JPH06241096A - アイドル回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発生トルクの不整によるショックを防止して
ドライバビリティの向上を図ることができるアイドル回
転制御装置を提供することを目的とする。 【構成】 吸気通路１６に介装された第１の吸気絞弁１
をバイパスする補助空気通路２に、第１の吸気絞弁１と
逆位相で開閉する第２の吸気絞弁３を連結機構３１によ
って第１の吸気絞弁と連結して介装する。第２の吸気絞
弁３は第１の吸気絞弁１の開度変動に対して応答遅れな
く所定の位相差で開度変動するので、発生トルクの不整
によるショックを防止でき、ドライバビリティが向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアイドル回転数制御装置
に係り、特に内燃機関のアイドル時の機関回転数を制御
するアイドル回転数制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸気通路の吸気絞弁例えばスロットルバ
ルブをバイパスする補助空気通路中にアイドル制御弁例
えば電磁弁より成るアイドルスピードコントロールバル
ブ（ＩＳＣＶ）を介装した内燃機関では、このＩＳＣＶ
の開度をデューティ制御することによって、スロットル
バルブをバイパスして補助空気通路内を流れる空気量を
制御し、アイドル時の機関回転数を目標回転数に一致さ
せるようにしている。

【０００３】そして、機関に外部負荷がかかったとき、
例えばエアコンがオンしたとき等は、機関回転数が低下
することによって起こり易いエンジンストールを防止す
るため、ＩＳＣＶの開度を大にし、吸入空気量を増加し
てアイドルアップを行なうようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、スロットル
ハルブの開度が所定値以上となったとき、即ちアイドル
運転状態でなくなったときは、ＩＳＣＶの開度は０％と
なるように制御されるが、上述のようにＩＳＣＶはデュ
ーティ制御される電磁弁より成っているので、図８
（ａ）に示すように例えばアイドル運転時に開度α％で
あったＩＳＣＶが開度０％、即ち全閉状態になるまでに
はかなり長い応答遅れ時間ｔ₁ が生じてしまう。

【０００５】このため、吸入空気量が図８（ｂ）の直線
Ａで示すアイドル運転時の吸入空気量から図８（ｂ）の
直線Ｂで示すアイドル運転状態でない時の所定の吸入空
気量に移行するのにも上記と同様の遅れ時間ｔ₁ が生じ
てしまう。

【０００６】そして、この遅れ時間ｔ₁ 内においては、
吸入空気量が図８（ｂ）より明らかなようにスロットル
バルブの開度に対してリニアに変化せず、従って発生ト
ルクがスロットルバルブの開度に対してリニアに変化せ
ずに不整となり、この結果、運転者にガクガクとしたシ
ョックによる異和感を与えるといった問題があった。本
発明は上記の点に鑑みなされたものであり、補助空気通
気路中に第１の吸気弁と逆位相で開閉する第２の吸気弁
を介装することにより、ドライバビリティの向上を図る
ことができるアイドル回転数制御装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
図である。同図に示すように、本発明は内燃機関の第１
の吸気絞弁１をバイパスする補助空気通路２にアイドル
制御弁４を介装したアイドル回転数制御装置において、
前記第１の吸気絞弁１と連結して前記補助空気通路２中
に介装されると共に、該第１の吸気絞弁１の開閉と逆位
相で開閉する第２の吸気絞弁３を設けたことを特徴とす
るものである。

【０００８】

【作用】所定の暖機制御完了後に発進する場合あるいは
所定の暖機制御を途中で中止して復帰動作を行って発進
する場合に、吸気通路に介装された第１の吸気絞弁１は
開度０％の全閉状態より所定の開度まで開弁される。こ
の場合、第１の吸気絞弁と所定の逆位相で連結手段によ
って連結されると共に、該第１の吸気絞弁をバイパスす
る補助空気通路中に介装された第２の吸気絞弁は、第１
の吸気絞弁の開度変動に対して応答遅れなく所定の逆位
相差で開度変動して補助空気通路を遮断する。従って、
発生トルクの不整を生じることがないので、トルク不整
によるショックを防止でき、ドライバリティが向上す
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を内燃機関のアイドル回転数制
御装置に適用した一実施例について説明する。図２は本
実施例に係る内燃機関及びその周辺装置の構成を示す構
成図である。尚、図２中、図１と同一の構成部分につい
ては同一の符号を付してある。

【００１０】図２中、５は機関本体、６はピストン、７
はシリンダー、８は点火プラグ、９は吸気バルブ、１０
は排気バルブ、１１は排気マニホールド、１２は排気ガ
ス中の酸素濃度を検出する酸素センサ、１３は機関冷却
水温を検出する水温センサである。

