JPH0243016B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は内燃機関のアイドル回転数制御装置に
関する。

従来の技術 内燃機関のアイドル回転数を制御するために、
吸気通路に配置されたスロツトル弁をバイパスし
て形成されたバイパス通路に流量制御弁を設けた
ものは、例えば実開昭57―132046号公報に記載さ
れているように公知である。この考案ではさらに
発進性能を確保するために補助のバイパス通路を
並設している。

内燃機関のアイドル回転数を制御するに際して
は、できるだけ低い回転数で安定した回転を得る
ことが望ましく、このために、流量制御弁は機関
作動状態に応じてフイードバツク制御される。弁
体制御手段としてソレノイドコイルが使用され、
このコイルにはデユーテイ比を変化させたパルス
信号が与えられる。一方、弁体駆動制御装置に異
状が起つたとしてアイドル時にエンジンストール
したり異常に回転数が上昇したりしないようにす
るために、流量制御弁の駆動制御装置とは独立的
に最小回転数及び最大回転数を確保するようにし
ておくのが好ましく、このために例えば第３図に
示されるようなバイメタルガードが使用されてい
る。バイメタルガードは流量制御弁の弁体の運動
を予め定められた上限と下限との範囲内に規制す
るものであり、例えば弁体の運動が下限により規
制されているときにエンジンストールしないため
の最小流量が確保されるようになつている。

発明が解決しようとする問題点 特に暖機完了付近及び暖機完了後においては、
必要な吸入空気量が小さくなるので駆動制御装置
により駆動制御される弁体がバイメタルガードの
下限設定位置に近接した位置でフイードバツク制
御されることになり、慣性重量の小さい弁体がパ
ルス毎に細く応動する際にバイメタルガードに接
触して反撥され、その結果第７図に示されるよう
に流動変動を生ずる。これを避けるためには、バ
イメタルガードの下限設定位置を弁体の常用運動
領域から離すことが必要であるが、バイメタルガ
ードの設定位置を下方にずらすと万一の場合のた
めに必要最小流量を確保するというバイメタルガ
ード本来の機能が果せなくなる。本発明の目的は
前述したような流動変動を生ずることなく必要最
小流量を確保することができるアイドル回転数制
御装置を得ることにある。

問題点を解決するための手段 本発明によるアイドル回転数制御装置は、吸気
通路に配置されたスロツトル弁をバイパスして形
成されたバイパス通路に流量制御弁を設け、該流
量制御弁は機関作動状態に応じて予め設定された
アイドル回転数を得るために制御装置の制御の下
に弁体を駆動する弁体駆動装置を具備し、さらに
温度に依存して定められた最大アイドル流量と最
小アイドル流量とを前記弁体駆動装置の作用とは
独立的に確保するための保護装置を設け、該保護
装置は前記弁体の運動を温度に依存して移動され
る一定関係の上限と下限を有する範囲内に規制す
るガード装置と前記弁体及び前記スロツトル弁を
バイパスして形成された第２バイパス通路とから
なり、予め定められた温度以下においては前記ガ
ード装置により弁体の運動を前記上限及び下限に
それぞれ規制することにより前記最大アイドル流
量と前記最小アイドル流量とが確保され、前記予
め定められた温度以上においては前記ガード装置
の規制によることなく前記第２バイパス通路から
の流れにより前記最小アイドル流量が確保される
とともに前記ガード装置により弁体の運動を前記
上限に規制することにより前記最大アイドル流量
が確保されるようにしたことを特徴とする。

実施例 第１図において、機関本体１には公知の吸気管
２が接続される。吸気管２には従来公知のように
エアクリーナ３、エアフローメータ４、スロツト
ル弁５、サージタンク６、及び燃料噴射弁７が順
に配置される。吸気管２からスロツトル弁５をバ
イパスするバイパス通路８が形成され、そこに流
量制御弁９が配置される。流量制御弁９はその弁
体を駆動するためのコイル１０及びコイル１０制
御電圧を送るための制御装置（ECU）１１を具
備する。制御装置１１は公知のデジタルコンピユ
ータから成り、機関回転数に基く信号ａ、機関冷
却水温に基く信号ｂ、スロツトル弁５の位置によ
りアイドル状態を知らせる信号ｃ及びその他の検
出信号を入力されて流量制御弁９の開度を代表す
る電流を第４図に示すようなパルスとしてコイル
１０に出力する。第１図には流量制御弁９の弁体
をバイパスする第２のバイパス通路１２が示され
ており、そこには流量設定手段１３が設けられて
いる。

