JPS6397840A - 内燃機関のアイドル回転数制御方法及び制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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吸気筒内の絞り弁を迂回してシリン
ダに供給される空気量を調整し、もって機関のアイドル
回転数を機関の運転状態に応じて所定回転数に制御する
アイドル回転数制御装置に関する。

〔従来の技術〕

特公昭６０−３８５９３号公報等で提案したアイドル回
転数制御装置は、バイパス通路に取付けられた電磁弁の
駆動電流を機関の運転状態に応じて制御することにより
バイパス通路の開口面積を制御して供給空気量を制御し
、もって機関のアイドル回′戸′この様に構成された従
来装置では、駆動電源の如き、弁体の駆動力が意に反し
て出力されなくなった場合、バイパス通路は弁体で閉塞
されたままとなり、空気量不足の為にエンストを発生す
−るという問題があった。

本発明の目的はアイドル回転数制御装置が故障しても機
関を運転するのに最少限必要な空気を供給できる様にす
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の上記目的は基本的には機関がアイドル回転状態
でバイパス通路を通して空気の補給が必要であるにもか
かわらず、所定の空気が供給されていない時には緊急用
の補助空気供給装置を作動させる様にすることによって
達成される。

具体的な方法、構成は以下の実施例の説明から明らかと
なる。

〔作用〕

上記の如く構成された本発明によれば、バイパス通路に
設けたアイドル回転数制御用の弁装置の゛、）− 転に必要な最少限の空気は補給されるので、機関がエン
ストを起こすことがない。

〔実施例］ 第１図は本発明装置が適用される内燃機関の全体構成を
示したもので、１は吸気管２、排気管３が設けられたエ
ンジンである。吸気管２には絞弁４、バイパス通路５を
有する絞弁チャンバ６が設けられる。更に上流側には空
気流量を測定するべ−ン７と、このベーン７の回転角度
を電気出力に変換するポテンショメータ８から成るエア
ーフローメータ９が設けられ、さらに上流側にはエアー
クリーナ１０が設置される。１１はエンジン１の冷却水
の水温を検出し、電気出力に変換する水温センサ、１２
はエンジン１の回転数を検出し、電気出力に変換するク
ランク角センサ、１３は各種の入力信号を受け、これを
演算処理して本発明アイドル回転制御装置１４や燃料噴
射弁１５に所定の出力を供給する演算処理回路としての
マイクロ−１）コンピュータである。

一部　アイドル回転数制御装置は絞り弁チャンバ６の？
、□ −バイパス通路５内に設置され、絞り弁４をバイパスす
る空気量を制御する。

第３図は本発明のアイドル回転数制御装置の一実施例の
具体構成を示す。

円筒形のコイル１６の中心に配置された互いの対向部の
断面が円錐形状に形成されたコア１７とプランジャ１８
とから構成されるソレノイド機構１９は演算処理回路１
３から供給されるコイル１６の駆動電流に応じた変位を
プランジャ１８に与える。

プランジャ１８の変位はバルブボディ２１に形成された
空気通路２０を閉塞する方向にスプリング２４によって
付勢されるバルブ３０をスプリング２４の作用力と釣合
う位置まで開き、それによってコイル１６に供給される
駆動電流に応じた空気が絞り弁をバイパスしてシリンダ
へ供給される。

バルブボディ２１には空気通路２０に対して並−列に内
部バイパス通路２７．２８が形成されていゴー０空気通
路２０の一部はシリンダ状２９に形成ぎれ、このシリン
ダ２９内に円柱形のピストンバルブ３０が設置される。

ピストンバルブ３０は、ソレノイド１９の電磁力によっ
て動かされ、このピストンバルブ３０の動き、すなわち
その位置関係によって、本通路２０と内部バイパス通路
２８の開口面積が変化し、その面積に応じて流量が＃御
され、第２ｒｊｌ！Ｊ曲線３１のような従来にない特性
となる。

