JPS6050243A - エンジンの吸入空気量制御装置 - 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、アイドル回転数を目標値へ帰還制御するよう
にしてなるエンジンの吸入空気量制御装置に関するもの
である。

（従来技術） 近時、自動車用エンジンにおいては、アイドル回転数を
、暖機状態等を考慮して設定される目標値へ収束すべく
帰還制御するようにしたものが多い。このため、特開昭
５５−６０６３６号公報に示すように、例えばスロット
ルバルブをバイパスするバイパスエア通路に比例ソレノ
イド弁等の吸大空気早調整り段を設けて、アイドリング
運転時には、現在のエンジン回転数と目標回転数との相
違に応じて、該バイパスエア通路を流れる吸入空気１−
を調整するようにしている。そして、特開昭５４−７２
３１９号−公報に示すように、エンジン回転数が所定値
以下であり、かつスロットルバルブの開度が所定値以下
である、という少なくとも２つの条件を満たしたときに
、ト記帰還制御が行なわれるアイドル運転時であると判
定するようにしたものがある。

ところで、エンジン始動の際には、始動を容易にするた
め、吸入空気を増量することが一般的に行なわれている
。しかしながら、このようなものにあっては、アイドル
運転時であるか否かを前述のような２つの条件で行なう
と、始動の際の吸入空気増７１１によって、エンジン回
転数が、アイドル運転時と判定するための１つの条件で
ある所定値以下にまで下がらないことがあり、このため
、帰還制御が開始されないで始動直後のエンジン回転数
が高いままに放置されてしまう、という問題が応々にし
て生じていた。

（発明の目的） 本発明は、以１−のような事情を勘案してなされたもの
で、エンジン始動直後にあっても、エンジン回転数が高
いままに放置されないようにしたエンジンの吸入空気量
制御装置を提供することをｌＩ的とする。

（発明の構成） 前述の目的を達成するため、本発明にあっては、エンジ
ン始動直後においては、帰還制御が開始される前提条件
となるアイドル運転時であるか否かの判定を行なうのに
、エンジン回転数が所定値以下であるという条件を除外
するようにしである。

具体的には、第１図に示すように、従来同様、例えばス
ロットルバルブをバイパスするバイパスエア通路設けた
比例ソレノイド弁等の吸入空気量調整手段と、少なくと
もエンジン回転数が所定値以下でありかつスロットルバ
ルブの開度が所定値以下であるときにアイドル運転時と
判定するアイドル判定７段と、アイドル運転時に、エン
ジン回転数が１１標値へ収東すべく前記吸入空気量調整
手段を帰還制御する帰還用吸入空気制御手段と、を備え
ている。そして、エンジン始動の際に、吸入空気量調整
手段を制御して、吸入空気を所定量供給させる始動時吸
入空気制御手段を備える一方、エンジン始動直後におい
ては、アイドル運転時であるか否かを判定するのに、エ
ンジン回転数が所定イげ１以下であるという条件を除外
させるアイドル判定補正手段を備えている。

（実施例） 第２図において、ｌはエンジン本体で、吸入空気は、エ
アクリーナ２、エアフローチャンバ３、スロットルバル
ブボディ４、サージタンク５、吸気マニホルド６、吸気
弁７により開閉される吸気ボート８を経て、燃焼室９へ
供給され、−ヒ記エアクリーナ２から吸気ボート８まで
の経路が、吸気通路１０を構成している。この吸気通路
１０を流れる吸入空気量は、スロットルバルブ１１によ
り制御される一方、エアフローメータ１２により計測さ
れ、この吸入空気に対しては、燃料噴射弁１３から噴射
される燃料が混合されるようになっている。また、燃焼
室９からの排気ガスは、拮気弁１４により開閉される排
気ボート１５、排気マニホルド１６等を経て、大気へ排
出される。

前記吸気通路１０に対しては、バイパスエア通路１７が
付設されており、これは、その１；流端１７ａがスロッ
トルバルブ１１の上流側において、またその下流端１７
ｂが該スロットルバルブ１１の下流側において、それぞ
れ吸気通路１０に接続されている。そして、このバイパ
スエア通路１７には、吸入空気量調整手段としての比例
ソレノイド弁からなる電磁弁１８が接続されている。

