JPH0340226B2 - - Google Patents

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時の回転速度をエ
ンジン状態等を検出する各センサの出力により制
御するエンジン回転速度制御装置に関する。

〔従来の技術および発明が解決する課題〕

従来のアイドル時のエンジン回転速度制御装置
は、スロツトル弁をバイパスする補助空気導管に
エンジン温に応じて補助空気量を制限する補助空
気弁を設け、回転速度を制御する構成であつた。
例えば、特公昭49−40886号公報のもの。

この従来の装置では、常時帰還制御であるた
め、エンジン再始動時にはアイドル回転を上昇さ
せる方向、つまり補助空気弁を開く方向に作動し
てしまい、空気過剰のためエンジンがかかりにく
くなつたり、エンジンがかかつた瞬間、エンジン
が過回転となつてしまうという不都合があつた。

また、エンジン回転速度の帰還制御を、エンジ
ンの始動時には解除するものも公知である。例え
ば特開昭51−2834号公報のもの。

この従来の装置でも、始動時および始動後の空
気量制御の考慮が不十分で、始動時の適正な空気
量の供給ができないのみならず、始動後のアイド
ル状態での帰還制御への移行時にエンジンへの空
気量が大幅に増減してエンジンの回転変動を生じ
るという不都合があつた。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、
スムーズにエンジンを始動させ、かつアイドル状
態の帰還制御にスムーズに移行可能とすることを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的のために、 エンジンの暖機状態またはエンジンへの負荷状
態に応じて目標アイドル回転速度を設定し、この
目標アイドル回転速度と実際の回転速度との差に
応じてエンジンへの空気量を帰還制御して、エン
ジン回転速度を前記目標アイドル回転速度に制御
するエンジン回転速度制御装置において、 エンジンのスタータが作動状態になるか否かを
検出する始動検出手段と、 エンジンが始動状態のときは、前記帰還制御を
解除すると共に、前記エンジンへの空気量を前記
目標アイドル回転速度の設定に対応したエンジン
の暖機状態または前記エンジンへの負荷状態に応
じた所定量に制御する手段と を備えるという技術的手段を採用する。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。第１図において、エンジン１０は、公知の４
サイクルレンプロ火花点火エンジンで、エアクリ
ーナ１１、エアフローメータ１２、吸気管１３、
サージタンク１４、各吸気分岐管１５を経て主の
空気を吸入し、燃料、例えばガソリンは各吸気分
岐管１５に設けられた電磁燃料噴射弁１６から噴
射供給される。

エンジン１０の主吸入空気量は、任意に操作さ
れるスロツトル弁１７によつて調整され、一方燃
料噴射量は、電気燃料制御ユニツト２０によつて
調整される。電気燃料制御ユニツト２０は、回転
速度センサをなす回転速度と、エアフローメータ
１２によつて測定される吸入空気量とを基本パラ
メータとして燃料噴射量を決定する公知のもの
で、他に緩機センサ１９、スロツトルセンサ２５
等からの信号を入力しており、これによつて燃料
噴射量の増減を行なう。

空気導管２１，２２は、スロツトル弁１７をバ
イパスするように設けられ、両導管２１，２２の
間には空気制御弁３０が設けられている。また、
導管２１の一端は、スロツトル弁１７とエアフロ
ーメータ１２の間に設けられた空気導入口２３に
接続され、導管２２の一端は、スロツトル弁１７
の下流部に設けられた空気導出口２４に接続され
ている。

空気制御弁３０は、基本的にはダイヤフラム式
制御弁であつて、ハウジング３１，３２間に外周
が巻締めされたダイヤフラム３３の変位を、シヤ
フト３４を介して弁体３５に伝達し弁座３６を開
閉する形式のものである。ダイヤフラム３３は、
室３７，３８間の圧力差によつて変位し、またば
ね受皿３９を介して圧縮コイルばね４０により付
勢され、弁体３５の閉弁力を付与されている。

ハウジング３１，３２間にはダイヤフラム３３
と共に保持プレート４１が巻締め固定されており
この保持プレート４１に設けられたスリーブ４２
によりシヤフト３４が気密的に案内されている。
また、保持プレート４１には小孔４３が形成され
ており、この小孔４３を介して室３７内に大気を
導入させている。

