JPH05209564A - アイドル回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はスロットルバルブをバイパスするバイ
パス通路と、バイパス通路の通過面積を変化させるアイ
ドル回転数制御弁（ＩＳＣＶ）とを有したアイドル回転
数制御装置に関し、上記ＩＳＣＶにおける空気振動がバ
イパス通路に共鳴することによる異音の発生を容易かつ
確実に防止することを目的とする。 【構成】ＩＳＣＶ２３の弁体２８とスロットルバルブ２
２の下流側の吸気通路２１ａに至るまでの出口側バイパ
ス通路２４ｂのうち、断面形状が同一円形状で連続する
直管部２４ｄに、直管部２４ｄの通過面積を段差状に変
化させる部材としてオリフィス４０を設ける。 【効果】オリフィス４０は弁体２８の下流側で発生する
空気振動を加振源とする振動の振動波形を強制的に乱
し、共鳴を抑制する。従って、出口側バイパス通路２４
ｂの形状を詳細に調整することなく異音を容易に防止す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアイドル回転数制御装置
に係り、特にスロットルバルブをバイパスするバイパス
通路と、バイパス通路の通過面積を変化させるアイドル
回転数制御弁とを有したアイドル回転数制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関（エンジン）の吸気管内
に設けられたスロットルバルブをバイパスするバイパス
通路と、このバイパス通路上に設けられ、バイパス通路
の通過面積を変化させるロータリソレノイドタイプのア
イドル回転数制御弁（アイドルスピードコントロールバ
ルブ、以下、ＩＳＣＶと称する）とを有し、エンジンの
アイドル運転状態において、バイパス通路の通過面積を
変化させることによりエンジンの吸入空気量を変化さ
せ、エンジンのアイドル回転数を制御するアイドル回転
数制御装置が周知である（特開平１−９２５４１号公
報）。

【０００３】図５はロータリソレノイドタイプのＩＳＣ
Ｖを設けた従来のアイドル回転数制御装置の一例の断面
図、図６は図５中、VI−VI線に沿う断面図を示す。

【０００４】両図において、１は吸気通路の一部を成す
スロットルボデー、２はスロットルバルブ、３はＩＳＣ
Ｖ、４はスロットルボデー１に一体的に形成されたバイ
パス通路である。ＩＳＣＶ３において、５は電磁コイル
装置、６は磁石、７は駆動軸、８は弁体、９はハウジン
グ、９ａはハウジング９に形成された入口側通路、９ｂ
は同じく出口側通路である。また、バイパス通路４にお
いて、４ａは入口側バイパス通路、４ｂは出口側バイパ
ス通路である。

【０００５】スロットルボデー１の上流側の吸入空気
は、入口側バイパス通路４ａ、ＩＳＣＶ３の入口側通路
９ａ、ハウジング９内、弁体８と出口側通路９ｂとの間
の流出口１０、そして出口側バイパス通路４ｂを順次通
過することによってスロットルバルブ２をバイパスして
スロットルボデー１の下流側へ流れる。上記流通経路に
おいて、通過面積は流出口１０の部分において弁体８の
回動位置によって変化せしめられ、これによってスロッ
トルボデー１の下流側へ流れる吸入空気の量が変化す
る。このように、吸入空気の量が制御されることによ
り、エンジンのアイドル回転数が制御される。そしてこ
のアイドル回転数制御装置によれば、例えば自動車用の
エンジンの場合、エアコン等の補機器の運転時にアイド
ル回転数の落ち込みが防止できる他、エンジンの各種制
御に合わせてアイドル回転数を所望の回転数に制御する
ことができる。

【０００６】図７は図６に示すＩＳＣＶ３の弁体８の部
分の拡大図を示す。弁体８は、図５に示すように両端部
のみが弁体支持部材１１を介して駆動軸７に固定されて
おり、よって駆動軸７の軸方向に垂直な面の弁体８の断
面形状は、図７に示すように略円弧状の板状とされてい
る。また、弁体８の回動位置と吸入空気通過量との関係
を比例関係に近づけるために、通過面積を決定する弁体
８の先端部分８ａは同図に示すようにナイフエッジ状と
されている。

【０００７】このような形状の場合、吸入空気が流出口
１０を通過する際（主流Ａ）、出口側通路９ｂにおける
弁体８の裏側の部分には一般的に低圧部Ｂが発生し、主
流Ａから空気が低圧部Ｂに回り込んでこの部分に大きな
渦流を発生させる。しかしながら同図に示す従来の構成
においては、弁体８の外周面８ｂと、これと対向するハ
ウジング９の内周面９ｃとの間の隙間１２を洩れて弁体
８の裏側の部分に流れる副流Ｃが存在し、この副流Ｃに
より低圧部Ｂおよび低圧部Ｂに回り込む大きな渦流の発
生が抑制されていた。

