JPS6244091B2

JPS6244091B2 -

Info

Publication number: JPS6244091B2
Application number: JP17052879A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Atago; Toshio Manaka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-12-28
Filing date: 1979-12-28
Publication date: 1987-09-18
Also published as: JPS5696157A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、自動車用ガソリンエンジンなどの内
燃機関における起動を確実にするためのエンジン
制御装置に関する。ガソリンエンジンなどの内燃機関（以下、エン
ジンという）は、起動トルクが零であるから、起
動時には電動機などのスタータによつて回転させ
てやる必要がある。そして、同時に、混合気を起
動に適した濃度のものとした上でスロツトルバル
ブの開度をアイドル開度より広く保つてやらなけ
れば、常に確実な起動が得られない。ところで、現代は世をあげて電子化の時代であ
り、ほとんどすべての分野において電子的な制御
が採用されるようになつてきており、自動車用エ
ンジンの制御もその例外たりえず、なかんずく気
化器の制御はいち早く実用化され、いわゆる電子
制御気化器（以下、ECCという）として知られ
るようになつてきた。 ECCによれば、エンジンのほとんどあらゆる
運転状態においても最適な空燃比（Ａ／Ｆ）を与
えるような制御が可能なので、自動車などの排気
ガス規制の厳しい環境下において大いに期待され
ている。ところが、このECCにおいては、エンジンの
吸気負圧を監視し、それが所定の負圧以上になら
ないようにスロツトルバルブをアイドル開度から
開いてやるようにする制御機能が備えられている
のが通例で、これがいわゆるスロツトルオープナ
ー（SO）と呼ばれている機構であるが、このた
めにスロツトルバルブの復帰位置を任意に変化さ
せるようにしたスロツトルアクチエータ機構（以
下、ACという）が設けられ、なんらかの原因で
エンジン吸気負圧が設定値以上になると直ちにス
ロツトルバルブを開くような制御方式となつてい
る。これは、エンジン吸気負圧が或る値以上にな
ると急激に排気ガスの状態が悪化するためで、排
気ガス規制上不可欠の機能といつてよい。さらに、ECCでは、このACを利用してエンジ
ンのアイドル回転速度を、エンジンの運転条件の
いかんにかかわらず、ほぼ一定に保たれるような
制御も可能で、これはアイドル回転速度制御方式
（ISC）と呼ばれている。しかしながら、このようなSOやISCを備えた
ECCにおいては、アクセルペダルが踏み込まれ
てエンジン回転速度がアイドル回転速度より大き
くなつているとき、急にアクセルペダルが離され
てスロツトルバルブがアイドル開度付近まで急激
に戻つたときに短時間ではあるが排気ガスの状態
がひどく悪化し、かつエンジンの回転速度がアイ
ドル回転速度付近で過渡的に急激な変化を生じて
エンジン停止（エンジンストール）や息付きを起
こしたり、自動車の走行状態に大きなシヨツクを
与えたりする欠点があつた。これは、スロツトルバルブが急激に閉じてもエ
ンジンの回転速度はそれに対応できる程急速には
下降しないから、当然吸気負圧が大きく上昇し、
排気ガスが状態が悪化してしまう。このとき、
SOが作動するが、これも急激なスロツトルバル
ブの動きに追従することができず、短時間ではあ
るが吸気負圧の上昇を許してしまう。やがてSO
が効いてスロツトルバルブが開かれるが、この頃
にはエンジンの回転速度がやつとアイドル回転速
度にまで下降してきていたのに、SOによりスロ
ツトルバルブが開かれたので、今度は回転速度は
上昇してしまう。こうして過渡的な回転速度の変
化が生じてしまうのである。これを防止するため、例えば、スロツトルバル
ブがアクセル開度付近から開かれてゆくと、これ
に追従してACによるスロツトルバルブの復帰位
置もアクセル開度から広い開度位置に移動するよ
うな制御を行なわせ、次にアクセルペダルが離さ
れてスロツトルバルブが急激に戻り始めたときに
は直ちにACによる制御状態に入るようにした制
御方式が提案された。ところが、このような制御方式によるECCに
おいては、エンジンのキースイツチが切られて停