なお、弁体３５はニードル弁であつて、弁座３
６との間で形成する流通面積をシヤフト３４の変
位量に対して連続的に変化させる。

さらに、空気制御弁３０は、弁体３５の開度を
間接的に変化させる電磁機構５０を備えている。
この電磁機構５０は、樹脂製のボビンに巻装さ
れ、ハウジング３１に固定された電磁コイル５１
と、電磁コイル５１の中心に配設された固定鉄心
５２と、磁性体で形成され、ピン５３でハウジン
グ３１に固定された板ばね５４と、板ばね５４の
先端に対向するように設けられた管５５，５６と
から構成されている。そして、板ばね５４は、電
磁コイル５１が通電されないときは、自身のばね
力で管５６を閉じ、電磁コイル５１が通電される
と電磁力より管５５を閉じる。ここで、管５５
は、室３８へ大気圧を導くため大気に開放されて
おり、一方管５６は、室３８へ吸気負圧を導くた
め管５７を介してサージタンク１４に接続されて
いる。

しかして空気制御弁３０は室３８内の圧力の大
きさによつて弁体３５の開度（つまりスロツトル
弁１７をバイパスさせる補助空気の量）を制御す
るもので、室３８内の圧力の大きさは吸気負圧を
導く管５６の開かれる時間割合つまり電磁コイル
５１に通電される時間割合で決定される。

電磁機構５０は、電子空気制御ユニツト６０に
よつて励磁が制御される。この電子空気制御ユニ
ツト６０は、デイストリビユータ１８、暖機セン
サ１９、自動車のクーラー等の空調機用コンプレ
ツサ２６とエンジン１０の駆動軸を接続する電磁
クラツチ２７をオン、オフする空調スイツチ２８
が接続されており、エンジン回転速度信号、冷却
水温信号、スロツトル信号および空調機のオン、
オフ信号が入力される。

次に第２図により電子空気制御ユニツト６０に
ついて詳細に説明する。１００はＦ−Ｖ変換回路
で点火用デイストリビユータ１８からのエンジン
回転に同期した断続信号が入力され、この信号は
抵抗１０１，１０２，１０３，１０４、コンデン
サ１０６、トランジスタ１０８よりなる波形整形
部で第３図Ａのごとく波形整形された後、コンデ
ンサ１０７，１１１、ダイオード１０９，１１
０、抵抗１０５によつてエンジン回転速度に比例
した電圧とエンジン回転（断続信号）に同期した
鋸歯状歯電圧とを重畳した第３図Ｂに示す電圧を
端子Ｂより出力する。２００は関数電圧発生回路
で、暖機センサ１９の出力信号と空調スイツチ２
８のオンオフ信号とが入力され、暖機センサ１９
の出力は公知の増幅回路２０１で増幅されエンジ
ン暖機状態に応じた電圧信号となる。この電圧信
号は抵抗２０２、ダイオード２０３を介して、ま
た空調スイツチ２８からのオンオフ信号は抵抗２
０４、ダイオード２０５を介して後述の第１比較
回路３００に出力され、第１比較回路３００の比
較レベルＤを与える。第１比較回路３００は、抵
抗３０１，３０２，３０３、比較器３０４、並び
に比較器３０４の反転入力端と出力端との間に接
続されたトランジスタ３０５からなり、Ｆ−Ｖ変
換回路１００の出力電圧と関数電圧発生回路２０
０の関数電圧とを比較する。関数電圧発生回路２
００の出力特性は第４図に示すようにエンジン温
が低くなる程出力電圧は大きく空調スイツチ２８
がオフのときは第４図の実線に示すごとくであ
り、空調スイツチ２８がオンのときは第４図の破
線に示すごとく出力電圧は大きくなる。比較回路
３００ではＦ−Ｖ変換回路１００の出力電圧が比
較レベルＤより低い期間だけ第３図Ｃのごとく
“１”レベルとなる信号Ｃを出力する。４００は
積分回路で、この信号Ｃに応じてコンデンサ４０
１を定電流充電若しくは定電流放電するもので、
定電流回路４０２並びに４０３ダイオード４０４
並びに４０５を備えている。この積分回路４００
は第３図Ｅの破線で示すように、比較回路３００
の出力信号Ｃが“１”レベルの間はコンデンサ４
０１が定電流充電されるため出力電圧Ｅが上昇
し、出力信号が“０”レベルのときはコンデンサ
４０１が定電流放電されて出力電圧Ｅが低下する
ようになつている。５００は第３図Ｅの実線で示
すように一定周期の三角波状の電圧Ｆを出力する
公知の発振器である。６００は積分回路４００の
出力電圧Ｅと発振器５００の三角波状電圧Ｆとが
入力され両電圧を比較する第２比較回路で、抵抗
６０１、比較器６０２よりなり第３図Ｇのごとく
積分回路４００の出力電圧Ｅの方が大きい期間だ
け、“１”レベルとなるパルス信号Ｇを出力する。
７００はこの第２比較器６００の信号Ｇを反転増
幅する反転増幅器７０１を用いた反転増幅回路
で、増幅後の出力は前記空気制御弁３０の電磁機
構５０の電磁コイル５１に供給される。８００は
切換指令回路で、前記スロツトルセンサ２５から
の信号のうち、スロツトル弁１７が閉じられたと
き“０”レベル、開かれたとき“１”レベルとな
る信号が入力され、更にエンジン１０を始動する
ためのスタータが駆動中のみ“１”レベル信号が
出力されるスタータスイツチ２９の出力信号が入
力されている。この切換指令回路８００は抵抗８
０１，８０２，８０３，８０５、トランジスタ８
０４からなり、トランジスタ８０４のコレクタは
抵抗８０５を介して第１比較回路３００のトラン
ジスタ３０５に接続されており、スロツトルセン
サ２５若しくはスタータスイツチ２９から“１”
レベル信号が入力されるとトランジスタ８０４が
導通して第１比較回路３００のトランジスタ３０
５を導通させる。このため第１比較回路３００の
比較器３０４はインピーダンス変換器として動作
せられる。

