JPS588249A - エンジンのアイドル回転制御装置 - 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】 本発明は、エンジンのアイドル回転制御ＭｔＫ関し、特
にエンジンの負荷条件に応じ最も好ましい回転数でエン
ジンのアイドル運転が行なわれるようにするアイドル回
転制御装置に関する。

一般Ｉ／ｃ％自動車用エンジンにシいては、停車時すな
わちエンジンのアイドル状態でのエンジン回転数は、安
定した運転状ａｔが得られる限度て、できるだけ低く抑
えられる。しかし、このエンシン回転数を通常の運転条
件で設定すると、冷開始動時のようＫ、エンジンが低温
である場合、渦合気の霧化あるいは気化状態が悪いこと
、潤滑油粘度が高いこと等によシ、エンジンの回転速度
をある程度以上上昇させないと安定したアイドル運転を
行なうことができない、このため従来のエンシンでは１
機関温度が所定値以下の場合、アイドル状態でのエンジ
ンのスロットル弁開変を若干増加してアイドル回転速度
を上昇させ安定し九アイドル運転ができるようにした、
いわゆるファーストアイドル制御を行なうようＫしたも
のがある。

しかしながら、この７アーストアイドル制御では、ニン
ジンの実際の温度に最も適したアイドル回転速度に制御
できないという問題があった。ｔた、このファーストア
イドル制御は、エンジンの負荷を全く考慮していないが
、アイドル運転は必ずしも完全な無負荷状態の下で行な
われるとは限らず、自動変速機のトルクコンパーメの駆
動、空調機の駆動、Ｒ＃１器＾の点灯による負荷が加わ
ることは種ではなく、この負荷によジエンジンのアイド
ル回転数に変動を生じる。従って１種々の負荷条件の下
で、エンジンアイドル回転数を望ましい値に維持するこ
とは重要な課題となる。

このような状況の下で、アイドル回転数をあるいる。例
えば、実開昭ｓ；ｓ；−ｉｓクコ３亭勺に開示されたア
イドリンダ回転数制御装量は、上述の空調機の使用等の
諸条件を入力情報の形態で演算装置に入力し、仁の演算
装置Ｋかいてそれぞれの入力情報の組み合わせに応じた
最も好適な目標アイドル回転数を演算し１次いでこの目
標アイドル回転数と回転検出器によって検出した実際ア
イドル運転数とを比較して両回転数の差を検出し、ζＯ
両回転数の差に比例したデユーティ比をもつ／ダルスを
出力させ、この出力に基づき電気作動制御装置をしてダ
イヤフラム式負圧応動手段を制御させ、これＫよってエ
ンジンのスロットル弁の開度を制御して所望のアイドル
回転数に自動制御するものである。

ところが、ζうし九従来のアイトリフグ回転数制御装量
は１通常の条件の下ではある１１Ｒ満足な結果を与える
ことは考えられるが、制御系の故障時１例えばスロット
ル弁を作動制御する電気作動式制御装置の故障等を生じ
九とＩ、アイドル回転数の制御が過剰となったシ、ある
いは不尼したシして、アイドル回転数が過大となシある
いは過小となる可能性がある。仁のような過大なアイド
ル回転数社、運転者に不快感を与えるだけでなく、自動
変速機を備え九車輛においては、車輛の不欄の発進とい
つ九危険な状態な隼ずゐおそれがあ如、一方過小なアイ
ドル回転数はエンジンの停止といつ九本都合を生じさせ
るおそれがある。

そこで本発明は、エンシンのアイドル回転数を目標とす
る値Ｉｌｃフィードバックコントロールするアイドル回
転制＃装置において、上述のような制御系の故障があつ
九ときでもアイドル回転速度が異常な状態にならないよ
うに制御することのできるエンジンのアイドル回転制御
装置を提供することを目的とするものである。

本発明によるエンジンのアイドル回転制御装置は、異常
検出装置によって実際アイドル回転数が目標アイドル回
転数に設定されていない状態が生じたことすなわち異常
を検出し、主アクチユエータから独立して別個に流入制
御弁を駆動制御する補助アクチェエータを上記異常検出
装置の異常検出に基づいて駆動制御して吸入空気量を所
定値に設定し、これによってアイドル回転数の補正を行
なうことを特徴とするものである。主アクチェエータと
しては１例えばメイヤフツム瀝アクチュエータが、補助
アクチェエータとしては例えばンＶノイド式アクチュエ
ータが使用できる。

