JP3030744B2 - アイドル制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、負荷が発生したとき
に、内燃機関のアイドリング回転を一時的に上げるアイ
ドル制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関には、エアコンやパワーステア
リング等の補機が作動して負荷が掛かるとエンジン回転
数が低下することから、負荷が掛かるとスロットル弁を
わずかに開いて低下するであろう回転数分だけエンジン
回転数を上昇させるアイドル制御装置が装備されてい
る。また、スロットル弁には、減速時に同弁をゆっくり
戻す負圧応動型アクチュエータが配備されていて、急激
なスロットル弁の閉止によるエンジンストップや排気ガ
ス悪化を防止している。

【０００３】ところで、コストダウンの目的から、上述
した負圧応動型アクチュエータとアイドル制御装置を一
体とすることが考えられる。このタイプの場合、負圧応
動型アクチュエータを絞り手段とアイドルアップ時に動
作する負圧制御弁を介して吸気側の開口端（負圧部）に
接続し、その負圧によってスロットル弁を無負荷運転状
態時における所定位置に保持している。そして、負荷が
発生すると、負圧制御弁を作動させて負圧の供給を遮断
し、変わって大気圧を負圧応動型アクチュエータに供給
してスロットル弁を一定量開いてアイドル回転の上昇を
行い、負荷が無くなると、負圧制御弁を切って負圧応動
型アクチュエータに再び負圧を供給している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この負圧制
御弁を切る場合、既に負荷は無くなっていてアイドル回
転の補正は不必要であり、スロットル弁が無負荷運転位
置（アイドル位置）に置かれるのが望ましいが、負圧応
動型アクチュエータと吸気通路開口端との間に配置され
た絞り手段と負圧応動型アクチュエータ自身の作用によ
ってスロットル弁がゆっくり閉じてしまう。すると、負
荷の掛かっていないエンジンに対してスロットル弁のア
イドル位置が高い状態になるのでアイドル回転が上がっ
てしまい、ドライバーに違和感を与え、ドライブフィー
リングの低下につながるという問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明のアイド
ル制御装置は、内燃機関の吸気通路に設けられたスロッ
トル弁と係合して同スロットル弁の最小開度位置を規制
すると共に、負圧室に供給される圧力が小さいほど上記
最小開度位置を閉側に変更させる負圧応動型アクチュエ
ータと、上記スロットル弁が上記最小開度位置の時は同
スロットル弁の下流側となり、上記スロットル弁が開放
されたときには同スロットル弁の上流側となる位置にお
ける上記吸気通路に設けられた吸気通路開口端と、一端
が上記吸気通路開口端に連通され他端が上記負圧室に連
通する連通路と、同連通路に設けられ上記負圧室から上
記吸気通路開口端に向かう流体の流れを制限する絞り手
段と、上記絞り手段と上記負圧室との間に位置する上記
連通路に設けられ所定容量を有する負圧容積室と、上記
負圧容積室と上記負圧室との間の連通路に設けられると
共に上記内燃機関の補機の作動中は上記連通路を閉じて
上記負圧室を大気開口に連通せしめ、上記補機が非作動
中のときは上記負圧室と上記大気開口との連通を遮断し
上記連通路を開放する負圧制御弁とを備えた。

