JPS644063B2 - - Google Patents

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ス
ロツトル弁をバイパスする補助空気の量を調節し
て設定回転速度に制御するエンジン回転速度制御
装置に関するものである。

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の量を制限するメカ
ニカルな補助空気弁を設け、回転速度をプログラ
ム制御する構成であつた。

この従来の装置では、プログラム制御であるた
め、エンジン冷間始動後の適当な期間アイドル回
転を上昇させるだけの機能しかない。例えばエン
ジンにより駆動される自動車空調機用コンプレツ
サ、或いはエンジンにより駆動される他の制御機
器がアイドル時にエンジンに接続された場合、ア
イドル時の負荷の増大に対しては、別個に補助空
気導管並びに補助空気弁を設けアイドル回転速度
を上昇させるか、回転速度の低下を無視して補助
空気導管を設けず補助空気の供給は行なわないか
のどちらかであつた。

この結果、別個に補助空気導管を追加するもの
では構成が複雑となり、また補助空気導管を追加
設置しないものでは回転速度変動が無視できなく
なりエンジンストールするといつた問題があつ
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設定してフイード
バツク制御することによつて、目的別に制御装置
を設ける必要がなく簡潔な構成でもつて信頼性を
向上し、正確にアイドル回転速度を制御可能とす
ることを目的とする。

更に本発明は、アイドル回転速度のフイードバ
ツク制御において、スロツトル弁が開状態から閉
状態へ移行する場合におけるエンジンストールを
防止することも目的とする。

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
速度センサとしてのデイストリビユータ１８より
の回転速度と、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へ吸気負圧を導くた
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。この電子空気制御ユニ
ツト６０には後述する制御回路３００、補正回路
４００等が格納されており、デイストリビユータ
１８、暖機センサ１９、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、スロツトル位置を検出するスロ
ツトルスイツチ２５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はエンジン１０のアイドル時の回転速度
をデイストリビユータ１８で検出し、Ｄ−Ａ変換
器１０１で回転速度に依存したアナログ信号ａを
発生する回転速度検出回路、２００はエンジン１
０の運転状態を表わす空調スイツチ２８、暖機セ
ンサ１９の信号にもとづき設定器２０１で目標と
するアイドル時の回転速度を設定しその信号ｂを
出力する回転速度設定回路である。３００は空気
制御弁３０の電磁機構５０への通電時間を制御す
る制御回路であり、回転速度検出回路１００より
の信号ａと回転速度設定回路２００よりの信号ｂ
とを比較器３０１で比較し、この比較器３０１の
偏差出力信号により補助空気の第１の制御量を算
出する第１の手段としての定電流充放電回路（積
分回路）３０２のコンデンサを充放電する。この
第１の制御量たる充放電信号Ｃと三角波発振器３
０３の三角波信号ｄとを比較器３０４で比較す
る。比較器３０４の出力信号ｅが“０“レベル時
に駆動手段としての電磁機構５０へ通電される。
４００はスロツトル弁１７が開かれた状態より全
閉または全閉に近い位置まで閉じられたとき、即
ち減速時に、一時的にスロツトル弁１７をバイパ
スする補助空気の量を増加させその後漸減させる
補助空気の第２の制御量を算出する第２の手段と
しての補正回路であり、スロツトル弁１７に連動
するスロツトルセンサ２５がOFF（開放）される
ことによりスロツトル弁１７が全閉または全閉に
近い位置まで閉じられたことを検出する。

次に上記構成になる装置の作動を第３図、第４
図、第５図を用いて説明する。回転速度設定回路
２００の目標とするアイドル時の回転速度を表わ
す信号ｂが回転速度検出回路１００よりの現在の
回転速度を表わす信号ａより大きい場合は（第３
図１左側）比較器３０１の出力信号は“１”レベ
ルにあり定電流充放電回路が充電されその出力信
号Ｃは徐々に上昇する（第３図２左側）。この信
号Ｃは三角波発振器３０３の三角波信号ｄと比較
され、比較器３０４の出力信号ｅは第３図３左側
のように“０”レベルの時間が徐々に長くなり、
電磁機構５０への通電時間が長くなる。したがつ
てスロツトル弁１７をバイパスする補助空気の量
が多くなりエンジンの回転速度は上昇して設定回
転速度に近づく。一方、回転速度設定回路２００
の出力信号ｂが回転速度検出回路１００の信号ａ
より小さい場合は（第３図１右側）、上記とは逆
に定電流充放電回路３０２の出力信号Ｃは徐々に
下がり（第３図２右側）比較器３０４の出力信号
ｅの“０”レベルの時間も第３図３のように短く
なる。つまり電磁機構５０への通電時間が短くな
りスロツトル弁１７をバイパスする補助空気の量
が減少し回転速度は設定回転速度に近づく。

