JPH01247728A - 内燃機関のアイドル回転数制御装置 - 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、駆動容量が可変なエアコンプレッサを駆動す
る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〉 電子制御燃料噴射式内燃機関においては、吸気系のスロ
ットル弁をバイパスする通路に補助空気流量制御弁を介
装し、該補助空気流量制御弁の開度を制御することによ
り、機関のアイドル回転数を制御することが行われてい
る。

前記補助空気流量制御弁としては、例えば、通路面積を
制御する弁体と、該弁体を閉弁方向に付勢するリターン
スプリングと、通電時に弁体を開弁方向に駆動させる電
磁力を発生する電磁コイルとを備え、電磁コイルへの通
電量を、検出された機関回転数に基づいてコントロール
ユニットでデユーティ制御することにより、弁体の開度
を調整して通路面積を制御し、補助空気流量を制御して
アイドル回転数を目標値にフィードバック制御するもの
である（例えば、実開昭６２−１２７４７号公報等参照
）。

ところで、従来の補助空気流量制御弁では、車両の予期
せぬ加速の対策上、その最大流量をコントロールユニッ
トが誤動作して間違って全開信号が出力されても機関回
転数が過度に高くならないように設定してあり、このた
め、エアコンやパワーステアリング等の外部負荷使用時
に補助空気流量制御弁だけでは、十分な空気量が確保で
きない。

したがって、かかる補助空気流量制御弁を使用するアイ
ドル回転数制御装置にあっては、従来第１６図に示すよ
うな構成としている。

即ち、機関の吸気通路１のスロットル弁２をバイパスし
て、補助空気流量制御弁３が介装される第１の補助空気
通路４とは別に、エアコンやパワーステアリング等の機
関外部負荷使用時にＯＮとなるスイッチ５に直列接続し
た電磁弁６を介装した第２の補助空気通路７を設け、ス
イッチ５のＯＮ動作により、電磁弁６を開弁させて第１
及び第２の補助空気通路４．７の双方から空気を供給し
て負荷増大に伴う機関回転変動を抑制するようにしてい
る。８は機関本体、９はコントロールユニットである。

また、前記のように補助空気流量を調整するための弁及
び補助空気通路が２系統必要な構造を簡素化したものを
本願出願人は提案している。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来の内燃機関のアイドル回
転数制御装置にあっては、エアコン等の外部負荷使用時
に一定量の補助空気の増量を行う構成とな、っているた
め、可変容量型のエアコンを駆動する機関の場合は、エ
アコンのＯＮ時にコンプレッサの駆動負荷の最大値に対
応できる補助空気の増量分を確保すると、冬期のように
外気温度が低く、コンプレッサの駆動負荷の少ない条件
下で、コントロールユニットが誤動作を起こした場合に
補助空気流量制御弁の全開流量は同じでも、エアコンの
負荷が小さいために機関回転数が過度に上昇する可能性
を生じるという問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、エアコンプレッサの負荷の大きさに応じて補助空気
流量制御弁の最大流量を変えることにより、前記問題点
を解決した内燃機関のアイドル回転数制御装置を提供す
ることを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明は駆動容量の可変機構を有するエアコ
ンのコンプレッサを駆動すると共に、機関吸気系のスロ
ットル弁をバイパスする補助空気の流量を前記コンプレ
ッサーの駆動時には増大するように制御することによっ
て機関のアイドル回転数を制御する補助空気流量制御装
置を備えた自動車用内燃機関において、前記補助空気流
量制御装置によって制御される補助空気の最大流量を前
記エアコンプレッサの駆動容量に応じて可変に規制する
最大流量規制手段を設けた構成とする。

〈作用〉 最大流量規制手段は、補助空気流量制御装置によって制
御される補助空気の最大流量を前記エアコンプレッサの
駆動容量に応じて可変に規制する。

これにより、冬期等外気温度が低く、エアコンの駆動負
荷の少ない条件下では、最大流量規制手段によって補助
空気流量制御装置の最大流量を低く規制することにより
、機関回転数が過度に上昇することを防止できる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の一実施例に使用される補助空気流量制
御弁１０の構造を示す。