第２１中１９はマイクロコンピュータからなるコントロ
ールユニットで、該コントロール二二ッ（１９に対して
は、水温センサ２０からのエンジン温度としての冷却水
温度、回転数センサ２１からのエンジン回転数、アイド
ルスイッチ２２からのスロットルバルブ１１が所定開度
以下であるか否か（実施例では全閉であるか否か）のＯ
Ｎ、０ＦＦ信号、エアフローメータ１２からの吸入空気
１１１がそれぞれ入力される一方、該コントロールユニ
ッＩ・１９からは、燃ネ！ｌ噴射弁１３および電磁弁１
８に対して出力されるようになっている。また、第２図
中２３はスタータモータで、該スタータ千−夕２３は、
責ス転者により操作されるキースイッチ２４のスタータ
スイッチ（スタータ接点）２４、　ａを介して、バッテ
リ２５に結線されている。

汝に、前記コントロールユニット１９による制御内容を
第３図に示すフローチャートに基づいて説明するが、燃
＄１噴射等本発明と直接関係のない部分についての説明
は省略する。なお、本実施例では、エンジン始動直後に
、エンジン回転数をアイドル判定条件から除外している
間を、主としてエンジン完爆後から所定時間１重を経過
するまでの曲としている。また、本実施例では、非アイ
ドル運転時のときは、帰還制御による［１標回転数に相
当する吸入空気量に対して一定量の吸入空気を増１１１
するよう、吸入空気量をオープン制御しているが、帰還
制御が安定（１１標回転数に収東））１゜ているか否か
に拘らず、ヒ記一定早の吸入空気の増量分が目標回転数
に相当する吸入空気量にに乗せされるようにするための
制御内容を含んだものとなっている。さらに、吸入空気
量の調整は、’（３磁弁１８の開度を調整することによ
り行なっており、該電磁弁１８の開度は、コントロール
ユニット１９から出力されるパルスのデユーティ比に応
じて調整されるようにしている（デユーティ比が大きい
ほど電磁弁１８の開度が大きい）。

先ず、ステップ２６において、イニシャライズされて、
ｎｌが前記時間Ｔ＋　とされ、またそれぞれ後述するｎ
２が０とされ、積分デユーティ比ＤＩが基本デユーティ
比ＤＴに、さらに該基本デユーティ比ＤＴが設定値Ｂ（
例えば１１０００ｒｐ相当）とされる。

次いで、ステップ２７において、冷却水温、エンジン回
転数およびアイドルスイッチ２２からのＯＮあるいはＯ
ＦＦの信号がデータ入力される。

この後、ステップ２８において、冷却水温に基づいて、
アイドリング運転時の［１標回転数ＮＴが算出され、こ
のＩＩ目標回転数Ｔに対応した基本デ。−ティ比ＤＴが
ステップ２９において算出された後、ステップ３０へ移
行する。

１、記ステップ３０以鋒においては、吸入空気量のｉｌ
ｊ制御として、エンジン始動時、エンジン始動直後およ
び１−記始動直後経過後に大別されるため、以下第４図
、第５図をも参照しつつこれ等を分脱するが、説明の都
合ト、本発明で解決すべき問題点が生じなくなったエン
ジン始動直後経過後（第５図領域（λ）経過後）の制御
内容から説明していくこととする。

■エンジン始動直後経過後 この場合は、ステップ３０から後述するステップ３１．
３２．３３を経て、ステップ３５へ移行する。このステ
ップ３５では、アイドル運転時と判定するための１つの
条件として、先ず、エンジン回転数Ｎが所定値Ｎ、より
小さいか否かが判別され、ＮがＮ、より小さいときはス
テップ３６へ移行する。このステップ３６では、アイド
ル運転時であるか否かのもう１つの条件として、スロッ
トルバルブ１１が全閉状態であるところのアイドルスイ
ッチ２２がＯＮされているか否かが判別される。そして
、アイドルスイッチ２２がＯＮであれば、アイドル運転
時であると判定すべき全ての条件が満たされたときなの
で、後述する帰還制御が行なわれる。また、エンジン回
転数Ｎが所定値Ｎｏ　より大きい、あるいはステップ３
６においてアイドルスイッチ２２がオフである。という
ように判別されたときは、アイドル運転時ではないと判
断されて、オープン制御が行なわれる。

