JPH0720373Y2 - エンジンの吸入空気量制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、スロットル弁をバイパスして供給する吸入空
気量を制御するエンジンの吸入空気量制御装置に関する
ものである。

（従来の技術） 従来より、エンジンの吸気通路に介装されたスロットル
弁をバイパスしてバイパスエアを供給するバイパス通路
を設け、このバイパス通路に空気量制御弁を配設し、ア
イドル時などの吸入空気量を微量調整するについて、こ
のバイパス通路に非通電状態で開弁する流量制御バルブ
とエンジン温度に応じて開度が変化する補助バルブとを
直列に配設するようにした吸入空気量制御装置が、例え
ば、特開昭58−124038号公報に見られるように公知であ
る。

上記先行例では、断線等によって前記流量制御バルブへ
の通電が遮断された場合などのように流量制御バルブの
駆動制御が不能となったときに、この流量制御バルブが
全閉状態となるとエンジンへの吸入空気の供給不能によ
ってエンジン始動が行えなくなるのを解消することか
ら、非通電状態で開弁するように流量制御バルブを構成
するものである。

また、上記のような流量制御バルブによるバイパス通路
の吸入空気量の制御において、その駆動制御系に例えば
配線ショートが発生して過通電が生じて制御バルブが設
定開度より大きく開かれることなどによる誤作動または
制御バルブへの異物の噛み込み等により全開近傍で制御
バルブが固着して作動不良が発生して開口面積の大きな
状態で固定すると、エンジン回転の吹き上りが生じて過
回転状態となり、エンジン温度が高い場合には更に高回
転状態となることから、上記流量制御バルブと直列に温
度上昇に対応して開度が小さくなるように変化する補助
バルブを設け、作動不良時の過回転状態を抑制するよう
にしている。

（考案が解決しようとする課題） しかして、上記のようにバイパス通路に流量制御バルブ
と補助バルブとを直列に介装してエンジン始動の確保と
過回転防止とを行うようにした構造において、補助バル
ブは流量制御バルブが最大開度に操作された際の制御最
大流量は供給する必要があり、この通常制御による最大
流量に対して断線時などの始動時用の要求流量は少な
く、補助バルブが機能するのはかなり大きな流量であ
り、温度に応じて開度を変えても実質的にかなり高い回
転数での規制を行うことになる。

そこで、本考案は上記事情に鑑み、バイパス通路に非通
電時には所定開度に開くようにした流量制御バルブと温
度によって開度が変化する補助バルブを直列に配設して
吸入空気量を制御するについて、制御最大流量を確保し
つつ流量制御バルブの非通電開度状態においても吸気流
量をエンジン温度に応じて適正な回転状態で規制可能と
するようにしたエンジンの吸入空気量制御装置を提供す
ることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本考案の吸入空気量制御装置
は、バイパス通路を、非通電時に開いた流量制御バルブ
上流のバイパス通路と補助バルブ下流のバイパス通路と
を連通する第１バイパス通路と、制御信号の通電によっ
て開いた流量制御バルブ上流のバイパス通路と補助バル
ブ下流のバイパス通路とを連通する第２バイパス通路と
で構成すると共に、両バイパス通路に各々の最大流量開
度がエンジン温度に対応して異なるように開度調整を行
う補助バルブを設けるように構成したものである。

（作用） 上記のようなエンジンの吸入空気量制御装置では、流量
制御バルブの非通電時には第１バイパス通路を吸入空気
が流れ、流量制御バルブの通電制御時には第２バイパス
通路を吸入空気が流れ、この第１および第２バイパス通
路を別途に補助バルブによって吸入空気量の上限値をエ
ンジン温度が上昇すると低減するように規制し、昇温状
態で流量制御バルブの全開近傍での作動不良が発生して
もこれによるエンジンの回転数の吹き上りを防止すると
共に、非通電時の始動確保状態ではそれより少ない流量
に対応した規制を行って、昇温始動時のエンジン回転の
吹き上りを防止するようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本考案の実施例を説明する。第１図
および第２図に本考案の一実施例の断面構造を示す。

