JPH0574701B2 - - 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回転数制御装置、特にアイ
ドリング時及びオートクルーズ時におけるエンジ
ンの回転数制御装置に関する。

（従来技術） 自動車用のエンジンにおいては、アイドリング
時の回転数をできるだけ抑制して燃費性能や排気
性能を向上させると共に、始動暖機時やクーラー
等外部負荷の作用時には該回転数を高めて暖機を
促進し或いはエンストを防止するように、アイド
リング回転を自動制御することが行われる。一
方、近年においては、車速を運転者が指示した一
定車速に維持するようにようにエンジン回転数を
制御するオートクルーズ機能を備えた自動車が実
用化されている。

ところで、従来においては、上記のアイドリン
グ制御及びオートクルーズ制御は夫々別個に行つ
ていたのであるが、これらはいずれもエンジンへ
のエア流入量の調整によつて回転数を制御するも
のであるから、両制御系統を一体化することが考
えられ、このような例として、例えば特開昭57−
110748号公報に開示された発明がある。この発明
は、アイドリング制御とオートクルーズ制御に共
用される１個のアクチユエータを備え、このアク
チユエータによりスロツトルバルブを開閉制御し
て、アイドリング時には外部負荷やエンジンの暖
機状態等に応じた回転数となるように、またオー
トクルーズ時には一定車速を維持する回転数とな
るようにエンジンへのエア流入量を調整するよう
にしたものである。これによれば、アイドリング
制御とオートクルーズ制御とを１個のアクチユエ
ータで行うことができ、両機能を備えた場合にお
けるエンジンの構造が簡素化され、またコストが
低減されることになる。しかし、この発明のもの
は、アイドリング制御をスロツトルバルブの開閉
によつて行うので、次のような欠点がある。つま
り、アイドリング制御は、極く低回転数である。
アイドリング回転数を増減させるものであるか
ら、制御幅が狭く且つ緻密な制御が要求されるの
であるが、スロツトルバルブは微妙な開度制御が
困難であると共に、開度変化に対するエア流入量
の変化の割合が大きく、特に全閉付近では僅かな
開度の増減によつてエア流入量が大きく変化す
る。そのため、スロツトルバルブの制御によつて
アイドリング回転数を精度良く制御することがで
きないためである。

（発明の目的） 本発明は、アイドリング制御及びオートクルー
ズ制御を行うエンジンにおける上記のような実情
に対処するもので、特にアイドリング制御の精度
を低下させることなく、上記両制御を簡素な構成
で行い得るようにし、もつてアイドリング制御機
能及びオートクルーズ機能を備えたエンジンのコ
ストを低減することを目的とする。

（発明の構成） 本発明に係るエンジンの回転数制御装置は上記
目的達成のため次のように構成したことを特徴と
する。

即ち、吸気通路におけるスロツトルバルブ下流
側に連通させたエア供給路に、該供給路を開閉し
て上記吸気通路のスロツトルバルブ下流側へのエ
ア流入量を調整する制御弁を設け、この制御弁を
開閉制御してアイドリング回転数を目標値に収束
させるようしたアイドリング制御手段と、目標車
速と実車速の偏差に基づく制御量をフイードバツ
クするにとにより実車速が目標車速となるように
上記スロツトルバルブを調整するオートクルーズ
制御手段とを備えたエンジンにおいて、上記スロ
ツトルバルブと制御弁とを駆動する１個のアクチ
ユエータと、このアクチユエータとスロツロルバ
ルブとの間及びこのアクチユエータと制御弁との
間に夫々設けられて各々の駆動伝達経路をオン・
オフする伝達オン・オフ機構と、これらの伝達オ
ン・オフ機構を、上記アクチユエータにより、上
記アイドリング制御手段の作動時には制御弁を開
弁制御させ、オートクルーズ制御手段の作動時に
はスロツトルバルブを開弁制御させるように作動
させる伝達制御手段とを備えたことを特徴とす
る。従つて、１個のアクチユエータによりアイド
リング制御とオートクルーズ制御とが行われるこ
とになる。そして、特にアイドリング制御は、上
記エア供給路に設けた制御弁により行うので、エ
ア流入量ないしアイドリング回転数が高精度に制
御されることになる。