具体的にその動作について説明すると、今コイル１６に
与えられる入力が零のときには、ピストンバルブ３０と
内部バイパス通路２８との関係は第３図の位置関係にあ
り、空気流路３２は内部バイパス通路２７．２８を通っ
て形成される。この量は本通路２８の大きさで定まる。

この点は第２図（ａ）点になる。

次にコイル１６に微少入力例えば０．Ｉ　　Ａの入力が
与えられると、ピストンバルブ３ｉｔスプリング２４の
ばね力に抗して矢印３３方向に移動し、第５図の状態と
なる。すなわち本通路２０．内部、フイバス通路２８と
も、その開口部はピストシバ＋／ ・′シブ３０によって閉路され、流量３４．３５とも遮
断され、空気流量はほぼ零になる。この状態が第２図（
ｂ）点である。

コイル１６に最大入力が与えられると、ピストンバルブ
３０は最大ストロークとなり、第６図の如く本通路２０
の開口面積が最大となって、最大空気流量３５を出力す
る。この状態が第２図（、）点となる。

コイル１６に与える入力が（ｂ）点相当の例えば０．Ｌ
　　Ａから、（Ｑ）点相当の例えば１．ＯＡまでの範囲
内の任意の入力に対しては、その流量が曲ａ３１となる
ようピストンバルブ３０と本通路２０との開口面積を適
宜選定すれば良い。

コイル１６への入力が零になると、スプリング２４のば
ね力によってピストンバルブ３ｏは第３図に示す位置ま
で復帰する。従ってこのときは前記の通り、流量は（ａ
）点に相当する空気流量となる。

本実施例の装置は以上の通り構成されるもので。

１１′ 温度になるまでの暖機補正、３）暖機後、クーラーもし
くは電気負荷等による回転数低下を補うための回転数補
正などに対しては、コイル１６への入力を例えば０．Ｉ
Ａから１．０にすれば、第３図（ｂ）点から（ｃ）点ま
での範囲内でアイドル回転数が制御可能となる。

次にコイル１６の断線、第１図の演算処理回路１３の故
障等により、コイル１６への駆動電流が遮断された所謂
緊急時には、バルブ３０が初期位置に自動的に制御され
た空気量特性は（ａ）点位置になり、所定の出力空気流
量が得られる。

この流量は、緊急は、車が一時避難できるだけの回転が
持続できるよう、そのエンジンの大きさに応じて適宜設
定されることになる。

第４図に本発明の第２の実施例を示す。

第２の実施例では空気通路２０の途中にバルブシート２
が形成されていてバルブ２３はコイル１６が非通電時に
通路２０を閉塞する様にスプリング２４で付勢されてい
る。コイル１６が通電さつ□れるとプランジャ１８はス
プリング２４の作用力に打ち勝ってバルブ２３を図面右
方に移動させ、その結果第２図の曲線２６で示す特性に
従ってコイル１６への供給電流に応じたバイパス空気゛
流量を得る。

バルブシート２２の上流と下流を結ぶ内部バイパス通路
５０の出口は電磁弁５２のバルブ５１で閉塞されている
。電磁弁５２のコイル５４は通常は付勢されていないの
でスプリング５５のばね力によってプランジャ５３を介
してバルブ５１を内部バイパス通路の出口に押付けてい
る。

ｉｓｉ理回開回路１３機関がアイドル運転状態か否か判
定すると共にアイドル状態ならばコイル１６に対して所
定の駆動電流出力が付与されている否かを判定し、アイ
ドル運転にもかかわらず駆動電流出力が出ていなければ
、コイル５４の付勢信号を出力する。

コイル５２が付勢されろとプランジャ５３が図面右方に
吸引されバルブ５１が内部バイパス通路５０を開く、こ
れによって機関がアイドル運転時であっても機関の回転
を維持できる最少限の空気が補給される。

