DE102011105997B4 - Ventilsteuervorrichtung - Google Patents
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Abstract
Eine Ventilsteuervorrichtung, die aufweist:
ein Ventil (1), das angepasst ist, um sich um eine Rotationsachse (LO) des Ventils (1) zu drehen,
eine Betätigungseinrichtung (200), die einen Stab (4) aufweist und den Stab (4) antreibt, um den Stab (4) in einer Axialrichtung des Stabes (4) hin- und herzubewegen und dadurch das Ventil (1) anzutreiben,
einen Verbindungsmechanismus (300), der einen Hebel (3) aufweist, der das Ventil (1) und den Stab (4) verbindet und die Linearbewegung des Stabes (4) in eine Rotationsbewegung des Ventils (1) umwandelt,
einen magnetischen beweglichen Körper (7), der integral mit dem Stab (4) installiert ist und erste und zweite Magneten (8a, 8b) aufweist, die miteinander zusammenwirken, um ein Magnetfeld mit einer im Wesentlichen konstanten Dichte eines magnetischen Flusses zu erzeugen, wobei eine Mittelachse des Stabes (4) im Wesentlichen parallel zu einer Mittellinie (MC) des ersten und zweiten Magneten (8a, 8b) ist, die im Wesentlichen parallel zu einer Innenfläche (8a1) des ersten Magneten (8a) und einer Innenfläche (8b1) des zweiten Magneten (8b), die einander gegenüberliegen, und zwischen diesen zentriert ist,
einen Sensor (20), der ein Elektrosignal ausgibt, das dem magnetischen Fluss entspricht, der sich im Ansprechen auf die Bewegung des magnetischen beweglichen Körpers (7) in Bezug auf den Sensor (20) ändert, und
eine Einrichtung (400) zum Messen einer Größe der Verschiebung des Stabes (4) in einer Hubrichtung, die mit der Axialrichtung des Stabes (4) zusammenfällt, auf der Grundlage des Elektrosignals, das vom Sensor (20) ausgegeben wurde, wobei
die Betätigungseinrichtung (200) angetrieben wird, um ein Öffnen und Schließen des Ventils (1) auf der Grundlage der Größe der Verschiebung des Stabes (4) in Hubrichtung des Stabes (4), die mit der Messeinrichtung (400) gemessen wird, zu steuern,
die Betätigungseinrichtung (200) ein Stablager (5) aufweist, das den Stab (4) gleitfähig stützt, um eine Gleitbewegung des Stabes (4) in Hubrichtung zu ermöglichen, während eine Schwenkbewegung des Stabes (4) um das Stablager (5) ermöglicht wird,
der Sensor (20) eine magnetische Messfläche (20a) aufweist, die angepasst ist, den magnetischen Fluss des magnetischen beweglichen Körpers (7) zu messen,
der Hebel (3) eine Rotationsachse, die mit der Rotationsachse des Ventils (1) koaxial verläuft, an einer Ventilseitenverbindung (12) des Hebels (3), die mit dem Ventil (1) drehbar verbunden ist, aufweist,
wobei der Hebel (3) eine Stabseitenverbindung (11) aufweist, die mit dem Stab (4) drehbar verbunden ist, wobei die Stabseitenverbindung (11) angepasst ist, sich entlang eines Rotationsbewegungspfades zu bewegen, der ein gekrümmter Pfad ist, der an der Rotationsachse (LO) der Ventilseitenverbindung (12) des Hebels (3) zentriert ist und einen vorbestimmten Krümmungsradius hat, wenn das Ventil (1) über den Stab (4) gedreht wird,
wenn ein Öffnungsgrad des Ventils (1) ein vollständig geschlossener Grad wird, um den Strömungskanal (10) vollständig zu schließen, ein Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung (11), der sich entlang des Rotationsbewegungspfades bewegt, in einem vollständig geschlossenen Punkt (A) entlang des Rotationsbewegungspfades angeordnet wird,
wenn der Öffnungsgrad des Ventils (1) ein vollständig offener Grad wird, um den Strömungskanal (10) vollständig zu öffnen, der Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung (11), der sich entlang des Rotationsbewegungspfades bewegt, in einem vollständig geöffneten Punkt (D) entlang des Rotationsbewegungspfades angeordnet wird,
wenn der Öffnungsgrad des Ventils (1) ein halber Grad wird, der eine Hälfte eines Winkelgrades zwischen dem vollständig geschlossenen Grad und dem vollständig offenen Grad ist, der Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung (11) in einen halben Punkt (B) zwischen dem vollständig geschlossenen Punkt (A) und dem vollständig geöffneten Punkt (D) entlang des Rotationsbewegungspfades angeordnet wird, und
zumindest ein Abschnitt der magnetischen Messfläche (20a) des Sensors (20) in einen Winkelbereich gebracht wird zwischen:
einer ersten imaginären Linie (KA), die mit der Mittellinie (MC) des ersten und zweiten Magneten (8a, 8b) zusammenfällt, wenn die Rotationsbewegung der Stabseitenverbindung (11) des Hebels (3) in den vollständig geschlossenen Punkt (A) gebracht wird, und
einer zweiten imaginären Linie (KB), die mit der Mittellinie (MC) des ersten und zweiten Magneten (8a, 8b) zusammenfällt, wenn der Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung (11) des Hebels in den halben Punkt (B) gebracht wird.
ein Ventil (1), das angepasst ist, um sich um eine Rotationsachse (LO) des Ventils (1) zu drehen,
eine Betätigungseinrichtung (200), die einen Stab (4) aufweist und den Stab (4) antreibt, um den Stab (4) in einer Axialrichtung des Stabes (4) hin- und herzubewegen und dadurch das Ventil (1) anzutreiben,
einen Verbindungsmechanismus (300), der einen Hebel (3) aufweist, der das Ventil (1) und den Stab (4) verbindet und die Linearbewegung des Stabes (4) in eine Rotationsbewegung des Ventils (1) umwandelt,
einen magnetischen beweglichen Körper (7), der integral mit dem Stab (4) installiert ist und erste und zweite Magneten (8a, 8b) aufweist, die miteinander zusammenwirken, um ein Magnetfeld mit einer im Wesentlichen konstanten Dichte eines magnetischen Flusses zu erzeugen, wobei eine Mittelachse des Stabes (4) im Wesentlichen parallel zu einer Mittellinie (MC) des ersten und zweiten Magneten (8a, 8b) ist, die im Wesentlichen parallel zu einer Innenfläche (8a1) des ersten Magneten (8a) und einer Innenfläche (8b1) des zweiten Magneten (8b), die einander gegenüberliegen, und zwischen diesen zentriert ist,
einen Sensor (20), der ein Elektrosignal ausgibt, das dem magnetischen Fluss entspricht, der sich im Ansprechen auf die Bewegung des magnetischen beweglichen Körpers (7) in Bezug auf den Sensor (20) ändert, und
eine Einrichtung (400) zum Messen einer Größe der Verschiebung des Stabes (4) in einer Hubrichtung, die mit der Axialrichtung des Stabes (4) zusammenfällt, auf der Grundlage des Elektrosignals, das vom Sensor (20) ausgegeben wurde, wobei
die Betätigungseinrichtung (200) angetrieben wird, um ein Öffnen und Schließen des Ventils (1) auf der Grundlage der Größe der Verschiebung des Stabes (4) in Hubrichtung des Stabes (4), die mit der Messeinrichtung (400) gemessen wird, zu steuern,
die Betätigungseinrichtung (200) ein Stablager (5) aufweist, das den Stab (4) gleitfähig stützt, um eine Gleitbewegung des Stabes (4) in Hubrichtung zu ermöglichen, während eine Schwenkbewegung des Stabes (4) um das Stablager (5) ermöglicht wird,
der Sensor (20) eine magnetische Messfläche (20a) aufweist, die angepasst ist, den magnetischen Fluss des magnetischen beweglichen Körpers (7) zu messen,
der Hebel (3) eine Rotationsachse, die mit der Rotationsachse des Ventils (1) koaxial verläuft, an einer Ventilseitenverbindung (12) des Hebels (3), die mit dem Ventil (1) drehbar verbunden ist, aufweist,
wobei der Hebel (3) eine Stabseitenverbindung (11) aufweist, die mit dem Stab (4) drehbar verbunden ist, wobei die Stabseitenverbindung (11) angepasst ist, sich entlang eines Rotationsbewegungspfades zu bewegen, der ein gekrümmter Pfad ist, der an der Rotationsachse (LO) der Ventilseitenverbindung (12) des Hebels (3) zentriert ist und einen vorbestimmten Krümmungsradius hat, wenn das Ventil (1) über den Stab (4) gedreht wird,
wenn ein Öffnungsgrad des Ventils (1) ein vollständig geschlossener Grad wird, um den Strömungskanal (10) vollständig zu schließen, ein Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung (11), der sich entlang des Rotationsbewegungspfades bewegt, in einem vollständig geschlossenen Punkt (A) entlang des Rotationsbewegungspfades angeordnet wird,
wenn der Öffnungsgrad des Ventils (1) ein vollständig offener Grad wird, um den Strömungskanal (10) vollständig zu öffnen, der Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung (11), der sich entlang des Rotationsbewegungspfades bewegt, in einem vollständig geöffneten Punkt (D) entlang des Rotationsbewegungspfades angeordnet wird,
wenn der Öffnungsgrad des Ventils (1) ein halber Grad wird, der eine Hälfte eines Winkelgrades zwischen dem vollständig geschlossenen Grad und dem vollständig offenen Grad ist, der Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung (11) in einen halben Punkt (B) zwischen dem vollständig geschlossenen Punkt (A) und dem vollständig geöffneten Punkt (D) entlang des Rotationsbewegungspfades angeordnet wird, und
zumindest ein Abschnitt der magnetischen Messfläche (20a) des Sensors (20) in einen Winkelbereich gebracht wird zwischen:
einer ersten imaginären Linie (KA), die mit der Mittellinie (MC) des ersten und zweiten Magneten (8a, 8b) zusammenfällt, wenn die Rotationsbewegung der Stabseitenverbindung (11) des Hebels (3) in den vollständig geschlossenen Punkt (A) gebracht wird, und
einer zweiten imaginären Linie (KB), die mit der Mittellinie (MC) des ersten und zweiten Magneten (8a, 8b) zusammenfällt, wenn der Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung (11) des Hebels in den halben Punkt (B) gebracht wird.
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ventilsteuervorrichtung.
- Beispielsweise lehrt die PCT-Veröffentlichung
WO2009/ 062 928 A1 (entsprechend derUS 2010/0 319 663 A1 ) eine Ventilsteuervorrichtung, die das Öffnen und Schließen eines Ventils steuert. Genauer gesagt weist unter Bezugnahme auf die17 und18 die Ventilsteuervorrichtung ein Ventil101 , eine elektrische Betätigungseinrichtung und eine Motorsteuereinheit auf. Das Ventil101 ist dazu angepasst, einen Fluidkanal zu öffnen und zu schließen. Die elektrische Betätigungseinrichtung weist einen Stab102 auf, der das Ventil101 antreibt. Die Motorsteuereinheit steuert die Elektroenergie, die einem Elektromotor103 zugeführt wird, der eine Antriebsenergiequelle der elektrischen Betätigungseinrichtung ist. - Die elektrische Betätigungseinrichtung weist einen Untersetzungsmechanismus, einen hin- und hergehenden Gleitverbindungsmechanismus
300 und ein Axiallager104 auf. Der Untersetzungsmechanismus verringert eine Drehzahl, die vom Elektromotor103 übertragen wird, über zwei Stufen. Der hin- und hergehende Gleitverbindungsmechanismus wandelt eine Rotationsbewegung des Untersetzungsmechanismus in eine Linearbewegung des Stabes102 um. Das Axiallager104 stützt gleitfähig den Stab102 , um ein Hin- und Hergehen des Stabes102 in eine Hin- und Hergehrichtung zu ermöglichen. Das Axiallager104 weist ein Durchgangsloch auf, das sich durch das Axiallager104 in einer Axialrichtung des Stabes102 erstreckt, und das Axiallager104 wird in einem Lagerloch eines Betätigungseinrichtungsgehäuses sicher gehalten. - Der Untersetzungsmechanismus weist ein Ritzel
105 , ein Zwischenzahnrad106 und ein Endzahnrad107 auf. Das Ritzel105 ist an einer Abtriebswelle des Elektromotors103 befestigt. Das Zwischenzahnrad106 steht mit dem Ritzel105 in Eingriff und wird durch dieses angetrieben. Das Endzahnrad107 steht mit dem Zwischenzahnrad106 in Eingriff und wird durch dieses angetrieben. Das Zwischenzahnrad106 ist an einer Außenumfangsfläche einer Stützwelle111 drehbar installiert. Das Endzahnrad107 ist an einer Außenumfangsfläche einer Stützwelle112 drehbar installiert. - Ein Kniehebel
108 ist mit dem Stab102 der elektrischen Betätigungseinrichtung über einen ersten Drehzapfen113 verbunden. Der Kniehebel108 ist mit dem Endzahnrad107 über einen zweiten Drehzapfen114 verbunden. Der erste Drehzapfen113 ist in ein erstes Einbringloch des Kniehebels108 eingebracht und dadurch am Kniehebel108 befestigt. Der zweite Drehzapfen114 ist in ein zweites Einbringloch des Kniehebels108 eingebracht und dadurch am Kniehebel108 befestigt. - In der elektrischen Betätigungseinrichtung der PCT-Veröffentlichung
WO2009/ 062 928 A1 (entsprechend derUS 2010/0 319 663 A1 ) treibt der Elektromotor103 die Zahnräder105 - 107 des Untersetzungsmechanismus an und drückt der Kniehebel108 , der mit dem Endzahnrad107 über den zweiten Drehzapfen114 verbunden ist, den Stab102 in seiner Axialrichtung (oder zieht diesen), um die Rotationsbewegung des Endzahnrades107 in eine lineare hin- und hergehende lineare Bewegung des Stabes102 umzuwandeln. - Hier befindet sich ein Verbindungshebel
109 zwischen dem Stab102 und der Welle115 des Ventils101 . - In der elektrischen Betätigungseinrichtung der PCT-Veröffentlichung
WO2009/ 062 928 A1 US 2010/0 319 663 A1 ) nimmt, wenn der Verbindungshebel109 durch die Stabschubkraft in Rotation versetzt wird, der Stab102 eine Reaktionskraft einer Seitenkraft (die durch eine gepunktete Linie in17 dargestellt ist) vom Verbindungshebel109 auf, so dass eine Schwenkbewegung an einem entfernt liegenden Endabschnitt des Stabes102 erzeugt wird. - Zum Zeitpunkt des Antriebes des Stabes
102 wird der Stab102 angetrieben, so dass dieser eine lineare Bewegung in die StabaxialrichtungY und ebenfalls eine gekrümmte Bewegung in eine gekrümmte RichtungY' hat. Ferner tritt eine Positionsabweichung in einer Hubposition des Stabes102 aufgrund eines VentildrucksP auf. - Der Sensor misst einen Ort eines Magnetkreises (ein Magnetkreis weist einen Magneten oder ein Joch auf), der in einem Stabpositionsmesselement
110 vorgesehen ist. Daher ändert sich, wenn der Stab102 gekrümmt bewegt wird, das Magnetfeld vom Magneten in einer gekrümmten Weise und dadurch wird ein Ausgabewert des Sensors in einer gekrümmten Weise geändert. Dadurch wird eine Linearität der Ausgabeänderungscharakteristik des Sensors in Bezug auf die Hubposition des Magnetkreises, d. h. der Hubposition des Stabes102 , verschlechtert. - Ferner lehrt die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung
JP 2004 177 398 A 102 direkt messen kann. Genauer gesagt weist, wie es in19A gezeigt ist, die Stabhubmessvorrichtung einen stationären Magnetkörper (zwei Statoren121 ,122 und ein Sensor wird zwischen diesen gehalten) und einen Magnetkreis (ein Magnetkreis mit einem Dauermagneten123 und einem Joch124 ) auf. Der Magnetkreis ist in Bezug auf den stationären Magnetkörper in Hubrichtung des Stabes102 verschiebbar. Der stationäre Magnetkörper befindet sich parallel zur Hubrichtung (der Axialrichtung) des Stabes102 . - Der Sensor weist ein Hallelement
125 auf, das in einen Magnetflussmesszwischenraum eingeführt ist, der zwischen den zwei Statoren121 ,122 ausgebildet ist. Der Magnetkreis ist einstückig mit dem Stab102 vorgesehen. - Die Statoren
121 ,122 , der Dauermagnet123 , das Joch124 und das Hallelement125 der Stabhubpositionsmessvorrichtung bilden zwei MagnetkreiseA ,B . - In der Stabhubpositionsmessvorrichtung der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung
JP 2004- 177 398 A A ,B geschwenkt, wie es durch die Pfeile gezeigt ist, aufgrund der Lockerheit eines Stablagers133 , das den Stab102 gleitfähig stützt, um ein Hin- und Hergehen des Stabes102 in der Hin- und Hergehrichtung zu ermöglichen. Dadurch ändert sich ein Abstand zwischen dem Magnetkreis und dem Hallelement125 , so dass sich die Stärke des Magnetfeldes, das durch eine Magnetmessfläche des Hallelementes125 aufgenommen wird, ändert (schwankt). - Hier ist, in einem Fall, in dem sich der Magnetkreis (der Dauermagnet
123 , das Joch124 ) nahe dem Stablager133 befindet, wie es in19B gezeigt ist, die Amplitude des Schwingens des Magnetkreises klein und dadurch ist ebenfalls der Schwankungsbereich des Abstandes zwischen dem Magnetkreis und dem Hallelement125 klein. Im Gegensatz wird in einem Fall, in dem sich der Magnetkreis entfernt von dem Stablager133 befindet, die Amplitude des Schwingens des Magnetkreises groß und wird der Schwankungsbereich des Abstandes zwischen dem Magnetkreis und dem Hallelement125 groß. - Das heißt, dass sich die Magnetmessfläche des Hallelementes
125 in Bezug auf den Magnetkreis nicht in einer gemittelten Position der Amplitude des Magnetkreises befindet, so dass eine große Differenz bei der Amplitude des Schwingens des Magnetkreises zwischen dem einen Fall, in dem sich der Magnetkreis nahe dem Stablager133 befindet, und dem anderen Fall, in dem sich der Magnetkreis entfernt vom Stablager133 befindet, vorliegt. Daher besteht die Schwankungsdifferenz bei der Stärke des Magnetfeldes, das durch die Magnetmessfläche des Hallelementes125 aufgenommen wird. Als ein Ergebnis steht eine große Differenz bei der Sensorausgabe im Ansprechen auf das Schwingen des Stabes102 und dadurch wird die Sensorgenauigkeit verschlechtert. - Weiterer relevanter Stand der Technik ist bekannt aus der
DE 102 35 528 A1 , derDE 10 2009 013 546 B3 und derDE 11 2010 001 444 T5 . - Die vorliegende Erfindung widmet sich den vorstehenden Nachteilen. Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilsteuervorrichtung vorzusehen, die eine Messgenauigkeit zum Messen einer linearen Hubposition des Stabes verbessern kann.
- Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Ventilsteuervorrichtung vorgesehen, die ein Ventil, eine Betätigungseinrichtung mit einem Stab, einen Verbindungsmechanismus, einen magnetischen beweglichen Körper, einen Sensor und eine Einrichtung (auf die sich nachfolgend als Messeinrichtung bezogen wird) zum Messen einer Größe der Verschiebung des Stabes aufweist. Das Ventil ist dazu angepasst, um sich um eine Rotationsachse des Ventils zu drehen. Die Betätigungseinrichtung treibt den Stab an, um den Stab in einer Axialrichtung des Stabes hin- und hergehend zu bewegen und dadurch das Ventil anzutreiben. Der Verbindungsmechanismus weist einen Hebel auf, der das Ventil und den Stab verbindet und der die Linearbewegung des Stabes in eine Rotationsbewegung des Ventiles umwandelt. Der magnetische bewegliche Körper ist einstückig mit dem Stab installiert und weist einen ersten und zweiten Magneten auf, die miteinander zusammenwirken, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das eine im Wesentlichen konstante Dichte eines magnetischen Flusses hat. Eine Mittelachse des Stabes ist im Allgemeinen parallel zu einer Mittellinie des ersten und zweiten Magneten, die im Allgemeinen parallel zu einer magnetischen Polfläche des ersten Magneten und einer magnetischen Polfläche des zweiten Magneten, die einander gegenüberliegen bzw. zueinander entgegengesetzt sind, und zwischen diesen zentriert ist. Der Sensor gibt ein elektrisches Signal aus, das dem magnetischen Fluss entspricht, der sich im Ansprechen auf eine Bewegung des magnetischen beweglichen Körpers in Bezug auf den Sensor ändert. Die Messeinrichtung hat die Funktion des Messens der Größe der Verschiebung des Stabes in eine Hubrichtung, die mit der Axialrichtung des Stabes zusammenfällt, auf der Grundlage des elektrischen Signals, das vom Sensor ausgegeben wird. Die Betätigungseinrichtung wird angetrieben, um das Öffnen und Schließen des Ventils zu steuern, auf der Grundlage der Größe der Verschiebung des Stabes in die Hubrichtung des Stabes, die mit der Messeinrichtung gemessen wurde. Die Betätigungseinrichtung weist ein Stablager auf, das den Stab gleitfähig stützt bzw. lagert, um eine Gleitbewegung des Stabes in Hubrichtung zu ermöglichen, während eine Schwenkbewegung des Stabes um das Stablager ermöglicht wird. Der Sensor weist eine magnetische Messfläche auf, die angepasst ist, den magnetischen Fluss des magnetischen beweglichen Körpers zu messen. Der Hebel weist eine Rotationsachse auf, die mit der Rotationsachse des Ventils koaxial verläuft, und zwar an einer Ventilseitenverbindung des Hebels, die mit dem Ventil drehbar verbunden ist. Der Hebel weist eine Stabseitenverbindung auf, die mit dem Stab drehbar verbunden ist. Die Stabseitenverbindung ist angepasst, um sich entlang eines Rotationsbewegungspfades zu bewegen, der ein gekrümmter Pfad ist, der an der Rotationsachse der Ventilseitenverbindung des Hebels zentriert ist, und einen vorbestimmten Krümmungsradius hat, wenn das Ventil über den Stab gedreht wird. Wenn ein Öffnungsgrad des Ventils ein vollständig geschlossener Grad wird, um den Strömungspfad vollständig zu schließen, wird ein Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung, der entlang des Rotationsbewegungspfades bewegt wird, in einem vollständig geschlossenen Punkt entlang des Rotationsbewegungspfades platziert. Wenn der Öffnungsgrad des Ventiles ein vollständig offener Grad wird, um den Strömungspfad vollständig zu schließen, wird der Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung, der entlang des Rotationsbewegungspfades bewegt wird, in einen vollständig offenen Punkt entlang des Rotationsbewegungspfades gebracht. Wenn der Öffnungsgrad des Ventils ein halber Grad wird, der eine Hälfte eines Winkelgrades zwischen dem vollständig geschlossenen Grad und dem vollständig offenen Grad ist, wird der Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung in einem halben Punkt zwischen dem vollständig geschlossenen Punkt und dem vollständig offenen Punkt entlang des Rotationsbewegungspfades platziert. Zumindest ein Abschnitt der Magnetmessfläche des Sensors befindet sich in einem Winkelbereich zwischen einer ersten imaginären Linie und einer zweiten imaginären Linie. Die erste imaginäre Linie fällt mit der Mittellinie der ersten und zweiten Magneten zusammen, wenn der Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung des Hebels in der vollständig geschlossenen Position platziert ist. Die zweite imaginäre Linie fällt mit der Mittellinie der ersten und zweiten Magneten zusammen, wenn der Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung des Hebels im halben Punkt platziert ist.
