JPH01100331A - アイドル回転制御装置 - 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〕 本発明は自動車のアイドル回転数を機関の運転状態に応
じて、設定回転数に制御するアイドル回転制御装置に係
り、電子制御可能なアクチュエータに関する。

〔従来の技術〕

この種のアイドル回転制御装置は、特願昭６１−８８０
０９号で提案した通りであるが、ソレノイドの非通電時
およびコイル断線時、バルブは全閉となり供給空気が停
止する構成となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この様に構成された先行技術はバルブの貼り付きやコイ
ルの断線時、バルブが全閉し、空気の供給を停止するた
め、所要アイドル回転数を維持できなくなり、機関が停
止する問題があった。

本発明の目的はバルブ貼り付きをなくし、バルブ作動装
置が機能を停止しても所要のアイドル回転数が得られる
アイドル回転制御装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的は例えばソレノイドのような電磁カー機械力変
換手段の低電流およびコイル断線時に作用するバルブ駆
動補償装置を設けることにより達成される。

〔作用〕

ソレノイドの低電流およびコイル断線時にバルブ駆動機
構のダイヤフラムに作用する圧力差を小さくすることに
より、ダイヤフラム力にばね力が打勝ち、バルブを開弁
方向に押す。このため、ソレノイドの低電流およびコイ
ル断線時にはバルブは微少開弁状態となり、バルブの貼
り付きはなくなり、かつ、ある一定の空気の供給が可能
となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図により説明す
る。第１図は本実施例の縦断面図で、ソレノイド１が非
通電およびコイル１５が断線した状態を示す。２は通気
の流入口で、大気に接続されでおり、３は流出口でエン
ジンのインテークマニホールドへ接続されている。４は
弁座を有し、バルブ６の位置によって空気量を制御する
吸気筒であり、内部にはバルブ６と一体となったシャフ
ト７が左右に動作するよう設置され左端はダイヤフラム
８に固定、右端はガイド穴９を摺動し、ダイヤフラム１
０，１１と一体となったロッド１２と当接している。１
３．１４は室を形成するふた、１５はコイル、１６はプ
ランジャ、１７〜２０は戻し用ばねである６連通路２１
，２２，２３、導入穴２４，２５．２６によって圧力室
が形成された圧力ＰＬ、Ｐ２．Ｐ３が伝達される。圧力
Ｐ３は固定オリフィス２７と、オリフィス２８およびニ
ードルバルブ２９とで形成する可変オリフィスの両オリ
フィスで決定される。

ここで、圧力および力のつりあいは次のようにしである
。

イ）圧力（絶対圧で示す） エンジン停止時（ソレノイド非通電およびコイル断面時
） ＰＬ：　ｐｚ＝　ｐ３＝　７６０　ｎｗｎＨｇ　（大気
圧）−（１）エンジン運転時（ソレノイド非通電および
コイル断線時） ０＜Ｐｌ＜Ｐｚ＝Ｐａ岬７６０＋ｎｍＨｇ　　　　・・
・（２）エンジン運転時（ソレノイド通電時） ソレノイド１のコイル１５に通電するとばね１８に抗す
る電磁力が発生しブランドヤ１６が右側方向に吸引され
、一体となったニードバルブ２９がオリフィス２８の開
口面積を減少させ、この可変オリフィスと固定オリフィ
ス２７とにより圧力Ｐ３は第４図に示す点線の如くとな
る。

