JPS5932648A - 回転数制御装置 - 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】 この発明は、電気的Ｖこ内燃機関の燃料祇を制御する場
合において５内燃機関のアイドル回転数を所定の値に制
御するための回転数制御装置に関する。

電気的に内燃機関の燃料縫を制御するものにおいて、通
常機関の吸入空気筬をΔ１側するかまたは機関の吸入管
圧力と回転数より吸入空気縫を、’ｉＨ１し、この吸入
空気縫に対し所定の撚刺拭をＩＪ（給するので、アイド
ル回転数を制御する場合、」−記機関の吸気管の途中に
設けられたスＩ］ツトルバルグ全バイパスする空気をバ
イパスパルプにより制御する方法がとられる。

上記バイパスパルプを制御１する方法とＬ２ては。

内燃機関の吸気管圧力を用いたバキュームモータを使用
し、バキュームモータの圧力をソレノイドにて制御し、
バイパスパルプのポジションを制御することが考えられ
る。

このバイパスパルプを用いて、内燃機関の始動時から」
二記のバイパスする空気を制御しようとする場合、内燃
機関の冷間時におけるアイドル回転数を維持するのに必
要なバイパス窒気惜を始ルＪ１時から供給する上りぐ」
、このバイパス空気量２少なくｌ〜内燃機関の吸気管圧
力を早く低くシ、その後アイドル回転数を維持するのに
必要なバイパス空気量に徐々に近づけることにより、内
燃機関の始動時に丸・いて、吸気管のＦＩ′Ｅ力を早く
真空側にし、吸入空気の流速を速める方が内燃機関のシ
リーンダ内へＩ′ＩＬ合気を早く送り込むことができる
と考えられ、寸だ始動性のよいことが実験的に判明した
。

そこで、この発明は、アイドル回転数を制御するバイパ
ス空気量を内燃機関の冷間始動時においてＣＦ少なく［
７，完爆抜栓々に増加させることにより始動性全回」ニ
させることのできる回転数制御装置を１是ｆ其すること
を目的とする。

以下、この発明の回転数制御装置の実施例を図につき説
明する。第１図はこの発明の一実施例の構成を示すもの
である。この第１図において、内燃機関１は自動車に搭
載される公知の４サイクル火花点火式内燃機関で、燃焼
用空気をエアクリーナ２２％吸気管２、スロットルバル
ブ２１を経て吸入する。

また、燃料は図示（７ない燃料系から吸気管２に設けら
れたスロットルバルブ２１の上流に設けられた電磁式噴
射弁３を介して供給される。スロットルバルブ２１の下
流にンよ吸気管２の圧力を検出するための圧力センサ４
が接続されている。

圧カセンザ４ｅよ、たとえば公知の半導体式圧力センサ
で、吸気管２の絶対圧力を市川に変（婆して出力する。

水温センサ５は、内燃機関１の玲却水温度を検出し、温
度が高くなるにつれて抵抗が下がる一！クーミスタのよ
うなものである。

点火コイル７は、内燃機関１の各気筒に設けられた図示
しない点火プラグに高電１圧を供給すＺ）、。

アイドルスイッチ２３はスロットルバルブが全閉時にオ
ンし、それ以外の場合はオフする、重連スイッチ９は１
図示しないスピードメータに内蔵され時速５に１／）１
以下でのみオンとなる。アイドル制？Ｍ１９Ｆ６ハスロ
ツトルバルプ２１をバイパスしてスロットルバルブ２１
の下流に供給するバイパス空気を制御するためのもので
ある１、このアイドル制御弁６は、バイパス通路６８に
接続したバルブ６６と、このバルブ６６が連結されたダ
イヤフラム６５と、このダイヤフラム６５’に刊勢する
スプリング６７を備えた負圧室６４から構成され、負圧
室６４に導入される負圧の増減に心じてダイヤフラム６
５によるバルブ６６のリフト量を変え、上記バイパス空
気の鼠を制御する。パルプ６６は位置センサ６１と接続
され、パルプ６６の位置により位置センサ６１の抵抗値
が変化する。

