JPS638295B2

JPS638295B2 -

Info

Publication number: JPS638295B2
Application number: JP53142482A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takamaru
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-11-17
Filing date: 1978-11-17
Publication date: 1988-02-22
Also published as: JPS5569739A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は内燃機関の吸入空気流量制御装置に係
り、特に、燃料噴射装置を備えた自動車エンジン
の空気流量制御装置に関するものである。

燃料噴射ノズルを備えた吸気筒では例えば、特
開昭48―65324号公報にも見られる如く、エンジ
ンに供給される空気流量を空気流量計で検出し、
その出力を電気的に変換して燃料噴射ノズルを開
弁させ空気流量に見合つた燃料量を噴射させてい
る。これは運転者がアクセルペダルを操作するこ
とにより空気流量計の出力信号が変化し、その信
号によつて燃料噴射ノズルの開弁時間を変化させ
ているものである。最近の排気ガス規制の強化等
に対応するにはこれだけでは不十分となつた。す
なわち、減速時には絞り弁下流の吸入負圧が高く
なり過ぎるので、供給燃料が過剰となると共にエ
ンジンの潤滑油の消費量増大等を招いている。こ
のような場合は補助空気を導入して吸入負圧を低
下させる必要がある。また、始動時にはエンジン
の摩擦トルクが大きいので、燃料量を増加すると
共に吸気量も大きくしなければならない。その
他、アイドル運転時にクーラーを作動させる時、
気温や気圧が変化した時はアイドル回転数が変動
する問題等がある。このような場合は従来の運転
者のアクセルペダル操作とは別に吸気量を補給制
御する必要が生じている。

このように過渡的な運転状態にあるとき又は環
境が変化した場合は、従来はエンジンの状態又は
その他の環境状態を検出して別個のアクチユエー
タを作動させ主として供給燃料量を制御してい
た。そのためエンジン関係の部品点数が増加し、
エンジン制御系が益々複雑化してエンジン室の過
密化とそのレイアウトに苦労するようになつた。
また、制御系の複雑化はコスト上昇を招くと共に
制御系の信頼性が問題になる等の欠点を生じてい
るのが現状である。

本発明は比較的小形簡単な構成で信頼性の高い
内燃機関の吸入空気流量制御装置を提供すること
を目的とし、内燃機関に供給する空気流量を調節
する絞り弁および該絞り弁の上流側に設置されて
上記空気流量を検出する空気流量検出器とを有す
る吸気筒と、上記空気流量検出器の信号によつて
作動し上記空気流量に比例した燃料量を上記吸気
筒の下流側に供給する燃料噴射ノズルとを備え、
上記絞り弁の上流と下流とを直接連通させる補助
通路を設けると共に、該補助通路にその流路断面
積を変化させ該補助通路を通過する空気流量を制
御する一つの電磁弁を設置し、上記内燃機関の運
転状態に関連する信号を発生する信号発生手段の
出力に基づいて上記電磁弁の開度を制御する電磁
弁開度制御装置を備えたものにおいて、上記電磁
弁開度制御装置の信号発生手段が、減速か否かを
判定し、減速と判定されたときは、他の制御に優
先して減速制御を行う出力信号を発生し、減速で
ないと判定されたときは、上記内燃機関が暖機運
転状態か否かを判定し、暖機運転中と判定された
ときは暖機状態のみに応じて上記電磁弁の開度を
増加する出力信号を発生し、暖機完了と判定され
たときは上記内燃機関がアイドル運転状態か否か
を判定し、アイドル運転中と判定されたときはエ
アコンデイシヨナが作動中か否かを判定してそれ
ぞれの状態に応じて所定のアイドル回転数を得る
ために上記電磁弁を所定の開度に制御する出力信
号を発生し、アイドル運転中でないと判定された
ときは上記電磁弁を閉じる出力信号を発生する信
号発生手段であることを特徴とするものである。