以下１−記帰還制御とオープン制御とをさらに分設する
。

Ｉ−１帰還制御時 先ず、ステップ３７において、積分デユーティ比ＤＩが
算出される。この積分デユーティ比ＤＩは、前回の積分
デユーティ比ＤＩに対して、ｌ−１標回転数Ｎ丁と現在
の回転数Ｎとの偏差分を加算したものに相当する。これ
は、電磁弁１８に対して０ 常に基本デユーティ比ＤＴを出力するようにしである関
係１；、このノ、（本デユーティ比Ｉ）Ｔに対して１−
記偏差分を補正するためのものである。

次いで、ステップ３８において、タイマｎ２が０である
か否かであるか否かが判別されるが、ｎ２＝０とイニシ
ャライズされているので、最初はステップ３９へ移行す
る。

１−記ステップ３９では、積分デユーティ比ＤＩから基
本デユーティ比ＤＴが減算されて、後述するオープン制
御時に用いるためのデユーティ比ＤＴＦ口が算出される
。そして、ステップ４０において、積分デユーティ比Ｄ
１が最終デユーティ比ＤＷとされて、この最終デユーテ
ィ比ＤＷがステ、プ４１において出力される。すなわち
、目標回転数ＮＴと現在の回転数Ｎとの偏差分を補償す
るデユーティ比のパルスが電磁弁１８に出力されて、１
：配回転数Ｎが１１標回転数ＮＴよりも大きいときは、
゛−Ｌ磁弁１８の開度を小さくしてバイパスエア通路１
７を疏、れる吸入空気量を減少させ、逆に、１記回転数
Ｎが１１標回転数ＮＴよりも小さい１ ときは、電磁弁１８の開度を大きくしてバイパスエア通
路１７を流れる吸入空気量を増大させ、このようにして
エンジン回転数Ｎが１１標回転数ＮＴへ収束されていく
。

なお、ステップ３８においてｎ２＝０でないときは、ス
テップ４２においてタイマがカウントダウンされていく
が、このステップ４２については後述することとする。

ＩＩ　−２オープン制御昨 先ず、ステップ４３においてｎ２＝０であるか否かが判
別され、ｎ２−〇であるときはステップ４４へ移行して
、オープン制御時における吸入空気量の一ヒ乗せ分に相
当するデユーティ比Ｄ０が設定される。なお、この上乗
せ分り。は、常に一定値とされる。

次いで、ステップ４５において、前記ステップ３９にお
いて算出されたＤ　ＴＰＨに対して上記上乗せ分のデユ
ーティ比Ｄ０が加算されて、補正デユーティ比ＤＭが算
出され、この後ステップ４６において、上記補正デユー
ティ比ＤＭに基本デユー２ ティＬｌ；　Ｄ　Ｔが加算されたデユーティ比ＤＩが算
出される。

この後、ステップ４７において、１−記デューティ比Ｄ
Ｉか最終デユーティ比Ｄｗとされた後、ステップ４１に
おいてｎ２＝Ｔ２にタイマセットされ、ステップ４１に
おいてト記最終デユーティＩｔ　Ｄ　Ｗが′Ｉｔ！、磁
弁１８に対して出力される。

前記ステップ４３において、ｎ２二〇でないとＩ’ｌｌ
別されたときは、ステップ４９へ移行して、補１１デユ
ーティ比１’１Ｍに基本デユーティ比ＤＴを加１’Ｊ　
ｌ、てイリられたデユーティ比ＤＩ、すなわちステップ
４６で１！１られたデユーティ比ＤＩが、ステップ４７
において最終デユーティ比り一とされる。

さて次に、第４図に基づいて、帰還制御時、オープン制
御時、およびこの間の切換時に着目し−Ｃ１さらに分設
していくこととする。なお、この第４図において、領域
（＋）は帰還制御が安定して１１枠回転数ＮＴに収束し
た状態を、領域（２）および（６）は帰原制御が安定し
た状態からオープン制御３ 御へ移行した状態を、領域（３）は帰還制御がまだ安定
していない状態を、領域（４）は帰還制御が安定してい
ない状態からオープン制御へ移行した状態を、領域（５
）はオープン制御から帰還制御へと移行してその後当該
帰還制御が安定するまでの様子を、それぞれ示している
。

（イ）オープン制御から帰還制御へ移行するときは、オ
ープン制御の際にステップ４８でｎ２＝Ｔ２とセットさ
れているので、帰還制御が安定する当該時間Ｔ２が経過
するまでは、タイマｎ２をカウントダウンしていくステ
ップ３８から４２への流れであり、この時間Ｔ２経過後
は、ステップ３８から３９への流れとなる。