この負圧室６４は、ＶＡＣソレノイド６３を介して吸気
管２のスロットルバルブ下流に連通しているとともに、
　ＶＥＮＴソレノイド６２を介して大気に連１由してい
る。

したがって、　ＶＡＣソレノイド６３、ＶＥＮＴ　）　
ｖノイド６２を開閉することにより負圧室６４の負１、
ｆＥを変化させ、パルプ６６のリフト量を制御する。

ＶＥＮＴソレノイド６２を閉とし、　ＶＡＣソレノイド
６３を開とすると負圧室６４の出力は、吸気管２のスロ
ットルバルブ２１の下流の出力に次第に近づき、バルブ
６６はバイパス空気を増加させる方向に移動し、　ＶＥ
ＮＴソレノイド６２を開としＶＡＣソレノイド６３を閉
とすると、ｊｌＥ室６４の工〕圧は次第に大気の圧力に
近づき、パルプ６６は上記バイパス空気を減少させる方
向に移動する。

始動スイッチ１０１″Ｌ、オンするとバッテリ１２から
スタータのコイル１１に電源を供給し内燃機関１を始動
するようになっている。

一方、制御装置８は、ＩＥカセン丈４、水温センサ５．
位置センザ６１．点火コイル７の信号始動スイフチ１０
などを入力とし、電磁式噴射弁３゜ＶＥＮＴソレノイド
６２、ＶＡＣソレノイド６３などを制御するものである
。

第２図は、制御装置８の詳乳１な構成を示ずブロック図
である。制御装置８は制御プログラムを記憶するＲＯＭ
９７とデータを一時的に記憶するｌ尤ＡＭ９８を内蔵し
たマイクロコノピユータ８（ｌ中心に構成されている。

ローパスフィルタ８１は圧カセンザ４の出力を平滑し、
フィルタ８２け位置センサ６１の出力？（ｊ１圧のノイ
ズを除去シフ、インタフェース８３は水温センサ５の抵
抗変化を重圧変化に変換し、−上記ローパスフィルタ８
１．フィルタ８２．インタフェース８：３の出力はマル
チプレクサ９９に接続されでいる。

マルブプレクー！Ｊ９９ｉマイクロコンピュータ８゜の
出力信号に二よりマルチプレクサ９９に入力される三つ
の信号の内の一つを選択しＡ　Ｉ）変換器８４（ｌこ出
力する↓うになっている。このＡｔ）変換器８４しｊｌ
、入力される市、川をディジタル数値に変換（以下、Ａ
　Ｄ　変換と称す）シフマイクロコンピュータ８０にこ
のディジタル数値全出力するようになっている。

Ａ　Ｄ　１１６８４は、マイクロコンピュータ８０の出
力化＋′３によりＡＬ）変換の動作全開始し、Ｐ［定時
間後にＡＤ変換動作を完了する。

また、コンパレータ８５は点火コイル７０１次コイルの
ｕｌ、圧を論理レベルの信号に変換し、Ｄ形フリソプフ
ａッグ８６（以下、ＦＦ’と云う）のクロック端子へ出
力する。Ｆ　Ｆ　８６の出力は点火コイル７が高市、圧
を発生するのに同期して１−ＬＪとなす、マイクロコン
ピュータ８０の出力信号により［１月となる。

この出力信号はカウンタ８７のゲート螺子とマイクロコ
ンピュータ８０の第１の割込端子へ接続されている。カ
ウンタ８７のクロック端子ｌｉ発振器８８の出力に接続
され、マイクロコンピュータ８７の出力信号が［１月の
期間カウンタ８７け発振器８８の出力をカウントするよ
うになっている。

マイクロコンピュータ８（〕は上記第１の割込ｎＡ子が
ｒＬＪになるとカウンタ８７のカウント値を読み取った
後、カウンタ８７をクリヤシフ、その後ＦＦ８６をセン
トし、その出力をｒ’Ｉ（Ｊにするようになっている。

