JPH0367040A - エンジンの吸入空気量制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車等に塔載されるエンジンの吸入空気量制
御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のエンジンの吸入空気量制御装置は、エンジンへス
ロットル弁をバイパスして補助空気を供給するバイパス
吸気通路と、該バイパス吸気通路の流路断面積を制御す
る電動式空気制御弁とを備え、アイドル運転状態時には
エンジンのアイドル運転状態に応じて設定された目標回
転数と実回転数とを比較して目標回転数に保つように電
動式空気制御弁の開度を制御する。又、電気負荷の投入
又はエンジンの運転状態に応じて設定される一定の空気
量を与えるように電動式空気制御弁の開度を所定量開く
制御が行なわれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のエンジンの吸入空気量制御装置は以上のようなの
で、エンジンの運転状態にかかわらず常に電動式空気制
御弁を駆動制御しているためにその作動回数が多くなる
。このために吸入空気量の制御に利用する電動式空気制
御弁は、作動回数に対して十分に耐久性をもったものが
要求され、価格が高価なものとなる。電動式空気制御弁
の価格が高価になればエンジンの吸入空気量制御装置の
価格を押上げるために装置自体の価格が高価になる課題
があった。又、電動式空気制御弁を含むバイパス吸気通
路に常に補助空気が流れるためにバイパス吸気通路にそ
の補助空気に含まれている埃や油等が付着してバイパス
吸気通路の流路を妨げる。これにより吸入空気の制御が
不能になったり、その為に回転変動やエンジン回転数の
異常な低下が生じ、最悪の場合エンストになるなどの課
題があった。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたも
ので、エンジンの運転状態が予め定められた所定の運転
領域にある場合に電動式空気制御弁を設けたバイパス吸
気通路の流路断面積を最小にすることによりバイパス吸
入空気通路に埃等が付着するのをなるべく防止でき、か
つ安価な空気制御弁を用いる事のできるエンジンの吸入
空気量制御装置を得る事を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕 本発明のエンジンの吸入空気量制御装置は、バイパス吸
入空気通路と、該通路に設けられた電動式空気制御弁と
、運転状態に応じて空気制御弁の開度を制御する制御手
段とを備えた装置において、制御手段はエンジンの運転
状態が所定の領域内にある時に空気制御弁の開度を最小
にするようにしたものである。

〔作　用〕

本発明におけるエンジンの吸入空気量制御装置は、エン
ジンの運転状態が所定の運転領域にある場合に制御手段
によりバイパス吸気通路の流路断面積を最小にするよう
に電動式空気制御弁を制御してもエンジンの総吸入空気
量に対する影響が小さいためにエンジンの運転状態に対
する影響が小さい。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明の一実施例によるエンジンの吸入空気量制
御装置の構成を示す図である。同図において、自動車等
に塔載される周知の４サイクル火花点火式のエンジン１
０は吸気通路１１を設けている。この吸気通路１１には
、上流側からエアクリーナ１２、アクセルペダルの踏込
みに連動するスロットル弁１３、サージタンク１４が設
けられ、エンジン１０はこれらを介して燃焼用空気を主
に吸入する。上記スロットル弁１３より吸気通路１１の
上流とその下流とをスロ７）ル弁１３をバイパスして連
結する主バイパス吸気通路１５には、その流路断面積を
制御する電動式空気制御弁の一例としての電磁制御弁（
電磁式空気制御弁）１６が設けられている。この電磁制
御弁１６は印加される駆動信号のデユーティ比に応じて
その開度が調整され、デユーティ比が大きくなる程その
開度が大きくなる。上記主バイパス吸気通路１５と同様
にスロットル弁１３をバイパスするファストアイドルバ
イパス通路１７と補助バイパス吸気′ａ路１８が設けら
れている。ファストアイドルバイパス通路１７にはサー
モワックス式の周知のファストアイドルバルブ１９が設
けられ、エンジン１０の冷却水温に応じてその流路断面
積を自動調整し、その開度は冷却水温に反比例する。

又、補助バイパス吸気通路１８には、その流路断面積を
ｆ［するアイドルアジヤスティングスクリュー２０が設
けられている。このアイドルアジヤスティングスクリュ
ー２０はアイドル回転数調整時に作業者によって手動に
より調節される。