作動説明上、電流０アンペア、ａアンペア、最大アンペ
ア時の圧力をそれぞれｐａ１．ｐａ”。

Ｐ３″′とする。

口）ばね力Ｓのつりあい ５１ｏ（ばね１９）＞３１７（ばね１７）＋５２０（ば
ね２０）　　　　　　　　　　　　　　　・・・（３）
ハ）ばね力Ｓ、ダイヤフラムカＦ（圧力差×受圧面積）
およびバルブ自信に作用する閉じ力Ｖ（圧力差×受圧面
積）とのつりあい圧力Ｐ３がＰ３’　のとき（Ｐ３’　
＝Ｐｚニア６０ｎｍｎＨｇ）Ｓｘｏ＞Ｖｅ＋Ｓｘ７＋Ｓ
ｚｏ＋Ｆｃ　　　　　　　　・・・（４）（Ｆ＾＝Ｆａ
＝Ｏ） 圧力Ｐ３がＰ３“のとき ＦＡ＝　Ｖ６＋　８１７　　　　　　　　　　　　　・
＝（５）ＦＡ−Ｖ６−３１７＝Ｓ１０＋ＦＣＳＺＯＦｎ
−（６）圧力Ｐ３がＰ３”′のとき ＦＡ＞　Ｖ　ｅ　＋　Ｓ’１７　　　　　　　　　　　
　　・・・（７）ＦＢ＞　Ｓ　１９＋　Ｆｃ　−Ｓ２０
　　　　　　　　　−（８）ｖ６　：バルブ閉力（バル
ブ６） ＦＡ　：ダイヤフラム力（ダイヤフラム８）ＦＢ：、　
　　ｎ　　　　　（ｎ　　　１０）Ｆｃ：　　　　　　
　　（Ｉ！　　１１）第１図における作動を説明すると
、まず、エンジン停止時には圧力が（１）式になってい
るため、（３）式のばね力のつりあいどなっている。ば
ね１９によって、ダイヤフラム１０をストッパー３ｏま
で、左側へ押すため、ロッド１２と当接するトヤフト９
も左側へ移動する。このため、バルブ６と座標４間には
隙間が生じ開弁状態である。

次にエンジン運転時のソレノイド非通電およびコイル断
線時には圧力が（２）式、っりあいが（４）式となるた
め、エンジン停止時と同様、開弁状態となり、所要の空
気量が流出口３を経てエンジンに供給される。

次に、第２図をもって説明すると第２図は第４図に示す
ように、ソレノイド１に流す電流がａアンペアでの状態
であり、圧力はＰ３１　である。この状態のつりあいは
（６）式となり、ダイヤフラム８で左側に引く力である
左辺とダイヤコラム９で右側に引く力である右辺が等し
くなる。また、左側に引く力の要素のつりあいは（５）
式となりバルブ６は弁座４に着座しており、全開状態と
なる。

第３図は第４図に示すように、ソレノイド１に流す電流
が最大アンペア時であり、圧力はＰ３″′である。この
状態ではダイヤフラム８で左側に引く力であるダイヤフ
ラム力Ｆ＾とダイヤフラム１０で右側に引く力であるダ
イヤフラム力ＦＢが（６）　（７）式となるため当接部
には隙間δが生じる。

電流最大時にＦＡは最大となるよう設定しであるため、
バルブ６と弁座４との隙間は最大となり、最大の開弁状
態となる。

以上、ソレノイド１に流す電流の３条件におけるバルブ
６の動きについて説明したが、電流を連続的に変化させ
るとバルブ６の動きは３点間を線形的に変化し、電流を
下げる場合もこの逆の変化をする。このバルブ６の動き
によって、流入口２より流出口３を経てエンジンに供給
される空気の流気は第４図実線で示す如くとなる。

以上、作動およびエンジンに供給する空気の流量につい
て説明したが１通常のアイドル回転制御は電流ａから最
大までを使用し、適正なアイドル回転が得られる。また
、ソレノイドのコイルが断線しても、バルブが全閉する
ことなく、所要の空気量をエンジンに供給できるため、
エンストは起らない。

さらに、大気やエンジン吹返し気体には粘着物を含んで
おり、バルブや弁座に付着するが、長時間、エンジンを
停止しても、バルブは開弁状態にあるため、バルブの貼
り付きによる開弁不能の問題は発生しない。

