JPS6336410B2

JPS6336410B2 -

Info

Publication number: JPS6336410B2
Application number: JP56141018A
Authority: JP
Inventors: Toshio Manaka; Takeshi Atago
Original assignee: JIDOSHA KOGAI ANZEN KIKI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Current assignee: JIDOSHA KOGAI ANZEN KIKI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Priority date: 1981-09-09
Filing date: 1981-09-09
Publication date: 1988-07-20
Also published as: JPS5844249A; EP0074113B1; US4469064A; EP0074113A3; EP0074113A2; DE3273196D1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電子式エンジン制御装置に係り、特に
空吹かし、加速、減速の別より各場合の空燃比と
アイドル回転数を制御するアイドル回転数制御装
置に関する。

斯かるエンジン制御装置としては、例えば従
来、特開昭55−12264号公報に記載されたものが
知られている一般に、エンジンのキヤプレターは、ガソリン
と空気の混合気をつくる装置であり、この混合気
の状態の良否は、エンジンの性能および燃料の消
費量また、排気ガスの質に大きな影響を与えるも
のである。ガソリンと空気の混合は、混合室の中
間に直径を小さく絞つたベンチユリを設け、その
中心にエンジンが標準回転しているとき主にガソ
リンを吹き出させるメインノズルが設けられてお
り、エンジンの吸入行程においてシリンダ内のピ
ストンの下降によりシリンダ内の空気が薄くなり
空気がエアクリーナ、キヤプレタ、インテークマ
ニホルドを通つてシリンダ内に流れ込む際、空気
がエアホーンの狭くなつた部分、すなわちベンチ
ユリを通るとき空気速度が増し、この附近の圧力
が低下してメインノズルよりガソリンが吸い上げ
られ、吸い上げられたガソリンは速い空気の流れ
に吹き散らされて霧化することにより行なわれ
る。すなわち、容積流に比例した圧力がベンチユ
リに生じるため、空気密度が一定な状態で流速を
増加していくと、流速に比例した圧力がベンチユ
リに生じ、その圧力差に比例したメインノズルよ
り燃料が噴射される。したがつて、燃料の量と空
気の量が一定の形で混合気として供給されること
になる。この混合気の吸い込み量を加減するもの
が円板形のバルブであるスロツトルバルブであ
り、スロツトルバルブは、運転席のアクセルレー
タ・ペダルとリンクによつて連結し、エンジンの
回転を調節するようになつている。

このようなキヤプレタにおいて、従来は、エン
ジンのアイドル回転数制御に暖機時間を短縮する
ために、高い目標回転数と低い目標回転数の２種
類を有し、空吹かしあるいは、暖機走行が行なわ
れた場合、回転数制御ゲインで高い目標回転数か
ら低い目標回転数へアイドル回転数を下げていつ
た。しかしながら、そのゲインでは回転数の下が
り方が遅く、走行直後、しばらく高回転がつづく
という欠点を有している。

また、空吹かしと加速の区別をしていなかつた
ため、アイドル中に空吹かしを行なうと加速増量
を行なつてしまいアクセルを踏むたびにCOが多
く発生するという欠点を有していた。

本発明の目的は、空吹かし、加速、減速の判別
を確実に行ない、それらに応じたアイドル回転数
制御をするとともに空燃比を適切に制御できるア
イドル回転数制御装置を提供することにある。