【０００８】図５乃至図７に示す従来構成のアイドル回
転数制御装置を設けたエンジンを一定時間以上運転する
と、エンジン（図示せず）側から出口側バイパス通路４
ｂを通って不純物が侵入し、図８に示すように上記隙間
１２内にデポジット１５が付着する。その結果、上記副
流Ｃが減少し、上記の如く低圧部Ｂの発生を抑制するこ
とができなくなる。

【０００９】このため、弁体８の裏側の部分には低圧部
Ｂが発生してしまい、流出口１０を通過する吸入空気の
主流Ａは、図８に示すように先端部分８ａを越えた際、
発生している低圧部Ｂ側に回り込んでこの部分に大きな
渦流Ａ₁ を発生させる。そして、上記の如く主流Ａの大
部分が低圧部Ｂへ回り込むため、今度は反対に出口側通
路９ｂにおける低圧部Ｂの反対側の部分が低圧となり、
主流Ａは図８中、右側に回り込んで渦流Ａ₂ を発生させ
る。また、これと同時に先に形成された渦流Ａ ₁ は、渦
状のまま矢印Ｄで示す方向に進行する（進行した状態を
渦流Ａ₁ ′で示す）。このため、弁体８の裏側には、再
び低圧部Ｂが発生し、以降、上述した現象と同様の現象
が繰り返し行われる。

【００１０】このように、デポジット１５が付着して副
流Ｃが減少することにより、出口側通路９ｂ内には大き
な渦流Ａ₁ ，Ａ₂ が短時間に交互に発生し、これが出口
側通路９ｂ内に空気振動を発生させる。そして、この空
気振動を加振源とした振動が出口側バイパス通路４ｂお
よび吸気系のサージタンク（図示せず）内で共鳴し、異
音が発生する恐れがあった。

【００１１】そして従来においては、上述した空気振動
を加振源とした共鳴を防止するために、図５中、断面形
状が同一円形状で連続して続く出口側バイパス通路４ｂ
の直管部４ｃの部分の通路長さを詳細に調整して、上記
空気振動が出口側バイパス通路４ｂ内で共鳴しないよう
に設計していた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】直管部４ｃの通路長さ
を詳細に調整する従来の共鳴防止方法においては、ＩＳ
ＣＶ、スロットルボデーの小型化の要求や、ＩＳＣＶに
おける最大流量の確保等の諸条件により直管部４ｃの通
路長さおよび通路径等が制約されるため、この制約の中
での直管部４ｃを上記の如く設計することは非常に困難
であった。また、手間をかけて共鳴が発生しないように
設計したとしても、出口側バイパス通路４ｂの両端部４
ｄ，４ｅの端部形状により、或いはバイパス通路４ｂを
流れる吸入空気の流速の誤差等により、設計時の振動波
形と実際の振動波形との間にずれが生じ、結果的に共鳴
が発生してしまうこともあった。

【００１３】そこで本発明は上記課題に鑑みなされたも
ので、出口側バイパス通路４ｂ内において共鳴を断ち切
ることにより、アイドル回転数制御弁内にデポジットが
付着した場合でも、共鳴による異音の発生を容易かつ確
実に防止しうるアイドル回転数制御装置を提供すること
を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、内燃機関の吸気通路内に設けられたスロッ
トルバルブをバイパスするバイパス通路と、前記バイパ
ス通路の通過面積を変化させるロータリソレノイドタイ
プのアイドル回転数制御弁とを有し、前記バイパス通路
の通過面積を変化させることにより前記内燃機関のアイ
ドル回転数を制御するアイドル回転数制御装置におい
て、前記アイドル回転数制御弁の弁体から前記スロット
ルバルブの下流側の前記吸気通路に至るまでの前記バイ
パス通路のうち、断面形状が同一円形状で連続する直管
部に、前記直管部の通過面積を段差状に変える通過面積
変化部を設けた構成である。

【００１５】

【作用】本発明において、直管部の通過面積を段差状に
変える通過面積変化部は、アイドル回転数制御弁の弁体
から、スロットルバルブの下流側の吸気通路に至るまで
のバイパス通路内に共鳴する振動の振動波形を強制的に
乱し、共鳴の発生を抑制する。その結果、バイパス通路
の形状を共鳴しないように詳細に調整することなく、バ
イパス通路内における共鳴の発生を容易に防止すること
ができる。また、通過面積変化部を設けることにより、
スロットルバルブの下流側からバイパス通路内に侵入す
るデポジットは、その一部が通過面積変化部の壁面に付
着するため、バイパス通路を通ってアイドル回転数制御
弁まで到達するデポジットの量を減少せしめる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明になるアイドル回転数制御装置
の第１実施例の構成断面図、図２は図１中、II−II線に
沿う断面図を示す。

