JPS6143246A - エンジンの回転数制御装置 - 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） 本発明はエンジンの回転数制御装置、特にアイドリング
時及びオートクルーズ時におけるエンジンの回転数制御
装置に関する。

（従　　来　　技　　術） 自動車用のエンジンにおいては、アイドリンク時の回転
数をできるだけ抑制して燃費性能や排気性能を向上させ
ると共に、始動暖機時やクーラー等の外部負荷の作用時
には該回転数を高めて暖機を促進し或いはエンストを防
止するように、アイドリンク回転を自動制御することが
行われる。一方、近年においては、車速を運転者が指示
した一定車速に維持するようにエンジン回転数を制御す
るオートクルーズ機能を備えた自動車が実用化されてい
る。

ところで、従来においては、上記のアイドリング制御及
びオートクルーズ制御は夫々別個に行っていたのである
が、これらはいずれもエンジンヘのエア流入量の調整に
よって回転数を制御するものであるから、両制御系統を
一体化することが考えられ、このような例として、例え
ば特開昭５７−１１０７４８号公報に開示された発明が
ある。

この発明は、アイドリンク制御とオートクルーズ制御に
共用される１個のアクチュエータを備え、このアクチュ
エータによりスロットルバルブを開閉制御して、アイド
リング時には外部負荷やエンジンの暖機状態等に座した
回転数となるように、またオートクルーズ時には一定車
速を維持する回転数となるようにエンジンへのエア流入
量を調整するようにしたものである。これによれば、ア
イドリンク制御とオートクルーズ制御とを１個のアクチ
ュエータで行うことができ、両機能を備えた場合におけ
るエンジンの構造が簡素化され、またコストが低減され
ることになる。しかし、この発明のものは、アイドリン
ク制御をスロットルバルブの開閉によって行うので、次
のような欠点がある。つまり、アイドリンク制御は、極
く低回転数であるアイドリング回転数を増減させるもの
であるから、制御幅が狭く且つ緻密な制御が要求される
のであるが、スロットルバルブは微妙な開度制御が困難
であると共に、開度変化に対するエア流入量の変化の割
合が大きく、特に全閉付近では僅かな開度の増減によっ
てエア流入量が大きく変化する。そのため、スロットル
バルブの制御によってはアイドリング回転数を精度良く
制御することができないのである。

（発　　明　　の　　目　　的） 本発明は、アイドリング制御及びオートクルーズ制御を
行うエンジンにおける上記のような実情に対処するもの
で、特にアイドリンク制御の精度を低下させることなく
、上記両制御を簡素な構成で行い得るようにし、もって
アイドリンク制御機能及びオートクルーズ機能を備えた
エンジンのコストを低減することを目的とする。

（発　　明　　の　　構　　成） 本発明に係るエンジンの回転数制御ｌ菰装は上記目的達
成のため次のように構成したことを特徴とする。

即ち、吸気通路のスロットルバルブ下流側にエア供給路
を連通させ、このエア供給路に上記吸気通路のスロット
ルバルブ下流側へのエア流入量を調整する制御弁を設け
ると共に、この制御弁と上記スロットルバルブとを駆動
する１個のアクチュエータと、該アクチュエータとＩＩ
Ｊｉｌｌ弁との間及び該アクチュエータとスロットルバ
ルブとの間に夫々設けられて各々の駆動伝達経路をオン
・オフする伝達オン・オフ機構と、これらの伝達オン・
オフ機構を制御する伝達制御手段とを備える。この伝達
制御手段は、アイドリンク時にはアクチュエータにより
上記制御弁を開弁Ｉ＋ｌＪ御させ、またオートクルーズ
時にはスロットルバルブを開弁制御させるように作動す
る。従って、１個のアクチュエータによりアイドリンク
制御とオートクルーズ制御とが行われることになる。そ
して、特にアイドリング制御は、上記エア供給路に設け
た制御弁により行うので、エア流入量ないしアイドリン
ク回転数が高精度に制御されることになる。