- Die Erfindung wird zusammen mit den zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen von dieser aus der folgenden Beschreibung, den beiliegenden Ansprüchen und den beiliegenden Zeichnungen am besten verständlich, in denen:
-
1A eine beschreibende Ansicht ist, die eine Beziehung zwischen einem Stab einer elektrischen Betätigungseinrichtung und einem Verbindungshebel einer Bypassventilsteuervorrichtung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, -
1B eine schematische Ansicht ist, die einen magnetischen beweglichen Körper der Bypassventilsteuervorrichtung von1A zeigt, -
2 eine beschreibende Ansicht ist, die die Bypassventilsteuervorrichtung entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt, -
3 eine Querschnittsansicht ist, die einen vollständig geschlossenen Zustand des Ventils einer elektrischen Betätigungseinrichtung entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt, -
4 eine beschreibende Ansicht ist, die die Bypassventilsteuervorrichtung entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt, -
5 eine Querschnittsansicht ist, die einen vollständig offenen Zustand des Ventils der elektrischen Betätigungseinrichtung entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt, -
6A eine beschreibende Ansicht ist, die ein Beispiel eines Ortes eines Sensors in einem Vergleichsbeispiel zeigt, -
6B eine graphische Ansicht ist, die Charakteristiken einer Strömungsmenge in Bezug auf einen Betätigungswinkel eines Verbindungshebels entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, -
6C eine schematische Ansicht ist, die einen Ort des Sensors in einer Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt, -
7 eine beschreibende Ansicht ist, die eine Beziehung zwischen einem Stab einer elektrischen Betätigungseinrichtung und dem Verbindungshebel entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt, -
8 eine beschreibende Ansicht ist, die eine Beziehung zwischen einem Stab einer elektrischen Betätigungseinrichtung und einem Verbindungshebel entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, -
9 eine beschreibende Ansicht ist, die eine Beziehung zwischen einem Stab einer elektrischen Betätigungseinrichtung und einem Verbindungshebel entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, -
10 eine beschreibende Ansicht ist, die eine Bypassventilsteuervorrichtung entsprechend einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, -
11 eine weitere beschreibende Ansicht ist, die die Bypassventilsteuervorrichtung entsprechend dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt, - die
12A und12B schematische Schaubilder sind, die Beispiele eines magnetischen beweglichen Körpers zeigen, der angepasst ist, um sich in eine Hubrichtung in Bezug auf einen Hubsensor entsprechend einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu bewegen, -
13 eine beschreibende Ansicht ist, die eine Bypassventilsteuervorrichtung entsprechend einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, - die
14A und14B schematische Schaubilder sind, die Beispiele eines magnetischen beweglichen Körpers zeigen, der erste und zweite Magneten und einen magnetischen Rahmen aufweist, der in eine längliche rechteckige Rahmenform konfiguriert ist, und zwar entsprechend dem siebten Ausführungsbeispiel, -
15A eine schematische graphische Darstellung ist, die ein magnetisches bewegliches Element zeigt, das erste und zweite Magneten und einen Magnetrahmen aufweist, der in eine längliche rechteckige Rahmenform konfiguriert ist, und zwar entsprechend dem siebten Ausführungsbeispiel, -
15B eine graphische Darstellung ist, die eine ideale charakteristische Linie einer Änderung einer Dichte eines magnetischen Flusses in Bezug auf eine Änderung eines Hubes eines Stabes sowie eine Referenzlinie (Basis) entsprechend dem siebten Ausführungsbeispiel anzeigt, -
15C eine graphische Darstellung ist, die eine Linearität einer Änderung eines magnetischen Flusses in Bezug auf eine Änderung eines Hubes des Stabes entsprechend dem siebten Ausführungsbeispiel anzeigt, -
16A eine schematische graphische Darstellung ist, die einen magnetischen beweglichen Körper zeigt, der erste und zweite Magneten und einen magnetischen Rahmen aufweist, der in eine längliche rechteckige Rahmenform konfiguriert ist, und zwar in einem ersten Vergleichsbeispiel, -
16B eine graphische Darstellung ist, die eine Linearität einer Änderung einer Dichte eines magnetischen Flusses in Bezug auf eine Änderung eines Hubes eines Stabes im ersten Vergleichsbeispiel zeigt, -
17 eine beschreibende Ansicht ist, die eine Beziehung zwischen einem Stab einer elektrischen Betätigungseinrichtung und einem Verbindungshebel entsprechend einem ersten Stand der Technik zeigt, -
18 eine beschreibende Ansicht ist, die eine Beziehung zwischen dem Stab der elektrischen Betätigungseinrichtung und dem Verbindungshebel im ersten Stand der Technik zeigt, und - die
19A bis19C beschreibende Schaubilder sind, die eine Stabhubpositionsmessvorrichtung eines zweiten Standes der Technik zeigen. - (Erstes Ausführungsbeispiel)
- Die
1A bis5 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Genauer gesagt zeigt1A eine Positionsbeziehung zwischen einem Stab einer elektrischen Betätigungseinrichtung und einem Verbindungshebel einer Wastegate- bzw. Bypassventilsteuervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels und zeigt1B einen magnetischen beweglichen Körper der Bypassventilsteuervorrichtung, die in1A gezeigt ist. Die2 und4 zeigen einen vollständig geschlossenen Zustand des Ventils bzw. einen vollständig geöffneten Zustand des Ventils der Bypassventilsteuervorrichtung. Ferner zeigen die3 und5 den vollständig geschlossenen Zustand des Ventils bzw. den vollständig geöffneten Zustand des Ventils der elektrischen Betätigungseinrichtung. - Die Bypassventilsteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist in einer Ladedrucksteuervorrichtung der Brennkraftmaschine implementiert. Die Bypassventilsteuervorrichtung weist ein Bypassventil
1 , einen Verbindungsmechanismus300 , die elektrische Betätigungseinrichtung200 und eine Verbrennungsmotorsteuereinheit (ECU)400 auf. Das Bypassventil1 öffnet und schließt einen Bypasskanal (Strömungskanal)10 eines Turboladers. Der Verbindungsmechanismus300 weist einen Verbindungshebel3 auf, der mit einer Welle2 des Bypassventils1 verbunden ist. Die elektrische Betätigungseinrichtung200 weist den Stab4 auf, der mit dem Bypassventil1 über den Verbindungshebel3 zum Antreiben des Bypassventils1 verbunden ist. Die ECU400 steuert variabel den Ladedruck der Brennkraftmaschine, indem das Öffnen und Schließen des Bypassventils1 auf der Grundlage des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine gesteuert wird. - Das Wastegate- bzw. Bypassventil
1 ist ein Ventilelement eines Abgasströmungsmengensteuerventils, das eine Strömungsmenge des Abgases steuert, das durch den Wastegate- bzw. Bypasskanal10 des Turboladers strömt, der an der Maschine installiert ist. Während einer Verbrennungsmotorbetriebsperiode wird das Bypassventil1 in Rotation versetzt, d. h. innerhalb eines Ventilbetriebsbereiches zwischen einer vollständig geschlossenen Position und einer vollständig geöffneten Position des Bypassventiles1 auf der Grundlage eines Steuersignals gedreht, das von der ECU400 ausgegeben wird, um eine Größe eines Öffnungsbereiches des Bypasskanales10 zu ändern (einen Abgaskanalquerschnittsbereich). - Die Welle
2 , die in einer L-Form konfiguriert ist, ist mit dem Bypassventil1 an einer hinteren Fläche des Bypassventils1 (einer Fläche des Bypassventils1 , die zu einer Sitzfläche des Bypassventils1 entgegengesetzt ist, die gegen einen Ventilsitz des Bypasskanales10 in eine Sitzposition bringbar ist) einstückig vorgesehen. Einzelheiten des Bypassventils1 werden später beschrieben. - Die elektrische Betätigungseinrichtung
200 steuert das Öffnen und Schließen des Bypassventils1 im Ansprechen auf die Größe der Verschiebung (die Größe des Hubes) des Stabes4 in einer Hubrichtung (Ladeaufbringrichtung) des Stabes4 . - Neben dem Stab
4 , der angepasst ist, um sich in Axialrichtung des Stabes4 hin- und herzubewegen, weist die elektrische Betätigungseinrichtung200 ferner ein Axiallager (Stablager)5 , eine Schraubenfeder6 und ein Betätigungseinrichtungsgehäuse204 auf. Das Axiallager5 stützt den Stab4 in einer solchen Weise, dass der Stab4 in einer hin- und hergehenden Richtung des Stabes4 (einer Hubrichtung des Stabes4 , d. h. der Axialrichtung des Stabes4 ) gleitfähig ist und schwingbar (neigbar) in einer Oben-Unten-Richtung in1A ist. Die Schraubenfeder6 übt eine Spannkraft (Federlast) auf den Stab4 aus, um das Bypassventil1 in eine Schließrichtung (vollständig geschlossene Seite des Ventils) zu spannen. Das Betätigungseinrichtungsgehäuse204 nimmt die Komponenten auf, wie zum Beispiel das Axiallager5 und die Schraubenfeder6 . Eine entferntliegende Endseite des Stabes4 der elektrischen Betätigungseinrichtung200 in Hubrichtung davon steht an einer Außenseite des Betätigungseinrichtungsgehäuses204 von einer ringförmigen Endfläche des Betätigungseinrichtungsgehäuses204 vor. Einzelheiten der elektrischen Betätigungseinrichtung200 werden später beschrieben. - In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Verbrennungsmotor ein Mehrzylinderdieselmotor mit einer Vielzahl von Zylindern. Ein Einlassrohr ist mit Einlassanschlüssen der Zylinder des Verbrennungsmotors verbunden, um die Einlassluft zu den Einlassanschlüssen zu führen. Ein Kompressor eines Turboladers, ein Zwischenkühler, ein Drosselventil und ein Einlasskrümmer sind im Einlassrohr installiert.
- Ferner ist ein Auslassrohr mit Auslassanschlüssen der Zylinder des Motors verbunden, um Abgas von den Zylindern zu führen. Ein Auslasskrümmer und eine Turbine des Turboladers sind im Auslassrohr installiert.
- Der Turbolader ist ein Turbosuperlader, der die Turbine und den Kompressor aufweist. Die Einlassluft wird durch den Kompressor komprimiert und dann der Verbrennungskammer von jedem der Zylinder des Verbrennungsmotors zugeführt.
- Die Turbine weist ein Turbinengehäuse auf, das in Spiralform konfiguriert ist. Ein Turbinenimpeller (Turbinenrad) befindet sich im Turbinengehäuse.
- Der Kompressor weist ein Kompressorgehäuse auf, das in Spiralform konfiguriert ist. Ein Kompressorimpeller (Kompressorrad) befindet sich im Kompressorgehäuse.
- Der Turbinenimpeller und der Kompressorimpeller sind miteinander durch eine Rotorwelle verbunden, um zusammen zu rotieren.
- In dem Turbolader wird, wenn der Turbinenimpeller durch das Abgas/Auslassgas rotiert wird, der Kompressorimpeller ebenfalls rotiert, um die Einlassluft zu komprimieren.
- Hier ist das Turbinengehäuse des Turboladers des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit dem Bypasskanal
10 und dem Bypassventil1 versehen. - Der Bypasskanal
10 ist ein Bypasskanal (Fluidkanal), der das Turbinenrad umgeht, um Abgas, das in das Turbinengehäuse geführt wird, zu einem Abschnitt des Abgaskanales zu führen, der sich an einer Stromabwärtsseite des Turbinenrades befindet, ohne dass über das Turbinenrad gegangen wird. - Alternativ dazu kann der Bypasskanal
10 ein Bypasskanal (Fluidkanal) sein. Genauer gesagt kann der Bypasskanal10 von einem Abschnitt des Auslasskanals abzweigen, der sich an einer Stromabwärtsseite eines Sammelpunktes des Auslasskrümmers befindet (ein Punkt, an dem sich Zweige des Auslasskrümmers miteinander vereinigen), dann kann sich der Bypasskanal10 mit einem Abschnitt des Auslasskanals vereinigen, der sich an einer Stromabwärtsseite der Turbine des Turboladers befindet. Das heißt, dass der Bypasskanal10 der Bypasskanal (Fluidkanal) sein kann, der das Turbinengehäuse umgeht, um das Auslassgas zu führen, ohne dass über das Turbinengehäuse gegangen wird. - Der Bypasskanal
10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels stellt zwischen einem Stromaufwärtsseitenkommunikationsloch (Bypassanschluss), das sich an einer Trennwand des Einlasses des Turbinengehäuses öffnet, und einem Stromabwärtsseitenkommunikationsloch, das sich an einer Trennwand des Auslasses des Turbinengehäuses öffnet, eine Verbindung her. - Das Bypassventil
1 ist aus einem Metallmaterial (z. B. rostfreiem Stahl) gefertigt, und als eine kreisförmige Scheibenform konfiguriert. Das Bypassventil1 ist ein Abgassteuerventil, das eine Rotationsachse aufweist, die sich in einer Richtung senkrecht zu einer Axialrichtung (Strömungsrichtung des Abgases) des Bypasskanales10 , insbesondere des Bypassanschlusses, erstreckt. Das Bypassventil1 ist mit dem entfernt liegenden Endabschnitt des Stabes4 der elektrischen Betätigungseinrichtung200 verbunden, so dass das Bypassventil1 angepasst ist, um gegen die Trennwand (Ventilsitz) des Einlasses des Turbinengehäuses zu sitzen oder von dieser weg abgehoben zu werden, um den Bypasskanal10 , insbesondere den Bypassanschluss, zu schließen oder zu öffnen. Das Bypassventil1 ist um seine Rotationsachse drehbar, um die Größe des Öffnungsbereiches des Bypasskanales10 , insbesondere des Bypassanschlusses, in einer kontinuierlichen Weise oder stufenweise zu ändern. - Der Verbindungsmechanismus
300 befindet sich zwischen der Welle2 des Bypassventiles1 und dem Stab4 der elektrischen Betätigungseinrichtung200 , um die lineare Bewegung des Stabes4 in eine Rotationsbewegung des Bypassventiles1 umzuwandeln. - Wie es in den
1A und2 gezeigt ist, weist der Verbindungsmechanismus300 den Verbindungshebel3 auf. Ein Endabschnitt des Verbindungshebels3 ist mit dem entfernt liegenden Endabschnitt des Stabes4 (d. h. dem Endabschnitt des Stabes4 , der sich distal in Hubrichtung befindet, d. h. in Hin- und Hergehrichtung des Stabes4 ) verbunden und der andere Endabschnitt des Verbindungshebels3 ist mit dem distalen Endabschnitt der Welle2 des Bypassventiles1 verbunden (d. h. dem Endabschnitt der Welle2 entgegengesetzt zum Endabschnitt der Seite des Ventils1 der Welle2 ). - Ein erster Gelenkstift (erste Stützwelle) 11 ist an dem distalen Endabschnitt des Stabes
4 befestigt (oder ist mit diesem integral ausgebildet). Der erste Gelenkstift11 ist von einer hinteren Flächenseite des Stabes4 eingeführt und steht von einer Vorderflächenseite des Stabes4 vor. Ein zweiter Gelenkstift (zweite Stützwelle) 12 ist mit der Welle2 des Bypassventiles1 integral ausgebildet (oder an dieser befestigt). Der zweite Gelenkstift12 steht in die gleiche Richtung wie der erste Gelenkstift11 vor. - Wie es in
1A gezeigt ist, weist der Verbindungshebel3 eine Rotationsachse (Rotationszentrum) auf, die mit der Rotationsachse des Bypassventiles1 koaxial verläuft. Ferner weist der Verbindungshebel3 eine erste Verbindung (stabseitige Verbindung), die mit dem Stab4 verbunden ist, und eine zweite Verbindung (ventilseitige Verbindung), die mit der Welle2 des Bypassventiles1 verbunden ist, auf. Die erste Verbindung hat ein erstes Einbringloch, das einen kreisförmigen Querschnitt hat und in den der erste Gelenkstift11 eingebracht ist. Ferner weist die zweite Verbindung ein zweites Einbringloch auf, das einen kreisförmigen Querschnitt hat und in den der zweite Gelenkstift12 eingepasst ist. - Hier ist die erste Verbindung des Verbindungshebels
3 eine Verbindung des Verbindungshebels3 (auf den sich ebenfalls als Zentrumspunkt, ein Verbindungspunkt der Verbindung oder Rotationsbewegungspunkt bezogen wird), der sich entlang eines entsprechenden Rotationsbewegungspfades bewegt (eines Rotationsbewegungspfades des Verbindungshebels3 , der durch eine Strich-Punkt-Linie in1A gezeigt ist), der ein gekrümmter Pfad ist, der einen vorbestimmten Krümmungsradius um die Rotationsachse des Verbindungshebels3 (die Rotationsachse des Bypassventils1 ) hat. - Genauer gesagt ist der Rotationsbewegungspfad, d. h. der gekrümmte Pfad des Verbindungshebels
3 , ein bogenförmiger Pfad (der imaginäre Kreis, der durch die Strich-Punkt-Linie in3 angezeigt ist), der sich entlang der gebogenen Linie erstreckt, die den vorbestimmten Krümmungsradius um die Rotationsachse des Bypassventiles1 (und dadurch die Rotationsachse des Verbindungshebels3 ) hat. Der Rotationsbewegungspfad des Verbindungshebels3 verbindet einen PunktA des vollständigen Schließens des Verbindungshebels3 entlang des Rotationsbewegungspfades des Verbindungshebels3 und einen PunktD des vollständigen Öffnens des Verbindungshebels3 entlang des Rotationsbewegungspfades des Verbindungshebels3 , wie es nachstehend detaillierter diskutiert ist. - Der Verbindungshebel
3 wird durch den Außenumfangsabschnitt des ersten Gelenkstiftes11 drehbar gelagert. Der Verbindungshebel3 ist am zweiten Gelenkstift12 befestigt. - Der erste Gelenkstift
11 stützt drehbar das Bypassventil1 , die Welle2 und den Verbindungshebel3 . - Die Welle
2 ist in einem rechten Winkel in eine L-Form gebogen und der zweite Gelenkstift12 ist am Endabschnitt des Stiftes2 befestigt, der sich an der Seite der elektrischen Betätigungseinrichtung200 (untere Seite in1A) befindet. Der zweite Gelenkstift12 ist durch einen Seitenwandabschnitt des Turbinengehäuses des Turboladers drehbar gelagert. Ein Rotationszentrum (Rotationsachse) des zweiten Gelenkstiftes12 ist das Rotationszentrum (Rotationsachse) des Bypassventiles1 . - Daher dient das Bypassventil
1 als ein gelenkig befestigtes Ventil, das mit dem distalen Endabschnitt des Stabes4 (d. h. dem distalen Endabschnitt in Hubrichtung des Stabes4 ) über den ersten Gelenkstift11 , den Verbindungshebel3 und den zweiten Gelenkstift12 verbunden ist. - Als Nächstes werden Einzelheiten der elektrischen Betätigungseinrichtung
200 des vorliegenden Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die1A bis5 beschrieben. - Die elektrische Betätigungseinrichtung
200 weist den Stab4 , das Axiallager5 , die Schraubenfeder6 , einen ElektromotorM , einen Untersetzungsmechanismus201 , einen Umwandlungsmechanismus.202,-einen.Stabhubmessvorrichtung-203 (einen magnetischen beweglichen Körper7 und einen Hubsensor20 , die später beschrieben sind) und das Betätigungseinrichtungsgehäuse204 auf. Der ElektromotorM erzeugt eine Antriebskraft (Motordrehmoment), wenn der ElektromotorM elektrische Energie aufnimmt und dadurch in Rotation versetzt wird. Der Untersetzungsmechanismus201 verringert eine Drehzahl der Rotation, die vom ElektromotorM übertragen wird, über zwei Stufen. Der Umwandlungsmechanismus202 wandelt die Rotationsbewegung des Untersetzungsmechanismus201 in eine lineare hin- und hergehende Bewegung des Stabes4 um. Die Stabhubmessvorrichtung203 misst eine Hubposition des Stabes4 der elektrischen Betätigungseinrichtung200 (d. h. eine Position des Stabes4 entlang seines Hubpfades). Das Betätigungseinrichtungsgehäuse204 nimmt die vorstehenden Komponenten der elektrischen Betätigungseinrichtung200 auf. - Der Untersetzungsmechanismus