したがってカウンタ８７のカウント値は内燃機関１の点
火周期に相当する数値である。

タイマ７９は、５ｍ５ｅｃ毎にマイクロコンピュータ８
０の第２の割込端子へ割込信号を出力する。

ディジタルインタフェース８９は、アイドルスイッチ２
３のオン、オフ信号および車速スイッチ９のオン、オフ
信号、始動スイッチ１０の信号を論理レベルの信号に変
換し、マイクロコンピュータ８０へ出力する。

タイマ９０　、９１　、９２はそれぞれ発振器９３の出
力信−弓金力つノドし、マイクロコンピュータ８０よシ
設定される数値をこのマイクロコンピュータ８０からの
トリガイＱ号によりダウンカウントを開始し、上記トリ
ガ信号が入力されてからカウント値が零になるまでの間
１’ＨＪの信号を出方するようになっている。

ドライバ９４，９５．９６は各々タイマ９０゜９１　、
９２の出力に接続されている。ドライバ９４は電磁式１
員射升：３に接続され、タイマ９ｏの出刃が［１月のハ
ｆ」間、このｒＬ磁式噴射弁３を駆動する１、ドラ・１
バ９５　ｉ、、ｉ、　ＶＡＣンレノイド６３に接続され
、タイマ９Ｊの出力がｌ’ＨＪの期間このＶＡＣンレノ
イド６３を駆動し、負圧室６４と吸気管２を連通ずる３
、 ドライバ９６はＶｆＩＣＮＴンレノイド６２に接続され
、タイマ９２の出力が１■月の期間このＶＥＮＴソレノ
イド６２を駆動し、負圧室６４と大気を連通ずるように
なっている。

マイクロコンピュータ８０は、上記第２の割込端子にタ
イマ７９よυ５　ｍ　ｓｅｃ毎に割込信号が入力される
と、マルチプレクサ９９によりローパスフィルタ８１．
フィルタ８２、づンタフェース８：うの出力信号を１１
に１次選択し、ＡＩ）変換器８４により圧力センサ４．
位置センサ６１．水温センザ！ｊのデータをＡＤ！換し
、　ＲＡＭ９８に１；己憶する６゜また、マイクロコン
ピュータ８０　（’］：、　」−４己第１の割込端子に
割込イー号（点火コ・ｒＬＪが商′山：ＩＥを発生した
時に生ずる。、）が入力されるとカウンタ８７のカウン
ト１直′ｆｒ：読み１１又り、マイクロコンピュータ８
０に内蔵さｎノζレジスタＡにＷｃ：　１’、＠し５カ
ウンタ８７を零にクリヤし、Ｆ）”８６を十ノトシ。

ＦＦ８６の出力を「１１」にする。

次に、レジスタＡのデータ？ｒ−Ｔとし、あらがじめＲ
ＯＭ９７に静定されでいる数値によりＫ／Ｔの演算より
回転ａＮｔを演多’Ｉｔ、、ＲＡＭ９８に記憶する。

次に、圧カセンザ４．上記同転数Ｎより電磁式噴射９Ｔ
−３に駆動する時間を演碧、（−７，その数値ケタイマ
９０にグリセットし、タイマ９０Ｋｌリガ信号を入力す
る１、１７フこがって、屯何式噴射升３は内燃機関１０
点火に同期して、圧力センサ４．上記回転数Ｎより定ま
る時間駆動される。

次ニ、マイクロコンピュータ８０の゛アイドル回転数制
御について述べる。マイクロコンビ、１−タ８（）のＲ
ＯＭ９７には第３図に示す内燃機関１のアイドル回転数
が内燃機関１の水温をパラメータに記憶されている。

壕だ、第３図に示すようなアイドル回転数にｔｌぼ制御
されるような位置センサ６１の出力つまシバルプ６６の
（ＱｔＦｉ−が？Ｐ、４図のよう＋’ｔ＝内燃機関１の
水温をパラメータにＲＯＭ９７に記憶されている。

第５図Ｈ，マイクロコンピュータ８０のアイドル同転数
を制御するフローチャートである。第５図の処理は、」
二記第２の割込端子に５ｍ５ｅｃ毎にタイマ７９よυ割
込信号が入力される毎に行われる。