（ロ）帰還制御が安定している状態からオープン制御へ
移行するときは、ステップ４２においてタイマがカウン
トされきったときなのでステップ４３においてｎ２＝０
とされており、したがって当初はステップ４３から４４
への流れとなる。このとき出力されるデユーティ比ＤＷ
は、基本デユーティ比ＤＴに対する偏差分のデユーティ
比ＤＩに４ 対してオーブン制御用の１−乗せ分のデユーティ比Ｄｏ
　を加算した、Ｄ　Ｉ　＋　Ｄ　ｏとなる（ステップ３
９．４５，４６参ｉｊＱ　）。このＤＩ＋Ｄａ意味する
ところは、ＤＩがＤＴに対する偏差分であること力臼ろ
して、電磁ｊｆ　ｌ　Ｂに対して出力されている総体的
なデユーティ比は、基本デユーティ比ＤＴに対してオー
プン制御時に１−乗せするデユーティ比Ｄｏ　を加算し
たものとなっている。

そして、次回からは、当初のステップ４３からステップ
４４以降の処理の際にステップ４８でｎｚ−Ｔ２にセラ
Ｉ・されているので、ステ・ンブ４３からステップ４９
へ移行して、当初にステップ４６でｉｔｕ　’）１．′
されたデユーティ比ＤＩがそのまま最終デユーティＩｔ
；　Ｄ　Ｗとして出力される。

（ハ）帰還制御が安定していない状態からオープン制御
へ移行するときは、ステップ４２でタイマがカウントダ
ウンされきってないので、ステップ４３での０２が０と
なっておらず、ステップ４３からステップ４９への流れ
となる。このとき、出力されるデユーティ比ＤＷは、前
回にステップ４５ ６で設定されたデユーティ比ＤＭ　＋ＤＴ　＝ＤＩ　＋
Ｄｏ　となる。

このように、本実施例では、帰還制御が安定して目標値
へ収束していると否とに拘らず、オープン制御時に出力
されるデユーティ比すなわちバイパスエア通路１７を流
れる吸入空気量は、必ず、帰還制御の最終目標値に対応
した基本デユーティ比ＤＴに対してオープン制御用の上
乗せ分Ｄｏを加算したものに相当したものとなる。

Ｈエンジン始動時（第５図領域仔）） この場合は、ステップ３０からステップ５０へ移行し、
ここで、最終デユーティ比ＤＷとして、基本デユーティ
比ＤＴに対して始動時の所定植上乗せ分のデユーティ比
ＤＳ　（ＤＳ　＞Ｄｏ　）が加算されたものが設定され
る。そして、この最終デユーティ比ＤＷがステップ５１
においてＤＩにセットされた後、ステップ４１において
電磁弁１８に出力されて、該最終デユーティ比ＤＷに応
じた吸入空気量が供給される。なお、始動時であるか否
かは、スタータスイッチ２４ａがＯＮ（勿論キー６ スイッチ２４はＯＮ）であり、かつエンジン回転ｆｉＮ
がスタータモータ２３によるクランキング回転数Ｎｅよ
りも低いとき、という条件により判定される。また、ス
テップ５１においてＤＷをＤＩとしたのは、前述した帰
還制御時において、ステップ３７での積分デユーティ比
ＤＩを算出するだめの初期値をかえるためである。

ｆｆ（エンジン始動直後（第５図領域（Φおよび■）エ
ンジンが完爆して始動されたときは、前記ステップ３０
より３１へ移行し、タイマｎｌがＯであるか否かが判別
Ｓれる。当初は、ｎ、がＴ１であるとイニシャライズさ
れているので、ステップ５２へ移行し、ここでタイマｎ
ｌがカウントダウンされていく、そして、この後はステ
ップ３６へ移行して、前述の■で説明したのと同様の処
理が行なわれる。この場合は、エンジン始動直後で、例
えスロットルバルブ１１が全閉であっても、エンジン回
転数Ｎが所定値Ｎｎよりも低下しない事態が生じること
もあるので、ステップ３５を経ないように、すなわちエ
ンジン回転数Ｎが所定値７ Ｎ、以下であるという条件がアイドル側転時であるか否
かの判定条件から除外されるようになっている。したが
って、アイドルスイッチ２２がＯＮすなわちスロットル
バルブ１１が全閉である限り、エンジン回転数Ｎに拘ら
ず前述１．た帰還制御が行なわれて、］−１標回転数Ｎ
Ｔへ収束ｙれることとなる。