本発明のエンジンのアイドル回転制御装置によれば、ア
イドル回転が異常状態となったとき、異常検出装置によ
ってこの異常を検出し、この検出に基づき補助アクチュ
エータによって、例エバスロットル弁１４Ｋを所定位置
に設定して、吸入空気量を所定値に保つよう圧している
ので、制御系等が故障した場合であっても、アイドル回
転数を所定範囲に維持し、好ましい状態てエンジンのア
イドル回転を行なうことができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましｂ実施例忙よ
るエンジンのアイドル回転制御装置を説明する。

第７図は、気化器式エンジンＩＫ組み込まれ九本発明の
エンジンのアイドル回転制御装置の構成機能図である。

第７−から明らかなように、気化器式エンジン：＋１生 ｌの吸気系は、吸気管部２、スロットル弁Ｂおよびイン
テーク！ニホルド４からなる。スロットル弁８は、この
弁８と一体く設けられたレバーＢａを有し、アイドル回
転制御装置の一部であるグイヤ７ラム式アクチェエータ
５によって作動制御されて、アイドル運転時に開度が設
定されるようＫなっている。

アクチェエータｂは、ダイヤ７ラム６およびこのダイヤ
７ラム６によって画成され九圧力作動室フを有するメイ
ヤ７ラム式アクチェエータである。

ダイヤ７ラム６は、圧力作動室？内の圧力が低くなった
とき、図において左方に移動し、これによってダイヤ７
ラム６に固定されている連杆８を介してスロットル弁８
を少し開くようＫなっている。

な訃、この連杆８の先端には、との連杆がＩイヤフラム
６とともに左方に移動し九ときに、レバー８１に作用し
てスロットル弁８を図において時計方向（開く方向）Ｋ
回転させることができるようにフック８１が設けられて
いる。

上記圧力作動室７は、大気管路９によって吸気管部急の
スロットル弁３よ如上流側に連通されており、また負圧
管路ｌＯによって吸気管部２のスロットル弁８よ如下流
側に連通されている。大気管路９には常開弁である第１
電磁弁１１が、負圧管路１０には常閉弁である第２電磁
弁ｔＳが、それぞれ配設されている。従って通常状１１
に：Ｔｈいて、圧力作動室７は大気圧に保たれて＞６、
アクチュエータ５はこのときスロットル弁８を通常アイ
ドル運転に対応する最低開度となるように設定するよう
Ｋなっている。

第１および第２電磁弁１１および１ｍは、一方が作動領
域であるときＫは他方は非作動領域となるように制御さ
れるものであ）、この制御はマイクロコンピュータ１８
によって行□なわれる。このマイクロコンぎエータ１８
には、ｆｌえばス０７）ル弁８の閉状態を検出してニン
ジンのアイドル運転状態を検出するアイドル検出装置１
４からのアイドル運転情報ＤＩ、エンジンの温度を検出
する水温センサ１６からのエンジン温度情報Ｄコ、エア
コン駆動スイッチ１６からのエアコン０Ｎ−ＯＦＦ情報
Ｄ３、およびニンジンの回転速度を検出する回転検出器
１７かうの実際アイドル回転数情報Ｄ４Ａ等のエンジン
運転状態情報が入力される。

以上説明した構成によっても一応のアイドル回転制御を
行なうことができるが、この構成においては上記しえよ
うに制御系等の故障などｋよりアイドル回転数の正常制
御が行なわれない場合がある。そこで本発明のアイドル
回転制御装置は、以下に示すような制御補正装置２０を
備えている。

この制御補正装置ＷＯを第一図に拡大して示す。

なか、第７図にもこの制御補正装置ｚＯを示したが１作
胸の都合上この図に示した装置ｚＯの構造は第１図に示
した装置ＳＯの構造上多少異なるが機能は同一である。

制御補正装置２０は、レノ４−３　＠を挾んでその両側
罠配設された第７および第一の補助アクチェエータ２１
および１ｍを備えている。この第７および第一の補助ア
クチェエータｓ１．ｇｇは、目的に応じていずれか一方
を設置するようにしてもよい、この第１および第２の補
助アクチェエータ２１およびｚｚ線、コンピュータ１８
による０Ｎ−ＯＦＦ制御によって伸張位置と引込位置の
一位置のいずれかの位置を取ることのできる第１および
第一のアーマチャＢ１ｍおよび８ｓａを有している。こ
れらの補助アクチェエータ１１．ＩＡｌは、そのアーマ
チ’？　Ｚ　ｌ　ａ　ｍ　２２　ｍが伸張位置にあると
きレバー８ａを押し、スロットル弁８を所定の開度に保
つものである。第１の補助アクチェエータ２１は、スロ
ットル弁８を開く方向ＩＩｃ作用するものであシ、一方
第一の補助アクチェエータ８１はスロットル弁８を閉じ
る方向に作用するものである。