【００１１】吸気系統においては、図中、１４はエアク
リーナ、１５は吸入空気量を測定するエアフロメータ、
１は吸気通路１６に介装される図１中の第１の吸気絞弁
に相当する第１のスロットルバルブ、２はスロットルバ
ルブ１をバイパスする補助空気通路、３は補助空気通路
２に介装された図１中の第２の吸気絞弁に相当する第２
のスロットルバルブ、３１は第１のスロットルバルブ１
と第２のスロットルバルブ３を連結するための連結機
構、４は補助空気通路２の第２のスロットルバルブ３の
下流側に介装され、制御装置２０からの指令により所定
のデューティ比でのパルス信号によりその開度をオンオ
フ制御される図１のアイドル制御弁に相当するアイドル
スピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）、１７は第１
のスロットルバルブ１の開度に応じた信号を出力するス
ロットルポジションセンサ、１８は吸気マニホールド、
１９は燃料噴射弁、２１は吸入空気の温度を検出する吸
気温センサである。

【００１２】ここで、前記第１のスロットルバルブ１、
第２のスロットルバルブ３及び連結機構３１について図
３及び図４を参照しながら述べる。

【００１３】図３に示すように、吸気通路１６に介装さ
れた第１のスロットルバルブ１の回転軸１ａの一端側
（図中左側）は、スプリング１ｂを介して固定用部材１
ｃに固定されていると共に、アクセルワイヤ３１を介し
てアクセルペダル３２に接続されている。

【００１４】また、補助空気通路２に介装された第２の
スロットルバルブ３の回転軸３ａの一端側（図中左側）
は、ワンウェイクラッチ３３を介して前記第１のスロッ
トルバルブ１の回転軸１ａの他端側と連結されるように
成っていると共に、スプリング３ｂを介して固定用部材
３ｃに固定されており、更に回転軸３ａの他端側はワン
ウェイクラッチ３４を介してアクチュエータ３５に接続
されるように成っている。このアクチュエータ３５は、
例えばアイドルスピードコントロールバルブ４が全開の
ままフェイルした時には第２のスロットルバルブ３を全
閉状態に保持する役目を担っている。

【００１５】尚、ワンウェイクラッチ３３及び３４は連
結機構３１を構成するものであり、この連結機構３１に
よって第２のスロットルバルブ３は第１のスロットルバ
ルブ１と連結されて、該第１のスロットルバルブ１の動
作に対して応答遅れなく動作するように成っている。

【００１６】そして、前記第２のスロットルバルブ３は
回転軸３ａに第１のスロットルバルブ１と所定の逆位
相、例えば図４（ａ）に示すように９０°の逆位相ある
いは図４（ｂ）に示すように４５°の逆位相で取り付け
られると共に、回転軸３ａは該回転軸３ａの軸線が前記
回転軸１ａの軸線と一致するように配置されている。

【００１７】従って、第２のスロットルバルブ３が９０
°の逆位相で回転軸３ａに取付けられていると共に、連
結機構３１を介して第１のスロットルバルブ１と連結さ
れており、かつ第１のスロットルバルブ１が全開状態と
なる時には図４（ａ）に示すように第２のスロットルバ
ルブ３が全閉状態となり、一方第１のスロットルバルブ
１が全閉状態の時には第２のスロットルバルブ３が全開
状態となるように成っている。

【００１８】また、第２のスロットルバルブ３が全閉状
態となっている時には、図４（ａ）に示すように、第２
のスロットルバルブ３と補助空気通路２の内壁との間に
僅かな間隙部εが形成されるように成っている。

【００１９】更に、第２のスロットルバルブ３が４５°
の逆位相で回転軸３ａに取付けられていると共に、連結
機構３１を介して第１のスロットルバルブ１と連結され
ており、かつ第１のスロットルバルブ１が全閉状態とな
る時には図４（ｂ）に示すように第２のスロットルバル
ブ３が開度５０％となり、一方第１のスロットルバルブ
１が開度５０％の時には第２のスロットルバルブ３が全
閉状態となるように成っている。

【００２０】尚、第２のスロットルバルブ３が全閉状態
となっている時には、第２のスロットルバルブ３と補助
空気通路２の内壁との間には、上記と同様に僅かな間隙
部εが形成されるようになっている。

【００２１】次いで、点火系統においては、図２中、２
３は点火コイルの二次側から点火に必要な高電圧を出力
するイグナイタ、２４は図示しないクランクシャフトに
連動しイグナイタ２３で発生した高電圧の各気筒の点火
プラグ８に分配供給するディストリビュータ、２５はデ
ィストリビュータ２４の１回転（クランクシャフト２回
転）につき２４回のパルス信号を出力する回転角セン
サ、２６はディストリデュータ２４の１回転につき１回
のパルス信号を出力する気筒判別センサである。制御装
置２０はマイクロコントロールからなり、各種センサか
らの信号を入力すると共に、これらの入力信号に基づい
て所定の演算・制御を行なうことにより、各種アクチュ
エータに所定の信号を出力するようにしている。