エンジン１０用の点火装置の一部に含まれるディストリ
ビュータ２１にはクランク角度センサ２２が取付けられ
ており、このセンサ２２はエンジン１０のクランク軸が
所定角度回動する毎に角度パルスを発生する。

スロ・ントル弁１３がアイドリング位置即ち全開状態に
ある事を検出するアイドルスイッチ２３はその全開を検
出するとＯＦＦからＯＮに変化する。

又、スロットル開度センサ２４はスロットル弁１３の開
度ｅを検出し、その開度ｅに応じた大きさのアナログ検
出信号を出力する。

例えばエアコンやモータ等の電気負荷２５は電気負荷ス
イッチ２６のＯＮにより電力を供給されて作動する。こ
の電力はエンジン１０により駆動される図示せざる発電
装置から供給される。電気負荷２５に電力が供給されて
いる時にはその分の負荷がエンジンｌＯにかかってエン
ジンｌＯの負荷が増大する。

電子式空気制御ユニット２フは、第２図にその詳細な構
成が示されているが、クランク角センサ２２、スロット
ル開度センサ２４、電気負荷スイッチ２６の各信号を入
力し、その入力信号を所定の処理に従って処理し、処理
結果により電磁制御弁１６の開度を制御する。

周知のように、スロットル弁１３より下流の吸気通路１
１の圧力は吸気管内の圧力としてサージタンク１４内の
圧力を検出する圧力センサ２８によって検出される。こ
の検出された吸気管内圧力と、クランク角センサ２２か
らの角度パルスに基づいて検出されたエンジン回転数に
見合った量の燃料がエンジン１０の各気筒毎に設けられ
た燃料噴射弁２９からエンジン１０に噴射供給される。

なお、この燃料噴射弁２９は、図示せざる燃料系に接続
され、燃料制御システムによって開弁駆動される。従っ
てスロットル弁１３もしくは電磁制御弁１６等によって
吸入空気量を制御する事によりエンジン１０の回転数を
制御することができる。

第２図は第１図に示した電子式空気制御ユニット２７の
構成等を示す、同図において、電子式空気制御ユニット
２７は、各種の入力データの処理を行なうマイクロコン
ピュータ（以下、マイコンと称す、）３０、アナログ入
力信号をデジタル信号に変換してマイコン３０に入力さ
せるＡ／Ｄ変換器３１、マイコン３０から出力されるデ
ユーティ駆動信号を増幅等して電磁制御弁１６に供給す
る駆動回路３２から構成されている。

上記マイコン３０は、各種の演算や判定を行なうＣＰＵ
３０Ａと、第３図〜第５図のフローチャートをプログラ
ムにして格納しているＲＯＭ３０Ｂと、ワークメモリと
してのＲＡＭ３０Ｃ等から構成されている。

クランク角センサ２２からの角度パルスは、マイコン３
０に入力されて、その周期から回転数の演算に用いられ
る。スロットル開度センサ２４からのアナログ検出信号
はＡ／Ｄ変換器３１にてスロットル開度ｅを表わすスロ
ントル開度値θのデジタル信号に変換されてマイコン３
０内に読込まれる。電気負荷スイッチ２６の０Ｎ−ＯＦ
Ｆ信号はそのままマイコン３０内に入力される。なお、
電気負荷スイッチ２６のＯＮ信号は°“Ｈルーベル、Ｏ
ＦＦ信号はＬ”レベルである。

第３図は本実施例による電磁制御弁１６の制御量を演算
するメインルーチンを示す。まずステップ１０１では、
イニシャライズし、ステップ１０２では、クランク角セ
ンサ２２からの角度°パルスの周期に基づいてエンジン
回転数Ｎ、を表わす回転数データＮ−（”ＮＥ）を算出
する。上記角度パルスの周期は、角度パルスの発生毎に
割込みがかけられ、図示せざる割込みルーチンにより算
出される。ステップ１０３では、スロットル開度センサ
２４の出力信号をＡ／Ｄ変換して得たスロットル開度値
θ（ｏｃｅ）を読込む、ステップ１０４では、第４図に
示した処理を実行して、スロットル開度値θの大きさ、
電気負荷スイッチ２６の状態、回転数データＮ、の大き
さに応じて電磁制御弁１６の制御ｉｌＤをデユーティ比
で算出する。ステップ１０４の処理後はステップ１０２
に戻って上記動作を繰返す。

