JPS61294144A - 内燃エンジンのアイドル回転速度制御装置 - 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】 （技術分野） 本発明は内燃エンジンのアイ１゛ル回転速度制御装置に
関する。

（従来技術とその問題点） 自動車用エンジンはスロットル弁により吸入空気量をＭ
ｉｌ＋御してエンジンの出力、回転数を制御するように
なっており、スロットル弁は気化器を含むエンジンにお
いては普通当該気化器に組込まれ、気化器のボデー等に
螺着されるアイドル開度位置ねしによりその開度が調整
可能になされている。

スロットル弁のアイドリング開度は組立時或は整備時等
において前記アイドル開度調整ねしにより調整され目、
つ半固定的に設定され、運転者が運転中に任意に調整し
得るものではない。

従って、エンジンがアイドリング状態にある場合におい
てエンジン負荷が変動しなければ当該アイドリング時に
おけるエンジン回転数は一定に保持される。しかしなが
ら、アイドル運転中に充電用発電機の負荷の変動、自動
変速機の負荷の変動或はターラのコンプレッサの運転の
断、続等によりエンジン負荷の変動等があった場合、前
述したようにスロットル弁のアイドル開度位置が一定で
あると、アイドル回転数が変化し、場合によってはエン
ジンスト−ル等を起こす。このようなエンジンの負荷変
動に対して安定したアイドル運転を行わせるためには、
予め了イドリング回転数をかなり高めに設定しておく必
要があり、この結果、アイドル運転中のエンジン騒音が
高くなり、又燃料消費量が増大する等の問題がある。

そこで、パルスモータによりアイドル時のスロットル弁
開度を制御する技術（特開昭５８−１５５２５５）、或
は所定クランク角度信号を用いてエンジン回転数を検出
し、設定アイドル回転数と比較してその偏差を求め、該
偏差に応した制御信号によりスロットル弁をバイパスす
る空気量をデユーティ制御してアイドル回転数を制御す
る技術（特開昭５９−１５５５４７＞が提案されている
。

しかしながら、上記各技術は制御が複雑であるばかりで
なく、高価な制御装置や制御弁等を必要とするために実
用的でない。

（発明の目的） 本発明ば」−述の点に鑑みてなされたもので、簡単な構
成でエンジンのアイドル回転速度を制御可能な内燃エン
ジンのアイドル回転速度制御装置を提供することを目的
とする。

（発明の概要） 上記目的を達成するために本発明においては、内燃エン
ジンのスロットル弁に連結され負圧作動室の制御圧によ
り該スロットル弁を開閉制御するダイアフラム装置と、
該負圧作動室にスロットル弁を開弁さ−Ｕる第１Ｓｊ制
御田と閉弁させる第２制御圧とを切換えて供給する切換
制御弁と、前記内燃エンジンの負荷信号の変化を検出す
る負荷信号検出器と、前記内燃エンジンの点火パルス信
号を入力し一定時間幅のパルス制御信号を出力すると共
に前記負荷信号検出器の出力信号により前記一定時間幅
のパルス制御信号を増加又は減少させて前記切換制御弁
に供給する電子制御装置とを備えた構成としたものであ
る。

（実施例） 以下本発明の一実施例を添附図面に基づいて詳＝５− 述する。

第１図は本発明を適用したアイドル回転速度制御装置の
構成を示し、エンジンの吸気ボー１〜（図示せず）に接
続される吸気管１に配設されたスロットル弁２の回動軸
３はレバー４及びロッド５から成るリンク機構６を介し
てダイアフラム装置１０のダイアフラム１１に連結され
、該ダイアフラム１１の変位に応じてそのアイドル時の
弁開度が調整可能に設定されている。このダイアフラム
装置１０は例えば押し型のダイアフラム装置で、ダイア
フラム１１は負圧作動室１３内に配設されたコイルスプ
リング１２のばね力と当該負圧作動室１３の負圧とによ
り矢印Ａ又はＢ方向に変位される。

ダイアフラム装置１０の負圧作動室１３は、通路１４、
圧力変動を抑えるサージングタンク１６及び通路１７を
介して切換制御弁例えばフリークエンシイソレノイド弁
（１２１下単にソレノイド弁という）２００室２１に連
通接続される。

ソレノイド弁２０は仕切壁２３により２つの室２１と２
２とに画成され、これら両室は仕切壁２３の略中火に設
けられた連通口２３ａを介して連通される。室２２ば端
面２０ａに穿設された孔２０ｂに接続された通路１８を
介して大気に開Ｌ１される。