ここでエンジンの回転速度が大きい一般走行時
には常に設定回転速度の方が小さくなるので、補
助空気の量を最小にすべく空気制御弁３０は閉じ
られた状態に保たれる。そしてスロツトル弁を閉
じてアイドリング状態に移行しエンジンの回転速
度が設定回転速度より小さくなると始めて空気制
御弁３０が開かれ回転速度は設定回転速度に近づ
けられる。このため空気制御弁３０が開かれつつ
ある間はエンジンの回転速度は設定回転速度より
低く最悪の場合にはエンジンストールを引き起こ
すこともある。

補正回路４００ではスロツトル弁１７が十分に
開かれている状態のときスロツトルセンサ２５が
ON（閉成）されその一端の電位ｆは高くなつて
おり（第４図１）、抵抗４０１，４０２、トラン
ジスタ４０３で構成されるスイツチング回路は
ON（トランジスタ４０３が導通）状態にある。
ここでスロツトル弁１７が時点t₀で全閉または全
閉に近い位置まで閉じられスロツトルセンサ２５
がOFFされるとコンデンサ４０４と抵抗４０５
の接続点電位ｇは第４図２のようにエンジン回転
とは無関係に一時的に上昇しその後コンデンサ４
０４、抵抗４０５により定まる時定数で徐々に減
衰する。したがつてダイオード４０７を介して電
位ｇが充放電回路３０２の出力に加算されること
になるため、定電流充放電回路４００の出力信号
Ｃはそれ以前の充放電回路４００の出力に対して
一時的に上昇しその後所定割合で漸減するため
（第４図３）、スロツトル弁１７をバイパスする補
助空気量もスロツトル弁１７が全閉もしくは全閉
に近い位置まで閉じられたとき一時的に増加しそ
の後漸減する。つまりこの補正回路４００により
スロツトル弁１７が全閉もしくは全閉に近い位置
まで閉じられた直後における回転速度の低下を防
止することができる。

なお回転数設定回路２００の出力信号ｂはエン
ジン温度および空調スイツチのON、OFF状態に
より第５図のように変化し、エンジン温度が低い
程高くなり暖機運転時にはエンジン温度に応じて
回転速度を高め得るため安定にアイドル運転を維
持できる。更にクーラ等のコンプレツサ２６がエ
ンジン１０に接続され空調スイツチ２８がONさ
れると信号ｂは第５図破線のごとく持ち上げられ
設定回転速度を高く切換えることができ負荷の増
大によるエンジンストールを引起すこともなくな
る。

また上述の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。

さらに目標とする回転速度の設定はエンジンの
暖機状態、コンプレツサの接続状態にもとづいて
行なつたが他のエンジンの運転状態を表わす要素
により設定してもよい。

以上詳細に説明したように本発明は、エンジン
のアイドル時の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制御でき、
かつエンジンのアイドル時の回転速度を制御した
い設定回転速度と実際の回転速度と比較しつつ制
御するという閉ループ制御を行つているためエン
ジンオイルの粘性の違い等エンジンの種々の外的
条件に影響されることなく安定した回転速度に制
御できるという優れた効果を有し、さらに本発明
はスロツトル弁が開かれた状態より全閉または全
閉に近い位置まで閉じられたときスロツトル弁を
バイパスする補助空気の量をそれ以前の量に対し
て一時的に増量してその後漸減するように制御し
ているので、スロツトル弁が全閉または全閉に近
い位置まで閉じられた直後における回転速度の低
下を確実に防止できるという優れた効果を有す
る。

また減速時用の補助空気の第２の制御量自体は
減速後徐々に減少するため、仮に車両が降坂中の
減速時で実回転速度が低下しない場合でも補助空
気が増加維持されつづけることがなく、むやみな
回転速度上昇も有効に防止できるという効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明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の構成
図、第３図および第５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、２
１，２２……導管、３０……空気制御弁、５０…
…電磁機構、１００……回転速度検出回路、２０
０……回転速度設定回路、３００……制御回路、
４００……補正回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンへ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、前記導管を通過する補助
   空気の量を制御する空気制御弁と、エンジンの回
   転速度を検出する回転速度検出手段と、エンジン
   の暖機状態等の運転状態にもとづいてアイドル時
   の目標回転速度を設定する回転速度設定手段と、
   前記回転速度検出手段よりの回転数検出値と前記
   回転速度設定手段よりの回転数設定値との偏差に
   応じて前記補助空気の第１の制御量を算出する第
   １の手段とを備え、前記エンジンのアイドル時の
   回転速度を前記第１の制御量に応じて制御するエ
   ンジン回転速度制御装置において、前記スロツト
   ル弁が開かれた状態より閉じられる減速時に一時
   的に増加してその後所定の割合で漸減する前記補
   助空気の第２の制御量を算出する第２の手段を備
   え、前記減速時にはそれ以前の前記補助空気の制
   御に前記第２の制御量を加算して前記補助空気の
   量を制御することを特徴とするエンジン回転速度
   制御装置。