第７図には本発明の第３の実施例が示されている。

第３の実施例は本発明者等が先に特願昭６１−８８００
９号明細書で提案したアイドル回転数制御弁に本発明を
適用したものである。

中空シャフト６１は一端がダイヤフラム６５に固定され
、他端はガイド５７によって摺動可能に支承されている
。シャフト６１は空気通路２０の途中に形成されたバル
ブシート６３をまたいで延びている。シャフト６１の外
周にはバルブ６２が所定範囲で摺動可能に挿通されてい
て、スプリング６７によりバルブシート６３に押付けら
れている。

シャフト６１のガイド５７にはバルブシート６２の下流
側の空気通路２ｏに連通する開口５７ａが穿設されてい
て、吸気管負圧がこの開口５７ａを介しシャフト６１の
中空部５６．先端開口５９からダイヤフラム６５で仕切
られた部屋に導入されている。

ソレノイド機構６０は互いに対向する面が円錐形に形成
されたプランジャ６８ａとコア６８ｂ及び演算処理回路
１３から駆動電流が供給されるコイル６８ｃとから構成
されている。

プランジャ６８ａはダイヤフラム６５＠の先端に弁６６
を持っていて、弁６５はシャフト６１の先端開口５９に
対面しており、コイル６８ｏが付勢されることによって
プランジャ６８ａが移動するとシャフト６１の先端開口
５９を開いて吸気管負圧をダイヤプラム６５に作用させ
る。ダイヤフラム６５に負圧が作用するとダイヤフラム
６５はばね５８の作用力に打ち勝ってダイヤフラム６５
を図面左方に、弁体６６を追いかける様に変位する。ダ
イヤフラム６５に固定されたシャフト６１も当然いっし
ょに図面左方に移動し、シャフト６１の先端開口が弁６
６によって閉塞された時、ダイヤフラノ１６５に作用す
る負圧が消失するので、シャフト６１の変位は停止する
。

第７図はコイル６８ｃが非通電状態を示しており、プラ
ンジャ６８ａはばね７０によって図面右方に付勢され初
期位置に保持される。

ダイヤフラム６５はばね５８によって図面右方に付勢さ
れているのでシャフト６１も図面右方の初期位置に保持
される。その結果シャフト６１に挿通されているバルブ
６３はシート６２に当接した状態で保持されるが、シャ
フト６１は更に右方に変位し、シャフト６１に固定され
ているプレート弁６４がバルブ６３から離れる。この時
バルブ６３に貫通形成された内部バイパス通路６９が開
かれ機関の運転に必要な最少限の空気の流通を保障する
。

コイル６８ｃが駆動電流で付勢されるとプランジャ６８
ａが左方に移動して、それに追従してシャフト６１が左
方に移動する。駆動電流が０．ＩＡ近辺でプレート弁６
４がちょうどバルブ６３の内部バイパス通路５９を閉塞
し、空気通路２０を流れる空気量は実質的に零となる。