さらに、本実施例によれば可変オリフィスが形成するニ
ードルバルブ２９が、ソレノイドの非通電時、固定オリ
フィス２８より離れるよう構成したので、長時間、エン
ジンを停止しても、ニードルバルブ２９の貼り付きもな
く、かつ小さな固定オリフィス２７とオリフィス２８で
圧力Ｐ３を制御できるため、ニードルバルブ２９に作用
する圧力の影響を無視できるくらい小さくでき、ソレノ
イドを小形化できるという特徴がある。

第５図、第６図は本発明の変形例であり、前記第１図と
同条件状態を示し、同部品は同番号を付し、同機能の説
明は省略する。

第５図はダイヤフラム１０に作用する圧力Ｐ３の制御に
ソレノイド３１を用いた例であり、ロッド３２に連通穴
３°３と固定オリフィス３４を設け、連通穴３５とソレ
ノイド３１．固定オリフィス３６を設置するふた３７で
ある。第１図と同様、ロッド３２とシャフト７間には当
接面３８を有している。この場合、固定オリフィス３４
、およびオリフィス３６とニードルバルブ２９で形成す
る可変オリフィスでＰ３を決定し、前記した実施例と同
機能が得られるがダイヤフラム１０に作用する圧力を制
御する装置を別個に設けたので、本変形例の場合、ダイ
ヤフラム９とダイヤフラム１゜に作用する圧力を変える
ことが可能である。また、ソレノイド３１の電磁力を比
例的でなく、２次曲線的に変化させれば、第７図に示す
よう、実線で示す流量特性のほかに、点線で示す流量特
性が得られるという特徴がある。

第６図はダイヤフラム１０の代りにソレノイド３７の電
磁力で、プランジャ３８を動作させ、ロッド１２を動か
す変形例である。この場合、ダイヤフラム力Ｆａとソレ
ノイド３７の電磁力とを等しくしであるので、前記した
実施例と同機能が得られる。本変形の場合もソレノイド
３７の電磁力を比例的でなく２次曲線的に変化させれば
第５図に示す変形例と同様、第７図に示す、流量特性が
得られる。

以下、本発明の応用例を第８図〜第１０図により説明す
る。第８図は本応用例の縦断面図で、ソレノイド８１の
′電流が高い場合、即ち、開弁量が大きい場合で、圧力
Ｐ１が最低の時を示す。８２は通気の流入口で、大気（
大気圧Ｐｏ）に接続されており、８３は流出口でエンジ
ンのインテークマニホールドへ接続されている。８４は
弁座５とバルブ８６の位置関係によって制御された空気
量が流出入する吸気筒であり、内部にはバルブ８６と一
体となったシャフト７が左右に動作するよう設置され左
端はダイヤフラム８８に固定、右端側は摺動できるよう
ガイド穴８９に挿入されている。

シャフト７の中心部は導入穴１１０より圧力Ｐ１を伝達
する連通路１１１が設けられ、右端は開放となっている
が左端には固定オリフィス１１２が　　　　−配Ｉされ
ている。ソレノイド８１のバルブ付プランジャ１１３と
オリフィス１１２とで形成する可変オリフィスと、固定
オリフィス１１４とにより、圧力Ｐ１はＰｚに制御され
るが、このＰｚの制御はソレノイド１に加える電流によ
ってバルブ付プランジャ１１３を左側に吸引することに
より前記した可変オリフィス変化させて行う。

１５はガイド穴８９．弁座５の案内溝１１６、ダイヤフ
ラム１１７のストッパ、そして圧力室１１８を有するホ
ルダーであり、圧力室１１９には導入穴１２０、連通路
１２１を経て、大気圧Ｐｏ　が導入される。

弁座８５は略管状になっており、吸気筒８４に設けられ
た、摺動穴１２２を摺動するバネ１２３の反発力によっ
て右側に移動するようになっており、案内溝１１６を貫
通した右端側のレッグ、１２４はダイヤフラム１１７と
一体に固定されダイヤフラムプレートに当接している。

