JPS6019937A - 内燃機関の回転数制御方法 - Google Patents

内燃機関の回転数制御方法

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JPS6019937A
JPS6019937A JP12742083A JP12742083A JPS6019937A JP S6019937 A JPS6019937 A JP S6019937A JP 12742083 A JP12742083 A JP 12742083A JP 12742083 A JP12742083 A JP 12742083A JP S6019937 A JPS6019937 A JP S6019937A
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JP
Japan
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engine
duty ratio
starting
control
coolant temperature
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JP12742083A
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Toshiaki Isobe
磯部 敏明
Teruo Fukuda
福田 輝夫
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/064Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at cold start

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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】 本発明は内燃機関の回転数制御方法rC係り、特にスロ
ットル弁を迂回して設けられた迂回路に流れる空気量を
制御することによって機関回転数を制御する内燃機関の
回転数制御方法に関する。
近時の内燃機関では、低燃費化の観点から機関を軽量化
すると共にアイドル回転数を低く設定する傾向にある。
このため、アイドリング時にハイビームを点灯したり、
電動ファンを駆動したりオートマチックトランスミッシ
ョンを備えた機関ではシフトレバ−を操作する等による
僅かな負荷が加わっても機関回転数の低下を招き、アイ
ドリング時の機関回転数が不安定になることがある。寸
た。経時変化によりスロットル弁に付着物が付着する場
合にも機関回転数が徐々に低下して行きアイドリング時
の機関回転数が不安定になる。
このため、スロットル弁を迂回するように迂回路を設け
、スロットル弁全閉でかっ車速が所定値(例えば、O〜
2.5 Km/h )以下の時すなわち機関アイドリン
グ時に、この迂回路に流れる空気量を制御して機関回転
数を目標回転数にフィードバック制御する方法が知られ
ている。この迂回路には。
ステップモータやソレノイドにより開度が制御逼れて迂
回路に流れる空気量を制御するアイドル回転数制御弁(
−I S Cバルブ)が取付けられ、このISOバルブ
の開度を制御することにより機関回転数が機関負荷やシ
フトポジション等に応じて定められた目標回転数近傍に
フィードバック制御芒れる。なお、フィードバック制御
を行なわないと@け、ISOバルブは予め定められた開
度に保持される。
また、始動性を向上嘔せるために、上記のISCバルブ
を使用し始動時にISCバルブを全開し。
始動後所定開度まで一定の割合で厨ymg*y閉じるよ
うに制御することが行なわれている。機関冷却水温が高
い場合の再始動時には、燃料の揮発性成分が多いため迂
回路に流れる空気量を機関冷却水温が低い場合より多く
して機関回転数の安定化を図る必要があるが、冷却水温
が高い場合の割合で空気量を減少嘔せると冷却水温の低
い場合の機関回転数が高くなり過ぎてアイドル回転まで
降下するのに時間がかかる。という問題が発生する。
逆に、冷却水温が低い場合の割合で空気量を減少式せる
と、冷却水温が高い場合に空気量が不足して始動後の回
転が不安定となり、最悪の場合機関ストールに至ること
がある。
本発明は上記問題を解消すべく放埒れたもので。
機関冷却水温に応じた良好な始動性と始動後の機関安定
性を得ることができる内燃機関の回転数制御方法を提供
することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は1機関始動時に空気
量を増加≧せ1機関始動後機関冷却水温が高くなるに従
って小さくなる割合で、増加嘔ゼた空気量を目標空気量
凍て減少嘔せるよう構成したものである。
上記本発明の構成によれば5機関冷却水濡vc応じた割
合で空気量が減少でれるため、冷却水温に応じた良好な
始動性および始動後の機関安定性を得ることができる。
という効果が得られる。
次に本発明が適用ちれる内燃機関(エンジン)の−例を
第1図を参照して説明する。このエンジンはオートマチ
ックトランスミッションを備え。
マイクロコンピュータ等の電子制御回路によって制御て
れるもので、エアクリーナ(図示せず)の下流側に吸入
空気量を検出するエアフローメータ2を備えている。エ
アフローメータ2は、ダンピングチャンバ内に回動可能
に設けらt′したコンペンセーションプレート、コンベ
ンセーション7”L/ −トに連結されたメジャリング
プレートおよびコンベンセーションプレートの開度を検
出するボテンンヨメータ4を備えている。従って、吸入
空気量は、電圧値としてポテンショメータから出力され
る吸入空気量信号からめられる。tfc、エアフローメ
ータ2の近傍には、吸入空ス温を検出して吸気温信号を
出力する吸気温センサ6が設けられている。
エアフローメータ2の下流側にFi、スロットル弁8が
配#嘔れ、このスロットル弁8にスロットル全閉状態(
アイドル位置)でオンするアイドルスイッチ】Oが取付
けられ、スロットル弁8の下流側にサージタンク12が
設けられている。また。
スロットル弁8を迂回しかつスロットル弁上流側トスロ
ットル弁下流側のサージタンク12とを連通ずるように
迂回路14が設けられている。この迂回路14には、ソ
レノイドの励磁電流を制御することによって開度が調節
されるISCノ(ルブ]6が取付けられている。サージ
タンク121d、インテークマニホールド18および吸
入ポート22を介してエンジン20の燃焼室に連通づれ
ている。
そして、このインテークマニホールド18内に突出する
よう各気筒毎に燃料噴射弁24が取+1けられている。
エンジン20の燃焼室は、排気ボー)2F+オ、Il’
びエキゾーストマニホールド28を介1.2で三元触媒
を充填した触媒コンバータ(図示せず)に接続嘔れてい
る。このエキゾーストマニホールド28には、排ガス中
の残留酸素濃度を検出して仝燃比信号を出力する0、セ
ンサ30が取付けられている。エンジンブロック32に
は、このブロック32を貫通してウォータジャケット内
に突出するようエンジン冷却水温センサ34が取付けら
れている。
この冷却水温センサ34は、エンジン冷却水温を検出し
て水温信号を出力する。
エンジン20のシリンダヘッド36を貫通して燃焼室内
に突出するように各気筒毎に点火プラグ38が取付けら
れている。この点火プラグ38は。
ディストリビュータ40およびイグナイタ42を介シテ
、マイクロコンピュータ等で構成はれた電子制御回路4
4に接続されている。このディストリビュータ40内に
は、ディストリビュータシャフトに固定嘔れたシグナル
ロータとディストリビュータハウジングに固定されたピ
ックアップとで各々構成された気筒判別センサ46およ
びクランク角センサ48が取付けられている。6気筒エ
ンジンの場合、気筒判別センサ46は例えば720゜C
A毎に気筒判別信号を出力し、クランク角センサ48は
例えば30°CA毎にエンジン回転数信号を出力する。
また、電子制御回路44には、キースイッチ50゜ニュ
ートラルスタートスイッチ52.エアコンスイッチ54
.車速センサ56およびバッテリ58が接続嘔れでいる
。キースイッチ50はエンジン始動時にスタータ信号を
出力し、ニュートラルスタートスィッチ52Fi変速機
がニュートラル位置にあるときのみニュートラル信号を
出力し、エアコンスイッチ54はニアコンディショナの
コンブレツヤ作動時にエアコン信号を出力する。また。
車速センサ56はスピードメータケーブルに固定嘔れた
マグネットと11−ドスイッチや磁気感応素子とで構成
はれ、スピードメータケーブルの回転に応じて車速信号
を出力する。
電子制御回路44け第2図に示すように、中央処理装爵
(CPU i 60. I+−ド・オンリ・メモ1(R
OM)62. ランダム・アクセス会メモリfRAM1
64%バックアップラム(BU−RAMI66、入出カ
ポ−トロ8.アナログディジタル変換器(ADC)70
およびこれらを接続するデータバスやコントロールバス
等ノハスヲ含/V T 構成さね、ている。入出カポ−
トロ8にσ、車速信号。
気筒判別信号、エンジン回転数信号、アイドルスイッチ
