JPS6022034A - 内燃機関の回転数制御方法 - 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】 本発明は内燃機関の回転数制御方法に係り、特にスロッ
トル弁ン迂回して設けられた迂回路に電磁弁７股け、Ｃ
の電磁弁の開度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／・イピームを点灯したり
、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
イドリンク時の機関回転数が不安定になることがある。

また、経時変化によりスロットル弁に付着物が伺着する
場合にも機関回転数が徐々に低下して行きアイドリンク
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
、ヌロットル弁全閉Ｔ゛かつ車速が所定部（例えは、０
〜２．５に＋ｎ／ｈ、１以下の時すなわぢ株間アイドリ
ング時に、この迂回路に流ｎ、る空気ｆ’ｒｉ−，ｋ制
御して機関回転数ケ目標回転数にフィー　ド・〈ツク制
御する方法が知られている。この迂回路には。

リニアソレノイドを備えた和１磁弁で構成嘔れたアイド
ル回転数制御弁ｆＩｓｃパルプ）が取付けられ、ソレノ
イドに流れる電流なデユーティ比制御して電磁弁の開度
を制御１−ることによって迂回路に流れる空気量が制御
てれ１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７行なわないときけ、ＩＳＣバルブ
は予め定められた開腹に保持感れる。

上記のＩＳＯパルプは、電磁力とばね力とが平衡したと
ころに開度が制御芒れるため、温度変化等によりソレノ
イドの電気抵抗が変化すると、チューティ比に対応しｙ
ｃ電流が流れなくなってＩｓＣパルプを所定開度に制御
できなくなる。このため、ソレノイドに流れる電流の平
均ｆ直を検出し。

この平均値がデユーティ比に対応した目標電流値になる
ようデユーティ比７補正してフィード・くツク制御する
ことが提案嘔れている。

しかし１機関始動時にはスタータに電力が供給子れるこ
とからバッテリ電圧が低下してＩＳＯ・（ルプに供給子
れる電流が低下するのに加え、ソレノイドに流れる電流
を検出する電流検出器も正？ｌ正に動作しないため、Ｉ
ＳＣパルプ開度を正確に制御できず始動時に機関回転数
が不安定になる。という問題があった。

本発明は上記問題点を解消す、べく成されたもので、Ｉ
ＳＯパルプ開度を正確に制御できると共に始動時の機関
回転数を安定イヒ埒−１ｒた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、スロットル弁を迂
回し、かつスロットル弁１１１Ｃ，（ｔｕｔ　トスロツ
トル弁下流側とを連通ずる迂回路に′［Ｌ磁弁を股り一
１前記奄磁弁に供給子れる′ＬＥ流をデユーティ比制御
して前記迂回路に流ｊ、る空気量を制御することによっ
て機関回転数を割損ｊする内燃イ幾関の回転数１５１」
御方法において、前記電磁弁に供給子れた電流の平均値
を検出して検出てれた平均値がチューティ比に対応した
目標電流１直になるようにフィードバック制御すると共
に１機関始動時に前記フィードバック制御を中止して前
記デユーティ比より大きイテューテイ比で制御するよう
ｆ１′＃成したものて゛ある。

上記本発明の構成によれば１通常時はデユーティ比に対
応した目標電流値になるようフィードバック制御場れる
ためパルプ開度を正確に制御でき。

始動時はフィードバック制御を停止してデユーティ比を
大きくするため電流検出器からの影響およびバッテリ電
圧降下による影響を受けに〈〈なり始動時の回転を安定
芒ぜることができる。という効果が得られる。

次に本発明が適用嘔れる内燃機１ｙ１１（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７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埒
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
に設けられたコンベンセーションプレート、コンベンセ
ーションプレートに連結嘔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ポテ
ンショメータ４を備えている。従って、吸入空気量け、
電圧ｒ直としてポテンショメータから出力芒れる吸入空
気量信号からめられる。［ζエアフローメータ２の近傍
にけ２吸入空気温を検出［２て吸世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の下流側には、スロットル弁８が配
置嘔れ、このスロットル弁８にスロットル弁全閉状態（
アイドル位＠）でオンするアイドルスイッチｌＯが取付
けられ、スロットル弁８の下流側にサージタンク】２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ｐｉｒ、　
１ｕｌｌとヌロットル弁下流側のづ−ジタンク１２とｙ
ｘＡ通するように迂回路】４が設けら７′１．ている。

この迂回路】４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嘔れる工ＳＣバルブ１６が取
付けられ、このＩＳＣパルプ１６にはンレノ′　イドの
平均電流を検出する電流検出器１７が取付けられている
。サージタンク１２は、インテークマニホールド１８お
よび吸入ボート２２Ｙ弁じてエンジン２０の燃焼室に連
通−ａ　ｔｌ−ている。そしく。