止したとき、ACによるスロツトルバルブの復帰
位置が必ずしも一定になつていない。つまり、キ
ースイツチによるエンジンの停止は、エンジンの
運転状態と無関係に任意に行なわれ、同様に停止
直前におけるACの位置もエンジンの運転状態に
応じてあらゆる位置が可能だからである。そのため、次にエンジンの起動を行なつたとき
にスロツトルバルブが起動に適した開度から大き
く外れていることが多く、確実な起動が困難であ
るという欠点があつた。なお、この種の装置として関連するものには、
例えば特開昭48−21032号公報などを挙げること
ができる。本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除
き、SOやISCを備えたECCにおいても、常に確
実な起動を可能にしたエンジン制御装置を提供す
るにある。この目的を達成するため、本発明は、キースイ
ツチ投入後、スタータ作動までの間に必ずACが
制御されるように構成した点を特徴とする。以下、本発明によるエンジン制御装置の実施例
を図面について説明する。第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図
で、１はエンジン、２はエンジン回転速度検出
器、３はアイドル検出器、４はアクチユエータ位
置検出器、５はスロツトルアクチユエータ
（AC）、６は気化器、７はスタータ、８はキース
イツチ、９は電子的制御装置である。第２図はアイドル検出器３、AC位置検出器４
及びAC５を備えた気化器６の一実施例で、１０
はアクセルペダル、１１はスロツトルバルブ、１
２はスロツトルバルブ１１の軸、１３は軸１２に
取付けられたスロツトルレバー、１３ａはレバー
１３に設けられている爪、１４は軸１２に対して
回転自在に設けられているフリーレバー、１４ａ
はそのカム面、１５はアクセルペダル１０のリタ
ーンスプリング、１６はフリーレバー１４を回動
させるためのスプリング、１７はストツパ、１８
は接触片、１９はロツド、２０はスプリング、２
１はフレーム２２でストツパ１７に設けられてい
るマイクロスイツチ、２３，２４は歯車、２５は
モータ、２６はフリーレバー１４のカム面１４ａ
によつて操作されるマイクロスイツチである。ここで、ストツパ１７には雄ネジが、そして歯
車２３には雌ネジがそれぞれ切つてあり、モータ
２５によつて歯車２３が回転するとネジの働きに
よりストツパ１７は図の矢印で示したように直線
移動するように構成され、さらに、ストツパ１７
にはその中心に長さ方向に向つて貫通孔が設けら
れており、この孔に接触片１８を有するロツド１
９が挿入されている。そして、ロツド１９にはス
プリング２０が挿入され、その後端部はマイクロ
スイツチ２１の操作ボタンに対向していて、接触
片１８がフリーレバー１４を介して矢印の方向に
押されるとスプリング２０に抗してロツド１９が
右方に動き、マイクロスイツチ２１の接点を閉じ
るように構成されている。また、フリーレバー１４はスプリング１６によ
つてストツパ１７の接触片１８に軽く押付けられ
た状態に保持されるが、このとき、スプリング１
６による力は、接触片１８のスプリング２０の力
よりも弱く選ばれていて、スプリング１６の力で
フリーレバー１４が接触片１８に押付けられただ
けではロツド１９がマイクロスイツチ２１の接点
を閉じてしまうことはなく、レバー１３がリター
ンスプリング１５で戻り、その爪１７ａを介して
フリーレバー１４を押したときだけマイクロスイ
ツチ２６が閉じられるようになつている。なお、
マイクロスイツチ２６は、フリーレバー１４がス
プリング１６で回動したときにはスプリング１６
の力だけでいつでも動作され、その接点を閉じる
ように構成され、そのとき、フリーレバー１４の
カム面１４ａによるスイツチ２３の動作は、レバ
ー１３がその爪１３ａでフリーレバー１４に接し
た状態で一緒に回動したとき、スロツトルバルブ
１１の開度が所定の開度ａとなつたとき接点が働
いて閉じたり、或いは開いたりするように構成さ
れている。第３図は制御装置９によるスロツトルバルブ１
１の開度制御状態を説明するための図で、本発明
の実施例においては、AC５のモータ２５は制御
装置９から供給される一定幅のパルス信号によつ
て制御されるように構成されている。この場合、
一定のパルス幅を有するパルス信号が１個モータ
２５に供給されたときに得られるAC５のストツ
パ１７の移動量は一定になるから、第３図に示す
ようにモータ２５に供給されるパルス信号の数と
スロツトル開度はほぼ比例したものになり、直線
