JPH06272645A - ２コイル式ロータリ型アイドル回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 電力の浪費がなくて、かつエアアシスト効果
がアイドル時から充分に発揮され燃費と排気エミッショ
ンを向上させる２コイル式ロータリ型アイドル回転数制
御装置を提供する。 【構成】 一方の出口１３から出た空気を燃料噴射弁２
４の先端部２３から導入してエアアシストに用いる２個
の出口１２，１３を有し、該２個の出口を２個の弁体
２，３で一体的にデューティ制御し、非アイドル時には
通電カットし、その通電カット時のにおける弁体の静止
位置で、少なくとも前記エアアシスト用の出口１３は開
かれた所定の位置をとるようにし、さらに通電状態から
通電カット状態に移行する時にはまず一旦通電カット時
の静止開度に同等な開度にデューティ制御してから非通
電に移行させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアイドル時に吸気絞り弁
を迂回するバイパス通路を通って吸入系に導入される補
助空気を制御するアイドル回転数制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】機関アイドル運転時に、補機類の作動に
よる負荷の増大によってアイドル回転数が低下したり、
あるいは機関停止したりすることがないように吸気絞り
弁を迂回するバイパス通路を設けて補助空気を絞り弁下
流の吸入系に導入し、その補助空気の量を制御すること
によってアイドル回転数を所定の値に維持しようとする
技術は公知であって各種の方法が提案されている。例え
ばステッピングモータの軸に弁体を結合し、軸回転に伴
って弁体を軸線方向に往復動させて弁体と補助空気通路
の弁座との隙間を増減することによって空気量を制御す
るものや、１コイル式ロータリ型アイドル回転数制御装
置のように軸に直結された弁体を１方に向けて付勢する
バネを設け、コイルに通電することによりこのバネ力に
抗して回動させることによって空気通路をデューティ制
御して空気量を制御する方法（特開昭６４ー８７８４０
号公報参照）や、２コイル式ロータリ型アイドル回転数
制御装置のように軸に直結された弁体をそれぞれ正方向
と逆方向の電磁力を発生する２つのコイルに通電するこ
とにより回動させることによって空気通路の開度をデュ
ーティ制御することによって空気量を制御する方法も提
案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ステッピン
グモータの場合には、どうしても構造が複雑になる傾向
があり、またエアアシスト用の空気を分流する場合には
所望する全体の流量特性、特に一方が全開となってから
他方を開き始めるような流量特性を得るには、１本の軸
に取り付けた２個の弁体とそれに相対する２個の弁座を
それぞれの流量特性を保証しながら、両者の位置ずれを
保証するように配置する必要があり弁座の組付け基準面
を統一する等、製作上特に高精度の管理が要求され、ま
たデューティ制御の様な自由度の大きい制御を適用する
ことも出来ない。また１コイル式ロータリ型アイドル回
転数制御装置の場合にはコイルが１個しかないために例
えば閉弁する際にはバネ力を用い、開弁する際にはその
バネ力に抗して回動するような強い電磁力を発生させる
大きなコイルが必要で１コイルではありながら装置全体
は比較的大きなものとなってしまうという問題点があ
る。２コイル式ロータリ型アイドル回転数制御装置は上
記の１コイル式ロータリ型アイドル回転数制御装置に比
べて小型であるという利点はあるものの従来のタイプの
ものは所要の開度さえ得られれば本来精密な制御は不要
な非アイドル時においても所要の開度をデューティ制御
で得るようにしているために通電しているので電力を浪
費するという問題点がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題に鑑
み、請求項１によれば、回動自在に支持された軸に弁体
と永久磁石とを一体的に取り付け、前記永久磁石の外側
に前記軸に対して同中心な環状の電磁コイルを前記永久
磁石がその中間に来るように軸方向に２個配置し、それ
ぞれ通電方向一定の電流を流して、それぞれを開方向、
閉方向専用の電磁力を発生するようにし、弁体の周囲に
は該弁体がその周面に近接した内側で回動自在であるよ
うな前記軸に同中心な円筒状のチャンバを形成し、該チ
ャンバには絞り弁上流から分流した空気を取り入れる入
口開口部と前記弁体によってデューティ制御される出口
開口部が配設されている２コイル式ロータリ型アイドル
回転数制御装置であって、非アイドル時には通電をカッ
トし、その通電カット時の軸の静止位置における弁体の
位置で出口開口部から所定の空気量が流れるようにした
２コイル式ロータリ型アイドル回転数制御装置が提供さ
れる。さらに請求項２によれば、前記請求項１のように
された２コイル式ロータリ型アイドル回転数制御装置に
おいて燃料噴射弁の先端部から吸入系に導入されるエア
アシスト用の空気の出口開口部を追加して出口開口部を
２個とすると共に、前記軸にエアアシスト用の出口開口
部を制御する弁体を追加して取り付け２個にして、前記
２個の出口開口部を両方ともデューティ制御できるよう
にし、非アイドル時には少なくとも前記のエアアシスト
用の出口開口部は開かれた所定の位置をとるようにした
２コイル式ロータリ型アイドル回転数制御装置が提供さ
れる。さらに請求項３によれば、前記請求項２のように
された２コイル式ロータリ型アイドル回転数制御装置に
おいて通電状態から通電カット状態に移行する時にまず
一旦通電カット時の静止開度と同等な開度にデューティ
制御してから非通電に移行させ、逆に非通電状態から通
電状態に移行する時にはまず静止開度と同等な開度のデ
ューティ制御状態に移行させてから所要の開度のデュー
ティ制御に移行するようにした２コイル式ロータリ型ア
イドル回転数制御装置が提供される。

