JPH0435616B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンのアイドル回転制御装置に
関し、特にエンジンの負荷条件に応じ最も好まし
い回転数でエンジンのアイドル運転が行なわれる
ようにするアイドル回転制御装置に関する。

一般に、自動車用エンジンにおいては、停車時
すなわちエンジンのアイドル状態でのエンジン回
転数は、安定した運転状態が得られる限度で、で
きるだけ低く抑えられる。しかし、このエンジン
回転数を通常の運転条件で設定すると、冷間始動
時のように、エンジンが低温である場合、混合気
の霧化あるいは気化状態が悪いこと、潤滑油粘度
が高いこと等により、エンジンの回転速度をある
程度以上上昇させないと安定したアイドル運転を
行なうことができない。このため従来のエンジン
では、機関温度が所定値以下の場合、アイドル状
態でのエンジンのスロツトル弁開度を若干増加し
てアイドル回転速度を上昇させ安定したアイドル
運転ができるようにした、いわゆるフアーストア
イドル制御を行なうようにしたものがある。

しかしながら、このフアーストアイドル制御で
は、エンジンの実際の温度に最も適したアイドル
回転速度に制御できないという問題があつた。ま
た、このフアーストアイドル制御は、エンジンの
負荷を全く考慮していないが、アイドル運転は必
ずしも完全な無負荷状態の下で行なわれるとは限
らず、自動変速機のトルクコンバータの駆動、空
調機の駆動、照明器具の点灯による負荷が加わる
ことは稀ではなく、この負荷によりエンジンのア
イドル回転数に変動を生じる。従つて、種々の負
荷条件の下で、エンジンアイドル回転数を望まし
い値に維持することは重要な課題となる。

このような状況の下で、アイドル回転数をある
運転条件下で設定した目標回転数に一致させるべ
く電気的にフイードバツクコントロールする方法
が提案されている。例えば、実開昭55−137234号
に開示されたアイドリング回転数制御装置は、上
述の空調機の使用等の諸条件を入力情報の形態で
演算装置に入力し、この演算装置においてそれぞ
れの入力情報の組み合わせに応じた最も好適な目
標アイドル回転数を演算し、次いでこの目標アイ
ドル回転数と回転検出器によつて検出した実際ア
イドル回転数とを比較して両回転数の差を検出
し、この両回転数の差に比例したデユーテイ比を
もつパルスを出力させ、この出力に基づき電気作
動制御装置をしてダイヤフラム式負圧応動手段を
制御させ、これによつてエンジンのスロツトル弁
の開度を制御して所望のアイドル回転数に自動制
御するものである。

ところが、こうした従来のアイドリング回転数
制御装置は、通常の条件の下ではある程度満足な
結果を与えることは考えられるが、制御系の故障
時、例えばスロツトル弁を作動制御する電気作動
式制御装置の故障等を生じたとき、アイドル回転
数の制御が過剰となつたり、あるいは不足したり
して、アイドル回転数が過大となりあるいは過小
となる可能性がある。このような過大なアイドル
回転数は、運転者に不快感を与えるだけでなく、
自動変速機を備えた車輌においては、車輌の不測
の発進といつた危険な状態を生ずるおそれがあ
り、一方過小なアイドル回転数はエンジンの停止
といつた不都合を生じさせるおそれがある。

そこで本発明は、エンジンのアイドル回転数を
目標とする値にフイードバツクコントロールする
アイドル回転制御装置において、上述のような制
御系の故障があつたときでもアイドル回転速度が
異常な状態にならないように制御することのでき
るエンジンのアイドル回転制御装置を提供するこ
とを目的とするものである。

本発明によるエンジンのアイドル回転制御装置
は、異常検出装置によつて実際アイドル回転数が
目標アイドル回転数に一致しない状態が所定時間
以上継続して生じたことすなわち異常を検出し、
主アクチユエータから独立して別個に流入制御弁
を駆動制御する補助アクチユエータを上記異常検
出装置の異常検出に基づいて駆動制御して吸入空
気量を所定値に設定し、これによつてアイドル回
転数の補正を行なうことを特徴とするものであ
る。主アクチユエータとしては、例えばダイヤフ
ラム型アクチユエータが、補助アクチユエータと
しては例えばソレノイド式アクチユエータが使用
できる。