室２１の端面２０Ｃの略中央に穿設された孔２０ｄには
通路１９の一端が気密に嵌挿され、その開口端１９ａば
当該室２１内に突出し且つ仕切壁２３の連通口２３ａと
所定の間隔で離隔対向し、他側間「−１端１９ｂば吸気
管１のスロットル弁２の下流側所定位置に連通される。

各通路１７．１８．１９の所定箇所には°夫々圧力変動
を抑えるための流量調整用シェツト（絞り）１７ａ、１
８ａ、＋９ｃが設けられている。

ソレノイｌ”弁２０の室２２内に収納されたソレノイド
２４内には軸方向に移動可能にプランジャ２５が遊貫さ
れ、該プランジャ２５の一端は連通口２３ａを遊貫して
室２１に突出し、その先端には弁体２６が固設されてい
る。弁体２６は連通口２３ａの開目端と通路１９の開口
端１９ａ間に配置され、プランジャ２５の移動により連
通口２３ａ又は通路１９の開口端１９ａのいずれか一方
の開目端を閉塞する。プランジャ２５の他端と、対向す
る端面２０ａとの間には復帰スプリング２７が縮設され
、プランジャ２５を室２１内に突出する方向に押圧し、
弁体２６を通路１９の開口端１９ａに圧接し当該通路１
９を閉塞している。ソレノイド２４の各接続端は電子制
御装置３０に接続される。

電子制御装置（ＥＣＵ）３０ばエンジン回転に同期して
発生される信号例えばイグニッションコイルの一次コイ
ル、の点火パルス信号Ｐｇ（第２図（ａ））及び負荷信
号検出器３１から検出信号巳りを夫々入力し、大力パル
ス信号ＰｇをＮ分周例えば２分周したパルス信号Ｐｎ（
第２図（ｂ））を得、このパルス信号Ｐｎの立−Ｉニリ
から一定時間ｔ　ｏ　１１の間ハイレベルとなる制御パ
ルス信号Ｐ（第２図（Ｃ））を出力する。更に、電子制
御装置３０は負荷信号検出器３１から負荷検出信号ｅし
が入力された時には当該入力された時点から一定時間ｔ
ａの間前記パルス信号Ｐの発生を抑え、信号ｅＬが入力
されなくなった時には当該時点から−・定時間ｔ　ｂＯ
間前記パルス信号Ｐに代えて高レベルの信号を出力する
。前記各一定時間ｔａ、ｔｂは負荷によって決定される
。また、エンジンの負荷として空気調和装置を使用する
場合にはバッテリのアイドル充放電バランス要件により
エンジン回転数Ｎｅを高めに設定する必要がある為に、
負荷信号検出器３１の検出信号が前記空気調和装置の信
号である場合には、電子制御装置３０ば負荷検出信号ｅ
Ｌが入力されている間前記パルス信号Ｐのパルス幅即ち
、一定時間ｔＯＮを第３図ｆｂ）に示すように当該時間
ｔｏＮよりも短い一定時間ｔ　’　ＯＮ　（＜ｔｏｅ）
に設定する。

このパルス信号Ｐの発生周期Ｔはパルス信号Ｐｎの周期
と同しであり、前記一定時間ｔｏｅがソレノイド２４の
付勢（オン）時間、残り時間ｔＯＦＦ（−Ｔ−ｔＯＮ）
が消勢（オフ）時間となる。

負荷信号検出器３１はエンジンの負荷信号例えば空気調
和装置の圧縮機をエンジンに接続又は切離する電磁クラ
ッチのオン−オフ信号、或は変速装置のインギア状態を
表わす信号を検出して前記負荷検出信号巳りを出力する
。このインギア状態を表わす信号は例えばＡＴ車の場合
にはシフトレバ−位置を検出するセンサ、ＭＴ車の場合
にし−ｌクラッチの接合を検出するセンサから入力され
る。

ソレノイド弁２０はソレノイド２４の消勢時にはスプリ
ング２７のばね力によりプランジャ２５が突出して通路
１９の開口端１９ａを閉塞し、連通口２３ａを開口し、
付勢時にはプランジャ２５がソレノイド２４の吸引力に
よりスプリング２７のばね力に抗して吸引され、連通口
２３ａを閉塞し、通路１９の開口ｍ１９ａを開口する。

ソレノイド弁２０の通路１９と連通口２３ａとの切換時
間はパルス信号Ｐの周期Ｔに応じて変化する。パルス信
号Ｐの周期Ｔは点火パルスＰｇの発生周期に応して変化
し、該点火パルスＰｇの発生周期はエンジン回転速度Ｎ
ｅに応じて変化する。

