JPS6233973Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はアイドル回転数制御装置に係り、特に
電子制御燃料噴射装置を有するガソリンエンジン
のアイドル回転数を制御するに好適な装置に関す
るものである。

自動車等に搭載されるエンジンに於いては、エ
ンジン温度等に対応してアイドル回転数が制御さ
れている。第１図は従来のアイドル回転数制御装
置の構成を示す図であつて、電子制御燃料噴射装
置を有するガソリンエンジンに係るものである。
１０はエンジンであつて、吸入空気はスロツトル
ボデイ１２、サージタンク１４、インテークマニ
ホルド１６を介して吸入される。１７はスロツト
ルバルブ（吸気絞り弁）であつて、これを迂回し
てバイパス通路１８ならびに小バイパス通路２０
が設けられている。バイパス通路１８には、ホツ
トアイドルを制御する電磁式の弁装置２２が設け
られており、小バイパス通路２０にはエンジン冷
却水温に従つてフアストアイドルを制御する弁装
置２４が設けられている。弁装置２２は弁体２６
と、該弁体２６に連設されたマグネツト部を含む
ロツド２８と、マグネツト部に配向対置されたコ
イル３０とを備えて構成されている。このコイル
３０に電流が通じられて、該電流の大きさに対応
してロツド２８および弁体２６が作動してバイパ
ス通路１８の流通断面積が制御される。弁装置２
４は管路３２，３４によつてエンジン１０のウオ
ータージヤケツト中の冷却水が導入される室３６
と、該室３６中に配設されたバイメタル３８と、
バイメタル３８の先端部にロツド４０を介して取
り付けられた弁体４２とを備えて構成されてい
る。管路３２，３４を介して導入されるエンジン
冷却水の温度に対応してバイメタル３８が変形
し、弁体４２が作動して小バイパス通路２０の流
通断面積が制御される。

ところがこのように弁装置を２個設けるように
したのではコストアツプにつながる。しかるにコ
ストダウンのために弁装置２２を通過する空気の
流量を増加し、この弁装置２２だけでアイドル回
転数を制御しようとすると次の様な問題が生じ
る。

(1) 弁装置２２がノーマルクローズタイプ（コイ
ル３０に通じる駆動電流がゼロの時に弁体２６
が全閉となる。）の場合、 (a) 極低温での弁体２６の氷結によるエンジン
始動性低下、 (b) 極低温でのエンジン始動時、バツテリ電圧
低下により、電磁式の弁装置２２が充分に開
かずエンジン始動性低下が生じる。

(2) 弁装置２２がノーマルオープンの場合、 (a) リード線断線等で弁装置２２が全開となつ
た場合には、エンジン回転数が必要以上に上
昇する恐れがある。

本考案の目的は、このような従来の問題点を解
消し、一つの弁体でフアストアイドル及びホツト
アイドル時のアイドル回転数を適切に制御するよ
うにしたアイドル回転数制御装置を提供すること
にある。

上記目的を達成するため本考案は、吸気絞り弁
の上流側と下流側とを接続したバイパス吸気通路
の通過空気量を制御する弁体と、エンジンの運転
状態に応じた目標アイドル回転数が得られるよう
に当該弁体を駆動する回転型電磁駆動装置と、周
囲温度およびエンジンの暖機状態に応じて作動す
る感温部を有し、該回転型駆動装置による前記弁
体の作動量を、前記感温部の作動量に応じた所定
の領域内で規制する感温規制手段と、前記感温部
と隣接して設けられ、エンジンの所定の部位を冷
却する冷却媒体が導かれる冷却媒体室とを具備し
てなることを特徴とするものである。

本考案の技術的課題を解決するためには、冷却
媒体室及び断熱材がなくてもよいが、本考案のよ
うに、バイメタルに隣接した冷却媒体室を設ける
とともに、その冷却媒体室を断熱材で囲繞するこ
とにより、エンジンの暖機状態に応じた弁体の作
動量を規制し、エンジンの運転状態に応じた目標
アイドル回転数を、正確にかつ短時間に設定する
ことが可能となる。

