JPS6243060B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関における可変ベンチユリー式
気化器の混合気制御装置に関し、特に暖機運転過
程での混合気制御及びフアースト・アイドル回転
数の制御を行なう装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a mixture control device for a variable ventilary carburetor in an internal combustion engine, and more particularly to a device for controlling the mixture during the warm-up process and first idle rotation speed. .

従来、エンジンの暖機運転過程でのエンジン回
転数（フアースト・アイドル回転数）の制御装置
には、コンベンシヨナル気化器においてはバイメ
タルとヒーターを利用したオートチヨーク機構が
あり、又、サーモワツクスを利用した絞り弁開閉
機構等も現在実用化されている。又電子制御式燃
料噴射装置においてはバイメタルとヒーターとに
よるエアーバルブ機構が実用化されている。 Conventionally, the control device for the engine speed (first idle speed) during the engine warm-up process has included an autochoke mechanism that uses bimetal and a heater in conventional carburetors, and an aperture mechanism that uses a thermowax. Valve opening/closing mechanisms and the like are currently in practical use. Furthermore, in electronically controlled fuel injection devices, an air valve mechanism using a bimetal and a heater has been put into practical use.

これらの装置はあらかじめ所定のエンジン回転
数になるように制御するものであるが、正確な制
御ができない欠点があつた。 These devices control the engine rotation speed to a predetermined predetermined speed, but they have the disadvantage that accurate control is not possible.

又、暖機運転過程での混合気の補正（通常は暖
機運転後の混合気よりも濃い目にする）は、コン
ベンシヨナル気化器においては、上述のオートチ
ヨーク機構により行なつているのでチヨーク機構
の精度に依存するところが多く、一般に精度はあ
まり良くなく、又、冷却水温（エンジンの暖機状
態）に対する混合気の補正精度は極低温（−20℃
〜０℃）、低温（０℃〜＋10℃）、常温（＋10℃〜
＋30℃）の全範囲に対して最適状態であるとは言
えなかつた。 Also, in a conventional carburetor, correction of the air-fuel mixture during the warm-up process (usually making it richer than the air-fuel mixture after warm-up) is performed by the auto-choke mechanism mentioned above. In general, the accuracy is not very good, and the accuracy of correcting the air-fuel mixture with respect to the cooling water temperature (warm-up state of the engine) is limited at very low temperatures (-20℃).
~0℃), low temperature (0℃~+10℃), room temperature (+10℃~
It could not be said that the conditions were optimal for the entire temperature range (+30°C).

本発明は上記の暖機運転過程でのエンジン回転
数の制御と混合気の補正を正確に制御することに
より、燃費の改善、安定なエンジン運転の維持、
排気ガス対策への改善を行なうことが可能な新規
な混合気制御装置を提案するのが目的である。 The present invention improves fuel efficiency, maintains stable engine operation, and improves fuel efficiency by accurately controlling the engine speed and correcting the air-fuel mixture during the warm-up process.
The purpose of this study is to propose a new air-fuel mixture control device that can improve exhaust gas control.