Ａ〜Ｅのような特性となる。これら直線Ａ〜Ｅは
パルス信号を供給する以前にどのようなスロツト
ル開度にあつたかによる違いを表わしている。次に、本発明の動作を第４図イ〜ホによつて説
明する。時刻t₁以前はキースイツチ８が切られていてエ
ンジン１が停止状態にある。時刻t₁においてキースイツチ８が投入されると
制御装置９は動作を開始し、AC５のモータ２５
にパルスを送つてスロツトルバルブ１１の開度が
エンジン１の起動に最適な開度ａを取るように制
御する。これと並行して制御装置９は、スタータ
７の制御回路に信号を送り、スタータ７の作動を
禁止し、キースイツチ８のスタータスイツチが投
入されてもスタータ７が作動しないようにする。時刻t₁に僅か遅れて時刻t₂でキースイツチ８の
スタータスイツチが投入される。この時刻t₁から
t₂までの時間T₁は、キースイツチ８を操作する者
の個人差に応じて変化し、必ずしも一定にはなら
ない。時刻t₂でスタータスイツチが投入されても、時
刻t₁以降スタータ７の作動が禁止されているか
ら、スタータ７は作動しない。時刻t₃に到ると制御装置９によるAC５の制御
が完了し、スロツトルバルブ１１は開度ａを取
る。時刻t₄に達すると制御装置９はスタータ７に対
する作動禁止を解除するので、このときキースイ
ツチ８によりスタータスイツチが投入されていれ
ばスタータ７は作動を開始し、エンジン１の起動
に入る。時刻t₅でエンジン１の起動が完了し、キースイ
ツチ８によるスタータスイツチは切られ、一連の
起動操作を終了する。このように本発明の実施例によれば、SO及び
ISCを備えたECCにおいても、エンジン起動時に
はスロツトル開度が必ず所定の開度ａとなつてか
らスタータが作動するので、常に確実な起動を期
待することができる。なお、第４図ニにおいて、時刻t₁からt₃までの
制御装置９によるAC５の制御に要する時間T₂
は、AC５のスツパ１７の初期位置によつて変動
し、必ずしも一定にはならないが、必要な最大限
度の時間Ｔ_Mは決まつているので、時刻t₁からt₃ま
での時間T₂は、T₂≧Ｔ_Mとなるように定めておけ
ば実用上充分である。また、同図ホに示す時刻t₁からt₄までのスター
タ作動禁止時間T₃は、T₃＝T₂＋ΔＴ（ΔＴ〓
０）となるように定めておけばよい。さらに、時刻t₁からt₃までの時間T₂を上述のよ
うにして定める代りに、AC５によるスロツトル
開度ａに対する制御完了を検出して時刻t₃を定め
てもよい。このときでも、時刻t₁からt₄までの時
間T₃は、T₃＝T₂＋ΔＴとなるようにしておけば
よい。次に、第１図、第２図における制御装置９によ
るAC５の制御動作の一実施例を第５図について
説明する。制御装置９はマイクロスイツチ２１と２３の接
点のON、OFFによつてモータ２５に送出するパ
ルス信号の数と極性を制御してストツパ１７を移
動させ、フリーレバー１４を押したり戻したり
し、爪１３ａを介してレバー１３を動かし、リタ
ーンスプリング１５によるスロツトルバルブ１１
の復帰位置を変えて所定の開度ａを得るようにな
つている。いま、時刻t₁（第４図）で制御装置９による
AC５の制御が開始されたとき、スイツチ２１と
２３の両方共接点がOFFであつたとする。これ
は第５図でNo.1の状態であるから、制御装置９
はAC５に対する制御は不要と判断して直ちに制
御を完了する。ここで、スイツチ２１，２３の両方共OFFで
あるということは、何らかの原因、例えばアクセ
ルペダル１０が踏まれてスロツトルバルブ１１が
所定の開度ａより開いた位置にあり、かつAC５
のストツパ１７がフリーレバー１４を押し戻して
いて、所定の開度ａに対応した位置を超えてこの
フリーレバー１４を回動させていた状態を表わす
から、AC５のストツパ１７は必ず所定の開度ａ
に対応した位置以上にあることになり、エンジン
起動に充分なスロツトル開度ａは必ず確保されて
いることになる。従つて、このスイツチ２１と２３の両方共
OFFのであるNo.1の状態にあつたときには、AC
５はそのままで何の制御も行なうことなく次のス
テツプに移ればよい。時刻t₁でスイツチ２１がOFF、スイツチ２３が
ONの状態、即ち第５図でNo.2の状態に遭遇した
ときには、スイツチ２３がOFFするまで制御装
置９からAC５のモータ２５に正極性のパルス信
号が送られ、AC５のストツパ１７を送り出す。
このとき、スイツチ２１がONになる場合もあ
る。ここで、スイツチ２１がOFFでスイツチ２３
がONであるということは、アクセルペダル１０
が踏まれるなどしてスロツトルバルブ１１がアイ