本発明のエンジンのアイドル回転制御装置によ
れば、アイドル回転が異常状態となつたとき、異
常検出装置によつてこの異常を検出し、この検出
に基づき補助アクチユエータによつて、例えばス
ロツトル弁開度を所定位置に設定して、吸入空気
量を所定値に保つようにしているので、制御系等
が故障した場合であつても、アイドル回転数を所
定範囲に維持し、好ましい状態でエンジンのアイ
ドル回転を行なうことができる。さらに本発明に
おいては、補助アクチユエータを作動させるため
の異常信号は、実際アイドル回転速度が目標アイ
ドル回転速度に一致しない状態が所定時間以上継
続したことを検出して発生させられるので、実際
アイドル回転速度と目標アイドル回転速度とが一
致しない状態を生じる度ごとに異常信号を発生す
る場合に比べて、ハンチングを生じることがな
く、制御の安定性を得ることができる。実際アイ
ドル回転速度が目標アイドル回転速度に一致しな
い状態が所定時間以上継続すると、エンジン停止
やエンジンのラフ運転を生じる恐れがあるが、本
発明においては、このようなエンジン運転上の問
題となる状態を生じたとき、異常信号を発生して
補助アクチユエータを駆動するので、エンジン停
止等を回避することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実
施例によるエンジンのアイドル回転制御装置を説
明する。

第１図は、気化器式エンジン１に組み込まれた
本発明のエンジンのアイドル回転制御装置の構成
機能図である。

第１図から明らかなように、気化器式エンジン
１の吸気系は、吸気管部２、スロツトル弁３およ
びインテークマニホルド４からなる。スロツトル
弁３は、この弁３と一体に設けられたレバー３ａ
を有し、アイドル回転制御装置の一部であるダイ
ヤフラム式アクチユエータ５によつて作動制御さ
れて、アイドル運転時に開度が設定されるように
なつている。

アクチユエータ５は、ダイヤフラム６およびこ
のダイヤフラム６によつて画成された圧力作動室
７を有するダイヤフラム式アクチユエータであ
る。ダイヤフラム６は、圧力作動室７内の圧力が
低くなつたとき、図において左方に移動し、これ
によつてダイヤフラム６に固定されている連杆８
を介してスロツトル弁３を少し開くようになつて
いる。なお、この連杆８の先端には、この連杆が
ダイヤフラム６とともに左方に移動したときに、
レバー８ａに作用してスロツトル弁３を図におい
て時計方向（開く方向）に回転させることができ
るようにフツク８ａが設けられている。

上記圧力作動室７は、大気管路９によつて吸気
管部２のスロツトル弁３より上流側に連通されて
おり、また負圧管路１０によつて吸気管部２のス
ロツトル弁３より下流側に連通されている。大気
管路９には常開弁である第１電磁弁１１が、負圧
管路１０には常閉弁である第２電磁弁１２が、そ
れぞれ配設されている。従つて通常状態におい
て、圧力作動室７は大気圧に保たれており、アク
チユエータ５はこのときスロツトル弁３を通常ア
イドル運転に対応する最低開度となるように設定
するようになつている。

第１および第２電磁弁１１および１２は、一方
が作動領域であるときには他方は非作動領域とな
るように制御されるものであり、この制御はマイ
クロコンピユータ１３によつて行なわれる。この
マイクロコンピユータ１３には、例えばスロツト
ル弁３の閉状態を検出してエンジンのアイドル運
転状態を検出するアイドル検出装置１４からのア
イドル運転情報Ｄ１、エンジンの温度を検出する
水温センサ１５からのエンジン温度情報Ｄ２、エ
アコン駆動スイツチ１６からのエアコンON−
OFF情報Ｄ３、およびエンジンの回転速度を検
出する回転検出器１７からの実際アイドル回転数
情報Ｄ４等のエンジン運転状態情報が入力され
る。

以上説明した構成によつても一応のアイドル回
転制御を行なうことができるが、この構成におい
ては上記したように制御系等の故障などによりア
イドル回転数の正常制御が行なわれない場合があ
る。そこで本発明のアイドル回転制御装置は、以
下に示すような制御補正装置２０を備えている。
この制御補正装置２０を第２図に拡大して示す。
なお、第１図にもこの制御補正装置２０を示した
が、作図の都合上この図に示した装置２０の構造
は第２図に示した装置２０の構造と多少異なるが
機能は同一である。

制御補正装置２０は、レバー３ａを挾んでその
両側に配設された第１および第２の補助アクチユ
エータ２１および２２を備えている。この第１お
よび第２の補助アクチユエータ２１，２２は、目
的に応じていずれか一方を設置するようにしても
よい。この第１および第２の補助アクチユエータ
２１および２２は、コンピユータ１３によるON
−OFF制御によつて伸張位置と引込位置の２位
置のいずれかの位置を取ることのできる第１およ
び第２のアーマチヤ２１ａおよび２２ａを有して
いる。これらの補助アクチユエータ２１，２２
は、そのアーマチヤ２１ａ，２２ａが伸張位置に
あるときレバー３ａを押し、スロツトル弁３を所
定の開度に保つものである。第１の補助アクチユ
エータ２１は、スロツトル弁３を開く方向に作用
するものであり、一方第２の補助アクチユエータ
２２はスロツトル弁３を閉じる方向に作用するも
のである。