すなわち、この発明は可変ベンチユリー気化器
の主燃料ジエツト部に開口するエアブリード口
と、このエアブリード口の上流のエアブリード制
御口を制御する第１のアクチユエータと、絞り弁
の開閉制御を行なう第２のアクチユエータと、絞
り弁レバーがアクチユエータに接触していること
を検出するタツチスイツチと、エンジンの冷却水
温度を検知して電気信号に変換する冷却水温セン
サーと、エンジンの回転数を検出して電気信号に
変換する回転センサーと、上記各センサーからの
電気信号を入力信号として前記両アクチユエータ
を駆動する制御回路部とを設け、冷却水温に応じ
た目標空燃比に混合気を制御すべく前記第１のア
クチユエータを駆動し、さらに冷却水温に応じた
目標回転数にエンジン回転数を制御すべく第２の
アクチユエータを駆動するとともに、前記第２の
アクチユエータはDCモータとギヤーヘツドとを
有して、DCモータの正逆転により絞り弁を開閉
するよう絞り弁レバーと連動しており、かつ制御
回路部は、現在のエンジン回転数と目標回転数と
の偏差の方向に応じた信号と、前記タツチスイツ
チからの信号を入力としDCモータにパルス状の
正転又は逆転信号を供給することを特徴とする可
変ベンチユリー気化器の混合気制御装置である。 That is, the present invention includes an air bleed port that opens into the main fuel jet portion of a variable ventilary carburetor, a first actuator that controls the air bleed control port upstream of the air bleed port, and a first actuator that controls the opening and closing of the throttle valve. 2 actuator, a touch switch that detects whether the throttle valve lever is in contact with the actuator, a coolant temperature sensor that detects the engine coolant temperature and converts it into an electric signal, and a coolant temperature sensor that detects the engine rotation speed and generates an electric signal. A rotation sensor for converting into a signal, and a control circuit section for driving both actuators using electric signals from the respective sensors as input signals are provided, and the first air-fuel mixture is controlled to a target air-fuel ratio according to the cooling water temperature. The actuator drives a second actuator to control the engine speed to a target speed corresponding to the cooling water temperature, and the second actuator has a DC motor and a gear head. The control circuit is connected to the throttle valve lever so as to open and close the throttle valve by forward and reverse rotation of the engine. This is an air-fuel mixture control device for a variable ventilator carburetor, which is characterized in that it receives a pulsed forward or reverse rotation signal as an input and supplies a pulsed forward or reverse rotation signal to a DC motor.

次に図面の実施例について説明する。 Next, embodiments of the drawings will be described.

第１図において、冷却水温センサー６０１とイ
グニツシヨンコイル６０２の信号を制御回路部６
００にて計算処理し、その出力信号をアクチユエ
ータ５００に送り、絞り弁２０４を開閉制御して
所定のエンジン回転数に制御し、同時に冷却水温
センサー６０１の信号に基づいてアクチユエータ
３００を駆動し、ダイアフラム式制御弁４００を
作動させて主燃料ジエツト部２０７へのエアーブ
リード流量を加減し、混合気の空燃比を所定の値
に制御する。エアーブリード量を減少すれば主燃
料ジエツト部２０７を通過する燃料流量は増加し
て空燃比が濃くなり、逆にエアーブリード量が増
加すれば燃料流量は減少し、空燃比は希薄側に変
化する。 In FIG. 1, signals from a cooling water temperature sensor 601 and an ignition coil 602 are transmitted to a control circuit section 6
00, the output signal is sent to the actuator 500, the throttle valve 204 is controlled to open and close to control the engine speed to a predetermined speed, and at the same time, the actuator 300 is driven based on the signal from the cooling water temperature sensor 601, and the diaphragm The air-fuel ratio control valve 400 is operated to adjust the air bleed flow rate to the main fuel jet section 207 and control the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to a predetermined value. If the air bleed amount is decreased, the fuel flow rate passing through the main fuel jet section 207 will increase and the air-fuel ratio will become richer. Conversely, if the air bleed amount is increased, the fuel flow rate will decrease and the air-fuel ratio will change to the leaner side. .

なお第１図において、１００はエンジン、１０
１は吸気マニホールド、２００は可変ベンチユリ
ー、２０１はピストン部、２０２はケース、２０
３はスプリング、２０４は絞り弁、２０４′はレ
バー、２０５は針弁、２０６は浮子室、２０７は
主燃料ジエツト部、２０８は燃料通路、２０９は
負圧取出口、２１０はエアーブリード制御口で、
このエアーブリード制御口の下流のエアーブリー
ド口２１２は主燃料ジエツト部２０７に開口して
いる。２１１はエアーブリード入口、３００はア
クチユエータ、３０１はボビン、３０２は弁体、
３０３はスプリング、３０４は負圧制御出口、３
０５は大気開放口、３０６は負圧導入口、４００
はダイアフラム式制御弁、４０１はダイアフラ
ム、４０２はスプリング、４０３は針弁、７００
はイグニツシヨンスイツチである。 In Fig. 1, 100 is the engine, 10
1 is an intake manifold, 200 is a variable ventilee, 201 is a piston portion, 202 is a case, 20
3 is a spring, 204 is a throttle valve, 204' is a lever, 205 is a needle valve, 206 is a float chamber, 207 is a main fuel jet section, 208 is a fuel passage, 209 is a negative pressure outlet, and 210 is an air bleed control port. ,
An air bleed port 212 downstream of this air bleed control port opens into the main fuel jet section 207. 211 is an air bleed inlet, 300 is an actuator, 301 is a bobbin, 302 is a valve body,
303 is a spring, 304 is a negative pressure control outlet, 3
05 is an atmosphere opening port, 306 is a negative pressure introduction port, 400
is a diaphragm control valve, 401 is a diaphragm, 402 is a spring, 403 is a needle valve, 700
is the ignition switch.