【０００６】

【作用】上記内燃機関の補機が作動すると、負圧制御弁
により吸気通路開口端と負圧応動型アクチュエータの負
圧室に連通する連通路が閉じられて負圧室が大気開口し
て同室の圧力が上昇し、吸気通路に設けられたスロット
ル弁が最小開度位置に規制される。補機が非作動中とな
ると、負圧制御弁により負圧室と上記大気開口との連通
が断たれて連通路が開放し、負圧応動型アクチュエータ
の負圧室の圧力が、連通路に設けられ負圧室から吸気通
路開口端に向かう流体の流れを制限する絞り手段と負圧
室との間に設けられた所定容量を有する負圧容積室に、
吸気通路開口端からの負圧によって吸出されて負圧室の
圧力が低下し、最小開度位置に規制されたスロットル弁
が閉側に移動される。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１における符号１は、アイドル制御装置を示
す。このアイドル制御装置１は、図示しない内燃機関に
接続される吸気通路２内に配置されたスロットル弁３、
スロットル弁３と係合して同弁の最小開度位置を規制す
ると共に最小開度位置を閉側に変更させる負圧応動型ア
クチュエータ４、スロットル弁３近傍の吸気通路に設け
られた負圧取出部として開口端６、開口端６から負圧室
１２まで延びる連通路７に設けられた絞り手段としての
絞り弁８、絞り弁８と負圧応動型アクチュエータ４との
間に設けられた負圧容積室９及び、負圧容積室９と負圧
応動型アクチュエータ４との間に設けられる負圧制御弁
としての電磁弁５とから主に構成されている。

【０００８】さらに、詳細に説明すると、スロットル弁
３は、バタフライ弁であってリンク１０を介してロッド
４ａの一端に連結されていて、同吸気通路２内の回動自
在に支持されている。同弁３は、実線で示す最小開度位
置（以下、「アイドルアップ位置」と記す）と、二点鎖
線で示す開放位置（以下、「アイドル位置」と記す）と
に負圧応動型アクチュエータ４によって位置制御される
ことで、吸気通路２内の空気流量を調整している。

【０００９】負圧応動型アクチュエータ４は、ダイヤフ
ラム１３によって気室１１と気室１２とに２分割されて
おり、このダイヤフラム１３にロッド４の他端が固定さ
れている。気室１２内には、ロッド４ａを同室に引き込
む向きに作用するコイルバネ１７が、その一端をダイヤ
フラム１３に、他端を気室１２の内壁に固定されて配設
されている。また、気室１２には、ニップル１２ａが形
成されていて、連通路７の一部をなし負圧制御弁５に配
管されるホース１４が挿入されている。

【００１０】開口端６は、スロットル弁３が実線で示す
アイドルアップ位置より開状態の時は、同スロットル弁
の上流側となり、スロットル弁３が二点鎖線で示すアイ
ドル位置にあるときは、同スロットル弁の下流側となる
位置に存在し、吸気通路２の側壁２ａに設けられた負圧
取出部であって、連通路７を介して気室１２を負圧化し
ている。

【００１１】また、スロットル弁３が実線で示すアイド
ルアップ位置の時でも開口端６に負圧が生じる位置、す
なわち、開口端６は、スロットル弁のアイドルアップ位
置に対して真横かやや下流側に配置されている。つま
り、気室１２は、図示しないエンジンのアイドル状態時
において、負圧室となっている。

【００１２】絞り弁８は、一方向弁８ａとオリフィス８
ｂとがその内部にそれぞれ形成されている。一方向弁８
ａは、開口端６からの負圧Ｆ１によって開弁されて連通
路７と同圧で空気流を流すと共に、気室１２側からの圧
力Ｆ２に対しては、閉弁して空気流の流れを止めるもの
である。また、オリフィス８ｂは、空気流の連通路７内
を流れる空気に流動抵抗を与えるようになっていて、特
に一方向弁８ａが閉弁時に、気室１２側からの空気流に
絞りとして働く。

【００１３】負圧容積室９は、一方９ａが負圧制御弁５
の負圧導入口５ｃに、他方９ｂが絞り弁８につながる連
通路７ａに接続されている。負圧容積室９は、少なくと
も気室１２内容量と略同一となる所定容量となるように
形成されている。

【００１４】電磁弁５には、ホース１４が挿入されるニ
ップル５ａと、大気開放口５ｂ及び負圧容積室９につな
がる負圧導入口５ｃが形成されると共に、負荷信号Ｇに
よって移動する可動片１５が設けられている。この可動
片１５の両端には、大気開放口５ｂと負圧導入口５ｃを
それぞれ塞ぐ弁部１５ａ，１５ｂが形成されている。こ
の可動片１５には、コイルバネ１６が係止していて、弁
部１５ａを大気開放口５ｂ部に付勢している。