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が取付けられている。

エンジン２０の燃焼室は、排気ポート２６およびエキゾ
ーストマニホールド２８を介して三元触媒を充填した触
媒コンバータ（図示せず）に接続されている。このエキ
ゾーストマニホールド２８には、排ガヌ中の残留酸素濃
度を検出して空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が増刊けられている。

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
ｎ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を介シて
、マイクロコンピュータ等で溝成芒れた電子制御回路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芒れたシグナル
ロータとディストリビュータハウジングに固定芒れたピ
ックアップとで各々構成さｆした気油判別センサ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
゜ＣＡ毎に憬筒判別信号を出力し、クランク角センサ４
８は例えば３０°ＣＡ毎にエンジン回転数信号ケ出力す
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が接続てれている
。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イッチ５２は変速機が
ニュートラル信性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
ンプレッサ作ｊｌ！ｌ］時にエアコン信号ン出力する。

［嶋車速センサ５６はスピードメータケーブルに固定嘔
れたマグネットとリードスイッチや磁気感応素子とで構
成嘔れ、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は第２図に示すように、中央処理装置
（ＣＰＵ１６０．　リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）
６２．ラム４゛ムーアクセス・メモリ＋ＲＡＭ）６４．
バックアップラム（ＢＵ−ＲＡＭ）６６、入出カポ−ト
ロ８．アナログディジタル変換器（’ＡＤＣ１７０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’ｌ　含ンテ構成烙れでいる。入出カポ−トロ８に
は、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
］０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され
る。また、入出カポ−トロ８は、■ＳＣパルプの開度な
制御するためのＩＳＣパルプ制御信号、燃料噴射弁を開
閉するための燃料噴射信号、イグナイタ乞オンオフする
ための点火信号を駆動回路に出方し、駆動回路はこれら
の信号に応じてＩＳＯパルプ、燃料噴射弁、イグナイタ
を各々ｔｌｉ制御する。また、ＡＤＣ７０には、パルプ
駆動電流、吸入空気量信号、吸気温信号、バッテリ電圧
および水温信号が入力嘔れ、ＡＤＣば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。Ｒ
Ｏ＝Ｍ６２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ードフォワード制御
を行うための見込み量に対するデータ、出力デユーティ
比に対する目標電流値およびその他の制御プログラム等
が予め記憶芒扛でいる。

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。

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７剌定し
、この運転状態に応じた目標回転数ＮＦおよび乙の運転
状態に応じた見込み空気量に対応する見込与デユーティ
比ＤｅをＲＡＭの所定エリアに設定する。次のステップ
】０２では１例えば１２０°ＣＡ毎か否かを判断するこ
とによりアイドルスピードコントロール（ＩＳＣ）タイ
ミングになったか否か乞判断する。ＩＳＣタイミングに
なった場合には、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１ｉ？ｆＮＥＹｆＨ％
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５例えば、スロットル弁全閉かつ車速が所定直（例え
ば２．５　Ｋｍ／　ｈ　ｌ以下かつエンジン冷却水温が
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１１０でエンジン回転数の平均噴を目標回転数にフ
ィードバック制御するための基本デユーティ比ヒＤｏを
言１算すると共に、負荷が加わったときにフィードフォ
ワード１ｕ１］御するための見込みデユーティ比１）ｅ
を基本デユーティ比Ｄｏ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７．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］）ｏｕｔ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盾定時間経過シフ、
エンジン回転数の平均値ＮＥが目標回転数ＮＦ士所定値
（例えは。

２５ｒ、ｐ、ｍｌ内に入っているときの出力デユ−ティ
比１）ｏｕｔとＢｔＪ−ＲＡＭに記憶している学習値と
の偏差が所定貞以七のときに学習値を徐々に増減嘔せて
学習値を］）ｏｕｔに近づける方法である・また仙の１
つは、エンジン回転数の平均値ＮＥと目標回転数とを常
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１直を増減する方法である。

また、ステップｌ　Ｏ６でフィードバック制御条件が成
立していないと判断芒れたときには、ステップ１０８で
制御デユーティ比りをフィードバック制御終了時のデユ
ーティ比や学習値の匝に設定してＩＳＯオーブンループ
制御を行い、ステップ１１６でこの制御チューティ比Ｄ
Ｙ出力デューテイ比Ｄｏｕｔをしてセット１−る。

