JPS6340260B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スロツトル弁の完爆開度制御装置に
関し、特に、内燃エンジンを始動してから、完爆
を検知し、暖機運転に移行するまでのスロツトル
弁の完爆開度制御装置に関する。

従来より、気化器の吸気胴内に設置されたスロ
ツトル弁と、その上流に設置されたチヨーク弁
と、それらを駆動する電動機と、エンジン温度お
よび回転数を検出する手段とを具備し、エンジン
の始動および暖機時にエンジン温度に応じた適正
な開度にスロツトル弁およびチヨーク弁の開度を
設定・制御する様にした気化器が提案されている
（例えば、特願昭57−38165号など）。

これらの気化器におけるスロツトル弁およびチ
ヨーク弁の開度制御の一例を第１図に示す。この
図において、横軸は時間、縦軸はスロツトル弁お
よびチヨーク弁の開度であり、折線SVはスロツ
トル弁、折線CVはチヨーク弁をそれぞれ示して
いる。

図から明らかなように、時刻T0において、エ
ンジンのスタータスイツチを投入した直後には、
２つの弁は始動開度（スロツトル弁は、ほぼ全開
位置Th1、またチヨーク弁は、ほぼ全閉位置）に
保持される。

そして、時刻T1において、エンジンの完爆が
検知されると、予定の遅延時間後の時刻T2に、
それぞれの弁は暖機開度（チヨーク弁はほぼ全開
位置、スロツトル弁はエンジン温度に応じて予め
決められた開度Th3）まで、一時に駆動される。

このような、従来の気化器におけるスロツトル
弁およびチヨーク弁開度制御方式では、エンジン
が完爆状態に達したときに、スロツトル弁は急速
に閉じられ、一方、チヨーク弁は急速に全開され
るので、混合気の空燃比が急激に減少する。

このために、エンジンの爆発エネルギが急減
し、かつチヨーク弁のリリーフ効果も一時的に過
剰となる。したがつて、従来の気化器では、完爆
時にエンジンがストールを起しやすいという欠点
があつた。

このような欠点の解消策として、完爆検知後の
各弁開度の変化率を緩やかにする（すなわち、例
えば、スロツトル弁の開度を前記Th1からTh3へ
減少させる時間を長くする）ことも考えられる。

しかし、このような制御方式とした場合は、混
合気の空燃比が過大となり、プラグのかぶりなど
を生じ易くなる。したがつて、やはり完爆ストー
ルを起し易いという欠点が残ることになる。

本発明は、前述の欠点を改良するものであり、
その目的はエンジンの完爆から暖機運転への移行
を円滑にし、完爆ストールの発生を防止すること
のできるスロツトル弁の完爆開度制御装置を提供
することにある。

前記の目的を達成するために、本発明において
は、エンジンの完爆を検知したときは、スロツト
ル弁の開度を始動開度と暖機時開度との中間の値
に一旦設定し、前記中間値まで一気に、高速でス
ロツトル弁を閉じ、その後は、暖機時開度にま
で、比較的低い速度で閉じるように制御すること
としている。

以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。第３図は本発明の一実施例のブロツク図であ
る。

エンジン温度検知器１１はエンジン温度を検出
し、これを第１遅延回路１５、完爆一次開度メモ
リ２１、完爆二次開度メモリ２２、始動開度メモ
リ２３、第２パルスレート設定器２４および第３
パルスレート設定器２９に供給する。

エンジンパルス検知器１２は、エンジンの回転
に応じて発生されるエンジンパルスを検出する。
前記エンジンパルスは、周期カウンタ１３で計数
され、エンジン回転数信号Neに変換されて第１
コンパレータ１４に供給される。

第１コンパレータ１４は完爆回転数設定メモリ
１８に記憶されている完爆判定定数Noを、前記
回転数信号Neと比較し、回転数信号Neの方が大
きいとき−すなわち、エンジンが完爆状態に達し
ているときは“１”出力を発生する。

また、回転数信号Neの方が小さいとき−すな
わち、エンジンが完爆状態に達していないときは
“０”出力を発生する。

エンジンの始動当初には、第１コンパレータ１
４の出力は“０”である。前記“０”出力は、第
１遅延回路１５を経てインバータＩ１に供給され
る。インバータＩ１の出力が“１”になるので、
始動開度メモリ２３が選択される。

前記インバータＩ１の出力は、同時にオア回路
Ｏ１を介して第１パルスレート設定器２８に加え
られ、これを選択する。第１パルスレート設定器
２８は、後述するところから明らかなように、モ
ータ３８の回転速度を決定するためのパルスレー
トを記憶している。