第５図に絞り弁開閉用アクチユエータの構造を
示す。５０１はDCモータ、５０２は外ケース、
５０３−１〜５０３−３は歯車でギヤーヘツドを
構成する。５０４は雄ねじ、５０５は回り止め、
５０６はタツチスイツチ、５０７はリード線であ
る。 FIG. 5 shows the structure of the throttle valve opening/closing actuator. 501 is the DC motor, 502 is the outer case,
Gears 503-1 to 503-3 constitute a gear head. 504 is a male screw, 505 is a rotation stopper,
506 is a touch switch, and 507 is a lead wire.

次に第１図と第７図の実施例の作動を説明す
る。 Next, the operation of the embodiments shown in FIGS. 1 and 7 will be explained.

今、絞り弁２０４と一体的に動くレバー２０
４′がアクチユエータ５００のタツチスイツチ５
０６に接触しており、タツチスイツチ５０６が導
通状態の時つまり図の機関を塔載した車両のアク
セルペダルから足を離しているときは、第７図に
おいてインバータ６０７の出力は“ハイ”レベル
である。サーミスタを使用した冷却水温センサー
６０１の信号は、演算増巾器６０３の（＋）端子
及び６０４の（−）端子に入力され、それぞれの
セツト電圧を決めている。 Now, the lever 20 moves integrally with the throttle valve 204.
4' is touch switch 5 of actuator 500
06, and when the touch switch 506 is in a conductive state, that is, when the foot is off the accelerator pedal of the vehicle equipped with the engine shown in the figure, the output of the inverter 607 is at the "high" level in FIG. . A signal from a cooling water temperature sensor 601 using a thermistor is input to a (+) terminal of an operational amplifier 603 and a (-) terminal of an operational amplifier 604 to determine respective set voltages.

したがつて、演算増巾器６０４においては
（＋）端子の三角波発振器６１０からの電圧との
比較において、その出力がパルス状の矩形波とな
り、トランジスタTR５で電力を増巾されアクチ
ユエータ３００の電磁弁を三角波発振器６１０の
周波数に応じてON、OFF駆動する。この駆動状
態は開弁時間比率（デユーテイ比）にて制御され
る。通電中は第１図の弁体３０２が左方に移動し
て負圧導入口３０６の負圧が負圧制御出口３０４
を経てダイアフラム式制御弁４００にかかり、デ
ユーテイ比が大きい程エアーブリード制御口２１
０を大きく開く。一方、イグニツシヨンコイル６
０２からのエンジン回転数に比例した頻度のトリ
ガ信号は波形整形され、Ｆ−Ｖ変換器６０８を通
して周波数（エンジン回転数に相当する）を電圧
に変換され、演算増巾器６０３の（−）端子に入
力される。 Therefore, in the operational amplifier 604, when compared with the voltage from the triangular wave oscillator 610 at the (+) terminal, its output becomes a pulse-like rectangular wave, and the power is amplified by the transistor TR5 and the solenoid valve of the actuator 300 is output. is driven ON and OFF according to the frequency of the triangular wave oscillator 610. This driving state is controlled by the valve opening time ratio (duty ratio). During energization, the valve body 302 in FIG. 1 moves to the left and the negative pressure in the negative pressure inlet 306 is transferred to the negative pressure control outlet 304.
The air bleed control port 21 is connected to the diaphragm control valve 400 through the
Open 0 wide. On the other hand, ignition coil 6
The trigger signal from 02 with a frequency proportional to the engine speed is waveform-shaped, and the frequency (corresponding to the engine speed) is converted into voltage through the F-V converter 608, and the (-) terminal of the operational amplifier 603 is converted into a voltage. is input.

