JPH08200189A

JPH08200189A - ２コイル式ロータリ型アイドル回転数制御装置

Info

Publication number: JPH08200189A
Application number: JP7007475A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kurita; 賢二栗田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-01-20
Filing date: 1995-01-20
Publication date: 1996-08-06

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】２コイル式ロータリ型アイドル回転数制御装置
に関し、電磁コイルに対する通電不能時においてはエン
ジンストール及びオーバーランの発生を防止し、正常状
態においてはロータリ弁の開弁範囲を広く設定する。【構成】絞り弁20を迂回するバイパス通路14に、２個の
電磁コイル5,6 により駆動されるロータリ弁2,3 を配設
し、アイドル時にはロータリ弁2,3 でバイパス通路14の
開度をデューティ制御することによりバイパス通路14を
流れる空気流量が増大するよう制御する構成において、
ロータリ弁2,3 の流量特性を、ロータリ弁2,3 がデュー
ティ比０％の位置においてエンジンがエンジンストール
を発生しない流量を確保するように設定すると共に、ロ
ータリ弁2,3 がデューティ比１００％の位置においてエ
ンジンがオーバーランしない流量となるよう設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は２コイル式ロータリ型ア
イドル回転数制御装置に係り、特に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気系に導入され
る補助空気を制御する２コイル式ロータリ型アイドル回
転数制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、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、或いは機関停止（エンジンストール）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気系に導入し、その
補助空気の量を制御することによりアイドル回転数を所
定の値に維持しようとするアイドル回転数制御装置が知
られている。

【０００３】このアイドル回転数制御装置として、従来
より種々の方式が提案されている。例えば、ステッピン
グモータを用いたアイドル回転数制御装置は、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
間隙を増減することによって空気量を制御する構成とさ
れている。

【０００４】また、１コイル式ロータリ型アイドル回転
数制御装置は、軸（磁石が配設されている）に直結され
たロータリ弁を１方に向けて付勢するバネと１個の電磁
コイルとを有しており、コイルに通電することによりこ
のバネ力に抗して軸を回動させることによってバイパス
通路をデューティ制御して空気量を制御する構成とされ
ている。

【０００５】更に、２コイル式ロータリ型アイドル回転
数制御装置は、軸（磁石が配設されている）に直結され
たロータリ弁を夫々正方向と逆方向の電磁力を発生する
２個のコイルを有しており、この２個の電磁コイルに供
給する電流量を制御することにより軸を回動させ、バイ
パス通路をデューティ制御して空気量を制御する構成と
されている。

【０００６】上記各方式のアイドル回転数制御装置の
内、２コイル式ロータリ型アイドル回転数制御装置は、
軸を回動させる際に１コイル式と異なりバネ力に抗して
軸を回動させる必要がないため、消費電力が少なくて済
み、かつ小型化できるため、特に小型車のアイドル回転
数制御装置として多用されている。

【０００７】この２コイル式ロータリ型アイドル回転数
制御装置として、例えば特願平５−６０１３２号に開示
されたものがある。上記出願に係る２コイル式ロータリ
型アイドル回転数制御装置は、非アイドル時には２個の
電磁コイルへの通電がカットされると共に、この通電カ
ット状態においてロータリ弁がバイパス通路を所定の開
度で開弁する構成とされている。この構成とすることに
より、電力の浪費が防止できると共に、非アイドル時に
おいてバイパス通路を介した吸気系への空気の供給を確
保することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、２個の電磁
コイルによりロータリ弁を駆動してバイパス通路を流れ
る空気量を制御する構成の２コイル式ロータリ型アイド
ル回転数制御装置では、例えば断線等により一方の電磁
コイルに対する通電が遮断された場合には、電流供給が
されている他方の電磁コイルのみが作動することとな
る。

【０００９】このため、開弁用の電磁コイルへの通電が
遮断された場合には、ロータリ弁は全閉した状態となり
エンジンストールを発生するおそれが生じる。一方、閉
弁用の電磁コイルへの通電が遮断された場合には、ロー
タリ弁は全開した状態となりエンジンスがオーバーラン
するおそれが生じる。

【００１０】よって、上記出願に係る２コイル式ロータ
リ型アイドル回転数制御装置は、電磁コイルに対する通
電が遮断された事態に対応すべく、軸と係合するガイド
アームを設け、何れか一方の電磁コイルへの通電が遮断
された場合には、ガイドアームにより軸の過度の回動を
機械的に規制することによりエンジンストール及びオー
バーランの発生を防止する構成とされていた。

【００１１】しかるに、従来のように機械的にロータリ
弁が接続された軸の回動を規制する構成では、電磁コイ
ルへの通電が遮断された時には有効にエンジンストール
及びオーバーランの発生を防止できるものの、正常状態
（断線等が発生しておらず、電磁コイルへの通電が適正
に行われている状態）においては、ロータリ弁の開弁範
囲がガイドアームにより規制されて狭くなってしまうと
いう問題点があった。