【０００５】

【作用】請求項１によって提供された２コイル式ロータ
リ型アイドル回転数制御装置ではアイドル時のみ通電さ
れ空気量がデューティ制御され、非アイドル時には通電
カットされ所定の空気量を流すような開度位置で弁体は
静止する。請求項２によって提供された２コイル式ロー
タリ型アイドル回転数制御装置では１個の入口から入っ
た空気は絞り弁下流と燃料噴射弁の先端部とから吸入系
に導入するように分配され、非アイドル時には燃料噴射
弁の先端部から所定の空気量が導入される。請求項３に
よって提供された２コイル式ロータリ型アイドル回転数
制御装置ではアイドル状態から非アイドル状態に移行す
る時にまず一旦非通電時の静的開度に同等な開度にデュ
ーティ制御してから非通電とされる、非アイドル状態か
らアイドル状態に移行する時には逆に静的開度と同等な
開度のデューティ制御状態に移行させてから所要のアイ
ドルデューティ制御に移行する。

【０００６】

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を説明
する。図１は本発明による２コイル式ロータリ型アイド
ル回転数制御装置の実施例の構造の概略を示した図であ
る。図において１は軸、２および３は前記軸に一体的に
結合された弁体、４は前記軸の一方の端部に一体的に結
合された永久磁石である。５および６は該永久磁石４の
外側に配設された軸１と同中心の環状のコイルである。
１０は軸１と同中心な円筒状のチャンバであり、１１は
絞り弁２０の上流の孔２１から分流された補助空気をチ
ャンバ１０に導入する入口開口部であり、１２は補助空
気流路１４によって絞り弁２０の下流の孔２２に連通す
る開口部であり（以下Ｓポートという）、１３は、エア
アシスト流路１５によって燃料噴射弁２４の先端部に設
けられた孔２３に連通する開口部である（以下Ａポート
という）。

【０００７】コイル５および６に通電されてない時に
は、弁体２および３、永久磁石４が一体化された軸１は
永久磁石４の磁力によってその周囲のものとの間に作用
しあう力と重力とによる自由釣り合い状態で静止してい
る。一方、コイル５および６に通電されるとコイル５お
よび６に電磁力が発生し、永久磁石４の磁力との間で相
互に力を及ぼし合って、回動自在に支持されている軸は
一体的に結合された弁体２および３と一緒に回動する。
弁体２および３は、チャンバ１０の周壁の内部を回動す
るので、その回動範囲内に配設されたＳポート１２とＡ
ポート１３を開閉することができる。ここでコイルは２
つあるので、例えば、コイル５に通電すると通路を閉じ
るように回転するようにし、逆にコイル６に通電される
と通路を開くように回転するようにそれぞれのコイルは
一方向にのみ作用する磁力を発生するようにしてありア
イドル時には所要の開度にデューティ制御するようにそ
れぞれのコイルに通電される。

【０００８】上記のように構成された、２コイル式ロー
タリ型アイドル回転数制御装置においてはデューティ制
御が不要な運転状態の時には、コイル５および６への通
電をカットするようにすれば電力の浪費を防ぐことがで
きるので、本発明においては非アイドル状態の時には通
電をカットする。そして、この非アイドル状態で必要と
される補助空気が得られるように、通電がカットされた
時の軸１の自由釣り合い状態における弁体２、３の位置
を基準にしてチャンバ１０の周壁上のＳポート１２およ
びＡポート１３の位置が決められる。例えば本実施例の
場合には、通電がカットされた時にはＡポートとＳポー
トとから流れる流量の和がＡポートとＳポートが全開の
時の５０％の開度でデューティ制御された時にＡポート
とＳポートとから流れる流量の和に等しく、かつＡポー
ト側には全開の流量が流れるようにされている。

