JPS6040837Y2 - エンジン回転速度制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、スロットル弁をバイパスしてエンジンに供
給する補助空気流量を制御してエンジンのアイドル回転
速度を設定値に保持するエンジン回転速度制御装置に関
し、特に制御回路故障時のエンジンストールを防止する
装置に関する。

従来、スロットル弁をバイパスするよう空気導管を設け
、この空気導管を流れる補助空気流量を空気制御弁によ
り制御するよう構威し、かっこの空気制御弁の開度を電
磁機構により変化させるようになし、この電磁機構への
電気信号の印加を制御回路により制御してエンジンのア
イドル回転速度を設定値に保持するようにしたエンジン
回転速度制御装置が提案されている。

この装置では各種電子回路からなる制御回路を用いてア
イドル回転速度を制御しているため、正確な制御を行う
ことができるという利点を有しているが、空気制御弁と
して常閉形式のものを用いるのが通常であるため、制御
回路が故障して電磁機構へ電気信号が印加されなくなる
と、空気制御弁が全閉状態となり、エンジンのアイドリ
ングに必要な空気を供給できなくなってエンジンストー
ル（いわゆるエンスト）が起きるという問題がある。

この考案は、上記の点に鑑みなされたもので、制御回路
故障時にエンジンストールが起きるようなことがないエ
ンジン回転速度制御装置を提供することを目的とする。

以下この考案を図に示す実施例により説明する。

第１図においてエンジン１０は車載される公知の４サイ
クル火花点火式エンジンで、エアクリーナ１１、エアフ
ローメータ１２、吸気管１３、各吸気分岐管１４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１４に設けられた電磁燃料噴射弁１５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１６によって調整され、一方燃料噴射量は、電
子燃料制御ユニット１７によって調整される。

電子燃料制御ユニット１７は、回転速度センサをなす点
火用ディストリビュータ１８で検出される回転速度と、
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、他にエンジン冷却水量を検出するセンサ等からの
信号を入力しており、これによって燃料噴射量の増減を
行う。

空気導管２１．２２は、スロットル弁１６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、ｉ’ｔ２１の一端は、スロットル弁１６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、スロットル弁１６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、ダイヤフロム弐制御弁であって、ハ
ウジング３１．３２間に外周が挟設されたダイヤフラム
３３の揺動を、シャフト３４に固定された弁体３５に伝
達腰弁座３６を開閉する形式のものである。

ダイヤフラム３３は、ダイヤフラム室３７、大気圧室３
８間の圧力差によって変位し、また圧縮コイルばね３９
により付勢され、弁体３５の開弁力が付与されている。

ハウジング３２には、保持プレート４４が固定されてお
り、この保持プレート４４によりシャフト３４が案内さ
れている。

また、保持プレート４４には小孔４５が形成されており
、この小孔４５を介して大気圧室３８内に大気を導入さ
せている。

ダイヤプラム室３７は、大気圧を導くため管５１、固定
絞り５２及び電磁機構６０を介してスロットル弁１６よ
り上流のポート５３に接続されており、吸気負圧を導く
ため管５４及び固定絞り５５を介してスロットル弁１６
より下流のポート５６で吸気管１３に接続されている。

弁体３５は、基本的にはニードル弁であってその開度は
ダイヤフラム３３の変位、即ちダイヤプラム室３７の圧
力に応じて変化し、入口バイブ４１から出口バイブ４２
へ流れる補助空気量を制御する。

この制御領域は、例えば第４図に示す範囲で、ダイヤフ
ラム室３７の圧力ＰがＰ□からＰ２に変化すると補助空
気流量ＱａはＱ□からＱ２に変化する。

また弁体３５には、第２図に示すようにその一端に流量
維持手段をなす段部４６が形成されており、この段部４
６により第４図に示すようにダイヤフラム室３７の圧力
Ｐが設定値Ｐｓ以下になると、補助空気流ｉＱａを設定
値も以上に維持する。

なお、弁体３５は補助コイルばね４３によって第１図中
上方に付勢されている。

駆動機構の一例をなす電磁機構６０は、管５１を開閉し
たダイヤフラム室３７の圧力を制御することにより空気
制御弁３０の開度を調整するもので、この実施例では電
磁弁として構成されている。

