JPS6158942A - 内燃機関のアイドル回転数制御装置 - 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） この発明は、各気筒毎に複数の燃料噴射弁を有する内燃
機関のアイドル回転数制御装置、特に該制御装置のアク
チュエータ等の故障時にアイドル回転数が異常に高くな
ること（暴走）を防止するアイドル回転数制御装置の改
良に関する。

（従来技術） 従来のアイドル回、転数制御装五としては、例えば本出
願人の出願に係る特願昭５８−１９８８５２号に記載さ
れているものがある。

このアイドル回転数詞ｉ卸装万を第１図〜第３図に基づ
いて説明する。まず、第１図において、１ば直列６気筒
の内燃機関を示し、各気前毎に１１囚の燻ｑｉ射弁２、
全体として５個の燃料噴射弁２を宵している。したがっ
て、各燃料噴射弁２は吸気通路３の分岐マニホルド部分
３八にそれぞれ配設され、コントロールユニット４によ
り制御駆動されている。吸気通路３において上記マニホ
ルド部分３Ａより上流側のスロー／　トルチャンバ３Ｂ
内には絞り弁５が設けられており、この絞り弁５よりさ
らに上流側の吸気通路３には熱線式空気１ｉｆｆｌ計６
およびエアクリーナ７が順次配設されている。したがっ
て、吸入空気はエアクリーナ７、熱線式空気流量計６、
スロットルチャンバ３Ｂを経て分岐マニホルド３への各
ブランチより各燃焼室８に供給され、燃料は各３１Ａ料
噴射弁２によりこの吸入空気中に噴射される。ここで、
吸入空気の流れはアクセルペダルに連動する絞り弁５に
より制御され、アイドル時には該校り弁５はほとんど閉
じている。９は絞り弁５の開度を検出するスロットルス
イッチ（アイドルスイッチ）であり、その詳細について
は、第２図（Ａ）、ＣＢ）に基づき後述する。また、こ
のアイドル時の空気の流れは絞り弁５をバイパスするバ
イパスポート１０を通り、このポート１０に装着された
アイドルアジ中ストスクリュー１１によって調節される
と共に、絞り弁５の上流と下流とを連通ずるバイパス通
路１２も通り、このバイパス通路１２に配設されたアイ
ドル制御弁１３によって適宜必要な空気量が確保される
。すなわち、アイドル制御弁１３はバイパス通路１２の
通路面積を可変として空気■を制御するもので、その駆
動はコントロールユニット４により制御される例えばス
テンプモータにより行われる。なお、３Ｃは吸気通路３
の一部であるサージタンクを示している。コントロール
ユニット（マイクロコンピュータ）４は、主としてマイ
クロプロセッサ（中央演算装置）と、メモリ　（ＲＯＭ
とＲＡＭ）（記憶装面）と、インターフェース（入出力
信号処理回路）（図外）と、から構成されている。この
インターフェースには、内燃機関１の回転数がディスト
リビュータに組込んだ回転数センサ（クランク角センサ
）１４で検出されデジタル信号として入力される他、水
温センサ１５にてアナログ信号として検出された冷却水
温がＡ／Ｄ変換されてデジタル信号として、また、前記
熱線式空気流量計６においてその熱線の抵抗変化によっ
てアナログ信号として検出された機関１の吸入空気量が
Ａ／Ｄ変換後デジタル信号として、また、車速が一定値
（例えば５ｋｍ／ｈ）を超えたか否かが車速センサ１６
にて検出され○Ｎ−〇ＦＦ信号（一定値以下でＯＮ）と
して、変速機１７が中立位置にあるか否かがニュートラ
ルスイッチ１８がら○Ｎ−０ＦＦ信号（中立位置でＯＮ
）として、さらに、絞り弁５が絡全閉（アイドル開度）
であるか否かがスロットルスイッチ９にて４爽出されＯ
Ｎ・ＯＦＦ信号として、それぞれ入力されている。ここ
で、スロットルスイッチ９は、第２図（Ａ）に詳示する
ように、絞り弁５がアイドル開度であるときは、絞り弁
軸と一体↓二回転するロータ１９のガイド溝２０に挿入
されたガイドピン２１に固着された接点２２と、端子部
に接続されている接点２４と、が接触して、端子２５と
端子部とが導通するため、ＯＮ信号がコントロールユニ
ット４へａ力される。また、絞り弁５がアイドル開度以
上であるときは、絞り弁軸の回転に伴いガイドビン２１
がガイド溝２０に案内されて移動し、接点２２と接点２
４とが非接触となり、端子部と端子部とが非導通となる
ためＯＦＦ信号がコントロールユニット４へ出力される
（第２図（Ｂ）参照）。