【００１２】このように、ロータリ弁の開弁範囲が狭く
なると、アイドル状態において補機（例えばエアコンデ
ィショナー等）を用いた場合には、充分なアイドルアッ
プを行うことができなくなり、エンジンストールを招い
たり、また補機の使用制限を行う必要が生じてしまう。

【００１３】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、ロータリ弁がデューティ比０％或いは１００％の
位置にあってもエンジンストール或いはオーバーランが
発生しないようロータリ弁の流量特性を設定することに
より、電磁コイルに対する通電が遮断された状態におい
てはエンジンストール及びオーバーランの発生を防止
し、正常状態においてはロータリ弁の開弁範囲を広く設
定しうる２コイル式ロータリ型アイドル回転数制御装置
を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、下記の手段を講じたことを特徴とするも
のである。請求項１の発明では、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り駆動されるロ
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、デューティ比の増大に伴い前記バイパス通路を流れ
る空気流量が増大するよう制御する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、前記ロータリ弁の
流量特性が、前記ロータリ弁がデューティ比０％の位置
においてエンジンがエンジンストールを発生しない流量
を確保するよう設定されていることを特徴とするもので
ある。

【００１５】また、請求項２の発明では、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り駆動
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、デューティ比の増大に伴い前記バイパス通路
を流れる空気流量が増大するよう制御する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、前記ロータ
リ弁の流量特性が、前記ロータリ弁がデューティ比１０
０％の位置においてエンジンがオーバーランしない流量
に設定されていることを特徴とするものである。

【００１６】また、請求項３の発明では、前記請求項１
または２記載の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、前記デューティ比にガード値を設定
し、該ガード値を前記デューティ比が越えた場合には、
前記デューティ比を所定の固定値に強制的に設定するこ
とを特徴とするものである。

【００１７】更に、請求項４の発明では、前記請求項３
記載の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、前記ガード値を機関暖機状態に応じて可変する
構成としたことを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】上記の各手段は、下記のように作用する。請求
項１の発明によれば、ロータリ弁の流量特性が、ロータ
リ弁がデューティ比０％の位置においてエンジンがエン
ジンストールを発生しない流量を確保するよう設定され
ているため、例えば２個の電磁コイルの内ロータリ弁を
開弁側に駆動する電磁コイルに断線が発生し、ロータリ
弁が全閉位置（即ち、デューティ比０％の位置）まで移
動しても、所定の流量の空気はバイパス通路を流れるた
め、エンジンストールの発生を防止することができる。

【００１９】また、請求項２の発明によれば、ロータリ
弁の流量特性が、ロータリ弁がデューティ比１００％の
位置においてエンジンがオーバーランしない流量に設定
されているため、例えば２個の電磁コイルの内ロータリ
弁を閉弁側に駆動する電磁コイルに断線が発生し、ロー
タリ弁が全開位置（即ち、デューティ比１００％の位
置）まで移動しても、バイパス通路を流れる空気量は所
定の流量に制限されるため、エンジンのオーバーランが
発生することを防止することができる。

【００２０】また、請求項３の発明によれば、デューテ
ィ比にガード値を設定し、このガード値を前記デューテ
ィ比が越えた場合には、デューティ比を所定の固定値に
強制的に設定することにより、例えばデューティ比を演
算するコンピュータの不良等によりガード値を越える異
常なデューティ比が算出された時には、デューティ比は
強制的に所定の固定値とされる。このため、異常なデュ
ーティ比によりロータリ弁が制御させることを防止で
き、エンジンストール及びオーバーランの発生を防止す
ることができる。

【００２１】また、上記ガード値は機械的ではなくコン
ピュータのソフトウェアーとして設定されるため、その
ガード値の上限値と下限値との幅を広く設定することが
可能であり、よってロータリ弁の回動範囲を広く設定る
すことができる。このため、正常状態（異常なデューテ
ィ比が発生しない状態）におけるロータリ弁の制御範囲
は広くすることができる。

【００２２】更に、請求項４の発明によれば、ガード値
を機関暖機状態に応じて可変する構成としたことによ
り、機関状態に適合したアイドル回転数制御を実施する
ことができる。即ち、例えば補助空気の導入が必要ない
ような機関暖機状態においては、バイパス通路を介して
吸気系に多量の空気が導入されることを防止できるため
オーバーランの発生を防止でき、また機関暖機前状態に
おいてはバイパス通路を介して吸気系に多量の空気を導
入できるためエンジンストールの発生を防止することが
できる。

【００２３】

【実施例】次に本発明の実施例について図面と共に説明
する。図１は、本発明の一実施例である２コイル式ロー
タリ型アイドル回転数制御装置の概略構成図である。同
図において１は軸であり、この軸１の端部にはロータリ
弁であるメインバルブ２とサブバルブ３とが一体的に結
合されている。

【００２４】メインバルブ２とサブバルブ３は、後に詳
述するように所定の角度だけ離間して配設されており、
またサブバルブ３はメインバルブ２に対して小さい構成
とされている。また、軸１の他端部近傍位置にいは永久
磁石４が結合されている。この永久磁石４は、環状形状
を有しており所定のピッチで着磁がされている。また、
永久磁石４の外側には、軸１と同軸的に環状の２個の電
磁コイル５，６が配設されている。この電磁コイル５，
６は、夫々アイドル回転数制御処理を行うエンジンコン
ピュータユニット３０（以下、ＥＣＵという）に接続さ
れており、このＥＣＵ３０により供給される電流が制御
される構成とされている。