図において、機関吸気通路のスロットル弁をバイパスす
る補助空気通路の一部をなす通路１１を設けた弁本体ケ
ース１２に弁座１３が形成され、該弁座１３の開口部１
３ａを介して通路１１の上流部１１Ａと下流部１１Ｂと
が連通している。そして、前記開口部１３ａを貫通して
棒状の弁体１４が、弁本体ケース１２両端の軸受１５．
１６によりスライド可能に軸受されて、リターンスプリ
ング１７によって弁座１３方向、即ち閉弁方向に常時弾
性付勢されている。

また、弁体１４の一端には、弁本体ケース１２にネジ１
８により固定されるソレノイドケース１９内にスライド
可能に収納されたプランジャ２ｏがスプリング２１によ
って圧接されている。該プランジャ２ｏの周囲には、プ
ランジャ２０を介して弁体１４を開弁方向に駆動させる
第１及び第２の電磁コイル２２．２３が設けられている
。

これら電磁コイルのうち一方の第１電磁コイル２２に、
第１図に示すようにコントロールユニット９からの機関
回転数に応じたデユーティ信号を入力して通電量が機関
回転数に応じて制御される構成であり、第１電磁コイル
２２の内側に配置される第２ｔｌコイル２３は、エアコ
ンスイッチ２５のＯＮ動作によってＯＮとなるリレー２
７の接点２７ａに後述するような構成２機能を有する可
変抵抗２６を直列に介して電源２８に接続されている。

また、リレー２７の接点２７ａには、駆動容量可変型の
エアコンのコンプレッサ回転軸と機関の出力軸との伝達
を接離する電磁クラッチ２９が接続されている。

一方、駆動容量可変型のエアコンは、本実施例では、外
気温度に応じて駆動容量が可変となる構造を有している
。具体的には外気温度上昇に伴って吸入冷媒温度、圧力
が低下すると、これに感応するバルブにより、圧縮室内
の吐出冷媒の一部を吸入側空間に戻すことによって吐出
圧力即ち駆動容量を減少する構造を有している（昭和６
２年１１月１日株式会社山海堂発行「内燃機関　Ｖｏｌ
、２６ＮＯ９３３７」第６３頁参照）。

また、前記可変抵抗２６はエアコンのコンプレッサの駆
動容量に応じて抵抗値が可変となるように構成されてい
る。

第３図に示すものは、固定抵抗２６ａ上をスライドする
可動接点２６ｂが板状のバイメタルで形成されており、
外気温度が上昇する程可動接点２６ｂは図で左側に屈曲
し、抵抗値が減少するようになっている。

また、第４図に示すものは渦巻き状のバイメタル２６ｃ
の中心側端部にねじ状の可動抵抗２６ｄの一端を固定し
、該可動抵抗２６ｄを内周面にめねじを切った筒状のホ
ルダ２６ｅにねじこんである。そしてバイメタル２６ｃ
の中心側端部が外気温度に感応して軸回りに変形すると
、可動抵抗２６ｄのホルダ２６ｅに対するねしこみ量が
変化し、ホルダ２６ｅ内周面に可動抵抗２６ｄと接触す
る接点２６ｆから抵抗値を取り出すようになっている。

このものも、外気温度が上昇する程可動接点２６ｄは図
で左側に屈曲し、抵抗値が減少するようになっている。

なお、以上の他、外気に曝した電線自体の温度抵抗係数
により抵抗値が変化する（一般に温度上昇により抵抗値
は増加する）特性を利用した可変抵抗２６としてもよい
。

さらに、コンプレッサーの駆動容量を代表する温度とし
て、外気温度の他、機関の吸入空気温度。

車室内温度、エバポレータの出入口の空気温度差又は冷
媒温度差等を感知させるようにしてもよい。

第５図はコンプレッサーの駆動容量をコンプレッサーの
吐出圧力制御用のコントロールバルブの変位によって検
出し、これに応じて抵抗値が変化する可変抵抗２６の実
施例を示す。

