JPS6132490B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 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。

〔従来の技術〕

従来のアイドル時のエンジン回転速度制御装置
は、スロツトル弁をバイパスする補助空気導管に
エンジン温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つた。
例えば、特公昭49―40886号公報のもの。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この従来の装置では、常時帰還制御であるた
め、アイドル時と非アイドル時とのつなぎがスム
ーズにいかず不都合が生ずることがあつた。例え
ば、非アイドル時で帰還制御が働き、補助空気弁
が閉じる方向に動作し、アイドルとなり、直後に
エアコンスイツチ又はパワステアリング等を作動
させたとき、補助空気量が少なくなり過ぎて、エ
ンジン回転の低下が大きく、はなはだしい場合は
エンジンストールという問題があつた。

従つて、本発明の目的は、アイドル時と非アイ
ドル時とのつなぎがスムーズなものとして得られ
るエンジン回転速度制御装置を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明において
は、 エンジンスロツ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
過する補助空気の量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、エンジンがア
イドル状態にあるか否かを検出するアイドル検出
手段と、エンジンがアイドル状態にないときは上
記帰還制御を解除すると共に、エンジン暖機状態
とエンジン負荷状態との少なくともいずれか一方
に応じて設定される一定の補助空気の量に制御す
るオープン制御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としている。

〔作用〕

上記構成によれば、オープン制御手段によりア
イドル状態にない時の補助空気の量がエンジンの
暖機状態とエンジン負荷状態との少なくともいず
れか一方に応じて設定される一定量に制御される
ので、非アイドル状態からアイドル状態に移る際
のエンジン回転の変動は充分に抑制されるように
なると共に、アイドル状態に移つた後の実際の回
転速度の目標回転速度への収束も素早くなる。

〔実施例〕

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
サイクルレシプロ火花点火エンジンで、エアクリ
ーナ１１、エアフローメータ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
れるスロツトル弁１７によつて調整され、一方燃
料噴射量は、電子燃料制御ユニツト２０によつて
調整される。電子燃料制御ユニツト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によつ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、他に暖機センサ１９、スロツトルセンサ２５
等からの信号を入力しており、これによつて燃料
噴射量の増減を行う。

空気導管２１，２２はスロツトル弁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、スロツトル弁１７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、スロツトル弁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式
制御弁であつて、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、シヤ
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間の圧力差によつて変位し、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
によりシヤフト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
導入させている。

なお、弁体３５はニードル弁であつて、弁座３
６との間で形成する流通面積をシヤフト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５４と、板ばね５４の
先端に対向するよう設けられた管５５，５６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を閉じ、電磁コイル５１が通電されると
電磁力により管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、一方管５６は、室３８は吸気負圧導くため
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
きさによつて弁体３５の開度（つまりスロツトル
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は電磁コイ
ル５１に通電される時間割合で決定される。