第４図は、ＩＳＯバルブを制御するための所定時間（例
えば、４ｍ５ｅｃ）毎に実行芒れる割込みル−チンヶ示
すものである。ステップ１１８でＩＳＣパルプのソレノ
イドを励磁するようｌ５Ｃ−”ルブ制御信号を出力し、
ステップ１２０て・出力デユーティ比Ｄｏｕｔからソレ
ノイドを消磁するためのＩＳＯバルブオフ時刻を計算し
１次のステップ１２２でオフ時刻ヲコンベアレジスタに
セントする。この結果、オフ時刻になるとＩＳＣノ（ル
プのソレノイドが消磁嘔れる。

以上説明したように、フィートノ（ツク制御条件が成立
しているときはエンジン回転数の平均値が目標回転数に
なるよう基本デユーティ比］）。

が変化芒ｎ、見込みデユーティ比１）ｅがある場合には
見込みデユーティ比が加算爆れた餠でＩＳＣパルプの開
度が制御ちれる。なお、オーツ“ンループ制御時には、
制御デユーティ比りが所定直になるため、ｉＳＣパルプ
開度は一定にされる。

続いて第５図を参照してノ（ルプ駆動電流ケフイードバ
ンク制御するルーチンについて説明する。

まず、ステップ１２４において始動時か否かを判断する
。始動時か否かは、スタータ信号やエンジン回転数信舟
によって判断芒れ、スタータ信号がオンのときやエンジ
ン回転数が１所定値（例えば。

５００　ｒ、　ｐｏｍ、　３以下のとき始動時と判断さ
れる。

始動時でないとき、すなわちエンジンが完爆［７た・と
ｐｕ、ステップ１２８てｉＳＣパルプのソレノイドに流
れているバルブ駆動？χ流の平均値を検出し、ステップ
１３０においてこの１（ｆ、流の平均１１１１と現任の
出力デユーティ比に対する目イ票′屯流値との偏差に比
例する補正係数Ｋを演算する。ここて′。

目標電流はデユーティ比に正比例するため、検出嘔れた
′電流平均１直の目標電流匝からの降下団が大きいほど
補正係数には大きくδれる。次のステップ１３２では、
ステップ１０８まｌこはステップ１　］、　Ｏでめた制
御デユーティ比りに補正伝・収Ｊぐを乗算しｆｃ（直を
出力デユーティ比Ｄｏｕｔとても。

この結果、出力デユーティ比が補正袋れ、ソレノイドに
流れる電流が目標匝になるよう制御８れる。

ステップ１２４で始動時と判断され瓦場合には。

ステップ１２６で補正係数にの匝乞１以上の所定値（例
えば、１．２）としてステップ１３２に進む。

補正係数Ｋを１以上の値とするのけ、始動時にはスター
タ駆動によるバッテリ電圧低下が発生するため、デユー
ディ比を通常より大きくしてバッテリ電圧低下分を補う
ためである。上記のように補正係数Ｋを一定とする結果
、ＩＳＣバルブ駆動電流のフィードバック制御は中止烙
４る。

上記のように１１ｉｌ）御したときの出力デユーティ比
Ｄｏｕｔおよび補正係数にの変化を第６図を参照［、て
説明する。始動時には、補正係数■（が一定値（１，２
１にされているため出力デユーティ比Ｄｏｕｔも一定に
芒れる。バルブ駆動゛電流のフィードバック１ｂす御が
開始嘔れると補正係数Ｋが１に向って減少するように変
化ｇ　ｆｔ、これに伴って出力デユーティ比Ｄｏｕｔが
図のように変化する。

なお上ｉ己ではオートマチックトランスミッションを備
えたエンジンに本発明７通用した例について説明したが
５本発明はこれに限定芒れるものでＩｄ＆＜、マニュア
ルトランスミッション’ｘ　（＃ｉｉ　エたエンジンや
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
圧力乞検出する圧力センサを備えたエンジン等の各種の
エンジンに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８れるエンジンの−・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図は上記実施例の４ｍ５ｅｃ　割込みルー
チンを示す流れ図、第５図は上記実施例のパルプ駆動電
流をフィードバック制御するためのルーチンを示す流れ
図、第６図は第５図のルーチンにおける補正係数および
出力デユーディ比の変化を示す線図である。 １４・・・迂回路、　１６・・・ＩＳＯバルブ、４４・
・・電子制御回路、５０・・・キースイッチ。 ・９（・、゛ １、−　□、・） 工 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電磁弁を設
   け、前記電磁弁に供給される電流をデユーティ比制御し
   て前記迂回路に流れる電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
   、前記電磁弁に供給烙れた電流の平均（直ケ検出して検
   出烙れた平均値がデユーティ比に対応した目標電流値に
   なるようにフィードバック制御すると共に１機関始動時
   に前記フィードバック制御を中止して前記チューティ比
   より大きいデユーティ比で制御することを特徴とする内
   燃機関の回転数制御方法。