図において、コンプレッサーのケース内部に設けられた
コントロールバルブ６０は真空状態としたベローズ６１
の内部にスプリング６４が介装され、該ベローズ６１の
可動端に固定された弁体６５が吐出ボート６２とケース
内部空間とを連通する弁孔６３の開度を可変に調整する
ように構成されている。

そして、車室内温度が高いときや、低速走行していると
きのように、最大冷力を要求される時には、コンプレッ
サーへの吸入圧力が高くなり、したがってベローズ６１
は収縮し、弁体６５は弁孔６３を閉じて吐出圧力（駆動
容りを高めるように作用する。一方、エバポレータの吸
い込み空気温度が低い場合や、高速で運転している時等
は、コンプレッサーへの吸入圧力が低下し、一定値以下
となるとベローズ６１は膨張して弁体６５は弁孔６３を
開き吐出冷媒の一部をケース内部空間に戻すことによっ
て吐出圧力を低下させる。

かかる構成のコントロールバルブにおいて、前記ベロー
ズ６１の内部に該ベローズ６１の伸縮量に応じて抵抗値
が変化する可変抵抗２６を内蔵する。

ここで、前記可変抵抗２６はベローズ６１の伸長量が小
さくなる程、したがってコンプレッサーの駆動容量が大
となるほど抵抗値が減少する特性を有している。

第６図に前記補助空気流量制御弁１０を適用したアイド
ル回転数制御装置のシステム構成を示す。

これに基づいて動作を説明する。

まず、エアコンを駆動しない場合において、機関本体８
の機関回転数信号がコントロールユニット９に入力され
ると、予め設定された目標回転数と比較し、その差に基
づいて機関回転数を目標値に一致させるべく、コントロ
ールユニット９がら所定のデユーティ信号が出力され、
その通電量に応じた電磁力とリターンスプリング１７の
ばね力とのバランスする位置に弁体１４が変位して弁体
１４と弁座１３との間の通路面積が制御され、機関の要
求する補助空気流量がスロットル弁２をバイパスする補
助空気通路４を介して供給される。

この際に、コントロールユニット９の故障等によって間
違って全開信号が出力されたとき、その電磁力に対応す
る最大流量は機関回転数が過度に高くならない量に抑え
られているので、予期せぬ加速を生じることはない。

一方、エアコンの駆動時はエアコンスイッチ２５がＯＮ
とされ、第２電磁コイル２３が通電される。

これによって、第１電磁コイル２２の通電による電磁力
に第２電磁コイル２３の電磁力が加わり、弁開度量がそ
の分増大し、負荷増大による補助空気流量の必要量を十
分確保することができ、アイドリング時の機関回転の低
下を防止できる。

ここにおいて、前記したようにエアコンのコンプレッサ
ーの駆動容量（トルク）は外気温度の上昇に応じて増大
する特性を有するが、一方、感温型の可変抵抗２６の抵
抗値は外気温度の低下に応じて増大する特性を有する（
第７図及び第８図参照）。

したがって、外気温度が低くエアコンの駆動負荷が小さ
い場合はこれに伴って、第２電磁コイル２３への通電量
も減少するため、コントロールユニット９の故障等によ
って間違って全開信号が出力されたときでも、補助空気
流量制御弁１ｏの最大流量を規制することができるため
、エアコンの非駆動時と同様機関回転数の過度の上昇を
抑制でき、予期せぬ加速を生じることはない。

なお、エアコンの駆動時に通常の正常なデユーティ制御
が行われている場合には、前記のように最大流量を規制
すべく可変抵抗２６の抵抗値が変化して第２電磁コイル
２３への通電電流が変わっても、第１電磁コイル２２側
のデユーティが自動調整されるので補助空気流量は変化
することなく、アイドル回転数を目標値にフィードバッ
ク制御できる。