第１図は本発明の一実施例である内燃機関の吸
入空気流量制御装置の断面図である。吸気筒１に
は一次吸気筒２と二次吸気筒３の２つの空気通路
が設けられている。一次吸気筒２の空気流量は絞
り弁軸５に取り付けられた一次側絞り弁４の開度
で制御され、これは絞り弁軸５に連結された自動
車のアクセルペダルで変化させられる。同様に二
次吸気筒３の空気流量は絞り弁軸７に取り付けら
れている二次側絞り弁６の開度で制御されるが、
絞り弁軸５と絞り弁軸７はリンク機構によつて連
結され絞り弁軸５が所定の回転角以上に回転した
ときに絞り弁軸７が回転し初めるようになつてい
る。即ち、一次側絞り弁４が所定開度になつたと
き二次側絞り弁６が開き初める。

一次吸気筒２と二次吸気筒３の上流は一つの通
路となつており、ベンチユリ部８が形成されてい
る。このベンチユリ部８を迂回する流量計通路９
が設けられ、熱線風速計型の空気流量計１０がそ
の中に設置されている。吸気筒１を通過する空気
流量によつてベンチユリ部８の圧力降下が定まる
が、この圧力降下の程度に応じて流量計通路９を
通る空気流量も定まる。空気流量計１０によつて
その流速を検出すれば吸気筒１を流れる全空気流
量に比例した信号が得られる。

吸気筒１には更に二次側絞り弁６を迂回する補
助通路１２が設けられている。この補助通路１２
にはオリフイス１３が設置され、それに対向して
移動するニードル２１を持つ電磁弁２０が吸気筒
１に取り付けられている。即ち、ニードル２１の
移動によつて補助通路１２を通過する空気流量を
制御することができるようにしてある。なお、こ
の補助通路による空気流量制御が本発明の要点と
するところである。

第２図は第１図の電磁弁の断面図である。左端
がニードル２１となつている中心軸の右端には可
動コイル２４が固定されており、この可動コイル
２４のボビン２２にはコイル２３を収容してい
る。コイル２３には外部端子２５，２６よりコイ
ル状の引ばね３０，３１を介して電流が与えられ
る。また、可動コイル２４と外部ケースとの間に
は圧縮ばね３２を設置しているので、コイル２３
に電流が流れないときは可動コイル２４は左方に
押されてニードル２１を突出させた状態となつて
いる。永久磁石２７は保持材２９に保持されスペ
ーサ２８を介して電磁弁２０の外部ケースに固定
されている。なお、ニードル２１に近い中心軸の
部分は電磁弁２０の外部ケースに取り付けたリニ
アベアリング３３で支持されているので、中心軸
の移動は円滑である。

この電磁弁２０の外部端子２５，２６よりコイ
ル２３に正又は負の電流を流すと、永久磁石２７
の磁場との関係で可動コイル２４はどちらかに移
動する。即ち電流を流していない時は圧縮ばね３
２と引張りばね３０，３１とのばね力が釣り合つ
た所に可動コイル２４は位置しているが、コイル
２３に電流を流すとその釣り合いが破れ電流の方
向によつてニードル２１を左右に移動させる。

第３図はコイルに流す電流とニードルのストロ
ークとの関係を示す線図で、横軸は電流をＡで示
してストロークはmmで示している。線３４が示す
ように電流とストロークとは比例しており、その
移動はリニアベアリング３３によつて極めて円滑
に行われ、ヒステリシス現象を生ずることはな
い。なお、ニードル２１とオリフイス１３との間
の隙間断面積の変化はニードル２１の外形によつ
て任意に選定することができる。

第４図はニードルのストロークと隙間断面積と
を比例させた場合の線図で、隙間断面積をmm²で示
している。周知の如くこのような絞りを空気が通
過する場合の流量は絞り面積にほぼ比例するの
で、ニードル２１の外形を適当な曲線状の樽形に
することによつてニードル２１のストロークと隙
間断面積との関係を線３５のように比例させ、ニ
ードル２１の動きとその隙間を通過する空気流量
とを比例させることができる。なお、ニードル２
１の外形を適宜変化させれば必要に応じてニード
ル２１のストロークと隙間断面積との関係を任意
の曲線状にすることも可能である。