ここで、本実施例では、ステップ５２でのタイマｎ１が
カウントダウンされきった後にあっても、エンジン回転
数Ｎが所定値ＮＯにまで低下しない場合を考慮して、ス
テップ３２．３３．３４の各ステップを設けて、エンジ
ン回転数Ｎが目標回転数ＮＴより若干高い回転数ＮＴ＋
αになるまでは、例え時間ＴＩを経過していたとしても
、ステップ３５を経ることなくステップ３６へ移行する
ようにしである。すなわち、ステップ３２においてエン
ジン回転数ＮがＮＴ十α以下になっていないときは、ス
テップ３４へ移行してＦ（フラグ）が判別されるが、こ
のＦが１としてイニシャライズされているので、ステッ
プ３４からステッ８ プ３６へと移行させて、ステップ３５を経ないようにし
である。そして、エンジン回転数ＮがＮＴ→−αより小
さくなれば、ステップ３２からステップ３３へ移行して
、はじめてアイドル運転条件の−・判定費素として、エ
ンジン回転数Ｎが所定値Ｎｏ以１゛であるか台かが判別
される。そして、このステップ３５を経過した後は、再
びエンジン回転数ＮがＮＴ＋αより大きくなったとして
も、ステップ３４からステップ３５のルートを経るよう
にしである。これは、エンジン回転数ＮがＮＴ＋αにな
ったときは、エンジン回転数Ｎに多少の変動があったと
１７ても、エンジン回転数Ｎが、帰還制御が行なわれる
前提となる所定値Ｎｏ以下に維持されるからである。な
お、通常は、時間ＴＩ経過後にはエンジン回転数Ｎが所
定（Ｍ　Ｎ　ａ以下になるように当該時間Ｔ、を設定し
であるため、」１記ステップ３２．３３．３４は必ずし
も必要としないものである。

以１一実施例について説明したが、本発明はこれに限ら
ず例えば次のような場合をも含むものであ９ る。

■電磁弁１８の開度を調整するには、これに出力される
パルスの周期を変えることによって行なうようにしても
よい。

■吸入空気量を調整するには、別途バイパスエア通路１
７を設けることなく、スロットルバルブ１１を吸入空気
量調整手段として兼用させて、該スロットルバルブ１１
の開度を調整することにより行なってもよい。

■コントロールユニットは、アナログ式あるいはデジタ
ル式のいずれのコンピュータによっても構成することが
できる。

（発明の効果） 本発明は、以１；述べたことから明らかなように、アイ
ドル運転時であるか否かの判定をする際に、エンジン始
動直後には、エンジン回転数に関する条件を除外するよ
うにしたので、エンジン始動時に吸入空気量な増量する
ような場合にあっても、アイドル回転数を口枠回転数へ
収束させるための帰還制御が確実に行なわれて、エンジ
ン回転０ 数が高いままに放ｙｔされてしまうというような市川、
を確実に同社できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体４＃成因。 第２図は本発明の一実施例を示す全体系統図。 第３図は本発明の制御内容の一例を示すフローチャート
。 第４図、ｔＢ５図は、本発明の制御内容の一例を図式的
に示した図。 ｌ・・−・エンジン本体 １７・・争バイパスエア通路 １８・・・゛１Ｌ磁弁 １９・・番コントロールユニット ２１・・９回転数センサ ２２１１・・アイドルスイッチ・ １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （＋）　エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と
   、 スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度検出
   ・１段と、 前記回転数検出手段およびスロットル開度検出手段の出
   力を受け、少なくともエンジン回転数が所定値以下でか
   つスロットルバルブの開度が所定値以下であるときにア
   イドル連転時と判定するアイドル判定手段と、 エンジンの吸入空気部を調整する吸入空気量調整手段と
   、 前記アイドル検出−１段の出力を受け、アイドル運転時
   に前記吸入空気量調整手段を制御して、エンジン回転数
   を１１標４ｔｆへ帰還制御する帰還用吸入、空気器−ｆ
   段と。 エンジン始動１１′「に前記吸入空気制御手段を制御し
   て、始動に適した所定量の吸入空気を供給させる始動時
   吸入空気制御手段と、 エンジン始動直後に前記アイドル判定手段を制御して、
   エンジン回転数が所定値以下であるという条件をアイド
   ル運転であるか否かの判定要素から除外させるアイドル
   判定補正手段と、を備えていることを特徴とするエンジ
   ンの吸入空気量制御装置。