JPS6189951A - エンジンのアイドル回転数制御システム - 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】 〔＃業ヒの利用分野ゴ 玉発明は、主として自動車のエンジンに適用されるアイ
ドル同転数制御システムに関するものである。

［従来の技術］ 近時の目！ｈｖ用エンジンには、燃料経済性を向とさせ
るための種々のシステムが組み込まれているが、その一
つとして、アイドル回転汐制御システムを採用している
ものが少なくない。

しかして、この種の制御システムに関する先行技術とし
ては、例えば、特願昭５９−１３５５２２号に示される
ものがある。すなわち、このアイ１ル回転数制御システ
ムは、エンジンの回転数を−検出する回転数検出手段と
、閉成方向に自己復帰するスロットルバルブの回動部を
係止する作動子を有し該作動子を進退動作させて前記ス
ロー２トルバルブの閉止位置を４１１節する開度調節機
構と、この開度調節機構の作動子に前記回動部が当接し
た際にその当接押力を受けて骨性的に後退する可動接点
を有しその後退した可動接点を静止接点に弾接させて導
通状態に切換るアイドルスイッチと。

このアイドルスイッチが導通状態に維持されている運転
領域で前記開度調節機構な制御支配下におき前記回転検
出手段により検出されるエンジン回転数が目標回転数に
収束するように前記作動子のｉｉ道位置を制御するフィ
ードバック制御手段とを具備している。そして、前記目
標回転数をエンジンの冷却水温に応じて更新するように
し、エンジンストールを招かない範囲で、アイドル回転
数を可及的に低い値に安定維持し得るようになっている
。

ところが、単にこれだけのものでは、前記アイドルスイ
ッチのいわゆる遊びに起因して、側片の整合性か損なわ
れるという問題が生しることがある。

第４図はこの問題を具体的に説明するための説！Ｅ！図
であり１図中１は自動車用ガソリンエンジンの気化器、
２はこの気化器ｌのスロットルバルブ、３はこのスロー
、ドルバルブ２の回動部、４は前記スロットルバルブ２
を閉止方向に付勢するスプリング、５はワイヤ６を介し
て前記スロットル戸゛ルブを開成方向に付勢するための
アクセルペダルである。そして、７は前記スロットルバ
ルブ２の回動部３を係市して該スロットルバルブ２の閉
＋Ｌ位鑓を調節する開度ｔＪＲ節槻橘、８はこの開度謂
ｔＪ機＠７に関連させて設けたアイドルスイッチである
。

前記開度調節機構７は、ＤＣモータ１１の出力軸１２に
送りねじ部１３を設け、この送りねじ部１３に袋ナー、
ト状の作動子１４を螺合させたものフ、＊ｇｏｃモータ
１１を前記フィード／＜−、り制御手段からの信号によ
り作動させることによって１図示しない案内部材によっ
、て回転を情止された＠記作動子１４を軸心方向へ螺合
進退させるようになっている。そして、前記アイドルス
イッチ８は、＃記開度２！ｌ！！ｒｊ機構７の作動子１
４に前記回動部３が６接した際に七の当接押力を受けて
弾性的に後退する６ｆ動接点１５を有しその後退した可
動接も１５を静止接点１６に８１１接させて導通状態に
ジノ換るようにしたものである。旦体的には、前記ＤＣ
モータ１１の出力＠１２を、一定の範囲内で軸心方向に
遊動し得るように支承し且つ弱い力で前遣方向へ弾性偏
倚したうえで、＠記出力軸３に絶縁部材１７を介して前
記可動接点１５を保持させるとともに１ｇＡ定ハ中ハウ
ジング１８記静止接点１６を支持させたものである。し
かして、このスイッチ８は、気化器１のスロットルバル
ブ２の回動部３が前記作動子１４かも離れている場合に
は、前記出力軸１２が前進位Ｉ！（イ）に保持されてお
り前記可動接点１５が前記静止接点１６から尊れている
ため非導通状態に維持されている（第り図ａ参照）が、
前記回動部３が前記作動子１４に当接しその当接押力に
よって前記出力軸１２が後退位置（ロ）１１で押し戻さ
れた場合に前記可動接点１５が前記静止接点１６に接触
してＪｉ！１状態にｙＪ換るようになっている（第Ｓ″
図Ｃ釡！Ｊ！、）、ところで、このような構成のもので
は、前記可動接点１５と前記静止接点１６との接触圧を
確保して確実な導通状態を維持できるようにするために
、前記出力＋Ｉｉ！１２が前記前進位置（イ）から前記
後退位置（ロ）へ後退する途中（°ハ）において前記可
動接点工５と前記静止接点１６とが接触を開始するよう
に設定されており、接触後、さらにとび代りだけ前記出
力軸１２が＃ｉ記接点１６ｔａ性変形させつつ後退した
状態で適正な接点接触圧を確保することができるように
なっている。