以下、図面に基づいて本考案の一実施例につい
て説明する。

第２図は本考案の実施例に係るアイドル回転数
制御装置の縦断面図、第３図は第２図の−線
に沿う断面図、第４図は第２図の−線からス
トツパを見た拡大図である。５０はボデイであつ
て流通孔５２が穿設されており、流通孔５２の中
央部には弁体収容部５４が形成され、その収容部
５４にはロータリー式の弁体５６が配設されてお
り、この弁体５６は回転型電磁駆動装置（以下回
転型ソレノイド）５８により回動可能とされてい
る。

回転型ソレノイド５８は、ボデイ５０に取り付
けられた磁性体から成るケース６０と、ケース６
０の内側に設けられた磁性体から成る中央部に貫
通孔を有するヨーク６４と、ヨーク６４の外面に
沿つて巻回された一対のコイル６２ａ，６２ｂ
と、ヨーク６４と対向した位置に固着された円柱
形の永久磁石６６を有するシヤフト６８と、一端
部をホルダ７０を介して回転型ソレノイド５８に
保持し、他端をシヤフト６８に固定したトーシヨ
ンバー７２とから成り、シヤフト６８には上記弁
体５６が固着されている。

感温規制手段７４は、ボデイ５０に固着された
ハウジング７５に取り付けられた介在部材７６を
介して軸受７９に枢支されたストツパ７８と、こ
のストツパ７８の下端側の小径部に内側終端が固
着され、外側終端が介在部材７６から下方に向け
て立設されたピン８０に固着された感温部として
のバイメタル８２とから成り、第４図に示すよう
に、弁体５６に形成されたレバー５６ａが、スト
ツパ７８の開口７８ａ内に位置して、弁体５６の
作動量がストツパ７８により規制されるようにな
つている。

感温規制手段７４のハウジング４５の円筒部は
カバー８４に囲繞され、カバー８４とハウジング
７５との間隙には、エンジン冷却水あるいはエン
ジンオイル等の冷却媒体が導入される冷却媒体室
８５が形成されている。ハウジング７５とカバー
８４はシール材１０１を介して固定されている。
カバー８４には、冷却媒体導入用の入口通路８６
ａと出口通路８６ｂとが取り付けられている。そ
して、カバー８４の外周壁には断熱材８８が貼着
されている。

第５図は永久磁石６６とコイル６２ａ，６２ｂ
の作動原理を示す説明図である。コイル６２ａ，
６２ｂに矢印の方向に電流を流すと破線の矢印の
ように磁束が発生し、二極着磁された永久磁石６
６に反時計方向の回転力が発生する。トーシヨン
バー７２は時計方向の力を発生しており、両者の
力のバランスする回転位置で永久磁石６６が静止
する。コイル６２ａ，６２ｂの電流を増加すれば
永久磁石６６による反時計方向の力が増すため、
永久磁石６６はさらに反時計方向に回転し静止す
る。このようにして第６図に示すように、コイル
６２ａ，６２ｂに通じる電流に従つて永久磁石６
６の回転角度が変化する。永久磁石６６の回転に
より、これに固着されているシヤフト６８および
弁体５６が回転し、流通孔５２を通過する空気量
が制御される。

バイメタル８２の内側終端８２ａは、バイメタ
ル８２の温度に従つて第７図に示す曲線に沿つて
回動してストツパ７８が回動するようになつてい
るので、レバー５６ａを介して弁体５６が回動可
能である。

一方、レバー５６ａがストツパ７８の開口７８
ａ内に位置しているので、弁体５６は、バイメタ
ル８２の回転角度位置と、コイル６２ａ，６２ｂ
への通電電流とにより、第８図に示すように、特
定のバイメタル温度に対して特定の回動可能な幅
をもつて制御される。

このようにエンジン始動時の弁体５６の開度は
バイメタル８２で所定以上の開度が確保されてい
るところから、バツテリ電圧が低下しても弁体の
開度が所定値以下に低下することが防止され、始
動性低下が防止される。