第９図は第８図の［−１に断面図であるが弁座８５のレ
ッグ１２４は４本設けてあり、さらに弁座８５にはバル
ブ８６部で計量された空気が流出口３に導入されるよう
導入穴１２６が設けられている。１２７゜１２８は戻し
用のばねで、１２９，１３０は気密用０リングである。

次に動作機能を説明すると、第８図の如く、バルブ８６
の開弁量が大きい時は圧力差（Ｐｏ　　Ｐｚ）によって
バルブ８６に作用する閉弁力は無視できる位、小さく、
圧力差Ｐｏ−Ｐｚによるダイヤフラム８８のダイヤフラ
ム力によって開弁量は決まり、この開弁量による通気面
積と圧力差ＰＯＰｌで供給空気量が決定される。ここで
、エンジンの状態が変化し、圧力Ｐ１が大気圧側に近づ
くようＰ１′まで変化するとＰｚも大気圧側にＰ２′　
　まで変化するため、Ｐｏ−Ｐ２’　の圧力差が小さく
なり、ばね１２７カがダイヤフラム力に抗して、バルブ
８６を右側へ移動させる。これにより、固定オリフィス
１１２も、バルブ付プランジャ１１３より離れるため、
可変オリフィスの開口面積が大きくなりＰ２’　からＰ
ｚに近ずくよう補正され、ばね１２７の力とダイヤフラ
ム８８の力とのバランスによって、バルブは左右に移動
するがその平均開弁量は小さくなる。一方、右側のダイ
ヤフラム１１７のダイヤフラム力も低下するため、ばね
１１３によるばね力が打勝ち、弁座８５を右側に移動さ
せ、結果として、バルブ開弁量を大きくする。このバル
ブ開弁量の補正はダイヤフラム１１７とばね１２２およ
びばね１２３との関係をＰ２かにＰ２’　　による開弁
量低下Ｐと圧力差Ｐｏ−ＰｉよりＰｏ−Ｐ１’　による
供給空気量の低下に相当する開弁量とを合せた分だけ補
正するようにしであるため、圧力がＰｏからＰ１′　に
変化してもバルブ開弁量を大きくさせることができるの
で、供給空気量は変化せず一定である。

バルブ８６の開弁量が小さい場合、圧力ＰｌからＰ１′
　　によるバルブ閉力は変化するが、空気量が小さいた
め、変化分としては小さくなる。

これらの関係をまとめると第１０図の如くとなり、第１
０図はソレノイド８１に加える電流と供給空気量との関
係を示し、従来は圧力Ｐ１からＰ１’に変化すると実線
から破線で示す供給空気量特性となるが、本実施例の説
明すら明らかなように、弁座の位置を補正するので、圧
力Ｐｉが変化しても、略、実線の供給空気量となり、ソ
レノイドの電流に対して一定な供給空気量を得ることが
できる。

従来のアイドル回転制御装置は、ダイヤフラム力とバル
ブにかかる閉力との差で供給量は決まるがバルブ開弁量
が大きくなると閉力は無視できる程度になり、ダイヤフ
ラム力でバルブ開弁量は決定される。

このため、機関の運転状態によって吸気の通路の圧力が
変化した場合、ダイヤフラム力は一定なのでバルブ開弁
量は一定でも、吸気通路の圧力が変化した分だけ、供給
空気量変化してしまい、適正なアイドル回転制御が得ら
れない。

これに対し本応用例の如く摺動可能な弁座とダイヤフラ
ムおよびばねで構成するバルブ開弁量補正装置を設ける
ことによってダイヤフラムに作用する圧力の変化に伴い
ダイヤフラム力を変化させることができ、このダイヤフ
ラム力とばね力との差に応じて、摺動可能となっている
弁座の位置を変えることにより、ダイヤフラムに作用す
る圧力が変っても、一定な空気の供給が可能となる。

