JPH0814265B2 - 内燃機関のアイドルスピード制御弁 - 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スピード制御弁に関す
る。

〈従来の技術〉 従来、この種のアイドルスピード制御弁は、機関吸気
系のスロットル弁をバイパスする補助空気通路に介装さ
れて、その回動位置により通路面積を制御する弁体と、
該弁体を閉方向に回動付勢するリターンスプリングと、
通電時に前記弁体を開方向に回動させるトルクを発生さ
せる電磁コイルとを備え、前記電磁コイルへの通電をデ
ューティ制御することにより、弁体の回動位置を制御し
て前記補助空気通路の通路面積を制御し、補助空気量を
制御してアイドルスピードを制御する（特開昭59−2117
38号公報等参照）。

尚、弁体を開方向に回動させるトルクを発生させる開
駆動コイルと、弁体を閉方向に回動させるトルクを発生
させる閉駆動コイルとをそれぞれ備え、これらの電磁コ
イルそれぞれに相補なパルス状の駆動信号を供給するよ
うにしたものが、特開昭58−1199348号公報等に開示さ
れている。ここで、前記特開昭58−1199348号公報で
は、通電遮断時の開口面積を適正位置に調整するための
弾性部材を設けてある。

また、暖機後においては低温時に比べて必要とする補
助空気量が減少するため、機関温度に応じて弁体の最大
開度を規制するようにしたものがある（特開昭実開62−
119446号公報，特開昭62−12747号公報等参照）。

即ち、シリコンペレット等の温度により体積変化する
感温部材を封入した感温アクチュエータを設け、内部の
シリコンペレットの膨張により突出するロッドの先端部
を弁体に対向させることにより、弁体の最大開度を前記
ロッドの位置に応じて規制するようにしている。

また、感温アクチュエータとしてヘリカルバイメタル
を用い、このヘリカルバイメタルの一端をハウジングに
固定し、他端を前記弁体に相対させるようにして、機関
温度に応じて変位するヘリカルバイメタルの他端位置に
応じて最大開度を規制するものもある。尚、前記シリコ
ンペースト封入型の感温アクチュエータやヘリカルバイ
メタルの近傍には機関冷却水が導かれる温水パイプを導
設してある。

更に、実公昭57−2664号公報には、機関温度に応じて
空気量を調整するバルブと、減速時の負圧調整のための
バルブと、温間時のアイドル調整用のアイドルアジャス
トとを一体化した装置が開示されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、特開昭59−21173号公報や特開昭58−11993
48号公報等に開示される装置では、何らかの原因によっ
て通電遮断されたときの開口面積を、弾性部材によって
規制することが可能であるが、制御ユニットの故障によ
って誤って最大開度に制御されるような故障が発生した
ときには、空気量が過大になってしまうことを回避でき
ない。

これに対し、実開昭62−119446号公報等に開示される
装置では、感温アクチュエータによって弁体の最大開度
を規制するから、機関温度に応じて必要な空気量を確保
しつつ、制御ユニットの故障が発生しても過大な空気量
が供給されることを防止できる。

しかしながら、前記実開昭62−119446号公報等に開示
されるような装置では、弁体の全開付近で異物が噛み込
んでロックしたり弁体の動きが渋くなると、たとえ制御
ユニットが正常に制御し、また、感温アクチュエータが
正常に動作しても、空気量調整が不能になって過大な空
気量が供給されてしまうという問題がある。

また、実公昭57−2664号公報に開示されるように、機
関温度に応じて開口面積を制御するバルブと、アイドル
制御のためのバルブとを個別に並列的に備える構成の場
合にも、感温アクチュエータで駆動される弁体の開固着
等があると、過大な空気量が供給されてしまうという問
題がある。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、制御
ユニットの故障が発生しても、過大な空気が供給される
ことを回避でき、また、弁体の固着等に対しても空気量
の規制が可能なアイドルスピード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〉 そのため本発明では、機関吸気系のスロットル弁をバ
イパスする補助空気通路に介装されるアイドルスピード
制御弁であって、前記補助空気通路の一部を構成する円
筒状空間に、該円筒状空間の軸回りに回動する２つの開
閉弁を内設させ、前記円筒状空間の周面に形成された補
助空気入口部と出口部とを前記２つの開閉弁それぞれに
よって開閉する構成とし、かつ、前記２つの開閉弁のう
ちの一方を機関温度に応じて熱変位する感温部材によっ
て前記軸回りに回転駆動して開閉動作させる一方、他方
を電磁コイルに供給される駆動パルス信号のデューティ
比に応じて発生するトルクにより前記軸回りに回転駆動
して開閉動作させる構成とした。