次に第４図を参照して電磁制御弁１６の制御量りの演算
処理について述べる。まずステップ１００１では、電気
負荷スイッチ２６がＯＮか否かを判定し、ＯＮならばス
テップ１００２にてＲＯＭ３０Ｂに予め記憶設定されて
いる第１の制御量ｏ　ｒをＲＡＭ３０　Ｃの第１の記憶
位置に第１の制′４Ｂ　ＩＮとして格納し、ＯＮでなけ
ればステップ１００３にて第１．の制御量ＮをＯに設定
する。次にステップ１００４では、回転数データＮ、、
が第１の所定値Ａ以下か否かを判定する。以下ならばス
テップ１００５にて一定時間毎か否かを判定し、一定時
間毎でなければステップ１０１０に進み、一定時間毎で
あればステップ１００６にて一定時間前のアイドル制御
量Ｉにアップ制ｖｓ量に、を加算して■を更新した後に
ステップ１０１Ｏに進む。

一方、ステ７ブ１００４にてＮ、＞Ａと判定した場合に
はステップ１００７にて、回転数データＮ。

が第２の所定値Ｂ以上か否かを判定し、以上でなければ
ステノブ１０１０に進み、以上であればステップ１００
８にて一定時間毎か否かを判定する。

一定時間毎でなければステップ１０１０に進み、一定時
間毎であればステップ１００９にて、一定時間前の前回
のアイドル制？Ｂｉｔ＋からダウン制御量に２を減算し
て■を更新した後にステップ１０１Ｏに進む。

上記に、、に、は予め記憶設定されるもので、Ｋ１は開
度増大の方向に、Ｋ２は開度減少の方向に作用する。Ｂ
とＡの差はｒｐｍの単位で数十回転数差に相当し、又、
アイドル回転数相当の値をＩＤＬとするとＡ＜ＩＤＬ＜
Ｂである。

ステップ１０１０では、エンジン１０の始動後一定時間
経過したか否かを判定する。これは回転数データＮ０に
基づいてエンジン回転数Ｎ、が始動開始時の所定回転数
以上になった時を起点として一定時間経過したか否かを
判断する。始動後一定時間経過していればステップ１０
１１にてＲＯＭ３０Ｂに予め記憶設定されている第２の
制御量Ｄ２をＲＡＭ３０Ｃの第２の記憶位置に第２の制
御量Ｐとして格納し、始動後一定時間経過していなけれ
ばステップ１０１２にて第２の制御３１１１ＰをＯに設
定する。

次にステップ１０１３では、第１の制御量Ｎ。

アイドル制御量１．第２の制御量Ｐの全ての和をとって
トータル制御量ＭとしてＲＡＭ３０Ｃの第３の記憶位置
に格納する。ステップ１０１４では、回転数データＮ、
がエンジン回転数ＮＥ＋　相当の第３の所定値Ｎ、１以
上か否かを判定する。Ｎ、≧Ｎ□でエンジン回転数ＮＥ
がＮ０以上であればステップ１０１５に進み、スロット
ル間度値θがスロットル開度θ、相当のスロットル間度
設定値θ９以上か否かを判定する。θ≧θ、でスロット
ル弁１３の開度が０３以上であればエンジン１０の運転
状態が電磁制御弁１６の制御停止運転領域内にある。こ
の制御停止運転領域は第６図に示すようにエンジン回転
数Ｎ２を横軸に、スロットル開度ｅを縦軸にした場合、
Ｎｔ≧Ｎ□かつｅ≧ｅ１の条件が成立するメツシュ領域
内で、主バイパス吸気通路１５を通過する補助空気の量
をカットしてもエンジン１０の運転状態に対して影響が
小さい領域である。エンジン１０の運転状態が制御停止
運転領域内にあると判定すればステップ１０１６に進み
、電磁制御弁１６を全閉するために制御量格納メモリ（
ＲＡＭ３０Ｃ内又はレジスタ）に電磁制御弁１６の制御
量りとしてＯを設定する。

