JPH03111652A - エンジンのアイドル回転数制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンのアイドル回転数制御装置の改良に関
する。

（従来の技術） 従来より、エンジンのアイドル回転数制御装置として、
例えば特開昭５６−１２１８４３号公報に開示されるよ
うに、エンジンのアイドル運転時には、エンジンの点火
時期を調整し、これにより混合気の燃焼状態を均一にし
発生トルクを等トルクとして、アイドル回転数を目標回
転数に安定性良く保持するようにしたものが知られてい
る。

（発明が解決しようとする課題） ところで、例えば車載エアコン等の作動の開始に起因す
るエンジン負荷の急増犬侍には、アイドル回転数は急低
下することから、上記の点火時期調整によるアイドル回
転数の制御とは別途に、エンジンの吸入空気量を増量し
、これによりアイドル回転数の低下を抑制ないし防止す
ることが考えられる。

しかるに、その場合に、吸入空気量を増量してアイドル
回転数の低下を抑１．＋１する際には、この吸入吸気量
の変化を検出するエアフローセンサ等にその増量変化に
対する検出遅れがあり、このため燃料噴射式エンジンで
は吸入空気量の変化時よりも燃料の増量時期に遅れが生
じて混合気の空燃比がリーン側に変化する。この場合、
エンジンの発生トルクは第５図に示すように同一点火時
期では減少すると共に、点火時期の変化に対する発生ト
ルクの変化量が小さくなり、その結果、発生トルクの変
動に対する点火時期制御の応答性が低くなって、発生ト
ルクを等トルクにできず、アイドル回転数の一時的な低
下を招く欠点が生じる。以上、吸入空気量を増量調整す
る場合について説明したが、車載エアコンの停止に伴い
その吸入空気量の増量調整を停止する際も上記と同様で
あり、この場合には逆に吸入吸気量の減量により空燃比
がリッチになって、第６図に示すように点火時期の変化
に対する発生トルクの変化量が大きくなり過ぎ、その結
果、アイドル回転数のハンチングを招く欠点が生じる。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、アイドル運転時、エンジン負荷の変化に対応して
吸入空気量を増減調整した場合にも、点火時期制御によ
りアイドル回転数の一時的な落込みやハンチングを有効
に抑制ないし防１１．シて、アイドル回転数を目標値に
安定して維持することにある。

（課題を解決するための手段） 上記の［１的を達成するため、本発明では、吸入空気量
の増減調整があった際には、これに応じて点火時期制御
の制御制御量を適宜大値側及び小値側に補正して、発生
トルクの変動に対する点火時期制御の応答性を良好にす
る。

つまり、本発明の具体的な解決手段は、第１図に示すよ
うに、エンジンの点火時期を調整する点火時期調整手段
２６と、エンジンの点火時期によりエンジンのアイドル
回転数を１−１標回転数にするように上記点火時期調整
手段２６をフィードバック制御する点火時期制御手段３
０と、エンジンのアイドル運転時にエンジンの運転状態
に応じて吸入空気量を２１整する吸入空気量調整手段２
７とを備えたエンジンのアイドル回転数制御装置を前提
とする。そして、上記吸入空気量調整手段２７により供
給される吸入空気量に応じて上記点火時期制御手段３０
による点火時期のフィードバック制御量を補正する制御
量補正手段３１を設ける構成としている。

（作用） 以上の構成により、本発明では、点火時期の制御により
アイドル回転数が目標値に調整されている場合に、例え
ば車載エアコンが作動を開始してエンジン負荷が増大し
た時を説明すると、この場合には吸入空気量調整手段２
７により吸入空気量が増量調整されて、エンジン負荷の
増大に起因するアイドル回転数の低下が有効に抑制ない
し防止される。

その際、吸入吸気量の増量に対して燃料増量に遅れが生
じて混合気の空燃比がリーンになり、点火時期の変化に
対する発生トルクの変化量が小さくなっても、点火時期
のフィードバック制御量が制御量補正手段３１により補
正されて大値にできるので、発生トルクの変動に対して
点火時期側の応答性が良くなって、発生トルクはほぼ同
一値に保持され、その結果、アイドル回転数は変動せず
に１−１標値に良好に収束し続けることになる。