電磁機構５０は、電子空気制御ユニツト６０に
よつて励磁が制御される。電子空気制御ユニツト
６０は、デイストリビユータ１８、暖機センサ１
９、自動車のクーラー等の空調機用コンプレツサ
２６とエンジン１０の駆動軸を接続する電磁クラ
ツチ２７をオン、オフする空調スイツチ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、スロツトル信号および空調機のオン、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ツト６０に
ついて詳細に説明する。１００はＦ―Ｖ変換回路
で点火用デイストリビユータ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、トランジスタ１０８よりなる波形整形
部で第３図Ａの如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によつ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）に同期した鋸歯
状波電圧とを重畳した第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ツチ２８の
オンオフ信号とが入力され、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
調スイツチ２８からのオンオフ信号は抵抗２０
４、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の間に接続
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２０
０の出力特性は第４図に示すようにエンジン温が
低くなる程出力電圧は大きく空調スイツチ２８が
オフのときは第４図の実線に示す如くであり、空
調スイツチ２８がオンのときは第４図の波線に示
す如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の如く“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に応じてコンデンサ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４
０２並びに４０３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“１”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つてい
る。５００は第３図Ｅの破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とが入力され両電圧
を比較する第２比較回路で、抵抗６０１、比較器
６０２より第３図Ｇの如く積分回路４００の出力
電圧Ｅの方が大きい期間だけ“１”レベルとなる
パルス信号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、前記スロツトルセンサ２５から
の信号のうち、スロツトル弁１７が閉じられさた
とき“０”レベル、開かれたとき“１”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”レベル信号
が出力されるスタータスイツチ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、トランジスタ
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比較解す３００のトラ
ンジスタ３０５に接続されており、スロツトルセ
ンサ２５若しくはスタータスイツチ２９から
“１”レベル信号が入力されるとトランジスタ８
０４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３
００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
１０がスロツトル弁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
子空気制御ユニツト６０の関数電圧発生回路２０
０により決定される比較レベルＤに対応した設定
回転速度より低いときはＦ―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
くなるとしても僅かの間であり、従つて第１比較
回路３００の出力信号は第３図Ｃの中央部に示す
ように常に“１”レベルか、“０”レベルとなる
としても“０”レベルの期間はごく小さく、この
結果積分回路４００の出力電圧Ｅは第３図Ｅの中
央部の破線で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
（比較器６０２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、つまりは
空気制御弁３０の開度が大きくなりスロツトル弁
１７をバイパスする補助空気の量が増加し、エン
ジン１０の回転速度を上昇させる。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より常に高
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
示すように常に“０”レベルか“１”レベルにな
るとしても“１”レベルの期間はごく小さく、こ
の結果積分回路４００の出力電圧Ｅは第３図Ｅの
右側の破線で示すごとく下降していく。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（つ
まり比較器６０２が“１”レベルとなる期間）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は減少し、つまり
は空気制御弁３０の開度が小さくなり、スロツト
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ツトル
弁１７が閉じられたアイドル時には電子空気制御
ユニツト６０によつ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図の実線で示す如くエンジン温が低い程
高くなるもので、暖機運転時にはエンジン温に応
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、更に自動車用クーラ等のコンプレツ
サ２６がエンジン１０に接続され駆動される空調
スイツチ２８がオンのときは、この空調スイツチ
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によつて第４図の破線に示す
ごとく比較レベルＤがもち上げられるため設定回
転速度を高く切換えでき、従つてコンプレツサ２
６の能力を損なうといつた問題或いはエンジンス
トールを引き起すといつた問題もなくなる。

次にエンジン１０がスロツトル弁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
項されると、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、従つて空気制御弁３０はエンジン温に応
じた一定の補助空気をスロツトル弁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８００を設けず回転速度制
御を行なつ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
あるといつた問題であるが、この実施例のもので
はスロツトル弁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温）
に応じ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。

またこの実施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、スタータスイツチ２９
より“１”レベル信号が出力され、この場合も上
述のスロツトル弁１７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４００の出力は関
数電圧発生回路２００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
ン温）に応じた一定なパルス幅のパルス信号を出
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
ヤ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
動させ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、ブロツク温度セン
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、コンプレツサの接続状態を適用したが、他
のエンジン運転状態によつて関数電圧を発生させ
るようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、 エンジンスロツ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
過する補助空気の量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、エンジンがア
イドル状態にあるか否かを検出するアイドル検出
手段と、エンジンがアイドル状態にないときは上
記帰還制御を解除すると共に、エンジン暖機状態
とエンジン負荷状態との少なくともいずれか一方
に応じて設定される一定の補助空気の量に制御す
るオープン制御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としたことから、 アイドル状態にない時の補助空気の量は、オー
プン制御手段によりエンジン暖機状態とエンジン
負荷状態との少なくともいずれか一方に応じて設
定される一定量に制御されるので、非アイドル状
態からアイドル状態に移る直前の非アイドル状態
の補助空気の量はエンジン暖機状態とエンジン負
荷状態との少なくともいずれか一方に応じた一定
量が確保され、従つて、非アイドル状態からアイ
ドル状態に移る際のエンジンの回転変動は充分に
抑制されるようになるものであり、さらにアイド
ル状態に移つた後の実際の回転速度の目標回転速
度への収束も素早くなり、アイドル状態と非アイ
ドル状態とのつなぎが極めてスムーズなものとし
て得られるという優れた効果を有する。

【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ツトを示
す電気回路図、第３図は第２図各部の信号波形
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…スロツトル弁、１８…
回転速度センサをなすデイストリビユータ、２
１，２２…導管、２６…コンプレツサ、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
比較回路、４００…積分回路、５００…発振器、
６００…第２比較回路、７００…反転増幅回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンスロツ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量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
   がアイドル状態にあるか否かを検出するアイドル
   検出手段と、エンジンがアイドル状態にないとき
   は上記帰還制御を解除すると共に、エンジン暖機
   状態とエンジン負荷状態との少なくともいずれか
   一方に応じて設定される一定の補助空気の量に制
   御するオープン制御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。