201 weist drei Zahnräder16-18 auf. Genauer gesagt weist der Untersetzungsmechanismus201 eine Motorwelle (eine Rotationswelle oder eine Abtriebswelle) 13 des ElektromotorsM , eine Zwischenzahnradwelle (erste Stützwelle) 14, eine Endzahnradwelle (zweite Stützwelle) 15, ein Ritzel (Motorzahnrad)16 , ein Zwischenzahnrad (Zahnrad an der treibenden Seite) 17 und ein Endzahnrad (Geradstirnrad, auf das sich ebenfalls als Zahnrad der getriebenen Seite bezogen wird) 18 auf. Die Zwischenzahnradwelle14 und die Endzahnradwelle15 sind parallel zur Motorwelle13 angeordnet. Das Ritzel16 ist an der Motorwelle13 befestigt. Das Zwischenzahnrad17 steht mit dem Ritzel16 in Eingriff und wird zusammen mit diesem angetrieben. Das Endzahnrad18 steht mit dem Zwischenzahnrad17 in Eingriff und wird zusammen mit diesem angetrieben. - Der Umwandlungsmechanismus
202 weist einen Plattennocken21 , ein Abtriebsglied23 und einen Drehstift (Lagerwelle)24 auf. Der Plattennocken21 ist drehbar gelagert. Das Abtriebsglied23 ist in einer Nockennut22 des Plattennockens21 beweglich aufgenommen (gleitfähig aufgenommen). Der Drehstift24 stützt drehbar das Abtriebsglied23 . - Das Betätigungseinrichtungsgehäuse
204 der elektrischen Betätigungseinrichtung weist ein Motorgehäuse25 , ein Zahnradgehäuse bzw. Getriebegehäuse26 und eine Sensorabdeckung27 auf. Das Motorgehäuse25 nimmt den ElektromotorM auf und hält diesen. Das Getriebegehäuse26 lagert drehbar den Untersetzungsmechanismus201 und den Umwandlungsmechanismus202 . Die Sensorabdeckung27 bedeckt eine Öffnung des Getriebegehäuses26 . - Das Motorgehäuse
25 und das Getriebegehäuse26 sind aus einem Metallmaterial gefertigt. Die Sensorabdeckung27 ist aus einem Metallmaterial oder einem Harzmaterial gefertigt. - Eine Lagerhalteeinrichtung
28 ist in einer zylindrischen Rohrform konfiguriert und befindet sich an einer Ventilseite (Seite des Bypassventiles1 ) einer Seitenwand des Getriebegehäuses26 und ein Lagerloch erstreckt sich durch die Lagerhalteeinrichtung28 in Axialrichtung des Stabes4 . Ein Axiallager5 ist an eine Lochwandfläche des Lagerlochs der Lagerhalteeinrichtung28 pressgepasst. Eine Federhalteeinrichtung29 ist in einer zylindrischen Rohrform konfiguriert und steht von der Seitenwand des Getriebegehäuses26 zur Ventilseite (Seite des Bypassventiles1 ) vor und die Schraubenfeder6 ist in der Federhalteeinrichtung29 aufgenommen. - Der Stab
4 der elektrischen Betätigungseinrichtung200 erstreckt sich linear in die Hubrichtung, die die gleiche wie die Richtung der Mittelachse des Stabes4 ist. Der Stab4 weist einen Stab an der Antriebsseite (ersten Stab) 31, einen Stab an der getriebenen Seite (zweiten Stab) 32 und einen Verbindungsstab33 auf. Der Stab31 an der Antriebsseite ist in einer Plattenform (planaren Form) konfiguriert und mit den Plattennocken21 über das Abtriebsglied23 und den Drehstift24 verbunden. Der Stift32 an der getriebenen Seite ist in einer Plattenform (planaren Form) konfiguriert und mit der Welle2 des Bypassventils1 durch den Verbindungsmechanismus300 (z.B. den Verbindungshebel3 ) verbunden. Der Verbindungsstab33 ist konfiguriert, so dass dieser einen kreisförmigen Querschnitt hat, und stellt zwischen dem Stab31 der treibenden Seite und dem Stab32 der getriebenen Seite Verbindung her. Der Stab31 der treibenden Seite, der Stab32 der getriebenen Seite und der Verbindungsstab33 sind aus einem Metallmaterial (nichtmagnetischem Material), wie zum Beispiel rostfreiem Stahl, gefertigt und beispielsweise durch Schweißen zum Ausbilden einer einstückigen Komponente miteinander verbunden. - Der Stab
31 der treibenden Seite ist ein Eingabeabschnitt, der eine Last von dem Plattennocken21 durch das Abtriebsglied23 und den Drehstift24 aufnimmt. Eine Fläche des Stabes31 der treibenden Seite bildet eine Montagefläche des magnetischen beweglichen Körpers, an dem der magnetische bewegliche Körper7 beispielsweise durch Formgebung (Formgebungsprozess) oder Schrauben befestigt ist. Ein Einbringloch34 ist in einem Endabschnitt des Stabes31 der treibenden Seite ausgebildet, der zum Verbindungsstab33 entgegengesetzt liegt, und der Drehstift24 ist in das Einbringloch34 eingepasst. Der Drehstift24 ist mit dem Stab31 der Antriebsseite sicher verbunden, d. h. an diesem fixiert, so dass der Drehstift24 von einer Seite der Hinterfläche des Stabes31 der treibenden Seite eingeführt ist und von einer Seite der Vorderfläche des Stabes31 der treibenden Seite hervorsteht. - Eine erste Verbindung
35 ist an dem anderen Endabschnitt des Stabes31 der treibenden Seite ausgebildet und mit einem Endabschnitt des Verbindungsstabes33 durch Schweißen verbunden. - Der Stab
32 der getriebenen Seite ist ein Ausgabeabschnitt, der eine Last auf das Bypassventil1 durch den Verbindungshebel3 und den ersten und zweiten Gelenkstift11 ,12 aufbringt. Eine zweite Verbindung36 ist an einem Endabschnitt des Stabes32 der getriebenen Seite, der zur Verbindungsstange bzw. zum Verbindungsstab33 benachbart ist, ausgebildet und die zweite Verbindung36 ist mit dem anderen Endabschnitt des Verbindungsstabes33 beispielsweise durch Schweißen verbunden. - Ein Einbringloch (nicht gezeigt) ist im anderen Endabschnitt des Stabes
32 der getriebenen Seite ausgebildet, die/der zum Verbindungsstab33 entgegengesetzt liegt, und der erste Gelenkstift11 ist in das Einbringloch eingebracht. Der erste Gelenkstift11 ist mit dem Stab32 der getriebenen Seite sicher verbunden, d. h. befestigt, so dass der erste Gelenkstift11 von einer Seite der Hinterfläche des Stabes32 der getriebenen Seite eingeführt ist und von einer Seite der Vorderfläche des Stabes32 der getriebenen Seite vorsteht. - Der Verbindungsstab
33 ist ein Anschluss bzw. Übergang, der zwischen der ersten Verbindung35 des Stabes der treibenden Seite und der zweiten Verbindung36 des Stabes32 der getriebenen Seite Verbindung herstellt. Ein Federsitz37 , der in Ringform (in einer Ringflanschform) konfiguriert ist, ist an einer Außenumfangsfläche des Endabschnitts des Verbindungsstabes installiert, der bzw. die zum Stab31 der treibenden Seite benachbart ist. Der Federsitz37 ist ein Lastaufnahmeabschnitt, der eine Last der Schraubenfeder6 aufnimmt, die zur vollständig geschlossenen Ventilseite (linken Seite in2 ) in Hubrichtung ausgeübt wird. Ferner ist der Verbindungsstab33 um ein Lagerzentrum O des Axiallagers5 schwenkbar und in Axialrichtung des Axiallagers5 gleitfähig. Der Federsitz37 steht mit einer End- bzw. Stirnfläche der ersten Verbindung35 des Stabes31 der treibenden Seite in Eingriff. - Das Axiallager
5 lagert gleitfähig den Verbindungsstab33 in einer solchen Weise, dass der Verbindungsstab33 in Hubrichtung (Hin- und Hergehrichtung) von diesem gleitfähig gestützt ist. Ein Durchgangsloch (Gleitloch) ist im Inneren des Axiallagers5 ausgebildet, um sich durch das Axiallager5 in Axialrichtung des Stabes4 zu erstrecken. In einer Längsquerschnittsansicht bildet eine Innenumfangsfläche des Axiallagers5 (eine Gleitfläche, entlang der der Verbindungsstab33 gleitet) eine gekrümmte konvexe Fläche, die zur Mittelachse des Stabes4 vorsteht, am Lagerzentrum des Axiallagers5 . Anders ausgedrückt ist die Innenumfangsfläche des Axiallagers5 gekrümmt, so dass sich ein Innendurchmesser des Axiallagers5 von einem axialen Mittelabschnitt des Axiallagers5 zu jedem der ersten und zweiten axialen Endabschnitte des Axiallagers5 in Axialrichtung progressiv erhöht. Auf diese Weise wird eine Schwenkbewegung (Schwingbewegung) des Verbindungsstabes33 gestattet. - Die Schraubenfeder
6 dient als eine Stab (Ventil)-Spanneinrichtung zum Erzeugen einer Spannkraft (Last), um den Stab4 zur vollständig geschlossenen Ventilseite (die Seite, an der das Bypassventil1 vollständig geschlossen ist, d. h. die linke Seite in1A) in Axialrichtung der Mittelachse des Stabes4 zu spannen. Ein Endabschnitt der Schraubenfeder6 wird durch den Federsitz37 gehalten und der andere Endabschnitt der Schraubenfeder6 wird durch eine ringförmige Trennwand (Schließwand)38 gehalten, die zwischen dem Endabschnitt der Lagerhalteeinrichtung28 und dem Endabschnitt der Federhalteeinrichtung29 Verbindung herstellt. - Auf diese Weise nimmt der Stab
4 der elektrischen Betätigungseinrichtung200 , insbesondere der Stab31 der Antriebsseite, die Federlast der Schraubenfeder6 auf (Last der Schraubenfeder6 , die den Stab4 zur vollständig geschlossenen Ventilseite spannt). - Der Untersetzungsmechanismus
201 bildet einen Antriebskraftübertragungsmechanismus, der das Drehmoment des ElektromotorsM zum Umwandlungsmechanismus202 überträgt. Der Untersetzungsmechanismus201 weist die Zwischenzahnradwelle14 , die Endzahnradwelle15 , das Ritzel16 , das Zwischenzahnrad17 und das Endzahnrad18 , wie es vorstehend diskutiert wurde, auf. - Die Zwischenzahnradwelle
14 und die Endzahnradwelle15 sind im Allgemeinen parallel zueinander angeordnet. Ferner sind die drei Zahnräder16-18 in dem Untersetzungsgetriebeaufnahmeraum des Getriebegehäuses26 drehbar aufgenommen. - Die Zwischenzahnradwelle
14 ist in das Einbringloch (Einbringabschnitt) des Getriebegehäuses26 pressgepasst. Eine Mittelachse der Zwischenzahnradwelle14 bildet ein Rotationszentrum (Rotationsachse) des Zwischenzahnrads17 . Das Zwischenzahnrad17 wird durch eine Außenumfangsfläche der Zwischenzahnradwelle14 durch zwei Lager (nicht gezeigt) drehbar gelagert. Alternativ dazu können die zwei Lager, wenn es gewünscht wird, beseitigt werden. - Eine Umfangsnut, die eine Ringform hat, ist in einer Außenumfangsfläche eines vorstehenden Abschnitts der Zwischenzahnradwelle ausgebildet, die von einem Endabschnitt des Zwischenzahnrads
17 vorsteht. Eine Zwischenzahnradentfernbegrenzungseinrichtung, wie zum Beispiel eine Unterlegscheibe oder ein C-Ring, die/der die unbeabsichtigte Entfernung des Zwischenzahnrades17 von der Zwischenzahnradwelle14 beim Aufbringen des Zwischenzahnrads17 auf die Außenumfangsfläche der Zwischenzahnradwelle14 begrenzt, ist in Bezug auf die Umfangsnut installiert. - Eine Endzahnradwelle
15 ist in ein Einbringloch41 des-Getriebegehäuses 26 sicher pressgepasst und wird dadurch an einem Einbringabschnitt42 sicher pressgepasst, der in einer zylindrischen Rohrform konfiguriert ist. Eine Mittelachse der Endzahnradwelle15 bildet ein Rotationszentrum (Rotationsachse) des Endzahnrades18 . Das Endzahnrad18 wird durch eine Außenumfangsfläche der Endzahnradwelle15 über zwei Lager43 drehbar gelagert. Alternativ dazu können, wenn es gewünscht wird, die zwei Lager43 beseitigt werden. - Eine Umfangsnut, die eine Ringform hat, ist in einer Außenumfangsfläche eines hervorstehenden Abschnitts der Endzahnradwelle
15 , der von einer Endfläche des Endzahnrads18 vorsteht, ausgebildet. Eine Endzahnradentfernbegrenzungseinrichtung, wie zum Beispiel eine Unterlegscheibe oder ein C-Ring, die/der die unbeabsichtigte Entfernung des Endzahnrads18 von der Endzahnradwelle15 beim Aufbringen des Endzahnrads18 auf die Außenumfangsfläche der Endzahnradwelle15 begrenzt, ist in Bezug auf die Umfangsnut installiert. - Das Ritzel
16 ist aus einem Metallmaterial oder einem Harzmaterial gefertigt. Das Ritzel16 ist an eine Außenumfangsfläche der Motorwelle13 sicher pressgepasst. Das Ritzel16 weist eine Vielzahl von hervorstehenden Zähnen (Ritzelabschnitt mit Zähnen) 44 auf, die einer nach dem anderen in einer Umfangsrichtung entlang einer Außenumfangsfläche des Ritzels16 angeordnet sind und mit dem Zwischenzahnrad17 in Eingriff stehen. - Das Zwischenzahnrad
17 ist aus einem Metallmaterial oder einem Harzmaterial gefertigt und ist an eine Außenumfangsfläche der Zwischenzahnradwelle14 drehbar gepasst. Das Zwischenzahnrad17 weist einen zylindrischen Rohrabschnitt auf, der angeordnet ist, um eine Außenumfangsfläche der Zwischenzahnradwelle14 zu umgeben. Ein Abschnitt mit dem größten Durchmesser (Abschnitt mit großem Durchmesser), der in einer Ringform konfiguriert ist, ist in einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Rohrabschnitts integral ausgebildet. - Der Abschnitt mit großem Durchmesser des Zwischenzahnrades
17 weist eine Vielzahl von hervorstehenden Zähnen (ein Abschnitt des Zahnrads mit großem Durchmesser mit Zähnen) 45 auf, die einer nach dem anderen in einer Umfangsrichtung entlang einer Außenumfangsfläche des Abschnitts mit großem Durchmessers des Zwischenzahnrades17 angeordnet sind und mit den hervorstehenden Zähnen44 des Ritzels16 in Eingriff stehen. Ein zylindrischer Rohrabschnitt (ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser) des Zwischenzahnrades17 weist eine Vielzahl von hervorstehenden Zähnen (Zahnradabschnitt mit kleinem Durchmesser mit Zähnen) 46 auf, die einer nach dem anderen in einer Umfangsrichtung entlang einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Rohrabschnitts (des Abschnitts mit kleinem Durchmesser) angeordnet sind. - Das Endzahnrad
18 ist aus einem Metallmaterial oder einem Harzmaterial gefertigt und ist auf eine Außenumfangsfläche der Endzahnradwelle15 über die Lager43 drehbar gepasst. Das Endzahnrad18 weist einen Zylinderrohrabschnitt auf, der angeordnet ist, um eine Außenumfangsfläche der Endzahnradwelle15 in einer Umfangsrichtung zu umgeben. Der zylindrische Rohrabschnitt des Endzahnrades18 weist einen Flansch47 auf, der in einer Sektorform (Fächerform) konfiguriert ist und von einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Rohrabschnitts des Endzahnrades18 radial nach außen vorsteht. - Der Flansch
47 des Endzahnrades18 weist eine Vielzahl von hervorstehenden Zähnen (Sektorzahnradabschnitt mit großem Durchmesser mit Zähnen) 48 auf, die einer nach dem anderen in einer Umfangsrichtung entlang einer Außenumfangsfläche des Flansches47 des Endzahnrades18 über einen vorbestimmten Winkelbereich angeordnet sind. Die hervorstehenden Zähne48 des Flansches47 des Endzahnrades18 stehen mit den hervorstehenden Zähnen46 des Zwischenzahnrades17 in Eingriff. - Der Umwandlungsmechanismus
202 ist ein Bewegungsrichtungsumwandlungsmechanismus, der die Rotationsbewegung des Endzahnrades18 in eine Linearbewegung des Stabes4 umwandelt. Der Umwandlungsmechanismus202 weist den Plattennocken21 , das Abtriebsglied23 und den Drehstift24 auf. Der Plattennocken21 wird mit dem Endzahnrad18 um die Endzahnradwelle15 des Endzahnrades18 integral gedreht. Das Abtriebsglied26 ist in der Nockennut22 des Plattennockens21 beweglich aufgenommen (gleitfähig aufgenommen). Der Drehstift24 stützt drehbar das Abtriebsglied23 . - Der Plattennocken
21 ist aus einem Metallmaterial gefertigt und in einer vorbestimmten Form konfiguriert. Der Plattennocken21 ist an einem Nockeninstallationsabschnitt des Endzahnrades18 befestigt. In einem Fall, in dem das Endzahnrad18 aus einem Harzmaterial gefertigt ist, ist der Plattennocken21 in das Endzahnrad18 einsatzgeformt. In einem Fall, in dem das Endzahnrad18 aus einem Metallmaterial gefertigt ist, können das Endzahnrad18 und der Plattennocken21 zusammen aus gesintertem Metall geformt werden. Auf diese Weise fällt die Rotationsachse des Endzahnrades18 mit der Rotationsachse des Plattennockens21 zusammen und dadurch fällt das Rotationszentrum des Endzahnrades18 (Rotationszentrum der Endzahnradwelle15 ) mit dem Rotationszentrum des Plattennockens21 zusammen. Ferner wird ein Betriebswinkel des Endzahnrades18 (ein Endzahnradbetriebswinkel) der gleiche wie ein Rotationswinkel des Plattennockens21 (Nockenrotationswinkel). - Die Nockennut
22 des Plattennockens21 ist ein Führungsabschnitt, der in einer gekrümmten Form konfiguriert ist, die einem Bewegungsmuster des Bypassventiles1 entspricht. - Eine Nockenform des Plattennockens
21 und ein Rotationswinkel des Plattennockens21 sind für eine vorbestimmte Größe des Hubes des Stabes4 bestimmt, die erforderlich ist, um das Bypassventil1 von der vollständig geschlossenen Position zur vollständig offenen Position anzutreiben. - Das Abtriebsglied
23 ist aus einem Metallmaterial gefertigt und in einer zylindrischen Rohrform konfiguriert. Das Abtriebsglied23 ist auf eine Außenumfangsfläche des Drehstiftes24 drehbar gepasst. Das Abtriebsglied23 weist eine zylindrische Rohrform auf, die den Drehstift24 in einer Umfangsrichtung umgibt. - Der Drehstift
24 ist in das Einbringloch34 des Stabes4 eingebracht und dadurch in Bezug auf den Stab4 sicher pressgepasst. Ein Flansch, der in eine Hülsenform gestaucht ist, um das Entfernen des Abtriebsgliedes23 zu begrenzen, ist in einem Vorsprungsabschnitt des Drehstiftes24 ausgebildet, der von einer Endfläche des zylindrischen Rohrabschnitts des Abtriebsgliedes23 vorsteht. - Ein Rotationszentrum des Abtriebsgliedes
23 und ein Rotationszentrum des Plattennockens21 befinden sich entlang der Mittelachse des Stabes4 , d. h. einer StabmittelachseRC . - Der Elektromotor
M ist eine Antriebsquelle der elektrischen Betätigungseinrichtung200 und ist im Motoraufnahmeraum des Motorgehäuses25 aufgenommen. Die Erregung des ElektromotorsM wird durch die ECU400 gesteuert. - Die ECU
400 weist einen Mikrocomputer von einem bekannten Typ auf, der eine CPU, ein ROM und ein RAM aufweist. Die ECU400 steuert eine elektrische Betätigungseinrichtung eines Drosselventils und die elektrische Betätigungseinrichtung200 des Bypassventils1 auf der Grundlage von Ausgangssignalen, die vom Hubsensor20 , einem Kurbelwinkelsensor, einem Beschleunigungseinrichtungs- bzw. Fahrpedalöffnungsgradsensor, einem Drosselöffnungsgradsensor, einem Ladedrucksensor und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor aufgenommen werden. - Als Nächstes werden Einzelheiten der Stabhubmessvorrichtung
203 unter Bezugnahme auf die1A bis5 beschrieben. - Die Stabhubmessvorrichtung
203 weist den magnetischen beweglichen Körper7 und den Hubsensor20 auf. Der magnetische bewegliche Körper7 ist integral mit dem Stab4 vorgesehen, d. h. am Stab4 befestigt. Der Hubsensor20 misst die Hubposition des magnetischen beweglichen Körpers7 und dadurch des Stabes4 . - Die ECU
400 hat eine Funktion einer Hubstabmessvorrichtung zum Berechnen (Messen) der linearen Hubposition (Größe der Verschiebung) des Stabes4 der elektrischen Betätigungseinrichtung200 auf der Grundlage des Ausgabewertes (Sensorausgabewertes), der vom Hubsensor20 als das elektrische Signal ausgegeben wird. - Der magnetische bewegliche Körper
7 ist integral mit dem Stab4 vorgesehen, d. h. integral mit diesem installiert, um sich im Ansprechen auf die Bewegung des Stabes (der als ein Messgegenstand dient) 4 in Hubrichtung linear zu bewegen. Unter Bezugnahme auf die1A und1B weist der magnetische bewegliche Körper7 erste und zweite Dauermagneten (auf die sich nachfolgend der Einfachheit halber als erste und zweite Magneten bezogen wird) 8a und 8b und einen magnetischen Rahmen (magnetischen Körper) 9 auf. In1A sind der erste und zweite Magnet8a ,8b aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt. Jeder der ersten und zweiten Magneten8a ,8b ist in einer rechteckigen Parallelepipedform konfiguriert und an dem Magnetrahmen9 befestigt, so dass eine im Wesentlichen planare Innenfläche8a1 des ersten Magneten8a (oder der Einfachheit halber planare Innenfläche8a1 des ersten Magneten8a) und eine im Wesentlichen planare Innenfläche8b1 des zweiten Magneten8b (oder der Einfachheit halber planare Innenfläche8b1 des zweiten Magneten8b) einander im Sensoraufnahmeraum9a des Magnetrahmens9 direkt gegenüberliegen. Der erste und zweite Magnet8a ,8b erzeugen ein im Wesentlichen paralleles magnetisches Feld mit einer im Wesentlichen konstanten Dichte des magnetischen Flusses zwischen diesen. Der magnetische Rahmen9 ist als ein länglicher rechteckiger Rahmen (in einer Draufsicht) konfiguriert und konzentriert einen magnetischen Fluss (Magnetfeld), der zwischen den ersten und zweiten Magneten8a ,8b erzeugt wird, auf den Hubsensor20 , der im Sensoraufnahmeraum9a des Magnetrahmens9 aufgenommen ist Jeder der ersten und zweiten Magneten8a ,8b wird magnetisiert, um ein im Allgemeinen paralleles magnetisches Muster auszubilden, so dass Magnetlinien der Kraft im Wesentlichen parallel zueinander sind. - Der magnetische Rahmen (magnetischer Körper) 9 ist aus einem Magnetmaterial gefertigt, wie zum Beispiels Eisen, Nickel, Ferrit, was einen geschlossenen magnetischen Pfad bildet. Der Magnetrahmen
