JPH04314963A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車のアイドル回転数
を制御する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のアイドル回転制御装
置には、例えば特開昭６０−２１６０４０号公報に開示
されるようにエンジン吸気通路に絞り弁を迂回するバイ
パス通路を設け、このバイパス通路に一対のシート部を
配設すると共にシート部対応の一対の計量弁付きロッド
を組み込んだものがある。計量弁付きロッドは電磁アク
チュエータにより駆動されて往復移動することで計量弁
が開閉する。

【０００３】アイドル回転数は水温或いは外気温の検出
信号に基づき設定され、制御装置から出力される設定回
転数に相当する電気信号により電磁アクチュエータが駆
動して計量弁の開度（バイパス空気流量）が決定される
。

【０００４】この種のアイドル回転制御装置は、１つあ
たりの計量弁を小さくでき装置の小形化を図りつつ広範
囲の流量制御を可能にする利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンは
年々高性能化しており、それに伴い低消費電流の要求か
ら計量弁開度を小さくしてのバイパス空気流量の減少化
が進められている。それに伴いアイドル負圧が高負圧化
していき、高負圧領域で計量弁開度を変化させたときに
急激にアイドル空気流量が増加するいわゆるジャンプア
ップ現象や、計量弁を閉じていく時に計量弁の戻りを阻
害してヒステリシスの増加を招く現象が生じた。図５は
このような現象が生じた状態を示すアイドル運転時の電
気信号入力に対する空気流量特性である。

【０００６】このような現象の生じる理由を図６及び図
７により説明する。図６は従来のこの種アイドル回転制
御装置の一部を示し、５はエンジン吸気通路の絞り弁（
本図では図示省略）を迂回するバイパス通路で、一対の
シート２３，２４が配設され、一対の計量弁２５，２６
付きロッド２７が組み込まれている。計量弁付きロッド
２７は、図示省略した電磁アクチュエータにより駆動さ
れる。

【０００７】バイパス通路５はシート２３，２４を境に
して符号５ａで示す部分が大気側（絞り弁上流に面する
側）、符号５ｂで示す部分が負圧側（絞り弁下流に面す
る側）となる。なお、これらの詳細な構造は実施例によ
り図２を用いて述べてある。

【０００８】以上のような弁配置構造をなす場合、アイ
ドル負圧（吸気管負圧）の影響により大気側５ａから負
圧側５ｂに流れ込む空気流速はソルマック或いはこれに
近い状態にある。

【０００９】この空気流をコンピュータ解析した結果、
図７に示すように負圧側５ｂでは空気流がロッド２７の
表面に沿って集中して流れるいわゆる壁面流イが局部的
な層をなし、その周りには、壁面流イの影響を受けて流
れが回転する一種の滞留層ロが生じ、さらに外側には流
れが反転する層ハが生じることが判明した。この反転流
ハは一方の計量弁２５の開く方向に加わるため、上記し
たジャンプアップの発生やヒステリシスの増加を招いて
いた。

【００１０】本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目
的は、上記のようなジャンプアップ現象やヒステリシス
の増加を防止して高負圧化されるアイドル回転制御精度
の向上を図ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、基本的には次のような課題解決手段を提案
する。

【００１２】一つは、前述したような一対の計量弁を備
えた電磁アクチュエータ駆動タイプのアイドル回転制御
装置において、計量弁付きロッドのうちアイドル用バイ
パス通路の負圧側に位置する部分のロッド表面の少なく
とも一部に壁面流を剥離する手段を設けた（これを第１
の課題解決手段とする）。

【００１３】もう一つは、計量弁が一つである場合にも
上記のような反転流の発生する可能性があるので、これ
に対処して、エンジン吸気通路の絞り弁を迂回するバイ
パス通路に一つのシート部とこれに対応の計量弁付きロ
ッドを組み込んだ場合でも、この計量弁付きロッドのう
ち前記バイパス通路の負圧側に位置する部分のロッド表
面に壁面流を剥離する手段を設ける（第２の課題解決手
段とする）。

【００１４】壁面流を剥離するための手段としては、例
えば、ロッド表面に螺旋溝や複数の環状溝やその他幅広
の或いは複数の環状凸部を形成することを提案する。

【００１５】

【作用】アイドル運転を行うため計量弁を開いたとき、
バイパス通路の負圧側では流速が増すが、ロッド表面に
集中して流れる壁面流を剥離させることにより、流れが
バイパス通路全体にほゞ均等の速さで分散され一方向の
みに指向する層流のみとなる。