（実　　施　　例） 以下、図面に示す本発明の実施例について説明する。

第１図はエンジンの回転数制御に関する制御システムを
示すものであって、エンジン１の燃焼室２には吸、排気
バルブ３．４を介して吸気通路５及び排気通路６が夫々
連通されている。上記吸気通路５には上流側からエアク
リーナ７、燃料噴射ノズル８、スロットルバルブ９が設
置されていると共に、燃料噴射ノズル８には燃料タンク
１０からポンプ１１及び圧力調整装置１２を介して導か
れた燃料供給管１３が接続されており、また上記燃焼室
２には点火プラグ１４が設置されている。

更に、吸気通路５におけるスロットルバルブ９の上流側
と下流側との間にはバイパス通路１５が設けられ、該通
路１５上に該通路１５を通って吸気通路５のスロットル
バルブ上流側から下流側に流入するエア流入量を調整す
る制御弁１６が設置されている。そして、この制御弁１
６と上記スロットルバルブ９とが駆動装置１７によって
作動されるようになっているが、この駆動装Ｗ１１７は
次のような構成とされている。即ち、第２図に示すよう
に、該駆動装置１７は、アクチュエータとしての１個の
ステッピングモータ１８と、該モータ１８により第１．
第２減速歯車機構１９．２０を介して夫々回転が入力さ
れるアイドリング用電磁クラッチ２１及びオートクルー
ズ用電磁クラッチ２２とを有すると共に、アイドリング
用クラッチ２１の出力回転によりビニオン２３及びラッ
ク２４を介して上記制御弁１６を直線運動させるように
なっており、またオートクルーズ用クラッチ２２の出力
回転によりレバー２５及びワイヤ２６を介してスロット
ルバルブ９を回動させるようになっている。ここで、上
記ラック２４には突子２７が設けられていると共に、制
御弁１６の全開時及び全開時に該突子２７に当接して該
弁１６の全閉及び全開を夫々検出する全閉スイッチ２８
及び全開スイッチ２９が備えられている。

然して、この駆動装置１７におけるモータ１８及びアイ
ドリング用、オートクルーズ用クラッチ２１．２２と、
上記燃料噴射ノズル８と、点火プラグ１４とはコントロ
ールユニット３０によって各々の制御が行われるように
なっている。つまり、第１図に示すように七〜り１８は
コントロールユニット３０から送出される正逆転信号Ａ
及び制御量（回転量）信号Ｂにより回転方向と回転量が
制御され、クラッチ２１．２２はクラッチ信号Ｃ９Ｄに
より夫々オン・オフ制御され、燃料噴射ノズル８は噴射
量＠Ｅにより噴射時期と噴射量が制御され、更に点火プ
ラグ１４は点火信号Ｆにより点火時期が制御される。

そして、これらの信号Ａ−Ｆを出力して燃料制御、点火
制御、アイドリンク制御及びオートクルーズ制御を行う
ため、コントロールユニット３゜にはエンジンないし自
動車の状態を検出する各種センサやスイッチから次のよ
うな情報が入力されるようになっている。即ち、燃料制
御のため、吸気通路５のスロットルバルブ下流側に設置
された負圧センサ３１からの負圧信号Ｇと、クランクシ
ャフト３２の周囲に設置された一対のクランク角センサ
３３．３３からのクランク角信号Ｈ，Ｈと、噴射量補正
のための排気通路６に設置された０２センサ３４からの
０２信号工と、同じく噴射量補正のための吸気通路５の
上流部に設置された吸気温センサ３５からの吸気温信号
Ｊと、始動時に噴射量を増量するためのエンジンのクラ
ンキングを検出するスタータスイッチ３６からのクラン
キング信号にとが入力され、また点火制御のため、上記
クランク角信号Ｈ，Ｈが用いられる。