上記第１図のように構成した吸入空気流量制御
装置は次のような制御系で作動させられる。

第５図はアイドル回転数制御の場合のフローチ
ヤートである。電磁弁２０は関数発生器１０３と
電気的に接続され、関数発生器１０３はエンジン
の回転数１０１の信号を入力して処理し、電磁弁
２０を作動させることによつて補助通路１２を通
る空気流量を制御してエンジンの回転数１０１を
フイードバツク制御している。エンジンの回転数
１０１がアイドル運転状態にあるときは、吸入負
圧や車速の条件１０２を関数発生器１０３に入力
し、アイドル回転数に対応する基準レベル１０４
と比較している。即ち、所定のエンジン回転数よ
りも低いときはニードル２１のストロークを増し
補助通路１２を通る空気流量を増すように電磁弁
２０を作動させる。このように補給する空気流量
を加減することによつて変化したエンジンの回転
数は再び関数発生器１０３で基準レベル１０４と
比較され、結局は一つの閉ループを形成すること
になる。なお、エアコンデイシヨナを作動させた
ときはその動力を必要とするので、基準レベル１
０４は高い値に設定される。

第６図は第５図を更に詳細に説明するフローチ
ヤートである。エンジン回転数の検出法にはクラ
ンク角速度やデイストリビユータの位置信号等を
検出する方法があるが、どちらを用いても良い。
なお、空気流量と同時に燃料流量も制御する場合
はクランンク角度を検出する方がエンジンの調子
が良く判るので便利である。アイドル回転数制御
の目的は、エンジンが不調とならない範囲でなる
べく低い回転数に保ち、燃料消費量、有害生成の
排出ガスを減少させることである。

従来、アイドル運転状態を検出するには絞り弁
開度を機械的に検出するマイクロスイツチを用い
る方法が行われていた。この方法は本実施例にお
いても有効な手段である。第６図に示すアイドル
判定条件１１０は車速Ｖが零であること、吸入負
圧P_Bが所定値Ａ以下であることおよびエンジン
オイルの温度T_pが所定値Ｂ以下であることを条
件としている。

上記吸入負圧P_Bを絶対値とした理由は負圧の
高低を絶対値で表わした方がまぎらわしくなく正
確に表示できるためである。なお、トランスミツ
シヨンギアがニユートラルにあることを条件とし
ても良いが、自動変速車では信号待ち等で停車し
ているときは一般にギアがニユートラル位置に戻
されていないことを考慮して、本実施例では車速
と吸入負圧等を用いて判定することにした。エン
ジン油温T_pはエンジン冷却水の水温を用いても
よいが、本実施例ではエンジン始動時の空気量補
正も行つているので油温条件を入れた方が適当で
ある。但し、始動時の空気量補正を行わない場合
はこの条件を省くことができる。また、アイドル
運転状態ではエアコンデイシヨナー、特にクーラ
ーを作動させるときは一般にアイドル回転数を高
めている。このようなときは補助通路１２を通る
空気流量を増加させれば良いが、そのためには通
常のアイドル回転数よりも高い回転数となるよう
に基準レベル１０４を設定して関数発生器１０３
で比較する。通常のアイドル回転数をN₁としク
ーラー作動時のアイドル回転数の増加分をN₂と
すれば、N₁＋N₂＝N₀を基準レベルに設定するこ
とになる。

このようにして関数発生器１０３にアイドル制
御信号を与えれば１個の電磁弁２０で制御可能と
なり、個々の制御信号に対応する別々のアクチユ
エータを用いる必要がない。なお、判定条件１１
１は従来設けられているクーラー用アクチユエー
タの作動用信号を使用すれば良い。

本実施例の吸入空気量制御装置で最も特徴的な
ことは、第３図に示すように電磁弁２０が電流が
零の状態からいずれの方向にもニードル２１を作
動させ補助通路１２の空気流量を増減させている
点である。即ち、電流零の状態でアイドル回転数
が通常の状態になるように電磁弁２０を設定すれ
ば、普通のエンジン条件の変化に対してはニード
ル２１の動きは極めて僅かの動きで対処できる。
もし何等かの原因で電磁弁２０へ電流が流れない
ような故障が生じても、エンジンの回転数が異常
に変化することなく所定の回転数に近い回転数で
安全にアイドル運転させることができるという利
点がある。