ところが、このようなものであると１例えば、アイドリ
ング状態（第５図Ｃ′＄照）から＠記遊び代りの範囲内
でアクセルペダル５を踏込んだ場合に不都合が生じる。

すなわち、アイドリング状態からアクセルペダル５に足
を軽く載せたような場合には、スロー／　）ルパルブ２
が若干開成し、エンジンの回転数が少し上舅する。この
ときスロットル・（ｔシブ２の！３４成りが少なくその
仲１動部３の作動量か前記遊び代りに満たない場合（第
１図すとＣとのｗ！ＩＪ１状態となった場合）には、前
記アイドルスイッチ８は導通状態を維持することになり
、前記開度Ａ節手段７は、依然としてフィードバック制
ＡＡ＃一段の制御支配下におすれることになる。そのた
め、エンジンの回転数が若干でもに、昇すると。

前記フィードバック制御手Ｅ１は、アイドル回転数が自
然上昇したものと誤って判断し、前記開度調節手段７に
向けてアイドル回転数を下げるべき旨のτ号、つまり、
前記作動子１４を後退させるべき旨の信号を出力するこ
とになる。したがって。

七の状態から前記アクセルペダル５への足載せを解除し
た場合には、前記作動子１４が意外な位置にまで後退し
ていることになり、スロットルバルブ２が瞬間的に閉じ
過ぎてエンジンの回転が一時的に不調となったり、その
まま停止してしまうという不都合を招く。

口発明が解法しようとする問題点］ 本発明は、このような裏情に着目してなされたちので、
前記アイドルスイッチのいわゆる遊びに起因して、制御
の整合性が損なわれるという間Ｎ７を確実に解消するこ
とを目的としている。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、このような目的を達成するために、ｖＪ１図
に示すように、エンジンの回転数を検出する回転飲検出
手ｙｔ（２６）と、閉成方向に自己復帰するスロットル
バルブ（２）の回動部（３）　ｔ−係止する作動子（１
４）を有し該作動子（１４）を進！！動作せて前記スご
７トル・・ヘルプ（２）の閉止位置を調節する開度ｍｌ
ｌ！機構（７）と、この開度調節機構（７）の作動子（
１４）に前記回動部（３）が当接した際にその当接押力
を受けて弾性的に移動する可動接点（１５）を有しその
移動した可動接点（１５）を静止接点（１４）に弾接さ
せて導通状態に切換るアイドルスイッチ（８）と、この
アイドルスイッチ（８）が導通状態に維持されている運
転量域で前記開度調節機構（７）を制御支配下におき前
記回転数検出手段（２６）により検出されるエンジン回
転数が目標アイドル同転数に近づくように前記作動子（
１４）の進退位置を制御するフィードバック制御手段（
９）と、前記フィードパ；・り制御手段（９）が咄記聞
嘴調ＷＪ砿構（７）を作動させたのち一定時間が経過し
ても前記回転数検出手段（２６）により検出されるエン
ジン回転数が制御方向に変化しないことを確ゴした場合
に前記開度調節４１１１橋（７）をその位置に停止させ
るかまたは一定時間経過前の作動位置に復帰させる誤作
動防止手段（ｌＯ）とを１１してなるものにしたことを
特徴とする。

［咋用コ かかる手段によれば、フィトリング状態から、アクセル
ペダルへの足載せ等によりエンジンの回転数が若干上昇
した場合、まず前記フィードバックη制御手段（９）か
ら前記開度調節手段（７）に同けてアイドル回転数を低
下させるべき旨の信号が出力され前記作動子（１４）が
後退させられる。しかし１足載せ等によりエンジン回転
数がｈＨしている場合には、前記作動子（１４）を移動
させてスロットルバルブ（２）の閉止位置を変更１−で
もエンジンの回転数はそれに追突して変化することがな
い、しかして、前記信号を出力してから一定時間が経過
しても回転数検出手段（７）に・　より検出されるエン
ジン回転数が制御方向に変化しない量とを前記誤動作防
止手段（１０）が確認Ｉ、た場合には、そのフィードバ
ック制御が一旦停止され前記開度調節機構（７）がその
場で停止させられるかまたは前記一定時間経過前の作動
位置に復帰させられる。したがって、足載せ等が解除さ
れて、スロットルバルブ 己復帰した場合，該スロットルバルブ（２）は、前記Ｎ
度調節手段（７）の作動子（１４）により適正な位置で
係止されることになり、エンジンの忽つきやエンジンス
ートル等の不都合は生じない。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第２図，第３図上参照して説
明する。

