JPS60216046A - エンジン回転速度制御装置 - 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。

従来のアイドル時のエンジン回転速度制御装置は、スロ
ッＩ・ル弁をバイパスする補助空気導管にエンジン塩に
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った。

例えば、特公昭４９−４０８８６号公報のもの。

この従来の装置では、席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（くなったり、エンジンがかかっ
た瞬間、エンジンが過回転となってしまうという不都合
があった。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、アイドル回
転速度をエンジン暖機状態、空調機のオン、オフ等の制
御パラメータで制御可能とすると共に、エンジンが始動
状態のときは帰還制御を解除すると共に、エンジン状態
に応じた一定の補助空気の量に制御することにより、ス
ムーズにエンジンを始動させアイドル状態に移行制御可
能とすることを目的とする。

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
ローメーク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
ットル弁１７によって調整され、一方燃料噴射量は、電
子燃料ｉｆ、ＩＩ御ユニット２０によって調整される。

電子燃料制御ユニット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によって測定される吸
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、スロットルセン
サ２５等からの信号を入力しており、これによって燃料
噴射量の増減を行なう。

空気導管２１．２２はスロットル弁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
ットル弁１７とエアフローメーク１２０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、スロッ
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・フラム弐制御弁
であって、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、シャフト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間の圧力差によって
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によりシャフト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−Ｕ°
でいる。

なお、弁体３５はニードル弁であって、弁座３６との間
で形成する流通面積をシャフト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５
４と、板ばね５４の先端に対向するよう設けられた管５
５．５６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を閉し、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、−導管５６は、室
３８へ吸気負圧を導（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
って弁体３５の開度（つまりスロットル弁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、電子空気制御ユニット６０によって励
磁が制御される。この電子空気制御ユニット６０は、デ
ィストリビュータ１Ｂ、暖機センサ１９、ｃＩ動車のク
ーラー等の空関機用すンブレソザ２６とエンジン１０の
駆動軸を接続する電磁クラッチ２７をオン、オフする空
調スイッ′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、スロソ；・小信号および空１ｌｌ
Ｉａ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ット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ィス
トリビュータ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．）ランジスタ１０８より
なる波形整形部で第３図へのごとく波形整形された後、
コンデンサ１０７，１１１．ダイオード１０９，１１０
゜抵抗１０５によっ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）に同期した鋸山状歯電圧と
をｍ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
号と空調スイッチ２８のオンオフ信号とが人力され、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
スイッチ２８からのオンオフ信号は抵抗２０４、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
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２００の関
数電圧とを比較する。関数電圧発生回路２００の出力特
性は第４図に示すようにエンジン塩が低くなる程出力電
圧は大きく空調スイッチ２８がオフのときは第４図の実
線に示すごとくであり、空調スイッチ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゛ζコンデンサ４０１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４
０３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”■”レベルの間はコンデンサ
４０１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っている。

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とが入力され両型圧を比較する第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、”■”
レベルとなるパルス１５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７
０１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、前記スロットルセンサ２
５からの信号のうぢ、スロットル弁１７が閉じられたと
き”０”レベル、開かれたとき′ｌ″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ルベル信号が出力されるスタータス
イッチ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８０１，８０２，８０３．８０５、Ｉ
・ランジスタ８０４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、スロットルセンサ２
５若しくはスタータスイッチ２９から”■”レベル信号
が入力されると１−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３０５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ｌＯがス
ロットル弁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ット６
０の関数電圧発生回路２００により決定される比較レベ
ルＤに一対応した設定回転速度より低いときはｐ’　−
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
（なるとしても僅かの間であり、従って第１比較回路３
００の出力信号は第３図Ｃの中央部に示すように席に″
ｌ″レベルか、３０″レベルとなるとしても″Ｏ″レベ
ルの期間はごく小さく、この結集積分回路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ＭＷ６０２が”１”レベルとなる期間）が増加し、
空気制御弁３０の電磁機構５０の電磁コイル５１に通電
される時間割合は増加し、つまり空気制御弁３０の開度
が大きくなりスロットル弁１７をバイパスする補助空気
の量が増加し、エンジンｌＯの回転速度を上昇さ・Ｌ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より當に高くな
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雷に０
”レベルの期間はごく小さく、この結集積分回路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でば発振器５０
０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１１１）
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；１−
制御弁３０の開度が小さくなり、スロットル弁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ットル弁１７が
閉じられたアイドル時には電子空気制御ユニット６０に
よっ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
塩が低い程高くなるもので、暖機運転時にはエンジン塩
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、更に自動車用ターラ等のコンプレッサ２６が
エンジン１０に接続され駆動される空調スイッチ２８が
オンのときは、この空調スイッチ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２００によって
第４図の破線を示ずごとく比較レベルＤがもち上げられ
るため設定回転速度を高（切換えでき、従ってコンプレ
ッサ２６の能力を損なうといった問題或いはエンジンス
トールを引き起すといった問題もなくなる。

次にエンジン１０がスロットル弁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、従って空気制御弁３０はエンジン塩
に応じた一定の補助空気をスロットル弁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８
００を設けず回転速度制御を行なっ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
った問題があるが、この実施例のものではスロットル弁
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塩）に応し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ｈｂ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、スタータスイッチ２９より”ｌ”レ
ベル信号が出力され、この場合も上述のスロットル弁１
７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４
００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（エンジン塩
）に応じた一定なパルス幅のパル各信号を出力し、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によりダイ千フラム
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一仕る電磁式の空
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、ブロック温度センサ、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
ンプレッサの接続状態を適用したが、他のエンジン運転
状態によって関数電圧を発生させるようにしてもよい。

− 以上述べたように本発明によれば、エンジンのアイドル
回転速度をエンジンの暖機状態、空調器のオン、オフ等
に応じて適切に閉ループ制御を行なう装置において、エ
ンジンの始動時には閉ループ制御を解除すると共に、エ
ンジン状態に応じた一定の補助空気の足に制御すること
により、スムーズにエンジンを始動でき、アイドル状態
に移行制御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ットを示］゛電気回路図
、第３１！ｌは第２１！ｌ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・・・スロソ１−ル弁、１８
・・・回転速度センサをなすディストリビュータ、２１
゜２２・・・導管、２６・・・コンプレッサ、３０・・
・空気制御弁、５０・・・電磁機構、１００・・・Ｆ−
−Ｖ変換回路。 ２００・・・関数電圧発生回路、３００・・・第１比較
回Ｒ）ｉ、４００・・・積分回路、５００・・・発振器
、６００・・・第２比較回路、７００・・・反転増幅回
路。 代理人弁理士　岡　部　隆

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンへスロットル弁をバイパスして補助空気を供給
   する導管と、電磁機構を有し前記導管を通過する補助空
   気の鼠をこの電磁機構への通電時間により制御する空気
   制御弁と、エンジン回転に同期した信号を出力する回転
   速度センサとを有し、エンジン状態に応じた目標回転速
   度と実際の回転速度とを比較して目標回転速度に帰還制
   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あ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上記帰還制御を解除
   すると共に、エンジン状態に応じた一定の補助空気の量
   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。