ドル開度から所定の開度ａまでの間に開かれてお
り、かつAC５のストッパ１７はアイドル開度に
対応した位置の近傍に停止していたときであるか
ら、そのままストツパ１７を開度ａに対応した位
置、即ちスイツチ２３がOFFになる位置までモ
ータ２５にパルス信号を送れば、スロツトルバル
ブ１１は所定の開度ａに移動され、エンジン起動
に対して充分な状態になる。また、時刻t₁でスイツチ２１がON、スイツチ
２３はOFF、つまり第５図でNo.3の状態が検出
されたときには、制御装置９はAC５のモータ２
５に負極性のパルス信号を送り、モータ２５を逆
回転させてストツパ１７を戻すようにする。そし
てスイツチ２３がONになつたところで制御動作
を完了する。ここで、スイツチ２１がONでスイツチ２３が
OFFであつたということは、AC５のストツパ１
７が開度ａに対応した位置より飛出した位置にあ
り、スロツトルバルブ１１は開度ａより開いた位
置にあつたことを表わしている。そこで、AC５
のモータ２５を逆回転させてスイツチ２３が丁度
ONになる位置までストツパ１７を戻してやれ
ば、スロツトルバルブ１１はリターンスプリング
１５によつて動き、所定の開度ａにもたらされ、
起動条件が満足されることになる。最後に、時刻t₁でスイツチ２１がON、スイツ
チ２３もON、即ち第５図のNo.4の状態が検出さ
れたときには、制御装置９はAC５のモータ２５
に正極性のパルス信号を送つてストツパ１７を繰
り出すように制御する。そしてスイツチ２３が
OFFになつたらパルス信号の送出を停止させ、
制御を完了する。この場合、スイツチ２１がON、スイツチ２３
もONであつたということは、AC５のストツパ１
７が所定の開度ａに対応した位置より引込んだ位
置にあり、従つて、スロツトルバルブ１１もリタ
ーンスプリング１５によつて開度ａより狭い開度
となつていることを表わしている。そこで、AC５のストツパ１７を送り出してフ
リーレバー１４を回動させ、さらにレバー１３を
その爪１７ａを介して回動させてスロツトルバル
ブ１１を開き、スイツチ２３がONからOFFにな
つたときにAC５のモータ２５を停止させれば、
スロツトルバルブ１１は丁度所定の開度ａにまで
開かれて保持されることになり、起動条件が満さ
れることになる。なお、時刻t₁でNo.1の状態、即ちスイツチ２
１，２３の両方がOFFとなつていたときでも、
アクセルペダル１０が離されれば直ちにNo.3の
状態になりAC５のストツパ１７が戻されること
になるのはいうまでもない。また、上述の動作で、スイツチ２３がOFFの
ときはONになるまで、OFFのときにはONにな
るまで制御を掛けているので、それぞれによつて
得られる開度ａを表わす位置が異なるのではない
かという懸念が生じるが、これはこのようなスイ
ツチが有するヒステリシスによつて吸収されてし
まうので、実用上はいずれのときでもほぼ同じ位
置に制御することができる。ここで、特許請求の範囲における構成要素と上
記実施例との対応について説明すると、以下のと
おりとなる。アクチユエータ手段……スロツトルアクチユエー
タ５復帰センサ手段……アイドル検出装置３、マイク
ロスイツチ２１電子的制御手段……制御装置９位置センサ手段……アクチユエータ位置検出器
４、マイクロスイツチ２６スタータ制御手段……第４図ホで説明した制御動
作を遂行するために、制御装置９に付与されて
いる制御機能エンジン駆動用キースイツチ投入後、上記アクチ
ユエータ手段の初期位置設定処理が完了するまで
はエンジンの起動が行なわれないようにすること
……同じく第４図のイ〜ニで説明した制御動作
を遂行させために、制御装置９に付与されてい
る制御機能以上のように、この実施例によれば、気化器６
に設けられたアイドル検出器１４の出力とAC位
置検出器１５の出力だけで簡単に所定の開度ａを
得るようなスロツトルバルブ１１の制御が可能に
なり、しかもこれら検出器１４，１５の信号発生
機構はマイクロスイツチで構成されているから、
ローコストでしかも確実な動作が長時間にわたつ
て期待できる。ところで、ECCの制御装置９としては、マイ
クロコンピユータ（マイコン）が使用されること
が多い。そこで、制御装置９としてマイコンを使用した
ときの動作の一実施例を第６図にフローチヤート
として示す。このフローチヤートは、第４図ニでAC５の制
御が時刻t₁から開始したあと、それの完了を判断
するために時間T₂を見るのではなく、第５図に
示したNo.1〜４のいずれかの状態による制御が
終つたことによつて第４図ホの時刻t₄以降の動作
に入るようにした実施例で、制御プログラムが開