本発明は、内燃機関の吸気管の途中に設けられ
吸入空気量を調整するスロツトル弁の軸に固定さ
れたスロツトル弁開閉レバと係合するストローク
シヤフトをモータでストロークさせることによつ
てスロツトル開度を調整するスロツトルアクチユ
エータと、自動車の速度を検出する車速センサ
と、前記スロツトルアクチユエータの内部に前記
スロツトル弁開閉レバが前記ストロークシヤフト
を押したときにオンするアイドル検出スイツチと
を備え、アクセルペタルを踏まないときはエンジ
ン回転数を第１の目標回転数に、アクセルペタル
を踏んだときは第２の目標回転数になるようにス
ロツトル開度を制御する制御手段を有してなるア
イドル回転数制御装置において、上記制御手段は
エンジン始動後上記アイドル検出スイツチが１度
もオンしないときは上記第１の目標回転数に、上
記アイドル検出スイツチがオンしかつ上記車速セ
ンサによつて車速が零でアクセルを踏み込んだ場
合は、アクセル踏み込んでいる間アイドル時の第
１の目標回転数を保持するためのスロツトル開度
を保持し、アクセルを戻したときは第１目標回転
数から急速に第２目標回転数に変更するようにス
ロツトル開度を制御する構成とすることにより、
すなわち、アイドル検出スイツチの状態と車速に
よつて、空吹かし、加速、減速の区別を行ない、
これに応じてスロツトル開度を制御することによ
り、上記目的を達成することにある。

以下、実施例について説明する。

第１図には、本発明の一実施例を示す電子式エ
ンジン制御装置の構成が示されている。

すなわち、エンジン１に設けられた吸気管２に
は気化器３が設けられている。この気化器３に
は、メイン用ソレノイド７，８が設けられ、この
メイン用ソレノイド７，８より補助燃料及び補助
空気が気化器３に供給される。また、この気化器
３には、スロー用ソレノイド１０と加速ソレノイ
ド１１が設けられている。さらに、気化器３に設
けられている図示しないスロツトバルブには、ス
ロツトバルブが全閉となつているか否かを検出す
るためのスロツトルスイツチ１２及びスロツトル
バルブの開度を検出する開度センサ１３が設けら
れている。

また、この気化器３の上部にはエアクリーナ４
が設けられており、このエアクリーナ４より空気
が気化器３に供給される。このエアクリーナ４に
は、吸入される空気の温度を検出するための吸気
温センサ１８が設けられている。

また、吸気管２には、吸気管２内の圧力を検出
するための圧力センサ１４が設けられている。さ
らにまた、エンジン１には、排気管５が設けられ
ており、排気管５には、排気ガスによつて空燃比
を検出するためのO₂センサ１７が設けられてい
る。また、エンジン１には、エンジンのクランク
角を検出するためのクランク角センサ１６とエン
ジンを冷却するための水の温度を検出するための
水温センサ１５と、エンジンの回転を検出する回
転センサ１９と、車の速度を検出する車速センサ
２０が設けられている。

前記各センサの出力は、すべてマイクロコンピ
ユータを内蔵した制御装置６に取り込まれ、制御
装置６においては、前記各センサからの入力信号
に応じて気化器３に設けられている補助燃料を供
給するメイン用ソレノイド７、補助空気を供給す
るメイン用ソレノイド８、スロー用ソレノイド１
０、加速ソレノイド１１といつたアクチユエータ
を駆動してエンジンを制御するよう構成されてい
る。なお、前記メイン用ソレノイド７と前記メイ
ン用ソレノイド８とはインバータ９によつて互に
反転した動作をする様に構成されている。

第２図には、第１図に示した制御装置６のブロ
ツク線図が示されている。

制御装置６は、演算処理を行なうマイクロ・プ
ロセツシング・ユニツト（以下MPUと略称する）
３０、制御プログラムおよび固定データを格納す
る記憶素子（以下ROMと略称する）３２、読出
しおよび置換可能な記憶素子（以下RAMと略称
する）３１、および入出力インタフエースを持つ
コントロール部３３とで基本的に構成されてお
り、前記PU３０、ＲＭ３２、RAM３１およ
びコントロール部３３はアドレスバス、データバ
スおよびコントロールラインを通して相互に接続
されている。そして、該制御装置６に入力される
信号は、アナログ、デジタルおよび、パルスに分
けられる。

アナログ入力は、吸気温センサ１８、水温セン
サ１５、開度センサ１３、O₂センサ１７、圧力
センサ１４等の信号である。これら信号はマルチ
プレクサ（以下MPXと略称する）３４に与えら
れる。該MPX３４はアナログ−デジタル変換器
（以下ADコンバータ）３５に与えられる信号を
選択する機能を有しており、前記MPU３０の指
令により該コントロール部３３からの信号によつ
て選択される。その結果、該ADコンバータ３５
が起動されデジタル量に変換される。この結果が
前記コントロール部３３に読みこまれる。