〈作用〉 かかるアイドルスピード制御弁によると、電磁コイル
によって回転駆動される開閉弁と、感温部材によって回
転駆動される開閉弁と補助空気通路に対して直列に接続
されることになり、一方の開閉弁による空気量の過剰制
御を他方の開閉弁によって制限することが可能となる。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

図に示すアイドルスピード制御弁は、図示しない機関
吸気系のスロットル弁をバイパスする補助空気通路１に
介装されるものであり、前記補助空気通路１の一部を構
成する空気通路２を備える一方、機関温度に応じて前記
空気通路２を開閉する第１開閉弁３と、電磁コイル４で
発生するトルクに応じて開閉する第２開閉弁５とが空気
通路２に対して直列に配設されるように一体に備えてい
る。

前記第１開閉弁３は、空気通路２の軸に直交する方向
に延設支持された回転軸６と、この回転軸６の一方端に
固定され該回転軸６の軸心回りに一体に回転する弁体７
と、前記回転軸６の他端に内側端部が係止され外側端部
がハウジング８側に固定される感温部材としてのヘリカ
ルバイメタル９と、前記回転軸６の軸受け周囲に形成さ
れた温水通路10と、により構成される。

前記空気通路２は、中央部が前記回転軸６の軸心を軸
とする円筒状の空間2aになっており、かかる円筒状の空
間2aの両側端に上下流の通路が連通接続される。そし
て、前記弁体７は空気通路２の中央部の円筒状空間2aの
内周に摺接する円筒側面の一部をなしており、回転軸６
回りに回転することにより円筒状空間2aの上流側の開口
（補助空気入口部）を開閉する。

ヘリカルバイメタル９の内側端部は、回転軸６の端部
に設けた軸心に直交する貫通孔に挿通されて係止されて
おり、外側端部が固定されることからその熱変位（熱伸
縮）によって回転軸６を回転駆動する。即ち、ヘリカル
バイメタル９が熱膨張すると弁体７が閉側に回動する方
向に回転軸６を回動駆動し、ヘリカルバイメタル９が熱
収縮すると弁体７が開側に回動する方向に回転軸６を回
動駆動するようにしてある。

温水通路10には、機関冷却水が導入されるように構成
されており、隣接して設けられるヘリカルバイメタル９
が機関温度を代表する冷却水温度に応じて熱変位するよ
うにしてある。従って、温水通路10に導かれた冷却水温
度に応じてヘリカルバイメタル９が熱変位し、回転軸６
を回転駆動するため、この回転軸６の他端側に固定され
た弁体７が冷却水温度に応じて空気通路２の上流側を開
閉する。

一方、第２開閉弁５は、前記回転軸６と同軸上に設け
られた回転軸11と、この回転軸11の一方端に固定され該
回転軸11の軸心回りに一体に回転する弁体12と、前記回
転軸11の他端側の外周に固定された永久磁石13と、該永
久磁石13を囲むようにして固定された開弁用コイルと閉
弁用コイルとからなる電磁コイル４が巻回されたヨーク
14と、により構成される。

尚、15は電磁コイル４に駆動電流を供給するための電
気端子であり、16,17は回転軸11を軸受けするベアリン
グである。

前記弁体12は、弁体７と同様に空気通路２の中央部の
円筒状空間2aの内周に摺接する円筒側面の一部をなして
おり、回転軸11回りに回転することにより円筒状空間2a
の下流側の開口（補助空気出口部）を開閉する。前記電
磁コイル４を構成する開弁用コイルは、通電されること
により弁体12を開弁方向に回転軸11を回転駆動するトル
クを発生するもので、同じく電磁コイル４を構成する閉
弁用コイルは、通電されることにより弁体12を閉弁方向
に回転軸11を回転駆動するトルクを発生させるものであ
り、前記開弁用コイルと閉弁用コイルとには、図示しな
い制御ユニットから相補なパルス状の駆動電流信号が供
給されるようになっており、係る駆動電流信号のデュー
ティ比に応じて弁体12の回動位置が制御されるようにな
っている。