上記割込信号が入力されると、ステップ１００で、圧力
センサ４、位置センサ６１．水温センサ５の情報をＡＤ
変換し、　ＲＡＭ９８に記憶する。このときの圧力セン
サ４１位置センサ６１％水温センサ５のＡＤ変換した結
果を谷々ＰＢＡＤ、ＰＡＴ）、ＷＡＤとする。） ステップ１０１で始動スイッチ１０をｉｌ」定Ｌ７゜オ
ンの場合はステップ１０２へ、オフの場合はステップ１
０３へ処理が移る。ステップ１０２で回転数全１４］定
し、　４　（’）　Ｏｒｐｔｎ以下であればステップ１
０８へ、４００ｒｐｍ以上つまり完爆していればステッ
プ１０３へ移る。

ステップ１０８では、バルブ６６の［１む１隻ｆ（ン、
置１）１を始動目標位置ＰＳに、始動目標位置ＰＡを上
記目標位Ｉｔ　ｉ）　Ｓに設定する。まだ、完爆後タイ
マＣ８に数値２５全設定する。

ステップ１（）９で５０ｍ５ｅｃｆ；Ｙ過しだか全判定
し７．５０ｙ＋５ｓｅｃ経過していればステップ１１６
へ５そうでなければステップ１２４へ移る４、つ壕り５
０　ｍ５ｅｃ毎にステップ１１６へ処理が移る。５０ｍ
５ｅｃの１′（」定は、　ＲＡＭ９８に５ｍ５ｅｃ毎に
カウントダウンするデータを設け、このデータが零にな
ったか否かで５０ｍ５ｅｃと判定し、零になる毎に数値
１０をプリセットする。

ステップ１０３は、　２００ｙｎｓｅｃ　　全経過した
か否かを１′１」定し、軽過していればステップ１（）
４へ。

そうでなければステップ１１０へ移る。ステップ１０：
口１１１．ＲＡＭ９８に設けられた５　ｍ５ｅｃ　４５
　＆てカウントダウンするデータを判定し、このデータ
が零であノ１ば２００　ｍ　ｓｅｃ経過と判定し、この
データに４０をフリセットする。したがって、ステップ
１０４以十の処理り、２００ｍ５ｅｃ毎に行われる。

ステップ１０４で１，１、ＲＡＭ９Ｂに設けられた完爆
後タイマ’Ｃ２００ｍ５ｅｃ毎にカウントダウ／し、零
であれし、１丁ス１゛ツブ１０５へ、そうでなけれｔ」
、ステップ１１〇−＼移る。

つまり、始動スイッチ１０１がメツになってから良また
け回転数が４００　ｒｐｍ以」二になってから５秒置−
Ｊ１経１７Ａ　Ｌでからステップ１０５以下の処理が行
われる。

ステップ１０５でアイドルスイッチ２３の状態−ｔ［ｆ
ｆ１Ｌ、、＝４）、つ１す、スロットルバルブ２１が全
閉ｆ」）ればステップ１０６へ、そうでなければステッ
プＩＪＯへ処理が移る。ステップ１０６で車速スイッチ
９の状態を判定し、オンつ廿り時速５Ｋｍ／ｈ以下であ
れば、ステップ１０７へ、そうでなければステップ１１
０へ処理が移る。

したがって、ステップ１０７は２００ｍ５ｅｃｆＱに。

スロットルバルブ２１が全閉位置で、かつ時速が５に％
／ｈ以下の自動車がほぼ停止しているような場合に処理
される。

ステップ１０７では、上記水温ＷＡ、Ｄより第３図のよ
うに定まる目標回転数Ｎｏ　　とこの処理を行うときの
回転数Ｎｔ、補正係数に、バルブ位置、補正データＰ　
Ｈよ’）　Ｐ　Ｈ＋　（Ｎｏ　−Ｎｔ　）−にの演初、
ヲ行い、これを新しいバルブ位置補正データとする。