これに対して、デジタル入力には、前記スロツ
トルバルブが全閉であることを検知するスロツト
ルスイツチ１２からの出力信号と、スタータ３６
からの出力信号とがあり、これらの信号は、前記
コントロール部３３を介して読みこまれる。

又、パルス入力としては、クランク角センサ１
６からの出力信号があり、この出力信号には所望
のクランク角（例えば180゜）に１回出力されるパ
ルス信号と所望の回転角（例えば1゜）に１回出力
されるパルス信号とがある。これら２種の信号を
前記コントロール部３３ではエンジン回転数のデ
ジタル量として取込む。

次に制御装置６から出力される信号は、前述の
入力情報に基づいてMPU３０がＲＭ３２に格
納されている制御プログラムに従つて計算したデ
ータをコントロール部３３に与えることによつて
前記のメイン用ソレノイド８，９、スロー用ソレ
ノイド１０、加速ソレノイド（加速ポンプ）１１
などを駆動する。

第３図には、エアを一定にした場合のメインソ
レノイド・オンデユーテイに対する空燃比特性
と、燃料を一定にした場合のスローソレノイド・
オンデユーテイに対する空燃比特性とが示されて
いる。すなわち、メインソレノイド・オンデユー
テイに対しても、スローソレノイド・オンデユー
テイに対しても、共に直線的に変化する。メイン
領域では燃料制御なのでオンデユーテイの増加に
より空燃比は小さくなり、スロー領域では反対に
エアブリード制御のために、オンデユーテイの増
加により空燃比は大きくなる。

このような理論空燃比は、共に運転条件を一定
にしたときの特性であり、これを各運転条件、す
なわち、吸気負圧と、エンジン回転数と、メイン
ソレノイドのオンデユーテイとの関係において求
めると、第４図に示す如きマツプとなる。この制
御マツプは、記憶素子ROM３２に記憶されてい
る。これによりエンジン回転数と吸気負圧から理
論空燃比の混合気を供給するオンデユーテイが決
定される。

この理論空燃比に対して、アイドル回転時に、
アクセルレータ・ペタルが踏まれた場合の目標回
転数と、アクレルレータ・ペタルが踏れない場合
の目標回転数とは、それぞれ異つたものである。
すなわち、アイドル回転時アクセルレータ・ペタ
ルが踏まれていないときは暖機運転であると判断
し、目標回転数は高くなる。これに対し、アイド
ル回転時にアクセルレータペタルが踏まれると、
それを検出し、空吹かしと見て目標回転数は低く
設定される。この検出を第５図に示すスロツトル
アクチユエータの詳細図によつて説明する。すな
わち、気化器３のベンチユリの下流側には、スロ
ツトル弁４０が設けられており、このスロツトル
弁４０には、スロツトル弁４０と連動して動く、
スロツトル弁開閉レバ４１と、スロツトル弁軸４
２を中心に回動するスロツトル弁もどしレバ４３
が設けられている。このスロツトル弁もどしレバ
４３の一端にはリターンスプリング４４が設けら
れており、このリターンスプリング４４によつて
スロツトル弁もどしレバ４３を一方向に付勢され
ている。また、スロツトル弁開閉レバ４１の先端
には、ストロークシヤフト４５が接しており、こ
のストロークシヤフト４５は、モータ４８にかみ
合う減速歯車４６に螺合されている。この減速歯
車４６にアイドル検出スイツチ４７が近接するよ
うに設けられており、減速歯車４６がアイドル検
出スイツチ４７に接することによつてアイドル時
であることを検出している。また、ストロークシ
ヤフト４５のスロツトル弁開閉レバ接触側と反対
側には、スプリング４９によつて一方向に付勢さ
れている。このモータ４８と、スプリング４９
と、アイドル検出スイツチ４７と、ストロークシ
ヤフト４５と、減速歯車４６とによつてスロツト
ルアクチユエータ２１が構成されている。