また、コントロールユニット３０には、エンジン１のア
イドリンク状態を検出するために上記クランク角信号１
−（，１−１と、スロットルバルブ９の開度を検出する
スロットル開度センサ３７がらのスロットル開度信号り
とを読み込むと共に、アイドリンク制御のためにエンジ
ン１のウォータジャケット３８に設置された水温センサ
３９からの水温信号Ｍと、当該自動車に装備されたニア
コンディショナ用コンプレッサー、パワーステアリング
用ポンプ及びライト等の外部負荷の作用を夫々検出する
エアコンスイッチ４０、パワーステアリングスイッチ４
１、ライトスイッチ４２からの負荷信号Ｎ、Ｏ，Ｐとを
入力する。また、このアイドリンク制御に際して上記制
御弁１６の全開又は全開状態を検出するために、第２図
に示す全開スイッチ２８及び全開スイッチ２９からの制
御弁位置信号Ｑ、Ｑ’が入力される。

更に、コントロールユニット３０には、オートクルーズ
制御のために、当該自動車の車速を検出する車速センサ
４３からの車速信号Ｒと、運転者によりオートクルーズ
運転時に操作されるセットスイッチ４４、コーストスイ
ッチ４５及びレジュームスイッチ４６からの指示信＠Ｓ
、Ｔ、Ｕと、自動変速機のニュートラル又はパーキング
状態を示Ｊインヒビタスイッチ４７（手動変速機の場合
はクラッチの切断を示すクラッチスイッチ）からのニュ
ートラル信号■と、ブレーキの踏込みを検出するブレー
キスイッチ４８からのブレーキ信号Ｗとが入力されるよ
うになっている。ここで、上記セットスイッチ４４は一
定車速範囲（例えば４０〜１００Ｍ／ｈ　）での走行中
において希望速度に達した時にオートクルーズ運転にセ
ットするためのものであり、またコーストスイッチ４５
はオートクルーズ運転中において減速する場合に使用す
るものであり、更にレジュームスイッチ４６はオートク
ルーズ用メインスイッチ（図示せず）の操作以外の理由
でオートクルーズ運転が解消された後に再び前回のセッ
ト速度に復帰させるためのものである。

次に、上記実施例の作用をコントロールユニット３０の
作動を示す第３図のフローチャートに従って説明する。

先ず、イグニッションキーによりエンジンの始動操作が
行われると、コントロールユニット３０は、ステップｘ
１で各種データのイニシャライズを行うと共に、ステッ
プ×２で各センサ及びスイッチ２８，２９，３１．３３
〜３７．３９〜４８からの信号Ｇ−Ｗに基づいて各種入
力情報を読み込む。次に、コントロールユニット３０は
、所定の燃料制御時期が来た時点でステップｘ３からス
テップ×４の燃料制御ルーチンを実行する。この燃料制
御ルーチンにおいては、負圧信号Ｇ及びクランク角信号
Ｈ，Ｈが示すエンジンの吸気負圧と回転数とに対応する
基本噴射量を設定すると共に、０２信号工に基づいて検
出される空燃比のリーン・リッチ状態、及び吸気温信号
Ｊに基づいて検出される空気充填量等に応じて上記基本
噴射量の補正を行い、またスタータの作動を示すクラン
キング信号Ｋが入力された時には噴射量の始動時増量を
設定する。そして、ステップ×５で、このようにして設
定された燃料噴射量となるように噴射信号Ｅを燃料噴射
ノズル８に送出する。

また、所定の点火制御時期が来ると、コントロールユニ
ット３０はステップ×６からステップＸ７の点火制御ル
ーチンを実行し、上記吸気負圧やエンジン回転数に応じ
た点火時期を設定すると共に、クランク角信号Ｈ，Ｈが
示すクランクシャフト３２の回転角度が設定した時期に
対応する角度となった時に、ステップ×８で点火プラグ
１４に点火信号Ｆを送出する。