またエンジンが停止している場合には、バイメ
タル８２の変形作用によつて周囲温度の低下に伴
い弁体５６が開放するよう作動するため、ノーマ
ルクローズタイプのバルブに発生し易い弁体５６
の全閉での氷結が防止される。また暖機時および
ホツトアイドル時にあつても、ストツパ７８の開
口７８ａにより、弁体５６の回転型ソレノイド５
８による回動範囲が制限（上記実施例に於いては
０〜20゜）されているところから、コイル６２
ａ，６２ｂおよびそのための通電手段に故障が発
生しても、弁体５６は全開となることはなく、エ
ンジン回転数が必要以上に上昇することが防止さ
れる。

ところで、バイメタル８２による弁体５６の回
動量の制限は第８図に示した通りであるが、この
図に対応させて、エンジン冷却水温と目標アイド
ル回転数との理想的な関係を示したものが第９図
であり、バイメタルにより弁体の上限開度が規制
される結果として定まるアイドル回転数の上限値
を実線Ａで示し、同様にして弁体の下限開度が規
制されることにより定まるアイドル回転数の下限
値を実線Ｂで示し、エンジン冷却水温に対応して
設定される目標アイドル回転数を破線Ｃで示して
いる。エンジンのフアストアイドル及びホツトア
イドル時とも、バイメタルによるアイドル回転数
の上限値と下限値は、エンジン冷却水温に対応し
て設定される目標アイドル回転数に応じて設定さ
れるべきであり、第９図から分かるように、バイ
メタルによる弁体開度の規制がエンジン冷却水温
に適切に対応していれば、目標アイドル回転数
は、実線ＡとＢとに囲まれた領域内で正しく設定
され得る。

しかしながら、バイメタルの温度が、目標アイ
ドル回転数を算出するのに用いられるエンジン冷
却水温に、よく追従しないと次のような問題があ
る。

第１０図を参照するに、第１０図はエンジン冷
却水温とバイメタル温度の特性を示し、車両走行
時および暖機運転時のエンジン冷却水温の特性を
実線Ｏ，Ｐでそれぞれ示し、同様にバイメタル温
度の特性を破線Ｑ，Ｒでそれぞれ示す。図から分
かるように、実線Ｐで示される暖機運転時の冷却
水温は、破線Ｒで示される暖機運転時のバイメタ
ル温度に比べて立上りが早い。従つて、実線Ｐお
よび破線Ｒで示されるそれぞれの温度の差△Ｔ_p
が所定以上になると、エンジン冷却水温に応じた
目標アイドル回転数となるような開度に弁体を駆
動しても、第９図にＬで示す点で弁体の駆動がバ
イメタルに規制されて弁体が所定量だけ駆動でき
ず、実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数
より高くなつてしまう。

また、次のような問題もある。エンジン停止後
のエンジン冷却水温およびバイメタルの温度は、
第１１図にそれぞれ実線Ｘ，Ｙで示すように、低
下するが、熱容量あるいは比熱の相違から、バイ
メタルの温度の立下がりがより大きい。従つて、
両者の温度差△Ｔ_pが所定値以上の場合にエンジ
ンを再始動すると、上述したと同様に、エンジン
冷却水温に応じた目標アイドル回転となるような
開度に弁体を駆動しても、バイメタルに規制され
て弁体が所定量だけ駆動できず、実際のアイドル
回転数が目標アイドル回転数より高くなつてしま
う。

そこで本考案に係るアイドル回転数制御装置で
は、第２図に示したように、バイメタル８２が収
容されているハウジング７５の周りに冷却媒体室
８５を形成して、例えば、エンジン冷却水を室８
５に導いてバイメタル８２の温度をエンジン冷却
水温に追従させる。更に、エンジン停止後に、冷
却媒体室８５内の冷却水の温度が直ぐに低下せず
に燃焼室周囲の冷却水温の低下とほぼ一致するよ
うに、冷却媒体室８５の周面を断熱材８８で覆つ
ている。

