JPH0733816B2 - 内燃機関のアイドル制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関のアイドル制御弁に関する。

〈従来の技術〉 電子制御燃料噴射式内燃機関においては、アイドル回転
数を最適に保持させて燃費を改善するために、吸気通路
に介装したスロットル弁をバイパスする補助空気通路に
アイドル制御弁（以下、ISCバルブとする）を介装して
機関状態に応じてその開度を増減制御して補助空気流量
を調整している（実開昭60−134841号公報参照）。

かかるISCバルブの一例を第６図に示し説明する。

図において、ハウジング１には、スロットル弁の上流側
の吸気通路に接続される上流側補助空気通路２と、スロ
ットル弁の下流側の吸気通路に接続される下流側補助空
気通路（図示せず）が形成され、円筒面の一部をシール
面とする弁座（図示せず）に形成した開口部を介して上
流側補助空気通路２と下流側補助空気通路とが連通して
いる。

前記弁座と対面する円筒面の一部をシール面とする弁体
３は、固定軸４にニードルベアリング5,6を介して回動
自在に支持された中空のロータ７に固定されている。前
記ロータ７周りには、開弁用コイル８と閉弁用コイル９
へのそれぞれの通電により異なる方向に磁力が発生する
開弁用ヨーク10と閉弁用ヨーク11が配設されている。そ
して、各ヨーク10,11に対面してロータ７に形成された
凸部7A,7Bが各ヨーク10,11に発生する磁力によって吸引
されることによってロータ７が回動するようになってい
る。12は開弁用と閉弁用の両コイル8,9間に介在させた
中間ヨーク,13は一端がハウジング１に固定され他端が
ロータ７に固定されたヘリカル状のリターンスプリング
である。

かかる構成のISCバルブによれば、開弁用と閉弁用の両
コイル8,9に交互に駆動パルス信号を供給し、それぞれ
のコイル8,9への通電時間比、即ち前記駆動パルス信号
のデューティ比を機関運転状態に応じて変化させること
によって、ロータ７の回動位置が変化し、弁体３を所定
開度に制御するようになっている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、近年、上述のISCバルブにエアレギュレータ
等他の補助空気制御機能を持たせて補助空気を１台のIS
Cバルブで制御するシステムが実用化されつつある。

この場合には、アイドル回転数制御機能だけのものに比
べて補助空気の流量制御範囲を広く設定する。このた
め、アイドリング運転中に、例えばコントロールユニッ
トが暴走してISCバルブに対して全開信号が与えられて
しまうと、過剰に補助空気が供給されてしまい、機関回
転数が異常上昇する可能性があった。

このような機関回転の異常上昇等のアイドル制御弁にお
ける問題を解消するため、機関温度の上昇に応じて弁開
度の上限位置を規制するようにしたものが提案されてい
る（実開昭58−172033号公報及び実開昭59−116548号公
報参照）。

しかしながら、かかる従来装置では、弁開度の上限位置
は規制でき、機関回転の異常上昇は防止できるものの、
弁開度の下限位置に関しては、機関温度が所定値以上に
なると全閉位置に制定されるため、機関の運転中に何ら
かの原因で弁が閉弁方向に動いた場合に必要最低限の補
助空気を確保できないと言う問題点がある。

本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、コントロ
ールユニットの暴走等によって全開信号が与えられても
機関回転数が必要以上に上昇しないよう機関温度によっ
て補助空気流量が規制できると共に、全閉故障ではエン
スト等を起こさないように必要最低限の補助空気流量が
確保できるアイドル制御弁を提供することを目的とす
る。

＜問題点を解決するための手段＞ このため本発明は、吸気通路に介装されるスロットル弁
をバイパスする補助空気通路に介装され、駆動パルス信
号のデューティ比に応じて弁開度が制御される内燃機関
のアイドル制御弁において、弁開度の上限位置及び下限
位置を規制するストッパ部材と、弁開度の上限位置がそ
の時の機関温度で許容される最大空気流量に対応する位
置となるように機関温度の上昇に応じて前記ストッパ部
材を閉弁方向に移動させるストッパ部材移動手段と、前
記ストッパ部材の移動範囲を規制し機関温度が所定値以
上のとき機関が要求する必要最低限の空気流量が確保で
きる位置に弁開度の下限位置を維持させる規制手段とを
設けて構成した。