【００１６】従って、従来のような計量弁の開弁方向に
生じる反転流をなくし、高負圧時において流量が急激に
変化するジャンプアップやヒステリシス増加を防止する
ことができ、アイドル運転時にエンジン回転をスムーズ
に制御する。

【００１７】なお、その具体的な剥離手段の構造の作用
については、実施例に述べた。

【００１８】

【実施例】本発明の実施例を図１〜図４に基づいて説明
する。

【００１９】図１は本発明の第１実施例の要部及びその
箇所のアイドル運転時の空気の流れ状態を示す説明図で
、この説明に先立ち適用対象となるアイドル回転制御装
置の全体構成を図２により説明する。

【００２０】図２において、１はエンジン、２は吸気管
、３は排気管である。吸気管２は、絞り弁４を有するス
ロットルチャンバ６を備え、このスロットルチャンバ６
に絞り弁４を迂回するようにしてバイパス通路５を設け
てある。絞り弁４の上流側には空気流量を測定するベー
ン７と、このベーン７の回転角度を電気出力に変換する
ポテンショメータ７からなるエアフローメータ９を設け
、さらに上流側にエアクリーナ１０が配置される。

【００２１】１２はエンジン冷却水温を測定する水温セ
ンサ、１３はエンジン回転数を検出し、電気出力に変換
するクランク角センサ、１４は各種の入力信号を受けこ
れを演算処理してアイドル回転制御装置１５や燃料噴射
弁１６に所定の出力を供給する演算処理回路でエンジン
の電子制御の中枢部をつかさどる。

【００２２】アイドル回転制御装置１５は、バイパス通
路５、バイパス通路に設けた一対のシート２３，２４、
一対の計量弁２５，２６付きのロッド２７、電磁アクチ
ュエータ２０等で構成される。

【００２３】電磁アクチュエータ２０は円筒形コイル１
７の中心部に固定コア１８とプランジャ１９を配置し、
プランジャ１９が計量弁付きロッド２７と一体に結合さ
れる。また、ロッド２７は計量弁２５，２６がシート２
３，２４に接する方向に戻しばね（図示省略）により付
勢される。

【００２４】以上の構成をなすことで、電磁アクチュエ
ータ２０は演算処理回路１４からの電気信号（水温セン
サ１２，クランク角センサ１３からの信号に基づき演算
処理されたアイドル開度信号）を入力し、それに応じた
電磁力を発生してプランジャ１９を介して計量弁２５，
２６が開く方向に駆動力を与え、戻しばねとの力の均衡
でその開度が決定され、所定のアイドルエンジン回転数
となるようバイパス吸気量が制御される。

【００２５】なお、バイパス通路５はコの字形を呈し、
シート２３，２４を境にして大気側（絞り弁上流側）５
ａと負圧側（絞り弁下流側）５ｂとに分けられる。

【００２６】このようなアイドル回転制御装置１５にお
いては、吸気管負圧側５ｂが高負圧の状態にあるとき（
計量弁開度が小さい状態のとき）には、従来は図７で既
述したようにロッド表面に集中的な壁面流イとその周り
に反転流ハが発生し、この反転流ハがジャンプアップ，
ヒステリシス増加の原因になる。

【００２７】本実施例では、このような事態をなくすた
めに、図１（ａ）及び図３（ａ）で示すようにロッド２
７のうち反転流ハが開弁方向に作用する方の計量弁２５
側の負圧がかかる方のロッド表面に環状の断面Ｖの字溝
（Ｖ溝とする）２８を複数形成する。

【００２８】このようなＶ溝２８を形成すると、図１（
ｂ）に示すようにロッド表面のＶ溝２８が壁面に沿った
流れを緩和して壁面流を剥離するよう働き、その結果、
ロッド壁面に流れが集中する壁面流の発生を防ぎ、流れ
をバイパス通路全体に一方向に指向させつつ分散化する
。その結果、従来のような計量弁２５の開弁方向にかか
る反転流の発生をなくす。