従って、ソレノイド弁２０の切換時間はエンジン回転速
度Ｎｅに応じて変化する。一方、前述したようにパルス
信号Ｐ（第２図（Ｃ））のオン時間ｔｏｅは一定であり
、従って、エンジン回転速度Ｎｅが低くなるとオフ時間
ｔＯＦＦが長くなり、Ｎｅが高（なるとオフ時間ｔＯＦ
Ｆが短くなる。

次に作動を説明する。

エンジンのアイドル回転速度Ｎｅが低くなると前述した
ようにパルス信号Ｐ（第２図（Ｃ））の周期ＴｆＪ＜長
くなる一方、オン時間ｔｏＮが一定であるために回転速
度Ｎｅが低下した分だけオフ時間ｔＯＦＦが長くなり、
これに伴いソレノイド弁２０の大気に連通ずる連通口２
３ａの開弁時間が１くなる。また、エンジン回転速度Ｎ
ｅが低下すると吸気管１の負圧ＰＢが小さくなる。この
結果、ソレノイド弁２０の室２１の内圧（負圧）が小さ
くなり、これに応じてダイアフラム装置１０の負圧作動
室１３の負圧が小さくなり、ダイアフラム１１はスプリ
ング１２のばね力により押し出され、ロッド５を矢印Ａ
方向に押動し、スロットル弁２を開弁する。スロットル
弁２の開弁に伴いエンジン回転速度Ｎｅが上昇する。

また、−ヒ述とは反対にアイドル回転速度Ｎ８が上昇す
るとパルス信号Ｐの周期Ｔが短くなり、これに伴いオフ
時間ｔｏＦＦが短くなり、ソレノイド弁２０の連通ｒｌ
　２３　ａの開弁時間か短くなる。

また、エンジン回転速度Ｎｅが−に胃すると吸気管内負
圧Ｐ８が大きくなる。この結果、ソレノイド弁２０の室
２１の負圧が大きくなり、これに伴いダイアフラム装置
１０の負圧作動室１３の負圧が大きくなり、ダイアフラ
ム１１はスプリング１２のばね力に抗して引き込まれ、
ロット５を矢印■３方向に引き戻してスロソ［ル弁２を
閉弁させる。スロットル弁２の閉弁に応じてエンジン回
転速度Ｎｅが低下する。このようにして、アイドル回転
速度Ｎｅが高い時はパルス信号Ｉ〕のオン時間貫ＯＮの
割合が大きくなってダイアフラム装置ＩＯの作動負圧が
大きくなり、スロットル弁２の弁開度を減少させ、アイ
［ル回転速度Ｎｅが低い時はパルス信号Ｐのオン時間（
一定時間）ｔｏＨの割合が小さくなり、前記作動負圧が
小さくなりスロットル弁開度を増大させる。

斯くしてエンジン回転速度に対する比例フィードハック
制御が成立し、アイドル回転速度Ｎｅのフィードハック
制御が可能となる。

また、電子制御装置３０は、空気調和装置（Ａ／Ｃ）の
作動開始（ＯＮ）時又はインギア時にエンジンに大負荷
が加わり、負荷信号検出器３１から負荷検出信号ｅＬが
入力さた時には、前記一定時間ｔａの間パルス信号Ｐの
発生を抑えてソレノイド２４を消勢し、ダイアフラム装
置１０の負圧作動室１３の負圧を小さくしてスロットル
弁２の弁開度を増加させ、反対に前記負荷が無くなる時
即ち、負荷検出信号ｅＬがオフとなった時には前記一定
時間ｔｂの間ソレノイド２４を付勢し、ダイアフラム装
置１０の負圧作動室１３の負圧を大きくしてスロットル
弁２の弁開度を減少させ、負荷変動によるエンジンの回
転数の低下又は吹き上りを最小に抑える。