今、（＋）端子入力の冷却水温センサー信号が
（−）端子入力のエンジン回転数に相当する電圧
より高いレベルにあると、演算増巾器６０３の(a)
出力は“ハイ”レベルに、(b)出力は“ロウ”レベ
ルとなる。したがつてアンドゲート６０５が開か
れ、６０６が閉ざされる。 Now, if the coolant temperature sensor signal input to the (+) terminal is at a level higher than the voltage corresponding to the engine speed input to the (-) terminal, the (a) of the operational amplifier 603
The output becomes a “high” level, and (b) the output becomes a “low” level. Therefore, AND gate 605 is opened and 606 is closed.

それゆえ、トランジスタTR３とTR２により
DCモータ５０１が駆動され、絞り弁２０４を開
ける。絞り弁２０４が開かれるとエンジン１００
に供給される吸入空気流量が増加し、エンジン回
転数が上昇し、演算増巾器６０３の（−）端子電
圧は上昇し、（＋）端子電圧以上になると、出力
端(b)が“ハイ”レベル、(a)が“ロウ”レベルとな
る。したがつてアンドゲート６０６が開かれ、逆
に６０５が閉ざされる。 Therefore, by transistors TR3 and TR2
The DC motor 501 is driven and the throttle valve 204 is opened. When the throttle valve 204 is opened, the engine 100
The flow rate of intake air supplied to the amplifier 603 increases, the engine speed rises, the (-) terminal voltage of the operational amplifier 603 increases, and when it exceeds the (+) terminal voltage, the output terminal (b) becomes "high". ” level, (a) becomes the “low” level. Therefore, AND gate 606 is opened, and conversely, AND gate 605 is closed.

したがつて、トランジスタTR１とTR４を通し
て電流が流れDCモータ５０１は逆転し、絞り弁
２０４を閉じる方向に働き、常に冷却水温に対応
した目標のエンジン回転数に制御する。すなわ
ち、現在のエンジン回転数を目標回転数と比較
し、両者の偏差の方向に応じた信号でアンドゲー
ト６０５，６０６が開閉され、DCモータ５０１
を正転又は逆転させる。 Therefore, current flows through the transistors TR1 and TR4, causing the DC motor 501 to rotate in the reverse direction, closing the throttle valve 204, and constantly controlling the engine speed to the target engine speed corresponding to the cooling water temperature. That is, the current engine rotation speed is compared with the target rotation speed, and the AND gates 605 and 606 are opened and closed in response to a signal according to the direction of the deviation between the two, and the DC motor 501
Rotate forward or reverse.

絞り弁開閉用アクチユエータ５００のDCモー
タは、アンドゲート６０５と６０６の入力の１つ
にパルス発振器６０９の信号を印加して、第６図
に示すパルス状の電圧をDCモータに供給して大
きなトルクで確実に駆動するようにしてある。Ｔ
は周期、τは供給電圧の投入時間で、バツテリー
の電圧12Vをτの時時与えている。 The DC motor of the throttle valve opening/closing actuator 500 generates a large torque by applying a signal from a pulse oscillator 609 to one of the inputs of AND gates 605 and 606 to supply the pulsed voltage shown in FIG. 6 to the DC motor. It is designed to ensure reliable operation. T
is the period, τ is the time to turn on the supply voltage, and the battery voltage of 12V is applied at the time of τ.

エアーブリード量を制御するアクチユエータ３
００として第１図の構造のものと違う第２図、第
３図に示す電磁弁を使用して、ダイアフラム式制
御弁を使わないで直接エアーブリードの空気流量
を制御してもよい。この場合は電磁弁を開閉する
駆動周波数が低いと脈動したエアーブリードとな
るので周波数を上げる必要が生じる。この場合も
デユーテイ比に応じてエアーブリード量を加減す
ることは同じである。 Actuator 3 that controls the amount of air bleed
00, the solenoid valve shown in FIGS. 2 and 3, which is different from the one shown in FIG. 1, may be used to directly control the air flow rate of the air bleed without using a diaphragm type control valve. In this case, if the driving frequency for opening and closing the solenoid valve is low, pulsating air bleed will occur, so it will be necessary to increase the frequency. In this case as well, the amount of air bleed is adjusted in accordance with the duty ratio.