【００２２】次に図５は制御装置２０の具体的な構成要
素を示している。

【００２３】中央処理ユニット（ＣＰＵ）４０は、各セ
ンサから出力されるデータを制御プログラムに従って入
力・演算すると共に、燃料噴射弁１９、ＩＳＣＶ４、イ
グナイタ２３等の各種アクチュエータを制御するため処
理を行なうようになっている。リードオンリメモリ（Ｒ
ＯＭ）４１は、前記制御プログラム・演算マップ等のデ
ータを格納する記憶装置であり、ランダムアクセスメモ
リ（ＲＡＭ）４２は、各センサから出力されるデータや
演算制御に必要なデータを一時的に読み書きする記憶装
置であり、バックアップランダムアクセスメモリ（バッ
クアップＲＡＭ）４３は、図示しないイグニッションス
イッチがオフになっても機関駆動に必要なデータ等がバ
ッテリー電源によりバックアップされる記憶装置であ
る。

【００２４】また入力部４４は酸素センサ１２、吸気温
センサ２１等の各センサの出力信号を図示しない波形整
形回路により波形整形し、この信号を図示しないマルチ
プレクサによりＣＰＵ４０に選択的に出力するようにし
ている。入力部４４では、各センサからの出力信号がア
ナログ信号であれば、これをＡ／Ｄ変換器によりデジタ
ル信号に変換する。入出力部４５は、回転角センサ２
５、気筒判別センサ２６等の出力信号を波形整形回路に
より波形整形し、この信号を入力ポートを介してＲＡＭ
４２等に書き込む。また入出力部４５は、ＣＰＵ４０の
指令により出力ポートを介して駆動する駆動回路により
燃料噴射弁１９・イグナイタ２３、ＩＳＣＶ４等を所定
のタイミングで駆動する。バスライン４６は、前記ＣＰ
Ｕ４０、ＲＯＭ４１等の各素子及び入力部４４、入出力
部４５を結び各種データを送るものである。

【００２５】制御装置２０は、各センサから入力される
検出データに基づいて運転条件に応じた燃料噴射量等を
演算すると共に、アイドル運転時には、運転状態に応じ
て、ＩＳＣＶ４に出力すべき開弁パルスデューティ比を
演算し、この演算信号をＩＳＣＶ４に出力することによ
り、アイドル回転数を目標回転数に制御するようにして
いる。

【００２６】次に上記実施例の作用について説明する。
例えば、第２のスロットルバルブ３が第１のスロットル
バルブ１とα°の逆位相で取り付けられている場合、ア
イドル運転状態即ち第１のスロットルバルブ１の開度が
０％で該第１のスロットルバルブ１が全閉状態にあると
きには、ＩＳＣＶ４は開度１００％で全開状態となると
共に、第２のスロットルバルブ３は逆位相差α°に対応
した開度で開弁状態となる。

【００２７】従って、補助空気通路２、第２のスロット
ルバルブ３及びＩＳＣＶ４などを介して所定量の吸入空
気量が吸気マニホールド１８内に通流し、制御装置２０
によって所定の暖機制御が行なわれる。

【００２８】一方、所定の暖機制御完了後に発進する場
合あるいは所定の暖機制御を途中で中止して復帰動作を
行って発進する場合には、図６の直線Ａで示すように第
１のスロットルバルブ１は開度０％の全閉状態よりアク
セルペダル３２の踏み込み量に対応した所定の開度で開
弁する。

【００２９】この場合、第２のスロットルバルブ３は連
結機構３１によって第１のスロットルバルブ１と連結し
ているので、該第１のスロットルバルブ１の動作に対し
て応答遅れなく動作し、例えば図６の直線Ｂで示すよう
に第１のスロットルバルブ１の開度が逆位相差α°に対
応した開度Ｔ％となるまでは該第１のスロットルバルブ
１と逆位相に、即ち第１のスロットルバルブ１が開度増
の方向に動作するときは第２のスロットルバルブ３は開
度減の方向に動作する。そして、第１のスロットルバル
ブ１が開度０％より逆位相差α°に対応した開度Ｔ％と
なったときに第２のスロットルバルブは全閉状態とな
り、その後は第１のスロットルバルブ１が開度Ｔ％以上
となっても、第２のスロットルバルブ３は全閉状態に維
持される。従って、所定の暖機制御完了後に発進する場
合あるいは所定の暖機制御を途中で中止して復帰動作を
行って発進する場合に、逆位相差が例えば４５°であ
り、図７（ａ）の直線Ａで示すように第１のスロットル
バルブ１の開度が例えば０％より５０％に増加するとき
には、この増加時より応答遅れなく第２のスロットルバ
ルブ３が位相差４５°に対応した開度Ｔ_B より開度０％
へと移行して、補助空気通路２が遮断される。この結
果、吸入空気量が図７（ｂ）の直線Ａで示すアイドル運
転時の吸入空気量から図７（ｂ）の直線Ｂで示すアイド
ル運転状態でないときの所定の吸入空気量に移行するの
に要する時間ｔ₂ は「従来の技術」の欄で既述したかな
り長い応答時間ｔ₂ （図８参照）と比較して非常に短か
い時間となる。尚、図７と図８の時間軸（横軸）は同一
のスケールで表わされている。