ステップ１０１４にてＮ、＜Ｎ、、でエンジン回転数Ｎ
ｔが回転数Ｎ０未満又はステップ１０１５にてθ〈θ１
でスロットル弁１３の開度ｅが開度８１未満と判定した
場合には、エンジン１０の運転状態が第６図に示したメ
ツシュ部外の制御停止運転領域外にある。この制御停止
運転領域外は主バイパス吸気通路１５を通過する補助空
気の量がエンジン１０の主吸入空気量であるために補助
空気量をカットするとエンジン１０の運転状態に大きく
影響する領域である。よって、電磁制御弁１６の制御を
行なうためにステップ１０１７に進み、上記トータル制
御量Ｍを上記制御量格納メモリに制御ＩＤとして移す。

ステップ１０１６又は同１０１７を処理した場合には、
第４図の処理を終了する。なお、Ｎ、　　ＩＰはデユー
ティ比を示し、Ｍ、Ｄは電磁制御弁１６に印加する駆動
信号のデユーティ比を示す。

第３図のメインルーチンの実行中にタイマーによる一定
時間毎の割込み信号が発生すると上記メインルーチンの
実行を直ちに中断して第５図に示す割込みルーチンを実
行する。ステップ２０１では、制御量りのデユーティ比
の駆動信号を駆動回路３２を介して電磁制御弁１６に送
出し、これを駆動してメインルーチンに戻る。ここで、
エンジン１０の運転状態が第６図の制御停止運転領域内
にある場合には駆動信号が０となるために電磁制御弁１
６の駆動が停止され、電磁制御弁１６は内蔵せるばねの
付勢により全閉状態となってこれを維持する。このため
主バイパス吸気通路１５が閉じられてそこを通過する補
助空気の量は０となる。

その他の場合には、制御ＩＤのデユーティ比が大きくな
るにつれて電磁制御弁１６の開度が大ぎくなるように制
御される。

〔発明の効果〕 以上のように、本発明によればエンジンの運転状態が所
定の運転領域にある場合に、バイパス吸気通路の流路断
面積が最小になるように構成したので、バイパス吸気通
路に埃や油等が付着するのを極力防止できるために回転
変動２回転数の異常な低下、エンストを防止でき、しか
も作動回数が減るために安価な電動式空気制御弁を用い
ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による装置の構成図、第２図
は第１図中に示した電子式空気制御ユニットの構成等を
示すブロック図、第３図乃至第５図は上記一実施例の動
作を示す各フロー図、第６図は制御停止運転領域を示し
た説明図である。 図中、１０・・・エンジン、１１・・・吸気通路、１３
・・・スロ７）ル弁、１５・・・主バイパス吸気通路、
１６・・・電磁制御弁、２２・・・クランク角センサ、
２４・・・スロットル開度センサ、２８・・・圧力セン
サ。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。 ；：、：２図 第３図 第６図 第５図 手続補正書（自発） １、事件の表示 平 特願昭１−２０３１３２号 補正をする者 代表者　志 岐 守 哉 補正の対象 明細書の 「発明の詳細な説明」 の欄及び図面 ６、　補正の内容 （１）　　明細書第６頁８行目の「所定角度回動」を「
所定角度回転」と補正する。 （２）　　同第１１頁１８行目の「経過していれば」を
「経過していなければ」と補正する。 （３）　　同第１２頁１行目から同頁２行目の「経過し
ていなければ」を「経過していれば」と補正する。 （４）　　同第１２頁９行目のｒＮ、≧Ｎ１で」を削除
する。 （５）　　同第１２頁１３行目のＦθ≧θ、で」を削除
する。 （６）　　同第１３頁７行目のｒＮ、＜Ｎ□で」を削除
する。 （７）　　同第１３頁９行目の「θ〈θ１で」を削除す
る。 （８）第４図を別紙の通り補正する。 ７、　添付書類の目録 （１）　　第４図の訂正図面　　　　　　　　１通以　
　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンへスロットル弁をバイパスして補助空気を供給
   するバイパス吸気通路と、該バイパス吸気通路の流路断
   面積を制御する電動式空気制御弁と、前記エンジンの運
   転状態に応じて前記電動式空気制御弁の開度を制御する
   制御手段とを備えたエンジンの吸入空気量制御装置にお
   いて、前記制御手段は、前記エンジンの運転状態が予め
   定められた所定の運転領域内にある場合に、前記バイパ
   ス吸気通路の流路断面積を最小にするように制御するよ
   うにした事を特徴とするエンジンの吸入空気量制御装置
   。