第３図はこのコントロールユニット４における信号処理
系を示すブロック図である。同図において、２６はアイ
ドル状態検知回路であり、このアイドル状態検知回路２
６は、スロｙ　）ルスイッチ９からの信号が○Ｎ信号で
、かつ、車速センサ１６からの信号がＯＮ信号の時、あ
るいは、スロットルスイッチ９からの信号がＯＮ信号で
、かつ、ニュートラルスイッチ１日からの信号がＯＮ信
号である時、機関１がアイドル状態にあると判別するア
イドル判別手段２７を構成している。

回転数検知回路２８はクランク角センサ１４からの入力
信号に基づいて機関１の回転数を検出しており、該検知
回路２８とセンサ１４とで回転８挟８手段２９を構成し
ている。また、第１目標値設定回路３０は、水温上ン号
１５からの冷却水温に基づいてアイドル時の第１目標回
転数を設定するものである。すなわち、冷却水温に対応
して予めＲＯＭに記す、なされた目標値からテーブルル
ックアップにより読み取る（例えば水温８０°Ｃでは７
００　ｒ、ｐ、ｍ　）。第１比較回路３】は、この第１
目標回転数と実際のアイドル時の回転数とを比較し、演
算し、アイドル弁駆動回路３２は、この演算結果に基づ
いてステップモーフに所定の信号を出力しアイドル制御
弁１３の開度を調愁する。したがって、第１Ｊ：ｌｌ：
較回路３１及びアイドル弁制御回路３２は、アイドル時
機関回転数を所定値（例えば７００　ｒ、ｐ、ｍ　）に
制御するアイドル回転数制御手段３３を構成している。

第２目標値設定回路３４は、上記第１目標回転数（７０
０ｒ、ｐ、ｍ　）に所定値（例えば、５００　ｒ、ｐ、
ｍ　）を加えて第２目標回転数（例えば、水温８０°Ｃ
で１２００ｒ、ｐ、ｍ　）としている。なお、この加算
値は水温に応して変更してもよく、水温の変化に拘らず
一定値としてもよい。第２比較回路３５は、この第２目
標回転数とアイト′ル時の実際の機関回転数とを比較す
るもので、この第２比較回路３５および第２目標値設定
回路３４はアイドル時機関回転数が第２目標回転数以上
になったこと（いわゆる機関の暴走状態）を判別する異
常判別手段３６を構成している。間引き噴射決定回路３
７は、アイドル時の機関回転数が第２目標回転数以上に
なった状態が所定の期間継続した場合に、前記複数の燃
料噴射弁２のうちの一部を休止させる（噴射停止）こと
を決定するもので、例えば、点火順序力月−２−３−４
−５−６となる■型殿関の場合について第１気筒、第３
気筒および第５気筒の各燃料噴射弁２を駆動する第１駆
動回路３８と、第２気筒、第４気筒及び第６気筒の各燃
料噴射弁２を駆動する第２駆動回路３９とともに、複数
の燃料噴射弁２の一部（半分）を休止させる噴射停止手
段４０を全体として構成している。ここで、第１駆動回
路３８により駆動される第１、第３、第５気筒の燃料噴
射弁２はＡグループとし、第２駆動回路３９により駆動
あるいは休止される第２、第４、第６気筒の燃料噴射弁
２はＢグループとし、このＡＳＢ両グ小グループ分は互
いに点火順序が連続しない気筒毎に行っている。すなわ
ち、間引き噴射回路３７では、暴走状態にあると判別す
ると第２駆動回路３９に休止信号を出力し、第２駆動回
路３９はＢグループの燃料噴射弁２による燃料噴射を停
止する。また、この暴走状態にある１報作動回路４１は
例えば運転席に配設した警告ランプからなる警報装置４
２に信号を出力し、該装置４２を作動させるものである
。