第２図は第１図の流量制御弁９の詳細を示し、
第３図は第２図の弁体部分の詳細を示すものであ
る。流量制御弁９は内部にほぼまつすぐな主通路
１４ａを形成した弁本体１４からなり、前記主通
路に連通してバイパス通路８の一部を形成するイ
ンレツトパイプ８ａ及びアウトレツトパイプ８ｂ
が接続される。そこで空気は矢印Ｆで示される方
向に流れることができる。主通路１４ａに直交す
るように弁軸１５が取付けられ、図示しない軸受
により弁本体１４に支承される。弁軸１５には２
個の平板状ステー１６間に円柱の縦割りされた一
部からなる形状の弁体１７が支持され、この弁体
１７は弁軸１５の回転とともに回転して弁本体１
４に形成した弁座１８に係合することができる。

弁軸１５の弁体１７より上方部分にはマグネツ
ト１９が取付けられ、マグネツト１９を挟むよう
に一対のソレノイド１０が弁本体１４内に配置さ
れている。コイル１０には制御装置１１からパル
ス電圧が供給される。このパルス電圧のデユーテ
イ比（Ｗ／Ｔ）を変化させることにより弁体１７
を適切な位置に駆動することができる。

弁軸１５の弁体１７より下方部分には円板状ガ
ード２０が取付けられる。円板状ガード２０の外
周面は切欠かれており、その切欠の一定間隔を有
する対向面２１ａ，２１ｂ間に弁本体１４に固着
されたバイメタル２２の自由端が遊挿される。バ
イメタル２２の自由端は温度の変化とともにほぼ
弁軸１５の回りを動くことができ、このバイメタ
ル２２の運動はコイル１０により駆動される弁軸
１５及び弁軸に一体的な部分の運動とは独立的で
ある。特定の温度にあるときを考えれば、バイメ
タル２２の自由端は静止しており、一方、弁軸１
５及びその同体部分は供給されるパルス電圧に応
じて運動することになる。この弁軸１５及びその
同体部分の運動はガード２０の切欠面２１ａ及び
２１ｂがそれぞれバイメタル２２の自由端に当接
される範囲内に制限されることになる。即ち、切
欠面２１ａ及び２１ｂの一方がバイメタル２２の
自由端に当接することによつて弁体１７の回転運
動の範囲が上限に規制され、他方の切欠面が当接
されることによつて下限に規制されることにな
る。

第１図に示された第２のバイパス通路１２は第
２図では弁本体１４内に弁本体１７をバイパスし
て形成され、この第２のバイパス通路１２には前
述した流量設定手段１３としてアジヤストスクリ
ユーが配置され、第２のバイパス通路１２の流量
を所望のほぼ一定値に設定することができるよう
になつている。

以上説明したガード２０及びバイメタル２２か
らなるガード装置と第２のバイパス通路１２とに
は密接な関係があり、協働してコイル１０等の異
状時のための保護装置となるものであり、第５図
から第７図を参照してその関係について説明す
る。第５図は温度（例えば機関冷却水温）に依存
してアイドル流量を制御するためのグラフを示
し、実線Ａはエンジンストール等が起きないよう
にするために必要な最小のアイドル流量を示し、
実線Ｂは機関回転数が異常に上昇し過ぎないよう
にするために抑えなければならない最大のアイド
ル流量を示す。矢印Ｃで示される範囲は弁体１７
の駆動により制御される範囲であり、例えば、温
度T₁に対して予め設定された機関回転数（目標
値）に対して、その温度とともに検出された機関
回転数が高すぎる場合には吸入空気量を低下させ
るように弁体１７を制御することになる。そし
て、この低下量が例えば実線Ａを越えて行われよ
うとする場合には、ガード装置により実線Ａより
低下しないように弁体１７の運動が制限される。

第５図に示されるように、アイドル流量は温度
が低い間は多く、温度の上昇とともに漸減され、
そして暖機完了温度（例えばT₀）に達すると以
後は相対的に少い流量に維持されるのが好まし
い。第６図の実線Ｄは制御出力となるデユーテイ
比とそのデユーテイ比により制御された弁体１７
の運動に対応すアイドル流量との関係を示し、第
５図の温度T₁に対応する制御範囲がC₁で、温度
T₂に対応する制御範囲がC₂でそれぞれ示されて
いる。破線A′は暖機完了後の必要最小流量を示
す。この暖機完了後の必要最小流量は（第２のバ
イパス通路１２の無い）従来の構造では前述した
ガード装置により確保されていたものであり、第
６図には制御範囲C₂として示されているが暖機
完了後には回転が安定していることが多いので弁
体１７は実際にはガード装置のガード２０の規制
面２１ａ又は２１ｂに極く近接した位置付近又は
前記規制面にむしろ押付けられるようにしてフイ
ードバツク制御されることになり、その結果第７
図に示されるような流動変動を生じて機関回転が
不安定になることは前述した通りである。