【００２９】図４は本実施例を用いたアイドル回転制御
装置において、電気信号入力に対する空気流量の関係を
測定したデータを示す図で、この図からも明らかなよう
に、反転流をなくすことで、従来高負圧時において生じ
ていたジャンプアップや流量ヒステリシスの増加を防止
することができた。その結果、アイドル運転時の高負圧
化（空気流量減少化）が進む状況においても、エンジン
回転のスムーズな制御を実現できた。

【００３０】なお、本実施例の壁面流剥離手段としては
、ロッド２７の表面に環状のＶ溝２８を形成したものを
例示したが、この剥離手段は、これに限定されず、その
ほか、図３（ｂ）のように角形の溝２９や螺旋溝であっ
てもよく、さらに図３の（ｃ）のようにロッド表面より
突出させた環状の凸部３０を形成したり、図３の（ｄ）
のように幅広な（帯状の）環状凸部３１を形成しても、
ロッド表面における集中的流れを緩和して壁面流を剥離
し、本実施例と同様の効果を奏する。

【００３１】また、バイパス通路にシート部及び計量弁
を一つ設定したアイドル回転制御装置に適用しても、上
記実施例同様の効果を奏する。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ロッド表
面のうち少なくともバイパス通路の負圧側に壁面流剥離
手段を設けることで、アイドル運転の高負圧化に伴い発
生し易くなったジャンプアップやヒステリシス増加を防
止し、スムーズなアイドル回転制御を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るアイドル回転制御装置
の要部及びその空気流の状態を示す説明図。

【図２】本発明の適用対象となるアイドル回転制御装置
の全体構成を示す説明図。

【図３】本発明の壁面流剥離手段の具体例を示す説明図
。

【図４】上記実施例のアイドル運転におけるアイドル制
御信号（電気信号入力）とバイパス空気流量との関係を
示すデータ説明図。

【図５】従来装置のアイドル運転におけるアイドル制御
信号（電気信号入力）とバイパス空気流量との関係を示
すデータ説明図。

【図６】従来のアイドル回転制御装置の一例を示す説明
図。

【図７】従来のアイドル回転制御装置のバイパス通路に
流れる空気の流れを示す説明図。

【符号の説明】

１…エンジン、２…吸気通路（吸気管）、４…絞り弁、
５…バイパス通路、５ａ…大気側、５ｂ…負圧側、１５
…アイドル回転制御装置、１７…電磁コイル、１８…コ
ア、１９…プランジャ、２０…電磁アクチュエータ、２
３，２４…シート、２５，２６…計量弁、２７…ロッド
、２８，２９，３０，３１…壁面流剥離手段（環状溝或
いは環状凸部）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　エンジン吸気通路の絞り弁を迂回する
   バイパス通路に一対のシート部を配設すると共に該シー
   ト部対応の一対の計量弁付きロッドを組み込み、この計
   量弁付きロッドを電磁アクチュエータにより往復動させ
   て計量弁を電気信号に応じた量だけ開閉制御するアイド
   ル回転制御装置において、前記計量弁付きロッドのうち
   前記バイパス通路の負圧側（アイドル運転時に負圧領域
   となる通路）に位置する部分のロッド表面の少なくとも
   一部に壁面流を剥離する手段を設けたことを特徴とする
   アイドル回転制御装置。
2. 【請求項２】　　エンジン吸気通路の絞り弁を迂回する
   バイパス通路にシート部を配設すると共に該シート部対
   応の計量弁付きロッドを組み込み、この計量弁付きロッ
   ドを電磁アクチュエータにより往復動させて計量弁を電
   気信号に応じた量だけ開閉制御するアイドル回転制御装
   置において、前記計量弁付きロッドのうち前記バイパス
   通路の負圧側（アイドル運転時に負圧領域となる通路）
   に位置する部分のロッド表面の少なくとも一部に壁面流
   を剥離する手段を設けたことを特徴とするアイドル回転
   制御装置。
3. 【請求項３】　　請求項１又は請求項２において、前記
   壁面流剥離手段は、前記ロッド表面に螺旋状溝もしくは
   複数の環状溝を形成して構成したことを特徴とするアイ
   ドル回転制御装置。
4. 【請求項４】請求項１又は請求項２において、前記壁面
   流剥離手段は、前記ロッド表面に幅広の或いは複数の環
   状凸部を形成して構成したことを特徴とするアイドル回
   転制御装置。