次に以上説明し九構遺のアイドル回転制御装置の作動を
第３図の７０−テヤートを参考にしながら説明する。な
お、この館３図の７０−テヤートにおいて左側に付し九
７０−テヤート記号■〜■が制御のｌサイクルであり、
エンジンの回転に同期して例えばｌ＠転／ｆイクルの制
御が行なわれる０ エンジンが始動してマイクロコンピュータ１８が作動す
ると、まずアイドル運転情報Ｄ／によりアイドル運転か
否かが判定される（０）ｏこζで、アイドル運転である
と判定されると、エンジン温度、クーラ作動状態等の運
転状態が検出され（■）、次いで情報Ｄコ、ＤＪ等に基
づＩ＠標アイドル回転数Ｎ５ｖｔ　が演算され（Ｏ）、
この目標アイドル回転数Ｎｓ＠ｔ　はマイクロコンピュ
ータ１Ｂのメモリ講に記憶される。この後、実際アイド
ル回転数Ｎｒｐｒｍ　　（情報り弘による）が検出され
（０）、この実際アイドル回転数Ｎｒｐｍ　　もコンピ
ュータ１Ｂに入力される。コンピュータ１８は、中央演
算部ＣＰＵにおいて、演算した目標アイドル回転数Ｎｌ
ｔ　と、検出し九実際アイドル回転数Ｎｒｐｍ　　とを
比較演算しく＠）、これら２つの回転数の差に対応する
デユーティ比を有するパルス状の補正信号を発生する。

この演算は式Ｉ　ｗ　（Ｎｅ＠ｔ　−Ｎｒｐｍ　）＋Ｉ
Ｋよって行なわれる。ここで、Ｉけ積分出力値である０
この補正信号は、大気側の第１電磁弁１１を閉じる喪め
に第７電磁弁１１に供給される閉信号１９／と、負圧側
の第１電磁弁１１ｊｋ開くために第２電磁弁ＩＢＫ供給
される開信号８コからなっている。

第１および第１電磁弁１１および１２は、上記したよう
に補正すべき回転数の量に比例したデユーティ比のパル
ス信号である閉信号および開信号ｇ／およびＢコによっ
てその制御が行なわれ（［Ｆ］）、従って圧力作動室７
内の空気鉱上記補正すべき回転数の電に地内して吸引さ
れる。仁の吸引量に応じたス）ｏ−りで〆イヤフラム６
が左方に移動し、これに伴ない連杆８が左方に移動し、
この結果スロットル弁８が、補正すべき回転数の量に対
応する開度だけ開かれる０ 以上のようにしてアイドル回板数の諸条件に従う制御が
行なわれる〇 しかしながら、上記したように制御系等の故障などによ
りアイドル回転が異常な状態となってしまうおそれがあ
る。

そこでマイクロコンピュータ１８は、補正した結果の実
際アイドル回転数Ｎｒｐｍが上記目標アイドル回転数Ｎ
ｓ＠ｔ　　となったか否かを判定して（０）、この判定
がＮＯのときこの状態が所定時間以上に続いたかを判定
する（■）０次いで、上記■の判定がＹＥ８のときＮｒ
ｐｒｍ　（Ｎｅ＠ｔか、Ｎｒｐｍ　＞Ｎａ＊ｔかを判定
しく■）、ＮｒｐｒＲ（Ｎｅ＠ｔのとき第１の補助アク
チュエータ２１に供給する九めの第１Ａ常信号Ｓ３を発
生し、Ｎｒｐｒｘｈ　＞　Ｎｅ＠ｔのとき第一の補助ア
クチュエータ２２に供給する九めのｌＩ！Ｊ−異常信号
Ｓ＋を発生する。この結果、Ｎｒｐｍ（Ｎｓ＠ｔのとき
は第１の補助アクチェエータｚ１を作動しくΦ）、スロ
ットル弁８を所定の開度となるまで開く方向に回動させ
、一方Ｎｒｐｍ　＞　Ｍｔｅｔのときは第一の補助アー
マチャｚｚを作動（■）シ、スロットル弁８を上記所定
の一開度となるまで閉じる方向に回動させる０以上によ
ってエンジンのアイドル回転速度の補正を行なう。