【００１７】両図において、２１はエンジン（図示せ
ず）の吸気管の一部を構成するスロットルボデー、２２
は吸気通路２１ａ内に設けられたスロットルバルブ、２
３はＩＳＣＶ、２４はスロットルボデー２１内に吸気通
路２１ａと一体的に形成されたバイパス通路である。

【００１８】ＩＳＣＶ２３は従来のＩＳＣＶ３と完全に
同一構成であるが、これを詳細に説明すると、２５は電
磁コイル装置、２６は磁石、２７は駆動軸、２８は弁
体、２９はハウジング、２９ａはハウジング２９に形成
された入口側通路、２９ｂは同じく出口側通路、駆動軸
２７の両端に設けられた３０は駆動軸２７を回動自在に
ハウジング２９に支持するベアリング、３１は螺旋状の
バイメタル３１ａを設け、エンジンの冷却水温に応じて
弁体２８の開度に所定のガードを設定するバイメタルガ
ードである。弁体２８は、その両端部が弁体支持部材３
２によって駆動軸２７に固定されており、図２に示すよ
うに、駆動軸２７の回動位置に応じて流出口３３の通過
面積を大小変化させることができるようになっている
（図７参照）。

【００１９】上記電磁コイル装置２５は、互いに逆方向
の磁束が発生するように第１および第２のコイルが同時
に巻装されけており、この第１および第２のコイル夫々
には、オープンデューティの設定されるパルス状の励磁
電流、およびクローズデューティの設定されるパルス状
の励磁電流が供給される。そして、これらの励磁電流に
より、磁石２６即ち駆動軸２７に対して弁体２８をオー
プン側へ移動させる電磁力とクローズ側へ移動させる電
磁力とを交互に作用させる。しかしながら弁体２８の実
際の回動方向の運動は、上記オープンとクローズのパル
ス状の励磁電流の周期に追従できないため、弁体２８は
上記オープンとクローズのデューティ比によってバラン
スする回動位置で停止するように作動し、これによって
弁体２８の回動位置、即ち流出口３３の通過面積が決定
される。

【００２０】弁体２８の外周面と、これと対向するハウ
ジング２９の内周面との間には、微小な隙間３４が形成
されており、図７にて上述した如く、隙間３４を洩れて
流れる吸入空気の副流により、出口側通路２９ｂにおけ
る弁体２８の裏側の低圧部の発生が抑制されている。

【００２１】一方、スロットルボデー２１には、吸気通
路２１ａのスロットルバルブ２２の上流側（Ｆ方向側）
部分とＩＳＣＶ２３の上記入口側通路２９ａとを連通す
る入口側バイパス通路２４ａと、吸気通路２１ａのスロ
ットルバルブ２２の下流側（Ｅ方向側）部分とＩＳＣＶ
２３の上記出口側通路２９ｂとを連通する出口側バイパ
ス通路２４ｂとが形成されている。入口側バイパス通路
２４ａは、吸気通路２１ａ内の流れ方向（Ｅ−Ｆ方向）
に対して垂直に設けられている。また、出口側バイパス
通路２４ｂは、出口側通路２９ｂとの接続部から管路が
直角に折り曲げられた折曲部２４ｃと、折曲部２４ｃか
らＥ方向に向かって延在する直管部２４ｄと、直管部２
４ｄがスロットルバルブ２２を越えた部位において、吸
気通路２１ａの円周方向沿って２方向に分岐される周方
向延在部２４ｅとよりなる。尚、上記直管部２４ｄは断
面形状が同一円形状でＥ方向に沿って連続した形状とさ
れている。

【００２２】そして、上記直管部２４ｄの略中央部に
は、本発明の通過面積変化部に該当するオリフィス４０
が設けられている。従って、出口側バイパス通路２４ｂ
の直管部２４ｄの通過面積は、オリフィス４０の上流側
（折曲部２４ｃ側）の部分からオリフィス４０を通過す
る際に段差状に変化せしめられている。