次に以上説明した構造のアイドル回転制御装置
の作動を第３図のフローチヤートを参考にしなが
ら説明する。なお、この第３図のフローチヤート
において左側に付したフローチヤート記号〜
が制御の１サイクルであり、エンジンの回転に同
期して例えば１回転１サイクルの制御が行なわれ
る。

エンジンが始動してマイクロコンピユータ１３
が作動すると、まずアイドル運転情報Ｄ１により
アイドル運転か否かが判定される。ここで、ア
イドル運転であると判定されると、エンジン温
度、クーラ作動状態等の運転状態が検出され、
次いで情報Ｄ２，Ｄ３等に基づき目標アイドル回
転数Nsetが演算され、この目標アイドル回転
数Nsetはマイクロコンピユータ１３のメモリｍ
に記憶される。この後、実際アイドル回転数
Nrpm（情報Ｄ４による）が検出され、この実
際アイドル回転数Nrpmもコンピユータ１３に入
力される。コンピユータ１３は、中央演算部
CPUにおいて、演算した目標アイドル回転数
Nsetと、検出した実際アイドル回転数Nrpmとを
比較演算し、これら２つの回転数の差に対応す
るデユーテイ比を有するパルス状の補正信号を発
生する。この演算は式Ｉ＝（Nset−Nrpm）＋Ｉに
よつて行なわれる。ここで、Ｉは積分出力値であ
る。この補正信号は、大気側の第１電磁弁１１を
閉じるために第１電磁弁１１に供給される閉信号
Ｓ１と、負圧側の第２電磁弁１２を開くために第
２電磁弁１２に供給される開信号Ｓ２からなつて
いる。

第１および第２電磁弁１１および１２は、上記
したように補正すべき回転数の量に比例したデユ
ーテイ比のパルス信号である閉信号および開信号
Ｓ１およびＳ２によつてその制御が行なわれ、
従つて圧力作動室７内の空気は上記補正すべき回
転数の量に比例して吸引される。この吸引量に応
じたストロークでダイヤフラム６が左方に移動
し、これに伴ない連杆８が左方に移動し、この結
果スロツトル弁３が、補正すべき回転数の量に対
応する開度だけ開かれる。

以上のようにしてアイドル回転数の諸条件に従
う制御が行なわれる。

しかしながら、上記したように制御系等の故障
などによりアイドル回転が異常な状態となつてし
まうおそれある。

そこでマイクロコンピユータ１３は、補正した
結果の実際アイドル回転数Nrpmが上記目標アイ
ドル回転数Nsetとなつたか否かを判定して、
この判定がNOのときこの状態が所定時間以上に
続いたかを判定する。次いで、上記の判定が
YESのときNrpm＜Nsetか、Nrpm＞Nsetかを
判定し、Nrpm＜Nsetのとき第１の補助アクチ
ユエータ２１に供給するための第１異常信号Ｓ３
を発生し、Nrpm＞Nsetのとき第２の補助アクチ
ユエータ２２に供給するための第２異常信号Ｓ４
を発生する。この結果、Nrpm＜Nsetのときは第
１の補助アクチユエータ２１を作動し、スロツ
トル弁３を所定の開度となるまで開く方向に回動
させ、一方Nrpm＞Nsetのときは第２の補助アー
マチヤ２２を作動し、スロツトル弁３を上記所
定の開度となるまで閉じる方向に回動させる。以
上によつてエンジンのアイドル回転速度の補正を
行なう。

なお、第１または第２の補助アクチユエータ２
１，２２が作動したとき、制御系の作動を停止さ
せるとともに、スロツトル弁３を上記所定の固定
位置に保持するようにしてもよい。

第５図は、本発明の実施例に従うバイパス式ア
イドル回転制御装置の主要部を示す機能構成図で
ある。第５図に示した部材、要素において、第１
および２図に示したものと同一の機能を有するも
のは同一の符号を付しその説明を省略する。