この電磁弁６０は、電磁コイル６１に通電される弁体を
吸引して通路を開く常閉型のもので制御回路７０に接続
されており、これによって励磁が制御される。

制御回路７０は、ディストリビュータ１８、暖機センサ
１９、自動車のクーラー等空調機の空調スイッチ２５に
接続されており、エンジン回転速度信号、冷却水温信号
、及び空調機のオン、オフ信号が入力される。

制御回路７０は、例えば第３図に示すような構成で、デ
ィジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）７１、基準
電圧発生器７２、第１の比較器７３、積分器７４、三角
波発生器７５、第２の比較器７６及びパワー増幅器７７
から構成されている。

Ｄ／Ａ変換器７１は、回転速度センサ１８からの回転速
度に比例した周波数のパルスをラフにＤ／Ａ変換するも
ので、周波数及び平均レベルが回転数に比例した第５図
Ａに示すようなのこぎり波電圧Ａを出力する。

基準電圧発生器７２は、暖機センサ１９及び空調機スイ
ッチ２５からの検出信号に応じた基準電圧Ａ′を発生し
、この基準電圧を設定回転速度として出力する。

第１の比較器７３は、Ｄ／Ａ変換器７１及び基準電圧発
生器７２の出力を比較し、第５図Ｂに示すように電圧Ａ
＞Ａ’のとき０レベル、電圧Ａ〈Ａ′のときルベルの信
号を出力する。

積分器７４は、比較器７３の出力に応じてコンデンサを
充、放電させて積分するもので第５図Ｃに示す積分電圧
Ｃを出力する。

三角波発生器７５は、第５図Ｃに示すような一定周波数
の三角波電圧Ｃ′を発生するもので、公知の発振器を適
用する。

第２の比較器７６は、積分器７４と三角波発生器７５の
出力を比較するもので第５図りに示すように電圧ｃ’＜
ｃのときルベル、電圧ｃ’＞ｃのときＯレベルのパルス
電圧りを発生する。

次に上記構成の作動を説明する。

スロットル弁１６が閉じられエンジン１０がアイドリン
グされている場合において、第１の比較器７３は、Ｄ／
Ａ変換器７１の実際のエンジン回転速度を電圧に変換し
た信号と、設定回転速度に対応した基準電圧とを比較し
、実際のエンジン回転速度が設定回転速度より高いと、
第５図Ｂに示すようにデユーティ比の小さい方形波パル
スを出力する。

積分器７４は、この方形波パルスを積分するため、低い
平均レベルの積分電圧Ｃを出力する。

第２の比較器７６は、この低レベルの積分電圧と一定周
期の三角波電圧との比較を行うため、デユーティ比の小
さい方形波パルスを出力する。

これにより、電磁弁６０の通電コイル５１の通電時間割
合が減少し、ダイヤフラム室３７の圧力Ｐが低下した空
気制御弁３０の開度が小さくなる。

この結果スロットル弁１６をバイパスしてエンジン１０
への供給する補助空気流量Ｑａが減少し、これに伴って
エアフローメータ１２が作動して噴射弁１５の燃料噴射
量を減少してエンジン１０のアイドル回転速度を低下さ
せる。

反対に実際の回転速度が設定回転速度より低いと、のこ
ぎり波電圧Ａの平均レベルが基準電圧Ａ′に比較して低
くなるため、第１の比較器７３はデユーティ比の大きい
方形波パルスを出力する。

したがって積分器７４は高い平均レベルの積分電圧を出
力し、第２の比較器７６はこの高レベルの積分電圧と一
定周期の三角波電圧との比較を行うため、デユーティ比
の大きい方形波パルスを出力する。

これにより電磁弁６０の通電コイル５１の通電時間割合
が増加しダイヤフラム室３７の圧力Ｐが上昇して空気制
御弁３０の開度が大きくなる。

この結果スロットル弁１６をバイパスしてエンジン１０
へ供給する補助空気流ｉＱａが増加しエンジン１０のア
イドル回転速度を上昇せさせる。

上記のごとく、基準電圧に応じて電磁弁６０の通電を制
御することにより、エンジン回転速度を基準電圧に対応
した設定回転速度に維持できる。

ここで、基準電圧はエンジン１０の冷却水温に対応して
変化しており、エンジン１０の冷態始動時のようにエン
ジン１０の暖機が不十分で冷却水温が低い場合は基準電
圧が大きく、エンジン１０の回転速度を高く維持し、エ
ンジン１０をエンジン潤滑油の粘性等の摩擦に打ち勝っ
て安定的に回転させる。