また、車載エアコンの停止に伴う吸入空気量の減少時に
は、混合気の空燃比は逆にリッチになり、点火時期の変
化に対する発生トルクの変化量は大きくなり過ぎる。し
かし、点火時期のフィードバック制御量が制御量補正手
段３１により補正されて小値にできるので、そのフィー
ドバック制御ｎは適切値となってアイドル回転数のハン
チングが有効に抑制ないし防止されて、アイドル回転数
は「１標値に良好に収束し続ける。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンのアイドル回転
数制御装置によれば、吸入空気量の増量及び減量、７３
整により混合気の空燃比が一時的に変化し、点火時期の
変化に対する発生トルクの変化量が変化しても、これに
対応して点火時期のフィードバック制御量を大小補正し
て適宜値にできるので、発生トルクの変動に対する点火
時期制御の応答性を良好なものにして、発生トルクを等
トルり値に制御でき、アイドル回転数を目標値に安定し
て保持することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基いて説明
する。

第２図において、１はエンジン、２はエンジン１のシリ
ンダ３に摺動自在に嵌挿したピストン４により形成され
る燃焼室、５は一端が大気に連通し他端が分岐して各気
筒の燃焼室２に開口し各燃焼室２に吸気を供給する吸気
通路、６は一端が上記燃焼室２に開口し他端が大気に開
放されて排気を排出する排気通路である。

上記吸気通路５の分岐部上流側には、吸入空気量を調整
するスロットル弁９と、該スロットル弁９上流側で燃料
を噴射供給する燃料噴射弁１０が配置されていると共に
、吸気通路５の燃焼室２への開口部には吸気弁１１が、
排気通路６の燃焼室２への開口部には排気弁１２が各々
配置され、燃焼室２の頂部には点火プラグ１３が配設さ
れている。

また、吸気通路５の燃料噴射弁１０の配置部分の近傍に
は、小径の吸気通路５ａが形成され、この小径の吸気通
路５ａには、エンジン１に吸入される吸入空気量を検出
する熱線式のエアフローセンサ１５が配置されていると
共に、吸気通路５のスロットル弁９の配置部分の側方に
は、吸気のバイパス通路１６が形成され、該バイパス通
路１６には、該通路１６の通路面積を調整する制御弁１
７が配置されている。

加えて、同図において、２０は爆発行程となる点火プラ
グ１３に高電圧を分配する配電器であって、エンジンの
クランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク
角センサとして機能する。

また、２１はエンジン冷却水温度を検出する水温センサ
、′２２は車載エアコン等のエンジン負荷の作動を検出
する負荷センサであって、上記各センサの検出信号は内
部にＣＰＵ等を備えたコントローラ２５に入力される。

そして、該コントローラ２５により、配電器２０への点
火信号の出力時期を調整してエンジン１の点火時期を調
整する点火時期調整手段２６を構成していると共に、エ
ンジンのアイドル運転時には、負荷センサ２２により検
出する車載クーラの作動の有無に伴うエンジン負荷の変
動、つまりエンジンの運転状態に応じて上記制御弁１７
を制御し、車載クーラの作動時にはバイパス通路１６を
流通するバイパス吸気量（吸入空気量）を増量し、車載
クーラの停止時にはバイパス吸気量を減量するよう調整
する吸入空気量調整手段２７を構成している。

次に、上記コントローラ２５によるアイドル運転時にお
ける点火時期制御を第３図及び第４図の制御フローに基
いて説明する。

先ず第３図の点火時期のフィードバック制御フローから
説明するに、スタートして、ステップＳＰ１でエンジン
冷却水温度信号、クランク角信号、及び吸入空気量信号
を読み込んだ後、ステップＳＰ２でエンジン回転数Ｎ、
及び吸気充填効率Ｃｅを演算する。その後、ステップＳ
ｐ３で予め点火時期を吸気充填効率およびエンジン回転
数に応じて記憶したマツプから今回のエンジン回転数Ｎ
。