【０００９】一方、アイドル状態では、コイル５および
コイル６に通電され、Ａポート側およびＳポート側にそ
れぞれ所要の空気量が流れるようにデューティ制御され
る。図２は本発明による実施例におけるデューティ比と
空気流量の関係を示した図である。排気エミッションを
低減させるためにはアイドル時においても充分なエアア
シスト用の空気を供給することが必要であるので、デュ
ーティ下限付近でエアアシスト用の空気が不足しないよ
うに、本実施例では図２に示されるようにデューティ下
限付近では供給する全空気量をすべてＡポートに入れて
燃料噴射弁２４の先端部の孔２３から吸入系に導入しア
イドル時のエアアシスト効果を向上させるようにしてあ
る。そして、Ｓポートに入れる空気はＡポートが全開流
量に達してから供給されるようにされている。図３はこ
の様な特性を得るための弁体２、３とＳポート１２、Ａ
ポート１３の大きさおよび位置関係の例を示したもので
ある。

【００１０】図４は本発明による実施例の２コイル式ロ
ータリ型アイドル回転数制御装置の基本的な制御のフロ
ーであり、各センサの検出信号から、その時のエンジン
使用状態を検知し、それに応じた最適なアイドル回転数
になるように制御するものである。図５は本発明によっ
て特に追加されたものでアイドル状態であるか非アイド
ル状態であるかを検知し、アイドル状態であれば通電し
て図４のフローにしたがって最適なアイドル回転数にな
るように制御するようにし、非アイドル状態であれば通
電をカットして電力の浪費を防止する通電カット補正用
回路の詳細を示すルーチンであって所定時間毎に実行さ
れる。

【００１１】この通電カット補正用回路は通電状態から
通電カット状態に移行する時にはまず一旦通電カット時
の静止開度に同等な開度にデューティ制御してから非通
電に移行させ、逆に非通電状態から通電状態に移行する
時にはまず静止開度と同等な開度のデューティ制御状態
に移行させてから所要の開度にデューティ制御に移行す
るようにされており、アイドル状態からアクセルを踏み
込んで非アイドル状態に移行する場合には、図６に示さ
れるようにアクセルを踏み込んでアクセルがオンとなっ
たまず最初の５００ｍｓの間はそれまで通り所要のデュ
ーティ制御を続け、その後１５００ｍｓまではデューテ
ィ＝ＤＡMAX でデューティ制御され、その後３０００ｍ
ｓまではデューティ＝５０％の位置でデューティ制御さ
れ、３０００ｍｓ以降から通電がカットされ弁体はデュ
ーティ＝５０％相当の静止位置で停止するようにされ
る。したがって、たとえばデューティ＝２０％程度でデ
ューティ制御されていたものがいきなりデューティ＝５
０％相当の静止位置に来るよう解き放され、その際に不
要な揺動が発生するようなことはない。また同様に、逆
に、非アイドル状態からアイドル状態に移行する場合に
は、図７に示されるようにデューティ＝５０％相当の静
止位置で停止していた弁体はアクセルを放してアクセル
がオフとなったまず最初の５００ｍｓの間はデューティ
＝５０％の位置でデューティ制御され、その後一旦デュ
ーティ＝ＤＡMAX の位置となってから通電が開始され所
要の開度にデューティ制御される。

【００１２】通電カット補正用回路の内部における動き
を図５にもどって説明するが、まずアイドル状態から非
アイドル状態に移る時、すなわち通電されてデューティ
制御されている状態から通電カットされて弁体が自由釣
り合いの静止位置に移行する時の詳細について述べる。
ステップ５０１では通電カット中か否かを判別し、通電
カット中でなければステップ５０２に進む。ステップ５
０２ではアクセルがオンか否かを判別し、アクセルがオ
ンであればステップ５０３に進む。ステップ５０３では
アクセルがオンになってから５００ｍｓ経過したか否か
を判別し、５００ｍｓ経過していない場合には通電を継
続し所要のデューティ制御を行い、５００ｍｓ経過して
いる場合にはステップ５０４に進む。ステップ５０４で
はアクセルがオンになってから１５００ｍｓ経過したか
否かを判別し、１５００ｍｓ経過していなければデュー
ティ= ＤＡMAX でデューティ制御を行い、１５００ｍｓ
経過していればステップ５０５に進む。ステップ５０５
ではアクセルがオンになってから３０００ｍｓ経過した
か否かを判別し、３０００ｍｓ経過していなければデュ
ーティ＝５０％でデューティ制御を行い、３０００ｍｓ
経過していれば通電をカットする。。一方、ステップ５
１２、５１３の系統は通電カット状態から通電状態に復
帰する時の動きを示すもので、ステップ５１２ではアク
セルがオフか否かを判別し、アクセルがオフでなければ
そのまま通電カット状態とし、アクセルがオフであれば
通電されステップ５１３に進む。ステップ５１３ではア
クセルがオフになってから５００ｍｓ経過したか否かを
判別し、５００ｍｓ経過してなければデューティ＝５０
％でデューティ制御を行い、５００ｍｓ経過していれば
デューティ= ＤＡMAX でのデューティ制御に移行しそれ
から所要のデューティ制御が行われる。