第７図は第１図の吸入空気流量制御装置による
減速時の吸入負圧制御のフローチヤートである。
減速時あるいは下り坂を自動車が走行するときは
絞り弁４，６より下流の吸入負圧は上昇し、燃料
やエンジンオイルの消費量が増大する等の好まし
くない現象が生ずる。これを防止するには吸入負
圧を低下させれば良いが、本実施例の装置では吸
入負圧を検出して電磁弁２０を作動させ補助通路
１２より空気を補給することによつて容易に目的
を達成することができる。即ち、吸入負圧１０５
と空気流量計１０の空気流量１０６の信号は関数
発生器１０３に伝達されて処理され、関数発生器
１０３の出力信号によつて電磁弁２０は作動す
る。

第８図は第７図を更に詳細に説明するフローチ
ヤートである。判定条件１２０は吸入負圧P_Bが
所定値Ａ以上のときだけ作動し、判定条件１２１
は空気流量計１０で検出した空気流量の時間的変
化が所定値以下であるときは制御条件１２２に伝
えて負圧P_Bを所定値Ａ以下にする信号を発生す
る。もし時間的変化が所定値よりも大きいときは
空気流量の時間的変化率dQa／dtを所定値以下に
する信号を発生させる。これらの信号のいずれか
は関数発生器１０３に伝達されて処理され電磁弁
２０を制御することになる。例えば長い下り坂を
走行するときは空気流量の時間的変化が少いので
制御条件１２２を用い、急速減速時等は吸入空気
流量が急変するので制御条件１２３を用いる。急
減速時等で吸入空気量が急激に減少した場合はエ
ンジンストール（失速）状態になつたり、未燃焼
炭化水素を多量に発生する等の好ましくない現象
を起すが、従来はダツシユポツトを設けて絞り弁
が急速に閉止することを防止するという手段を用
いていた。このダツシユポツトの作用は、エンジ
ンの吸入空気流量の時間的減少率を一定値以下に
抑えようとするものであり、本実施例の制御方法
と同じである。

第１図の吸入空気流量制御装置では第５図に示
したようにエンジンの回転数も検出しているの
で、エンジン回転数の時間的変化率を制御するこ
とも可能である。また、従来は吸入負圧を一定に
する手段としては絞り弁を一定開度に開いて置く
いわゆるスロツトルポジシヨナーが多く用いられ
ている。しかし一般には開度一定にして、吸入負
圧を一定にしたり時間の関数として制御すること
は困難なことである。本実施例の吸入負圧を制御
する方法は、吸入負圧を検出してフイードバツク
制御しているので精密な調節が可能となる。な
お、減速時制御は燃料カツトの状態で行われるこ
とが多いが、例えば長い下り坂等でエンジンブレ
ーキが必要な場合は、吸入負圧が所定値より大き
くなつている時間が設定時間以上持続するときに
燃料系を作動させるようにすれば良い。

第９図は第１図の吸入空気流量制御装置による
エンジン始動暖機時の動作を示すフローチヤート
である。始動暖機時は濃厚な混合気を必要とする
ばかりでなく、摩擦トルクが大きいので暖機完了
後に比べて多量の空気流量を必要とする。従来は
始動時の大気温によつて初期空気流量を定め、オ
ートチヨーク機構を用いて空気流量を次第に減少
させる方法が行われて来た。或いはエンジンの冷
却水を感熱体に導びいて、水温が上昇すると共に
絞り弁開度を減少させ方法等も用いられていた。
本実施例においては、エンジンオイルやエンジン
冷却水の温度を検出して吸入空気流量を制御する
ことができる。即ち、エンジンオイルの油温１２
５を検知した信号を関数発生器１０３に伝達して
処理し、その出力によつて電磁弁２０を作動させ
る。このようにして補助通路１２を通る空気流量
を暖機と共に調節すれば最適の暖機運転状態が得
られる。なお、この場合はエンジンの摩擦トルク
に最も関係が深い油温１２５を検知させるのが適
当である。

