JPH0346200Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関の制御装置、特に絞り弁機
構と、吸気管に配置された断面開口が制御可能な
バイパス路と、空気量測定器と、燃料噴射電子制
御装置と、アイドリング回転速度制御器とを備え
た内燃機関の制御装置に関する。

従来このような内燃機関の制御装置、例えば特
開昭54−62419号公報等に記載された装置におい
て、アイドリング時このバイパス路の断面開口を
変化させ回転速度をアイドリング回転速度に制御
するようにしている（このような制御をアイドリ
ング回転速度制御という）。このような従来の回
転速度制御装置においてはバイパス路の断面開口
値は調節部材の位置によりバイパス路が完全に閉
じる時の値と、完全に開放する時の値の間となつ
ており、アイドリング回路速度制御時以外では上
述した両値の平均断面開口値を有し、この値から
制御が開始される。

このような従来の装置では、絞り弁が閉じ大き
な回転速度からエンジンブレーキに入りアイドリ
ング回転速度に制御される時バイパス路の断面開
口をアイドリング時に必要な断面開口値に素早く
かつ正確に制御できず、例えばアイドリング回転
速度が低く設定してある場合、内燃機関が停止し
てしまう危険性があつた。またエンジンブレーキ
時に吸入空気流量が多くなり排気ガスが汚れると
いう問題があつた。

従つて、本考案はこのような問題点を解決する
ためになされたもので、バイパス路の断面開口を
アイドリング時に必要な断面開口値に素早くかつ
正確に制御でき、内燃機関を停止させる危険性の
ない内燃機関の制御装置を提供することを目的と
する。

このような問題点を解決するために、本考案で
は、吸気管に配置された絞り弁と、絞り弁をバイ
パスするバイパス路と、バイパス路の断面開口を
調節する調節部材とを備えた内燃機関の制御装置
において、吸気管に流れる空気流量と内燃機関の
回転速度の商として求められる充填値の最小充填
値並びにこの最小充填値より小さい限界充填値を
発生する手段と、前記調節部材を駆動して充填値
を最小充填値に制御する充填値制御器と、前記調
節部材を駆動して充填値が限界充填値以下になる
のを制限するとともに回転速度をアイドリング回
転速度に制御するアイドリング回転速度制御器
と、絞り弁が開放する運転状態から絞り弁が閉じ
るエンジンブレーキ時になつたとき回転速度が所
定のしきい値以上のときは前記充填値制御器に、
また前記所定のしきい値以下のときはアイドリン
グ回転速度制御器に切り換える切換手段とを設
け、回転速度が前記所定しきい値以上のときは充
填値制御器によりまた以下のときはアイドリング
回転速度制御器により調節部材を駆動し、バイパ
ス路の断面開口を通過する空気量を調節する構成
を採用した。

本考案は、このようなアイドリング回転速度制
御と充填値制御を組み合わせ、回転速度に従つて
充填値制御器あるいはアイドリング回転速度制御
器を作動させ制御を行なうようにしたものであ
る。

充填値とは、後述するように空気流量と回転速
度の商として定義されるもので、基本噴射期間
（噴射量）に対応するものであり、負荷信号とし
て利用されるものである。この充填値は、空気流
量がある値の時の回転速度が異なると充填値も異
なる値となり、内燃機関を円滑にかつ正確に運転
させるための１つのパラメータとなつている。各
内燃機関に対してこの充填値には固有の最小値が
存在しており、この最小値は回転速度が小さくな
ればなるほど大きな値となつている。

本考案では、充填値をこの最小値に制御する
と、空気流量を少なくでき、排気ガスがきれいに
なり、良好な走行特性が得られるので、絞り弁が
閉じエンジンブレーキに入つた場合、回転速度が
所定のしきい値以上の時は、この充填値を最小値
に制御し、一方、それ以下の時は、回転速度をア
イドリング回転速度に制御するようにしたもので
ある。またこのアイドリング回転速度制御時に
は、充填値が減少した場合、限界充填値を用い充
填値が限界充填値以下になるのを制限するように
している。