始されるごとにキースイツチ８のON状態を見て
プログラムの実行に入り、ついでエンジン１が回
転中か停止かを例えば速度検出器２（第１図）の
出力で判断し、停止していれば本発明による制御
の実行に入るが、回転中のときは、ECCとして
の制御、例えばSO、ISC、またはＡ／Ｆの制御
に入る。エンジンが停止と判断されたときには、まず第
４図の時刻t₁からt₅までの制御に入つたことを表
わすイニシヤライズフラグがプログラムにセツト
され、ついで第５図に示した判断を行ない、AC
５を制御し、第４図ホに示したスタータの作動禁
止を解き、イニシヤライズフラグをリセツトし、
第４図ロのスタータスイツチがONか否かを見て
スタータ７を駆動させるか否かを判断し、一連の
プログラムを終了させる。第７図は第４図で時刻t₁からt₃までの時間T₂を
見て制御を進めるようにした本発明の一実施例の
動作を示すフローチヤートで、第６図の場合と異
なる点は、イニシヤライズフラグセツト後、プロ
グラムの実行が２つのルートに別れ、一方では時
間T₂を設定してそれが経過後は直ちにスタータ
スイツチのON・OFF判定に入り、スタータの駆
動に進み、並行して他方ではスイツチ２１，２３
によるAC５の制御を行なうようにしてある点だ
けである。これら第６図、第７図に示したマイコンによる
実施例では、プログラムの追加だけで従来の
ECC制御用のマイコンをそのまま利用すること
ができ、制御装置９として特別なものを設ける必
要がなくなるという利点がある。以上、説明したように、本発明によれば、エン
ジン起動時には、その前にエンジンが停止したと
きの状態と全く無関係にスロツトルバルブ１１の
開度を所定の値とすることができるから、常に確
実な起動が期待でき、メカニカルなオートチヨー
ク機能などを使用する必要がないから、ECCの
特質を充分に活かすことができ、従来技術の欠点
を除いて優れた特性のエンジン制御装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例で、第１図は全
体の構成を示すブロツク図、第２図はアイドル検
出器及び位置検出器を備えた気化器の概略構成
図、第３図はスロツトルアクチユエータに供給す
るパルス信号とスロツトル開度の関係を示す説明
図、第４図イ〜ホは動作を理解するための説明
図、第５図はスロツトルアクチユエータの制御条
件を示す説明図、第６図、第７図はマイクロコン
ピユータによる制御動作を示すフローチヤートで
ある。１……エンジン、２……速度検出器、３……ア
イドル検出器、４……アクチユエータ位置検出
器、５……スロツトルアクチユエータ、６……気
化器、７……スタータ、８……キースイツチ、９
……制御装置、１０……アクセルペダル、１１…
…スロツトルバルブ、１２……軸、１３……スロ
ツトルレバー、１４……フリーレバー、１５……
リターンスプリング、１６……スプリング、１７
……ストツパ、１８……接触片、１９……ロツ
ド、２０……スプリング、２１……マイクロスイ
ツチ、２２……フレーム、２３，２４……歯車、
２５……モータ、２６……マイクロスイツチ。

Claims

【特許請求の範囲】１スロツトルバルブの復帰位置を制御するため
のアクチユエータ手段と、スロツトルバルブが上
記アクチユエータ手段による制御が可能な状態に
戻されているか否かを検出する復帰センサ手段
と、上記アクチユエータ手段を制御する電子的制
御手段とを備え、エンジンの運転状態に応じてエ
ンジンのアイドル回転速度を制御する方式のエン
ジン制御装置において、上記アクチユエータ手段
の作動位置が予め設定されている初期位置にある
ことを検出して位置設定完了信号を発生する位置
センサ手段と、この位置設定完了信号が現われて
いるときだけスタータの作動を可能にするスター
タ制御手段を設け、エンジン起動用キースイツチ
投入後、上記アクチユエータ手段の初期位置設定
処理が完了するまではエンジンの起動が行なわれ
ないように構成したことを特徴とするエンジン制
御装置。２特許請求の範囲第１項において、上記アクチ
ユエータ手段の初期位置設定処理が完了したか否
かの判断を、上記復帰センサ手段の出力信号と、
上記位置センサ手段の出力信号との論理演算結果
によつて行なうように構成したことを特徴とする
エンジン制御装置。３特許請求の範囲第１項において、上記アクチ
ユエータ手段の初期位置設定処理が完了したか否
かの判断を、エンジン起動用キースイツチ投入時
から所定時間が経過したか否によつて行なうよう
に構成したことを特徴とするエンジン制御装置。