したがつで、内燃機関１の゛アイドル回転数が手記水温
ＷＡＤより定まる目標回転数Ｎｏ　　より低ければ、パ
ルプ位置補ｌ−データＰ　Ｈの値は徐々に大きくなり、
その反対であれば徐々（τ小さくなる。

ステップ１１０では、ステップ１０９と同様に５０ｍ５
ｅｃの判定を？７い、　５０　ｍ５ｅｃ　醒Ｙ　ｉＭ　
１．、−てい涯ばステップ１１１の処理を、−そうでな
ｋ〕れはステップ１２４の処理ｆ：　Ｙ’ｊう。１−７
たがってゆステップ１１１以下の処理金５０ｍ５ｅｃ毎
にｈう。

ステップ１１１で（弓５、始動後目標１ｇ装置ＰＡが最
大イ的に達しだか台かを判定し２、達しだ場合しよステ
ップ１１３へ、そうでない場合はステップ１１２へ移る
。

ステップ１１２では、始動後目様位置ＰＡにデー・夕Ｓ
を加算する。したがって、始動後目様位置ＰＡＬま５０
　ｔｎ　ｓｅｃ’ｌＤ−に徐々に大きくなる。

ステップ１１３ｉよ、上記水温ＷＡＤ　　より第４図の
よう（′こ定するバルブ６６の位置Ｐｏ　　と上記バル
ブ位置補正データＰＩ■を加算した（　ｐｏ　＋ＰＨ）
と始動イ麦［］標位置ＰＡとを比較し、ＰＡが大であれ
ばステップ１１４へ、そうでなければステップ１１５へ
移る。

ステップ１１４では、目柳位瞠■）１を上記（Ｐａ＋Ｐ
Ｈ）とし、ステップ１１５では目標も装置Ｐ１を始動後
目碑位置ＰＡに設定する。したがって、ステップ１１３
，１１４．１１５によりＰＡ（！：ＰＯ＋ＰＨの小さい
方がＰｌに設定される。

スデツブ１１６で、」二δ己目（票′位槌：　Ｐ　１：
　１と」二Ｈ己ｆ〜装置セン１Ｊ６１の位置Ｐ　Ａ　Ｄ
　　より偏差ＰＴ＋　　ＰＡＤの演算を行いＰ　Ｔ２と
する。したがってＰＴ２は水温ＷＡＤのときの目標イｒ
装置ＰＴＩとバルブ６６の位置との偏差となる。

ステップ１１７で上記偏差ＰＴ２が止つまり［１標位置
ＰＴＩがバルブ６６の位置よりも大きい場Ｇ・ｔまステ
ップ１１８へ、ソウでない場合ｒＪニステソフ゛１２１
へ処理が移る１、 ステップ１１８で上記偏差ＰＴ２に定数Ｋ　Ａを乗じ％
ＶＡＣソレノイド６３の駆動時間に相当する数値ＴＡを
計算する。ステップ１２０で上記数値ＴＡをタイマ９１
に設定する。

ステップ１２０でタイマ９１をト・リガし、　ＶＡＣン
レノイド６３を数値ＴＡに相当する時間駆動する。

ステップ１２１〜１２３も同様にして、上記偏差ＰＴ２
の絶対値にＫＥを乗じた時間、ＶＥＮＴソＩ／ノイド全
駆動する。ステップ１２４で、　５ｍ５ｅｃの割込処理
を完了する。

第６図に、第５図の処理による目標位置ＰＴ！の軌跡を
示す。第６図（ａｌ　ｋよ、始動スイッチ１ｏの状囲、
第６ン１（ｂ）仁４−吸気′Ｉツ２の絶対用力、第６図
ｔｃｌは目（１−イ）装置Ｐ　Ｔ　１　　のＱｉｌｔ跡
、第６図（（１１は内燃機関１の回転数を示す。

第６図において１時刻１．に始動スイッチ１ｏをオンと
シ、７、内燃機関１を始動し、時刻Ｌ２に始動スイッチ
１０をオフにしたとすると１時刻１．〜ｔ２間で、目標
位置Ｉ）ＴＩは所定の始動ｆｓＩ置になり、時刻ｔ２〜
Ｌ３で徐々に大きくなる。