制御装置本体１は内部を貫通して吸気通路２が形成さ
れ、この吸気通路２の途中にスロットル弁３が回動自在
に配設されている。該スロットル弁３をバイパスして上
流側と下流側とを連通するバイパス通路４が形成されて
いる。該バイパス通路４は、隔壁５によって第１バイパ
ス通路4aと第２バイパス通路4bとに区画形成され、第１
バイパス通路4aの通路面積は第２バイパス通路4bの通路
面積より狭く形成されている。

上記バイパス通路４の途中には、バイパスエア量の調整
によってアイドル回転数を制御する流量制御バルブ８が
介装されると共に、該流量制御バルブ８の下流側にエン
ジン温度に応じて上限開度を規制する補助バルブ９が介
装されている。尚、前記装置本体１は、流量制御バルブ
８の部分1aと、補助バルブ９の部分1bとに分離形成され
ている。

前記流量制御バルブ８は、図示しないコントローラから
出力された実アイドル回転数と目標アイドル回転数との
偏差に応じた制御信号（ヂューティ信号）によって駆動
制御され、この制御信号の通電時には第１バイパス通路
4aを閉じ、第２バイパス通路4bを制御信号に応じた開度
に調整して通路開度すなわち吸入空気量を所定値に制御
するものである。そして、この流量制御バルブ８は、非
通電時には図示のように第１バイパス通路4aを開く位置
に停止するように構成されている。

また、上記第１バイパス通路4aは、非通電時に開いた流
量制御バルブ８上流のバイパス通路４と補助バルブ９下
流のバイパス通路４とを連通するものであり、一方、第
２バイパス通路4bは、制御信号の通電によって開いた流
量制御バルブ８上流のバイパス通路４と補助バルブ９下
流のバイパス通路４とを連通する通常制御用通路であ
る。さらに、前記補助バルブ９は、両バイパス通路4a,4
bに各々の最大流量開度がエンジン温度に対応して異な
るように開度調整を行うように構成されている。

流量制御バルブ８の詳細構造は、バイパス通路４内で回
動して開口面積を調整する円弧面状の制御弁部材11がバ
ルブシャフト12に一体に回動可能に支持され、該バルブ
シャフト12はバイパス通路４の側方に延び、本体１に軸
受を介して支承されている。上記制御弁部材11内には、
第１バイパス通路4aと第２バイパス通路4bとの流通を阻
止する仕切部11aが形成されている。

また、上記バルブシャフト12にはマグネット14（第２図
参照）が固着され、このマグネット14に対向して駆動コ
イル15を備えたコア16が配設され、駆動コイル15への制
御信号の通電に伴ってマグネット14に回動力を与え、バ
ルブシャフト12を介して前記制御弁部材11を回動操作す
る。また、上記バルブシャフト12の端部には駆動コイル
15の駆動力とは反対方向に作用するリターンスプリング
17が連接されている。

上記駆動コイル15への制御信号（デューティ信号）によ
り、制御弁部材11を図の停止状態からデューティ信号の
大きさに応じて開方向Ａに駆動し、リターンスプリング
17によって開方向に作動するものである。

一方、前記補助バルブ９の詳細構造は第３図にも示すよ
うに、第１バイパス通路4aを開閉する第１弁部18と第２
バイパス通路4bを開閉する第２弁部19とが同一弁軸20に
固着されて一体に回動するように構成され、この弁軸20
は前記流量制御バルブ８のバルブシャフト12と直交する
方向に延びている。上記弁軸20の端部にはバイメタル21
が連接され、このバイメタル21の部分には、エンジンの
冷却水が導入され、エンジン温度の上昇に対してバイメ
タル21が変形して、前記第１弁部18および第２弁部19が
それぞれ第１および第２バイパス通路4bの開口面積を低
減して閉じるように構成されている。