第９図は、前記補助空気流量制御弁に代わるロータリー
ソレノイド式の補助空気流量制御弁を示す。

図において、補助空気流量制御弁３０は、補助空気通路
の位置部をなす通路３１を有するハウジング３２に円筒
面をなす弁座３３が形成され、該弁座３３の開口部を介
して通路３１の上流部３１Ａと下流部３１Ｂが連通して
いる。弁座３３には、当該弁座３３と同じ円状の円筒面
を有する弁体３４が中空のロータ３５の一端部に固定さ
れて摺動しており、このロータ３５は弁座３３と同心状
にハウジング３２に固定された固定軸３６に軸受３７．
３Ｂを介して回動可能で、この弁体３４の回動に伴って
弁座３３に形成された開口部の通路面積が制御される。

弁体３４と一体に回動するロータ３５とハウジング３２
との間にはヘリカル状のリターンスプリング３９が介装
され、このリターンスプリング３９によりロータ３５を
介して弁体３４を閉方向に付勢している。

ロータ３５は磁性材料からなり、その中間部に周方向に
互いに１８０°ずらした位置で半径方向に突出する突出
部３５ａ、３５ｂを有している。

また、該突出部３５ａ、３５ｂを囲んでヨーク４０が固
定配置されており、該ヨーク４０の内面側にも、周方向
に互いに１８０　’ずらした位置にロータ３５側に向け
て対面する突出部が形成されている。そして、コーク４
０を磁化するための第１及び第２電磁ゴイル４１．４２
が固定配置されている。これら電磁コイル４１．４２の
通電回路は、前記第２図で示したものと同様に第１電磁
コイル４１は例えば機関回転数に応じたデユーティ信号
により通電量が制御され、第１電磁コイル４１の内側に
配置される第２電磁コイル４２はエアコンスイッチ２５
のＯＮ動作により通電される。

したがって、これら電磁コイル４１．４２の少なくとも
１つに通電すれば、ヨーク４０の突出部とロータ３５の
突出部３５ａ、３５ｂ間に通電量に応じた電磁吸引力が
働いて、ロータ３５を介して弁体３４を開方向に回動さ
せる。そのときの吸引力とリターンスプリング３９のば
ね力とがバランスした開度位置に弁体３４を保持する。

そして、第１電磁コイル４１通電時の弁開度量は、通電
量最大時（全開時）でも、機関回転数が過度に上昇しな
い空気流量となるよう設定されており、かつ両電磁コイ
ル４１．４２通電時にエアコンの駆動容量に応じて最大
流量が設定されることは前記実施例の場合と同様である
。

なお、以上示した実施例において、補助空気通路４と補
助空気流量制御弁１０または３０とが補助空気流量制御
装置に相当し、第２電磁コイル２３及び可変抵抗２６が
最大流量規制手段に相当する。

また、前記従来例の第１６図に示した外部負荷（エアコ
ン）使用時専用の補助空気通路７と、電磁弁（ＦＩＣＤ
）６とを備えたシステムにおいて、本発明を適用するこ
ともできる。ここで、電磁弁６は弁体であるビントルバ
ルブのストローク量が通電量によってリニアに変化し、
またビントルバルブの形状（スライドタイプのバルブの
場合には窓形状）を変えることにより、空気流量の特性
を種々変化させることができる（第１０図〜第１３図参
照）。

まず、第１図に示した通電回路において、第１電磁コイ
ルを補助空気流量制御弁３の電磁コイルに代え、第２電
磁コイルを電磁弁６の！磁コイルに代えることで前記各
実施例と同様な機能が得られる。即ち、第２電磁コイル
への通電によって補助空気流量制御弁の開度を増大して
空気流量を増大させる代わりに、電磁弁６への通電によ
って空気流量を増大させたものであるから機能としては
変わらない。なお、この場合には、電磁弁６と可変抵抗
２６とが最大流量規制手段に相当する。

また、第１４図に示すように、第１６図の補助空気通路
７に電磁弁６と直列にコンプレッサーの駆動容量に応じ
て開度が変化する流量制御弁５０を介装することによっ
ても同様の機能が得られる。