次に、コントロールユニット３０は、ステップｘ９でス
ロットル開度信号りやクランク角信号Ｈ１Ｈからエンジ
ンの運転状態がアイドリングモードにあるか否かを判定
し、アイドリングモードにある時はアイドリンク制御の
ためのステップＸ１０〜Ｘ１９を実行する。つまり、先
ずステップＸ１０で水温信号Ｍや外部負荷信号Ｎ、０．
Ｐが示す冷却水温度や外部負荷の状態等のアイドル制御
に必要な入力情報を読み込むと共に、ステップＸｎで第
２図に示すオートクルーズ用クラッチ２２を切断し且つ
アイドリンク用、クラッチ２１を接続するように両クラ
ッチ２２．２１にクラッチ信号り、Ｃを夫々送出する。

そして、ステップＸ１２で上記冷却水温度や外部負荷の
状態に応じた目標回転数を設定すると共に、ステップＸ
１３でこの目標回転数とエンジン１の実回転数との差分
を算出する。この差分が予め設定された不感帯（例えば
無負荷、温間時の目標回転数６５０ＲＰＭに対しては、
±２ＯＲＰＭ＞内にある時は、ハンチングを防止するた
めに、ステップＸ１４からステップＸｔｓを実行してホ
ールド指令をセットし、また゛上記差分が不感帯を逸脱
している時はステップ×１６で実回転数が目標回転数よ
り高いか低いかを判定する。実回転数が目標回転数より
低い時には、ステップ×１７で第２図に示すモータ１８
の回転方向を正転方向とする正転指令と、両回転数の差
分に応じた該モータ１８の制御量をセットし、また実回
転数が目標回転数より高い時は、ステップＸ　＋ａでモ
ータ１８の回転方向を逆転方向とする逆転指令と、両回
転数の差分に応じたモータ１８の制御量をセットする。

そして、ステップＸ１９で上記ステップ×１５゜×１１
．×１８のいずれかでセットしたホールド指令、正転指
令又は逆転指令を正逆転信号Ａとして、またステップＸ
＋ｙ、Ｘ１ａのいずれかでセットした制御量を制御量信
号Ｂとして夫々モータ１８に送出づる。これにより、モ
ータ１８は目標回転数と実回転数の差分が不感帯内にあ
る時はホールド指令により停止され、また実回転数が目
標回転数より低い時はその差分に対応する量だけ正転方
向に回転され、更に実回転数が目標回転数より高い時は
その差分に対応する量だけ逆転方向に回転駆動される。

然して、モータ１８が回転駆動される場合においては、
上記ステップＸｕでアイドリンク用クラッチ２１が接続
されており且つオートクルーズ用クラッチ２２が切断さ
れているから、第２図に示す第１減速歯車［８１９、ア
イドリング用クラッチ２１、ピニオン２３及びラック２
４を介してバイパス通路１５上の制御弁１６が直線的に
移動されて、モータ１８の正転時には該制御弁１６の開
度が増大し、またモータ１８の逆転時には開度が減小す
る。そして、これに伴ってバイパス通路１５を通って吸
気通路５のスロットルバルブ上流側から下流側に流入す
るエア流入量が増減されることになる。これにより、エ
ンジン１の実回転数が目標回転数より低い時はその差分
に応じて回転数が上昇され、また実回転数が目標回転数
より高い時は同様に回転数が低下されて、アイドリンク
時の実回転数が冷却水温度や外部負荷の状態に応じた目
標回転数ないしその不感帯内に収束制御されることにな
る。その場合に、このアイドリンク回転数の制御は、流
路断面積の小さいバイパス通路１５を通過するエアの量
を直線的に作動する制御弁によって増減させることによ
り行われるので、緻密に、精度良く行われることになる
。