なお、第４図に示すものと同一または相当する部分には
同一の符号を付して説明を省略する。

このシステムは、８ｇ４図に示すものと同様に。

［３９屯用エンジンに適用されるもので、図中１は気化
器、２はスロットルバルブ、３はスロットルバルブ２の
回動部である０回動部３は、レバー状ノモノで、スロッ
トルバルブ本体２ａを支承する支軸２ｂと一体に回動す
るようになっている。また、７は開度調！！！！機構で
あり、この開度調整機構７のＤＣモータ１１は、直流電
圧をパルス的に印加することによって駆動されるように
なっている。そして、その出力軸１２は、国定フレーム
１８に対して軸心方向に一定距離（＠道位訝イ〜後退位
ｎ口に相ちする距離）だけａ′、！ｉし得るように保持
されており、前記スプリング４よりもはるかに弱いスプ
リング（図示せず）で前方（ｒｙＪ中ド方）へ付９Ｉさ
れている。また、この出力軸１２に螺着した作動子１４
は、該出力軸の１２のねじ部１３に螺合する円筒状の本
体＠１％１４ｍと、この本体部１４ａの先端に圧入した
受圧部１４ｂとを具備してなるもので、この受圧部１４
ｂの先端で前記回動ｍ３を係止するようになっている。

そして　前記本体部１４ａの外用に突設した突起１４Ｃ
を前記固定フレーム１８のＩｆｉ′７面に装着されるカ
バーに設けた軸方向溝（図示せず）にスライド町姥に嵌
合させて回転を４ｆ、＋ヒされている。′ｔた。２１は
前記開廣ｇＲ節槻構７を制御するためのマイクロコンピ
ュータシステムであり、フィードバック制御手段および
誤動作防止手段としての役割を担っている。このブイク
ロコンビュータンステム２１は、中央Ｈ算処理装否（Ｃ
ＰＵ）２２と、メモリ２３と、インタフェース２４．２
５とをＸ＠している。そして、前記インターフェイス２
４に、前記アイドルスイッチ８からの信号ａ１回回転数
出手段２６からの信号ｂ、伝動状筈検出手役２７からの
信号Ｃ１水温センサ２８からの信号ｄおよび車速センサ
２９からの信号ｅがそれぞれ人力されるとともに、前記
インターフェイス２５から前記開！ｆ調ツ手段７に向け
て駆ａ信号ｆが出力されるようになっている。アイドル
スイッチ８は、前記出力軸１２に固定した絶縁部材１７
に保持されたｆｆｒ動接動接点上５固定フレーム１８に
支持された静止接点１６とを有してなるもので、第４図
および第５図に示したものと全く同様の構成をなしてい
る。また、回転数検出手段２６は、エンジンの回転数を
検出するためのもので、例えば、イグニツシ１ンパルス
等を利用するようになっている。３！た。伝動状懲検出
手晩２７は、エンジンと駆動車輪との間の伝動状態が断
たれているか否かを検出するためのもので、クラッチの
断続に応じて切換るクラッチスイー、チやトランスミ＝
・ジョンが中立位置にシフトされた場合に切換るニュー
にラルスイッナ等がこれに相当する。また、水温センサ
２８は、エンジンの冷却水温を検″ＩＳするためのもの
で１例えば、水温をアナログ電気信号に変換するサーミ
スタと、このサーミスタの出力をデジタル電気信号に変
換するＡ／Ｄｆ換器とを罰えてなる。

そして、前記マイクロコンピュータシステムは、第３図
に概略的に示すような手順に沿って作動するようにプロ
グラムされている。まず、ステー２プ５１において、特
定の時点におけるアイドルスィッチ８１回転数検出手段
２６、伝動状憇検田手段２７、水温センサ２８および車
速センサ２９からの各信号色、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを入力す
る。