次に上記構成装置の作動を説明する。エンジン
１０がスロツトル弁１７が閉じられアイドル運転
されている場合において、アイドル回転速度が電
子空気制御ユニツト６０の関数電圧発生回路２０
０により決定される比較レベルＤに対応した設定
回転速度（目標アイドル回転速度）より低いとき
はＦ−Ｖ変換回路１００の出力もこの比較レベル
Ｄに対し低下する。このため第３図Ｂの中央部に
示すようにＦ−Ｖ変換回路１００の出力は比較レ
ベルＤより常に低いか、高くなるとしても僅かの
間であり、従つて、第１比較回路３００の出力信
号は第３図Ｃの中央部に示すように常に“１”レ
ベルか、“０”レベルとなるとしても“０”レベ
ルの期間はごく小さく、この結果積分回路４００
の出力電圧Ｅは第３図Ｅの中央部の破線に示すご
とく上昇していく。このため第２比較回路６００
では、発振器５００の三角波状の電圧Ｆより積分
電圧Ｅが大きくなる期間Ｔ（比較器６０２が“１”
レベルとなる期間）が増加し、空気制御弁３０と
電磁機構５０の電磁コイル５１に通電される時間
割合は増加し、つまり空気制御弁３０の開度が大
きくなりスロツトル弁１７をバイパスする補助空
気の量が増加し、エンジン１０の回転速度を上昇
させる。反対にエンジン回転速度が設定回転速度
以上のときはＦ−Ｖ変換回路１００の出力は第３
図Ｂの右側に示すように設定回転速度を与える比
較レベルＤより常に高くなるか、低くなるとして
も僅かの間であり、第１比較回路３００の出力信
号は第３図Ｃの右側に示すように常に“０”レベ
ルの期間はごく小さく、この結果積分回路４００
の出力電圧Ｅは第３図Ｅの右側の破線に示すごと
く下降している。このため第２比較回路６００で
は発振器５００の三角状の電圧Ｆより積分電圧Ｅ
が大きくなる期間Ｔ（つまり比較器６０２が“１”
レベルとなる期間）が減少し、空気制御弁３０の
電磁機構５０の電磁コイル５１に通電される時間
割合が減少し、つまり空気制御弁３０の開度が小
さくなり、スロツトル弁１７をバイパスする補助
空気の量が減少し、エンジン１０の回転速度を減
少させる。

このようにしてエンジン回転速度はスロツトル
弁１７が閉じられたアイドル時には電子空気制御
ユニツト６０によつて関数電圧発生回路２００の
出力で決まる比較レベルＤに対応した設定回転速
度に帰還制御される。しかしてこの設定回転速度
を決定する比較レベルＤは暖機センサ１９の出力
に応じて第４図の実線で示すごとくエンジン温が
低い程高くなるもので、暖機運転時にはエンジン
温に応じて回転速度を高め得るため安定にアイド
ル運転を維持でき、更にエンジンの負荷となる自
動車用クーラー等のコンプレツサ２６がエンジン
１０に接続され駆動される空調スイツチ２８がオ
ンのときは、この空調スイツチ２８のオン信号が
関数電圧発生回路２００に入力されこの回路２０
０によつて第４図の破線を示すごとく比較レベル
Ｄがもち上げられるため設定回転速度を高く切換
えでき、従つてコンプレツサ２６の能力を損なう
といつた問題或いはエンジンストールを引き起す
といつた問題もなくなる。