このように本願考案では、絞り弁が閉じてエン
ジンブレーキに移行したとき回転速度が所定しき
い値以上のときは充填値が最小になるようにバイ
パス路の断面開口が制御されるので、排気ガスを
良好なものにでき、また回転速度が所定のしきい
値以下になりアイドリング回転速度制御に移行し
たときその直前にバイパス路の断面開口は充填値
制御器により充填値が最小になるような断面開口
に制御されているので、排気ガスを悪化させるこ
となく正確にしかも素早く充填値が最小となるア
イドリング時の断面開口値にすることができ、円
滑にアイドリング回転速度制御に移行させること
が可能になる。

また、回転速度が所定のしきい値以下になりア
イドリング回転速度制御に移行した場合、アイド
リング回転速度制御器は、充填値が限界充填値以
下になるのを制限するので、充填値がその限界値
より小さくなつて内燃機関が停止してしまうのを
防止することが可能になり、アイドリング回転速
度を低く設定することができる、という利点が得
られる。

以下、図面に示す実施例に基づき本考案を詳細
に説明する。

第１図には絞り弁スイツチの出力信号並びに所
定の駆動領域における回転速度信号が図示されて
いる。第１図ａにおいて絞り弁スイツチの出力信
号並びに所定の駆動領域における回転速度信号が
図示されている。第１図ａにおいて絞り弁スイツ
チは絞り弁が閉じた状態で論理「１」信号を発生
するものとする。この信号値は内燃機関が推進駆
動（エンジンブレーキ等においてみられるように
ん逆に外部からのエンジンを回転させるような駆
動、以下単にエンジンブレーキという）になつた
のと同じ状態を示している。絞り弁が閉じると第
１図ｂに図示したような回転速度変化が現れる。
同図からエンジンブレーキ開始時回転速度は減少
し、続いてアイドリング回転速度にするアイドリ
ング回転速度制御モードに入り、これは絞り弁ス
イツチが改めて開放された後運転手の希望に応じ
て回転速度は再び上昇するまで続く。

ガソリン機関用の従来の燃料噴射装置では基本
噴射期間は吸気管における空気流量に比例し回転
速度に反比例する。これを式で表すとtL＝Q〓／ｎ
となる。ここでtLは基本噴射期間であり、Q〓は空
気流量、ｎは回転速度である。この商は又充填値
とも呼ばれており、例えば点火時期のような他の
計算すべき量に対して負荷信号として利用され
る。

充填値は、上述したように吸入空気流量と回転
速度に関係するので、空気流量がある値の時回転
速度が異なると充填値も異なる値となる。この充
填値は、内燃機関を円滑にかつ確実に運転させる
ための１つのパラメータであり、各内燃機関に対
して固有の最小値（tLmin）が存在している。例
えばこの例が第２図に図示されている。同図から
tLminのカーブは回転速度が小さくなると上昇す
ることが理解される。充填値をこの最小値に制御
すると、空気流量を少なくでき、排気ガスがきれ
いになり、良好な走行特性が得られるので、本考
案では、以下に述べるようにエンジンブレーキ時
回転速度が所定のしきい値以上の時は、調節部材
を介してバイパス路の断面開口を変化させ、空気
流量を変化させ、充填値を上述した最小値に制御
するようになつている。

一方、最小充填値カーブtLminの下方部には
tLgで表したように絶対限界充填値が存在しアイ
ドリング回転速度制御時充填値が減少してその限
界充填値より小さくなると、調節部材が完全に閉
じ内燃機関が停止してしまう危険がある。従つ
て、本考案では、充填値が減少した場合、この限
界充填値を用い充填値が限界充填値以下になるの
が制限される。このtLg値は、例えばエンジンブ
レーキ、アイドリング運転、（無負荷運転）、下方
部分負荷領域において負荷が減少する時の充填値
の値として用いられる。