【００１５】電磁弁５は、負荷信号Ｇが発生しない時に
おいて大気開放口５ｂを閉じて同大気開放口５ｂと気室
１２との連通を遮断し、負荷信号Ｇが発生すると、負圧
導入口５ｃを閉じて気室１２と大気開放部５ｂとを連通
させるように動作する。

【００１６】本実施例において、負荷信号Ｇには、図示
しない補機の一つであるパワーステアリングに蛇角が与
えられ時の油圧ポンプの作動信号が用いられており、ス
テアリングの操作中をオンとし、ニュートラル状態をオ
フとしている。従って、補機が作動中であると負荷信号
Ｇが発生して、気室１２が大気開放部５ｂと連通され、
補機が非作動であると気室１２が連通路６と連通され
る。

【００１７】このように構成されたアイドル制御装置１
の動作を図２，図３を加えて説明する。まず、本実施例
において、スロットル弁３が２点鎖線で示すアイドル位
置にある時、アイドル回転は７５０ｒｐｍに設定されて
いる。この時、気室１２と、開口端６及び絞り弁８と負
圧容積室９の間の連通路７ａは、−４００mmhgの負圧と
なっている（図３参照）。

【００１８】この状態からステアリング操作が行われて
補機である図示しないオイルポンプが作動して負圧信号
Ｇが発生すると、電磁弁５がオン状態となって負圧導入
口５ｃが塞がり大気開放口５ｂが開口し、気室１２内へ
の負圧Ｆ１の供給が断たれて大気圧Ｆ３が供給される。
この時、気室１２内の圧力が−４００mmhgから０となる
と共に、負圧容積室９に負圧Ｆ１が溜められる。

【００１９】気室１２が大気圧Ｆ３化すると、ダイヤフ
ラム１３が気室１２の容積を大きくする向きに移動し
て、ロッド４ａがコイルバネ１７のバネ力に抗して突出
し、スロットル弁３が２点鎖線で示すアイドル位置から
実線で示すアイドルアップ位置まで回動し、７５０ｒｐ
ｍにあったアイドル回転が１２００ｒｐｍまで上昇する
（図３参照）。

【００２０】一方、ステアリング操作がニュートラルに
戻され、ポンプが非作動となると、負圧信号Ｇがオフと
なりコイルバネ１６によって可動片１５が大気開放口５
ｂに付勢されて同開放口５ｂが塞がり、負圧導入口５ｃ
が開口される。すると、負圧容積室９に溜った負圧Ｆ１
が一気に開放されて気室１２内の大気圧Ｆ３が負圧容積
室９の容積に相当するα分だけ減圧される。この減圧に
よってダイヤフラム１３がロッド４ａを負圧応動型アク
チュエータ４内に引き込み、スロットル弁３が瞬時に２
点鎖線で示すアイドル位置に向かって回動する。

【００２１】この時のスロットル弁３は、一気にアイド
ル位置まで回動されるのではなく、図３に示す負圧容積
室９に溜められた負圧Ｆ１の大気圧からの減圧量αが気
室１２で減圧され、ダイヤフラム１３の移動量に対する
回動角度だけ当初一気に閉方向に回動し、その後、開口
端６からの負圧を絞り弁８のオリフィス８ｂの流動抵抗
によって除々に実線で示すアイドル位置まで戻される。

【００２２】ここで、減圧量αについて説明すると、図
１に示す負圧応動型アクチュエータ４から電磁弁５まで
の容積をＶ１，開口端６から電磁弁５手前までの負圧容
積室９と絞り弁８の容積を含む連通路７の容積をＶ２と
した時、次の式１によって求めることができる。