一方、発振器３１によつて発生される一定周波
数の信号は、分周器３２で分周されて、カウンタ
３３に加えられる。第３コンパレータ３４は、カ
ウンタ３３のカウント値と第２レジスタ３０の記
憶値とを比較し、両者が等しくなつたときに、第
３モノマルチ３５をトリガする。

第３モノマルチ３５の出力パルスは第３フリツ
プフロツプ３６に供給されると共に、カウンタ３
３をリセツトするのに用いられる。それ故に、第
３モノマルチ３５の出力パルスの周期（または周
波数）は、第２レジスタ３０の記憶値の関数とな
る。

前述のように、いま第１パルスレート設定器２
８が選択され、そのパルスレートが、オア回路Ｏ
２を経て第２レジスタ３０に記憶されいるので、
第３モノマルチ３５の出力パルスの周期は、第１
パルスレート設定器２８に記憶されているパルス
レートによつて決まることになる。

第３フリツプフロツプ３６は、第３モノマルチ
３５の出力を供給される度に、その出力を反転す
る。そして、前記第３フリツプフロツプ３６の出
力は、モータ３８を駆動するためのモータ駆動パ
ルスとして、ドライバ３７に供給される。

ドライバ３７は、前記パルスに基づいてモータ
３８を駆動すると共に、同じパルスをアツプダウ
ンカウンタ２７に供給する。それ故に、アツプダ
ウンカウンタ２７はモータ３８の現在位置（また
は回転角度）を石確に代表することになる。

以上のようにして、エンジンのイグニツシヨン
スイツチが投入されると、直ちに、スロツトル弁
は始動開度位置Th1（多くは、ほぼ全開位置）へ、
急速に移動される。なお、このとき、チヨーク弁
はほぼ全閉位置へ移動される。そして、エンジン
が完爆状態になるまで、その位置に保持される。

エンジンの回転数信号Neが完爆回転数設定メ
モリ１８の設定値No以上になると、エンジンが
完爆状態になつたし判定される。

このとき、第１コンパレータ１４は“１”出力
を発生する。前記“１”出力は、第１遅延回路１
５で遅延された後、インバータＩ１、第１モノマ
ルチ１６およびアンド回路Ａ１およびＡ２に供給
される。

なお、前記第１遅延回路１５の遅延時間は、エ
ンジン温度の関数であり、例えば特願昭57−
38165号にも示したように、エンジン温度が低い
ほど遅延時間が長くなるように設定される。

ここで第１遅延回路を設ける理由は、エンジン
の完爆後直ちにスロツトル弁を閉じ、チヨーク弁
を開いて暖機状態に移行させるようにすると、空
燃比の変化（減少度合）が過大となり、エンジン
停止（いわゆる完爆ストール）を引き起し易いか
らである。

第１遅延回路１５の“１”出力によつてアンド
回路Ａ１，Ａ２が開かれると共に、第１モノマル
チ１６がトリガされる。第１モノマルチ１６の出
力によつて第１フリツプフロツプ１７がセツトさ
れ、そのＱ出力が“１”になる。

アンド回路Ａ１の出力が立上り、これによつて
完爆一次開度メモリ２１および第２パルスレート
設定器２４が選択される。一方、インバータＩ１
の出力が“０”に立下るので、始動開度メモリ２
３および第１パルスレート設定器２８は選択され
なくなる。

それ故に、前述したところから容易に理解され
るように、第３フリツプフロツプ３６は、第２パ
ルスレート設定器２４の記憶値によつて決まる周
期で、モータ駆動パルスを発生し、これをドライ
バ３７に供給する。

完爆一次開度メモリ２１の出力（すなわち、完
爆一次開度Th2）が第１レジスタ２５に記憶さ
れ、同じ値が第２コンパレータ２６に供給され
る。

第２コンパレータ２６は、アツプダウンカウン
タ２７のカウント値（すなわち、モータ３８の現
在位置）を第１レジスタ２５の記憶値と比較し、
両者が等しいときは信号Ｃ１を、また等しくない
ときは信号Ｃ２を出力する。

いまの場合、第２図からも明らかなように、完
爆一次開度Th2の方が、アツプダウンカウンタ２
７のカウント値よりも小さい（すなわち、スロツ
トル弁の現在開度よりも目標開度Th2の方が小さ
い）ので、第２コンパレータ２６は信号Ｃ２を発
生する。