前記流量制御バルブ８の制御弁部材11は駆動コイル15へ
のデューティ信号の大きさに応じて開方向Ａに回動し、
所定デューティ比以上の通電時には第１バイパス通路4a
を閉じて第２バイパス通路4bの開度調整を行うものであ
り、非通電時には図示の停止位置で第１バイパス通路4a
を開いている。そして、上記駆動コイル15に出力される
所定デューティ比以上のデューティ信号は、基本的にア
イドル回転数と目標回転数との偏差に対応して設定され
るものであり、例えば、アイドル回転数が目標回転数よ
り低い場合には吸入空気量を増大するように制御弁部材
11を開方向に作動して第２バイパス通路4bを開く制御を
行うものであり、同じ回転状態でも負荷条件（高地走
行、クーラー用コンプレッサやパワーステアリング用オ
イルポンプなどの外部負荷、電気負荷の作動時等）に応
じてデューティ信号すなわち吸気流量が相違する。

上記流量制御バルブ８に対するデューティ信号のデュー
ティ率Ｄと流量Ｑとの関係は、第４図に示すように、デ
ューティ率Ｄが０％の非通電時の流量は第１バイパス通
路4aの開度に相当するハーフオープン流量Q₁であり、デ
ューティ率がD₁〜D₂で第１バイパス通路4aが閉じて全閉
状態（若干の漏れ流量がある）となり、デューティ率が
D₃から第２バイパス通路4bが開き始め、100％で第２バ
イパス通路4bが全開状態となった最大制御流量Q₂とな
る。

一方、前記補助バルブ９における第１弁部18と第２弁部
19とはエンジン温度変化に対して、別途の開口特性で第
１バイパス通路4aと第２バイパス通路4bの開度調整を行
うものであり、このエンジン温度Ｔと流量Ｑ（開口面
積）との関係を第５図に示す。低温状態では第１および
第２バイパス通路4bは全開状態の最大流量Q₃，Q₄とな
り、両者は通路面積（開口面積）の差に相当する流量差
があり、第１バイパス通路4aの方が少ない。そして、温
度T₁を越えて上昇すると第１および第２弁部19が閉じ始
めて開口面積が徐々に低減し、温度T₂でそれぞれ最少流
量Q₃′，Q₄′となる。

前記各流量の設定条件を説明する。まず、流量制御バル
ブ８が断線または固着により作動不能となった始動確保
状態でのハーフオープン流量Q₁は、冷間時にエンジンが
始動可能なエンジン要求流量に対応して設定する。そし
て、冷間時の補助バルブ９の第１弁部18による流量Q
₃は、上記ハーフオープン流量Q₁より多く設定してその
供給を許容する。

また、上記始動確保状態での昇温時には、補助バルブ９
の第１弁部18による流量Q₃′は温間時にエンジンが始動
可能なエンジン要求流量に対応して設定し、前記ハーフ
オープン流量Q₁より少なくなり、適性な回転が得られ
る。

一方、低温時の流量制御バルブ８の全開作動に伴う第２
バイパス通路4bによる最大制御流量Q₂は、冷間時で高地
走行時で各負荷作動時のような最も大きいエンジン要求
流量に対応して設定し、この時の補助バルブ９の第２弁
部19の最大流量Q₄も同様に設定され、その供給を許容す
る。

また、上記昇温時における補助バルブ９の第２弁部19に
よる最少流量Q₄′は、温間時で高地走行時で各負荷作動
時のようなエンジン要求流量に対応して設定し、前記冷
間時の最大制御流量Q₂より少なくなり、流量制御バルブ
８に全開近傍での作動不良があった際の流量制限を行っ
てエンジン回転数の吹き上りを防止する。