9 weist obere und untere Blöcke (sich axial erstreckende Blöcke, auf die sich nachfolgend als Blöcke bezogen wird)51 ,52 und linke und rechte Blöcke (sich senkrecht erstreckende Blöcke)53 ,54 , die miteinander integriert sind, auf. Jeder der oberen und unteren Blöcke51 ,52 ist in Form eines rechteckigen Parallelepipeds konfiguriert und erstreckt sich in einer Längsrichtung, d. h. erstreckt sich in der Richtung im Allgemeinen parallel zur StabmittelachseRC . Jeder der linken und rechten Blöcke53 ,54 ist in Form eines rechteckigen Parallelepipeds konfiguriert und erstreckt sich in eine Querrichtung, d. h. in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur StabmittelachseRC . Der magnetische bewegliche Körper7 wird an der Montagefläche des magnetischen beweglichen Körpers des Stabes31 der Antriebsseite durch die Befestigungseinrichtung (z.B . durch Formgebung oder Schrauben) sicher gehalten. - Alternativ dazu können die ersten und zweiten Magneten
8a ,8b an der Seite des Hubsensors20 vorgesehen sein und kann der magnetische bewegliche Körper7 nur den magnetischen Rahmen9 aufweisen. - Unter Bezugnahme auf die
1A und1B ist der erste Magnet8a an dem mittleren Teil des Blockes51 befestigt und ist der zweite Magnet8b am mittleren Teil des Blockes52 befestigt. Eine MittellinieMC zwischen dem ersten und zweiten Magneten8a ,8b ist im Wesentlichen parallel zu der planaren Innenfläche8a1 des ersten Magneten8a und der planaren Innenfläche8b1 des zweiten Magneten8b , die einander direkt gegenüber liegen, und ist zwischen diesen zentriert. In1A sind der N-Pol des ersten Magneten8a und der S-Pol des zweiten Magneten8b mit N bzw. S angezeigt, wobei der erste und zweite Magnet8a ,8b aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt ist. - Der Hubsensor
20 wird durch einen Sensormontageabschnitt (Sensorhalteeinrichtung) der Sensorabdeckung27 gehalten, so dass der Hubsensor20 in der Mitte des magnetischen beweglichen Körpers7 (in der Mitte des Magnetkreises, der vom ersten und zweiten Magneten8a ,8b und dem Magnetrahmen9 gebildet wird) positioniert ist, d. h. im Sensoraufnahmeraum9a des magnetischen Rahmens9 positioniert ist. Der Hubsensor20 ist so angeordnet, dass der Hubsensor20 vom Sensormontageabschnitt (Sensorhalteeinrichtung) der Sensorabdeckung27 zum Stab31 der Antriebseite vorsteht. - Der Hubsensor
20 weist ein Hallelement auf, das ein kontaktloses magnetisches Messelement ist, das den magnetischen Fluss (eine magnetische Flussdichte, eine Magnetfeldverteilung, eine Magnetfeldstärke) misst, der sich im Ansprechen auf die Bewegung des magnetischen beweglichen Körpers7 in Bezug auf den Hubsensor20 in Hubrichtung ändert. Das Hallelement des Hubsensors20 hat eine, magnetische Messfläche20a (siehe zum Beispiel12A) , um die Flussdichte (die Größe des magnetischen Flusses) des magnetischen Feldes oder die Stärke des magnetischen Feldes, das von dem magnetischen beweglichen Element7 aufgebracht wird, insbesondere des ersten und zweiten Magneten8a ,8b , zu messen. Hier ist festzuhalten, dass der Ort der magnetischen Messfläche20a , die in12A angezeigt wird, lediglich ein Beispiel ist und dieser zu einem beliebigen anderen Ort innerhalb des Hallelementes geändert werden kann, solange wie die magnetische Messfläche parallel zu der Fläche verläuft, wo die magnetische Messfläche20a des Hubsensors20 in12A angezeigt ist. - Das Hallelement des Hubsensors
20 ist ein Hauptbestandteil eines Hall-IC. Das heißt, dass der Hall-IC das Hallelement hat, das als ein Sensorchip (Hallelementchip) ausgebildet ist, und ein elektrisches Signal (ein Spannungssignal, d. h. ein Sensorausgangssignal, auf das sich nachfolgend als Sensorausgabewert bezogen wird) ausgibt, das einer Dichte des magnetischen Flusses entspricht, der die magnetische Messfläche20a des Hallelementes passiert. Neben dem Sensorchip weist der Hall-IC des Hubsensors20 ferner einen Leiterrahmen und eine Baugruppe auf, die in Form eines rechteckigen Parallelepipeds konfiguriert ist. Der Sensorchip (Hallelementchip) weist das Hallelement (das magnetische Messelement) und einen Spannungsverstärker auf. Das Hallelement gibt das elektrische Signal (Ausgangsspannung) aus, das zur Dichte des magnetischen Flusses proportional ist, der zwischen den ersten und zweiten Magneten8a ,8b erzeugt wird. Der Spannungsverstärker gibt ein verstärktes Signal aus, das durch das Verstärken der Ausgangsspannung des Hallelementes erzeugt wird. Der Leiterrahmen ist mit Elektrodenkontaktflächen des Sensorchips verbunden. Die Baugruppe ist aus dielektrischem Harz ausgebildet, der den Sensorchip und den Leiterrahmen einschließt. Der Sensorchip ist an einer Oberfläche des Leiterrahmens über ein dielektrisches Bindemittel montiert. - Der Hall-IC befindet sich im rechteckigen Sensoraufnahmeraum
9a , der im Magnetrahmen9 in einer solchen Weise ausgebildet ist, dass eine Relativbewegung des Hall-IC in Bezug auf den magnetischen beweglichen Körper7 möglich ist. Statt des Hall-IC können das oder die Hall-Element(e) allein oder ein oder mehrere magnetoresistive Elemente als das kontaktlose magnetische Messelement des Hubsensors20 oder die Messelemente von-diesem verwendet-werden. - Beim Hubsensor
20 entsprechen in einem Fall, in dem sich das Bypassventil1 zwischen der vollständig geschlossenen Position und der vollständig geöffneten Position befindet, der Hubsensor des magnetischen beweglichen Körpers7 (eine Relativposition des magnetischen beweglichen Körpers7 in Bezug auf eine Referenzposition) und die Größe des Hubes des Stabes4 einander und entsprechen die Hubposition des Stabes4 und der Ventilöffnungsgrad des Bypassventiles1 einander. Daher kann die ECU400 die Größe des Hubes des Stabes4 erhalten, indem die Hubposition des magnetischen beweglichen Körpers7 gemessen wird, d. h. indem der Sensorausgabewert gemessen wird, der ausgegeben wird, und zwar im Ansprechen auf eine Änderung beim Magnetfeld. Dann kann die ECU400 den Ventilöffnungsgrad des Bypassventils1 auf der Grundlage der Summe der erhaltenen Größe des Hubes des Stabes4 erhalten. Anschließend kann die ECU400 eine Strömungsmenge des Abgases, das durch den Bypasskanal10 strömt, auf der Grundlage des somit erhaltenen Ventilöffnungsgrades des Bypassventiles1 erhalten. - Hier kann in dem Fall, in dem die Hubposition des magnetischen beweglichen Körpers
7 , der der Magnetkreis ist, der aus dem ersten und zweiten Magneten8a ,8b und dem Magnetrahmen9 gefertigt ist, mit dem Hall-IC, dem Hallelement oder dem MR-Element in kontaktloser Weise gemessen wird, wenn ein magnetisches Material (z.B . Eisen) benachbart zum Magnetkreis angeordnet wird, der aus dem magnetischen beweglichen Element7 und dem Hall-IC des Hubsensors20 gebildet wird, das magnetische Feld, das mit dem kontaktlosen magnetischen Messelement gemessen wird, in einigen Fällen nicht stabil erhalten werden. Im Hinblick auf den vorstehenden Punkt werden in der elektrischen Betätigungseinrichtung200 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die entsprechenden Elemente (z.B . der Stab4 , das Endzahnrad18 , der Plattennocken21 , das Abtriebsglied23 , der Drehstift24 und die Endzahnradwelle15 ) aus einem nichtmagnetischen Material (z.B . einem nichtmagnetischen Metall, wie zum Beispiel rostfreiem Stahl, oder einem nichtmagnetischen Harz) gefertigt, so dass der Einfluss der externen Störung auf den Magnetkreis verhindert oder abgeschwächt wird. - Bei der Bypassventilsteuervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist unter Bezugnahme auf
1A der Hall-IC, insbesondere das Hallelement des Hubsensors20 , in Bezug auf den magnetischen beweglichen Körper7 , der der Magnetkreis ist, der aus dem ersten und zweiten Magneten8a ,8b und dem magnetischen Rahmen9 gebildet wird, wie folgt angeordnet. - Als Erstes wird die Positionsbeziehung des Verbindungshebels
3 in Bezug auf unterschiedliche Öffnungsgrade des Bypassventils1 beschrieben. Unter Bezugnahme auf1A befindet sich, wenn das Bypassventil1 angeordnet ist, dass dieses den vollständigen Schließgrad hat (den Öffnungsgrad, bei dem das Bypassventil1 den Bypasskanal10 vollständig schließt), der Rotationsbewegungspunkt des Verbindungshebels3 entlang des Rotationsbewegungspfades des Verbindungshebels3 (der imaginäre Kreis, der durch die Punkt-Strich-Linie in1A angezeigt ist) in dem vollständig geschlossenen PunktA des Verbindungshebels3 (genauer gesagt dem vollständig geschlossenen PunktA der Verbindung an der Stabseite des Verbindungshebels3 ). Auf einen Punkt, der zum vollständig geschlossenen PunktA in Bezug auf das Lagerzentrum O des Axiallagers5 symmetrisch ist, wird sich als ein PunktA' bezogen. Ferner befindet sich, wenn das Bypassventil1 angeordnet ist, dass es den vollständigen offenen Grad (den Öffnungsgrad, bei dem das Bypassventil1 den Bypasskanal10 vollständig öffnet) hat, der Rotationsbewegungspunkt des Verbindungshebels3 entlang des Rotationsbewegungspfades des Verbindungshebels3 (der imaginäre Kreis, der durch die Strich-Punkt-Linie in1A gezeigt ist) im vollständig offenen PunktD des Verbindungshebels3 (genauer gesagt dem vollständig offenen PunktD der Verbindung der Stabseite des Verbindungshebels3 ). - Auf eine Gerade, die die Rotationsachse LO des Verbindungshebels
3 und den vollständig geschlossenen PunktA zum Zeitpunkt des vollständigen Schließens des Bypassventiles1 verbindet, wird sich als eine HebelmittelachseL1 zum Zeitpunkt des vollständigen Schließens bezogen. Ferner wird sich auf eine Gerade, die die Rotationsachse LO des Verbindungshebels3 und den vollständig geöffneten PunktD zum Zeitpunkt des vollständigen Öffnens des Bypassventiles1 verbindet, als eine HebelmittelachseL2 zum Zeitpunkt des vollständigen Öffnens bezogen. - Ferner wird sich auf eine Winkelmittellinie, die in einem Winkelbereich zwischen der Hebelmittellinie
L1 zum Zeitpunkt des vollständigen Schließens und der HebelmittellinieL2 zum Zeitpunkt des vollständigen Öffnens zentriert ist, bzw. diesen zweiteilt, als eine HebelbetriebswinkelmittellinieLC bezogen. - Ferner wird sich auf die Mittellinie des Stabes
4 , die sich in Hubrichtung (Axialrichtung) des Stabes4 erstreckt, als eine StabmittelachseRC , wie es zuvor diskutiert wurde, bezogen. Auf einen Knoten, bei dem die HebelbewegungsmittellinieLC die StabmittelachseRC im rechten Winkel schneidet, wird sich als ein halber PunktB bezogen. Der halbe PunktB ist ein halber Punkt zwischen dem vollständig geschlossenen PunktA und dem vollständig geöffneten PunktD entlang dem Rotationsbewegungspfad des Verbindungshebels3 . Daher befindet sich, wenn der Öffnungsgrad des Bypassventils1 ein halber Grad wird, der eine Hälfte eines Winkelgrades zwischen dem vollständig geschlossenen Grad des Bypassventiles1 und dem vollständig geöffneten Grad des Bypassventiles1 ist, der Rotationsbewegungspunkt des Verbindungshebels3 (der Rotationsbewegungspunkt der Verbindung der Stabseite des Verbindungshebels3 ) im halben PunktB angeordnet. Ferner wird sich auf einen Punkt, der zum halben PunktB in Bezug auf das Lagerzentrum O des Axiallagers5 symmetrisch ist, als ein PunktB' bezogen. - Wie es vorstehend diskutiert wurde, ist die Mittelachse
RC des Stabes4 im Allgemeinen parallel zur MittellinieMC des ersten und zweiten Magneten8a ,8b . Daher fällt, wenn sich der Rotationsbewegungspunkt des Verbindungshebels3 (die Verbindung der Stabseite des Verbindungshebels3 am ersten Gelenkstift11 ) im vollständig geschossenen PunktA befindet, die MittellinieMC des ersten und zweiten Magneten8a ,8b des magnetischen beweglichen Körpers7 , der am Stab4 befestigt ist, mit der ersten imaginären LinieKA , die in1A gezeigt ist, zusammen. Die erste imaginäre LinieKA ist eine imaginäre Gerade, die im Allgemeinen parallel zu einer imaginären Linie ist, die den PunktA und den PunktA' über das Lagerzentrum O verbindet. Wenn sich der Rotationsbewegungspunkt des Verbindungshebels3 (die Verbindung der Stabseite des Verbindungshebels3 am ersten Verbindungsstift11 ) im halben PunktB befindet, fällt die MittellinieMC des ersten und zweiten Magneten8a ,8b mit einer zweiten imaginären LinieKB , die in1A gezeigt ist, zusammen. Die zweite imaginäre LinieKB ist eine imaginäre Gerade, die im Allgemeinen parallel zu einer imaginären Linie ist, die den PunktB und den PunktB' über das Lagerzentrum O verbindet. Die ersten und zweiten imaginären LinienKA ,KB schneiden einander an einem KnotenX , der in1A gezeigt ist. - Mit den vorstehenden Einstellungen wird der Ort der magnetischen Messfläche
20a des Hubsensors20 (des Hall-IC, insbesondere des Hallelementes) wie folgt eingestellt. Genauer gesagt wird die magnetische Messfläche20a des Hubsensors20 in einem Winkelbereich zwischen der ersten imaginären LinieKA und der zweiten imaginären LinieKB angeordnet. Im vorliegenden Beispiel befindet sich die magnetische Messfläche20a des Hubsensors20 vollständig in dem Winkelbereich zwischen der ersten imaginären LinieKA und der zweiten imaginären LinieKB . Alternativ dazu ist es, wenn es gewünscht wird, möglich, nur einen Abschnitt der magnetischen Messfläche20a in dem Winkelbereich zwischen der ersten imaginären LinieKA und der zweiten imaginären LinieKB anzuordnen. Ferner ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die magnetische Messfläche20a im Allgemeinen parallel zu einer dritten imaginären Linie (imaginären Referenzlinie)KC , die eine imaginäre Gerade ist, die sich innerhalb des Winkelbereiches zwischen der ersten imaginären LinieKA und der zweiten imaginären LinieKB befindet und durch den KnotenX geht, wie es in1A gezeigt ist, oder fällt im Wesentlichen mit dieser zusammen. Alternativ dazu kann die magnetische Messfläche20a mit einer anderen imaginären Linie, die eine imaginäre Gerade ist, die den KnotenX passiert und sich innerhalb des Winkelbereiches zwischen der ersten imaginären LinieKA und der zweiten imaginären LinieKB befindet, im Wesentlichen parallel sein oder mit dieser im Wesentlichen zusammenfallen. - Als Nächstes wird der Betrieb der elektrischen Betätigungseinrichtung
200 , die das Öffnen und Schließen des Bypassventiles1 steuert, unter Bezugnahme auf die1A bis5 kurz beschrieben. - In dem Fall, in dem der Ladedruck, der mit dem Ladedrucksensor gemessen wird, kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wird die Zuführung der elektrischen Energie zum Elektromotor
M durch die ECU400 gesteuert, um das Bypassventil1 in den vollständig geschlossenen Zustand zu bringen,wo das Bypassventil1 den vollständig geschlossenen Grad hat. - Auf diese Weise werden die Komponenten der elektrischen Betätigungseinrichtung
200 im vollständig geschlossenen Zustand gestoppt, so dass das Bypassventil1 den vollständig geschlossenen Zustand (vollständig geschlossenen Grad) aufrechterhält. Dadurch wird der Bypasskanal10 geschlossen. Somit wird die gesamte Menge des Abgases, die vom Verbrennungsmotor ausgegeben wird, dem Einlass des Turbinengehäuses des Turboladers zugeführt, um das Turbinenrad in Rotation zu versetzen, und wird diese anschließend aus dem Auslass des Turbinengehäuses abgegeben. - Die Einlassluft, die in das Einlassrohr gesaugt wird, wird durch das Kompressorrad, das durch die Rotation des Turbinenrades angetrieben wird, komprimiert, so dass der Druck (Ladedruck) der Einlassluft erhöht wird. Die unter Druck gesetzte Einlassluft wird dann in den Verbrennungsmotor gesaugt.
- In einem Fall, in dem der Ladedruck, der mit dem Ladedrucksensor gemessen wird, auf einen Wert gleich dem vorbestimmten Wert oder größer als dieser erhöht wird, d. h. der Ladedruck überschreitet einen vorbestimmten maximalen Ladedruck, wird die Zuführung der elektrischen Energie zum Elektromotor
M durch die ECU400 gesteuert, um das Bypassventil1 in den vollständig geöffneten Zustand zu bringen, wo das Bypassventil1 den vollständigen offenen Grad hat. - Auf diese Weise wird die Motorwelle
13 des ElektromotorsM in eine vollständig geöffnete Richtung rotiert. Dadurch wird das Motordrehmoment zu dem Ritzel16 , dem Zwischenzahnrad17 und dem Endzahnrad18 geführt. Der Plattennocken21 , zu dem das Motordrehmoment vom Endzahnrad18 geführt wird, wird in die vollständig offene Richtung um einen vorbestimmten Rotationswinkel (einen Rotationswinkel gleich dem Betriebswinkel des Endzahnrades18 ) im Ansprechen auf die Drehung des Endzahnrades18 gedreht. - Dann gleitet der Drehstift
24 entlang der Nockennut22 , um sich von der vollständig geschlossenen Position zur vollständig offenen Position zu bewegen, so dass der Stab31 der Antriebsseite zur Seite des offenen Ventils in Hubrichtung des Stabes4 linear bewegt (gedrückt) wird, während die Schraubenfeder6 zusammengedrückt wird. Dadurch werden der Stab31 der Antriebsseite, der Stab32 der getriebenen Seite und der Verbindungsstab33 zur Ventilöffnungsseite in Hubrichtung des Stabes4 linear bewegt. - Ferner wird der erste Gelenkstift
11 zur Ventilöffnungsseite in Hubrichtung des Stabes4 im Ansprechen auf die Linearbewegung des Stabes32 der getriebenen Seite linear bewegt, so dass der Verbindungshebel3 in die vollständig geöffnete Richtung um den zweiten Gelenkstift12 gedreht wird. Zu diesem Zeitpunkt wird das Bypassventil1 zur vollständig offenen Richtung um den zweiten Gelenkstift12 im Ansprechen auf die Rotation des zweiten Gelenkstiftes12 gedreht. Auf diese Weise wird das Bypassventil1 vom Ventilsitz weg angehoben und in den vollständig geöffneten Zustand gebracht, so dass der Bypasskanal10 geöffnet ist. Zu diesem Zeitpunkt ist der Betriebswinkel (Hebelwinkel) des Verbindungshebels3 in Bezug auf die StabmittelachseRC des Stabes4 θ (siehe4 ). - Dadurch wird ein Abschnitt des Abgases, das vom Verbrennungsmotor dem Einlass des Turbinengehäuses zugeführt wird, über den Bypasskanal
10 geführt, der das Turbinenrad umgeht, und dann wird dieses Abgas durch den Bypasskanal10 über den Auslass des Turbinengehäuses ausgelassen. Auf diese Weise wird die Abgasenergie, die auf das Turbinenrad aufgebracht wird, verringert und dadurch wird die Drehzahl des Turbinenrades verringert. Somit wird die übermäßige Rotation des Turboladers begrenzt. - Ferner wird der Ladedruck oder der Abgasdruck nicht übermäßig. Außerdem wird eine Beschädigung des Turbinenrades, die durch die übermäßige Rotation des Turbinenrades verursacht wird, begrenzt.