【００１３】軸１の永久磁石４が取り付けられているの
とは反対の方の端部にはガードアーム７が取り付けら
れ、バイメタル８と一体化されたガードカム９の切り欠
き部の内部へと延出しており、その様子が図８に示され
ている。これは通電されてデューティ制御している時に
一方のコイルへの通電が遮断された時に軸１が回り過ぎ
ないようにガードアーム７を切り欠き面に当接させて拘
止するためのものであって通常の作動においてはガード
アーム７は切り欠き内部を自由に回動することが可能で
ある。

【００１４】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したことによ
り、非アイドルの状態では通電がカットされるので、電
力の浪費が防止され機関本体の燃費を向上することがで
きる。また、取り入れた補助空気の一部を燃料噴射弁の
先端部から導入してエアアシストさせることにより、し
かもそれをアイドルの時から充分に導入するようにして
やることによって燃料の霧化がほぼ全域にわたってよく
なり結果的に排気エミッションがよくなる。また、アイ
ドルから非アイドルへ、または逆に非アイドルからアイ
ドルに移行する時に一旦非アイドル時の静止開度と同じ
開度にデューティ制御させてから行うことによって弁体
の不要な揺動が防止される。さらにステップモータを用
いてエアアシスト流路を分岐させた場合のように製作上
特別に高い精度を必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による２コイル式ロータリ型アイドル回
転数制御装置の実施例の構造の概略を示した図である。

【図２】本発明による実施例のデューティ比と空気流量
の関係を示した図である。

【図３】図２のような流量特性を得るための弁体２、３
とＳポート１２、Ａポート１３の大きさおよび位置関係
の例を示したものである。

【図４】本発明による実施例の２コイル式ロータリ型ア
イドル回転数制御装置の基本的な制御のフローである。

【図５】本発明によって特に追加された通電カット補正
の詳細を示すルーチンである。

【図６】アイドルオンから非アイドルになったときの制
御の動きの詳細を示す図である。

【図７】非アイドルからアイドルオンになったときの制
御の動きの詳細を示す図である。

【図８】軸１の一方の端部に取り付けられたガードアー
ムの詳細を示す図である。

【符号の説明】

１…軸 ２…弁体 ３…弁体 ４…永久磁石 ５…コイル ６…コイル ７…ガードアーム ８…バイメタル ９…ガードカム １０…チャンバ １１…入口開口部 １２…Ｓポート １３…Ａポート １４…補助空気流路 １５…エアアシスト流路 ２０…絞り弁 ２１…孔 ２２…孔 ２３…孔 ２４…燃料噴射弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気絞り弁を迂回するバイパス通路に、
   ２個の電磁コイルによって駆動されるロータリ弁を配設
   し、アイドル時には前記ロータリ弁で前記バイパス通路
   の開度をデューティ制御することによりアイドル回転数
   を制御する２コイル式ロータリ型アイドル回転数制御装
   置において、非アイドル時には前記電磁コイルへの通電
   をカットするようにしたことを特徴とする２コイル式ロ
   ータリ型アイドル回転数制御装置。
2. 【請求項２】 前記２コイル式ロータリ型アイドル回転
   数制御装置においてさらに燃料噴射弁の先端部へ分岐す
   るエアアシスト通路を有し、非アイドル時に通電がカッ
   トされた時には少なくとも前記エアアシスト通路が開か
   れた所定位置をとるようにされていることを特徴とする
   前記請求項１に記載の２コイル式ロータリ型アイドル回
   転数制御装置。
3. 【請求項３】 アイドル時から非アイドル時へ移行する
   時には、前記ロータリ弁を前記所定位置の開度までデュ
   ーティ制御させ、所定時間経過後に前記コイルへの通電
   をカットすることを特徴とする前記請求項２に記載の２
   コイル式ロータリ型アイドル回転数制御装置。