【００２３】上記構成のアイドル回転数制御装置におい
て、スロットルバルブ２２がアイドル運転状態を検出す
るリミットスイッチをオンとする位置まで閉弁せしめら
れたアイドル運転状態であり、しかも、例えばエアコン
（図示せず）等の負荷がエンジンにかかってアイドル回
転数が所定回転数よりも低下してしまうような場合に
は、適当なデューティ比を有するオープン側とクローズ
側の励磁電流が上記電磁コイル装置２５に流れ、弁体２
８が所定量回動してＩＳＣＶ２３が所定開度開弁され
る。ＩＳＣＶ２３が所定開度開弁されると、スロットル
バルブ２２の上流側の吸入空気は下流側の吸気通路２１
ａ内の負圧に引かれて、入口側バイパス通路２４ａ、入
口側通路２９ａを通ってＩＳＣＶ２３のハウジング２９
内に入り、その後、流出口３３、出口側通路２９ｂ、出
口側バイパス通路２４ｂを順次通過することによりスロ
ットルバルブ２２をバイパスしてスロットルバルブ２２
の下流側へ流れる。この流通経路において、通過面積は
上記の如く流出口３３の部分において弁体２８の回動位
置によって変化せしめられ、これによってスロットルバ
ルブ２２をバイパスしてエンジン側へ流れる吸入空気の
量が変化せしめられ、アイドル回転数が制御される。

【００２４】上記隙間３４にデポジットが付着していな
いエンジン運転初期段階においては、図７にて説明した
如く、隙間３４を洩れて流れる副流により弁体２８の裏
側の低圧部の発生が抑制されるため、出口側バイパス通
路２４ｂ内において空気振動およびこの空気振動を振動
源とした共鳴は発生しない。そして、エンジンの運転状
態および燃料性状等によっても変わるが、ある時間以上
エンジンを運転すると、図８にて説明した如く、隙間３
４内にデポジットが付着して隙間３４を流れる副流が減
少する。このため、弁体２８の裏側に低圧部が発生し、
ＩＳＣＶ２３の出口側通路２９ｂ内には、大きな渦流の
発生、移動が繰り返し行われることによる空気振動が発
生する。

【００２５】従来ならばこの空気振動を加振源とした振
動が出口側バイパス通路２４ｂおよび吸気系のサージタ
ンク（図示せず）内で共鳴し、異音が発生する場合があ
る。しかしながら、本実施例によれば、出口側バイパス
通路２４ｂの直管部２４ｄに上記オリフィス４０を設
け、上記の如く直管部２４ｄの通過断面積を段差状に変
化させているため、出口側バイパス通路２４ｂ内に共鳴
する振動は、その振動波形がオリフィス４０の部分によ
って強制的に乱され、出口側バイパス通路２４ｂおよび
サージタンクにおける共鳴が抑制される。このように本
実施例においては、隙間３４の部分にデポジットが付着
して、出口側通路２９ｂの部分に空気振動が発生してい
る場合であっても、共鳴する振動波形がオリフィス４０
で強制的に乱されるため、出口側バイパス通路２４ｂお
よびサージタンクにおける共鳴が抑制され、その結果、
異音の発生を防止するとこができる。

【００２６】従って、本実施例によれば、オリフィス４
０を設けて強制的に振動波形を乱すことで共鳴を抑制し
ているため、従来の如く出口側バイパス通路２４ｂの直
管部２４ｄの通路長さや通路径等を詳細に設計または調
整する必要がなく、容易に出口側バイパス通路２４ｂに
おける共鳴、およびこの共鳴によって発生する異音を防
止することができる。また、本実施例では強制的に振動
波形を乱すことで共鳴を抑制しているため、出口側バイ
パス通路２４ｂの両端部の形状やバイパス通路２４ｂを
通過する吸入空気の流速の変化に関係なく、広い範囲で
確実に共鳴による異音の発生を防止することができる。

【００２７】また、本実施例では、吸気通路２１ａのエ
ンジン側から出口側バイパス通路２４ｂを通ってＩＳＣ
Ｖ２３に到る吹き返しが発生した場合、吹き返しによっ
て出口側バイパス通路２４ｂ内に侵入したデポジットの
一部は、通過面積が小さくされるオリフィス４０の壁
面、およびオリフィス４０の手前側の通路内周面に付着
する（図１中、符号４１で示す）。このため、吹き返し
が発生した場合でも、ＩＳＣＶ２３へ侵入するデポジッ
トの量が従来に比べて減少し、これによって、隙間３４
へのデポジットの付着が従来に比べて抑制される。この
ように、オリフィス４０を出口側バイパス通路２４ｂ内
に設けることにより隙間３４へのデポジットの付着が抑
制されるため、エンジンを運転しても副流の減少傾向が
従来に比べて小さくなり、異音が発生しないエンジンの
初期状態を従来に比べて長時間継続するとこができる。