前記制御ユニットは、クランク角センサ等によって検
出される実際の機関回転速度と、冷却水温度等から決定
される目標アイドルスピードとを比較して、実際の回転
速度を目標アイドルスピードに近づけるように前記駆動
電流信号のデューティ比をフィードバック制御して弁体
12の回動位置を制御する。

かかる構成のアイドルスピード制御弁によると、 第１開閉弁３は、機関の冷却水温度が高くなるほど空気
通路２を閉じ、フリクションの大きな冷却水温度の低い
とき（冷機時）には、空気通路２をより大きく開いて特
に始動性の向上を図る。一方、第２開閉弁５は、第１開
閉弁３の開度とは無関係に実際の回転速度と目標アイド
ル回転速度との偏差に基づいて開度がフィードバック制
御される。

従って、例えば第１開閉弁３の弁体７が全開側でロッ
クして、冷却水温度の上昇に伴って空気通路２の上流側
を閉じることができなくなった場合でも、第２開閉弁５
及びこの第２開閉弁５を制御する制御ユニットが正常状
態であれば、第２開閉弁５によって空気通路２の下流側
の開度を制御することにより、補助空気通路を介して吸
入される空気量を所望値（若しくは所望値に近い値）に
制御でき、機関回転速度を目標アイドルスピードに付近
に制御して機関回転速度が通常状態よりも高い速度にな
ることは避けられる。

一方、第２開閉弁５の弁体12が全開側でロックした場
合や、駆動電流信号を出力する制御ユニットの故障で弁
体12を全開させる過大なデューティ比の駆動電流信号が
出力されるような場合であっても、第１開閉弁３が冷却
水温度に応じて開閉される正常状態であれば、この第１
開閉弁３によって空気量が制御され、冷却水温度に応じ
て空気量を減少させることができるため、目標アイドル
スピードに制御することはできなくとも、機関回転速度
が異常に上昇することは回避できる。

このように、第１開閉弁３及び第２開閉弁５の少なく
とも一方が正常に動作していれば、他方が異常に開いた
状態となっても、機関回転速度が異常上昇することを防
止できるものである。

また、上記のように、同一の円筒状空間内に回転駆動
される２つの弁体を同軸回りに回転可能に内設させる構
成であれば、空気の流れ方向における弁間隔を短くで
き、また、回転軸方向の両端部に電磁コイル及び感温部
材をそれぞれに配設することが可能となるから、弁装置
全体をコンパクトに構成できるものである。

尚、本実施例では、感温部材としてヘリカルバイメタ
ル９を用いたが、シリコンペースト等の他の感温部材を
用いて第１開閉弁３を構成するようにしても良い。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係るアイドルスピード
制御弁によると、一方の開閉弁に異常があっても他方の
開閉弁により補助空気通路を介して供給される空気量を
制御できるため、例えば制御ユニットの故障によって一
方の開閉弁が全開制御されたり、一方の開閉弁が機械的
にロックしても、空気の供給量が過大となって機関の回
転速度が異常上昇することがなく、機関の安全性をより
高めることができると共に、アイドルスピード制御弁を
コンパクトに構成できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すアイドルスピード制御弁の
断面図である。 １……補助空気通路、３……第１開閉弁、４……電磁コ
イル、５……第２開閉弁、7,12……弁体、９……ヘリカ
ルバイメタル、10……温水通路、13……永久磁石、14…
…ヨーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関吸気系のスロットル弁をバイパスする
   補助空気通路に介装されるアイドルスピード制御弁であ
   って、前記補助空気通路の一部を構成する円筒状空間
   に、該円筒状空間の軸回りに回動する２つの開閉弁を内
   設させ、前記円筒状空間の周面に形成された補助空気入
   口部と出口部とを前記２つの開閉弁それぞれによって開
   閉する構成とし、かつ、前記２つの開閉弁のうちの一方
   を機関温度に応じて熱変位する感温部材によって前記軸
   回りに回転駆動して開閉動作させる一方、他方を電磁コ
   イルに供給される駆動パルス信号のデューティ比に応じ
   て発生するトルクにより前記軸回りに回転駆動して開閉
   動作させることを特徴とする内燃機関のアイドルスピー
   ド制御弁。