【００２５】一方、上記のメインバルブ２及びサブバル
ブ３は、軸１と同心的に構造を有するチャンバ１０内に
収納されており、このチャンバ１０内で回動しうる構成
とされている。このチャンバ１０は、補助空気が導入さ
れる入口開口部１１と、補助空気を流出させる出口開口
部１２とを有している。また、前記したメインバルブ２
及びサブバルブ３は、軸１が回動することにより一体的
に回動して出口開口部１２の開口面積を可変する構成と
なっている。

【００２６】従って、入口開口部１１から流入した補助
空気は、メインバルブ２及びサブバルブ３の回動位置
（開弁度）により出口開口部１２から流出する流量が制
御される。また、図中８は吸気系で、インテークマニホ
ールド７，サージタンク８，吸気ポート９等により構成
されている。インテークマニホールド７の所定位置には
絞り弁２０（スロットルバルブ）が配設されており、ま
た吸気ポート９には燃料噴射弁２４より燃料が噴射され
る構成となっている。

【００２７】また、吸気系を流れる空気の流れに対し、
絞り弁２０の上流側には上流側バイパスポート２１が設
けられており、また絞り弁２０の下流側に位置するサー
ジタンク８には下流側バイパスポート２２が設けられて
いる。更に、上流側バイパスポート２１と下流側バイパ
スポート２２との間にはバイパス通路１４（図中、破線
で示す）が配設されている。

【００２８】このバイパス通路１４は、絞り弁２０を迂
回するよう配設されており、前記のチャンバ１０はバイ
パス通路１４の途中位置に配設されている。具体的に
は、入口開口部１１はバイパス通路１４の上流側バイパ
スポート２１側に接続されており、出口開口部１２はバ
イパス通路１４の下流側バイパスポート２２側に接続さ
れている。

【００２９】従って、インテークマニホールド７をエン
ジン１３に向け流れる空気は、その一部が補助空気とし
てバイパス通路１４に流入し、メインバルブ２及びサブ
バルブ３の開弁度に応じて流量制御された上で絞り弁２
０の下流側に位置するサージタンク８に流入する。

【００３０】また、エンジン１３に設けられたウォータ
ージャケット１５には、水温センサ１６が配設されてい
る。この水温センサ１６は、ウォータージャケット１５
内の冷却水温度（ＴＨＷ）を検出し、検出信号をＥＣＵ
３０に送信する構成とされとている。

【００３１】上記構成において、電磁コイル５，６に共
に通電がされていない時（以下、電磁コイル５，６に共
に通電がされていない状態を通電カットという）には、
メインバルブ２，サブバルブ３，及び永久磁石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に
位置する構成物との間に作用しあう力と重力との自由釣
合い状態で静止している。本実施例では、この通電カッ
ト状態において、メインバルブ２及びサブバルブ３がデ
ューティ比５０％の位置にあるよう構成されている。

【００３２】一方、電磁コイル５，６に通電されると、
電磁コイル５，６に電磁力が発生し、永久磁石４の有す
る磁力との間で相互に力を及ぼしあって、回転自在に軸
承されている軸１は回動する。これに従い、軸１に一体
的に配設されているメインバルブ２及びサブバルブ３も
チャンバ１０内で回動し、出口開口部１２の開口面積を
可変する。

【００３３】前記のように、２コイル式ロータリ型アイ
ドル回転数制御装置は２個の電磁コイル５，６を有して
おり、本実施例においては電磁コイル５が通電された際
にメインバルブ２及びサブバルブ３を開弁方向（図中、
矢印Ａ１で示す方向）に回動付勢する構成とされると共
に、電磁コイル６が通電された際にメインバルブ２及び
サブバルブ３を閉弁方向（図中、矢印Ａ２で示す方向）
に回動付勢する構成とされている。

【００３４】この各電磁コイル５，６への通電量はＥＣ
Ｕ３０によりデューティ制御され、各電磁コイル５，６
への通電量に応じてメインバルブ２及びサブバルブ３に
よる出口開口部１２の開口面積を可変され、これにより
バイパス通路１４を流れる補助空気の流量を制御するこ
とができる。

【００３５】図２は、上記構成とされた２コイル式ロー
タリ型アイドル回転数制御装置（以下、単にアイドル回
転数制御装置或いは装置という）において、メインバル
ブ２及びサブバルブ３により制御されるバイパス通路１
４を流れる補助空気の流量特性を示している。

【００３６】同図において、横軸はＥＣＵ３０により設
定されるデューティ比であり、縦軸はバイパス通路１４
を流れる補助空気の流量を示している。尚、同図におい
て、実線で示すのが本実施例に係るアイドル回転数制御
装置の流量特性であり、破線で示すのが従来のアイドル
回転数制御装置の流量特性である。

