が実行さ
れる。したがって、降下開始直後には、回転降下時補正
量ＤＳＫＰＮＥＬＯｒの初期値と降下量｜ＮＥ｜に応じ
た回転降下時補正量ＤＳＫＰＮＥＬＯｓとが加算され
て、演算デューティ比ＤＩＳＣが演算される。この後、
制御は、ステップＳ１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ７と進み、
回転降下時補正量ＤＳＫＰＮＥＬＯｒはその初期値より
所定量だけ小さくなってつまり減衰されて、演算デュー
ティ比ＤＩＳＣの演算に提供される。そして、回転降下
時補正量ＤＳＫＰＮＥＬＯｒが０になるまで、ステップ
Ｓ１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ７を繰り返し実行し、０にな
った時点で制御は、ステップＳ１→Ｓ１２→Ｓ１４→Ｓ
７と進み、回転降下時の吸入空気の増量補正を終了す
る。

【００２２】これによって、急激に降下したエンジン回
転数ＮＥは、所定の回転数において降下を停止し、その
後上昇に転じる。このエンジン回転数ＮＥが上昇してい
る間は、回転降下時補正量ＤＳＫＰＮＥＬＯ（ｒ，ｓ）
は減衰されて増量補正量を減少させるように作用してい
る。つまり、回転降下時補正量ＤＳＫＰＮＥＬＯ（ｒ，
ｓ）は、回転降下が生じた時点にその最大量となり、そ
の後は次第に減少して必要以上に吸入空気が増量補正さ
れることを回避している。これによって、エンジン回転
数ＮＥがどのような状況で降下する変化が生じても、そ
の降下を抑制してストールに陥るのを未然に防ぐことが
できる。

【００２３】なお、以上に説明した実施例では、第１ル
ーチンと第２ルーチンとを並行に実行する例を説明した
が、いずれか一方のプログラムのみを備えるものであっ
てよい。あるいは、それぞれのプログラムを備え、回転
降下時にその降下度合に応じて、いずれか一方のみを単
独で実行するものであってもよい。

【００２４】また、上記第１ルーチンにおいて、降下変
化時実行フラグＦ１を削除することにより、回転降下時
補正量ＤＳＫＰＮＥＬＯｒの減衰処理（ステップＳ１
２）中に、再度所定値を上回る回転降下率ΔＮで回転降
下の変化が生じた場合に（図５）、再度回転降下時補正
量ＤＳＫＰＮＥＬＯｒの初期値を設定して（ステップＳ
５）、改めて回転降下時補正量ＤＳＫＰＮＥＬＯｒによ
る増量補正を行うようにするものであってもよい。つま
り、この変形例では、回転降下時補正量ＤＳＫＰＮＥＬ
Ｏｒは、その増量補正中に回転降下率ΔＮが所定値を上
回る降下変化が生じた場合には、その時々にその初期値
を設定し直し、かつその初期値から減衰処理をして増量
補正量を減らすようにして、演算デューティ比ＤＩＳＣ
を補正するものである。

【００２５】さらに、上記実施例において、回転降下時
補正量ＤＳＫＰＮＥＬＯｒが、所定の期間中に漸次減少
して０となるように制御するものを説明したが、初期値
を設定した後、その初期値から減衰することなくその値
を短時間保持した後、所定量づつ減衰するように制御す
るものであってもよい。つまり、回転降下時補正量ＤＳ
ＫＰＮＥＬＯｒは、回転降下の変化が停止した時点で消
滅するのではなく、設定された所定の期間、あるいはエ
ンジン回転数ＮＥが所定の条件を満足するまでの間、例
えば少なくとも変化前のエンジン回転数に略一致する状
態までの間、継続して加算されるものであればよく、無
用な増量補正を排除するためにその初期値を最大値とし
て吸入空気量に加算されるものであればよい。

【００２６】また、上記実施例においては、エンジン回
転数ＮＥの降下量｜ＮＥ｜は、前回検出されたエンジン
回転数ＮＥｏと今回のエンジン回転数ＮＥｎとの差を演
算して求めていたが、図６に示すように、第２ルーチン
が実行される時点毎の制御目標回転数と実際のエンジン
回転数ＮＥとの差を演算して求めるものであってもよ
い。この例においても回転降下時補正量ＤＳＫＰＮＥＬ
Ｏｓは、マップから算出するもので、上記実施例におけ
る第２マップと同様にその数値が推移するようにマッピ
ングすればよい。

【００２７】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、以上に詳述したように、エン
ジン回転数が急激に降下するような変化が生じても、そ
の変化に応じて吸入空気が補正され、かつ所定の条件下
で継続的に補正されるので、補正後変化が緩慢になった
状態もしくはそれよりエンジン回転数の高い状態に移行
させることができ、ストールを未然に防止することがで
きる。特に、手動変速機付の車両に適用することによ
り、発進時にクラッチの接続具合による不具合を解消で
き、発進性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。

【図２】同実施例の制御手順を示すフローチャート。

【図３】同実施例の制御手順を示すフローチャート。

【図４】同実施例の作用説明図。

【図５】本発明の変形例の作用説明図。

【図６】本発明の他の実施例の制御手順を示すフローチ
ャート。

【符号の説明】

２…スロットルバルブ ３…バイパス通路 ４…流量制御弁 ６…電子制御装置 ７…中央演算処理装置 ８…記憶装置 ９…入力インターフェース １１…出力インターフェース

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スロットルバルブを迂回するバイパス通路
   に空気流量制御弁を設け、この空気流量制御弁の開度を
   制御してバイパス通路を通過する吸入空気量を調節する
   ことにより、アイドリング時のエンジン回転数を目標回
   転数に制御するアイドル回転数制御方法であって、 エンジン回転数が降下する変化を検出し、 その変化を検出した時点のエンジン回転数の降下度合に
   応じて補正する吸入空気量を設定し、 エンジン回転数が降下した時点から所定の期間中を通し
   て前記設定した吸入空気量を最大量として吸入空気の補
   正を行うことを特徴とするアイドル回転数制御方法。
2. 【請求項２】エンジン回転数の降下度合が、所定時間に
   おける回転数の降下量であることを特徴とする請求項１
   記載のアイドル回転数制御方法。
3. 【請求項３】エンジン回転数の降下度合が、単位時間当
   たりのエンジン回転数の降下量であることを特徴とする
   請求項１記載のアイドル回転数制御方法。