および吸気充填効率Ｃｅに応じ・た基本点火時期ＩＣ，
を読み込んで、これを制御点火時期ＩＧとする。

続いて、ステップＳＰＪで今回のエンジン冷却水温度に
応じたアイドル回転数の目標値Ｎ０を設定し、その後、
ステップＳＰ５で今回のアイドル回転数ＮＥと目標値Ｎ
。との偏差ΔＮ（ΔＮ−Ｎ０ＮＥ）を算出して、ステッ
プＳｐａで吸気充填効率Ｃｅに応じて予め記憶した点火
時期の基本フィードバック制御ゲインマツプから、今回
の吸気充填効率Ｃｅに応じた基本フィードバック制御ゲ
インを設定し、ステップＳＰ７で基本フィードバック制
御ゲインに上記の回転数偏差ΔＮを乗じてフィードバッ
ク制御ゲインＧＥＩＮｏを算出して、リターンする。

よって、上記第３図の制御フローにより、アイドル回転
数の目標値と実回転数との偏差に応じたフィードバック
制御ゲインＧＩＥＩ　Ｎｏを算出し、この制御ゲインＧ
ＥＩＮｏによりエンジンの点火時期を制御点火時期ＩＧ
に制御するよう上記点火時期調整手段２６をフィードバ
ック制御して、エンジンのアイドル回転数を１１標回転
数に調整するようにした点火時期制御手段３０を構成し
ている。

次に、第４図の制御フローを第７図に基いて説明する。

この制御フローは、バイパス吸気量の増減調整に伴う点
火時期の補正用のフローである。

同図において、ステップＳ１では先ずバイパス吸気量の
増減：Ａ整時からこの増減調整に起因する空燃比の変化
が最大になるまでの期間ＴＰＮ、　ＴＮ、、目標点火時
期の１回当りの補正値ＩＧＤＦＮ　、　ＩＧＤＮＦ　。

及びフィードバック制御ゲインの１回当りの補正値ＩＧ
ＦＤＰＮ、　ＩＧＦＤＮＰを制御弁１７の開度、つまり
バイパス吸気量の値に応じて、予め記憶したマツプから
読み込んだ後、ステップＳ２で上記第３図の点火時期の
基本制御を実行してバイパス吸気量の増減調整のない状
態での基本点火時期ＩＣ８及びフィードバック制御ゲイ
ンＧＥＩＮＯを算出する。

しかる後、ステップＳ３及びＳ４で制御弁１７の状態を
判別し、その変化がない場合にはバイパス吸気量の増減
変化がないので、上記ステップＳ２でのフィードバック
制御ゲインＧＥＩＮｏを変更せずこの値ＧＩＥＩＮｏで
もって点火時期を基本点火時期ＩＧｏにフィードバック
制御する。

これに対し、ステップＳ４で制御弁１７がＯＦＦ状態か
らＯＮ状態に移行した場合には、ステップＳ５以降でフ
ィードバック制御ゲインＧＩＥＩＮｏを大値側に補正す
る。つまり、第７図（ａ）に示すようにこのバイパス吸
気量の増大時には、エアフローセンサ１５の検出遅れに
より燃料増量が遅れて混合気の空燃比がリーンになり、
このため第５図に示すように発生トルクは同一点火時期
では減少し、しかも点火時期の変化に対する発生トルク
の変化量が小さくなるので、点火時期を進角側に補正し
て発生トルクの増大を図ると共にフィードバック制御ゲ
インＧＥＩＮＯを大値側に補正すべく、先ずステップＳ
５で上記第３図の制御フローを実行してバイパス吸気量
の増大直前での基本点火時期ＩＧ、及びフィードバック
制御ゲインＧＥＩＮｏを算出した後、ステップＳ６でタ
イマｔ２のカウントを開始し、ステップＳ７で上記算出
した基本点火時期ＩＧ、をその補正値ＩＧＤＰＮに基い
て下記式にて進角側に補正し、この点火時期を制御点火
時期ＩＧとすると共に、 １　Ｇ　＝　Ｉ　Ｇｏ　＋　ＩＧＤＰＮ　Ｘ　ｔ　２フ
イードバツク制御ゲインＧＥＩＮをその補正値ＩＧＦＤ
ＰＮに基いて下記式で大値側に補正する。

ＧＥＩＮ””ＧＥＩＮｏ　＋　ＩＧＰＤＰＮＸ　ｊ　２
そして、ステップＳ８でタイマｔ２が空燃比のリーン側
への最大変化時までの時間を計測するまでの間Ｔｐｓは
上記の補正を行う。その結果、空燃比のリーン側変化の
増大に伴って制御点火時期ＩＧは基本点火時期ＩＧｏか
ら進角側に徐々に移行し、フィードバック制御ゲインＧ
ＥＩＮは次第に大値側に変化する。