本発明においては常時開口している第２のバイ
パス通路１２が設けられており、この第２のバイ
パス通路１２の流量が前述の流量A′に対応する
ように定められる。これによつて、弁体１７の運
動の下限を規制するガード装置のガード２０の規
制面２１ａ又は２１ｂをより低流量側にずらし
て、例えば第５図に破線Ｅで示されたようにする
ことができる。これは、ガード２０の弁体１７に
対する位置を従来よりもずらすことによつて達成
することができる。その結果、弁体１７はコイル
１０による駆動装置及び制御装置１１の制御の下
に駆動され、一方、弁体１７の運動は温度T₀以
下では上限及び下限ともガード２０により規制さ
れてそれぞれ規制位置に従つた最大流量と最小流
量が確保され、温度T₀以上では弁体１７の運動
はその上限のみガード２０により規制されて最大
流量を確保することができ、温度T₀以上での最
小流量はガード２０の規制によることなく第２の
バイパス通路１２からの流れにより確保され、こ
のときには弁体１７はほとんど弁座１８の通路を
閉ざす状態になる。その結果、第７図に示したよ
うな流動変動が解消されることになる。

第８図は流量制御弁９の変形例を示し、第２図
に１２で示された第２のバイパス通路が主通路１
４ａを形成する弁本体壁面に弁座１８を縦断して
延びる溝２５として形成されたものである。その
他の構成については前述した実施例と同様であ
る。第９図は第１図の変形例を示し、ここでは第
２のバイパス通路が第１のバイパスポート８の他
にさらにスロツトル弁５をバイパスするバイパス
通路として形成される。これらの両例において
も、第２のバイパス通路の流量はガード装置と密
接に関係して定められる。

発明の効果 以上説明したように、本発明によればアイドル
時の空気流動変動を解消することができ、よつて
安定したアイドル回転を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した内燃機関の吸気系の
略図、第２図は第１図の流量制御弁の詳細断面
図、第３図は第２図の流量制御弁の弁体部分の斜
視図、第４図は弁体の駆動を説明する回路図、第
５図は温度に対するアイドル流量のグラフ、第６
図はデユーテイ比に対するアイドル流量のグラ
フ、第７図は従来の流動変動を有するアイドル流
量のグラフ、第８図は第２図の変形例を示す断面
図、第９図は第１図の変形例を示す略図である。 １…機関本体、２…吸気管、８…バイパス通
路、９…流量制御弁、１０…コイル、１１…制御
装置、１２…第２のバイパス通路、１７…弁体、
２０…ガード、２１ａ，２１ｂ…対向切欠面（規
制面）、２２…バイメタル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸気通路に配置されたスロツトル弁をバイパ
   スして形成されたバイパス通路に流量制御弁を設
   け、該流量制御弁は機関作動状態に応じて予め設
   定されたアイドル回転数を得るために制御装置の
   制御の下に弁体を駆動する弁体駆動装置を具備
   し、さらに温度に依存して定められた最大アイド
   ル流量と最小アイドル流量とを前記弁体駆動装置
   の作用とは独立的に確保するための保護装置を設
   け、該保護装置は前記弁体の運動を温度に依存し
   て移動される一定関係の上限と下限を有する範囲
   内に規制するガード装置と前記弁体及び前記スロ
   ツトル弁をバイパスして形成された第２バイパス
   通路とからなり、予め定められた温度以下におい
   ては前記ガード装置により弁体の運動を前記上限
   及び下限にそれぞれ規制することにより前記最大
   アイドル流量と前記最小アイドル流量とが確保さ
   れ、前記予め定められた温度以上においては前記
   ガード装置の規制によることなく前記第２バイパ
   ス通路からの流れにより前記最小アイドル流量が
   確保されるとともに前記ガード装置により弁体の
   運動を前記上限に規制することにより前記最大ア
   イドル流量が確保されるようにしたアイドル回転
   数制御装置。