このスロツトル弁４０は、リターンスプリング
４４によつて矢印Ａの方向に常時付勢されてお
り、アクセルレータ・ペタルを踏まない限り、ス
ロツトル弁開閉レバ４１によつてストロークシヤ
フト４５を押圧しアイドル検出スイツチ４７はア
イドル時であることを検出している。いま、アク
セルレータ・ペタルを踏むと、スロツトル弁開閉
レバ４１は回動し、スプリング４９によつてスト
ロークシヤフト４５は矢印Ｂの方向に付勢され、
アイドル検出スイツチ４７と減速歯車４６とは離
れアイドル時でないことを検出する。これによつ
てストロークシヤフト４５の位置によつて決まる
目標回転数位置がモータ４８によつて決まること
になる。これらの制御はすべて制御装置６によつ
て行われる。

このスロツトルアクチユエータ２１に印加され
る電圧は、第６図に示す如きパルス電圧である。
Ａが正転パルスを示し、Ｂが逆転パルスを示した
ものである。なお、エンジン回転数は第７図に示
す如くパルス数の増加に対し直線的に上昇し、減
少に対しては、直線的に下降する。すなわち、第
７図Ａは、正転パルスの場合であり、Ｂが逆転パ
ルスの場合である。

また、スロツトルアクチユエータ２１のストロ
ーク速度は一定パルス幅のパルス発生周期により
変え、速くストロークさせる場合は、パルス発生
周期を短くして、密なパルスを出力する。このパ
ルス発生周期と回転数偏差の関係が第８図に示さ
れている。すなわち、第８図Ａが正転パルス、第
８図Ｂが逆転パルスである。

第９図に、本発明の実施例を示すエンジン冷却
水温TWに対する２つの目標アイドル回転数特性
が示されている。

図において、N_set0は一度もアクセルが踏まれ
ず放置暖機が行なわれる場合の目標値、N_set1は
空吹かし、または暖機走行後の目標値を示す。第
１０図は本発明の説明図で、時間t₀で空吹かしを
し、t₁でアクセルをもどしたときの回転数の変化
が示されている。この場合、まず、t₀における
N_set0とN_set1を記憶し、アクセルが踏まれる前は、
N_set0で回転数を行なうことを示すフラグを立て、
t₁においては（N_set0−N_set1）相当の印加パルス
数を計算し、第９図に示した周期とは別の短い周
期で計算された数だけ逆転パルスを出力する。た
だし、そのパルスの出力が完了しないうちに
N_set1を下まわつた場合、ただちに中断し、第８
図のパルス周期で回転数制御を行なう。従来方法
では、ハンチングの生じないパルス周期で回転数
を下げるため回転数の下降速度が非常に遅かつ
た。

次にエンジン冷却水温の各運転状態に応じた燃
料増量係数が第１１図に示されており、第４図で
決定されるオンデユーテイマツプ値D_MAPにそれ
らの係数を乗じた値が、スローソレノイド、メイ
ンソレノイドに出力される。

また、アイドル状態で空吹かししたときのスロ
ーメインデユーテイ変化が第１４図に示されてい
る。従来は加速補正の増量が行われ、第１２図に
示す如くCOが空吹かしのたびに多く発生してし
まう。しかし、第１３図に示す如く、本実施例に
よれば、車速０Km／ｈでのアクセル操作が行われ
加速補正は行なわれないため、COが多く発生し
ない。