第１０図は第９図を更に詳細に説明するフロー
チヤートである。判定条件１３０のT_pはエンジ
ンの暖機が終了したと見做せる温度で、油温Ｔが
T_pより低いときだけ判定条件１３１に出力する。
エンジンの油温１２５はサーミスタや熱電対を用
いて検知することができ、又はバイメタル等の感
熱体を利用しても良い。判定条件１３１はエンジ
ン回転数N_pをその上限としているもので、エン
ジン排気管に設置した排気ガスを浄化するための
触媒を保護するために設定してある。即ち、過剰
の燃料が燃焼することなく触媒管に流れ出ると触
媒管で燃焼し触媒を変質させるばかりでなく、排
気管より火を吹き火事となることもあるのでこれ
を防ぐためである。

始動暖機時の回転数Ｎは、時間ｔと上限回転数
N_pとの関数として定まり、暖機運転中はＴ―T_p
の信号を関数発生器１０３に伝達して電磁弁２０
を作動させる。一方回転数Ｎが所定値よりも大と
なつたときは、その差の信号Ｎ―N_p（ｔ）を関数
発生器１０３に送り、電磁弁２０を作動させて補
助空気流量を減少させて回転数Ｎを低下させる。

このような制御はアイドル運転状態時だけでな
く走行中にも作動しているが、燃料流量も油温１
２５の関数として制御しているので何等支障を来
すことはない。また、走行中の補助空気流量はア
クセルペダルの踏込み量、即ち絞り弁の開度に関
連して変化するだけとなる。上記のように始動暖
機時は油温、エンジン回転数および時間の３要素
を検出して制御しているので、好適かつ正確な始
動暖機特性が得られる。

以上第１図に示す本実施例の吸入空気量制御装
置は、アイドル運転時のエンジン回転数、減速時
の吸入負圧および始動暖機時のエンジン回転数を
１個の電磁弁で制御することができる。これをま
とめて示したのが第１１図で、第６図，第８図お
よび第１０図に示す制御を綜合した制御系のフロ
ーチヤートである。

このフローチヤートにおいて、吸入負圧の判定
を最初に行い、次に暖機が完了しているかどうか
の判定を行うようになつているが、これは次の理
由による。

アイドル回転制御と始動暖機制御は、通常は車
速ゼロで、所謂無負荷状態における補助空気量の
制御を行うものであるが、この条件下において
も、アクセルが踏み込まれることがある。この場
合においても、補助空気量は適性に制御される必
要がある。そして、この時、このフローチヤート
に従えば、以下の様に制御される。

暖機完了前で、ギヤがニユートラル状態のとき
に、アクセルが踏み込まれてレーシング状態（空
ぶかし状態）になると、アイドル回転数より回転
数が高くなるが、温度が所定値より低い場合は電
磁弁の開度は始動暖機制御状態（第１０図参照）
に維持され、温度が所定値より高くなつた時点で
アイドル制御に移る。また、この時急にアクセル
が戻されても、無負荷故吸入負圧はさほど高くな
らないので減速条件も満足せず減速制御には入ら
ない。従つて、温度あるいは回転数に応じたバイ
パス空気量が確保される。また、暖機完了前にア
クセルが踏み込まれてギアが入り車両が走り始め
ても、温度が所定値より低い場合はレーシング時
同様、電磁弁の開度は回転数に関係なく始動暖機
制御状態（第１０図参照）に維持され、温度が所
定値より高くなつた時点でアイドル制御に移る。
ただし、この場合、急にアクセルが戻されると装
置は減速を検知し、減速制御状態（第８図参照）
に移行する。

従つて、始動暖機時に無理に車を走行させた場
合の減速時にバイパス空気量が不足してエンジン
ストールを生じたり、排気ガスの成分が悪化する
ことがない。

車両が停止してもまだ機関の温度が所定値より
低ければその時点で電磁弁の開度は始動暖機制御
状態（第１０図参照）に維持される。したがつ
て、暖機中にアクセルが踏み込まれて一旦スロツ
トル弁が開いた後、急に戻されたような場合でも
温度が所定値より低い場合は電磁弁の開度は始動
暖機制御状態（第１０図参照）に維持され、温度
に応じたバイパス空気量が確保される。