目標位置Ｐ　’Ｊ、’　１は時刻ｔ３以降は水温ＷＡＤ
　より第４図のように定まる一位置となり５始動スイツ
チ１゜がオフしてから５秒経過した時刻ｔ４以降に、上
記自動車の重速が５　Ｋｎ　／ｈ以Ｆで、スロットルバ
ルブ２１が全閉状態であれば第５図のステップ１０７の
処理により、内燃機関１の回転数が上記目標回転数Ｎｏ
　　ｆで一致するようにバルブ位置補正データＰ　Ｈが
修止され、これによりバルブ６６が制御されるため内燃
機関１の回転数が上記目標回転数Ｎ。

に−１ｎｋするように上記バイパス空気がフィードバッ
ク制御される。

なお、この実施例では、完爆を回転数で判定したが、吸
気管２の圧力にて判定してもよい。

以上述べたように、この発明の回転数制御装置道によれ
ば、内燃機関の始動時においてはバルブを比較的閉めた
状態にし、吸気管の圧力を早く低くするので、スロット
ルバルブ２１ｅｉ」＃ｆｆｉする流速が速く、電磁式唄
射升３より供給する燃料が早く内燃機関へ到達し始動性
がよくなると同時に、完爆抜栓々にバイパス空気を増加
させるので、内燃機関に供給される混合気が急に薄くな
ることがなく、始動後の回転数の落ち込みもなくなる。

また、完爆後所定時間経過してから内燃機関の回転数の
フィードバックを行うことにより、回転数の安定した所
で制御を行うことができ、制御を行き過ぎを防止できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の回転数制御装置の一実施例の構成を
示す図、第２図は第１図の回転数制御装置に訃ける制御
装置の詳細な構成を示すブロック図、第３図は第１図の
回転数制御装置における水温と回転数のｌ面性を示す図
、第４図は第１図の回　　　す。。 ト、第６図１ａｌないし第６図（ｄｌはそれぞれ第５図
の処理による目標位＠ＰＴ１　　の軌跡を示す図である
。 １・内燃機関、２・・・吸気肯、３・・・屯磁式噴射升
。 ４・・圧力センサ、５・・・水温センサ、６・・アイド
ル制御弁、７・・・点火コイル、８・・・制御装置、９
・・車速スイッチ、１０・・・始動スイッチ、２１・・
スロツトルバルブ、２３・・アイドルスイッチ、６１・
・位置センサ、６２・・ＶＥＮＴソレノイド、６３・・
ＶＡＣンレノイド、８０・・マイクロコンピュータ、８
１・・・ローパスフィルタ、８２・・・フィルタ、８３
．８９・・インタフェース、８５・・コンパレータ、８
６・・・Ｄフリップフロップ、８７・・カウンタ、８４
・・・ＡＤ変換器、８８．９３・・・発振器、７９．９
０〜９２・・タイマ、９４〜９６・・・ドライバ、９７
−　ＲＯＭ。 ９８・・ＲＡＭ０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関の１１１４気管の途中に設けられたスロットル
   バルブ、このスロットルバルブをバイパススル空気を制
   御するバイパスパルプ、−１−記内燃機関の′アイドル
   状態を検出する手段、上記内燃（幾関のアイドル状態時
   に上記内燃機関の冷却水温に対応した目標（ｉＺ　Ｆ（
   に一致するように］二ｄ［シバイパスバルブを制御する
   １１段、」二記目標位戦を−に記内燃機関の回転数と一
   トにＩ−１冷却水温に対応し７た目標回転数の偏差によ
   り補正する手段、」二記内燃機関の冷態時の始動時にお
   いて上ｔｉ：ミニバイパスバルブ過する空気の流通惜を
   上６［：自硬位置よりも小さクシ７、始動後この？″Ｐ
   気の流通社を−１−記目標位置に徐々に近づりるように
   制御する手段を４．’ｉｆｉえてなることを特徴とする
   回転数制御装置。