【００３７】先ず、従来のアイドル回転数制御装置の流
量特性について考察する。従来のアイドル回転数制御装
置では、０％≦（デューティ比）＜２４％の範囲におい
ては流量は約０ｍ³/ｈとなっており、２４％≦（デュー
ティ比）＜９０％の範囲においては流量は漸次増大し、
９０％≦（デューティ比）の範囲においては大流量（約
３２ｍ³/ｈ）の状態を維持する流量特性となっいる。

【００３８】しかるに、上記の流量特性を有する従来装
置においては、例えば２個設けられている電磁コイルの
内、一方の電磁コイルに断線等が発生して通電を行うこ
とが出来ない状態となると、エンジンストール或いはオ
ーバーランが発生するおそれがある。

【００３９】即ち、バルブを開弁側に駆動する電磁コイ
ルに対する通電が遮断された場合には、バルブを閉弁側
に駆動する電磁コイルのみが永久磁石に作用するため、
バルブは全閉位置（即ち、デューティ比０％の位置）に
移動する。図２から明らかなように、従来構成の装置で
はデューティ比０％における流量は約０ｍ³/ｈであるた
め、バイパス通路を介して補助空気はエンジンに供給さ
れずエンジンストールが発生するおそれがある。

【００４０】また、バルブを閉弁側に駆動する電磁コイ
ルに対する通電が遮断された場合には、バルブを開弁側
に駆動する電磁コイルのみが永久磁石に作用するため、
バルブは全開位置（即ち、デューティ比１００％の位
置）に移動する。図２から明らかなように、従来構成の
装置ではデューティ比１００％における流量は約３２ｍ
³/ｈと大流量であるため、バイパス通路を介して補助空
気はエンジンに過剰に供給されオーバーランが発生する
おそれがある。

【００４１】これに対し、本実施例に係るアイドル回転
数制御装置では、０％≦（デューティ比）＜１０％の範
囲においては流量は約７ｍ³/ｈから約０ｍ³/ｈに漸次減
少する特性となっており、１０％≦（デューティ比）＜
２４％の範囲においては流量は約０ｍ³/ｈとなってお
り、２４％≦（デューティ比）＜８０％の範囲において
は流量は漸次増大し、８０％≦（デューティ比）＜８５
％の範囲においては大流量（約３２ｍ³/ｈ）の状態を維
持し、更に８５％≦（デューティ比）の範囲においては
流量は約３２ｍ³/ｈから約１２ｍ³/ｈに漸次減少する特
性となっている。よって、全体的な流量特性は略Ｓ字状
の特性となっている。

【００４２】上記の流量特性を有する本実施例に係るア
イドル回転数制御装置においては、例えば２個設けられ
ている電磁コイルの内、一方の電磁コイルに断線等が発
生して通電を行うことが出来ない状態となっても、エン
ジンストール或いはオーバーランの発生を防止すること
ができる。

【００４３】即ち、メインバルブ２及びサブバルブ３を
開弁側に駆動する電磁コイル６に対する通電が遮断され
各バルブ２，３を閉弁側に駆動する電磁コイル５のみが
永久磁石４に作用すると、本実施例に係るアイドル回転
数制御装置においても各バルブ２，３は全閉位置（即
ち、デューティ比０％の位置）に移動する。

【００４４】しかるに、図２から明らかなように、本実
施例に係る装置ではデューティ比０％における流量は約
７ｍ³/ｈに設定されており、この流量の補助空気はバイ
パス通路１４を介してエンジン１３に供給される。ま
た、デューティ比０％における流量（本実施例では約７
ｍ³/ｈ）は、エンジン１３がエンジンストールを発生し
ない流量に設定されている。従って、本実施例に係るア
イドル回転数制御装置によれば、各バルブ２，３を開弁
側に駆動する電磁コイル６に対する通電が断線等により
遮断されたとしても、エンジンストールの発生を確実に
防止することができる。

【００４５】一方、各バルブ２，３を閉弁側に駆動する
電磁コイル５に対する通電が遮断され各バルブ２，３を
開弁側に駆動する電磁コイル６のみが永久磁石４に作用
すると、各バルブ２，３は全開位置（即ち、デューティ
比１００％の位置）に移動する。

【００４６】しかるに、図２から明らかなように、本実
施例に係る装置ではデューティ比１００％における流量
は最大流量（約約３２ｍ³/ｈ）より少ない流量（本実施
例では約１２ｍ³/ｈ）に設定されている。また、このデ
ューティ比１００％における流量（本実施例では約７ｍ
³/ｈ）は、エンジン１３がオーバーランしない流量に設
定されている。従って、本実施例に係るアイドル回転数
制御装置によれば、各バルブ２，３を閉弁側に駆動する
電磁コイル５に対する通電が断線等により遮断されたと
しても、エンジン１３のオーバーランを確実に防止する
ことができる。

【００４７】続いて、上記のような略Ｓ字状の流量特性
を実現するための具体的手段について図３乃至図７を用
いて説明する。図３乃至図７は、夫々チャンバ１０の出
口開口部１２近傍を拡大して示す概略図である。また各
図において上部に図示されたのは出口開口部１２の図１
におけるＢ−Ｂ矢視を示しており、下部に図示されたの
は出口開口部１２の断面視した状態を示している。