駆動電流がそれ以上に増加するとプレート弁６４がバル
ブ６３を伴って左方に移動し、バルブシート６２が開き
駆動電流に応じた所定の空気が供給される。

〔発明の効果〕

・−） 以上説明した様に本発明によれば、バイパス空気量を制
御する弁機構の駆動力が何らかの原・因で消失した場合
には補助の空気通路が開いて自動的゛ｔこ機関の運転に
必要な最少限の空気量を保障するので、エンストを起こ
すことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアイドル゛回転数制御装置が適用され
る内燃機関の制御装置の全体構成を示す図面、第２図は
本発明になるアイドル回転数制御装置の制御特性を示す
特性図、第３図は本発明のアイドル回転数制御装置の第
１実施例を示す図面。 第４図は同第２実施例を示す図面、第ＦＪ斗６図は第１
実施例の作動状態説明図、第７図は本発明の第３実施例
を示す図面である。゛ １４・・・アイドル回転数制御装置、１９・・・ソレノ
イド機構、２０・・・バイパス空気通路、２１・・・バ
ルブボディ、３０・・・バルブ、２７，２８，５０，６
９００・２　０．ｑ　　θ、６　　θ、８１．θコイル
八カ′記流ＣＡ’） 第３　図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸気管を通つてシリンダに吸入される空気量を制御
   すべく吸気管内に取付けられた絞り弁と、この絞り弁を
   迂回してシリンダに吸入空気を送るバイパス通路と、機
   関のアイドル運転時に発生する所定の制御信号に応じた
   駆動力を付与する出力装置により前記バイパス通路の開
   度を制御して機関のアイドル回転数を制御するアイドル
   回転数制御弁とを備えたものにおいて、 前記出力装置から駆動力が付与されていない状態のとき
   、機関の運転に最少限必要な所定量の空気を前記シリン
   ダに供給する位置に前記アイドル回転数制御弁を制御す
   る空気量保障手段を設けたことを特徴とする内燃機関の
   アイドル回転数制御装置。 ２、機関のアイドル運転時に発生する所定の制御信号に
   応じて絞り弁をバイパスする空気量を制御し、もつて機
   関のアイドル運転時の回転数を制御するものにおいて、
   前記制御信号が単調に増加する制御信号であつて、この
   制御信号が零の時機関の運転に最少限必要な所定の空気
   量を供給し、次いで前記制御信号が所定の値に増加した
   時空気量を実質的に零にし、更に前期制御信号がそれ以
   上の時制御信号に応じて所定の空気量を付与する様にし
   たことを特徴とする内燃機関のアイドル回転数制御方法
   。 ３、吸気管を通つてシリンダに吸入される空気量を制御
   すべく吸気管内に取付けられた絞り弁と、この絞り弁を
   迂回してシリンダに吸入空気を送るバイパス通路と、こ
   のバイパス通路内に設けられ、且つ機関のアイドル運転
   時に機関の冷却水温度に応じて供給される付勢電流によ
   りその位置が制御され、もつて前記バイパス通路を流れ
   る空気量を機関の冷却水温度に応じて制御して機関のア
   イドル回転数を制御するアイドル回転数制御弁を備える
   ものにおいて、前記アイドル回転数制御弁が更に、前記
   付勢電流が所定値の時前記アイドル回転数制御弁に作用
   する電磁力と釣合つて該弁を全閉位置に付勢するスプリ
   ング手段と、前記付勢電流が零の時、前記スプリングに
   付勢されて前記バイパス通路の一部を開く補助弁手段と
   を備えたことを特徴とする内燃機関のアイドル回転数制
   御装置。 ４、機関のアイドル運転時に動作し、機関の運転状態に
   応じて吸気管内に取付けた絞り弁を迂回するバイパス通
   路を通してシリンダに空気を供給し、もつてアイドル時
   の機関の回転数を制御するものにおいて、 機関がアイドル運転状態であるにもかかわらず前記絞り
   弁を迂回して所定の空気が供給されていない時動作し、
   前記バイパス通路とは別のバイパス通路を開いて機関の
   運転に最少限必要な空気をシリンダに供給する緊急時空
   気保障装置を設けたことを特徴とする内燃機関のアイド
   ル回転数制御装置。 ５、特許請求の範囲第３項に記載したものにおいて、前
   記アイドル回転数制御弁が、円筒形のコイルの中心部に
   、軸方向断面が相補的な円錐状に形成されたコアとプラ
   ンジャ、及び前記コイルの入力電気量を位置出力に変換
   するソレノイドと、制御される流体の通る本通路と内部
   バイパス通路とを備え、前記本通路の一部はシリンダ状
   に形成され、この中に前記コイルの電磁力とこれに抗す
   るスプリングの作用力との釣合い位置に駆動される円柱
   形のピストンバルブが介挿され、該ピストンバルブの位
   置変化によつて前記本通路と内部バイパス通路との開口
   部を開路、閉路し、両者の面積を変化して、入力零から
   所定入力までは流量が減少し、流量がほぼ零になつた以
   降は入力に対し比例的に流量が増大するようにしたこと
   を特徴とする内燃機関のアイドル回転数制御装置。