第４図は第３図の電磁弁の代りに使用できる異
なる構造のアクチユエータ３００″で、正逆回転
可能なパルスモータ３０１″により図の左右方向
に進退する針弁３０２″を有しており、パルスモ
ータ３０１″が正転すると正転したパルス数に応
じた分だけ針弁３０２″が左方に移動し、逆転す
ると逆転したパルス数に応じた分だけ針弁３０
２″が右方に移動する。このアクチユエータ３０
０″を使用すると、第２図と第３図に示す場合の
ように、エアブリードの脈動を心配する必要はな
い。もつとも、第４図のアクチユエータ３００″
を使用するときは制御回路部６００の駆動回路は
変更するものである。 FIG. 4 shows an actuator 300'' with a different structure that can be used in place of the electromagnetic valve in FIG. 3, and has a needle valve 302'' that moves forward and backward in the left and right directions in the figure by a pulse motor 301'' that can rotate forward and backward. When the pulse motor 301'' rotates forward, the needle valve 302'' moves to the left by an amount corresponding to the number of pulses rotated in the forward direction, and when the pulse motor 301'' rotates in the reverse direction, the needle valve 302'' moves by an amount corresponding to the number of pulses rotated in the reverse direction.
2" moves to the right. This actuator 30
0'', there is no need to worry about air bleed pulsation as shown in Figures 2 and 3.
When using the control circuit section 600, the drive circuit of the control circuit section 600 must be changed.