【００４８】図３は、各バルブ２，３が全閉位置（即
ち、デューティ比０％の位置）にある状態を示してい
る。この状態において、メインバルブ２が出口開口部１
２と対向した状態となっているが、メインバルブ２は出
口開口部１２を完全に閉塞しているのではなく、メイン
バルブ２と出口開口部１２との間には所定の間隙１７
（図中、ハッチングで示す）が形成されている。従っ
て、バイパス通路１４を通り入口開口部１１からチャン
バ１０内に流入した補助空気は、この間隙１７を通り出
口開口部１２より下流側バイパスポート２２に向け流出
する。

【００４９】この際、間隙１７の大きさは、エンジン１
３がエンジンストールを発生しない流量（本実施例では
約７ｍ³/ｈ）の補助空気を下流側バイパスポート２２に
向け流出しうる大きさとなるよう構成されている。この
間隙１７の大きさの設定は、軸１にメインバルブ２を結
合させる位置を調整することにより制御することができ
る。

【００５０】図４は、各バルブ２，３が図３に示す状態
より閉弁方向（Ａ１方向）に移動して最小流量位置（即
ち、デューティ比１５％の位置）にある状態を示してい
る。この状態においても、メインバルブ２が出口開口部
１２と対向した状態となっているが、メインバルブ２と
出口開口部１２との間に形成される間隙１７は図３に示
す状態より小さくなっている。従って、この間隙１７を
通り出口開口部１２より下流側バイパスポート２２に向
け流出する補助空気の流量は絞られ約０ｍ³/ｈとなって
いる。

【００５１】図５は、各バルブ２，３が図４に示す状態
より更に閉弁方向（Ａ１方向）に移動して流量が増大し
ている領域の途中位置（デューティ比５０％の位置）に
ある状態を示している。この状態においても、メインバ
ルブ２は出口開口部１２と対向した状態となっている
が、形成される間隙１７はメインバルブ２とサブバルブ
３との間の離間部分により形成されている。

【００５２】この領域においては、まだサブバルブ３は
出口開口部１２と対向しないため、デューティ比の増大
に伴いメインバルブ２がＡ１方向に回動することによ
り、出口開口部１２より下流側バイパスポート２２に向
け流出する補助空気の流量は漸次増大する特性となる。

【００５３】図６は、各バルブ２，３が全開位置（即
ち、デューティ比１００％の位置）にある状態を示して
いる。この状態においては、メインバルブ２は出口開口
部１２よりもＡ１方向に変位した位置にあり、このメイ
ンバルブ２に代わってサブバルブ３が出口開口部１２と
対向した状態となる。従って、バイパス通路１４を通り
入口開口部１１からチャンバ１０内に流入した補助空気
は、サブバルブ３によりその大きさが決定される間隙１
７を通り出口開口部１２より下流側バイパスポート２２
に向け流出する。

【００５４】この際、間隙１７はエンジン１３がオーバ
ランしない程度の流量（本実施例では約約１２ｍ³/ｈ）
の補助空気を下流側バイパスポート２２に向け流出する
大きさとなるよう構成されている。この間隙１７の大き
さの設定は、軸１にサブバルブ３を結合させる位置を調
整することにより、またサブバルブ３の大きさを可変さ
せることにより調整することができる。

【００５５】ところで、上記構成とされたアイドル回転
数制御装置では、流量特性を図２に示される特性に設定
したことにより、電磁コイル５，６の断線時においては
エンジンストール或いはオーバーランの発生を確実に防
止することができ、従来必要であったメカニカルガード
を不要とすることができる。しかるに、電磁コイル５，
６が正常に駆動する正常状態においてＥＣＵ３０が外乱
等により異常なデューティ比を算出した場合、或いはＥ
ＣＵ３０自体の異常により適正なデューティ比を算出す
ることが不可能な場合（以下、双方の場合を総括してＥ
ＣＵ異常時という）には、エンジンストール或いはオー
バーランが発生するおそれがある。よって、ＥＣＵ異常
時に対してソフトガード（ＥＣＵのプログラム上のガー
ド）を設ける必要が生じる。

【００５６】このため、本実施例に係るアイドル回転数
制御装置では、デューティ比にガード値を設定し、ＥＣ
Ｕ３０により演算されるデューティ比がこのガード値を
越えた場合には、ＥＣＵ３０により演算されるデューテ
ィ比により各バルブ２，３を制御することを禁止し、デ
ューティ比をエンジンストール或いはオーバーランの発
生を防止しうる所定の固定値に強制的に設定することに
より、フェールセーフ機能を持たせた構成としている。