すなわち、この実施例の吸入空気量制御装置で
は、吸入負圧の判定条件１２０を最初に行い、設
定値Ａより高いときは第８図のフローチヤートを
用いて補助通路より供給する空気流量を好適な吸
入負圧とする。設定値Ａよりも吸入負圧が低いと
きは油温判定条件１３０に信号を送り、油温Ｔが
所定値T_pよりも高い時は第６図のアイドル回転
数の制御を行わせる。もし油温ＴがT_pより低い
ときは第１０図の制御を行わせてエンジンの回転
数の制御を所定値T_pに等しくなる時まで続行さ
せる。なお、上記第６図に示すアイドル回転数の
制御の場合エアコンデイシヨナが作動状態にある
かどうかも判定条件に入れるので適確な制御を行
うことができる。

前記のように本実施例の装置の要点である補助
通路にはオリフイスが設けられている。このオリ
フイスの径等について実験した結果を次に述べ
る。

容量2000c.c.のエンジンの場合のアイドル運転時
の空気流量は第１図の絞り弁４，６を全閉状態に
したとき補助通路１２のオリフイス１３の直径を
約4.5mmにしたときに得られた。また、外気温度
が−20℃のときエンジンを円滑に暖機する場合に
必要な最大空気流量は、補助通路１２に直径13mm
のオリフイス１３を挿入したときの空気流量に等
しかつた。エンジンの排気容量をＶとしこの量が
供給空気量にほぼ等しいと考えると、補助通路１
２の空気流量はオリフイス１３の面積に比例する
ので次式が成立する。

Ｖ〜√ ……(1) 但し、Ｄはオリフイスの直径である。補助通路
１２の開口が最大となるのは始動暖機時であるの
で、(1)式から次式が得られる。

D_nax＝13（Ｖ／2000）² ……(2) エンジンの必要空気量はエンジンが異なると20
％程度の差があるので、(2)式より次次の値が求め
られる。

D_nax＝13×1.2（Ｖ／2000）² ≒16（Ｖ／2000）² したがつて、アイドル運転時の回転数制御の場
合を考えると、電磁弁２０のニードル２１とオリ
フイス１３とで形成する開口面積は円形の絞りに
換算すると直径4.5mmから16（Ｖ／2000）²の範囲に
あればエンジン容量が変化した場合にも適用でき
る。

以上本実施例の吸入空気流量制御装置は、二次
吸気筒の二次絞り弁の上流と下流とを直接連通す
る補助通路にその流路断面積を変化させる電磁弁
を設置し、エンジンの回転数、吸入負圧、吸入空
気量およびエンジンオイルの温度等を検知し関数
発生器で設定値と比較処理して上記電磁弁を作動
させることによつて、アイドル運転時、減速運転
時および始動暖機運転時の補給空気流量を制御し
て好適な運転状態に制御し、万一制御系が故障し
て電磁弁が作動しなくなつてもアイドル運転に近
い状態に保持して安全に運転できるという効果を
もつている。また、この制御装置は電磁弁を１個
用いるだけで構成が簡単安価であると共に、燃料
やエンジンオイルの浪費を防ぎ排気中の有害ガス
量を減少させるという利点をもつている。

第１２図は本発明の他の実施例である内燃機関
の吸入空気流量制御装置の断面図で、第１図と同
じ部分には同一符号を付してある。第１図と異な
るところは、一次吸気筒２外に出ている絞り弁軸
５に調整レバー４１を取り付け、この調整レバー
４１の先端に吸気筒１の突起部に螺合させた調整
ねじ４３を接触させてロツクナツト４２で調整ね
じ４３を吸気筒１に回転可能に取り付けたことで
ある。また、電磁弁５０はパルスモータを用いた
デジタル式の電磁弁を用いており、従来のアナロ
グ式の電磁弁２０とは異なるが、これについては
後程説明する。

一次側絞り弁４は上記調整ねじ４３を回転させ
ることによつて僅かに開弁された状態に調節され
る。これはニードル２１とオリフイス１３の隙間
面積を零とした位置でもエンジンストールしない
ような空気流量を得るためである。即ち、アイド
ル運転時の最小空気流量は一次吸気筒２で得られ
るようにしてある。本実施例では正規のアイドル
回転数を600rpmとし補助通路１２全閉の場合
400rpmとなるように絞り弁４の最小開度を設定
してある。