【００２８】図３は本発明の第２実施例を示す断面図で
ある。同図に示す出口側バイパス通路５０は、折曲部５
０ａと、細径部５０ｂと、大径部５０ｃと、第１実施例
の周方向延在部２４ｅに対応する周方向延在部５０ｄと
により構成されている。本実施例では、細径部５０ｂと
大径部５０ｃとの境界の部分に、段差状に通過面積を変
化させた通過面積変化部５０ｅが形成されている。この
ように、吸入空気の流れ方向に沿って連続した通過面積
の異なる２つの流路を突き合わせて形成される通過面積
変化部５０ｅによっても、上述した第１実施例と同様に
ＩＳＣＶの出口側通路（図示せず）の部分に発生した空
気振動の振動波形が強制的に乱され、共鳴が抑制されて
容易に異音の発生を防止するとこができる。また、吹き
返しにより侵入したデポジットは、その一部が通過面積
変化部５０ｅの部分に付着するため、本実施例において
も上記第１実施例と同様にＩＳＣＶのデポジット付着抑
制の効果を得ることができる。

【００２９】図４は本発明の第３実施例を示す断面図で
ある。同図に示す出口側バイパス通路６０は、直管部６
０ａに比較的小さい内径寸法を有するスリーブ６１を嵌
装した構成である。本実施例では、スリーブ６１の入口
側端部の部分に通過面積変化部６０ｂが構成されてお
り、この実施例においても上述した第１実施例と同様の
効果を得ることができる。また、本実施例では、直管部
６０ａにスリーブ６１を嵌装しただけの構成であるた
め、出口側バイパス通路６０の工作が非常に容易とな
る。

【００３０】更に、上記第３実施例におけるスリーブ６
１を折曲部６０ｃに隣接する位置まで押し込むことによ
り、図３に示す第２実施例と大略、同一形状の出口側バ
イパス通路を容易に形成するとこができる。

【００３１】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、通過面積
変化部がアイドル回転数制御弁の弁体からスロットルバ
ルブの下流側の吸気通路に至るまでのバイパス通路内に
共鳴する振動の振動波形を強制的に乱して共鳴を抑制す
るため、バイパス通路の形状を共鳴しないように詳細に
調整することなく、バイパス通路に共鳴する異音の発生
を容易に防止することができる。また、バイパス通路の
両端部の形状や吸入空気の流速の変化に関係なく、広い
範囲で確実に異音の発生を防止することができる。

【００３２】また、スロットルバルブの下流側からバイ
パス通路内に侵入するデポジットは、その一部が通過面
積変化部の壁面に付着するため、アイドル回転数制御弁
に付着するデポジットの量を抑制することができ、異音
が発生しないエンジンの初期状態を従来に比べて長時間
継続するとこができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるアイドル回転数制御装置の第１実
施例の構成断面図である。

【図２】図１中のII−II線に沿う断面図である。

【図３】本発明の第２実施例を示す断面図である。

【図４】本発明の第３実施例を示す断面図である。

【図５】ロータリソレノイドタイプのアイドル回転数制
御弁を設けた従来のアイドル回転数制御装置の一例の断
面図である。

【図６】図５中のVI−VI線に沿う断面図である。

【図７】図６に示すアイドル回転数制御弁の弁体の部分
の拡大図である。

【図８】本発明の課題を説明する図であり、図７と同一
部分の断面を示している。

【符号の説明】

２１ スロットルボデー ２１ａ 吸気通路 ２２ スロットルバルブ ２３ アイドル回転数制御弁（ＩＳＣＶ） ２４ バイパス通路 ２４ａ 入口側バイパス通路 ２４ｂ，５０，６０ 出口側バイパス通路 ２４ｄ 直管部 ２８ 弁体 ２９ ハウジング ３３ 流出口 ４０ オリフィス ５０ｅ，６０ｂ 通過面積変化部 ６１ スリーブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸気通路内に設けられたスロ
   ットルバルブをバイパスするバイパス通路と、前記バイ
   パス通路の通過面積を変化させるロータリソレノイドタ
   イプのアイドル回転数制御弁とを有し、前記バイパス通
   路の通過面積を変化させることにより前記内燃機関のア
   イドル回転数を制御するアイドル回転数制御装置におい
   て、 前記アイドル回転数制御弁の弁体から前記スロットルバ
   ルブの下流側の前記吸気通路に至るまでの前記バイパス
   通路のうち、断面形状が同一円形状で連続する直管部
   に、該直管部の通過面積を段差状に変える通過面積変化
   部を設けたことを特徴とするアイドル回転数制御装置。