そして、エンジン１０が徐々に暖機され、冷却氷温Ｔが
上昇するにつれて基準電圧は徐々に下がり、エンジン回
転速度を徐々に通常のアイドル回転速度まで下げる。

このアイドル回転速度は、実際のエンジン回転速度と比
較しつつ閉ループ制御を行っているため、エンジン潤滑
油の種類が異なり、粘度が異なっていても設計どおり、
すなわち基準電圧で表されたとおりの回転速度に制御さ
れる。

また、空調スイッチ２５がオンされると、基準電圧は、
一定レベルだけ大きくなり、エンジンアイドル回転速度
を通常よりも高く維持する。

しかして、エンジンアイドル運転中であっても、空調機
のコンプレッサは十分な回転速度で駆動され、このとき
の自動車の空調機の冷房能力は十分に確保される。

制御回路７０が故障した場合には、電磁弁６０に電気信
号が印加されなくなり、電磁弁６０は閉弁状態が維持さ
れる。

このため、空気制御弁３０のダイヤフラム室３７の圧力
Ｐは、管５４、固定絞り５５を介して導かれる吸気負圧
により低下し、空気制御弁３０の開度は小さくなり、補
助空気流量Ｑａは減少する。

ここで、空気制御弁３０が全閉になってしまうと補助空
気流５ｉＱａが供給されなくなり、エンジン１０がスト
ール（停止）してしまうが、この考案では弁体３５に流
量維持手段をなす段部４６が設けであるため、圧力Ｐが
設定値Ｐｓ以下になると補助空気流５ＬＱａは設定値も
以上に維持され、エンジンストールは良好に防止される
。

なお、上記実施例では駆動機構の一例である電磁機構と
して電磁弁、空気制御弁としてダイヤフラム弁を用い、
それぞれ別体としたが、リニアソレノイド弁を用いれば
両者を一体化することもできる。

また、上記実施例では流量維持手段として段部４６を適
用したが、第６図に示すように弁８０を設置し、この弁
８０を弁体３５の下端に設けた作動部材８１により開弁
させるような構造のものであってもよい。

第６図において、弁８０は弁体８２、弁座８３及び戻し
ばね８４から構成されており、ダイヤフラム室３７の圧
力Ｐが設定値Ｐｓ以下になる゛と、作動部材８１が弁体
８２の端部８５を押し上げて開弁させ、これにより補助
空気流量Ｑａを設定値Ｑｓ以上に維持する。

以上述べたようにこの考案においては制御回路故障時に
補助空気流量を設定値以上に維持する流量維持手段を備
えているから、制御回路故障時に起きるエンジンストー
ルを防止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図はこの考案の一実施例を示す全体構成図、第２図
は第１図図示の弁体を示す要部拡大図、第３図は第１図
図示の制御回路を示すブロック図、第４図及び第５図は
作動説明に供するグラフ、第６図はこの考案の他の実施
例を示す要部拡大図である。 １０・・・・・・エンジン、１６・・・・・・スロット
ル弁、２１．２２・・・・・・空気導管、３０・・・・
・・空気制御弁、６０・・・・・・電磁機構、７０・・
・・・・制御回路、４６，８０・・・・・・流量維持手
段をなす段部、弁。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）エンジンへスロットル弁ヲバイハスシテ補助空気
   を供給する空気導管と、補助空気流量を制御する空気制
   御弁と、この空気制御弁の開度を電気信号に応じて調整
   する駆動機構と、前記エンジンのアイドル回転速度を設
   定値に保持するよう前記駆動機構に印加する電気信号を
   制御する制御回路とを備えるエンジン回転速度制御装置
   において、前記制御回路の故障時に補助空気流量を設定
   値以上に維持する流量維持手段を備えることを特徴とす
   るエンジン回転速度制御装置。
2. （２）前記流量維持手段が前記空気制御弁の弁体に設け
   られた段部からなる実用新案登録請求の範囲第１項記載
   のエンジン回転速度制御装置。