吸気管部２のスロツトル弁３より上流側には主
および副大気ポート３０および３１が、下流側に
は主および副負圧ポート３２および３３がそれぞ
れ形成されている。主大気ポート３０と主負圧ポ
ート３２とは、制御管路３４で連通させられてお
り、この制御管路３４の途中にはこの制御管路３
４を流れる空気量を調節するため電磁制御弁３５
が配設されている。一方、副大気ポート３１と副
負圧ポート３３とは、補正管路３６で連通させら
れており、この補正管路３６の途中にはこの補正
管路３６を開閉するため常閉電磁補正弁３７が配
設されている。制御弁３５および補正弁３７はそ
れぞれ弁体３５ａ，３７ａおよびこの弁体を作動
するアクチユエータ３５ｂ，３７ｂからなつてい
る。

次に、上述のアイドル回転制御装置の作動につ
いて説明する。

マイクロコンピユータ１３は、エンジン温度情
報Ｄ２およびエアコンON−OFF情報Ｄ３に基づ
いて演算された目標アイドル回転数Nsetと、実
際アイドル回転数Nrpmとを比較演算し制御信号
S_cを発生する。この演算は、上記実施例と同様式 Ｉ＝（Nset−Nrpm）＋Ｉ によつて行なわれる。

この制御信号S_Cは、電磁制御弁３５に供給さ
れ、この電磁制御弁３５はこの制御信号S_Cに応じ
て開度が決定される。かくして、制御すべき回転
数の量に応じて、吸入空気量が制御される。

しかしながら、制御弁３５系の故障等により、
この制御弁３５が閉じたままであつたり、また開
いたとしても充分に開かない場合がある。

そこで、目標アイドル回転数Nsetと制御後所
定時間後の実際アイドル回転数Nrpmとを比較し
て、NrpmがNsetに到達しない場合にすなわち異
常状態の場合に補正信号S_Aを発するようにマイ
クロコンピユータ１３をプログラムしておく。こ
の補正信号S_Aは、補正弁３７に供給され、補正
弁３７はこの補正信号S_Aが供給されたとき開き、
流入空気量を調節するようになつている。

また、マイクロコンピユータ１３が、上記異常
状態を検出したとき、音、光等の警報信号を発す
るようにしておけば、運転者は制御系等の故障を
知ることができ、これに基づいて制御系等の補修
を早期に行なえるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、気化器式エンジンに組み込んだ本発
明のエンジンのアイドル回転制御装置の構成機能
図、第２図は、第１図に示したアイドル回転制御
装置の主要部を拡大して示す拡大図、第３図は、
本発明のアイドル回転制御装置の作動の一例を示
すフローチヤート、第４図は、本発明によるエン
ジンのバイパス式アイドル回転制御装置の構成機
能図である。 １……エンジン、２……吸気管部、３……スロ
ツトル弁、５……アクチユエータ、６……ダイヤ
フラム、７……圧力作動室、９……大気管路、１
０……負圧管路、１１，１２……第１，第２電磁
弁、１３……マイクロコンピユータ、２０……制
御補正装置、２１，２２……第１および第２の補
助アクチユエータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジン回転速度を検出する回転検出器、ア
   イドル運転時における前記エンジン回転速度を調
   節するため、エンジンに供給する吸入空気量を制
   御する流量制御手段、該流量制御手段を駆動制御
   するアクチユエータ、およびエンジンの運転状態
   に応じて設定される目標アイドル回転速度と前記
   回転検出器で検出される実際アイドル回転速度と
   を比較して前記両速度の差を検出し、この両速度
   の差に基づいてアイドル回転速度が前記目標アイ
   ドル回転速度となるように前記アクチユエータを
   して前記流量制御手段を駆動制御させるアクチユ
   エータ制御手段を有するエンジンのアイドル回転
   制御装置において、前記アクチユエータから独立
   して別個に前記流量制御手段を駆動制御する補助
   アクチユエータ、前記実際アイドル回転速度が前
   記目標アイドル回転速度に一致しない状態が所定
   時間以上継続したことを検出して異常信号を発生
   する異常検出手段と、この異常検出手段からの異
   常信号に基づき前記補助アクチユエータを駆動制
   御して前記流量制御手段の流入空気量を前記アク
   チユエータ制御手段からの信号に応じて補正する
   補正手段とを備えたことを特徴とするエンジンア
   イドル回転制御装置。 ２ 前記流量制御手段が、吸気管に設けられたス
   ロツトル弁であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載のエンジンのアイドル回転制御装
   置。 ３ 前記流量制御手段が、スロツトル弁をバイパ
   スする主および副のバイパス管路と、この２つの
   バイパス管路にそれぞれ設けられた主および副の
   制御弁からなり、前記アクチユエータが前記主制
   御弁を駆動制御し、前記補助アクチユエータが前
   記副制御弁を駆動制御することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載のエンジンのアイドル回
   転制御装置。