以上説明し九実施例にシいて杜、制御系の異常状態をＮ
ｒｐｍ〜Ｎｅ＠ｔの状態が所定時間以上継続したときと
設定したが、この異常状態を回転速度の補正の方向が相
違したときと設定することができる０すなわち、回転速
度を上昇させる方向に制御すべきときに下降させる方向
に制御していなｈか、あるいは回転速度を下降させる方
向に制御すべきときに上昇させる方向に制御していない
かの判定によって異常状態を検出するものである。

この場合の本発明のアイドル回転制御装置の作動の実施
例を＃Ｉダ図の７０−チャートを参照して説明する。な
お、この＃Ｉ４を図の実施例においてステップ０〜［Ｆ
］は纂３図に示したステップ■〜［Ｆ］の内容と同一で
あるので、向−の７−−チヤート符号を付して説明を省
略する。

まず、４制御系の回転速度の制御の方向が、増大させる
方向の制御であるか、減小させる方向の制御であるかを
判定しく■）、この判定がＹＥＳのとき、次に制御後の
実際アイドル回転数Ｎｙｐｍから回転数が増大している
かを判定しくＯ）、この判定がＮｏのとき第７の補助ア
クチュエータ２１に供給するための第１異常信号Ｓ３を
発生する〇一方、ステラｆＱの判定がＮＯのとき次に制
御後の実際アイドル回転数Ｎｒｐｍから回転数が減少し
ているかを判定しく０）、この判定がＮＯのとき第一の
補助アクチュエータＺＲＫ供給するための萬コ異常信号
Ｓダを発生する。この結果、第１ｔ九は第一の補助アク
チュエータ８１または２２を作動させ（Ｏｌ［Ｆ］）、
スロットル弁８を上記所定の所定開度位置まで回動させ
、エンジンのアイドル回転速度の補正を行なう。

なお、纂ｌまたは第一の補助アクチュエータ２１．２２
が作動したとき、制御系の作動を停止させるとともに、
スロットル弁８を上記所定の固足位置に保持するようＫ
してもよい。

［１図は、本発明の実施例に従うパイ／膏ス式アイドル
回転制御装置の主要部を示す機能構成図である０第１図
に示した部材、要素において、第１および２図に示した
ものと同一の機能を有するものは同一の符号を付しその
説明を省略する。

吸気管部２のスロットル弁８より上流側には主および副
大気／−）８０および８１が、下流側には主および副食
圧／　−）　８　Ｂおよび８８がそれぞれ形成されてい
る。主大気／−）８Ｑと主食圧メート８ｚとは、制御管
路８４で連通させられており、この制御管路８４の途中
にはこの制御管路８４を流れる空気量を調節するため電
磁制御弁８５が配設されている。一方、鋼大気−−ト８
１と副食圧／　−）　８　ｇとは、補正管路３６で連通
させられており、この補正管路８６の途中Ｋｔｉこの補
正管路８６を開閉するため常閉電磁補正弁８？が配設さ
れてい本０制御弁８Ｓおよび補正弁８フはそれぞれ弁体
８５ｍ、８７ｍおよびこの弁体を作動するアクチェエー
タ８６ｂ、８フｂかもなっている〇 次に、上述のアイドル回転制御装置の作動について説明
する。

マイクロコンピュータ１Ｂは、エンジン温度情報Ｄコお
よびエアフン０Ｎ−ＯＦＦ情報ＤｊＫ基づいて演算され
た目標アイドル回転数Ｎｓ＠ｔ　　と、実際アイドル回
転数Ｎｒｐｍ　　とを比較演算し制御信号Ｓｃ　　を発
生する。この演算は、上記実施例と同様式 ％式％） によって行なわれる。

この制御信号８Ｃは、電磁制御弁８６に供給され、この
電磁制御弁８５はこの制御信号ＳＣに応じて開度が決定
される０かくして、制御すべき回転数の貴ＫＺじて、吸
入空気量が制御される〇しかしながら、制御弁８５系の
故障等により、この制御弁８５が閉じ九ままであったり
、また開い九としても充分く開かない場合がある。