次に、第１５図、第１６図に示される本発明の
実施例を示すフローチヤートについて説明する。

このプログラムは一定周期で起動し、10ｍsec
毎に走る。

まず、ステツプ100において、エンジン回転数
と吸気負圧を測定し、ステツプ101において記憶
されているマツプからマツプデユーテイD_MAPを
始める。このD_MAPを求めるとステツプ102におい
てエンジン冷却水温TWを測定N_set0とN_set1と、
K_A、K_B、K_Cを求める。これらを求めるとステツ
プ103において吸気負圧の微分値dVc／dtを求め
る。次にステツプ104において加速補正中のフラ
グが「１」か否かを判定する。このステツプ104
において「１」でないと判定するとステツプ105
において、減速補正中のフラグが１であるか否か
を判定し、「１」であればステツプ106において減
速補正時間たつたか否かを判定する。このステツ
プ106において、減速補正時間たつたと判定する
とステツプ107において減速中のフラグをリセツ
トする。また、ステツプ106において減速補正時
間がたつていないと判定するとステツプ108にお
いて dVc／dtα であるか否かを判定し、成立するときはステツプ
107に、成立しないときはステツプ109に移る。ス
テツプ109においては、アイドル検出スイツチが
ONであるか否かを判定し、ONでないときはス
テツプ107に、ONのときはステツプ110に移る。
また、ステツプ104において、加速補正中のフラ
グが“１”であると判定するとステツプ111にお
いて、加速補正時間たつたか否か判定し、たつて
いると判定するとステツプ112において加速中の
フラグをリセツトする。また、ステツプ111にお
いて加速補正時間たつていないと判定するとステ
ツプ113において −dVc／dt≧β が成り立つか否か判定し、成立すると判定すると
ステツプ112に移り、成立しないと判定するとス
テツプ114において、アイドル検出スイツチがオ
フかどうか判定する。このステツプ114において
アイドル検出スイツチがオフしていると判定する
とステツプ118に移り、オフしていないと判定す
るとステツプ112に移る。

また、ステツプ105において減速補正中のフラ
グが“１”でないと判定するとステツプ115にお
いて、 dVc／dtα が成立するか否かを判定し、成立すると判定する
とステツプ116においてアイドル検出スイツチが
オフか否か判定する。このステツプ116において
アイドル検出スイツチがオフであると判定すると
ステツプ117において、車速V_D＞０Km／ｈであるか否かを判定し、オフでないと判定すると
ステツプ121において D_put＝K_B×D_MAP の計算を行なう。また、ステツプ117において車
速が「０」でないと判定するとステツプ118にお
いて加速補正時間をセツトし、 D_put＝K_A×D_MAP の計算を行なつて加速中のフラグをセツトする。
また、ステツプ117において車速が「０」であれ
ばステツプ121に移り、ステツプ123に移る。

一方、ステツプ115において dVc／dtα が成立しないと判定するとステツプ119において、 −dVc／dtβ が成立するか否かを判定し、成立するとステツプ
120においてアイドル検出スイツチがオンか否か
を判定し、成立しないと判定するとステツプ121
に移る。また、ステツプ120において、オンであ
ると判定するとステツプ122において、車速V_Pが
「０」より大きいか否かを判定し、オンでないと
判定するとステツプ121に移る。このステツプ122
において車速が０Km／ｈより大きいときは、ステ
ツプ110において、減速時間をセツトし、D_put＝
K_C×D_MAPの計算をし、減速中のフラグをセツト
し、ステツプ123と移る。ステツプ123において
は、D_putをスローソレノイド及びメインソレノイ
ドに出力する。

このステツプ123において各ソレノイドにD_put
が出力されるとステツプ124において、アイドル
検出スイツチがオンか否か判定し、オンであれば
ステツプ125において車速V_Pが「０」か否か判定
し、オンでなければ、ステツプ127において
N_set0、N_set1格納フラグが「１」か否か判定する。
ステツプ125において車速V_Pが「０」であれば、
ステツプ126において ΔN＝Ｎ−N_set0（N_set1）を計算し、ステツプ133において、第８図のパル
ス発生周期特性図からパルス周期を求める。

また、ステツプ127においてフラグが「１」で
あると判定するとステツプ131に移り、「１」でな
いと判定するとステツプ128において、N_set0、
N_set1をRAMに格納し、ステツプ129において格
納フラグに「１」をセツトする。次に、ステツプ
130においてアイドル検出スイツチがオフになる
直前N_set0、N_set1かを示すフラグを格納し、ステ
ツプ131においてスロツトルアクチユエータを停
止して、プログラムを終了する。