本応用例の実施態様を以下に列挙する。

１、吸気管をバイパスする空気通路内に設けられ、ソレ
ノイドに入力される電気信号に応じて、バルブを弁座に
対して離れる方向に作動させ、前記空気通路を通過する
空気量を制御するアイドル回転制御装置において、弁座
を圧力に応じて移動させるバルブ開弁量補正装置を有す
ることを特徴とするアイドル回転制御装置。

２、バルブ開弁量補正装置は移動可能な弁座、バネ、ダ
イヤフラム、圧力室で構成し、上記ソレノイドでの開弁
方向とは反対側に設け、圧力が低くなると弁座を閉弁と
なる方向に制御するよう構成したことを特徴とする上記
第１項記載のアイドル回転制御装置。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ソレノイドの低電流およびコイル断線
時、バルブを開弁状態にできるので長時間、エンジンを
停止してもバルブ貼り付きがなく、所要の空気量を供給
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の非通電およびコイル断線時
の縦断面図、第２図は第１図の通電電流ａＡにおける縦
断面図、第３図は第１図の通電電流、最大Ａにおける縦
断面図、第４図は本実施例における、電流、圧力、流路
との関係を示す特性図、第５図、第６図は本実施例の変
形例で、第１図と同条件における縦断面図、第７図は第
５図。 第６図に示す変形例における電流、流量との関係を示す
特性図、第８図は本発明の応用例、第９図は第８図のＩ
Ｘ−ＩＸ断面図、第１０図は応用例の主要特性を示す図
面である。 １・・・ソレノイド、２・・・流入口、３・・・流出口
、６・・・バルブ、８・・・ダイヤフラム、１０・・・
ダイヤフラム、１２・・・ロッド、１７・・・ばね、１
９・・・ばね、２７・・・固定オリフィス、２８・・・
オリフィス、２９・・・ニードルバルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸気管をバイパスする空気通路内に設けられ、電磁
   カー機械力変換手段に入力される電気信号に応じて、バ
   ルブが固定されたシャフトと、ダイヤフラムとを一体に
   係止した開閉弁装置を作動させ、前記空気通路の断面積
   を制御してそこを通過する空気量を制御するアイドル回
   転制御装置において、前記シャフトの中心に、前記ダイ
   ヤフラムの低圧室に通じる貫通穴とその先端に固定オリ
   フィスを設け、さらに、前記低圧室を形成する壁面部材
   に前記電磁カー機械力変換手段によつて開口面積が制御
   される可変オリフィスを設置し、電気信号に応じて当該
   可変オリフィスを制御して得られる駆動圧力で前記弁の
   開閉を制御する駆動機構を構成すると共に前記電気信号
   が零の時、前記ダイヤフラムに作用する駆動圧力に抗し
   て、前記弁を微少開度位置に制御する、駆動圧力を発生
   する、補償機構を設けたことを特徴とするアイドル回転
   制御装置。 ２、前記可変オリフィスは電気信号の時全開位置に作動
   するよう構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のアイドル回転制御装置。 ３、前記可変オリイフイスは入力電気信号に対してほぼ
   比例した駆動圧力を低圧室内に発生するよう変化するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアイドル回
   転制御装置。 ４、前記機構は、前記シャフトの他端に固定されたダイ
   ヤフラムとこのダイヤフラムを前記弁の開方向に所定量
   ストロークさせる圧縮ばねと、前記低圧室と同一圧力条
   件になされた圧力室とから構成しことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のアイドル回転制御装置。 ５、前記補償機構は前記トヤフトの他端軸心上に取り付
   けられ、動作時には前記弁を閉じる方向に動作する電磁
   駆動式のプランジャと、該電磁プランジャの非動作時に
   該プランジャを介して前記弁に開方向の力を付与する圧
   縮ばねとから成ることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のアイドル回転制御装置。