lOからのスロットル全開信号、空燃比信号。
スタータ信号、ニュートラル信号およびエアコン信号が
入力嘔れる。また、入出カポ−トロ8ば、■SCバルブ
の開度を制御するためのISOバルブ制御信号、燃料噴
射弁を開閉するための燃料噴射信号。
イグナイタをオンオフするための点火信号を駆動回路に
出力し、駆動回路はこれらの信号に応じてIsCバルブ
、燃料噴射弁、イグナイタを各々制御する。また、AD
C70には、吸入空気量信号、吸5m信号、バッテリ電
圧および水温信号が入力はれ、ADCけCPUの指示に
応じてこれらの信号を順次ディジタル信号に変換する。
ROM62には、エンジン冷却水温、吸気温、負荷状態
、シフトレバ−のレンジ位置等に応じて定められた目標
回転数、負荷が加わったときにフィルドフォワード制御
を行うための見込み量に対するデータ、過渡時の空久量
増量のためのデータ、機関回転数に応じたデユーティ比
の減衰量αに関するデータおよびその他の制御プログラ
ム等が予め記憶埒れている。
次に上記のようなエンジンに本発明を適用した場合の実
施例について詳細に説明する。なお以下では、ISOバ
ルブをデユーティ比制御する場合について説明する。
第3図は本発明に係るメインルーチンの途中を示すもの
であり、ステップ100においてエアコン信号およびニ
ュートラル信号等に基づいてエンジン運転状態を判定し
、この運転状態に応じた目標回転数NFおよびこの運転
状態に応じた見込み空気量に対応する見込みデユーティ
比1)eをRAMの所定エリアに設定する。この見込み
チューティ比Deは、負荷が加わったとき等にISCバ
ルブをフィードフォワード制御するためのものである。
次のステップ102では1例えば120’CA毎が否か
を判断することF(よりアイドルスピードコントロール
(ISC)タイミングになったが否かを判断する。IS
Cタイミング[3っだ場合には。
ステップ104でエンジン回転数信号に基づいてエンジ
ン回転数の平均値NE−g計算し、ステップ106でフ
ィードバック制御条件が成立しているか否かを判断する
。このフィードバック制御条件は1例えば、スロットル
弁全閉がっ車速が所定値(例えば2.5 Km/h )
以下かつエンジン冷却水温か所定温(例えば、70℃以
上)である。
フィードバック制御条件が成立している場合には、ステ
ップllOでエンジン回転数の平均値を目標回転数にフ
ィードバック制御するための基本デユーティ比DOを計
算すると共に、負荷が加ゎったときにフィードフォワー
ド制御するための見込みデユーティ比Deを基本デユー
ティ比])oに加算して制御デユーティ比りをめる。
次のステップ112では、学習制御条件が成立している
か否かを判断し、成立していればステップ114で学習
制御を行なった後、ステップ116で制御デユーティ比
りを出力デユーティ比Doutとしてレジスタにセット
する。この学習制御の例を示せば次の通りである。その
1つは、フィードバック制御後所定時間経過し、エンジ
ン回転数の平均値NEが目標回転数NF士所定値(例え
ば、25r、p、m、)内に入っているときの出力デユ
ーティ比DoutとBU−RAMに記憶している学習値
との偏差が所定値以上のときに学習値を徐々に増減芒せ
て学習値を1)outK近づける方法である。また他の
1つは、エンジン回転数の平均[NEと目標回転数を常
に比較し、その大小関係に基づいて学習値をDoutに
近づけるべく学習値を増減する方法であ成立していない
と判断嘔れたときには、ステップ108で制御デユーテ
ィ比りをフィードバック制でこの制御デユーティ比りを
出力デユーティ比Dnutをしてセットする。
第4図は、ISCバルブを制御するための所定時間(例
えば、4 m5ec)毎に実行される割込みルーチンを
示すものである。ステップ+18TIsCバルブのソレ
ノイドを励磁するようISOバルブ制御信号を出力し、
ステップ120で出力デユーティ比1)outからソ1
ツメイドを消磁するためのISCSCパルプオフを計算
し1次のステップ122でオフ時刻をコンベアレジスタ
にセットする。この結果、オフ時刻になるとISCバル
ブのソレノイドが消磁嘔れる。
以上説明したように、フィードバック制御条件が成立し
ているときはエンジン回転数の平均1直が目標回転数に
々るよう基本デユーティ比Doが変化嘔t′L、見込み
デユーティ比])eがある場合には見込ミテューテイ比
が加算式れた値で■SCバルブの開度が制御嘔れる。な
お、オーブンループ制御時には、制御デユーティ比りが
所定値になるため。
ISOバルブ開度は一定に嘔れる。
第5図を参照して始動時および始動後の出力デユーティ