また、ステツプ133において、パルス周期を求
めるとステツプ134において見込みパルス完了フ
ラグが「１」か否かを判定する。このステツプ
134において「１」と判定するとステツプ144に、
「１」でないと判定するとステツプ135において、
見込みパルス発生中のフラグが「１」か否か判定
する。このステツプ135において「１」と判定す
るとステツプ136においてエンジン回転数Ｎが、
N_set1より小さいか否かを判定し、小さいときは
ステツプ138に、小さくないと判定するとステツ
プ137において、見込パルス出力完了か否かを判
定する。このステツプ137において出力完了であ
ると判定するとステツブ138において見込みパル
ス完了フラグをセツトし、ステツプ132において
スロツトルアクチユエータを停止する。また、ス
テツプ137において出力完了していないと判定す
るとステツプ142に移る。

一方、ステツプ135において見込みパルス発生
中のフラグが「１」でないと判定するとステツプ
139において以前N_set0で制御していたかを判定
し、制御していたと判定するとステツプ140にお
いて以前の（N_set0−N_set1）から見込みパルス数
を求め、ステツプ141において見込パルス発生中
のフラグをセツトする。このステツプ141におい
てフラグをセツトするとステツプ142において、
短いパルス周期をセツトし、ステツプ143におい
て逆転パルスを出力する。

また、ステツプ139において、制御していない
と判定するとステツプ144においてＮN_set0（N_set1）が成り立つか否かを判定し、成立すると判定する
とステツプ145において、第８図のパルス発生周
期のパルス周期をセツトし逆転パルスを出力す
る。また、ステツプ144において成立しないと判
定するとステツプ146において、第８図のパルス
発生周期のパルス周期セツトし、正転パルスを出
力する。

以上説明したように、本発明によれば、空吹か
し、加速、減速の判別を確実に行ない、それらに
応じた空燃比とアイドル回転数を制御することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子式エンジン制御装置
の全体構成図、第２図は第１図図示制御装置のブ
ロツク図、第３図はスロー、メインソレノイドの
空燃比特性、第４図はスロー、メインのオンデユ
ーテイマツプ、第５図はスロツトルアクチユエー
タの構造図、第６図はスロツトルアクチユエータ
の駆動パルス、第７図はスロツトルアクチユエー
タの特性図、第８図は回転数偏差に対するパルス
発生周期、第９図は水温に応じた目標アイドル回
転数、第１０図は本発明の実施例を示す図、第１
１図は水温に応じた各種燃料増量係数、第１２
図、第１３図、第１４図は本実施例の効果を説明
するための図、第１５図、第１６図は本実施例の
フローチヤートである。３０……MPU、３１……RAM、３２……
ROM。

Claims

【特許請求の範囲】

１内燃機関の吸気管の途中に設けられ吸入空気
量を調整するスロツトル弁の軸に固定されたスロ
ツトル弁開閉レバと係合するストロークシヤフト
をモータでストロークさせることによつてスロツ
トル開度を調整するスロツトルアクチユエータ
と、自動車の速度を検出する車速センサと、前記
スロツトルアクチユエータの内部に前記スロツト
ル弁開閉レバが前記ストロークシヤフトを押した
ときにオンするアイドル検出スイツチとを備え、
アクセルペタルを踏まないときはエンジン回転数
を第１の目標回転数に、アクセルペダルを踏んだ
ときは第２の目標回転数になるようにスロツトル
開度を制御する制御手段を有してなるアイドル回
転数制御装置において、上記制御手段はエンジン
始動後上記アイドル検出スイツチが１度もオンし
ないときは上記第１の目標回転数に、上記アイド
ル検出スイツチがオンしかつ上記車速センサによ
つて車速が零でアクセルを踏み込んだ場合は、ア
クセル踏み込んでいる間アイドル時の第１の目標
回転数を保持するためのスロツトル開度を保持
し、アクセルを戻したときは第１目標回転数から
急速に第２目標回転数に変更するようにスロツト
ル開度を制御する構成としたことを特徴とするア
イドル回転数制御装置。