- In dem Fall, in dem der Ladedruck, der mit dem Ladedrucksensor gemessen wird, unterhalb des vorbestimmten Wertes verringert wird, wird die Zuführung der elektrischen Energie zum Elektromotor
M durch die ECU400 gesteuert, um das Bypassventil1 in den vollständig geschlossenen Zustand zu bringen. - Auf diese Weise wird die Motorwelle
13 des ElektromotorsM in eine vollständig geschlossene Richtung gedreht. Dadurch wird das Motordrehmoment zum Ritzel16 , dem Zwischenzahnrad17 , dem Endzahnrad18 und dem Plattennocken21 geführt. Somit wird der Plattennocken21 um einen vorbestimmten Winkelbereich in die vollständige Schließrichtung im Ansprechen auf die Rotation des Endzahnrades18 gedreht. - Dann gleitet der Drehstift
24 entlang der Nockennut22 , um sich von der vollständig geöffneten Position zur vollständig geschlossenen Position zu bewegen, so dass der Stab4 zur Seite des geschlossenen Ventils in Hubrichtung des Stabes4 linear bewegt (gezogen) wird. Dadurch werden der Stab31 der Antriebsseite, der Stab32 der getriebenen Seite und der Verbindungsstab33 zur Seite des geschlossenen Ventils in Hubrichtung des Stabes4 linear bewegt. - Ferner wird der erste Gelenkstift
11 zur Seite des geschlossenen Ventils in Hubrichtung des Stabes4 im Ansprechen auf die lineare Bewegung des Stabes32 der getriebenen Seite linear bewegt, so dass der Verbindungshebel3 in die vollständig geschlossene Richtung um den zweiten Gelenkstift12 gedreht wird. Zu diesem Zeitpunkt wird das Bypassventil1 zur vollständig geschlossenen Richtung um den zweiten Gelenkstift12 im Ansprechen auf die Rotation des zweiten Gelenkstiftes12 gedreht. Auf diese Weise gelangt das Bypassventil1 mit dem Ventilsitz in Anlage und wird dieses in den vollständig geschlossenen Zustand gebracht, so dass der Bypasskanal10 geschlossen ist. - Ferner wird das Bypassventil
1 gesteuert und dadurch in einen Zwischenöffnungsgrad (halben Grad) zwischen dem vollständig geschlossenen Grad (vollständig geschlossenen Position) und dem vollständig offenen Grad (vollständig offene Position) auf der Grundlage des Betriebszustandes des Motors eingestellt, insbesondere des Ladedrucks, der mit dem Ladedrucksensor gemessen wird. In diesem Fall wird der Ventilöffnungsgrad des Bypassventiles1 in einer linearen Weise oder stufenweise auf der Grundlage des Ladedrucks geändert, so dass die Strömungsmenge des Abgases, die den Bypasskanal10 passiert, in einer linearen Weise oder stufenweise fein eingestellt werden kann. Dadurch kann der Ladedruck des Motors variabel in einer linearen Weise oder stufenweise gesteuert werden. - Nun wird als Nächstes eine erste Charakteristik des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. Wie es vorstehend diskutiert wurde, ist in der Bypassventilsteuervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Verbindungsmechanismus
300 , der die lineare Bewegung des Stabes4 in die Rotationsbewegung des Bypassventils1 umwandelt, zwischen der Welle2 des Bypassventils1 und dem Stab4 der elektrischen Betätigungseinrichtung200 vorgesehen. Der Verbindungsmechanismus300 weist den Verbindungshebel3 auf, der den einen Endabschnitt mit dem Stab32 an der getriebenen Seite über den ersten Gelenkstift11 verbunden hat und den anderen Endabschnitt mit der Welle2 des Bypassventils1 über den zweiten Gelenkstift12 verbunden hat. - In dem Fall der gemäß Vorbeschreibung gelenkig befestigten Ventilstruktur wird, wenn der Verbindungshebel
3 durch die Axialkraft des Stabes4 der elektrischen Betätigungseinrichtung200 zum Drehen des Bypassventiles1 gedreht wird, die Schwenkbewegung im Stab4 erzeugt, um den Stab4 um das Lagerzentrum des Axiallagers5 zu schwenken. Wenn der Stab4 geschwenkt wird, wird ein Abstand zwischen jeder der Polflächen des magnetischen beweglichen Körpers7 , der integral mit dem Stab31 an der Antriebsseite versehen ist, und der magnetischen Messfläche20a des Hallelementes des Hubsensors20 geändert. Dadurch entspricht eine Änderung bei der Dichte des magnetischen Flusses (die Stärke des Magnetfeldes), der durch die magnetische Messfläche20a des Hallelementes geht, nicht der Hubposition des Stabes4 und schwankt diese dadurch. Somit wird die Zuverlässigkeit des Sensorausgabewertes verschlechtert. - Im Hinblick auf solch einen Nachteil ist in der Bypassventilsteuervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels die magnetische Messfläche
20a des Hall-IC, insbesondere des Hallelementes des Hubsensors20 im Wesentlichen parallel zur dritten imaginären LinieKC , die sich durch den KnotenX erstreckt und die sich innerhalb des Winkelbereiches zwischen der ersten imaginären LinieKA und der zweiten imaginären LinieKB befindet, oder fällt diese im Wesentlichen mit der dritten imaginären LinieKC zusammen. - Auf diese Weise ist es selbst in dem Fall, in dem der Stab
4 um das Lagerzentrum O des Axiallagers gekrümmt bewegt wird, um eine Änderung des Magnetflusses (der Stärke des Magnetfeldes) in einer gekrümmten Weise zu verursachen, möglich, eine Änderung bei der Dichte des magnetischen Flusses (der Stärke des Magnetfeldes) in Bezug auf die magnetische Messfläche20a des Hallelementes im Vergleich zu einem Vergleichsbeispiel von6A (einem Positionsbeispiel, wo eine magnetische Messfläche eines Sensors92 so angeordnet ist, dass diese mit einer Mittellinie eines Magnetkreises91 zusammenfällt, der sich in einem geraden Zustand des Stabes befindet, d. h. in einem nicht geneigten Zustand des Stabes) zu verringern oder zu minimieren. - Dadurch wird selbst in dem Fall, in dem eine Amplitude des Schwenkens des Stabes
4 , d. h. die Amplitude des Schwenkens des magnetischen beweglichen Körpers7 zwischen dem benachbarten Zustand (geschlossenen Zustand), in dem die ersten und zweiten Magneten8a ,8b und der magnetische Rahmen9 des magnetischen beweglichen Elementes7 benachbart zu, d. h. nahe dem Lagerzentrum O des Axiallagers5 sind, und einem entfernt liegenden Zustand ist, in der der erste und zweite Magnet8a ,8b und der magnetische Rahmen9 des magnetischen beweglichen Körpers7 von dem Lagerzentrum O des Axiallagers5 entfernt sind, die Größe der Änderung des magnetischen Flusses (die Stärke des Magnetfeldes), der durch die magnetische Messfläche20a des Hallelementes von den Polflächen des magnetischen beweglichen Körpers7 aufgenommen wird, klein. Daher ist es möglich, den Unterschied beim Sensorausgabewert des Hall-IC des Hubsensors20 , der durch den Unterschied bei der Amplitude des Schwenkens des Stabes4 verursacht wird, d. h. der Amplitude des Schwenkens des magnetischen beweglichen Körpers7 , zu verringern oder zu minimieren. - Hier zeigt unter Bezugnahme auf
1A eine Länge von jedem Pfeil zwischen dem Hubsensor20 (Hall-IC) und dem Magnetrahmen9 des magnetischen beweglichen Körpers7 die Stärke des Magnetfeldes an, das auf die magnetische Messfläche20a des Hallelementes des Hubsensors20 aufgebracht wird. Ferner zeigt unter Bezugnahme auf6A eine Länge von jedem Pfeil zwischen dem Sensor (Hall-IC)92 und dem Magnetkreis (Magnetrahmen)91 die Stärke des Magnetfeldes an, das auf die magnetische Messfläche des Hallelementes des Sensors (Hall-IC)92 aufgebracht wird. Wie es unter Bezugnahme auf die1A und6A verständlich ist, ist der Unterschied bei der Stärke des Magnetfeldes, das auf die magnetische Messfläche des Hallelementes aufgebracht wird, im Vergleichsfall von6A im Vergleich zum Fall von1A größer. Das heißt, dass der Unterschied im ersten Ausführungsbeispiel, das in1A gezeigt ist, kleiner ist. - Genauer gesagt ist es möglich, die Differenz zwischen dem Sensorausgabewert, der durch das Schwenken des Stabes
4 in dem Fall, in dem der Abstand zwischen dem Lagerzentrum O des Axiallagers5 und dem magnetischen beweglichen Körper7 klein (geschlossen) ist, und dem Sensorausgabewert, der durch das Schwenken des Stabes4 in dem Fall verursacht wird, in dem der Abstand zwischen dem Lagerzentrum O des Axiallagers5 und dem magnetischen beweglichen Körper7 groß (entfernt) ist, zu verringern oder zu minimieren. Daher kann die Messgenauigkeit der linearen Hubposition des Stabes4 verbessert werden, so dass die Steuerbarkeit der Größe des Hubes des Stabes4 , d. h. die Steuerbarkeit des Öffnungsgrades des Bypassventiles1 , verbessert werden kann. - Nun wird eine zweite Charakteristik des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. In der letzten Zeit ist es in vielen Ländern Pflicht, ein On-Board-Diagnosesystem (OBD-System) für das Abgas an dem Fahrzeug aufgrund der Verschärfung der Regulierung in Bezug auf das Abgas des Motors, das an dem Fahrzeug installiert ist, zu installieren.
- In dem Fall der Bypassventilsteuervorrichtung, die das Öffnen und Schließen des Bypassventils
1 auf der Grundlage des Sensorausgabesignals, das vom Ladedrucksensor ausgegeben wird, linear steuert, muss die Hubposition des Stabes4 direkt gemessen werden, wie es durch die OBD-Anforderung spezifiziert ist. - Daher ist bei der Bypassventilsteuervorrichtung der magnetische bewegliche Körper
7 integral an dem Stab31 der treibenden Seite vorgesehen, der mit dem Bypassventil1 verbunden ist, und zwar über den Verbindungshebel3 des Verbindungsmechanismus300 . - Die Hubposition des magnetischen beweglichen Körpers
7 , der integral mit dem Stab31 an der treibenden Seite des Stabes4 bewegt wird, wird mit dem Hall-IC des Hubsensors20 gemessen. Dadurch kann die Hubposition des Stabes4 , die der Endbetriebszustand der elektrischen Betätigungseinrichtung200 im Kraftübertragungspfad ist, direkt gemessen werden. Dadurch kann die Steuerbarkeit der Größe des Hubes des Stabes4 , d. h. die Steuerbarkeit des Öffnungsgrades des Bypassventiles1 , in dem Fall verbessert werden, in dem der Soll-Ventilöffnungsgrad in Abstimmung beispielsweise mit dem Sensorausgabewert (gemessenem Wert) des Ladedrucksensors berechnet wird, und wird die Zuführung der elektrischen Energie zum ElektromotorM im Ansprechen auf eine Differenz zwischen dem Ist-Ventilöffnungsgrad, der mit dem Hubsensor20 gemessen wurde, und dem Soll-Ventilöffnungsgrad variabel gesteuert (geregelt). - Ferner kann in einem Fall, in dem die Hubposition des magnetischen beweglichen Körpers
7 , die mit dem Hall-IC des Hubsensors20 gemessen wird, die Soll-Position beim Verstreichen einer vorbestimmten Zeitperiode nicht erreicht oder sich nicht an diese annähert, bestimmt werden, dass ein Fehler des Stabes4 oder eine andere Komponente oder mehrere andere Komponenten der elektrischen Betätigungseinrichtung200 (z.B . ein Nichtbetriebszustand des Bypassventiles1 oder des Stabes4 ) vorliegt. Das heißt, dass die Fehlerdiagnose des Bypassventiles1 , des Stabes4 oder einer anderen Komponente oder mehreren andern Komponenten der elektrischen Betätigungseinrichtung200 ausgeführt werden kann. Auf diese Weise können die OBD-Anforderungen erfüllt werden. - Ferner wird in der Bypassventilsteuervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Stab
4 in Hubrichtung durch die Last (Last der Richtung des vollständigen Schließens, die das Bypassventil1 zur Schließseite dreht, oder Last der Richtung des vollständigen Öffnens, die das Bypassventil1 zur offenen Seite dreht) hin- und herbewegt, die von der Antriebskraft (Motordrehmoment) des ElektromotorsM durch den Antriebskraftübertragungsmechanismus ausgeübt wird, der den Untersetzungsmechanismus201 mit den drei Zahnrädern16-18 (Untersetzungsmechanismus mit dem Endzahnrad18 , das als Geradstirnrad ausgebildet ist) und den Nocken-Umwandlungsmechanismus202 mit den Plattennocken21 , dem Abtriebsglied23 und dem Drehstift24 aufweist. - Auf diese Weise ist es möglich, die Beziehung zwischen der Hubposition des Stabes
4 der elektrischen Betätigungseinrichtung200 und der Stabaxialkraft zu ändern, und dadurch ist es möglich, die Positionsabweichung bei der Hubposition des Stabes4 , die durch den VentildruckP verursacht wird, zu begrenzen. - (Zweites Ausführungsbeispiel)
- Die
6B und7 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Genauer gesagt zeigt6B eine graphische Darstellung, die Eigenschaften der Strömungsmenge in Bezug auf einen Betriebswinkel des Verbindungshebels anzeigt.7 ist eine schematische Darstellung, die eine Positionsbeziehung der Verbindung zwischen dem Stab der elektrischen Betätigungseinrichtung und dem Verbindungshebel zeigt. In der folgenden Beschreibung werden die Komponenten, die ähnlich denen des ersten Ausführungsbeispiels sind, mit den gleichen Bezugszeichen angezeigt und werden diese aus Gründen der Einfachheit in redundanter Weise nicht beschrieben. - Die Bypassventilsteuervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist das Bypassventil
1 , die elektrische Betätigungseinrichtung200 und die ECU400 auf. Das Bypassventil1 ist angepasst, die Größe des Öffnungsbereiches des Bypasskanales10 des Turboladers zu ändern. Die elektrische Betätigungseinrichtung200 steuert das Öffnen und Schließen des Bypassventils1 im Ansprechen auf die Größe der Verschiebung (die Größe des Hubes) des Stabes4 in Hubrichtung des Stabes4 . Die ECU400 steuert den Ladedruck des Motors durch das Steuern der Zuführung der elektrischen Energie zum ElektromotorM auf der Grundlage des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors. - Das Bypassventil
1 ist das Ventilelement des Abgasströmungsmengensteuerventils, das die Strömungsmenge des Abgases steuert, das über den Bypasskanal10 strömt, indem der Öffnungsbereich (Abgasströmungskanalquerschnittsbereich) des Bypasskanales10 geändert wird. - In der Bypassventilsteuervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist unter Bezugnahme auf
7 der Hall-IC, insbesondere das Hallelement des Hubsensors20 , wie folgt in Bezug auf den magnetischen beweglichen Körper7 , der der Magnetkreis ist, der aus dem ersten und zweiten Magneten8a ,8b und dem Magnetrahmen9 gefertigt ist, angeordnet. - Genauer gesagt ist unter Bezugnahme auf
7 die dritte imaginäre LinieKC nun wie folgt eingestellt. Das heißt, dass die dritte imaginäre LinieKC eingestellt ist, um mit der MittellinieMC des ersten und zweiten Magneten8a ,8b des magnetischen beweglichen Körpers7 zusammenzufallen, wenn der Rotationsbewegungspunkt des Verbindungshebels3 (die Verbindung der Stabseite des Verbindungshebels3 am ersten Gelenkstift11 ) in einem mittleren PunktC zwischen dem PunktA des vollständigen Schließens und dem halben PunktB entlang dem Rotationsbewegungspfad des Verbindungshebels3 angeordnet ist, d. h. im Winkelbereich zwischen dem PunktA des vollständigen Schließens und dem halben PunktP zentriert ist. Anders ausgedrückt ist die dritte imaginäre LinieKC in dem Winkelbereich zwischen der ersten imaginären LinieKA und der zweiten imaginären LinieKB zentriert, d. h., dass diese den Winkelbereich zweiteilt. Ferner ist die dritte imaginäre LinieKC im Allgemeinen parallel zu einer imaginären Linie, die den mittleren PunktC und einen PunktC ' verbindet, der zum PunktC in Bezug auf das Lagerzentrum O des Axiallagers5 symmetrisch ist. - Nun wird eine erste Charakteristik des zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben. Wie es vorstehend diskutiert wurde, ist zusätzlich zu den ersten und zweiten Charakteristiken des ersten Ausführungsbeispiels die Bypassventilsteuervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels konfiguriert, die folgende Charakteristik zu haben, d. h. dass die magnetische Messfläche
20a des Hall-IC, insbesondere des Hallelementes des Hubsensors20 , im Allgemeinen parallel zu der dritten imaginären LinieKC ist, oder im Allgemeinen mit dieser zusammenfällt, die in dem Winkelbereich zwischen der ersten imaginären LinieKA und der zweiten imaginären LinieKB zentriert ist bzw. die diesen zweiteilt. - Auf diese Weise ist es möglich, eine Änderung bei der Dichte des magnetischen Flusses (der Stärke des Magnetfeldes) in Bezug auf die magnetische Messfläche
20a des Hallelementes im Vergleich zum Vergleichsbeispiel von6A zu verringern oder zu minimieren (das Positionierbeispiel, wo die magnetische Messfläche des Sensors92 angeordnet ist, um mit der Mittellinie des Magnetkreises91 zusammenzufallen, der sich im geraden Zustand des Stabes befindet, das heißt im nicht geneigten Zustand des Stabes4 ). - Somit ist es möglich, die Differenz beim Sensorausgabewert des Hall-IC des Hubsensors
20 zu verringern oder zu minimieren, die durch die Differenz bei der Amplitude des Schwenkens des Stabes4 verursacht wird, d. h. die Amplitude des Schwenkens des magnetischen beweglichen Körpers7 . Daher kann die Messgenauigkeit der linearen Hubposition des Stabes4 verbessert werden, so dass, wie es in der ersten Charakteristik des ersten Ausführungsbeispiels diskutiert wurde, die Steuerbarkeit der Größe des Hubes des Stabes4 , d. h. die Steuerbarkeit des Öffnungsgrades des Bypassventiles1 , verbessert werden kann. - Nun wird eine zweite Charakteristik des zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben. Das Bypassventil
1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird als das Ventilelement des Abgasströmungsmengensteuerventils verwendet, das die Strömungsmenge des Abgases steuert, das durch den Bypasskanal10 strömt. In einem solchen Abgasströmungsmengensteuerventil, wie es in6B gezeigt ist, wurde durch Experimente bestätigt, dass eine Änderungsrate der AbgasströmungsmengeQ in Bezug auf die Größe der Bewegung des Stabes4 in einem niedrigen Öffnungsgradbereich, der sich an der Seite des vollständigen Schließgrades (linken Seite in6B) des mittleren Öffnungsgrades (siehe den halben PunktB in6B und7 ) befindet, der sich zwischen dem vollständig geschlossenen Grad (siehe den PunktA des vollständigen Schließens in6B und7 ) und dem Grad des vollständigen Öffnens (siehe den PunktD des vollständigen Öffnens in7 ) des Bypassventiles1 befindet, größer als eine Änderungsrate der AbgasströmungsmengeQ in Bezug auf die Größe der Bewegung des Stabes4 in einem hohen Öffnungsgradbereich ist, der sich an einer Seite des vollständiges Öffnungsgrades (rechte Seite in6B) des mittleren Öffnungsgrades (siehe den halben PunktB in den6B und7 ) befindet. - Genauer gesagt hat das Abgasströmungsmengensteuerventil, das den Verbindungsmechanismus
300 (z. B. den Verbindungshebel3 ) aufweist, der die Linearbewegung des Stabes4 der elektrischen Betätigungseinrichtung200 in die Rotationsbewegung des Bypassventiles1 umwandelt, die folgenden Strömungsmengeneigenschaften. Das heißt, dass die Änderungsrate der Abgasströmungsmenge (Druck) in Bezug auf die Größe der Verschiebung des Stabes4 , d. h. des Hebelbetätigungswinkels θ des Verbindungsmechanismus300 im Bereich des niedrigen Öffnungsgrades des Ventilelementes davon, d. h. des Bypassventiles1 im Vergleich zum Bereich des hohen Öffnungsgrades des Ventilelementes davon, d. h. des Bypassventiles1 , steiler wird. - Daher ist, um die Messgenauigkeit des Hubsensors
20 und die Steuerbarkeit des Stabes4 zu verbessern, indem die Größe des Schwenkens des Stabes4 im Bereich des niedrigen Öffnungsgrades minimiert wird, wo die Änderungsrate der Abgasströmungsmenge (Druck) in Bezug auf die Größe der Verschiebung des Stabes4 groß ist, die magnetische Messfläche20a des Hall-IC, insbesondere des Hallelementes des Hubsensors20 , im Allgemeinen parallel zu der dritten imaginären LinieKC , die in dem Winkelbereich zwischen der ersten imaginären LinieKA und der zweiten imaginären LinieKB zentriert ist, d. h. diesen zweiteilt, wie es in der Beschreibung der ersten Charakteristik des zweiten Ausführungsbeispiels diskutiert wurde, oder fällt diese im Wesentlichen mit der dritten imaginären LinieKC zusammen. In einem solchen Fall kann die Größe des Schwenkens des Stabes4 (die Amplitude des Schwenkens des Stabes4 je Einheit des Rotationswinkels des Verbindungshebels3 ) im Bereich des niedrigen Öffnungsgrades minimiert werden, wo die Änderungsrate der Abgasströmungsmenge (Druck) in Bezug auf die Größe der Verschiebung des Stabes4 groß ist. Daher ist es möglich, die Messgenauigkeit der Größe des Hubes des Stabes4 zu verbessern, die mit dem Hubsensor20 gemessen wurde, und die Steuerbarkeit der Größe des Hubes des Stabes4 zu verbessern. - Hier kann alternativ zur ersten Charakteristik des zweiten Ausführungsbeispiels die magnetische Messfläche