第１３図は第１２図の電磁弁の断面図である。
電磁弁５０の中心には複数のロータ５２を固定し
たシヤフト５３があり、その先端は板状に形成さ
れニードル２１の上端の溝５４に挿入されてい
る。ロータ５２の周囲には複数のコイル５１が設
置されている。ニードル２１は外周に溝ねじ５６
が切つてあり、その周囲のガイド溝ねじ５７と小
形のボール５８を介して螺合している。また、ニ
ードル２１のテーパー部は補助通路１２に設置し
たオリフイス１３に挿入されている。

コイル５１にパルス状の電流を流すとそのパル
ス数に応じてロータ５２が回転し、シヤフト５３
がニードル２１を回転させると共に移動させる。
これによつて空気流路の断面積はパルス信号数に
比例して変化させられる。ニードル２１の動きは
ポール５８によつて極めて円滑に移動する。この
ようにニードル２１はコイル５１に入力されるパ
ルス数に比例して移動するが、コイル５１にパル
ス信号を送る関数発生器１０３は精度の良いデジ
タル信号を出すことになるので、ニードル２１の
位置制御精度は向上し正確な空気流量の制御が可
能となる。

このような吸気流量制御装置を用いた場合のア
イドル運転時の制御は第５図および第６図のフロ
ーチヤートと同じでも良いが、本実施例では第１
４図のフローチヤートを採用した例を述べる。

第１４図はアイドル回転数制御の場合のフロー
チヤートで、アイドル運転状態は判定条件１６０
に示す絞り弁４の開度TVO＝０とチエンヂギヤ
位置がニユートラルであることで行つている。パ
ルス駆動の電磁弁５０は前記実施例のアナログ式
電磁弁２０のように中間位置でアイドル回転数を
保たせることが困難であるので、ニードル２１が
オリフイス１３を閉止させたときでもエンジンス
トールしないような開度に絞り弁４を設定して置
くことは前に述べた。その後はエアコンデイシヨ
ナ作動の判定条件１６１で判定し、エアコンデイ
シヨナを作動させているときは回転数を高めるよ
うに関数発生器１０３に信号を送り、関数発生器
１０３で処理して得たパルス信号で電磁弁５０を
作動させる。これによつて補助通路１２を通る空
気流量が調節され好適なアイドル運転になるよう
に制御される。なお、補助通路１２のアイドル運
転時の開口面積は2000c.c.のエンジンで直径約２mm
のオリフイス１３の面積に相当するように調節し
た。したがつて、絞り弁４の開度はそれ以外に必
要な空気量を通過させるように調整ねじ４３で調
節してある。

第１５図はエンジン始動暖機時のフローチヤー
トである。この場合は前実施例の第９図、第１０
図と大体同じであるが、本実施例ではエンジン冷
却水の水温１２６を検出している。エンジンの種
類およびその冷却系の構造によつて熱容量が異な
り、エンジン停止後から再始動する際に水温検出
の場合は若干の制御ずれを防止する場合も考えら
れるが、実用上は問題にならない程度である。な
お、水温１２６の検出は従来の排気還流式
（EGR）気化器の還流量制御用として既に設置さ
れている場合もあるので、この水温検出器を共用
すれば検出器を増す必要がないという利点があ
る。なお、この場合のオリフイス１３とニードル
１２間の隙間面積は、前実施例の場合と同様直径
13mmの絞りを挿入したときと同様の面積であつ
た。

以上本実施例の空気流量制御装置は、第１吸気
筒の絞り弁を最小開度規制調整ねじ機構によつて
アイドル回転時の吸気量を得るごとく設定し、補
助通路に設置した電磁弁のニードルをアイドル回
転時は閉止させ、この電磁弁をパルス駆動ニード
ル回転移動式とすることによつて、制御精度を向
上させることができるという効果をもつている。

上記実施例は吸気筒を２個有する複胴式吸気筒
を例として説明したが、単胴式吸気筒にも適用で
きる。また、関数発生器は従来の電子回路を用い
たものでもマイクロコンピユータを用いたもので
も良い。

なお、本発明の内燃機関の吸入空気流量制御装
置は、暖機終了後は温度に関係無く所定の回転数
に設定するので、マイクロコンピユータで制御す
る場合には、暖機完了後は温度―電圧―回転数の
マツプによる不必要な変換ステツプを実行する必
要が無くなり、その分ソフトが簡単になり、また
処理時間を短縮することができる。