【００５７】また、エンジン１３が冷間状態においては
アイドル回転数の安定化等の面よりアイドルアップを行
う必要があるため、デューティ比を高く設定する必要が
ある。しかるに、エンジン１３が暖機した後においてア
イドルアップを行うとオーバーランして燃費の悪化等が
生じるためデューティ比を低く設定する必要がある。こ
のようにエンジン１３の暖機状態に応じて設定されるデ
ューティ比には高低の差を設ける必要があり、従ってデ
ューティ比のガード値も機関状態により可変することに
より、より適正なフェールセーフ処理が可能となる。こ
のため、本実施例においては上記のガード値を機関暖機
状態に応じて可変する構成としている。

【００５８】以下、このフェールセーフ制御処理につい
て図７及び図８を用いて説明する。図７は、本実施例に
係るアイドル回転数制御装置の基本的なアイドル回転数
制御処理を示すフローチャートであり、各センサからの
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デューティ
比を演算するものである。

【００５９】図８は本発明により追加されたものであ
り、図７のＳ１で示されるステップで算出されるデュー
ティ比に基づき、ステップＳ２で実施されるフェールセ
ーフ制御処理である。また、以下説明するフェールセー
フ制御処理においては、エンジン１３が暖機状態である
か否かを水温センサ１６により検出されるエンジン水温
（ＴＨＷ）により判断しており、エンジン水温がＴＨＷ
＜５０℃の場合には冷間状態と、またＴＨＷ≧５０℃の
場合には暖機状態と判断する構成としている。

【００６０】更に、以下説明するフェールセーフ制御処
理において、本実施例においてはガード値Ｄｕｔｙ
_(Guard)が下記のように設定されている。

【００６１】

【数１】

【００６２】上記のガード値Ｄｕｔｙ_(Guard)は、図７
のステップＳ１において機能するよう構成されており、
よってステップＳ１で計算されるデューティ比の値は本
来的に上記ガード値Ｄｕｔｙ_(Guard)を越えることはな
い。即ち、ＥＣＵ３０が正常に作動している状態下にお
いては、ステップＳ１で計算されるデューティ比（以
下、Ｄｕｔｙと示す）がＤｕｔｙ＜１５％、Ｄｕｔｙ＞
８５％（エンジン水温５０℃未満時）或いはＤｕｔｙ＞
６５％（エンジン水温５０℃以上時）となるようなこと
はない。

【００６３】しかるに、上記のようにＥＣＵ３０が外乱
等により異常なデューティ比を算出した場合、或いはＥ
ＣＵ３０自体の異常により適正なデューティ比を算出す
ることが不可能な場合には、ステップＳ１においてガー
ド値Ｄｕｔｙ_(Guard)を越えるデューティ比が計算され
ることがある。この異常なデューティ比に基づきアイド
ル回転数制御を行った場合は、エンジンストール或いは
オーバーランが発生するおそれがあることは前述した通
りである。

【００６４】図８に示すフェール制御処理は、ステップ
Ｓ１においてガード値Ｄｕｔｙ_(Gua _rd)を越えるデュー
ティ比が計算された場合には、このステップＳ１で計算
されるデューティ比を用いることなく、デューティ比を
所定の固定値（後述するように、本実施例ではＤｕｔｙ
５０％相当に設定）に強制的に設定することを特徴とす
るものである。以下、図８に示すフェール制御処理につ
いて説明する。

【００６５】図８に示されるフェールセーフ制御処理が
開始されると、ステップ１０において、先ずステップＳ
１（図７参照）で算出されるデューティ比が１５％未満
であるか否かが判断される。ステップ１０でデューティ
比が１５％未満であると判断されると、この状態は数１
に示したガード値Ｄｕｔｙ_(Guard)の下限よりもステッ
プＳ１で算出されるデューティ比が小さな状態、即ち本
来ステップＳ１の処理で算出されるはずのないデューテ
ィ比が出力された状態である。

【００６６】このステップ１０で肯定判断された状態で
は、ＥＣＵ３０が正常に作動していない状態である。こ
の時、ステップＳ１で算出されるデューティ比をそのま
ま用いてアイドル回転数制御を実施すると、デューティ
比が小さ過ぎることによりエンジンストールが発生する
おそれがある。

【００６７】よって、ステップ１０で肯定判断がされた
場合には、処理はステップ１５に進み、各電磁コイル
５，６に対する通電をカットする構成とされている。前
記したように、本実施例においは通電カットが行われる
と、メインバルブ２及びサブバルブ３がデューティ比５
０％の位置にあるよう構成されている。従って、ステッ
プ１５の処理により、メインバルブ２及びサブバルブ３
の駆動はＥＣＵ３０から切り離され、強制的にデューテ
ィ比がＤｕｔｙ５０％相当の位置に移動されることとな
り、これによりエンジンストールの発生を防止すること
ができる。尚、この際同時にＥＣＵ３０に異常が発生し
たことを運転者に知らせるアラームを起動させる構成と
してもよい。

【００６８】一方、ステップ１０でデューティ比が１５
％以上であると判断されると、処理はステップ１２に進
む。ステップ１２では、水温センサ１６により検出され
るウォータージャケット１５内の冷却水温度（ＴＨＷ）
に基づき、冷却水温度が５０℃以上であるか否かを判断
する。