第１５図は、前記流量制御弁５０の構造を示す。スロッ
トル弁２上流側の吸入空気の一部を導いてその温度即ち
外気温度に感応する渦巻き状のバイメタル５１を設け、
該バイメタル５１の中心側端部にシャフト５２の一端部
を固定し、該シャフト５２のケース５３壁を貫通させた
他端部に固定した弁体５４により補助空気通路７の開度
を制御するようになっている。渦巻き状のバイメタル５
１は外気温度が低い程弁体５４を閉方向に回転させるよ
うに装着される。

このものでは、電磁弁６への通電量は一定であるが、流
量制御弁５０の開度が外気温度が低い程つまり、コンプ
レッサの駆動容量が小さい程小となるため、補助空気通
路７の空気流量も小となって最大流量を規制できる。こ
の場合には、流量制御弁５０が最大流量規制手段を構成
する。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、冬期等外気温度
が低く、エアコンの駆動負荷の少ない条件下では、最大
流量規制手段によって補助空気流量制御装置の最大流量
を低く規制することにより、機関回転数が過度に上昇す
ることを防止でき、もって機関の予期せぬ加速を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の通電回路構成を示す回路
図、第２図は、同上実施例に使用する補助空気流量制御
弁の内部構造を示す断面図、第３図及び第４図は、同上
実施例に使用する可変抵抗の異なる例を示す回路構成図
、第５図（Ａ）は、同上実施例に使用されるエアコンの
コンプレッサーのコントロールバルブ装着部を示す断面
図、同図（Ｂ）は、同上のバルブ内部に装着される可変
抵抗の例を示す断面図、第６図は同上の補助空気流量制
御弁を使用したアイドル回転数制御装置の構成を示す断
面図、第７図及び第８図は、同上実施例の各部特性を示
す線図、第９図は、本発明の別の実施例に使用する補助
空気流量制御弁の内部構造を示す断面図、第１０図〜第
１３図は本発明のさらに別の実施例における各部の特性
を示す線図、第１４図は、本発明のさらに別の実施例に
係るアイドル回転数制御装置の構成を示す断面図、第１
５図（Ａ）、（Ｂ）は同上実施例に使用される流量制御
弁の異なる２直角方向の縦断面図、第１６図は、従来の
アイドル回転数制御装置の一例を示す断面図である。 ９・・・コントロールユニット　　１０．３０・・・補
助空気流量側弁　　２２・・・第１電６ｎコイル　　２
３・・・第２電磁コイル　　２５・・・エアコンスイッ
チ　　２６・・・可変抵抗　　２７・・・リレー　　２
９・・・電磁クラッチ５０・・・流量制御弁 特許出願人　　　　日産自動軍株式会社代理人　弁理士
　笹　島　　富二雄 （Ｔ）七、４ ぐり ９・・・コントロールユニット ２２・・・第１電石；１コイル ２３・・・第２電石荘コイル ２５・・・エアコンスイッチ ２６・・・可変抵抗 ２７・・・リレー ２９・・・電磁クラッチ 第１図 ７Ｘ また 第３図 第４図 第６図 第１４図 第７図　　　　　　第８ダ 第１ｏ図　　　　　　　第１１図 虞 ４ｉ−； １　′−）Ｊ 毒ら 第１２図　　　　　　　　第１３図 ストυ−り１ぐ（ｍｍ）　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　、り器エフｉノＶ７第９図 第１５図（Ａ） 第１６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　駆動容量の可変機構を有するエアコンのコンプレッサ
   を駆動すると共に、機関吸気系のスロットル弁をバイパ
   スする補助空気の流量を前記コンプレッサーの駆動時に
   は増大するように制御することによって機関のアイドル
   回転数を制御する補助空気流量制御装置を備えた自動車
   用内燃機関において、前記補助空気流量制御装置によっ
   て制御される補助空気の最大流量を前記エアコンプレッ
   サの駆動容量に応じて可変に規制する最大流量規制手段
   を設けたことを特徴とする内燃機関のアイドル回転数制
   御装置。