本考案ではエンジンブレーキ時所定のしきい
値、nLL＋Δnの回転速度まで（nLLはアイドリ
ング回転速度）は、第２図のtLminのカーブに対
応してバイパス路の断面開口を制御して吸入空気
流量を調節し、この回転速度の値以下では純粋な
アイドリング回転速度制御が行なわれる。尚Δn
はアイドリング回転速度に加算され、充填値制御
とアイドリング回転速度制御の切換しきい値を形
成するために用いられるもので、切換えをどのよ
うな回転速度で行なうかに従つて定められるもの
である。また、エンジンブレーキ時nLL＋Δnの
回転速度までは、第２図の最小充填値tLminのカ
ーブに対応して回転速度に従つてバイパス路の断
面開口を制御しているので、アイドリング回転速
度制御に切り換えられるときのバイパス路の断面
開口は、アイドリング領域において必要なバイパ
ス路の断面開口になつている。

しかしこのアイドリング回転速度中第２図に図
示されたtLgのカーブを限界曲線として用い充填
値をtLgに従つた値にしアイドリング回転速度中
及びガスを排出させる場合調節部材が完全に閉じ
ることを防止するようにしている。これは調節部
材が完全に閉じてしまうと再びアイドリングに遷
移した場合内燃機関が停止してしまう場合がある
からである。

第１図ａに図示したように絞り弁が再び開放す
ると運転手によつて希望される加速度ないし速度
に対応して回転速度が上昇する。この場合バイパ
ス路に設けられた調節部材を駆動する信号を絞り
弁開放時に格納し、それによつて次のエンジンブ
レーキ開始時に調節部材を前の値とかけ離れた値
から制御し始めなくても済むようにするのが好ま
しい。

このように調節部材の位置を定めておくことに
より、内燃機関がアイドリング回転速度制御によ
る影響を受けることなく直接アクセルペダルの変
位に従い、それにより運転手の希望を実現するこ
とができるという利点が得られる。

絞り弁が開放した後、例えばクラツチが入るこ
とにより負荷がかかりアイドリング回転速度目標
値以下となると同様に制御を開始させ調節部材を
更に開放し、それにより内燃機関が停止してしま
うのを防止するようにする。

続いて回転速度がnLL＋Δn以上に上昇すると
調節部材を駆動する信号（即ちバイパス路を循環
する空気量）は現在の値から穏やかな時間関数に
従つて絞り弁開放直前に記憶された値に減少され
る。それにより部分負荷領域において調節部材が
不本意に広く開放したままになつてしまうことを
防止することができる。

一方暖気時において温度に関係した目標回転速
度に達するために、又多量の燃料要求を満たすた
めにtLmin（ｎ）及びtLg（ｎ）の特性をエンジン
の温度に関係した特性に変化させることができ
る。

上述した回転速度制御ではエンジンブレーキ時
回転速度が大きくなつた場合充填値（Q〓／ｎ）に
対して最小値（tLmin）が与えられ、それによつ
て吸入空気流量を最小値に抑圧させることができ
るという利点が得られる。これはエンジンブレー
キ時における排気ガス値を良好なものにするとい
う観点において極めて好ましいものである。

上述した回転速度制御を実現する構成が第３図
にブロツク図として図示されている。同図におい
て１０は内燃機関を示し、１１は吸気管を示す。
この吸気管には空気量測定装置１２並びに絞り弁
１３が配置される。１４は絞り弁１３に対するバ
イパス路である。調節部材１５によりこのバイパ
ス路１４の断面開口を変化させることができ、そ
の場合調節部材１５を駆動する信号は信号発生回
路１６より得られる。この絞り弁１３には第１図
ａに従つて絞り弁が閉じた場合論理「１」の信号
を発生させる絞り弁スイツチ１７が設けられる。
回転速度測定器１９により内燃機関の各信号発生
回路に回転速度信号が入力される。