これによつて、ドライバ３７は、第３フリツプ
フロツプ３６よりのモータ駆動パルスに基づい
て、スロツトル弁を閉じる方向に、モータ３８を
比較的高速で回転させる。モータ３８の回転に伴
なつてスロツトル弁が閉じ、その目標開度Th2に
等しくなると、第２コンパレータ２６は信号Ｃ２
を消滅させ、信号Ｃ１を発生するようになる。

前記信号Ｃ１はアンド回路Ａ５，Ａ６に供給さ
れる。アンド回路Ａ５の“１”出力によつて第１
フリツプフロツプ１７がリセツトされる。これに
よつて、アンド回路Ａ１の出力が立下り、完爆一
次開度メモリ２１および第２パルスレート設定器
２４の選択が終了する。

一方、第１フリツプフロツプ１７のＱ出力（す
なわち、“０”）はインバータＩ２で反転され、ア
ンド回路Ａ２および第２モノマルチ１９に供給さ
れる。アンド回路Ａ２の出力が“１”になり、完
爆二次開度メモリ２２を選択すると共に、アンド
回路Ａ３，Ａ４を開く。

インバータＩ２の“１”出力によつて第２モノ
マルチ１９がトリガされ、その結果、第２フリツ
プフロツプ２０がセツトされるので、そのＱ出力
が“１”になる。第２フリツプフロツプ２０の
“１”出力はアンド回路Ａ４を介して第３パルス
レート設定器２９に供給され、これを選択する。

それ故に、前述したところから容易に推測され
るように、スロツトル弁は、完爆二次開度メモリ
２２の記憶値である完爆二次開度Th3を目標値と
して、第３パルスレート設定器２９の設定値によ
つて決まる比較的低い速度で、さらに閉方向へ移
動される。

第２フリツプフロツプ２０の“１”出力は第２
遅延回路３９を介してアンド回路Ａ６に供給さ
れ、これを開くが、この時は、第２コンパレータ
２６の信号Ｃ１は消滅しているので、アンド回路
Ａ６の出力は“０”のままである。

スロツトル弁がさらに閉方向に駆動され、完爆
二次開度Th3に等しくなると、アンド回路Ａ６の
出力が立上り、これによつて第２フリツプフロツ
プ２０がリセツトされる。すなわち、そのＱ出力
は“０”になる。

その結果、アンド回路Ａ４の出力が立下つて第
３パルスレート設定器２９の選択が終了し、一
方、インバータＩ３の“１”出力によつてアンド
回路Ａ３の出力が立上る。これによつて、第１パ
ルスレート設定器２８が選択される。

それ故に、スロツトル弁は、その後、完爆二次
開度メモリ２２からの完爆二次開度Th3（すなわ
ち、暖機開度）を目標値として、第１パルスレー
ト設定器２８の設定値によつて決まる速度で開閉
制御される。

なお、シーケンスコントローラ４０は、予定時
間毎に第１レジスタ２５をリセツトし、各メモリ
２１〜２３から選択的に読出された記憶内容を第
２コンパレータ２６へ供給させる働きをする。

図からも明らかなように、完爆二次開度メモリ
２２の読出データはエンジン温度をパラメータと
するものであるから、それ以後は、適正な暖機運
転制御が実行される。

以上では、本発明を単位論理素子の組合せによ
つて、いわゆるハード的に実施した例について述
べたが、本発明は電算機等を利用して、いわゆる
ソフト時にも実施できるものである。つぎに、第
４図のフローチヤートを参照して、本発明を電算
機によつて実施する場合の手順について説明す
る。

ステツプS1…エンジンのイグニツシヨンスイツ
チが投入されると、このシステムがスタート
し、まずステツプS1において、エンジン温度
およびエンジンパルスを読込み、回転数信号
Neを演算する。

ステツプS2…前のステツプS1で演算した回転数
信号Neが完爆判定定数Noよりも大きいかどう
か、換言すれば、エンジンが完爆状態になつて
いるか否かの判定をする。最初は、この判定は
成立しないので、手順はステツプS3へ進む。

ステツプS3…すべてのフラグ（ここでは遅延タ
イマ、完爆、完爆一次および完爆二次の各フラ
グ）をクリア（リセツト）する。

ステツプS4…スロツトル弁の始動開度をセツト
すると共に、前記開度まで移動するための制御
パルスレートをセツトする（これは、第３図に
おいて、始動開度メモリ２３および第１パルス
レート設定器２８を選択したことに相当する）。