【００６９】ステップ１２において冷却水温度が５０℃
以上であると判断された場合は、ＥＣＵ３０はエンジン
１３の暖機が完了したと判断し、処理をステップ１３に
進める。ステップ１３では、ステップＳ１で算出された
デューティ比が６５％未満であるか否かが判断される。
ステップ１３でデューティ比が６５％以上であると判断
されると、この状態は数１に示した暖機時（冷却水温５
０℃以上）におけるガード値Ｄｕｔｙ_(Guard)の上限よ
りもステップＳ１で算出されるデューティ比が大きな状
態、即ち本来ステップＳ１の処理で算出されるはずのな
いデューティ比が出力された状態である。

【００７０】このステップ１３で肯定判断された状態
も、ＥＣＵ３０が正常に作動していない状態である。こ
の時、ステップＳ１で算出されるデューティ比をそのま
ま用いてアイドル回転数制御を実施すると、デューティ
比が大き過ぎることによりオーバーランが発生するおそ
れがある。

【００７１】よって、ステップ１３で肯定判断がされた
場合には、処理はステップ１５に進み、各電磁コイル
５，６に対する通電をカットする構成とされている。前
記したように、本実施例においは通電カットが行われる
とメインバルブ２及びサブバルブ３の駆動はＥＣＵ３０
から切り離され、強制的にデューティ比がＤｕｔｙ５０
％相当の位置に移動される構成とされている。このた
め、エンジン１３がオーバーランすることを防止するこ
とができる。

【００７２】一方、ステップ１３でデューティ比が６５
％未満であると判断されると、この状態はステップＳ１
で算出されたデューティ比が暖機時（冷却水温５０℃以
上）におけるガード値Ｄｕｔｙ_(Guard)の範囲内にある
状態であり、ＥＣＵ３０に異常が発生していな状態であ
る。よって、ステップ１３で否定判断がされた場合に
は、処理は図７に示すステップＳ３に進み、ステップＳ
１で算出されたデューティ比に基づきデューティアウト
プット計算が行われ、計算されたデューティアウトプッ
ト値に基づき各電磁コイル５，６に通電が行われメイン
バルブ２及びサブバルブ３の駆動処理が行われる。

【００７３】一方、ステップ１２において冷却水温度が
５０℃未満であると判断された場合は、ＥＣＵ３０はエ
ンジン１３がまだ冷間状態であると判断し、処理をステ
ップ１４に進める。ステップ１４では、ステップＳ１で
算出されたデューティ比が８５％未満であるか否かが判
断される。ステップ１４でデューティ比が８５％以上で
あると判断されると、この状態は数１に示した冷間時
（冷却水温５０℃未満）におけるガード値Ｄｕｔｙ
_(Guard)の上限よりもステップＳ１で算出されるデュー
ティ比が大きな状態、即ち本来ステップＳ１の処理で算
出されるはずのないデューティ比が出力された状態であ
る。

【００７４】このステップ１４で肯定判断された状態
も、ＥＣＵ３０が正常に作動していない状態である。こ
の時、ステップＳ１で算出されるデューティ比をそのま
ま用いてアイドル回転数制御を実施すると、デューティ
比が大き過ぎることによりオーバーランが発生するおそ
れがある。

【００７５】よって、ステップ１４で肯定判断がされた
場合には、処理はステップ１５に進み、各電磁コイル
５，６に対する通電をカットする構成とされている。従
って、メインバルブ２及びサブバルブ３の駆動はＥＣＵ
３０から切り離され、強制的にデューティ比がＤｕｔｙ
５０％相当の位置に移動される。これにより、エンジン
１３がオーバーランすることを防止することができる。

【００７６】一方、ステップ１４でデューティ比が８５
％未満であると判断されると、この状態はステップＳ１
で算出されたデューティ比が冷間時（冷却水温５０℃未
満）におけるガード値Ｄｕｔｙ_(Guard)の範囲内にある
状態であり、ＥＣＵ３０に異常が発生していな状態であ
る。よって、ステップ１４で否定判断がされた場合に
は、処理は図７に示すステップＳ３に進み、ステップＳ
１で算出されたデューティ比に基づきデューティアウト
プット計算が行われ、計算されたデューティアウトプッ
ト値に基づき各電磁コイル５，６に通電が行われメイン
バルブ２及びサブバルブ３の駆動処理が行われる。

【００７７】ここで、上記したフェールセーフ制御処理
においては、ガード値Ｄｕｔｙ_(Gua _rd)は従来のような
機械的なガードではなく、ＥＣＵ３０に記憶される値と
して設定されるため、そのガード値Ｄｕｔｙ_(Guard)の
上限値と下限値との幅を機械的ガードに比べて広く設定
することが可能となる。

【００７８】よって、ＥＣＵ３０が正常に作動している
状態下におけるメインバルブ２及びサブバルブ３の回動
範囲を広く設定るすことが可能となり、このためＥＣＵ
３０が正常状態（異常なデューティ比が発生しない状
態）におけるメインバルブ２及びサブバルブ３による補
助空気量の流量制御の御範囲が広くなる。このため、エ
アコンディショナー等の補機を駆動するのに足る充分な
補助空気量を確保することができ、補機駆動のために別
個にアイドルアップさせる手段が不要となり、コストの
低減，重量の軽減，及びアイドル回転数制御装置の構成
の簡単化を図ることができる。