（実施例） 以下、図面に示す本発明の実施例について説明
する。

第１図はエンジンの回転数制御に関する制御シ
ステムを示すものであつて、エンジン１の燃焼室
２には吸、排気バルブ３，４を介して吸気通路５
及び排気通路６が夫々連通されている。上記吸気
通路５には上流側からエアクリーナ７、燃料噴射
ノズル８、スロツトルバルブ９が設置されている
と共に、燃料噴射ノズル８に燃料タンク１０から
ポンプ１１及び圧力調整装置１２を介して導かれ
た燃料供給管１３が接続されており、また上記燃
焼室２には点火プラグ１４が設置されている。更
に吸気通路５におけるスロツトルバルブ９の上流
側と下流側との間にはバイパス通路１５が設けら
れ、該通路１５上に該通路１５を通つて吸気通路
５のスロツトルバルブ上流側から下流側に流入す
るエア流入量を調整する制御弁１６が設置されて
いる。そして、この制御弁１６と上記スロツトル
バルブ９と駆動装置１７によつて作動されるよう
になつているが、この駆動装置１７は次のような
構成とされている。即ち、第２図に示すように、
該駆動装置１７は、アクチユエータとしての１個
のステツピングモータ１８と、該モータ１８によ
り第１、第２減速歯車機構１９，２０を介して
夫々回転が入力されるアイドリング用電磁クラツ
チ２１及びオートクルーズ用電磁クラツチ２２と
を有すると共に、アイドリング用クラツチ２１の
出力回路によりピニオン２３及びラツク２４を介
して上記制御弁１６を直線運動させるようになつ
ており、またオートクルーズ用クラツチ２２の出
力回転によりレバー２５及びワイヤ２６を介して
スロツトルバルブ９を回動させるようになつてい
る。ここで、上記ラツク２４に突子２７が設けら
れていると共に、制御弁１６の全閉時及び全開時
に該突子２７に当接して該弁１６の前閉及び全開
を夫々検出する全閉スイツチ２８及び全開スイツ
チ２９が備えられている。

然して、この駆動装置１７におけるモータ１８
及びアイドリング用、オートクルーズ用クラツチ
２１，２２と、上記燃料噴射ノズル８と、点火プ
ラグラグ１４とはコントロールユニツト３０によ
つて各々の制御が行われるようになつている。つ
まり、第１図に示すようにモータ１８はコントロ
ールユニツト３０から送出される正逆転信号Ａ及
び制御量（回転量）信号Ｂにより回転方向と回転
量が制御され、クラツチ２１，２２はクラツチ信
号Ｃ，Ｄにより夫々オン・オフ制御され、燃料噴
射ノズル８は噴射信号Ｅにより噴射時期と噴射量
が制御され、更に点火プラグ１４は点火信号Ｆに
より点火時期が制御される。

そして、これらの信号Ａ〜Ｆを出力して燃料制
御、点火制御、アイドリング制御及びオートクル
ーズ制御を行うため、コントロールユニツト３０
にはエンジンないし自動車の状態を検出する各種
センサやスイツチから次のような情報が入力され
るようになつている。即ち、燃料制御のため、吸
気通路５のスロツトルバルブ下流側に設置された
負圧センサ３１からの負圧信号Ｇと、クランクシ
ヤフト３２の周囲に設置された一対のクランク角
センサ３３，３３からのクランク角信号Ｈ，Ｈ
と、噴射量補正のための排気通路６に設置された
O₂センサ３４からのO₂信号Ｉと、同じく噴射量
補正のための吸気通路５の上流部に設置された吸
気温センサ３５からの吸気温信号Ｊと、始動時に
噴射量を増量するためのエンジンのクランキング
を検出するスタータスイツチ３６からのクランキ
ング信号Ｋとが入力され、また点火制御のため、
上記クランク角信号Ｈ，Ｈが用いられる。