一方、エンジンがアイドリンク状態にない場合は、コン
トロールユニット３０は上記ステップＸ９からステップ
Ｘ２０を実行してアイドリンク用クラッチ２１を切断す
るようにクラッチ信号Ｃを送出する。そして、ステップ
Ｘ２１でオートクルーズ運転のメインスイッチが投入さ
れているか否か、或いは車速信号Ｒが示すその時点の自
動車の車速がオートクルーズ運転が可能な範囲（例えば
４０〜１００１ｍ／ｈ）内にあるか否か等によりオート
クルーズモードにあるか否かを判定し、該モードにない
場合はステップＸ２２で第２図に示すオートクルーズ用
クラッチ２２を切断するようにクラッチ信号りを送出す
る。一方、オートクルーズモードにある場合は、ステッ
プＸ２３で上記オートクルーズ用クラッチ２２を接続す
るようにクラッチ信号りを送出すると共に、ステップＸ
２４．Ｘ２５でブレーキ信号Ｗ及びニュートラル信号Ｖ
によりブレーキが踏込まれておらず、また変速機がニュ
ートラル状態にない（又はクラッチが切断されていない
）ことを確認した上で、ステップＸ２６でオートクルー
ズに必要な入り情報を読み込み、ステップＸ２Ｆのオー
トクルーズ制御ルーチンを実行する。

このオートクルーズ制御ルーチンにおいては、運転者に
よるセットスイッチ４４、コーストスイッチ４５及びレ
ジニームスイッチ４６等の操作に応じて、指定された車
速を維持し、減速し或いはセット車速に復帰させるため
のスロットルバルブ９の開度が設定される。そして、ス
テップＸ２８で設定しｔ＝スロットルバルブ開度となる
ように上記モータ１８に正逆転信号Ａ及び制御量信号Ｂ
を送出する。この時、アイドリング用クラッチ２１はス
テップＸ２０で切断されており、且つオートクルーズ用
クラッチ２２はステップＸ２３で接続されているから、
上記モータ１８の回転により第２減速歯車機構２０、オ
ートクルーズ用クラッチ２２、レバー２５及びワイヤ２
６を介してスロットルバルブ９が開閉動作されることに
なり、これによりエア流入量ないしエンジン回転数がセ
ット車速を維持したり復帰させたりするのに必要な回転
数に制御されることになる。尚、オートクルーズモード
にあっても、ブレーキが踏込まれ、或いは変速機がニュ
ートラルに操作されＩＣ時は、上記ステップＸ２４．Ｘ
２５からステップＸ２２が実行されてオートクルーズ制
御がキャンセルされる。

（発　　明　　の　　効　　果） 以上のように本発明によれば、自動車のエンジンにおけ
るアイドリング制御とオートクルーズ制御とが１個のア
クチュエータにより行われることになって、これらの角
制御機能を備えたエンジンのコストが低減されると共に
、特に本発明ににれば、アイドリンク制御がスロットル
バルブとは別に設けたエア供給路（バイパス通路）上の
ｆｌｉｔ］　ｔｌｌ弁の作動によるエア流入量の調整に
よって行われるので、緻密且つ高精度に行われることに
なる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は制御シス
テム図、第２図は駆動装置の概略構成図、第３図は作動
を示すフローチャート図である。 ５・・・吸気通路、９・・・スロットルバルブ、１５・
・・エア供給路（バイパス通路）、１６・・・制御弁、
１８・・・アクチュエータ（モータ）、２１゜２２・・
・伝達オン・オフ機構（アイドリング用クラッチ、オー
トクルーズ用クラッチ）、３０・・・伝達制御手段（コ
ントロールユニット）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気通路におけるスロットルバルブ下流側に連通
   させたエア供給路と、このエア供給路を開閉して上記吸
   気通路のスロットルバルブ下流側へのエア流入量を調整
   する制御弁とを設け、この制御弁を開閉制御してアイド
   リング回転数を目標値に収束させるようにしたエンジン
   の回転数制御装置であつて、上記スロットルバルブと制
   御弁とを駆動する１個のアクチュエータと、このアクチ
   ュエータとスロットルバルブとの間及びこのアクチュエ
   ータと制御弁との間に夫々設けられて各々の駆動伝達経
   路をオン・オフする伝達オン・オフ機構と、これらの伝
   達オン・オフ機構を、アイドリング時には制御弁を開弁
   制御させ、オートクルーズ時にはスロットルバルブを開
   弁制御させるように作動させる伝達制御手段とを設けた
   ことを特徴とするエンジンの回転数制御装置。