なお、上記アイドル制御弁１３としては、例えばダイア
フラムを用いたものあるいは、比例ソレノイド式アイド
ルｚＨ弁を用いてもよい。

したがって、このアイドル回転数制御装置にあっては、
アイドル判別手段２７でアイドル状態であると判別した
場合には、第１目標回転数（適正アイドル回転数）より
も所定値だけ高い第２目標回転数を設定し、次に所定期
間相続して（段間の実際の回５．数が第２目標回転数よ
り大きい場合には異常判別手段３６でアイドル制御弁１
３系の故障により機関が暴走していると判断し、噴射停
止手段４０により燃料噴射弁２の半分（Ｂグループ）の
噴射を停止する結果、回転数を低下させ、暴走を抑制す
るものである。一方、スロットルスイッチ９が○ＦＦの
場合、またはニュートラルスイッチ１８がＯＮでない場
合はアイドル状態にないと判断し、また、実際の回転数
が′７ＪＪ２目標回転数より小さいか等しい場合には暴
走状態にないと判断し、Ａ、８両グループの燃料噴射弁
２によって、適正噴射量、噴射時期で、燃料噴射が行わ
れる。

（問題点） しかしながら、このような従来のアイドル回転数制御装
面にあっては、絞り弁が略全閉（アイドル開度）である
とき０Ｎ（ｉ号が、絞り弁がアイドル開度以上であると
きＯＦＦ信号が、スロットルスイッチからコントロール
ユニットに出力される構成であったため、スロｙ　）ル
スイッチの接点不良、そのバー２、スの断線、あるいは
コ皐りクの接続不良等が発生した場合には、絞り弁がア
イドル開度であるにもかかわらずＯＦＦ信号がコントロ
ールユニットに出力され、コントロールユニットは機関
がアイドル状態でないと判断する場合が起きる。その結
果、アイドル制御弁等の故障により機関が暴走した場合
、この暴走を阻止・することができず、車両の安全１生
が著しく阻害されるという問題点があった。

（発明の目的） そこで、この発明は、スロットルスイッチ等か故はした
場合、機関がアイドル状態にあると判断して機関の暴走
を防止する装置を作動させることにより、この暴走を阻
止し、車両の安全性を確保することを目的としている。

（発明の構成） この発明は、第４図に示すように、各気前毎に設けた複
数の燃料噴射弁２と、絞り弁５の開度に応じてＯＮ・Ｏ
ＦＦ信号を出力するスロットルスイッチ９と、少な（と
もこのＯＮ・ＯＦＦ信号に基づいて機関がアイドル状態
にあることを判別するアイドル判別手段２７と、機関の
回転数を検出する回転数検出手段２９と、アイドル時機
関回転数を所定値に制御するアイドル回転数制御手段３
３と、アイドル時機関回転数が前記所定値よりも高い一
定値以上となったことを判別する異常判別手段３６と、
アイドル時の機関回転数が一定値以上の場合前記燃料噴
射弁２の一部を休止させる噴射停止手段４０と、を備え
たアイドル回転数制御装置において、前記スロットルス
イッチ９は絞り弁５が所定開度以上のときＯＮ信号を出
力し、絞り弁５が所定開度より小さいときＯＦＦ信号を
出力する構成である。

（実施仔す） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第５図（Ａ）（Ｂ）および第６図はこの発明に係るアイ
ドル回転数詞７ｆｆｌｌ装置の一実施例を示し、第５図
（Ａ）（Ｂ）はスロットルスイッチの断面図、第６図は
コントロールユニットにおける信号処理を説明するフロ
ーチャートである。なお、この発明の、全体構成図およ
びコントロールユニットのブロック図は、前記従来例で
示した第１図および第３図と同様であり、その説明を省
略する。