ステツプS5…前のステツプS4で選択したパルス
レートに対応する回転速度で、スロツトル弁の
開度を始動開度位置へ移動させる。

その後、処理手順はステツプS1、ステツプ
S2へ戻る。そして、ステツプS2での判定が成
立するまで（すなわち、エンジンが完爆状態に
なるまで）は、処理は、ステツプS1→ステツ
プS2→ステツプS3→ステツプS4→ステツプS5
→ステツプS1を循環する。

ステツプS6…エンジンが完爆状態になり、ステ
ツプS2での判定が成立するようになると、処
理はステツプS6へ進むようになり、完爆フラ
グがセツトされているかどうかを判定する。完
爆状態になつた直後は、前のステツプS3で、
完爆フラグはリセツトされたままであるので、
この判定は成立せず、処理はステツプS7へ進
む。

ステツプS7…遅延タイマフラグがセツトされて
いるか否かを判定する。初めは、この判定も成
立しないので、処理はステツプS8へ進む。

ステツプS8…ステツプS1で読込んだエンジン温
度をパラメータとして、予め決められている遅
延時間を遅延タイマにセツトする。

ステツプS9…遅延タイマフラグをセツトして、
ステツプS4、ステツプS5へ進む。

処理手順は、再びステツプS1からステツプ
S2、ステツプS6→ステツプS7へと進む。今度
は、ステツプS7での判定が成立するので、さ
らにステツプS10へ進む。

ステツプS10…前のステツプS8で設定した遅延時
間が既に経過したかどうかを判定する。経過す
るまでは、ステツプS10→ステツプS4→ステツ
プS5→ステツプS1→ステツプS2→ステツプS6
→ステツプS7→ステツプS10のループを循環す
る。

ステツプS11…前のステツプS10での判定が成立
するようになると、このステツプへ進んで完爆
フラグをセツトする。これにより、エンジンは
完全に完爆状態に達したと判定される。

すなわち、ステツプS6での判定が成立する
ようになり、ステツプS12へ進むようになる。

ステツプS12…完爆一次フラグがセツトされてい
るか否かの判定を行なう。前述の説明から明ら
かなように、今の状態では、この判定は成立し
ないので、処理はステツプS13へ進む。

ステツプS13…スロツトル弁を完爆一次開度まで
移動させるための制御パルスレートを設定する
と共に、ステツプS1で読込んだエンジン温度
をパラメータとして完爆一次開度（すなわち、
パルスモータの移動目標位置）Th2をセツトす
る（これは、第３図において、完爆一次開度メ
モリ２１および第２パルスレート設定器２４を
選択したことに相当する）。そして、ここで選
択したパルスレートに対応する移動速度で、ス
ロツトル弁を前記目標位置に向けて駆動する。

ステツプS14…パルスモータの現在位置が、前の
ステツプS13で設定した目標開度に等しいかど
うかを判定する。等しくなるまでは、ステツプ
S14→ステツプS1→ステツプS2→ステツプS6→
ステツプS12→ステツプS13→ステツプS14のル
ープを循環する。

ステツプS15…前のステツプS14での判定が成立
するようになると、完爆一次フラグをセツトす
る。その後、処理はステツプS1へ戻る。そし
て、ステツプS2、ステツプS6、ステツプS12で
の各判定がすべて成立するので、処理はステツ
プS16へ進むようになる。

ステツプS16…完爆二次フラグがセツトされてい
るかどうかの判定をする。最初は、完爆二次フ
ラグはセツトされていないので、処理はステツ
プS17へ進む。

ステツプS17…スロツトル弁を完爆二次開度まで
移動させるための制御パルスレートを設定する
と共に、ステツプS1で読込んだエンジン温度
をパラメータとして完爆二次開度（すなわち、
パルスモータの移動目標位置）Th3をセツトす
る（これは、第３図において、完爆二次開度メ
モリ２２および第３パルスレート設定器２９を
選択したことに相当する）。

ステツプS18…パルスモータの現在位置が、前の
ステツプS17で設定した目標開度に等しいかど
うかを判定する。等しくなるまでは、ステツプ
S18→ステツプS1→ステツプS2→ステツプS6→
ステツプS12→ステツプS16→ステツプS17→ス
テツプS18のループを循環する。

ステツプS19…前のステツプS18での判定が成立
するようになると、完爆二次フラグをセツトす
る。その後、処理はステツプS1へ戻る。そし
て、ステツプS2、ステツプS6、ステツプS12、
ステツプS16での各判定がすべて成立するの
で、処理はステツプS20へ進むようになる。