時間信号発生回路２０において空気流量と回転
速度信号からQ〓／ｎ信号が形成され、この信号は
補正回路２１において補正入力量に従つてパルス
幅が変調され最終的に吸気管１１の領域に配置さ
れた噴射装置２２に入力される。時間信号発生回
路２０の出力パルスは更にtLの現在値（tList）
とtLの目標値を比較する比較点２３に入力され
る。tLmin及びtLgに対応する目標値は回転速度
に関係しており、第２図に図示した値となる。こ
れらの目標値を温度に関係して変化させるために
ブロツク２４において更に温度信号θのための入
力２５が設けられる。２７は充填値制御器であり
その入力信号は比較点２３、絞り弁スイツチ１７
並びにメモリ２８から得られる。このメモリ２８
には絞り弁が開放する直前のそれぞれ充填値信
号、即ち調節部材１５を駆動する信号tLLSの値
が記憶されている。このtLLSは次のエンジンブ
レーキが始まる時の初期値を表わす。即ちtLLS
は前のエンジンブレーキにおける最後に記憶され
たtL値であり、この格納値は次のエンジンブレ
ーキに対する初期値となる。

アイドリング回転速度制御器２９には回転速度
の現在値（nist）と目標値（ｎ soll，nLLに対
応）を比較する比較回路からの信号が入力され、
一方その出力はメモリ２８の入力端子と切換えス
イツチ３１の接点に接続されている。この切換え
スイツチ３１の第２の接点は充填値制御器２７の
出力端子に接続されている。

この切換えスイツチ３１には回転速度信号並び
に絞り弁スイツチ１７の位置に関係した信号を発
生する論理切換回路３２からの信号が入力され
る。切換スイツチ３１の出力は信号発生回路１６
を介して絞り弁１３のバイパス路１４に配置され
た調節部材１５と接続されている。

切換スイツチ３１が図示した位置にあると第３
図に図示した回路は充填値制御器２７が機能す
る。このことは同時に回転速度が所定のしきい
値、nLL＋Δn以上であることを意味し、従つて
第２図に図示した曲線に従つて制御が行なわれる
ことになる。回転速度がしきい値nLL＋Δnより
小さくなると切換えスイツチ３１は反対側に切り
換わりアイドリング回転速度制御器２９が動作す
る。

充填値制御器の終りの値tLLSはスイツチ３１
が切り換る時に自動的にメモリ２８に記憶され
る。

次に第３図の回路の動作を第４図の流れ図を参
照して説明する。

ステツプ４１において制御が開始され、ステツ
プ４２において絞り弁が閉じていると判断される
と、調節部材１５はメモリ２８に格納された値で
駆動される。続いてステツプ４４で、回転速度ｎ
が所定のしきい値nLL＋Δnより大きいと判断さ
れると、ステツプ４５において充填値制御器２７
が機能し、充填値が第２図に図示した最小値とな
るように、その時の回転速度に対応して調節部材
１５を介してバイパス路の断面開口を調節し、吸
入空気流量を調節する。続いてステツプ４６にお
いて調節部材１５を駆動する信号tLLをメモリ２
８に格納する。

一方、回転速度ｎがnLL＋Δnより小さい時は、
回転速度がアイドリング回転速度nLLとなるよう
な制御が行なわれる。ステツプ４７においてアイ
ドリング回転速度の目標値ｎ soll，（nLLに対
応）とnistの偏差から信号発生回路１６を介して
調節部材１５を駆動する信号tLLの値を求める。
ステツプ４８において、信号tLLの値が減少した
場合tLLの値を第２図のtLgに制限する。続いて
ステツプ４６においてtLLの値をメモリ２８に格
納する。

又ステツプ４２において、絞り弁が開放してい
ると判断され、ステツプ４９において回転速度が
nLL以下の場合には、上述したように調節部材を
更に開放し、それにより内燃機関が停止してしま
うのを防止するようにする。

又回転速度がnLL＋Δn以上に上昇すると、調
節部材を駆動する信号を穏やかに絞り弁開放直前
に記憶された値に減少させる。それにより部分負
荷領域において調節部材が不本意に広く開放した
ままになつてしまうことを防止する。