尚、上記補助バルブ９の第２弁部19によって規制する上
限流量は、正常作動している流量制御バルブ８による供
給流量より常に大きくなるように設定されている。

上記実施例の作用を説明すれば、正常作動時においては
エンジン回転数、負荷などに対応して設定されたデュー
ティ信号に基づいて流量制御バルブ８を駆動し、第２バ
イパス通路4bの開口面積を調整して所定量の吸入空気量
を供給する。

上記状態で制御系の故障等により流量制御バルブ８が第
２バイパス通路4bの開口面積が大きく開いた状態で作動
不良となって固着すると、流量制御バルブ８を通過する
多量の吸入空気量ではエンジン回転数が設定値より大き
く上昇することになり、特にエンジン温度が上昇した状
態では更にエンジン回転数は高くなるが、直列に配置し
た補助バルブ９によって第２バイパス通路4bの開口面積
をエンジン温度変化に対応して開閉し、そのエンジン温
度での最大流量を規制してエンジン回転の吹き上りを抑
制するものである。

また、流量制御バルブ８が断線または固着により第１バ
イパス通路4aを開いた状態で作動不能となった場合に
は、この第１バイパス通路4aを流れる吸気流量によって
エンジン始動を可能にすると共に、冷間時より温間時の
エンジン要求流量が低減し、低温時の流量のままでは温
間時の回転数が高くなり過ぎるが、直列に配設した補助
バルブ９の第１弁部18によって温度の上昇に伴って吸気
流量を低減規制し、各温度状態に対応した適性な回転数
が得られる。

（考案の効果） 上記のような本考案によれば、バイパス通路を、流量制
御バルブの非通電時に吸気が流れる第１バイパス通路
と、流量制御バルブによる流量制御時に吸気が流れる第
２バイパス通路とで構成すると共に、この第１および第
２バイパス通路を別途に補助バルブによって吸入空気量
の上限値をエンジン温度が上昇すると低減するように規
制するようにしたことにより、流量制御バルブの非通電
時には第１バイパス通路を吸入空気が流れ、流量制御バ
ルブの通電制御時には第２バイパス通路を吸入空気が流
れ、昇温状態で流量制御バルブの全開近傍での作動不良
が発生してもこれによるエンジン回転数の吹き上りを防
止すると共に、非通電時の始動確保状態ではそれより少
ない流量に対応した規制を行って、昇温始動時のエンジ
ン回転の吹き上りを防止することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例におけるエンジンの吸入空気
量制御装置の断面正面図、 第２図は第１図のII−II線に沿う断面図、 第３図は補助バルブの弁部分の概略構造を示す斜視図、 第４図は流量制御バルブに対するデューティ信号と吸気
流量との関係を示す特性図、 第５図は補助バルブの作動に伴うエンジン水温と吸気流
量との関係を示す特性図である。 １……装置本体、２……吸気通路、３……スロットル
弁、４……バイパス通路、4a……第１バイパス通路、4b
……第２バイパス通路、８……流量制御バルブ、９……
補助バルブ、11……制御弁部材、15……駆動コイル、17
……リターンスプリング、18……第１弁部、19……第２
弁部、21……バイメタル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】スロットル弁をバイパスするバイパス通路
   に、制御信号に基づいて吸入空気量を制御すると共に非
   通電時に所定開度開いた位置を保持する流量制御バルブ
   と、エンジン温度に応じて開度が変わる補助バルブとを
   直列に配設するエンジンの吸入空気量制御装置におい
   て、上記バイパス通路を、非通電時に開いた流量制御バ
   ルブ上流のバイパス通路と補助バルブ下流のバイパス通
   路とを連通する第１バイパス通路と、制御信号の通電に
   よって開いた流量制御バルブ上流のバイパス通路と補助
   バルブ下流のバイパス通路とを連通する第２バイパス通
   路とで構成すると共に、両バイパス通路に各々の最大流
   量開度がエンジン温度に対応して異なるように開度調整
   を行う補助バルブを設けたことを特徴とするエンジンの
   吸入空気量制御装置。