また、ステップ５２において、エンジンが始動している
か否かを判断する。これは前記回転数検出手段、２６に
より検出される工°ンジン回転数が、例えば、５００　
ｒｐｍを上回っているか否かによって判断される。また
、ステップ５３で、前記アイドルスイッチ８が導通状モ
１（ＯＮ）にあるか否かを判別し、ステー・プ５４で、
車速センサ２９により検出される重速か、例えば、２．
８に■へｒ＊満であるか否か′ｆ：判断し、ステップ５
５で伝動系が非伝達：）Ｘ＝にあるか否かを判断する。

そして、これら各ステップ５２〜５５における条件が全
て満たされた場合にはステシブ５６へ４行する一方、＠
記条吐のいずれかが満たされない場合には、前記ステッ
プ５１に復帰し、時点を変えて同様な手順を繰返す、ス
テドブ５６へ移行した場合には、水温センサ２８により
検出されるエンジンの冷却水温に応じた値の目標アイド
ル回転Ｆ！　Ｎ　ｔを、メモリ２３に格納しであるテー
ブルからｌレックアツプする。モして、ステップ５７に
おいて、その目標アイ−′ル回転殻Ｎ１と、前記回転数
検出手段２６により検出される実際のエンジン回転数Ｎ
１とを比較する。その結果、実際のエンジン回転ａ　Ｎ
　１と、前記り標アイドル回転数Ｎ、との差が、許容１
１１１１（例えば、±２０ｒｐ■）をと回らない場合に
は。

関晩調節機構７を作動させる必要がないとしてスーＰ−
２プ５１へ復帰し１時点を変えて同様な手順を繰返す、
逆に、実際のエンジン回転数Ｎ！と、目標アイドル回転
数Ｎｌとの差が伯記許容値を越えた場合には、ステップ
５８へ進む、ステップ５８では、開度２Ｊ節手段７を作
動させるべき方向を判別した上で、この開度調節手段７
のＤＣモータ１１にｌパルス分の電圧を印加すべき旨の
指令を出す、すなわち、実際のエンジン回転ａＮｚが、
目標アイドル回転数Ｎ１よりも高い場合には、＃ｉ記記
動動子１４後退する方向に前記モータ１１を１パルス分
だけ作動させ、実際のエンジン回転ａＮ１が前記目標ア
イドル回転数Ｎ、よりも低−兎場合には、前記作動子１
４が前進する方向へ前記モータｌｌを作動させるように
なっている。このようにして開度ａｉｒｉ段７のＤＣモ
ータ１１を１　パルス分だけ作動させた後、ステップ５
９で、一定時間（例えば、１秒間）経過するまで待機し
、しかる後、ステップ６０で、前記回転検出手段２６か
らの新たな情報を入力する。そして、ステ、プロ１にお
いて、前記回転数検出手段２６により検出されるエンジ
ン回転数Ｎ１が制御方向へ変化したか否かを判断する。

その結果、前記エンジン回転数Ｎｔが制御方向へ変化し
たことを確認した場合には、正常なフィードバック制御
が行なわれていると判定し、ステップ５１に戻って同様
な手順を繰返す、一方、前記エンジン回転数Ｎ１が、制
御方向に変化していないことを確認した場合、つまり、
作動子１４が後退する方向にＤＣモータ１１を作動させ
たにもかかわらず、モータ作動後に検出されたエンジン
回転数Ｎ１が、モータ作動前に検出されたエンジン回転
数Ｎｔに比べて適正な値だけ瓜下していないことを確認
した場合には、正常なフィードバック制御が行なわれて
いないと判定し、ステップ６２へ移行する。ステップ６
２では、開度調節手段７のＤＣモータ１１を、ステップ
５８で作動させた方向とは逆の方向へ１パルス分だけ作
動させるべＳ旨の指令を出力し、しかる後に、ステップ
５１へ戻る。