そこで、目標アイドル回転数ＮＩ＊ｔ　　と制御後所定
時間後の実際アイドル回転数Ｎｙｐｍ　　とを比較して
、ＮｒｐｍがＮ５ｅｔ　に到達しない場合にすなわち異
常状態の場合に補正信号Ｓ＾を発するようにマイクロコ
ンビニー−１Ｂをグロダラムしておく。

この補正信号Ｓ＾は、補正弁８７に供給され、補正弁８
７はこの補正信号Ｓ＾が供給されたとき開き、流入空気
量を調節するようになっている〇また、ｉイクロコンピ
ュータ１Ｂが、上記異常状態を検出したとき、音、光等
の警報信号を発するようにしておけば、運転者は制御系
等の故障を知ることができ、これに基づいて制御系等の
補修を早期に行なえるようになる。

【図面の簡単な説明】

第７図は、気化器式エンシンに組み込ん喪本発明のエン
ジンのアイドル回転制御装置の構成機能図、 第２図は、第１図に示し九アイドル回転制御装置の主要
部を拡大して示す拡大図、 １！ｇ３図は、本発明のアイドル回転１１１Ｉ御装置の
作動の一例を示す７０−テヤート、 ｗＩｃ亭図は、第３図の７０−テヤートで示された作動
とは異なる作動態様を説明するフローチャート、 ＩＩ／Ｉ！！図は、本発明によるエンジンの／４イ／＃
ス式アイドル回転制御装置の構成機能図である０１・・
・・・・・・・エンジン、　２・・・・・・・・・吸気
管部、８・・・・・・・・・スロットル弁、　ｂ・・・
・・・・・・アクテユＸ−タ、　　＠・・・・・・・・
・ダイヤフラム、　　？・・・・・・圧力作動室、　９
・・・・・・・・・大気管路、　１０・・・・・・・・
・負圧管路、　１１．１１・・・・・・・・・第１．第
二電磁弁、　　１８・・・・・・・・・マイクロコンピ
ュータ、　ｚＯ・・・・・・・・・制御補正装置、　２
１゜２２・・・・・・・・・第１および第１の補助アク
チュエータ 特許出願人　東洋工業株式会社 馬１図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　エンジン回転速度を検出する回転検出器、ア
   イドル運転時における前記ニンジン回転速度を調節する
   ため、エンジンに供給する吸入空気量を制御する流量制
   御手段、鋏流量制御手段を駆動制御するアクチェエータ
   、およびエンジンの運転状態に応じて設定される目標ア
   イドル回転速度と前記回転検出器で検出される実際アイ
   ドル回転速度とを比較して前記両速度の差を検出し、こ
   の両速度の差に基づいてアイドル回転速度が前記目標ア
   イドル回転速度となるように前記アクチェエータをして
   前記流量制御手段を駆動制御させるアクチェエータ制御
   手段を有するエンジンのアイドル回転制御装置において
   、前記アクチェエータから独立して別個に前記流量制御
   手段を駆動制御する補助アクチェエータ、アイドル回転
   速度の異常を検出して異常信号を発生する異常検出手段
   と、この異常検出手段からの異常信号に基づき前記補助
   アクチェエータを駆動制御して前記流量制御手段の流入
   空気量を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする
   エンジンのアイドル回転制御装置。
2. （２）　　前記異常検出手段が、前記実際アイドル回転
   数が前記目標アイドル回転数に設定されていない状態が
   所定時間以上継続し九ことを検出して異常信号を発生す
   るものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のエンジンのアイドル回転制御装置。
3. （３）前記異常検出手段が、実際の制御による回転数の
   増減の方向が制御すべき方向と異なっていることを検出
   して異常信号を弛生するものであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のエンジンのアイドル回転制御
   装置。
4. （４）前記流量制御手段が、吸気管に設けられたスロッ
   トル弁であることを特徴とする特許請求の範囲ｆｓ１項
   から第３項のいずれか１項記載のエンジンのアイＰ、１
   ％／回転制御装置。 Ｃ団　前記流量制御手段が、スロットル弁をノ中イ・ナ
   スする主および副の／中イノダス管路と、この２つのパ
   イ・ナス管路にそれぞれ設けられた主および副の制御弁
   からな〉、前記アクチェエータが前記主制御弁を駆動制
   御し、前記補助アクチェエータが前記鋼制御弁を駆動制
   御することを特徴とする特許請求の範囲第１項から第Ｊ
   ｌ［のいずれか１項記歇のエンジンのアイドル回転制御
   装置。