また、コントロールユニツト３０には、エンジ
ン１のアイドリング状態を検出するために上記ク
ランク角信号Ｈ，Ｈと、スロツトルバルブ９の開
度を検出するスロツトル開度センサ３７からのス
ロツトル開度信号Ｌとを読み込むと共に、アイド
リング制御にためにエンジン１のウオータジヤケ
ツト３８に設置された水温センサ３９からの水温
信号Ｍと、当該自動車に装備されたエアコンデイ
シヨナ用コンプレツサー、パワーステアリング用
ポンプ及びライト等の外部負荷の作用を負々検出
するエアコンスイツチ４０、パワーステアリング
スイツチ４１、ライトスイツチ４２からの負荷信
号Ｎ，Ｏ，Ｐとを入力する。また、このアイドリ
ング制御に際して上記制御弁１６の全閉又は全開
状態を検出するために、第２図に示す全閉スイツ
チ２８及び全開スイツチ２９からの制御弁位置信
号Ｑ，Q′が入力される。

更に、コントロールユツト３０には、オートク
ルーズ制御のために、当該自動車の車速を検出す
る車速センサ４３からの車速信号Ｒと、運転者に
よりオートクルーズ運転時に操作されるセツトス
イツチ４４、コーストスイツチ４５及びレジユー
ムスイツチ４６からの指示信号Ｓ，Ｔ，Ｕと、自
動変速機のニユートラル又はパーキング状態を示
すインヒビタスイツチ４７（手動変速機の場合は
クラツチの切断を示すクラツチスイツチ）からの
ニユートラル信号Ｖと、ブレーキの踏込みを検出
するブレーキスイツチ４８からのブレーキ信号Ｗ
とが入力されるようになつている。ここで、上記
セツトスイツチ４４は一定車速範囲（例えば40〜
100Km／ｈ）での走行中において希望速度に達し
た時にオートクルーズ運転にセツトするためのも
のであり、またコーストスイツチ４５はオートク
ルーズ運転中において減速する場合に使用するも
のであり、更にレジユームスイツチ４６はオート
クルーズ用メインスイツチ（図示せず）の操作以
外の理由でオートクルーズ運転が解消された後に
再び前回のセツト速度に復帰させるためのもので
ある。

次に、上記実施例の作用をコントロールユニツ
ト３０の作動を示す第３図のフローチヤートに従
つて説明する。

先ず、イグニツシヨンキーによりエンジンの始
動操作が行われると、コントロールユニツト３０
は、ステツプX₁で各種データのイニシヤライズ
を行うと共に、ステツプX₂で各センサ及びスイ
ツチ２８，２９，３１，３３〜３７，３９〜４８
からの信号Ｇ〜Ｗに基づいて各種入力情報を読み
込む。次に、コントロールユニツト３０は、所定
の燃料制御時期が来た時点でステツプX₃からス
テツプX₄の燃料制御ルーチンを実行する。この
燃料制御ルーチンにおいては、負圧信号Ｇ及びク
ランク角信号Ｈ，Ｈが示すエンジンの吸気負圧と
回転数とに対応する基本噴射量を設定すると共
に、O₂信号Ｉに基づいて検出される空燃比のリ
ーン・リツチ状態、及び吸気温信号Ｊに基づいて
検出される空気充填量等に応じて上記基本噴射量
の補正を行ない、またスタータの作動を示すクラ
ンキングン信号Ｋが入力された時には噴射量の始
動時増量を設定する。そして、ステツプX₅で、
このようにして設定された燃料噴射量となるよう
に噴射信号Ｅを燃料噴射ノズル８に送出する。

また、所定の点火制御時期が来ると、コントロ
ールユニツト３０はステツプX₆からステツプX₇
の点火制御ルーチンを実行し、上記吸気負圧やエ
ンジンー回転数に応じた点火時期を設定すると共
に、クランク角信号Ｈ，Ｈが示すクランクシヤフ
ト３２の回転角度が設定した時期に対応する角度
となつた時に、ステツプX₈で点火プラグ１４に
点火信号Ｆを送出する。