その後、空燃比のリーン側への変化が最大から減少し始
めると、ステップＳ９で第３図の制御フローを実行して
バイパス吸気量の増大時での基本点火時期ＩＧｏ及びフ
ィードバック制御ゲインＧＥＩＮ’ｏを算出した後、ス
テップＳＩｏでカウンタＪのカウントを開始して、ステ
ップＳｏで今度は空燃比のリーン側変化の減少に対応し
て、上記進角側に補正した制御点火時期ＩＧをその補正
値ＩＧＤＰＮに基いて下記式にて算出し、 ＩＣ−ＩＣ−ＩＣＤＩ’Ｎ　ＸＪ 上記バイパス吸気量の増大時での話本点火時期工Ｇｏに
移行させると共に、フィードバック制御ゲインＧＥＩＮ
をその１回当りの補正１ｉ１１　ＩＧＰＤＩ’Ｎに基い
て下記式にて算出し、バイパス吸気量の増大時での値Ｇ
ＨＩＮｏに近づける。

ＣＢＩＮ−ＧＥＩＮ−ＩＣＦＤＩ’ＮＸ　Ｊそして、ス
テップＳ１２で制御点火時期ＩＧが上記バイパス吸気量
の増大時での基本点火時期ＩＧ。になるまで上記の制御
を続行し、基本点火時期ＩＧｏに一致すれば、ステップ
Ｓ＋３でタイマｔ２及びカウンタＪを１２−０．）−０
に戻して終了する。

一方、上記ステップＳ３で制御弁１７がＯＮ状態からＯ
ＦＦ状態に移行した場合には、ステップＳ１４以降でフ
ィードバック制御ゲインＣＥＩＮ、を小値側に補正する
。つまり、第７図（ｂ）に示すようにバイパス吸気量の
減少時には、上記増量時とは逆にエアフローセンサ１５
の検出遅れにより燃料の減量が遅れて混合気の空燃比が
リッチになり、このため第６図に示すように点火時期の
変化量に対する発生トルクの変化量が大きくなり、しか
も第７図（ｂ）に破線で示すように吸気充填効率Ｃｅに
応じて点火時期を直ちに進角側に制御すると、第６図か
ら判るように発生トルクがその最大点を越えて逆に低下
する制御領域に入るので、点火時期を先ずは遅角側に補
正すると共にフィードバック制御ゲインＧＥＩＮｏを小
値側に補正することとして、ステップＳ１４で上記第３
図の制御フローを実行してバイパス吸気量の増大時での
基本点火時期ＩＧ、及びフィードバック制御ゲインＣＥ
ＩＮｏを算出した後、ステップＳＩ５でタイマｔ、のカ
ウントを開始し、ステップＳＩ６で上記算出した基本点
火時期ＩＧ、をその補正値ＩＧＤＮＦに基いて式１式％ にて遅角側に補正し、この点火時期を制御点火時期ＩＧ
とすると共に、フィードバック制御ゲインＧＩＥＩＮｏ
をその補正値ＩＧＰＤＮＰに基いて下記式で小値側に補
正する。

ＧＩＥＩＮ＝ＧＥＩＮｏ　　　１ＧＦＤＮＰｘ　ｔ　ｒ
そして、ステップＳ１７でタイマ１．が空燃比のリッチ
側への最大変化時までの時間を計測するまでの間ＴＮＰ
は上記の補正を行って、制御点火時期ＩＧを基本点火時
期ＩＧｏから遅角側に徐々に移行させると共に、フィー
ドバック制御ゲインＧＥＩＮを次第に小値側に変化させ
る。