本発明の内燃機関の吸入空気流量制御装置は、
吸気筒の絞り弁の上流と下流を直接連通した補助
通路に、その通路断面積を変化させる１個の電磁
弁を設置してエンジンの運転状態に関連する信号
を処理して作動させることにより、好適な運転状
態に制御できると共に、装置が小形簡単となり信
頼性が向上するという効果をもつている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である内燃機関の吸
入空気流量制御装置の断面図、第２図は第１図の
電磁弁の断面図、第３図はコイルに流す電流とニ
ードルのストロークとの関係を示す線図、第４図
はニードルのストロークと隙間断面積とを比例さ
せた場合の線図、第５図はアイドル回転数制御の
フローチヤート、第６図は第５図を更に詳細に説
明するフローチヤート、第７図は減速時の吸入負
圧制御のフローチヤート、第８図は第７図を更に
詳細に説明するフローチヤート、第９図はエンジ
ンの始動暖機時のフローチヤート、第１０図は第
９図を更に詳細に説明するフローチヤート、第１
１図は第６図，第８図および第１０図の制御を綜
合した制御系のフローチヤート、第１２図は本発
明の他の実施例である内燃機関の吸入空気流量制
御装置の断面図、第１３図は第１２図の電磁弁の
断面図、第１４図はアイドル回転数制御のフロー
チヤート、第１５図はエンジンの始動暖機時のフ
ローチヤート、第１６図は第１５図を更に詳細に
説明するフローチヤートである。１…吸気筒、４…一次側絞り弁、６…二次側絞
り弁、８…ベンチユリ部、９…流量計通路、１０
…空気流量計、１２…補助通路、１３…オリフイ
ス、２０…比例電磁弁、５０…パルス駆動電磁
弁。

Claims

【特許請求の範囲】１内燃機関に供給する空気流量を調節する絞り
弁および該絞り弁の上流側に設置されて上記空気
流量を検出する空気流量検出器とを有する吸気筒
と、上記空気流量検出器の信号によつて作動し上
記空気流量に比例した燃料量を上記吸気筒の下流
側に供給する燃料噴射ノズルとを備え、上記絞り
弁の上流と下流とを直接連通させる補助通路を設
けると共に、該補助通路にその流路断面積を変化
させ該補助通路を通過する空気流量を制御する一
つの電磁弁を設置し、上記内燃機関の運転状態に
関連する信号を発生する信号発生手段の出力に基
づいて上記電磁弁の開度を制御する電磁弁開度制
御装置を備えたものにおいて、上記電磁弁開度制
御装置の信号発生手段が、減速か否かを判定し、
減速と判定されたときは、他の制御に優先して減
速制御を行う出力信号を発生し、減速でないと判
定されたときは、上記内燃機関が暖機運転状態か
否かを判定し、暖機運転中と判定されたときは暖
機状態のみに応じて上記電磁弁の開度を増加する
出力信号を発生し、暖機完了と判定されたときは
上記内燃機関がアイドル運転状態か否かを判定
し、アイドル運転中と判定されたときはエアコン
デイシヨナが作動中か否かを判定してそれぞれの
状態に応じて所定のアイドル回転数を得るために
上記電磁弁を所定の開度に制御する出力信号を発
生し、アイドル運転中でないと判定されたときは
上記電磁弁を閉じる出力信号を発生する信号発生
手段であることを特徴とする内燃機関の空気流量
制御装置。２上記吸気筒が複胴式吸気筒で、上記電磁弁の
設置されている上記補助通路が高速又は高負荷運
転時に開弁する二次側絞り弁の上流と下流とを直
接連通する通路である特許請求の範囲第１項記載
の内燃機関の空気流量制御装置。３上記電磁弁が、コイルに流すパルス電流によ
つて回転するシヤフトを有し、該シヤフトによつ
てスパイラル溝に螺合しているニードルを回転移
動させ、アイドル運転時は上記補助通路に設置し
たオリフイスを閉止しているパルス駆動電磁弁で
ある特許請求の範囲第２項記載の内燃機関の吸入
空気流量制御装置。