次に、コントロールユニツト３０、ステツプ
X₉でスロツトル開度信号Ｌやクランク角信号Ｈ，
Ｈからエンジンの運転状態がアイドリングモード
にあるか否かを判定し、アイドリングモードにあ
る時はアイドリング制御のためのステツプX₁₀〜
X₁₉を実行する。つまり、先ずステツプX₁₀で水
温信号Ｍや外部負荷信号Ｎ，Ｏ，Ｐが示す冷却水
温度や外部負荷の状態等のアイドル制御に必要な
入力情報を読み込むと共に、ステツプX₁₁で第２
図に示すオートクルーズ用クラツチ２２を切断し
且つアイドリング用クラツチ２１を接続するよう
に両クラツチ２２，２２にクラツチ信号Ｄ，Ｃを
夫々送出する。そして、ステツプX₁₂で上記冷却
水温度や外部負荷の状態に応じた目標回転数を設
定すると共に、ステツプX₁₃でこの目標回転数と
エンジン１の実回転数との差分を算出する。この
差分が予め設定された不感帯（例えば無負荷、温
間時の目標回転数650RPMに対しては、±
20RPM）内にある時は、ハンチングを防止する
ために、ステツプX₁₄からステツプX₁₅を実行し
てホールド指令をセツトし、また上記差分が不感
帯を逸脱している時はステツプX₁₆で実回転数が
目標回転数より高いか低いかを判定する。実回転
数が目標回転数より低い時には、ステツプX₁₇で
第２図に示すモータ１８の回転方向を正転方向と
する正転指令と、両回転数の差分に応じた該モー
タ１８の制御量をセツトし、また実回転数が目標
回転数より高い時は、ステツプX₁₈でモータ１８
の回転方向を逆転方向とする逆転指令と、両回転
数の差分に応じたモータ１８の制御量をセツトす
る。そして、ステツプX₁₉で上記ステツプX₁₅、
X₁₇、X₁₈のいずれかでセツトしたホールド指令、
正転指令又は逆転指令を正逆転信号Ａとして、ま
たステツプX₁₇、X₁₈のいずれかでセツトした制
御量を制御量信号Ｂとして夫々モータ１８に送出
する。これにより、モータ１８は目標回転数と実
回転数の差分が不感帯内にある時はホールド指令
により停止され、また実回転数が目標回転数より
低い時はその差分に対応する量だけ正転方向に回
転され、更に実回転数が目標回転より高い時はそ
の差分に対応する量だけ逆転方向に回転駆動され
る。

然して、モータ１８が回転駆動される場合にお
いては、上記ステツプX₁₁でアイドリング用クラ
ツチ２１が接続されており且つオートクルーズ用
クラツチ２２が切断されているから、第２図に示
す第１減速歯車機構１９、アイドリング用クラツ
チ２１、ピニオン２３及びラツク２４を介してバ
イパス通路１５上の制御弁１６が直線的に移動さ
れて、モータ１８の正転時には該制御弁１６の開
度が増大し、またモータ１８の逆転時には開度が
減少する。そして、これに伴つてバイパス通路１
５を通つて吸気通路５のスロツトルバルブ上流側
から下流側に流入するエア流入量が増減されるこ
とになる。これにより、エンジン１の実回転数が
目標回転数より低い時はその差分に応じて回転数
が上昇され、また実回転数が目標回転数より高い
時は同様に回転数が低下されて、アイドリング時
の実回転数が冷却水温や外部負荷の状態に応じた
目標回転数ないしその不感帯内に収束制御される
ことになる。その場合に、このアイドリング回転
数の制御は、流路断面積の小さイバイパス通路１
５を通過するエアの量を直線的に作動する制御弁
によつて増減させることにより行われるので、緻
密に、精度良く行われることになる。