＜作用＞ これにより、機関温度の上昇に応じてストッパ部材が閉
弁方向に移動し、弁開度の上限位置がそのときの機関温
度において許容できる最大の補助空気流量に対応する位
置となるようにできる。しかも、機関温度の上昇に応じ
て閉弁方向に移動するストッパ部材の移動を、機関が所
定温度以上になった時にそれ以上のストッパ部材の移動
を停止させるように規制することで、弁開度の下限位置
を必要最低限の補助空気が得られる位置に維持できエン
スト等の発生を防止できる。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図に基づいて説
明する。

本実施例のISCバルブの全体図を示す第１図において、
ハウジング21には、スロットル弁（図示せず）の上流側
吸気通路に接続する上流側補助空気通路22Aと、スロッ
トル弁の下流側吸気通路に接続する下流側補助空気通路
22Bとが形成され、円筒面の一部をシール面とする弁座2
3に形成した開口部24を介して両補助空気通路22A,22Bが
連通している。更に、前記開口部24を開閉する後述する
弁体26をバイパスしてスロットル弁下流側の吸気通路に
接続するバイパス補助空気通路22Cが形成されており、
バイパス補助空気通路22Cには空気流量調整用のアジャ
ストスクリュ25が介装され、エアコン等の負荷がオフに
なっている無負荷状態における補助空気流量の下限値を
設定してエンスト等を防止している。

前記弁座23と対面する円筒面の一部をシール面とする前
述した弁体26は、ハウジング21に固定される固定軸27に
ニードルベアリング28を介して回動自由に支持されたロ
ータ29に一体に固定されている。このロータ29の周囲に
は、開弁用コイル30,閉弁用コイル31が配置されると共
に、両コイル30,31に各々通電したときにそれぞれ磁力
を発生する開弁用ヨーク32と閉弁用ヨーク33が配置され
ている。そして、各ヨーク32,33に対面するロータ29外
周には凸部29A,29Bがそれぞれ形成されて、各ヨーク32,
33に磁力が発生したときに対応する凸部29A,29Bが吸引
されることによってロータ29がその吸引力の差に基づき
所定方向に回動されるようになっている。34は開弁用と
閉弁用の両コイル30,31間に介在させた中間ヨークであ
る。

また、ハウジング21の外周部には、流入パイプ35と流出
パイプ36が接続されたウォータジャケット37が形成さ
れ、機関冷却水が循環供給されるようになっている。

更に、前記ロータ29の外周にはロータ29に回動可能に取
付けられ弁体26の弁開度位置を規制するストッパ部材と
しての第１ストッパ41と、該第１ストッパ41を機関温
度、例えば前記ウォータジャケット37内の機関冷却水温
度に応じて移動させ第１ストッパ41によって規制される
弁開度位置を変化させるストッパ部材移動手段としての
ヘリカル状のバイメタル42と、ハンジング21に固定さ
れ、前記バイメタル42による第１ストッパ41の移動範囲
を規制する規制部材としての第２ストッパ43が配置され
ている。

前記第１及び第２ストッパ41,43及びバイメタル42の取
付構造の詳細を第２図に示し説明する。

前記第１ストッパ41は略円筒状をなし、弁体26と対面す
る端面に、弁体26側に突出する第３図に示すような相対
向する凸部41A,41Bが形成され、弁体26側の凸部26A,26B
と係合可能になっている。

更に、外周にはバイメタル42の内側端部が樹脂モールド
によって固着されている。前記バイメタル42の外側端部
は、ハウジング21に固定されたブラケット44にスポット
溶接によって固着されている。第２ストッパ43は第１ス
トッパ41外周に配置され、前記ブラケット44を介してハ
ウジング21に固定されており、第４図に示すようにその
内周面には相対向して凸部43A,43Bが形成され、第１ス
トッパ41外周に形成した凸部41C,41Dと係合可能になっ
ている。45は第２ストッパ43の抜け止め用ワッシャであ
る。

次に第１ストッパの作用を第３図を参照して説明する。

第３図に示すように第１ストッパ41の２つの凸部41A,41
B間の間隔をθ_１とし、弁体26の各凸部26A,26Bのそれぞ
れの幅をθ_２とすると弁体26の回動範囲、即ち弁開度の
変化範囲θ_Ａはθ_Ａ＝θ_１−θ_２となる。そして、図中
の矢印Ａ方向を開弁方向、Ｂ方向を閉弁方向とすると、
凸部41A（41B）の図中下側（上側）端面41a（41b）が弁
開度の上限位置に対応し、凸部41A（41B）の図中上側
（下側）端面41a′（41b′）が弁開度の下限位置に対応
することになる。