20a des Hall-IC, insbesondere des Hallelementes des Hubsensors20 , im Allgemeinen parallel zu einer vierten imaginären LinieKE sein oder im Wesentlichen mit dieser zusammenfallen, die eine imaginäre Gerade ist, die sich durch den KnotenX erstreckt und die sich innerhalb eines Winkelbereiches zwischen der ersten imaginären LinieKA und der dritten imaginären LinieKC befindet, wie es in6C gezeigt ist. - Hier ist die vierte imaginäre Linie
KE eine Mittellinie, die in einem Winkelbereich (Schnittwinkel) zwischen der ersten imaginären LinieKA und der dritten imaginären LinieKC zentriert ist bzw. diesen zweiteilt. - Mit den vorstehenden Einstellungen kann die Änderung des magnetischen Flusses (Stärke des Magnetfeldes) in Bezug auf die magnetische Messfläche
20a des Hallelementes innerhalb des Betriebsbereiches des niedrigen Öffnungsgrades (der Hebelbetriebsbereich zwischen dem PunktA und dem PunktC ), wo die Änderung bei der Abgasströmungsmenge steil ist, verringert oder minimiert werden. - Ferner kann als eine Modifikation der zweiten Charakteristik des zweiten Ausführungsbeispiels die magnetische Messfläche
20a des Hallelementes im Allgemeinen parallel zur ersten imaginären LinieKA sein oder im Allgemeinen mit dieser zusammenfallen. In einem solchen Fall kann die Änderung des Magnetflusses (der Stärke des Magnetfeldes) in Bezug auf die magnetische Messfläche20a des Hallelementes innerhalb des Betriebsbereiches nahe der vollständig geschlossenen Position (dem Hebelbetriebsbereich zwischen dem PunktA und dem PunktC ), wo die Änderung der Abgasströmungsmenge steil ist, verringert oder minimiert werden. - Auf diese Weise ist es möglich, die Differenz beim Sensorausgabewert des Hall-IC des Hubsensors
20 , die durch die Differenz bei der Amplitude des Schwingens des Stabes4 verursacht wird, d. h. die Amplitude des Schwingens des magnetischen beweglichen Körpers7 , zu verringern oder zu minimieren. Daher kann die Messgenauigkeit der linearen Hubposition des Stabes4 verbessert werden. Als ein Ergebnis kann, wie es in der ersten Charakteristik des ersten Ausführungsbeispiels diskutiert wurde, die Steuerbarkeit der Größe des Hubes des Stabes4 , d. h. die Steuerbarkeit des Öffnungsgrades des Bypassventiles1 , verbessert werden. - (Drittes Ausführungsbeispiel)
-
8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Genauer gesagt zeigt8 eine Positionsbeziehung zwischen dem Stab der elektrischen Betätigungseinrichtung und dem Verbindungshebel. In der folgenden Beschreibung werden die Komponenten, die ähnlich denen des ersten Ausführungsbeispiels sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden diese aus Gründen der Einfachheit nicht redundant beschrieben. - Die Bypassventilsteuervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist das Bypassventil
1 , den Verbindungshebel3 , die elektrische Betätigungseinrichtung200 , die Stabhubmessvorrichtung203 und die ECU400 auf. Das Bypassventil1 öffnet und schließt den Bypasskanal10 des Turboladers. Der Verbindungshebel3 ist mit der Welle2 des Bypassventiles1 verbunden. Die elektrische Betätigungseinrichtung200 weist den Stab4 auf, der über den Verbindungshebel3 zum Antrieb von diesem mit dem Bypassventil1 verbunden ist. Die Stabhubpositionsmessvorrichtung203 misst die Hubposition des Stabes4 der elektrischen Betätigungseinrichtung200 . Die ECU400 steuert variabel den Ladedruck des Verbrennungsmotors, indem das Öffnen und Schließen des Bypassventiles1 gesteuert wird, auf der Grundlage des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors (insbesondere des Sensorausgabewertes, d. h. des Messwertes des Ladedrucksensors). - Die Stabhubmessvorrichtung
203 weist den magnetischen beweglichen Körper7 und den Hubsensor20 auf. Der magnetische bewegliche Körper7 ist integral mit dem Stab4 an dem entsprechenden Ort des Stabes4 vorgesehen, was an der Seite des Elektromotors des Axiallagers4 ist (der Seite entgegengesetzt zur Ventilseite). Der Hubsensor20 befindet sich in der Mitte des Magnetkreises, der durch den magnetischen beweglichen Körper7 gebildet wird. Genauer gesagt befindet sich der Hubsensor20 im Sensoraufnahmeraum9a des Magnetrahmens9 . Ferner ist, wie es im ersten Ausführungsbeispiel diskutiert wurde, die ECU400 aufgebaut, so dass diese die lineare Hubposition des Stabes4 der elektrischen Betätigungseinrichtung200 auf der Grundlage des Sensorausgabewertes des Hubsensors20 berechnet (misst). - Der magnetische bewegliche Körper
7 weist den ersten und zweiten Magneten8a ,8b und den magnetischen Rahmen9 auf. Der magnetische Rahmen9 ist konfiguriert, so dass die Längsgröße (Länge) der Blöcke51 ,52 (die Länge LL, die in Richtung der StabmittelachseRC gemessen wird) länger als die Quergröße (Länge) der Blöcke53 ,54 (die Länge LS, die in Richtung senkrecht zur StabmittelachseRC gemessen wird) ist. Der magnetische bewegliche Körper7 ist angeordnet, so dass die Längsrichtung des magnetischen Rahmens9 im Allgemeinen mit der Hubrichtung des Stabes4 (der Richtung der Stabmittelachse) zusammenfällt. - Wie es vorstehend diskutiert wurde, fällt bei der Bypassventilsteuervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels zusätzlich zu den ersten und zweiten Charakteristiken des ersten Ausführungsbeispiels die Längsrichtung des magnetischen Rahmens
9 des magnetischen beweglichen Körpers7 im Allgemeinen mit der Hubrichtung des Stabes4 (der Richtung der Stabmittelachse) zusammen. - Auf diese Weise wird die Änderung des Magnetflusses (die Änderung des Magnetfeldes), die durch die Bewegung des magnetischen beweglichen Körpers
7 in Hubrichtung im Innenraum des magnetischen Rahmens9 (dem Sensoraufnahmeraum9a) verursacht wird, gemäßigt bzw. angemessen. Daher ist es möglich, die Variation bei der Änderung des Magnetflusses (der Änderung der Stärke des Magnetfeldes), der durch die magnetische Messfläche20a des Hallelementes des Hubsensors20 aufgenommen wird, in Bezug auf die Variation bei der Positionsbeziehung des Hubsensors20 in Bezug auf die ersten und zweiten Magneten8a ,8b und den magnetischen Rahmen9 des magnetischen beweglichen Körpers7 zu begrenzen. Auf diese Weise ist es möglich, die Variation bei der Messgenauigkeit der Hubposition des magnetischen beweglichen Körpers7 , d. h. der Messgenauigkeit der linearen Hubposition des Stabes4 , zu begrenzen. - (Viertes Ausführungsbeispiel)
-
9 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Genauer gesagt zeigt9 eine Positionsbeziehung zwischen dem Hub der elektrischen Betätigungseinrichtung und dem Verbindungshebel. In der folgenden Beschreibung werden die Komponenten, die ähnlich denen des ersten Ausführungsbeispiels sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden diese aus Gründen der Einfachheit redundant nicht beschrieben. - Ähnlich dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel weist die Bypassventilsteuervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Bypassventil
1 , den Verbindungshebel3 , die elektrische Betätigungseinrichtung200 mit dem Stab4 , die Stabhubmessvorrichtung203 und die ECU400 auf. - Ähnlich dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel weist die Stabhubmessvorrichtung
203 den magnetischen beweglichen Körper7 und den Hubsensor20 mit dem Hallelement auf. Der magnetische bewegliche Körper7 hat den ersten und zweiten Magneten8a ,8b und den magnetischen Rahmen9 . - Der magnetische bewegliche Körper
7 ist angeordnet, so dass der magnetische bewegliche Körper7 im Allgemeinen in Bezug auf eine imaginäre Linie symmetrisch ist, die die Mittelachse (Mittellinie) des Stabes4 aufweist, die sich in Hubrichtung des Stabes4 (Richtung der Stabmittelachse) erstreckt. Das heißt, dass der magnetische bewegliche Körper7 (genauer gesagt der Magnetrahmen9 , der mit dem ersten und zweiten Magneten8a ,8b versehen ist) konfiguriert ist, dass dieser eine plansymmetrische Form hat, die in Bezug auf die imaginäre Ebene, in der sich die Mittelachse des Stabes4 befindet, im Wesentlichen symmetrisch ist. - Wie es vorstehend diskutiert wurde, ist in der Bypassventilsteuervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels, zusätzlich zu den ersten und zweiten Charakteristiken des ersten Ausführungsbeispiels, der magnetische bewegliche Körper
7 angeordnet, so dass der magnetische bewegliche Körper7 in Bezug auf die imaginäre Ebene, die die Mittelachse des Stabes4 aufweist, die sich in Hubrichtung des Stabes4 erstreckt, im Wesentlichen symmetrisch ist. - Somit ist es möglich, die Variation bei der Änderung des magnetischen Flusses (der Änderung der Stärke des Magnetfeldes), der durch die magnetische Messfläche
20a des Hallelementes des Hubsensors20 aufgenommen wird, in Bezug auf die Variation bei der Positionsbeziehung zwischen dem magnetischen beweglichen Körper7 (d. h. den ersten und zweiten-Magneten 8a, 8b und dem magnetischen Rahmen9 ) und dem Hubsensor20 zu begrenzen. Auf diese Weise ist es möglich, die Änderung bei der Messgenauigkeit bei der Hubposition des magnetischen beweglichen Körpers7 , d. h. der Messgenauigkeit der linearen Hubposition des Stabes4 , zu begrenzen. - (Fünftes Ausführungsbeispiel)
- Die
10 und11 zeigen die Bypassventilsteuervorrichtung entsprechend einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In der folgenden Beschreibung werden die Komponenten, die denen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich sind, durch die gleichen Bezugszeichen angezeigt und werden diese aus Gründen der Einfachheit redundant nicht beschrieben. - Ähnlich dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel weist die Bypassventilsteuervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels die elektrische Betätigungseinrichtung
200 auf, die den Stab4 aufweist, der mit dem Bypassventil1 über den Verbindungshebel3 zum Antreiben des Bypassventiles1 verbunden ist. Neben dem Stab4 weist die elektrische Betätigungseinrichtung200 ferner das Axiallager5 , die Schraubenfeder6 , den ElektromotorM (der als die Antriebsquelle dient), den Untersetzungsmechanismus201 , den Umwandlungsmechanismus202 , die Stabhubmessvorrichtung203 (den magnetischen beweglichen Körper7 und den Hubsensor20 ) und das Betätigungseinrichtungsgehäuse204 auf. Der Untersetzungsmechanismus201 verringert die Drehzahl, die vom ElektromotorM übertragen wird, über zwei Stufen. Der Umwandlungsmechanismus202 wandelt die Rotationsbewegung des Untersetzungsmechanismus201 in die entsprechende Linearbewegung des Stabes4 um. Das Betätigungseinrichtungsgehäuse204 nimmt die vorstehenden Komponenten der elektrischen Betätigungseinrichtung200 auf. - Ein Einbringloch (nicht gezeigt), das einen ersten Drehstift (oder in einfacher Bezugnahme ein erstes Schwenklager)
61 aufnimmt, ist an einer Fläche des Endzahnrades18 des Untersetzungsmechanismus201 ausgebildet. Der erste Drehstift61 lagert drehbar einen Verbindungshebel19 des Umwandlungsmechanismus202 . - Eine Führungsplatte
63 ist mit dem Stab4 der elektrischen Betätigungseinrichtung200 über einen zweiten Drehstift (auf den sich alternativ als ein zweites Schwenklager bezogen wird)62 verbunden. Der Stab4 weist den Stab32 der getriebenen Seite und den Verbindungsstab33 auf. Der Stab32 der getriebenen Seite ist in Plattenform (Planarform) konfiguriert und mit der Welle2 des Bypassventiles1 über den Verbindungsmechanismus300 (z. b. den Verbindungshebel3 ) verbunden. Der Verbindungsstab33 hat den kreisförmigen Querschnitt und ist mit der Führungsplatte63 über den zweiten Drehstift62 verbunden. Der Stab32 der getriebenen Seite und der Verbindungsstab33 sind aus Metallmaterial (nichtmagnetischem Material) gefertigt, wie zum Beispiel rostfreiem Stahl, und sind beispielsweise durch Schweißen zum Ausbilden einer einstückigen Komponente, miteinander verbunden. - Ein Endabschnitt des Stabes
32 der getriebenen Seite (der Endabschnitt, der sich an der Seite des Verbindungsstabes33 befindet) ist durch Schweißen mit dem Verbindungsstab33 verbunden. - Ein Einbringloch (nicht gezeigt) ist im anderen Endabschnitt des Stabes
32 der getriebenen Seite ausgebildet, der entgegengesetzt zum Verbindungsstab33 ist, und der erste Drehstift11 ist in dieses Einbringloch eingebracht. - Ein Planarflächenabschnitt ist in einem Endabschnitt des Verbindungsstabes
33 (dem Endabschnitt entgegengesetzt zum Stab32 der getriebenen Seite) ausgebildet. Ein Einbringloch (nicht gezeigt), das den zweiten Drehstift62 aufnimmt, erstreckt sich über diesen planaren Flächenabschnitt in einer Plattendickenrichtung (einer Richtung senkrecht zu einer Ebene des Planarflächenabschnitts). Der Verbindungsstab33 wird durch das Axiallager5 gleitfähig gestützt bzw. gelagert. - Die Führungsplatte
63 hat an einem Überlappungsabschnitt, wo der planare Flächenabschnitt des Verbindungsstabes33 und die Führungsplatte63 einander überlagern, ein Einbringloch64 , das den zweiten Drehzapfen62 aufnimmt. Der magnetische bewegliche Körper7 ist integral an der Montagefläche des magnetischen beweglichen Körpers der Führungsplatte63 durch Formgebung oder Schrauben befestigt. Der Hubsensor20 ist an der Sensorabdeckung27 montiert. - Ähnlich dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel weist der Untersetzungsmechanismus
201 des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Ritzel16 , das Zwischenzahnrad17 und das Endzahnrad18 auf. Die Mittelachse der Zwischenzahnradwelle14 bildet das Rotationszentrum (Rotationsachse) des Zwischenzahnrades17 . Ferner bildet die Mittelachse der Endzahnradwelle15 das Rotationszentrum (Rotationsachse) des Endzahnrades18 . - Der Umwandlungsmechanismus
202 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist den Verbindungshebel19 auf, der den einen Endabschnitt mit dem Endzahnrad18 verbunden hat und den anderen Endabschnitt mit dem Verbindungsstab33 verbunden hat. - Hier ist der erste Drehstift
61 im Einbringloch des Endzahnrades18 befestigt (oder mit dem Endzahnrad18 integral ausgebildet), so dass der erste Drehstift61 von dem Einbringloch des Endzahnrades18 von der Vorderfläche des Endzahnrades18 hervorsteht. - Der zweite Drehstift
62 , der in die gleiche Richtung wie der erste Drehstift61 vorsteht, ist mit dem Stab4 integral ausgebildet oder ist in dem Einbringloch des Stabes4 befestigt. - Das erste Stiftaufnahmeloch
65 ist ausgebildet, um sich durch einen Endabschnitt des Verbindungshebels19 zu erstrecken, so dass der erste Drehstift61 durch das erste Stiftaufnahmeloch65 aufgenommen ist. Ein zweites Stiftaufnahmeloch (nicht gezeigt) ist ausgebildet, um sich durch den anderen Endabschnitt des Verbindungshebels19 zu erstrecken, so dass der zweite Drehstift62 durch das zweite Stiftaufnahmeloch aufgenommen wird. Der Verbindungshebel19 wird durch eine Außenumfangsfläche des ersten Drehstiftes61 drehbar gelagert. Ferner ist der Verbindungshebel19 durch eine Außenumfangsfläche des zweiten Drehstiftes62 drehbar gelagert. - Gemäß Vorbeschreibung wird in der Bypassventilsteuervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Stab
4 in Hubrichtung durch die Last (die Last in der vollständigen Schließrichtung, die das Bypassventil1 zur Schließseite rotiert, oder die Last in die vollständige Öffnungsrichtung, die das Bypassventil1 zur Öffnungsseite rotiert), die durch die Antriebskraft (Motordrehmoment) des ElektromotorsM über den Antriebskraftübertragungsmechanismus ausgeübt wird, hin- und hergehend bewegt. Der Antriebskraftübertragungsmechanismus weist den Untersetzungsmechanismus201 (Untersetzungsmechanismus mit dem Endzahnrad18 , das als das Geradstirnrad ausgebildet ist) mit den drei Zahnrädern16-18 und dem ersten Drehstift61 , und den Umwandlungsmechanismus202 mit dem Verbindungshebel19 auf. - Auf diese Weise ist es möglich, die Beziehung zwischen der Hubposition des Stabes
4 der elektrischen Betätigungseinrichtung200 und der Stabaxialkraft zu ändern, und dadurch ist es möglich, die Positionsabweichung der Hubposition des Stabes4 , die durch den VentildruckP verursacht wird, zu begrenzen. - (Sechstes Ausführungsbeispiel)
- Die
12A und12B zeigen den magnetischen beweglichen Körper (den Magnetkreis mit den Magneten und den Magnetrahmen) als ein sechstes Ausführungsbeispiel, der in Hubrichtung des Stabes in Bezug auf den Hubsensor beweglich ist. In der folgenden Beschreibung werden die Komponenten, die ähnlich denen des ersten Ausführungsbeispiels sind, durch die gleichen Bezugszeichen angezeigt und werden diese aus Gründen der Einfachheit redundant nicht beschrieben. - Ähnlich den ersten bis fünften Ausführungsbeispielen weist die Bypassventilsteuervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels die elektrische Betätigungseinrichtung
200 und die ECU400 auf. Die elektrische Betätigungseinrichtung200 weist den Stab4 auf, der das Bypassventil1 über den Verbindungshebel3 antreibt. Die ECU400 steuert den Öffnungsgrad des Bypassventiles1 auf der Grundlage des Ladedrucks, der mit dem Ladedrucksensor gemessen wird. - Ähnlich dem ersten bis fünften Ausführungsbeispiel weist die elektrische Betätigungseinrichtung
200 den Stab4 , das Axiallager5 , die Schraubenfeder6 , den ElektromotorM , den Untersetzungsmechanismus201 , den Umwandlungsmechanismus202 , die Stabhubmessvorrichtung203 und die elektrische Betätigungseinrichtung200 auf. - Ähnlich dem ersten bis fünften Ausführungsbeispiel weist die Stabhubmessvorrichtung
203 des vorliegenden Ausführungsbeispiels den magnetischen beweglichen Körper7 und den Hubsensor20 auf. - Der magnetische bewegliche Körper
7 ist einstückig mit dem Stab4 vorgesehen (integral mit diesem verbunden). Wie es in den12A und12B gezeigt ist, weist der magnetische bewegliche Körper7 die ersten und zweiten Magneten8a ,8b und den magnetischen Rahmen (magnetischen Körper) 9 auf. Jeder der ersten und zweiten Magneten8a ,8b ist in Form eines rechteckigen Parallelepipeds konfiguriert. Die im Wesentlichen planare Innenfläche8a1 des ersten Magneten8a und die im Wesentlichen planare Innenfläche8b1 des zweiten Magneten8b sind einander gegenüberliegend im Sensoraufnahmeraum9a des Magnetrahmens9 vorgesehen. Die ersten und zweiten Magneten8a ,8b bringen den Magnetfluss auf den Hubsensor20 auf. Der Magnetrahmen9 ist in Form eines länglichen rechteckigen Rahmens (in der Draufsicht) konfiguriert und konzentriert den Magnetfluss (Magnetfeld), der durch den ersten und zweiten Magneten8a ,8b erzeugt wird, auf den Hubsensor20 . Der Magnetrahmen9 ist aus Magnetmaterial gefertigt und weist die oberen und unteren Blöcke51 ,52 , die jeder in Form eines rechteckigen Parallelepipeds konfiguriert sind, und die linken und rechten Blöcke53 ,54 auf, die in Form eines rechteckigen Parallelepipeds konfiguriert sind. - Die ersten und zweiten Magneten
8a ,8b sind an den jeweiligen Innenflächen des Magnetrahmens integral vorgesehen (gebunden, befestigt) und sind in dem Sensoraufnahmeraum9a , der durch den Magnetrahmen9 umgeben wird, freigelegt. Der erste und der zweite Magnet8a ,8b liegen einander gegenüber und sind voneinander durch einen Zwischenraum im Sensoraufnahmeraum9a beabstandet. - Genauer gesagt ist der erste Magnet an der Innenfläche (der Seitenfläche des Sensoraufnahmeraums) des Blockes