比Doutを演算するルーチンを説明する。
このルーチンは所定時間毎に笑行嘔れるもので。
ステップ】24においてキースイッチからの信号に基づ
いてエンジン始動時か否かを判断する。エンジン始動時
のときはステップ】26において制御デユーティ比りを
所定値(例えば、90%)に設定してステップ138で
この制御デユーティ比りの値を出力デユーティ比Dou
tのf■とする。エンジン回転数が所定値(例えば、 
500 r、p、m、)以上となってエンジンが完爆し
た場合す々わちエンジン始動後は、ステップ128で制
御デユーティ比りが所定@(例えば、学習1f[DG)
を越えているか否かを判断し、学習値DGを越えている
場合にはステップ130においてエンジン冷却水温TH
Wをパラメータとする関数からデユーティ比の減衰量α
を計算する。この減衰量αは1例えは第6図に示すよう
に冷却水温70℃から120℃の間で一定の傾きを持っ
た関数から補間法によりめられる。次のステップ132
では、制御チューティ比りから減衰量αを減算1〜.ス
テップ134で制御デユーティ比りが学習f[DG以上
になっているか否かを判断する。制御デユーティ比りが
学習値DG以上ならばステップ]38へ進み、制御デユ
ーティ比りが学習値DG未満ならばステップ136で学
習値DGを制御デユーティ比りの値としてステップ13
8へ進む。なお、ステップ128で制御デユーティ比り
が学習値DG以下と判断袋れたときは、そのit次のル
ーチンへ進む。
以上のようにして出力デユーティ比Doutが木められ
た後、第4図のルーチンでISOバルブが制御ネれる。
第7図に上記のように制御したときの出方デユーティ比
Doutの変化およびエンジン回転数の変化を示す。始
動時には、出力デユーティ比Doutが所定値(90%
)に設定でれ、始動後はエンジン冷却水温に応じた割合
で学習値DGまで減衰でれる。この場合、減衰時の出力
デユーティ比])outの傾きは冷却水温が高い程破線
に近づく。冷却水温に応じて出力デユーティ比])ou
tを減衰させた場合には、エンジン回転数は実線り、に
示すように変化するが、減衰速度が速い場合には破mL
、。
減衰速度が遅い場合には一点鎖線り、に各々示すように
変化する。
なお、上記ではデユーティ、比でISCバルブを制御す
る例について説明したが1本発明はデユーティ此の代り
にパルス数でバルブの開度を制御す。
るステップモータ付ISCバルブを備えたエンジン、マ
ニュアルトランスミッションを偏見たエンジン、エアフ
ローメータに代えてスロットル弁下流側の吸気管圧力を
検出する圧力センサを備えたエンジン等にも適用するこ
とが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用嘔れるエンジンの一例を示す概略
図、第2図は第1図の電子制御回路を示すブロック図、
第3図は本発明の実施例に係るメインルーチンを示す流
れ図、第4図は本発明の実施例に係る4 m5ec割込
みルーチンを示す流れ図。 第5図は上記実施例の始動時および始動後の出力デユー
ティを演算するルーチンを示す流れ図、第6図は冷却水
温に対する減衰量の変化を示す線図。 第7図は上記の出力デユーティ比の変化等を示す線図で
ある。 14・・・迂回路。 16・・・ISCバルブ。 44・・・電子制御回路。 50・・・キースイッチ。 代理人 鵜 沼 辰 之 (ほか1名) 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) スロットル弁を迂回しかつスロットル弁上流側
    とスロットル弁下流側とを連通ずる迂回路に流れる空気
    量を制御することによって機関回転数を制御する内燃機
    関の回転数制御方法において1機関始動時に前記空気量
    を増加嘔ぜ1機関始動後機関冷却水温が高くなるに従っ
    て小芒く々る割合で増加嘔せた空気量を目標空気量まで
    減少訟ゼることを特徴とする内燃機関の回転数制御方法
JP12742083A 1983-07-13 1983-07-13 内燃機関の回転数制御方法 Granted JPS6019937A (ja)

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JPS6019937A true JPS6019937A (ja) 1985-02-01
JPH0541819B2 JPH0541819B2 (ja) 1993-06-24

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