一方、エンジンがアイドリング状態にない場合
は、コントロールユニツト３０は上記ステツプ
X₉からステツプ₂₀を実行してアイドリング用クラ
ツチ２１を切断するようにクラツチ信号Ｃを送出
する。そして、ステツプX₂₁でオートクルーズ運
転のメインスイツチが投入されているか否か、或
いは車速信号Ｒが示すその時点の自動車の車速が
オートクルーズ運転が可能な範囲（例えば40〜
100Km／ｈ）内にあるか否か等によりオートクル
ーズモードにあるか否かを判定し、該モードにな
い場合はステツプX₂₂で第２図に示すオートクル
ーズ用クラツチ２２を切断するようにクラツチ信
号Ｄを送出する。一方、オートクルーズモードに
ある場合は、ステツプX₂₃で上記オートクルーズ
用クラツチ２２を接続するようにクラツチ信号Ｄ
を送出すると共に、ステツプX₂₄、X₂₅でブレー
キ信号Ｗ及びニユートラル信号Ｖによりブレーキ
が踏込まれておらず、また変速機がニユートラル
状態にない（又はクラツチが切断されていない）
ことを確認した上で、ステツプX₂₆でオートクル
ーズに必要な入力情報を読み込み、ステツプX₂₇
のオートクルーズ制御ルーチンを実行する。この
オートクルーズ制御ルーチンにおいては、運転者
によるセツトスイツチ４４、コーストスイツチ４
５及びレジユームスイツチ４６等の操作に応じ
て、指定された車速を維持し、減速し或いはセツ
ト車速に復帰させるためのスロツトルバルブ９と
開度が設定される。そして、ステツプX₂₈で設定
したスロツトルバルブ開度となるように上記モー
タ１８に正逆転信号Ａ及び制御量信号Ｂを送出す
る。この時、アイドリング用クラツチ２１はステ
ツプX₂₀で切断されており、且つオートクルーズ
用クラツチ２２はステツプX₂₃で接続されている
から、上記モータ１８の回転により第２減速歯車
機構２０、オートクルーズ用クラツチ２２、レバ
ー２５及びワイヤ２６を介してスロツトルバルブ
９が開閉動作されることになり、これによりエア
流入量ないしエンジン回転数がセツト車速を維持
したり復帰させたりするのに必要な回転数に制御
されることになる。尚、オートクルーズモードに
あつても、ブレーキが踏込まれ、或いは変速機が
ニユートラルに操作された時は、上記ステツプ
X₂₄、X₂₅からステツプX₂₂が実行されてオートク
ルーズ制御がキヤンセルされる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、自動車のエンジ
ンにおけるアイドリング制御とオートクルーズ制
御とが１個のアクチユエータにより行われること
になつて、これらの両制御機能を備えたエンジン
のコストが低減されると共に、特に本発明によれ
ば、アイドリング制御がスロツトルバルブとは別
に設けたエア供給路（バイアス通路）上の制御弁
の作動によるエア流入量の調整によつて行われる
ので、緻密且つ高精度に行われることになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
制御システム図、第２図は駆動装置の概略構成
図、第３図は作動を示すフローチヤート図であ
る。 ５……吸気通路、９……スロツトルバルブ、１
５……エア供給路（バイパス通路）、１６……制
御弁、１８……アクチユエータ（モータ）、２１，
２２……伝達オン・オフ機構（アイドリング用ク
ラツチ、オートクルーズ用クラツチ）、３０……
アイドリング制御手段、オートクルーズ制御手
段、伝達制御手段（コントロールユニツト）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸気通路におけるスロツトルバルブ下流側に
   連通させたエア供給路に、該供給路を開閉して上
   記吸気通路のスロツトルバルブ下流側へのエア流
   入量を調整する制御弁を設け、この制御弁を開閉
   制御してアイドリング回転数を目標値に収束させ
   るようにしたアイドリング制御手段と、目標車速
   と実車速の偏差に基づく制御量をフイードバツク
   することにより実車速が目標車速となるように上
   記スロツトルバルブを調整するオートクルーズ制
   御手段とを備えたエンジンの回転数制御装置であ
   つて、上記スロツトルバルブと制御弁とを駆動す
   る１個のアクチユエータと、このアクチユエータ
   とスロツトルバルブとの間及びこのアクチユエー
   タと制御弁との間に夫々設けられて各々の駆動伝
   達経路をオン・オフする伝達オン・オフ機構と、
   これらの伝達オン・オフ機構を、上記アクチユエ
   ータにより、アイドリング制御手段の作動時には
   制御弁を開弁制御させ、オートクルーズ制御手段
   の作動時にはスロツトルバルブを開弁制御させる
   ように作動させる伝達制御手段とを設けたことを
   特徴するエンジンの回転数制御装置。