今、ある機関温度において第３図示の状態にあるとした
とき、機関温度が上昇すると、ウォータジャケット37内
の機関冷却水の温度上昇によってバイメタル42が変位
し、第１ストッパ41を図中Ｂ方向に移動させる。

これにより、凸部41A,41B位置が同方向に移動するた
め、第１ストッパ41によって規制される弁開度の上限位
置（端面41a,41b）及び下限位置（端面41a′,41b′）が
共に閉弁方向、即ち空気流量減少方向に移動する。

従って、機関要求空気量が減少する機関の温度上昇に伴
って空気流量の上限値を減少させることができるため、
コントロールユニットが暴走して全開信号が与えられた
としても、第１ストッパ41の作用によって、そのときの
上限位置に対応する空気流量以上は供給されず、機関の
暴走を防止することができる。

次に第２ストッパの作用を第４図を参照して説明する。

第２ストッパ43の２つの凸部43A,43B間の間隔をθ_３と
し、第１ストッパ41の各凸部41C,41Dのそれぞれの幅を
θ_４とすると、第１ストッパ41の移動範囲θ_Ｂは、θ_Ｂ
＝θ_３−θ_４となる。

また、凸部43A（43B）の、図中左側（右側）端面43a（4
3b）が開弁側最大位置に対応し、図中右側（左側）端面
43a′（43b′）が閉弁側最大位置に対応している。

そして、前記開弁側最大位置としては、機関の要求空気
流量の最大値よりも多少多い空気流量が得られる位置に
設定し、前記閉弁側最大位置としては、エアコン等の負
荷がオンになっている状態において、必要最低限の空気
流量が確保できる位置に設定してある。

今、前述したように第１ストッパ41が機関温度の上昇に
伴って閉弁方向（図中矢印Ｂ方向）に多動するが、機関
温度が所定温度（例えば70℃）に達すると、第２ストッ
パ43の端面43a′,43b′に第１ストッパ41の凸部41C,41D
の対面する端面が接触して係止され、機関温度がそれ以
上上昇しても第１ストッパ41が移動できないようになっ
ている。従って、第２ストッパ43で設定される下限位置
以上は弁開度が小さくならず、必要最低限の空気流量を
確保することができる。

第５図に機関温度に応じた機関要求空気流量と機関要求
回転数を示してある。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明によれば、機関温度の上昇に伴
ってストッパ部材を閉弁方向に移動して空気流量の上限
値を低くするので、コントロールユニットの誤動作によ
って全開信号が入力しても過剰に空気流量が増大せず、
従って、機関回転数が異常上昇しないため車両の暴走を
防ぐことができる。しかも、ストッパ部材が機関温度の
上昇に伴って無制限に閉弁方向に移動するのを防止し
て、必要最低限の空気流量を確保できるようにしたの
で、機関のエンスト等を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアイドル制御弁の全体断面図、第２図
は同上実施例の要部断面図、第３図は第２図III−III矢
視図、第４図は第２図のIV−IV矢視断面図、第５図は機
関温度と機関の要求空気量、要求回転数との関係を示す
図、第６図は従来例を示す全体断面図である。 21……ハウジング、26……弁体、27……固定軸、29……
ロータ、30……開弁用コイル、31……閉弁用コイル、32
……開弁用ヨーク、33……閉弁用ヨーク、37……ウォー
タジャケット、41……第１ストッパ、41A,41B,41C,41D
……凸部、42……バイメタル、43……第２ストッパ、43
A,43B……凸部、44……ブラケット、45……ワッシャ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気通路に介装されるスロットル弁をバイ
   パスする補助空気通路に介装され、駆動パルス信号のデ
   ューティ比に応じて弁開度が制御される内燃機関のアイ
   ドル制御弁において、弁開度の上限位置及び下限位置を
   規制するストッパ部材と、弁開度の上限位置がその時の
   機関温度で許容される最大空気流量に対応する位置とな
   るように機関温度の上昇に応じて前記ストッパ部材を閉
   弁方向に移動させるストッパ部材移動手段と、前記スト
   ッパ部材の移動範囲を規制し機関温度が所定値以上のと
   き機関が要求する必要最低限の空気流量が確保できる位
   置に弁開度の下限位置を維持させる規制手段とを設けた
   ことを特徴とする内燃機関のアイドル制御弁。