次にエンジン１０がスロツトル弁１７が開かれ
アイドル運転から非アイドルである負荷運転に移
行されると、切換指令回路８００のトランジスタ
８０４が導通し、第１比較回路３００のトランジ
スタ３０５を導通させるため、第１比較器の比較
器３０４はインピーダンス変換器として作動す
る。このため関数電圧発生回路２００の出力電圧
つまり比較レベルＤがそのままインピーダンス変
換器から出力され、積分回路４００の出力電圧も
比較レベルＤに近い値となり、この結果、第２比
較回路６００は関数電圧発生回路２００の比較レ
ベルＤに応じた一定のパルス幅のパルス信号Ｇを
出力し、従つて空気制御弁３０はエンジン温に応
じた一定の補助空気をスロツトル弁１７をバイパ
スさせて供給することになる。このことは以下の
効果を発揮する。つまり一般にエンジンの負荷運
転中はアイドル運転時より回転速度が大きいた
め、仮に切換指令回路８００を設けず回転速度制
御を行なつていると補助空気導管２１，２２は閉
じられつまり補助空気が供給されないように作用
するため、負荷運転からアイドル運転へ移行する
際回転速度が一旦設定回転速度以下に落ちてしま
いエンジンストールを引き起こしたり、或いは設
定回転速度に収束するまでエンジン回転が不安定
であるといつた問題があるが、この実施例のもの
ではスロツトル弁１７が開かれるような負荷運転
時にもエンジン状態（この実施例ではエンジン
温）に応じた一定量の補助空気を供給しているた
めこのような問題がないという利点をもつ。

またこの実施例のものではエンジン始動のため
スタータが駆動されると、スタータスイツチ２９
より“１”レベル信号が出力され、この場合も上
述のスロツトル弁１７が開かれた場合同様、切換
指令回路８００のトランジスタ８０４が導通して
切換指令作動するため積分回路４００の出力は関
数電圧発生回路の出力に近い値となり、つまり第
２比較回路６００はエンジン状態（エンジン温）
およびエンジンへの負荷状態に応じた一定なパル
ス幅のパルス信号を出力し、補助空気の量もエン
ジン状態に応じた一定なものとしてエンジン始動
性を向上させる。

なお、上記実施例では電磁機構５０によりダイ
ヤフラム弁を作動させる形式の空気制御弁を用い
たが、電磁機構５０の電磁力により直接弁体を作
動させる電磁式の空気制御弁を用いてもよい。

また、暖機センサとして冷却水温センサを用い
たが、エンジンの油温センサ、ブロツク温度セン
サ、あるいはバイメタルと電熱ヒータを用いたタ
イマー等を用いてもよい。

また、関数電圧の要素として、エンジンの暖機
状態、コンプレツサの接続状態を適用したが、他
のエンジン運転状態によつて関数電圧を発生させ
るようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、エンジン暖
機状態またはエンジンへの負荷状態に応じて自動
的にエンジンへの空気量が増大されるため、エン
ジンの要求通りの空気量を確保でき、始動性が改
善される。さらにこの際、帰還制御が解除される
ため、エンジンの実回転速度が上昇してもエンジ
ンへの空気量が減らされることはなく、エンジン
停止を生ずることもない。

また、アイドル状態での帰還制御に必要とされ
る空気量にほぼ相応する空気量が始動状態から供
給されているため、始動からアイドルの帰還制御
にスムーズに移行できるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す構成図、
第２図は第１図図示の電子空気制御ユニツトを示
す電気回路図、第３図は第２図各部の信号波形
図、第４図は第１図に示す装置の作動説明に供す
る特性図である。 １０……エンジン、１７……スロツトル弁、１
８……回転速度センサをなすデイストリビユー
タ、２１，２２……導管、２６……コンプレツ
サ、３０……空気制御弁、５０……電磁機構、１
００……Ｆ−Ｖ変換回路、２００……関数電圧発
生回路、３００……第１比較回路、４００……積
分回路、５００……発振器、６００……第２比較
回路、７００……反転増幅回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの暖機状態またはエンジンへの負荷
   状態に応じて目標アイドル回転速度を設定し、こ
   の目標アイドル回転速度と実際の回転速度との差
   に応じてエンジンへの空気量を帰還制御して、エ
   ンジン回転速度を前記目標アイドル回転速度に制
   御するエンジン回転速度制御装置において、 エンジンのスタータが作動状態になるか否かを
   検出する始動検出手段と、 エンジンが始動状態のときは、前記帰還制御を
   解除すると共に、前記エンジンへの空気量を前記
   目標アイドル回転速度の設定に対応したエンジン
   の暖機状態または前記エンジンへの負荷状態に応
   じた所定量に制御する手段と を備えたことを特徴とするエンジン回転速度制御
   装置。