更に、電子制御装置３０は空気調和装置の作動時には第
３図ｆｂｌに示すようにパルス信号Ｐのパルス幅を前記
一定時間ｔ’ｏＮに設定し、同図ｔａ＋に示す空調装置
（Ａ／Ｃ）の停止時（ＯＦＦ時）のパルス幅時間ｔ’ｏ
Ｎよりも短＜　　（１“□Ｎ＜ｔｏＮ）設定する。この
結果、パルス信号Ｐのデユーティ比が小さくなり９、ソ
レノイド２４の付勢時間が短くなり、ダイアフラム装置
１０の負圧作動室１３の負圧が小さくなり、スロットル
弁２の弁開度が増加し、エンジン回転数Ｎｅが高くなる
。即ち、アイドル回転数Ｎｅが高めに設定され、アイド
ル充放電バランス要件が満たされる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、内燃エンジンのス
ロットル弁に連結され負圧作動室の制御圧により該スロ
ットル弁を開閉制御するダイアプラム装置と、該負圧作
動室にスロットル弁を開弁させる第１制御圧と閉弁させ
る第２制御圧とを切換えて供給する切換制御弁と、前記
内燃エンジンの負荷信号の変化を検出する負荷信号検出
器と、前記内燃エンジンの点火パルス信号を入力し一定
時間幅のパルス制御信号を出力すると共に前記負荷信号
検出器の出力信号により前記一定時間幅のパルス制御信
号を増加又は減少させて前記切換制御弁に供給する電子
制御装置とを備え、アイドル＝１４− 回転速度が高い時には前記ダイアフラムの作動負圧を大
きくして前記スロットル弁の弁開度を減少させ、低い時
には前記作動負圧を小さくしてスロットル弁開度を増大
させてアイドル回転速度のフィードハック制御を行なう
ようにしたので、制御信号のデユーティ比等の演算を必
要とせず、更にパルスモータ等の高価な制御装置を不要
とすることができ、簡単な手法で制御を行なうことがで
きる。更に、前記第１制御圧（大気圧）の供給によりス
ロットル弁が開弁する構成のダイアフラム装置を使用す
ることにより、高地での運転時に前記第２制御圧（吸気
管内負圧）の減少により作動負圧を減少させ、前記スロ
ットル弁を平地（低地）におけるよりも開くことができ
、この結果、高地でのアイドル回転速度を平地よりも上
昇させ、アイｌ−ル運転の安定化を図ることができる。

更に、空気調和装置の作動時代Ｇオインギア時のような
急な負荷がエンジンに加わった場合に、前記パルス制御
信号のパルス幅をアイドル回転数が−１−昇するように
可変とするようにしたので、アイドル運転状態における
負荷変動時の回転数を安定化させることができ、運転性
の向上を図ることができる。更に装置の構成の簡素化及
び低価格化を図ることができる等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃エンジンのアイドル回転速度
制御装置の一実施例を示す構成図、第２図は第１図の電
子制御装置の人、出力信号の一例を示す波形図、第３図
は第１図の電子制御装置の出力信号の一例を示す波形図
である。 ２・・・スロソｔ・ル弁、１０・・・ダイアフラム装置
、１３・・・負圧作動室、２０・・・切換制御弁、３０
・・・電子制御装置、３１・・・負荷信号検出器。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．　内燃エンジンのスロットル弁に連結され負圧作動
   室の制御圧により該スロットル弁を開閉制御するダイア
   フラム装置と、該負圧作動室にスロットル弁を開弁させ
   る第１制御圧と閉弁させる第２制御圧とを切換えて供給
   する切換制御弁と、前記内燃エンジンの負荷信号の変化
   を検出する負荷信号検出器と、前記内燃エンジンの点火
   パルス信号を入力し一定時間幅のパルス制御信号を出力
   すると共に前記負荷信号検出器の出力信号により前記一
   定時間幅のパルス制御信号の時間幅を変化させて前記切
   換制御弁に供給する電子制御装置とを備えたことを特徴
   とする内燃エンジンのアイドル回転速度制御装置。
2. ２．　前記第１制御圧は大気圧であり、前記第２制御圧
   は吸気管内負圧であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の内燃エンジンのアイドル回転速度制御装置
   。
3. ３．　前記ダイアフラム装置は前記第１制御圧の供給に
   より前記スロットル弁を開弁すべく作動し、前記制御信
   号により前記第２制御圧を前記一定時間供給されて前記
   スロットル弁を閉弁すべく作動することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の内燃エンジンのアイドル回転
   速度制御装置。
4. ４．　前記切換制御弁はフリークエンシイソレノイド弁
   で構成され、消勢時には前記第１制御圧を、前記制御信
   号により付勢された時には前記第２制御圧を前記ダイア
   フラム装置の負圧作動室に供給することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の内燃エンジンのアイドル回転
   速度制御装置。
5. ５．　前記負荷信号は前記内燃エンジンにより駆動され
   る空気調和装置の圧縮機のオン−オフ信号であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃エンジンの
   アイドル回転速度制御装置。