第３図に図示したブロツク図の詳細な構成はよ
く知られており電子燃料噴射装置の分野における
当業者にとつてこれを具体化するのに問題は発生
しない。

例えば、アイドリング回転速度制御器２９は、
例えば特開昭54−62419号に記載のものを使用で
き、充填値制御器２７は、目標値と実際値を比較
して偏差を出力する通常の制御器として構成で
き、さらに充填値を形成する回路２０は空気流量
と回転数から噴射信号を形成する公知の回路を用
いることができる。又ブロツク２４，２５は第２
図の特性をテーブルの形式で格納したメモリ等で
構成できる。

調節部材１５は好ましくはパルス幅が変調され
る制御信号により駆動され、そのデユーテイ比は
制御器２７，２９によつて決められる。このよう
にして調節部材１５を微細に調節することが可能
になる。

以上述べた回転速度制御装置において重要なこ
とは充填値をエンジンブレーキ時の回転速度に関
係した最小値に制御することにより調節部材１５
をアイドリング時において必要な断面開口値に正
確にかつ素早く制御できるようにしたことであ
る。このようにして温度や電圧或いはその他の制
御量の変動を排除することができる。更に本考案
による制御装置では暖気時における制御にも良好
に適合させることができ最小充填値での駆動にお
ける排気ガスを良好なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは絞り弁スイツチの出力並びに回
転速度信号を示した信号波形図、第２図は回転速
度と噴射期間信号との関係を示した特性線図、第
３図は本考案装置の構成を示したブロツク図、第
４図は第３図回路の動作を説明する流れ図であ
る。 １０……内燃機関、１１……吸気管、１２……
空気量測定装置、１３……絞り弁、１４……バイ
パス路、１５……調節部材、１６……信号発生回
路、１９……回転速度測定器、２０……時間信号
発生器、２１……補正回路、２２……噴射装置、
２７……充填値制御器、２８……メモリ、２９…
…アイドリング回転速度制御器、３２……論理切
換回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 吸気管に配置された絞り弁１３と、絞り弁を
   バイパスするバイパス路１４と、バイパス路の
   断面開口を調節する調節部材１５とを備えた内
   燃機関の制御装置において、 吸気管に流れる空気流量Q〓と内燃機関の回転
   速度ｎの商として求められる充填値（Q〓／ｎ）
   の最小充填値（tLmin）並びにこの最小充填値
   より小さい限界充填値（tLg）を発生する手段
   ２４と、 前記調節部材を駆動して充填値（Q〓／ｎ）を
   最小充填値（tLmin）に制御する充填値制御器
   ２７と、 前記調節部材を駆動して充填値が限界充填値
   以下になるのを制限するとともに回転速度をア
   イドリング回転速度（nLL）に制御するアイド
   リング回転速度制御器２９と、 絞り弁が開放する運転状態から絞り弁が閉じ
   るエンジンブレーキ時になつたとき回転速度が
   所定のしきい値（nLL＋Δn）以上のときは前
   記充填値制御器に、また前記所定のしきい値以
   下のときはアイドリング回転速度制御器に切り
   換える切換手段３１とを設け、 回転速度が前記所定しきい値以上のときは充
   填値制御器によりまた以下のときはアイドリン
   グ回転速度制御器により調節部材を駆動し、バ
   イパス路の断面開口を通過する空気量を調節す
   ることを特徴とする内燃機関の制御装置。 ２ 前記絞り弁１３が閉じた状態から開放すると
   き開放直前の調節部材を駆動する信号をメモリ
   に格納することを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第１項に記載の内燃機関の制御装置。 ３ 前記絞り弁１３が閉じた状態から開放すると
   き開放後のバイパス路を通過する空気流量を所
   定の時間関数に従つて減少させることを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第１項に記載の内
   燃機関の制御装置。 ４ 前記最小充填値を温度に関係させて変化させ
   ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項又は第２項に記載の内燃機関の制御装置。 ５ 前記調節部材１５をパルス幅変調信号により
   駆動することを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１項から第４項までのいずれか１項に記
   載の内燃機関の制御装置。