その後、空燃比のリッチ側への変化が最大から減少し始
めると、ステップＳＩ８で第３図の制御フローを実行し
てバイパス吸気量の減少が終了した時点での基本点火時
期ＩＧ、及びフィードバック制御ゲインＧＩＥＩＮｏを
算出した後、ステップＳ１９でカウンタｌのカウントを
開始して、ステップＳ２０で今度は空燃比のリッチ側変
化の減少に対応して、上記遅角側に補正した制御点火時
期ＩＧをその補正値１にＤＩ７Ｎｌ、２Ｊいて式 １式％ にて算出して上記バイパス吸気量の減少が終了した時点
での基本点火時期ＩＧ、に向って移行させると共に、フ
ィードバック制御ゲインＧＥＩＮをその補正値ＩＧＦＤ
ＮＰに基いて式 ％式％［１ により算出してバイパス吸気量の減少が終了した時点で
のフィードバッグ制御ゲインＧＥＩＮｏに向って大値に
する。

そして、ステップＳ２＋で制御点火時期ＩＧが上記バイ
パス吸気量の減少が終了した時点での基本点火時期ＩＧ
、になるまで上記の制御を続行し、その基本点火時期Ｉ
Ｇｏに一致すれば、ステップＳ１３でタイマｔ、及びカ
ウンタ！をｔｌ”０１１−〇に戻して終了する。

よって、上記第４図の制御フローにおいて、ステップ８
３〜Ｓ２１により、上記吸入空気量調整手段２７の制御
弁１７の０Ｎ１０ＦＦ作動により供給されるバイパス空
気量に応じて、上記点火時期制御手段２６による点火時
期のフィードバック制御量ＧＥＩＮｏを、バイパス空気
量の増大時には大仏側に補正し、バイパス空気量の減少
時には小値側に補正するようにした制御量補正手段３１
を構成している。

したがって、上記実施例においては、車載クーラの作動
によりエンジン負荷が増大してバイパス通路１６のバイ
パス吸気量が増大側に調整されると、エアフローセンサ
１５の検出遅れに起因して燃料増量に遅れが生じ混合気
の空燃比は第７図（ａ）に示すように設定空燃比よりも
リーン側に移行する。このため、第５図に示すように点
火時期の変化に対する発生トルクの変化量は小さくなっ
て、設定空燃比でのフィードバック制御（Ｉ　ＣＥ　Ｉ
　Ｎ　ｏでは発生トルクの変動に点火時期の変化が良好
に追随できなくなり回転数の一時的な低下が生じる。し
かし、この際にはフィードバック制御ｆｕＧＥＩＮｏが
第７図（ａ）に示すように大仏側に補正され、このこと
により点火時期の変化が発生トルクの変動に良好に対応
して、発生トルクを均一にできるので、アイドル回転数
を目標値に良好に維持することができる。

また、車載クーラの停止に伴いバイパス吸気量が減少側
に調整されると、混合気の空燃比は第７図（ｂ）に示す
ようにリッチ側に移行し、このため、第６図に示すよう
に点火時期の変化に対する発生トルクの変化量が大きく
なり過ぎて、アイドル回転数のハンチングが生じ品くな
るが、フィードバック制御量ＧＥＩＮｏが第７図（ｂ）
に示すように小値側に制御されて適正値になるので、ア
イドル回転数をハンチングなく目標値に良好に維持する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図ないし第７図は本発明の実施例を示し、第２図は
全体構成図、第３図及び第４図はコントローラによる点
火時期制御を示すフローチャート図、第５図は空燃比が
リーン化した場合の点火時期に対する発生トルク特性を
示す図、第６図は空燃比がリッチ化した場合の点火時期
に対する発生トルク特性を示す図、第７図は作動説明図
である。 １・・・エンジン、１３・・・点火プラグ、１５・・・
エアフローセンサ、１６・・・バイパス通路、１７・・
・制御弁、２２・・・負荷センサ、２５・・・コントロ
ーラ、２６・・・点火時期調整手段、２７・・・吸入空
気量調整手段、３０・・・点火時期制御手段、３１・・
・制御量補正手段。 ほか２名 ７ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの点火時期を調整する点火時期調整手段
   と、エンジンの点火時期によりエンジンのアイドル回転
   数を目標回転数にするように上記点火時期調整手段をフ
   ィードバック制御する点火時期制御手段と、エンジンの
   アイドル運転時にエンジンの運転状態に応じて吸入空気
   量を調整する吸入空気量調整手段とを備えるとともに、
   該吸入空気量調整手段により供給される吸入空気量に応
   じて上記点火時期制御手段による点火時期のフィードバ
   ック制御量を補正する制御量補正手段を備えたことを特
   徴とするエンジンのアイドル回転数制御装置。