このような構成のものであれば、通常の場合には、ステ
ップ５１〜５７→５１またはステップ５１〜６１→５１
という手順が繰り返され、正常なフィードバック制御が
行なわれてアイドル回転数が水温に応じた適正な範囲の
値に維持される。一方、運転者がアクセルペダル５に軽
く足を載せた場合などのように、アイドルスイッチ８が
非導通状態に切換わらない範囲（遊び代りの範囲）で、
スロットルバルブ２が若干開成した場合には、前述のフ
ィードバック制御が解除されないままで、エンジンの回
転数が上昇するため、ステップ５７からステップ５８へ
移行し、開度調節手段７のＤＣモータ５８が作動子１４
を後退させる方向に１パルス分だけ駆動される。しかし
ながら、この場合にはスロットルバルブ２がアクセルペ
ダル５の踏込によって開成しているのであるから、前記
モータ１１を作動させて作動子１４を後退させても、前
記スロットルバルブ２がその制御に追従して閉成しエン
ジンの回転数が低下方向に変化するということがない、
したがって、この場合には、ステ、プロ１からステップ
６２に移行することになり、前記モータ１１が作動子１
４を前進させる方向に１パルス分だけ逆駆動される。そ
して、このようなアクセルペダルの微小な踏込を続けて
いる間は、ステップ５．１〜６２→５１という順序で制
御が繰り返される。そのため、アクセルペダル５の踏込
をどの時点で解除しても作動子１４が適正な位置に待機
していることになり、エンジンの一時的な不調を招いた
り、エンジンストールをひ３起すというような不都合が
生じない。

なお、以上の実施例では、前記開度調Ｗｉ機構を作動さ
せたのち一定時間が経過しても前記回転数検出手段によ
り検出されるエンジン回転数が制御方向に変化しないこ
とを確認した場合に前記開度３Ｒｆ！Ｔａ構を一定時間
経過前の作動位置に復帰させる場合について説明したが
１本発明は、必ずしもこのようなものに限られるわけで
はなく、例えば、前記変化が検出されるまで、前記開度
調節機構をその作動位置で停止させておくようにしても
よい。

［発明の効果］ 本発明は、以上のような構成であるから、次のような効
果が得られる。

まず、アイドル回転数をフィードバック制御している際
に、エンジン回転数が制御に追従して変化し得なくなっ
た場合には、開度２１！４１２構の作動子のフィードバ
ック的な移動が一時的に禁止されるようになっているの
で、アイドルスイッチのいわゆる遊びに起因して、制御
の整合性が損なわれるということがない、すなわち、ア
クセルペダルへの足載せを解除した際にエンジンが息付
きを起したり、停止してしまうというような不都合を確
実に解消することができるものである。

また、制御の最終目標たるニンジン回転数を直接検出し
、その検出イ＾に基いてフィードバック制御と誤動作防
止制御とを行なうようにしているので１間接的な要因を
検出して制御を行なう場合に比べて精度の高い制御がｔ
ｒｒｔｉである。そのため。

運転者に対する不快感やエンジンストールを招かない範
囲で、アイドル回転欽を極力低い値に設定した経済的な
運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を明示するための全体構成図。 第２図は本発明の一実施例を示す概略構成説明図、第３
図は同実施例における制御手順を説明するための説明図
、第４図は従来例を示す概略構成説明図、第５図ａ、ｂ
、ｃは同従来例の作用説明図である。 １・・―気化器 ２・・Φスロットルバルブ ３・命・回動部 ７・拳・開度調節手段 ８會・やアイドルスイッチ ９・・・フィードバック制御手段 １０・・拳誤動作防止手段 １１−・・ＤＣモータ １２・・−出力軸 １５・・・可動接点 ｌε中中・静１１＋接点 ２１・・・マイクロコンピュータ ２６・拳・回転数検出手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、閉成方
   向に自己復帰するスロットルバルブの回動部を係止する
   作動子を有し該作動子を進退動作せて前記スロットルバ
   ルブの閉止位置を調節する開度調節機構と、この開度調
   節機構の作動子に前記回動部が当接した際にその当接押
   力を受けて弾性的に移動する可動接点を有しその移動し
   た可動接点を静止接点に弾接させて導通状態に切換るア
   イドルスイッチと、このアイドルスイッチが導通状態に
   維持されている運転領域で前記開度調節機構を制御支配
   下におき前記回転検出手段により検出されるエンジン回
   転数が目標回転数に近づくように前記作動子の進退位置
   を制御するフィードバック制御手段と、前記フィードバ
   ック制御手段が前記開度調節機構を作動させたのち一定
   時間が経過しても前記回転数検出手段により検出される
   エンジン回転数が制御方向に変化しないことを確認した
   場合に前記開度調節機構をその位置に停止させるかまた
   は一定時間経過前の作動位置に復帰させる誤作動防止手
   段とを具備してなることを特徴とするエンジンのアイド
   ル回転数制御システム。