51 des Magnetrahmens9 installiert. Im Fall des ersten Magneten8a , der in12A gezeigt ist, hat ein Längsendabschnitt (der linke Endabschnitt in12A) des ersten Magneten8a den S-Pol und hat der andere Längsendabschnitt (der rechte Endabschnitt in12A) des ersten Magneten8a den N-Pol. Alternativ dazu hat im Falle des ersten Magneten8a , der in12B gezeigt ist, eine Polfläche, die sich durch die planare Innenfläche8a1 des ersten Magneten8a erstreckt, den N-Pol und hat eine Polfläche, die sich durch eine planare Außenfläche des ersten Magneten8a entgegengesetzt zur planaren Innenfläche8a1 erstreckt, den S-Pol. - Der zweite Magnet
8b ist an der Innenfläche (der Sensoraufnahmeraumseitenfläche, der gegenüberliegenden Fläche) des Blockes52 (der Block52 , der zum Block51 entgegengesetzt liegt) des Magnetrahmens9 installiert. In dem Fall des zweiten Magneten, der in12A gezeigt ist, hat ein Längsendabschnitt (der linke Endabschnitt in12A) des zweiten Magneten8b den N-Pol und hat der andere Längsendabschnitt (der rechte Endabschnitt in12A) des zweiten Magneten8b den S-Pol. Alternativ dazu hat in dem Fall des zweiten Magneten8b , der in12B gezeigt ist, eine Polfläche, die sich durch die planare Innenfläche8b1 des zweiten Magneten8b erstreckt, den N-Pol und hat eine Polfläche, die sich durch eine planare Außenfläche des zweiten Magneten8b entgegengesetzt zur planaren Innenfläche8b1 erstreckt, den S-Pol. - Ähnlich dem ersten bis fünften Ausführungsbeispiel weist der Hubsensor
20 den Sensorchip (Hallelementchip)66 , den Leiterrahmen (nicht gezeigt) und die Baugruppe67 auf. Der Sensorchip66 weist das Hallelement (das magnetische Messelement) und den Spannungsverstärker auf. Das Hallelement gibt das elektrische Signal (Ausgangsspannung) aus, die zur Dichte des magnetischen Flusses proportional ist, der durch den ersten und zweiten Magneten8a ,8b erzeugt wird. Der Spannungsverstärker gibt das verstärkte Signal aus, das durch das Verstärken der Ausgangsspannung des Hallelementes erzeugt wird. Der Leiterrahmen ist mit den Elektrodenkontaktflächen des Sensorchips66 verbunden. Die Baugruppe67 ist mit Formharz ausgebildet, das den Sensorchip66 und den Leiterrahmen einschließt. - Der Sensorchip
66 ist an der Oberfläche des Leiterrahmens über das dielektrische Bindemittel montiert. Der Leiterchip66 ist in der Baugruppe67 aufgenommen. - Im Fall von
12A befindet sich der Hubsensor20 , so dass eine Querrichtung (senkrechte Richtung) des Gehäuses, die zur Längsrichtung des Gehäuses67 senkrecht ist und zur magnetischen Messfläche20a senkrecht ist, mit einer Richtung zusammenfällt (einer Richtung, die durch einen fetten Pfeil mit zwei Seiten in12A angezeigt ist), die im Wesentlichen senkrecht zur Hubrichtung des Stabes4 ist (der Richtung der MittellinieMC zwischen dem ersten und zweiten Magneten8a ,8b) . Im Fall von12A befindet sich der Hubsensor20 , so dass eine Längsrichtung der Baugruppe67 mit einer Richtung (einer Richtung senkrecht zu einer Richtung, die durch einen fetten Pfeil mit zwei Seiten in12B angezeigt ist) zusammenfällt, die im Wesentlichen senkrecht zur Hubrichtung des Stabes4 (der Richtung der MittellinieMC zwischen dem Magneten8a ,8b) ist. Anders ausgedrückt ist die Querrichtung (senkrechte Richtung) der Baugruppe67 im Wesentlichen parallel zur Hubrichtung des Stabes4 in12B . - Die magnetische Messfläche
20a des Hallelementes der Sensorchips (Hallelementchip)66 des Hubsensors20 misst die Dichte des magnetischen Flusses, der vom magnetischen beweglichen Körper7 ausgegeben wird, insbesondere der ersten und zweiten Magneten8a ,8b . - In der Bypassventilsteuervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels befindet sich zumindest der Abschnitt der magnetischen Messfläche
20a des Hall-IC, insbesondere des Hallelementes des Hubsensors20 , in dem Winkelbereich zwischen der ersten imaginären LinieKA und der zweiten imaginären LinieKB . Insbesondere ist in dem Fall von12A die magnetische Messfläche20a im Wesentlichen parallel zu der dritten imaginären LinieKC , oder fällt diese im Wesentlichen mit der dritten imaginären LinieKC zusammen, die im ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel diskutiert ist und die sich durch den KnotenX innerhalb des Winkelbereiches von zwischen der ersten imaginären LinieKA und der zweiten imaginären LinieKB erstreckt. Daher kann die Änderung beim Magnetfluss in der Richtung senkrecht zur Hubrichtung des Stabes4 mit dem Hallelement des Hubsensors20 gemessen werden. - Auf diese Weise kann, wie es in
12A gezeigt ist, die Querrichtung der Baugruppe67 , die den Sensorchip (den Hallelementchip) 66 mit dem Harz einschließt, mit der Richtung zusammenfallen, die im Wesentlichen senkrecht zur Hubrichtung des Stabes4 ist. Dadurch kann die Größe (die Größe des magnetischen beweglichen Körpers - 7) in Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Hubrichtung des Stabes4 verringert oder_ minimiert werden. Die Hubrichtung des Stabes4 wird durch die Erhöhung bei der Größe in Längsrichtung des magnetischen beweglichen Körpers7 nicht beeinflusst werden. - In dem Fall, in dem die Querrichtung der Baugruppe
67 mit der Richtung senkrecht zur Hubrichtung des Stabes4 zusammenfällt und die magnetische Messfläche20a des Hallelementes des Hubsensors20 im Wesentlichen parallel zur dritten imaginären LinieKC wie in den ersten bis fünften Ausführungsbeispielen ist oder im Wesentlichen mit dieser zusammenfällt, kann die Verteilung des magnetischen Flusses (Dichte des magnetischen Flusses), der um das Hallelement des Hubsensors20 ausgebildet wird, in einigen Fällen nicht gleichmäßig werden. Daher kann die Änderung des magnetischen Flusses, die durch die Positionsabweichung zwischen dem magnetischen beweglichen Körper (dem Magnetkreis) 7 und der magnetischen Messfläche20a des Hallelementes verursacht wird, möglicherweise groß werden, und dadurch kann die Messgenauigkeit der linearen Hubposition des Stabes4 möglicherweise geringfügig verschlechtert werden. - Im Gegensatz dazu ist bei der Bypassventilsteuervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels, die in
12B gezeigt ist, die magnetische Messfläche20a des Hall-IC, insbesondere des Hallelementes des Sensorchips66 , im Wesentlichen senkrecht zur dritten imaginären LinieKC , die im ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel diskutiert wird und die sich durch den KnotenX innerhalb des Winkelbereiches zwischen der ersten imaginären LinieKA und der zweiten imaginären LinieKB erstreckt. Daher ist es möglich, die Änderung des magnetischen Flusses in der Richtung im Wesentlichen parallel zur Hubrichtung des Stabes4 zu messen. - Auf diese Weise kann, wie es in
12B gezeigt ist, die Längsrichtung der Baugruppe67 , die den Sensorchip (den Hallelementchip) 66 mit dem Harz einschließt, mit der Richtung zusammenfallen, die im Wesentlichen senkrecht zur Hubrichtung des Stabes4 ist. Somit kann die Verteilung des magnetischen Flusses (Dichte), die um das Hallelement des Hubsensors20 (im Bereich des gleichmäßigen magnetischen Feldes) gebildet ist, stärker gleichmäßig werden. Dadurch kann die Änderung des magnetischen Flusses, die durch die Positionsabweichung zwischen dem magnetischen beweglichen Körper und der magnetischen Messfläche20a des Hallelementes verursacht wird, kleiner werden. Somit kann die Messgenauigkeit der linearen Hubposition des Stabes4 verbessert werden. - In dem Fall, in dem die magnetische Messfläche
20a des Hallelementes des Hubsensors20 im Wesentlichen senkrecht zur dritten imaginären LinieKC , die im ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel diskutiert ist, ist, kann die Längsrichtung der Baugruppe67 mit der Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Hubrichtung des Stabes4 zusammenfallen. Somit kann die Größe (die Größe des magnetischen beweglichen Körpers7 ) in der Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Hubrichtung des Stabes4 möglicherweise erhöht werden, wie es in12B gezeigt ist. - (Siebtes Ausführungsbeispiel)
- Die
13 bis15C zeigen ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung an. Genauer gesagt zeigt13 die Bypassventilsteuervorrichtung des siebten Ausführungsbeispiels. Die14A und14B zeigen den magnetischen beweglichen Körper, der den ersten und zweiten Magneten und den Magnetrahmen aufweist, der in Form eines länglichen rechteckigen Rahmens konfiguriert ist.15A zeigt den magnetischen beweglichen Körper, der den ersten und zweiten Magneten und den magnetischen Rahmen aufweist, der in Form des länglichen rechteckigen Rahmens konfiguriert ist.15B zeigt eine ideale charakteristische Linie der Änderung der Dichte des Magnetflusses in Bezug auf die Änderung des Hubes des Stabes sowie eine Referenzlinie (Basis) auf.15C zeigt eine Linearität der Änderung des magnetischen Flusses in Bezug auf die Änderung des Hubes des Stabes an. In der folgenden Beschreibung werden die Komponenten, die ähnlich denen des ersten Ausführungsbeispiels sind, durch die gleichen Bezugszeichen angezeigt und aus Gründen der Einfachheit redundant nicht beschrieben. - Ähnlich dem ersten bis fünften Ausführungsbeispiel weist die Bypassventilsteuervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels die elektrische Betätigungseinrichtung
200 und die ECU400 auf. Die elektrische Betätigungseinrichtung200 weist den Stab4 auf, der das Bypassventil1 über den Verbindungshebel3 antreibt. Die ECU400 steuert den Öffnungsgrad des Bypassventiles_1 auf der Grundlage des Ladedrucks,_der mit dem Ladedrucksensor gemessen wird. - Ähnlich dem ersten bis fünften Ausführungsbeispiel weist die elektrische Betätigungseinrichtung
200 den Stab4 , das Axiallager5 , die Schraubenfeder6 , den ElektromotorM , den Untersetzungsmechanismus201 , den Umwandlungsmechanismus202 , die Stabhubmessvorrichtung203 und das Betätigungseinrichtungsgehäuse204 auf. - Der Umwandlungsmechanismus
202 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Bewegungsrichtungsumwandlungsmechanismus202 , der die Rotationsbewegung des Endzahnrades18 in die Linearbewegung des Stabes4 umwandelt. Ähnlich den ersten bis vierten Ausführungsbeispielen weist der Umwandlungsmechanismus202 den Plattennocken21 , das Abtriebsglied23 und den Drehstift24 auf. Der Plattennocken21 ist mit dem Endzahnrad18 einstückig drehbar. Das Abtriebsglied23 ist in der Nockennut22 des Plattennockens21 beweglich (gleitfähig) aufgenommen. Der Drehstift24 lagert das Abtriebsglied23 drehbar. - Das Abtriebsglied
23 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist aus einem magnetischen Material (z. B. Eisen, Nickel, Ferrit) gefertigt und als eine zylindrische Rohrform konfiguriert. Das Abtriebsglied23 ist auf die Außenumfangsfläche des Drehstiftes24 drehbar gepasst, der auf den Stab4 sicher pressgepasst ist. Das Abtriebsglied23 weist einen zylindrischen Rohrabschnitt auf, der den Drehstift24 in einer Umfangsrichtung umgibt. Ein Rotationszentrum des Abtriebsgliedes23 und ein Rotationszentrum des Plattennockens21 befinden sich entlang der Mittelachse des Stabes4 , d. h. der StabmittelachseRC . - Ähnlich dem sechsten Ausführungsbeispiel weist die Stabhubmessvorrichtung
203 des vorliegenden Ausführungsbeispiels den magnetischen beweglichen Körper7 und den Hubsensor20 auf. - Wie es in
13 gezeigt ist, ist der magnetische bewegliche Körper7 integral mit dem Stab4 versehen (integral mit diesem verbunden), um mit dem Stab4 in Axialrichtung des Abtriebsgliedes23 und des Drehstiftes24 ein Überlappen zu bilden. - In dem Fall, in dem das Abtriebsglied
23 des ersten Ausführungsbeispiels aus dem magnetischen Material wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel gefertigt ist, befindet sich eine imaginäre GeradeT' , die ein Bewegungspfad des Abtriebsgliedes23 zum Zeitpunkt der Bewegung des Stabes4 in Hubrichtung anzeigt, an der rechten Seite des magnetischen beweglichen Köpers7 und erstreckt sich diese linear in die Oben-Unten-Richtung, wie es in16A gezeigt ist. Das Abtriebsglied23 bewegt sich entlang der imaginären GeradeT' . In diesem Fall weicht die Änderung der Dichte des magnetischen Flusses, der von den Polflächen der ersten und zweiten Magneten8a ,8b zum Hubsensor20 ausgegeben wird, in Bezug auf die Änderung der Hubposition des Stabes4 von der idealen charakteristischen Linie ab, die auf der Grundlage beispielsweise des Ergebnisses von Experimenten zuvor bestimmt wurde. Genauer gesagt ist, wie es in16B gezeigt ist, die Linearität der Änderung bei der Dichte des magnetischen Flusses in Bezug auf die Änderung des Hubes des Stabes4 in einem Bereich von ± 2,4 %. - Dieses ist durch den folgenden Grund bedingt. Das heißt, dass der magnetische Fluss, der von den Polflächen des ersten und zweiten Magneten
8a ,8b zum Hubsensor20 ausgegeben wird, durch das Abtriebsglied23 , das aus dem Magnetmaterial gefertigt wurde, absorbiert wird, so dass die Linearität der Änderung der Dichte des Magnetflusses in Bezug auf die Änderung des Hubes des Stabes4 verschlechtert wird. - Im Hinblick auf den vorstehenden Punkt wird entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Bewegungspfad des Abtriebsgliedes
23 , entlang dem das Abtriebsglied23 zum Zeitpunkt der Bewegung der Stabes4 in der Hubrichtung bewegt wird, eingestellt, um einen Ort zu passieren, bei dem der magnetische Fluss, der durch den ersten und zweiten Magneten8a ,8b erzeugt wird, nicht durch die magnetische Messfläche20a des Hallelementes des Hubsensors20 geht, um null zu erhalten (0 mT), als die Dichte des magnetischen Flusses, der bzw. die mit dem Hallelement des Hubsensors20 gemessen wurde, d. h. ein Punkt, an dem die Dichte des magnetischen Flusses, der mit dem Hallelement des Hubsensors20 am Hubort des Stabes4 gemessen wird, wird null. Ferner geht der Bewegungspfad des Abtriebsgliedes23 , entlang von dem das Abtriebsglied23 zum Zeitpunkt der Bewegung des Stabes4 in Hubrichtung bewegt wird, entlang der imaginären GeradenT , die sich in die Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Hubrichtung des Stabes4 erstreckt. - Dadurch wird der magnetische Fluss, der von den Polflächen des ersten und zweiten Magneten
8a ,8b des magnetischen beweglichen Körpers7 zum Hubsensor20 ausgegeben wird, in Bezug auf die Absorption durch das Abtriebsglied23 , das aus dem magnetischen Material gefertigt ist, begrenzt. Daher kann die Messgenauigkeit der linearen Hubposition des Stabes weiter verbessert werden. - Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in
15A gezeigt ist, passiert die imaginäre GeradeT ein Längszentrum des magnetischen beweglichen Körpers7 und erstreckt sich diese in Oben-Unten-Richtung in15A . Das Abtriebsglied23 bewegt sich entlang der imaginären GeradeT . In diesem Fall fällt die Änderung der Dichte des magnetischen Flusses, der von den Polflächen des ersten und zweiten Magneten8a ,8b ausgegeben wird, in Bezug auf die Änderung der Hubposition des Stabes4 im Allgemeinen mit der idealen charakteristischen Linie zusammen, die auf der Grundlage beispielsweise des Ergebnisses von Experimenten zuvor, wie es in15B gezeigt ist, bestimmt wurde. Genauer gesagt ist, wie es in15C gezeigt ist, die Linearität der Änderung der Dichte des Magnetflusses in Bezug auf die Änderung des Hubes des Stabes4 in einem Bereich von ±1,5 %. Auf diese Weise zeigt der Sensorausgabewert des Hubsensors20 , der sich proportional zur Dichte des magnetischen Flusses ändert, die hohe Linearität, so dass die Messgenauigkeit der linearen Hubposition des Stabes4 verbessert werden kann. - Nun werden Modifikationen der vorstehenden Ausführungsbeispiele beschrieben.
- In den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist die Ventilsteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung als Bypassventilsteuervorrichtung, die die elektrische Betätigungseinrichtung
200 steuert, die das Bypassventil1 antreibt, implementiert. Alternativ dazu kann die Ventilsteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung als eine Ventilsteuervorrichtung implementiert werden, die eine elektrische Betätigungseinrichtung steuert, die ein Ventilelement (Ventil) eines Abgastemperatursteuerventils antreibt, und dieses Abgastemperatursteuerventil steuert (stellt ein) ein Verhältnis zwischen einer Menge des Abgasrückführ (AGR-)-Gases, das eine AGR-Kühleinrichtung passiert, und einer Menge des AGR-Gases, das die AGR-Kühleinrichtung umgeht. - In den vorliegenden Ausführungsbeispielen ist die Betätigungseinrichtung die elektrische Betätigungseinrichtung
200 , die zum Antreiben des Bypassventiles1 verwendet wird, indem der Stab4 , der mit dem Bypassventil1 über den Verbindungshebel3 verbunden ist, in Axialrichtung (der Hubrichtung) durch die Verwendung der Antriebskraft des ElektromotorsM hin- und herbewegt wird. Alternativ dazu kann diese Betätigungseinrichtung durch eine Magnetbetätigungseinrichtung oder eine hydraulische Betätigungseinrichtung ersetzt werden, die eine elektromagnetische Kraft oder eine hydraulische Kraft verwendet, um einen Stab hin- und herzubewegen, der mit dem Ventil über einen Hebel in einer Axialrichtung (Hubrichtung) verbunden ist. - Ferner ist der Verbrennungsmotor nicht auf den Dieselmotor beschränkt. Das heißt, dass der Verbrennungsmotor ein Benzinmotor sein kann, wenn es gewünscht wird.
- Ferner ist die Polarität von jedem Pol der Magnete (erster und zweiter Magnet
8a ,8b) des magnetischen beweglichen Körpers7 nicht auf die vorstehend beschriebenen begrenzt, die im ersten bis siebten Ausführungsbeispiel diskutiert wurden. Auch ist die Form von jedem der Magneten und die Anzahl der Magneten nicht auf die vorstehend beschriebenen, die in dem ersten bis siebten Ausführungsbeispiel diskutiert wurden, begrenzt. - In
12B ist die magnetische Messfläche20a im Wesentlichen senkrecht zur dritten imaginären LinieKC , die im ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel diskutiert wurde. Alternativ dazu kann, wenn die magnetische Messfläche20a in der Weise, die unter Bezugnahme auf12B diskutiert wurde, orientiert ist, die magnetische Messfläche20a im Wesentlichen senkrecht zu einer anderen imaginären Linie sein, die sich zwischen der ersten imaginären LinieKA und der zweiten imaginären LinieKB befindet, solange wie sich zumindest ein Abschnitt der magnetischen Messfläche20a innerhalb des Winkelbereiches zwischen der ersten imaginären LinieKA und der zweiten imaginären LinieKB befindet. Alternativ dazu kann in dem Fall, in dem die magnetische Messfläche20a in der Weise, die unter Bezugnahme auf12B diskutiert wurde, ausgerichtet ist, die magnetische Messfläche20a im Wesentlichen senkrecht zur ersten imaginären LinieKA oder vierten imaginären LinieKE sein. - Zusätzliche Vorteile und Modifikationen werden für den Fachmann schnell verständlich. Die Erfindung in ihren breiten Ausdrücken ist daher nicht auf die spezifischen Einzelheiten, die repräsentative Vorrichtung und die illustrativen Beispiele, die gezeigt und beschrieben wurden, beschränkt.
- Eine magnetische Messfläche (
20a) eines Hubsensors (20 ) befindet sich somit in einem Winkelbereich zwischen einer ersten imaginären Linie (KA ) und einer zweiten imaginären Linie (KB ). Die erste imaginäre Linie (KA ) ist eine imaginäre Linie, die mit einer Mittellinie (MC ) zwischen einem ersten und zweiten Magneten (8a ,8b) eines magnetischen beweglichen Körpers (7 ) zusammenfällt, wenn ein Bypassventil (1 ) angeordnet ist, um einen vollständig geschlossenen Grad des Bypassventils (1 ) zu haben. Die zweite imaginäre Linie (KB ) ist eine imaginäre Linie, die mit der Mittellinie (MC ) zwischen dem ersten und zweiten Magneten (8a ,8b) zusammenfällt, wenn das Bypassventil (1 ) angeordnet ist, um einen halben Grad zwischen dem vollständig geschlossenen Grad und einem vollständig offenen Grad des Bypassventiles (1 ) aufzuweisen.