まず、スロットルスイッチの構成を説明すると、第５図
（Ａ）（Ｂ）において、５１はスロットルスイッチのケ
ーシングを示し、このグーソング５１内にはその勅孔内
に嵌入される絞り弁軸の回動に伴って回動する回転軸５
２と、この回！２−軸５２の回シＪと共に回υノするロ
ータ５３と、が一体となって収納されている０回転軸５
２はその外周ユニ回・口！ｉ！１ＩＩ５２と一体形成さ
れたアーム５４を有しており、このアーム５４は軸心か
ら放射外方に突出している。アーム５４の先端口ｉζは
小球状に形成されており、この小球部はロータ５３に形
成された挿入孔５３Ａに挿入されている。ロータ５３の
周、μ部には周方向に沿って所定の長さををするガイド
溝５５が形成されており、このガイド溝５５の一端部は
湾曲されている。また・ガイド１Ｑ５５内に：まこの心
５５内を摺動自在に移動可能なガイドピン５６が挿入さ
れ、このガイドピア５６は入力端子５７に、リベット止
めされたロッド（金泥板）５８を介して固着されている
。ロッド５８のガイドピン側には接点Ａ５９が設けられ
ており、この接点Ａ５９と接触可能な（対向、近接して
）接点Ｂ６０が金属プレート６１．６２を介して出力端
子６３に固定されている。

したがって、絞り弁が略全開のときは、第５図（Ａ）に
示すように、ガイドピン５６がガイド溝５５の湾曲部に
位置しているため、接点Ａ５９と接点Ｂ６０とが非接触
となる。この結果、入力端子５７と出力端子６３とが非
導通となり、コントロールユニー／　）へは°ＯＦＦ信
号（ＯＶ）が出力される。一方、絞り弁がアイドル開度
以上になると、第５図（Ｂ）に示すように、絞り弁軸の
回ジｊに伴い、回転軸５２およびロータ５３が図中時計
回り方向に回動する。したがって、ガイドピン５６がガ
イド溝５５に案内されて、４曲部から放射外方に変位す
るため、接点Ａ５９と接点Ｂ６０とが接触する。このた
め、電源から入力す、ち子５７に供給される電流はロッ
ド５８、両接点Ａ、Ｂ、５９、６０、および両プレート
６１．６２を通って出力α１！１子６３を介してコント
ロールユニットへ流れる。この結果、絞り弁がアイドル
開度以上の場合にはＯＮ信号（１２Ｖ）がコントロール
ユニットに出力されることになる。

次に、第６図に基づいてコントロールユニットにおける
信号処理を説明する。なお、図中Ｐ、〜Ｐ、はフローチ
ャートの各ステップを示す。また、この発明の制御演算
は例えば定時間に一度実行されるものとする。