【００３０】以上の実施例によれば、吸気通路１６に介
装された第１のスロットルバルブ１と補助空気通路２に
介装された第２のスロットルバルブ３とを逆位相で連結
して開閉するため、ＩＳＣＶ４にかなり長い応答遅れ時
間が生じても第２のスロットルバルブ３によって補助空
気通路２を非常に短い時間で閉じることができる。

【００３１】従って、アイドル運転状態即ち補助空気通
路２が導通している状態より第１のスロットルバルブ１
の開度に応じて補助空気通路２を遮断していく場合に、
発生トルクの不整によるショックを防止することがで
き、この結果ドライバビリティを向上させることができ
る。

【００３２】また、第２のスロットルバルブ３が開度０
％で全閉状態のときに、該第２のスロットルバルブ３と
補助空気通路２の内壁との間に僅かな間隙部εが形成さ
れるように成っている。そして、この間隙部εを形成す
ることによってアイドルスピードコントロールバルブ４
が全開のままフェイルした時、第２のスロットルバルブ
３を全閉にする際に、該間隔部εを介して吸入空気が吸
気マニホールド１８側に流入するので、機関回転数の低
下を防止することができ、従ってエンジンストールを防
止することができる。

【００３３】以上において、第２のスロットルバルブ３
は上述の実施例のように補助空気通路２のＩＳＣＶ４の
上流側に介装される場合に限定されるものではなく、Ｉ
ＳＣＶ４の下流側に介装されていてもよい。

【００３４】更に、アイドルスピードコントロールバル
ブ４は所定のデューティ比でのパルス信号によりその開
度をオンオフ制御されるものに限定されるものではな
く、例えば応答性に違いがあるソレノイド式のものであ
ってもよい。

【００３５】また、連結機構３１はワンウェイクラッチ
３３，３４により構成されるものに限定されるものでは
なく、例えばギヤーなどより構成されるものであっても
よい。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、吸気通路中に介装され
た第１の吸気絞弁と連結されると共に、該第１の吸気絞
弁と逆位相で開閉する第２の吸気絞弁を第１の吸気絞弁
をバイパスする補助空気通路中に介装しているため、第
１の吸気絞弁の開度変動に対応して応答遅れなく第２の
吸気絞弁の開度が逆位相で所定の開度まで変動するの
で、発生トルクの不整によるショックを防止することが
でき、従ってドライバビリティの向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明の実施例に係る内燃機関及びその周辺装
置の構成を示す構成図である。

【図３】第１のスロットルバルブと第２のスロットルバ
ルブの一例の連結機構を示す図である。

【図４】第１のスロットルバルブと第２のスロットルバ
ルブの位相状態を説明するための説明図である。

【図５】制御装置の具体的な構成を示す図である。

【図６】アクセルペダルの踏み込み量と、第１のスロッ
トルバルブの開度及び第２のスロットルバルブの開度と
の関係を示す図である。

【図７】第１のスロットルバルブ及び第２のスロットル
バルブ各々の開度及び吸入空気量の変化を示す図であ
る。

【図８】従来の問題点を解決するための図である。

【符号の説明】

１ 第１の吸気絞弁（第１のスロットルバルブ） ２ 補助空気通路 ３ 第２の吸気絞弁（第２のスロットルバルブ） ４ アイドル制御弁（ＩＳＣＶ） ５ 機関本体 １６ 吸気通路 １８ 吸気マニホールド ２０ 制御装置 ３１ 連結機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の第１の吸気絞弁をバイパスす
   る補助空気通路にアイドル制御弁を介装したアイドル回
   転数制御装置において、 前記第１の吸気絞弁と連結して前記補助空気通路中に介
   装されると共に、該第１の吸気絞弁の開閉と逆位相で開
   閉する第２の吸気絞弁を設けたことを特徴とするアイド
   ル回転数制御装置。