このように構成されたアイドル回転数制御装置
においては、エンジン冷却水またはエンジンオイ
ル等の冷却媒体が、冷却媒体室８５に導かれるの
で、バイメタル８２の温度が、これら冷却媒体の
温度と略同一となる。従つて、エンジンの運転状
態を代表する冷却媒体の温度に応じた目標アイド
ル回転数になるように弁体５６が駆動される際
に、弁体５６は、バイメタル８２と一体に回動し
ているストツパ７８の開口部７８ａ内で動き、以
て、弁体５６の動きがストツパ７８に規制される
ことがない。更に、エンジン停止後のバイメタル
温度の立下り特性をエンジン冷却水温の立下り特
性により一層近づけることができる。

また、上記実施例では、感温規制手段の感温部
としてバイメタルを使用した場合について説明し
たが、サーモワツクスを用いてもよいことは勿論
であり、その場合には、サーモワツクスの溶融に
応じてストツパが駆動されるようにすればよい。

第１２図は、本考案のアイドル回転数制御装置
を搭載したエンジンの一部分を示す構成例であ
る。エアクリーナ９０から吸入された空気は、エ
アフローメータ９１でその吸気流量が測定され、
次いで、通路９２、サージタンク９３およびイン
テークマニホルド９４を介してシリンダ内に導か
れる。また、スロツトル弁９５の上流と下流とを
接続するバイパス通路９６には、アイドル回転数
制御装置９７が設けられており、スロツトル弁９
５が全閉のときに、エンジンの運転状態、例えば
エンジン冷却水温やエンジンオイルの温度に基づ
いて、バイパス通路９６を通過する空気流量が定
められるようになつていて、これにより、アイド
ル時のエンジン回転数が適切に制御されている。
９８は燃料噴射弁、９９は燃焼室、１００はピス
トン、１０１はエキゾーストマニホルド、１０２
は吸気弁、１０３は排気弁、１０４はスロツトル
ボデイである。

以上述べたように、本考案によれば、感温規制
手段に隣接して冷却媒体室を設けるとともに、こ
の冷却媒体室にエンジンの所定部位を冷却する冷
却媒体を導くようにしてなるので、エンジンの暖
機状態に応じた弁体の作動量を規制し、エンジン
の運転状態に応じた目標アイドル回転数を、正確
にかつ短時間に設定することが可能となるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアイドル回転数制御装置の一例
を示す構成図、第２図は本考案のアイドル回転数
制御装置の一例を示す縦断面図、第３図はその
−線断面図、第４図は−線からストツパを
見た拡大図、第５図はコイルとマグネツトの作動
を説明する概略図、第６図はコイル電流と弁体回
転角との関係を示すグラフ、第７図はバイメタル
温度とバイメタル回転角度との関係を示すグラ
フ、第８図はバイメタル温度と弁体開度との関係
を示すグラフ、第９図はエンジン水温と目標アイ
ドル回転数との関係を示すグラフ、第１０図は車
両走行時、暖機時におけるエンジン水温とバイメ
タル温度の変化を示す図、第１１図はエンジン停
止後のエンジン水温とバイメタル温度の下降特性
を示す図、第１２図は本考案のアイドル回転数制
御装置を搭載したエンジンの一部分を示す構成図
である。 ５８……回転型ソレノイド、７４……感温規制
手段、８２……バイメタル、85……冷却媒体室、
８８……断熱材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸気絞り弁の上流側と下流側とを接続したバイ
   パス吸気通路の通過空気量を制御する弁体と、エ
   ンジンの運転状態に応じた目標アイドル回転数が
   得られるように当該弁体を駆動する回転型電磁駆
   動装置と、周囲温度およびエンジンの暖機状態に
   応じて作動する感温部を有し、該回転型駆動装置
   による前記弁体の作動量を、前記感温部の作動量
   に応じた所定の領域内で規制する感温規制手段
   と、前記感温部と隣接して設けられ、エンジンの
   所定の部位を冷却する冷却媒体が導かれる冷却媒
   体室とを具備してなることを特徴とするアイドル
   回転数制御装置。