【００７９】また上記したように、本実施例においては
ガード値Ｄｕｔｙ_(Guard)をエンジン１３の暖機状態に
応じて可変する構成としているため、エンジン１３の暖
機状態に適合したアイドル回転数制御を実施することが
できる。即ち、例えば補助空気の導入が必要ないような
暖機状態においては、バイパス通路１４を介して吸気系
に多量の空気が導入されることを防止できるためオーバ
ーランの発生を防止でき、また冷間状態においてはバイ
パス通路１４を介して吸気系に多量の空気を導入できる
ためエンジンストールの発生を防止することができる。

【００８０】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、下記の種々
の効果を実現することができる。請求項１の発明によれ
ば、例えば２個の電磁コイルの内ロータリ弁を開弁側に
駆動する電磁コイルに断線が発生し、ロータリ弁が全閉
位置（即ち、デューティ比０％の位置）まで移動して
も、所定の流量の空気はバイパス通路を流れるため、エ
ンジンストールの発生を防止することができる。また、
請求項２の発明によれば、例えば２個の電磁コイルの内
ロータリ弁を閉弁側に駆動する電磁コイルに断線が発生
し、ロータリ弁が全開位置（即ち、デューティ比１００
％の位置）まで移動しても、バイパス通路を流れる空気
量は所定の流量に制限されるため、エンジンのオーバー
ランが発生することを防止することができる。

【００８１】また、請求項３の発明によれば、例えばデ
ューティ比を演算するコンピュータの不良等によりガー
ド値を越える異常なデューティ比が算出された時には、
デューティ比は強制的に所定の固定値とされるため、異
常なデューティ比によりロータリ弁が制御させることを
防止でき、エンジンストール及びオーバーランの発生を
防止することができる。

【００８２】また、上記ガード値は機械的ではなくコン
ピュータのソフトウェアーとして設定されるため、その
ガード値の上限値と下限値との幅を広く設定することが
可能であり、よってロータリ弁の回動範囲を広く設定る
すことができる。このため、正常状態（異常なデューテ
ィ比が発生しない状態）におけるロータリ弁の制御範囲
は広くすることができる。

【００８３】更に、請求項４の発明によれば、機関状態
に適合したアイドル回転数制御を実施することができ、
例えば補助空気の導入が必要ないような機関暖機状態に
おいては、バイパス通路を介して吸気系に多量の空気が
導入されることを防止できるためオーバーランの発生を
防止でき、また機関暖機前状態においてはバイパス通路
を介して吸気系に多量の空気を導入できるためエンジン
ストールの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である２コイル式ロータリ型
アイドル回転数制御装置の概略構成図である。

【図２】本発明の一実施例である２コイル式ロータリ型
アイドル回転数制御装置の流量特性を従来装置の流量特
性と比較して示す図である。

【図３】メインバルブ及びサブバルブの弁開度と補助空
気の流量との関係を説明するための図である（デューテ
ィ比０％）。

【図４】メインバルブ及びサブバルブの弁開度と補助空
気の流量との関係を説明するための図である（デューテ
ィ比１５％）。

【図５】メインバルブ及びサブバルブの弁開度と補助空
気の流量との関係を説明するための図である（デューテ
ィ比５０％）。

【図６】メインバルブ及びサブバルブの弁開度と補助空
気の流量との関係を説明するための図である（デューテ
ィ比１００％）。

【図７】本発明の一実施例である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アイドル回転数制御
動作を示すフローチャートである。

【図８】本発明の一実施例である２コイル式ロータリ型
アイドル回転数制御装置のフェールセーフ制御を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１軸２メインバルブ３サブバルブ４永久磁石５，６電磁コイル１０チャンバ１１入口開口部１２出口開口部１３エンジン１４バイパス通路１６水温センサ２０絞り弁３０ＥＣＵ

Claims

【特許請求の範囲】

【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り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、デューティ比
の増大に伴い前記バイパス通路を流れる空気流量が増大
するよう制御する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、前記ロータリ弁の流量特性が、前記ロータリ弁がデュー
ティ比０％の位置においてエンジンがエンジンストール
を発生しない流量を確保するよう設定されていることを
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。
【請求項２】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り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、デューティ比
の増大に伴い前記バイパス通路を流れる空気流量が増大
するよう制御する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、前記ロータリ弁の流量特性が、前記ロータリ弁がデュー
ティ比１００％の位置においてエンジンがオーバーラン
しない流量に設定されていることを特徴とする２コイル
式ロータリ型アイドル回転数制御装置。
【請求項３】請求項１または２記載の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、前記デューティ比にガード値を設定し、該ガード値を前
記デューティ比が越えた場合には、前記デューティ比を
所定の固定値に強制的に設定することを特徴とする２コ
イル式ロータリ型アイドル回転数制御装置。
【請求項４】請求項３記載の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、前記ガード値を機関暖機状態に応じて可変する構成とし
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。