ステツプS20…暖機制御時のスロツトル弁制御の
ためのパルスレートを設定すると共に、ステツ
プS1で読込んだエンジン温度をパラメータと
して完爆二次開度（すなわち、パルスモータの
移動目標位置）をセツトする（これは、第３図
において、完爆二次開度メモリ２２および第１
パルスレート設定器２８を選択したことに相当
する）。そして、このステツプで設定されたパ
ルスレートに対応する移動速度で、スロツトル
弁を前記目標位置に向けて駆動する。

以上の手順を経て、スロツトル弁開度の始動
制御および完爆制御を完了し、暖機制御に移行
する。すなわち、その後は、ステツプS20→ス
テツプS1→ステツプS2→ステツプS6→ステツ
プS12→ステツプS16→ステツプS20のループを
循環する。

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、エンジンが完爆状態に達した時、エンジンが
始動開度から完爆一次または中間開度まで急速に
閉じられた後、最終的な完爆二次（暖機）開度ま
で、比較的緩慢に閉じられるので、混合気の空燃
比が急激に、かつ大幅に減少することがなくな
り、完爆時におけるエンジンのストール発生が防
止される。さらに、完爆状態に達した直後は、従
来と同様に、スロツトル弁の開度を完爆一次開度
まで急速に閉じるので、混合気の空燃比が過大と
なつてプラグのかぶりを生ずることもなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はエンジンの始動から暖機に至るまでの
スロツトル弁およびチヨーク弁の開度の時間的な
変化状態の従来例を示す図、第２図は本発明にお
けるエンジンの始動から暖機に至るまでのスロツ
トル弁およびチヨーク弁の開度の時間的な変化状
態の一例を示す図、第３図は本発明の一実施例の
ブロツク図、第４図は本発明を電算機などによつ
て実施する場合の手順の一例を示すフローチヤー
トである。 １１……エンジン温度検知器、１２……エンジ
ンパルス検知器、１３……周期カウンタ、１４…
…第１コンパレータ、１５……第１遅延回路、１
６……第１モノマルチ、１７……第１フリツプフ
ロツプ、１８……完爆回転数設定メモリ、１９…
…第２モノマルチ、２０……第２フリツプフロツ
プ、２１……完爆一次開度メモリ、２２……完爆
二次開度メモリ、２３……始動開度メモリ、２４
……第２パルスレート設定器、２５……第１レジ
スタ、２６……第２コンパレータ、２７……アツ
プダウンカウンタ、２８……第１パルスレート設
定器、２９……第３パルスレート設定器、３０…
…第２レジスタ、３１……発振器、３７……ドラ
イバ、３８……モータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 気化器の吸気胴内に設置されたスロツトル弁
   と、前記スロツトル弁の上流に設置されたチヨー
   ク弁と、前記スロツトル弁およびチヨーク弁を駆
   動してそれぞれの開度を制御するモータと、エン
   ジンの温度および回転数を検出する手段と、エン
   ジンが完爆状態に達したことを検知する手段と、
   エンジンの始動時におけるスロツトル弁の始動開
   度を、エンジン温度をパラメータとして記憶する
   始動開度メモリと、エンジンが完爆状態に達した
   後の中間的なスロツトル弁の完爆一次開度を、エ
   ンジン温度をパラメータとして記憶する完爆一次
   開度メモリと、エンジンが完爆状態に達した後の
   最終的なスロツトル弁の完爆二次開度を、エンジ
   ン温度をパラメータとして記憶する完爆二次開度
   メモリと、スロツトル弁のそれぞれの目標開度へ
   の移動速度を決定するパルスレート設定器と、ス
   ロツトル弁の各目標開度を現在開度と比較し、そ
   の偏差に応じて前記モータを駈動する手段とを具
   備し、スロツトル弁の前記始動開度から中間的な
   完爆一次開度への移動速度が、前記中間的完爆一
   次開度から最終的な完爆二次開度への移動速度よ
   りも大であることを特徴とするスロツトル弁の完
   爆開度制御装置。 ２ スロツトル弁の前記始動開度から中間的な完
   爆一次開度への移動は、エンジンが完爆状態に達
   した後、予定の時間だけ遅延して開始されること
   を特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載のス
   ロツトル弁の完爆開度制御装置。 ３ 前記遅延時間は、エンジン温度の関数であ
   り、温度が低いほど遅延時間が長く設定されるこ
   とを特徴とする前記特許請求の範囲第２項記載の
   スロツトル弁の完爆開度制御装置。