まず、Ｐｌにおいてスロットルスイッチ９がＯＦＦか否
かを判別し、ＯＦＦである場合はＰ２において車速が所
定値以下であるか否かを判別する。車速か所定値を超え
る場合はＰ３にてニュートラルスイッチ１８がＯＮか否
かを判別し、ＯＮの場合及び上記Ｐ２にて車速か所定値
以下である場合はアイドル状態であると判断しくＰ、−
Ｐ３はアイドル判別手段２７における作用に相当する）
、Ｐ４にて第１目標回転数（適正アイドル回転数）より
も所定値だけ高い第２目標回転数Ｎ２を設定する。次に
、Ｐ、にて所定期間継続して機関の実際の回転数Ｎが第
２目標回転数Ｎ２よりも大きいか否かを判別し、大きい
場合（Ｎ＞Ｎ２）は例えばアイドル制御弁１３系の故障
により機関が暴走していると判断しく異常判別手段３６
での作用に相当する）、ＰＧにて複数の噴射弁２のうち
のＡグループについては燃料噴射を継続するが、Ｂグル
ープについては噴射を停止する（噴射停止手段４０の作
用に相当する）、一方、上記Ｐ、にてスロ７）ルスイッ
チ９がＯＦＦでない場合、及びＰ、でニュートラルスイ
ッチ１８がＯＮでない場合はアイドル状態にないと判断
し、また、Ｐ、で実際の回転数が第２目標回転数よりも
小さいか等しい場合（Ｎ２≧Ｎ）には暴走状態にないと
判断し、いずれもＰりにおいてＡ、８両グループの燃料
噴射弁２によって、通常のコントロールユニット４によ
る制御下に機関運転状悪に応じた適正噴射量、噴射時期
で、燃料噴射が行われる。上述したＢグループの燃料噴
射弁２からの燃料噴射が停止されることにより、機関の
回転数は例えば１４００ｒ、ｐ、ｍから８００　ｒ、ｐ
、ｍへと低下し、この結果、次サイクルにては通常どお
り全ての燃料噴射弁２より各気筒燃料が噴射されること
になる。また、上記噴射停止と同時に警報装置４２によ
り運転者は機関が暴走状態にあることを知覚できる。さ
らに、暴走時にあっては通常のアイドル回転数制御は停
止される。

ここで、前述したように、絞り弁が略全閑のときＯＦＦ
信号が、絞り弁がアイドル開度以上であるときＯＮ信号
が、アイドル判別手段２７に入力するようにしたため、
スロットルスイッチ９の接点不良、ハーネスの断線、あ
るいはコネクタの接触毛長が発生した場合にはアイドル
判別手段２７にはＯＦＦ信号が入力されアイドル判別手
段２７はアイドル状！ぶであると判断する。

したがって、例えばアイドル制御弁１３系の故障により
機関が暴走した場合には、機関の暴走を防止するプログ
ラムをスタートさせることができるので、機関の暴走を
防止でき、重両の安全性を確保することができる。

（効果） 以上説明してきたように、この発明によれば、スロット
ルスイッチ等の故障が発生した場合にアイドル状態であ
ると判断して燃料噴射弁の一部を停止できるので、機関
が暴走したとき、その暴走を防止でき、燃費の悪化の防
止と重両の安全性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は従来のアイドル回転数制御装Ｔを示す
もので、第、１図は装置の概略全体構成図、第２図（Ａ
）、（Ｂ）はスロットルスイッチの各断面図、第３図は
従来装置における信号処理の一例を示すブロック図、第
４図〜第６図はこの発明の一実施例を示すもので、第４
図は本装五の全体構成図、第５図（Ａ）、（Ｂ）はスロ
ットルスイッチの各断面図、第６図は制御プログラムを
示すフローチャートである。 １・−・・・機関、 ２−・−・・・燃料噴射弁、 ５−・−絞り弁、 ９・・−・−スロットルスイッチ、 ２７・・−・−アイドル判別手段、 ２９・−・・回転数検出手段、 ３３−・・−・アイドル回転数詞御ａ■手段、３６・−
・−異常判別手段、 ４０−・−・噴射停止手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 各気筒毎に設けた複数の燃料噴射弁と、絞 り弁の開度に応じてＯＮ・ＯＦＦ信号を出力するスロッ
   トルスイッチと、少なくともこのＯＮ・ＯＦＦ信号に基
   づいて機関がアイドル状態にあることを判別するアイド
   ル判別手段と、機関の回転数を検出する回転数検出手段
   と、アイドル時機関回転数を所定値に制御するアイドル
   回転数制御手段と、アイドル時機関回転数が前記所定値
   よりも高い一定値以上となったことを判別する異常判別
   手段と、アイドル時の機関回転数が一定値以上の場合前
   記燃料噴射弁の一部を休止させる噴射停止手段と、を備
   えたアイドル回転数制御装置において、前記スロットル
   スイッチは絞り弁が所定開度以上のときＯＮ信号を出力
   し、絞り弁が所定開度より小さいときＯＦＦ信号を出力
   することを特徴とする内燃機関のアイドル回転数制御装
   置。