この発明によれば、暖機運転中のエンジン回転
数が冷却水温に対応した目標回転数にフイードバ
ツク制御され、正確なフアースト・アイドル回転
数が維持できるばかりでなく、主燃料ジエツト部
にエアブリード口を開口させたため、混合気の空
燃比も大きな制御量が得られ広い範囲にわたり水
温に対応した目標値に正確に制御できるので、暖
機運転中の燃料経済性が改善でき、有害な排気ガ
スの排出を押えることができる。またエンジン暖
機後の運転中においてもアイドル回転数を正確に
制御でき、安定した運転と有害な排気ガスの抑制
を達成することができる。又、DCモータをパル
ス駆動して、絞り弁を開閉駆動するから、動作が
確実で信頼性が高い。さらに又、アクセルペダル
を踏み込んで絞り弁を開くと、レバー２０４′が
タツチスイツチから離れ、DCモータが停止し、
第２のアクチユエータがその位置で停止し、次の
アイドリング時の回転数制御が良好に行なわれ
る。 According to this invention, the engine speed during warm-up operation is feedback-controlled to a target speed corresponding to the cooling water temperature, and not only can an accurate first idle speed be maintained, but also an air bleed port is provided in the main fuel jet section. By opening the air-fuel ratio, a large amount of control can be obtained for the air-fuel ratio of the mixture, and it can be accurately controlled to the target value corresponding to the water temperature over a wide range, improving fuel economy during warm-up and reducing harmful exhaust gases. Emissions can be suppressed. Furthermore, the idle speed can be accurately controlled even during operation after the engine is warmed up, achieving stable operation and suppressing harmful exhaust gases. In addition, since the DC motor is pulse-driven to open and close the throttle valve, the operation is reliable and highly reliable. Furthermore, when the accelerator pedal is depressed to open the throttle valve, the lever 204' moves away from the touch switch, and the DC motor stops.
The second actuator stops at that position, and the rotational speed during the next idling is well controlled.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面はこの発明の実施例で、第１図は全体の構
成を示す一部縦断面図、第２図は混合気制御部の
異なる実施例、第３図は第２図の混合気制御部に
用いるアクチユエータの縦断面図、第４図は混合
気制御用アクチユエータの他の実施例、第５図は
絞り弁制御用アクチユエータの縦断面図、第６図
は絞り弁制御用アクチユエータの駆動電圧波形、
第７図は電気回路を示す。 １００…エンジン、２００…可変ベンチユリー
気化器、２０４′…絞り弁レバー、２０７…主燃
料ジエツト部、２１０…エアーブリード制御口、
２１２…エアブリード口、３００…第１のアクチ
ユエータ、５００…第２のアクチユエータ、５０
１…DCモータ、５０３−１〜５０３−３…ギヤ
ヘツドを構成する歯車、５０６…タツチスイツ
チ、６００…制御回路部、６０１…冷却水温セン
サー、６０２…イグニツシヨンコイル、７００…
イグニツシヨンスイツチ。 The drawings show an embodiment of the present invention; FIG. 1 is a partial vertical sectional view showing the overall configuration, FIG. 2 is a different embodiment of the mixture control section, and FIG. 3 is a diagram showing the mixture control section of FIG. 2. 4 is a longitudinal sectional view of the actuator used, FIG. 4 is another embodiment of the actuator for air-fuel mixture control, FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the actuator for controlling the throttle valve, and FIG. 6 is a driving voltage waveform of the actuator for controlling the throttle valve.
Figure 7 shows the electrical circuit. DESCRIPTION OF SYMBOLS 100... Engine, 200... Variable ventilator carburetor, 204'... Throttle valve lever, 207... Main fuel jet section, 210... Air bleed control port,
212... Air bleed port, 300... First actuator, 500... Second actuator, 50
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... DC motor, 503-1 to 503-3... Gear constituting gear head, 506... Touch switch, 600... Control circuit section, 601... Cooling water temperature sensor, 602... Ignition coil, 700...
Ignition switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 可変ベンチユリー気化器の主燃料ジエツト部
に開口するエアブリード口と、このエアブリード
口の上流のエアブリード制御口を制御する第１の
アクチユエータと、絞り弁の開閉制御を行なう第
２のアクチユエータと、絞り弁レバーがアクチユ
エータに接触していることを検出するタツチスイ
ツチと、エンジンの冷却水温度を検知して電気信
号に変換する冷却水温センサーと、エンジンの回
転数を検出して電気信号に変換する回転センサー
と、上記各センサーからの電気信号を入力信号と
して前記両アクチユエータを駆動する制御回路部
とを設け、冷却水温に応じた目標空燃比に混合気
を制御すべく前記第１のアクチユエータを駆動
し、さらに冷却水温に応じた目標回転数にエンジ
ン回転数を制御すべく第２のアクチユエータを駆
動するとともに、前記第２のアクチユエータは
DCモータとギヤーヘツドとを有して、DCモータ
の正逆転により絞り弁を開閉するよう絞り弁と連
動しており、かつ制御回路部は、現在のエンジン
回転数と目標回転数との偏差の方向に応じた信号
と、前記タツチスイツチからの信号を入力とし
DCモータにパルス状の正転又は逆転信号を供給
することを特徴とする可変ベンチユリー気化器の
混合気制御装置。1. An air bleed port that opens into the main fuel jet portion of the variable ventilary carburetor, a first actuator that controls the air bleed control port upstream of the air bleed port, and a second actuator that controls the opening and closing of the throttle valve. , a touch switch that detects when the throttle valve lever is in contact with the actuator, a coolant temperature sensor that detects the engine coolant temperature and converts it into an electrical signal, and a coolant temperature sensor that detects the engine rotation speed and converts it into an electrical signal. A rotation sensor and a control circuit unit that drives both of the actuators using electric signals from each of the sensors as input signals are provided, and the first actuator is driven to control the air-fuel mixture to a target air-fuel ratio according to the cooling water temperature. Further, the second actuator is driven to control the engine rotation speed to a target rotation speed according to the cooling water temperature, and the second actuator
It has a DC motor and a gear head, and is interlocked with the throttle valve to open and close the throttle valve by forward and reverse rotation of the DC motor. The input signal is the signal corresponding to the
A mixture control device for a variable ventilator carburetor, characterized by supplying a pulsed forward or reverse rotation signal to a DC motor.