【００２３】 α＝負荷Ｆ１×Ｖ２／Ｖ１＋Ｖ２・・・式１ この式から、減圧量αは、負荷Ｆ１と容積Ｖ１から求め
られ、少なくとも負圧容積室９の容積をＶ１とすること
で、気室１２内をα分だけ減圧できる。また、従来のア
イドル制御装置と本実施例のアイドル制御装置との同一
スロットル開度時における負荷とエンジン回転数との関
係を図２に示す。図２において、従来の装置では、負荷
の変化に対するスロットル弁の応答性がよくなかったの
で、負荷が発生するとｊ点からｋ点に補正されたアイド
ル回転数は、負荷が無くなると、応答遅れによる吹き上
がりによってｌ点を経てｊ点に戻っていた。

【００２４】本発明の装置では、スロットル弁３の負荷
変化に対する応答性が良く負荷が無くなるとすぐに閉じ
られるので、ｋ点に補正されたアイドル回転数は上昇す
ることなくｍ点に移動してコイネバル１７の作用により
ｊ点に移動する。

【００２５】従って、負荷信号Ｇがオフになると、すぐ
にスロットル弁３が一定量閉じられるので、無負荷にな
った図示しないエンジンへの過剰な空気流量が減少し、
図３に２点鎖線で示した従来のスロットル弁の応答遅れ
によるエンジン回転の吹き上がりがなくなり、ドライバ
ーに対する違和感が軽減されて、ドライブフィーリング
を向上することができる。

【００２６】また、本実施例では、補機としてパワース
テアリングの油圧ポンプが用いられ、これから負荷信号
Ｇを取っているが、これに限定されるものではなく、エ
アコン等の他の電気負荷から負荷信号Ｇをとっても良
い。すなわち、アイドルアップの必要なエンジンの外部
負荷に対して有効な装置である。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、負荷状態から無負荷状
態に切り替わるときにおけるスロットル弁の閉じ方向へ
応答遅れによるエンジン回転数の吹き上がりがなくなる
ので、ドライバーに対する違和感が軽減されてドライブ
フィーリングの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すアイドル制御装置の概
略構成図である。

【図２】本発明のアイドル制御装置の促成を示す等スロ
ットル開度曲線図である。

【図３】本発明のアイドル制御装置にかかる各部のタイ
ミングを示す線図である。

【符号の説明】

１ アイドル制御装置 ２ 吸気通路 ３ スロットル弁 ４ 負圧応動型アクチュエータ ５ 負圧制御弁（電磁弁） ６ 吸気通路開口端 ７ 連通路 ９ 負圧容積室 １２ 負圧室（気室） Ｆ１ 負圧 Ｆ３ 大気圧 Ｇ 負荷信号

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の吸気通路に設けられたスロット
   ル弁と、 上記スロットル弁と係合して同スロットル弁の最小開度
   位置を規制すると共に負圧室に供給される圧力が小さい
   ほど上記最小開度位置を閉側に変更させる負圧応動型ア
   クチュエータと、 上記スロットル弁が上記最小開度位置の時は、同スロッ
   トル弁の下流側となり、上記スロットル弁が開放された
   ときには同スロットル弁の上流側となる位置において上
   記吸気通路に設けられた吸気通路開口端と、 一端が上記吸気通路開口端に連通され他端が上記負圧室
   に連通する連通路と、 上記連通路に設けられ上記負圧室から上記吸気通路開口
   端に向かう流体の流れを制限する絞り手段と、 所定容量を有し上記絞り手段と上記負圧室との間に位置
   する上記連通路に設けられた負圧容積室と、 上記負圧容積室と上記負圧室との間の連通路に設けられ
   ると共に上記内燃機関の補機の作動中は上記連通路を閉
   じて上記負圧室を大気開口に連通せしめ、上記補機が非
   作動中のときは上記負圧室と上記大気開口との連通を遮
   断し上記連通路を開放する負圧制御弁とを備えたアイド
   ル制御装置。