Claims (20)
- Eine Ventilsteuervorrichtung, die aufweist: ein Ventil (1), das angepasst ist, um sich um eine Rotationsachse (LO) des Ventils (1) zu drehen, eine Betätigungseinrichtung (200), die einen Stab (4) aufweist und den Stab (4) antreibt, um den Stab (4) in einer Axialrichtung des Stabes (4) hin- und herzubewegen und dadurch das Ventil (1) anzutreiben, einen Verbindungsmechanismus (300), der einen Hebel (3) aufweist, der das Ventil (1) und den Stab (4) verbindet und die Linearbewegung des Stabes (4) in eine Rotationsbewegung des Ventils (1) umwandelt, einen magnetischen beweglichen Körper (7), der integral mit dem Stab (4) installiert ist und erste und zweite Magneten (8a, 8b) aufweist, die miteinander zusammenwirken, um ein Magnetfeld mit einer im Wesentlichen konstanten Dichte eines magnetischen Flusses zu erzeugen, wobei eine Mittelachse des Stabes (4) im Wesentlichen parallel zu einer Mittellinie (MC) des ersten und zweiten Magneten (8a, 8b) ist, die im Wesentlichen parallel zu einer Innenfläche (8a1) des ersten Magneten (8a) und einer Innenfläche (8b1) des zweiten Magneten (8b), die einander gegenüberliegen, und zwischen diesen zentriert ist, einen Sensor (20), der ein Elektrosignal ausgibt, das dem magnetischen Fluss entspricht, der sich im Ansprechen auf die Bewegung des magnetischen beweglichen Körpers (7) in Bezug auf den Sensor (20) ändert, und eine Einrichtung (400) zum Messen einer Größe der Verschiebung des Stabes (4) in einer Hubrichtung, die mit der Axialrichtung des Stabes (4) zusammenfällt, auf der Grundlage des Elektrosignals, das vom Sensor (20) ausgegeben wurde, wobei die Betätigungseinrichtung (200) angetrieben wird, um ein Öffnen und Schließen des Ventils (1) auf der Grundlage der Größe der Verschiebung des Stabes (4) in Hubrichtung des Stabes (4), die mit der Messeinrichtung (400) gemessen wird, zu steuern, die Betätigungseinrichtung (200) ein Stablager (5) aufweist, das den Stab (4) gleitfähig stützt, um eine Gleitbewegung des Stabes (4) in Hubrichtung zu ermöglichen, während eine Schwenkbewegung des Stabes (4) um das Stablager (5) ermöglicht wird, der Sensor (20) eine magnetische Messfläche (20a) aufweist, die angepasst ist, den magnetischen Fluss des magnetischen beweglichen Körpers (7) zu messen, der Hebel (3) eine Rotationsachse, die mit der Rotationsachse des Ventils (1) koaxial verläuft, an einer Ventilseitenverbindung (12) des Hebels (3), die mit dem Ventil (1) drehbar verbunden ist, aufweist, wobei der Hebel (3) eine Stabseitenverbindung (11) aufweist, die mit dem Stab (4) drehbar verbunden ist, wobei die Stabseitenverbindung (11) angepasst ist, sich entlang eines Rotationsbewegungspfades zu bewegen, der ein gekrümmter Pfad ist, der an der Rotationsachse (LO) der Ventilseitenverbindung (12) des Hebels (3) zentriert ist und einen vorbestimmten Krümmungsradius hat, wenn das Ventil (1) über den Stab (4) gedreht wird, wenn ein Öffnungsgrad des Ventils (1) ein vollständig geschlossener Grad wird, um den Strömungskanal (10) vollständig zu schließen, ein Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung (11), der sich entlang des Rotationsbewegungspfades bewegt, in einem vollständig geschlossenen Punkt (A) entlang des Rotationsbewegungspfades angeordnet wird, wenn der Öffnungsgrad des Ventils (1) ein vollständig offener Grad wird, um den Strömungskanal (10) vollständig zu öffnen, der Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung (11), der sich entlang des Rotationsbewegungspfades bewegt, in einem vollständig geöffneten Punkt (D) entlang des Rotationsbewegungspfades angeordnet wird, wenn der Öffnungsgrad des Ventils (1) ein halber Grad wird, der eine Hälfte eines Winkelgrades zwischen dem vollständig geschlossenen Grad und dem vollständig offenen Grad ist, der Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung (11) in einen halben Punkt (B) zwischen dem vollständig geschlossenen Punkt (A) und dem vollständig geöffneten Punkt (D) entlang des Rotationsbewegungspfades angeordnet wird, und zumindest ein Abschnitt der magnetischen Messfläche (20a) des Sensors (20) in einen Winkelbereich gebracht wird zwischen: einer ersten imaginären Linie (KA), die mit der Mittellinie (MC) des ersten und zweiten Magneten (8a, 8b) zusammenfällt, wenn die Rotationsbewegung der Stabseitenverbindung (11) des Hebels (3) in den vollständig geschlossenen Punkt (A) gebracht wird, und einer zweiten imaginären Linie (KB), die mit der Mittellinie (MC) des ersten und zweiten Magneten (8a, 8b) zusammenfällt, wenn der Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung (11) des Hebels in den halben Punkt (B) gebracht wird.
- Die Ventilsteuervorrichtung nach
Anspruch 1 , wobei zumindest der Abschnitt der magnetischen Messfläche (20a) des Sensors (20) im Wesentlichen parallel zu einer dritten imaginären Linie (KC) oder senkrecht dazu verläuft, die innerhalb des Winkelbereiches zwischen der ersten imaginären Linie (KA) und der zweiten imaginären Linie (KB) angeordnet ist und einen Knoten (X) passiert, bei dem die erste imaginäre Linie (KA) und die zweite imaginäre Linie (KB) einander schneiden. - Die Ventilsteuervorrichtung nach
Anspruch 1 oder2 , wobei die magnetische Messfläche (20a) des Sensors (20) vollständig im Winkelbereich zwischen der ersten imaginären Linie (KA) und der zweiten imaginären Linie (KB) angeordnet ist. - Die Ventilsteuervorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , wobei der Rotationsbewegungspfad ein bogenförmiger Pfad ist, der den vollständig geschlossenen Punkt (A) und den vollständig offenen Punkt (D) verbindet und an der Rotationsachse (LO) der Ventilseitenverbindung (12) des Hebels (3) zentriert ist und den vorbestimmten Krümmungsradius hat, - Die Ventilsteuervorrichtung nach
Anspruch 1 , wobei die magnetische Messfläche (20a) des Sensors (20) im Wesentlichen zu einer dritten imaginären Linie (KC) parallel oder senkrecht ist, die im Winkelbereich zwischen der ersten imaginären Linie (KA) und der zweiten imaginären Linie (KB) zentriert ist und einen Knoten (X) passiert, an dem die erste imaginäre Linie (KA) und die zweite imaginäre Linie (KB) einander schneiden. - Die Ventilsteuervorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , wobei das Ventil (1) ein Strömungsmengensteuerventil ist und eine Rate einer Änderung einer Strömungsmenge des Fluides, das durch eine Öffnung zwischen dem Strömungskanal (10) und dem Ventil (1) geht, in Bezug auf eine Änderung bei der Größe der Verschiebung des Stabes (4) in einem Bereich zwischen dem halben Grad und dem vollständig geschlossenen Grad des Ventils (1) im Vergleich zu einem Bereich zwischen dem halben Grad und dem vollständig geöffneten Grad größer ist. - Die Ventilsteuervorrichtung nach
Anspruch 1 , wobei wenn der Öffnungsgrad des Ventils (1) ein mittlerer Grad wird, der eine Hälfte eines Winkelgrades zwischen dem vollständig geschlossenen Grad und dem halben Grad ist, der Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung (11) in einem mittleren Punkt (C) zwischen dem vollständig geschlossenen Punkt (A) und dem halben Punkt (B) entlang des Rotationsbewegungspfades angeordnet ist, zumindest der Abschnitt der magnetischen Messfläche (20a) des Sensors (20) innerhalb eines Winkelbereiches zwischen der ersten imaginären Linie (KA) und einer dritten imaginären Linie (KC) angeordnet ist, die mit der Mittellinie (MC) des ersten und zweiten Magneten (8a, 8b) zusammenfällt, wenn der Rotationsbewegungspunkt der Stabseitenverbindung (11) des Hebels (3) im mittleren Punkt (C) angeordnet ist, und zumindest der Abschnitt der magnetischen Messfläche (20a) des Sensors (20) im Wesentlichen parallel zu einer vierten imaginären Linie (KE) oder senkrecht zu dieser angeordnet ist, die sich innerhalb des Winkelbereiches zwischen der ersten imaginären Linie (KA) und der dritten imaginären Linie (KC) befindet und einen Knoten (X) passiert, bei dem die erste imaginäre Linie (KA) und die dritte imaginäre Linie (KC) einander schneiden. - Die Ventilsteuervorrichtung nach
Anspruch 7 , wobei die vierte imaginäre Linie (KE) zwischen der ersten imaginären Linie (KA) und der dritten imaginären Linie (KC) zentriert ist. - Die Ventilsteuervorrichtung nach
Anspruch 1 , wobei die magnetische Messfläche (20a) des Sensors (20) im Wesentlichen parallel zur ersten imaginären Linie (KA) oder senkrecht zu dieser angeordnet ist. - Die Ventilsteuervorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis9 , wobei der magnetische bewegliche Körper (7) einen magnetischen Körper (9) aufweist, der als ein länglicher rechteckiger Rahmen konfiguriert ist und mit dem ersten und zweiten Magneten (8a, 8b) magnetisiert ist, und eine Längsrichtung des magnetischen Körpers (9) mit der Hubrichtung des Stabes (4) im Wesentlichen zusammenfällt. - Die Ventilsteuervorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis10 , wobei der Stab (4) einen Zwischenabschnitt zwischen dem Stablager (5) und einem Endabschnitt des Stabes (4) aufweist, der zur Stabseitenverbindung (11) in Axialrichtung entgegengesetzt ist, und der magnetische bewegliche Körper (7) integral am Zwischenabschnitt des Stabes (4) installiert ist. - Die Ventilsteuervorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis11 , wobei der magnetische bewegliche Körper (7) in einer plansymmetrischen Form konfiguriert ist, die im Wesentlichen symmetrisch in Bezug auf eine imaginäre Ebene ist, in der sich die Mittelachse des Stabes (4) befindet. - Die Ventilsteuervorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis12 , wobei die Betätigungseinrichtung (200) aufweist: einen Elektromotor (M), der bei seiner Erregung in Rotation versetzt wird, einen Untersetzungsmechanismus (201), der eine Drehzahl verringert, die vom Elektromotor (M) ausgegeben wird, und einen Umwandlungsmechanismus (202), der eine Rotationsbewegung des Untersetzungsmechanismus (201) in die lineare Bewegung des Stabes (4) umwandelt. - Die Ventilsteuervorrichtung nach
Anspruch 13 , wobei der Untersetzungsmechanismus (201) aufweist: ein Antriebsseitenzahnrad (17), das durch den Elektromotor (M) bei der Rotation des Elektromotors (M) in Rotation versetzt wird, ein Zahnrad (18) der getriebenen Seite, das mit dem Antriebsseitenzahnrad (17) in Eingriff steht und durch das Antriebsseitenzahnrad (17) angetrieben wird, wobei der Umwandlungsmechanismus (202) aufweist: einen Nocken (21), der durch die Rotation des Zahnrades (18) der getriebenen Seite in Rotation versetzt wird und eine Nockennut (22) hat, die konfiguriert ist, um einem Bewegungsmuster des Ventils (1) zu entsprechen und ein Abtriebsglied (23), das in der Nockennut (22) beweglich aufgenommen ist, wobei der Stab (4) eine Stützwelle (24) aufweist, die das Abtriebsglied (23) drehbar stützt bzw. lagert, ein Endabschnitt des Stabes (4) mit dem Nocken (21) über das Abtriebsglied (23) und die Stützwelle (24) verbunden ist, und der andere Endabschnitt des Stabes (4) mit dem Ventil (1) verbunden ist. - Die Ventilsteuervorrichtung nach
Anspruch 13 , wobei der Untersetzungsmechanismus (201) aufweist: ein Antriebsseitenzahnrad (17), das durch den Elektromotor (M) bei der Rotation des Elektromotors (M) in Rotation versetzt wird, ein Zahnrad (18) der getriebenen Seite, das mit dem Antriebsseitenzahnrad (17) in Eingriff steht und durch das Antriebsseitenzahnrad (17) angetrieben wird, und ein erstes Schwenklager (61), das vom Zahnrad (18) der getriebenen Seite nach außen vorsteht, und wobei der Umwandlungsmechanismus (202) aufweist: ein zweites Schwenklager (62), das mit dem Stab (4) verbunden ist und in eine gemeinsame Richtung vorsteht, die mit einer Vorstehrichtung des ersten Schwenklagers (61) gemeinsam ist, und einen Verbindungshebel (19), der einen Endabschnitt hat, der durch das erste Schwenklager (61) drehbar gelagert ist, und den anderen Endabschnitt hat, der durch das zweite Schwenklager (62) drehbar gelagert ist. - Die Ventilsteuervorrichtung nach
Anspruch 14 oder15 , wobei das Abtriebsglied (23) aus einem magnetischen Material gefertigt ist, und der magnetische bewegliche Körper (7) einstückig am Stab (4) installiert ist, so dass der magnetische bewegliche Körper (7) das Abtriebsglied (23) in einer Axialrichtung der Stützwelle (24) überdeckt. - Die Ventilsteuervorrichtung nach
Anspruch 16 , wobei ein Bewegungspfad des Abtriebsgliedes (23), entlang von dem das Abtriebsglied (23) zum Zeitpunkt der Bewegung des Stabes (4) in Hubrichtung bewegt wird, einen Ort passiert, an dem der magnetische Fluss, der durch den ersten und zweiten Magneten (8a, 8b) erzeugt wird, nicht die magnetische Messfläche (20a) des Sensors (20) passiert, um null als die Dichte des magnetischen Flusses, die mit dem Sensor (20) gemessen wird, zu ergeben, und der Bewegungspfad des Abtriebsgliedes (23), entlang von dem das Abtriebsglied (23) zum Zeitpunkt der Bewegung des Stabes (4) in Hubrichtung bewegt wird, entlang einer imaginären Geraden (T) passiert, die sich in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Hubrichtung des Stabes (4) erstreckt. - Die Ventilsteuervorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis17 , wobei der Sensor (20) einen Sensorchip (66) hat, der die magnetische Messfläche (20a) hat und in einer Baugruppe (67) verkapselt ist, die in einem im Wesentlichen abgeflachten rechteckigen Parallelepipedkörper konfiguriert ist, eine Größe der Baugruppe (67), die in einer senkrechten Richtung gemessen wird, die zur magnetischen Messfläche (20a) senkrecht ist, kürzer als eine Größe der Baugruppe (67) ist, die in einer Richtung gemessen wird, die parallel zur magnetischen Messfläche (20a) ist, und die senkrechte Richtung der Baugruppe (67) im Wesentlichen senkrecht zur Hubrichtung des Stabes (4) verläuft. - Die Ventilsteuervorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis17 , wobei der Sensor (20) einen Sensorchip (66) aufweist, der die magnetische Messfläche (20a) hat und in einer Baugruppe (67) verkapselt ist, die in einem im Wesentlichen abgeflachten rechteckigen Parallelepipedkörper konfiguriert ist, eine Größe der Baugruppe (67), die in einer senkrechten Richtung gemessen wird, die zur magnetischen Messfläche (20a) senkrecht ist, kürzer als eine Größe der Baugruppe (67) ist, die in einer Richtung gemessen wird, die parallel zur magnetischen Messfläche (20a) ist, und die senkrechte Richtung der Baugruppe (67) zur Hubrichtung des Stabes (4) im Wesentlichen parallel ist. - Die Ventilsteuervorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis19 , wobei eine Innenumfangsfläche des Stablagers (5) gekrümmt ist, so dass sich ein Innendurchmesser des Stablagers (5) von einem axialen mittleren Abschnitt des Stablagers (5) zu jedem der ersten und zweiten axialen Endabschnitte des Stablagers (5) in Axialrichtung progressiv erhöht.
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Families Citing this family (33)
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ES2484691T3 (es) | 2009-09-03 | 2014-08-12 | Mahle International Gmbh | Procedimiento para el montaje y ajuste de un miembro de ajuste de un tubo compresor de gases de escape así como un miembro de ajuste destinado para un dispositivo de carga |
DE102009053829A1 (de) * | 2009-11-18 | 2011-05-19 | Mahle International Gmbh | Stellvorrichtung und Verwendung |
US9322480B2 (en) * | 2012-11-12 | 2016-04-26 | Ford Global Technologies, Llc | Turbocharger arrangement and set of feedbacks for electric actuator control |
JP6064594B2 (ja) | 2012-12-27 | 2017-01-25 | 株式会社デンソー | 回転駆動装置 |
JP5874680B2 (ja) * | 2013-04-30 | 2016-03-02 | 株式会社デンソー | バルブ駆動装置 |
US9765686B2 (en) * | 2013-04-30 | 2017-09-19 | Denso Corporation | Valve drive apparatus and supercharger having the same |
US9316147B2 (en) * | 2013-08-29 | 2016-04-19 | Ford Global Technologies, Llc | Determination of wastegate valve position |
US10208658B2 (en) | 2013-10-15 | 2019-02-19 | Roller Bearing Company Of America, Inc. | Turbocharger wastegate actuator high temperature rod end with a spherical bearing and a method for operating the actuator |
US9772046B2 (en) * | 2013-12-05 | 2017-09-26 | Badger Meter, Inc. | Method and apparatus for mounting a control valve positioner |
JP6176793B2 (ja) * | 2014-05-13 | 2017-08-09 | アルプス電気株式会社 | 取付構造、該取付構造を有したリンク機構付き検出装置及び該リンク機構が接続される位置検出装置 |
CN104214413B (zh) * | 2014-09-03 | 2016-05-04 | 鞍钢集团矿业公司 | 摇臂驱动锥形活塞式阀门 |
JP2016109054A (ja) * | 2014-12-08 | 2016-06-20 | 三菱重工業株式会社 | 弁装置及び蒸気タービン |
DE102015205966A1 (de) | 2015-04-01 | 2016-10-20 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Wastegateventilsystem, Abgasturbolader, Brennkraftmaschine und Kraftfahrzeug |
CN104747788B (zh) * | 2015-04-01 | 2016-10-19 | 上海阀门厂股份有限公司 | 一种低压差开启止回阀的开关位置指示结构 |
DE102015220469A1 (de) * | 2015-10-21 | 2017-04-27 | Mahle International Gmbh | Ventiltrieb einer Wastegate-Ventileinrichtung |
US10837798B2 (en) * | 2016-06-30 | 2020-11-17 | Nippon Seiki Co., Ltd. | Stroke sensor |
WO2018147857A1 (en) | 2017-02-10 | 2018-08-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Magnetic index positioner |
US10443487B2 (en) * | 2017-04-20 | 2019-10-15 | GM Global Technology Operations LLC | Non-circular gears for rotary wastegate actuator |
JP6915509B2 (ja) * | 2017-11-24 | 2021-08-04 | トヨタ自動車株式会社 | 異常判定装置 |
CN108163402A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-06-15 | 郑立新 | 具有开度监测装置的人孔盖 |
CN108413101B (zh) * | 2018-04-02 | 2019-05-24 | 浙江工贸职业技术学院 | 一种通风口调节装置 |
US11725573B2 (en) | 2018-12-07 | 2023-08-15 | Polaris Industries Inc. | Two-passage exhaust system for an engine |
US11639684B2 (en) | 2018-12-07 | 2023-05-02 | Polaris Industries Inc. | Exhaust gas bypass valve control for a turbocharger for a two-stroke engine |
US11828239B2 (en) | 2018-12-07 | 2023-11-28 | Polaris Industries Inc. | Method and system for controlling a turbocharged two stroke engine based on boost error |
US11174779B2 (en) | 2018-12-07 | 2021-11-16 | Polaris Industries Inc. | Turbocharger system for a two-stroke engine |
US20200182164A1 (en) | 2018-12-07 | 2020-06-11 | Polaris Industries Inc. | Method And System For Predicting Trapped Air Mass In A Two-Stroke Engine |
DE102018221554A1 (de) * | 2018-12-12 | 2020-06-18 | BMTS Technology GmbH & Co. KG | Abgasturbolader |
CN114450472A (zh) | 2019-10-10 | 2022-05-06 | 株式会社Ihi | 增压器 |
US11788432B2 (en) | 2020-01-13 | 2023-10-17 | Polaris Industries Inc. | Turbocharger lubrication system for a two-stroke engine |
CA3105239C (en) * | 2020-01-13 | 2023-08-01 | Polaris Industries Inc. | Turbocharger system for a two-stroke engine having selectable boost modes |
US11434834B2 (en) | 2020-01-13 | 2022-09-06 | Polaris Industries Inc. | Turbocharger system for a two-stroke engine having selectable boost modes |
CN111810707B (zh) * | 2020-08-26 | 2021-09-03 | 中国原子能科学研究院 | 阀门 |
CN115875507B (zh) * | 2023-02-08 | 2023-05-09 | 泉州艾奇科技有限公司 | 一种用于阀门的开度检测装置及管道输送控制装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10235528A1 (de) * | 2002-08-03 | 2004-02-12 | Daimlerchrysler Ag | Abgassystem für eine Brennkraftmaschine |
JP2004177398A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-06-24 | Japan Servo Co Ltd | 磁気式リニアポジションセンサ |
WO2009062928A1 (de) * | 2007-11-16 | 2009-05-22 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Stellantrieb für bidirektionales stellglied |
DE102009013546B3 (de) * | 2009-03-19 | 2010-11-25 | Tyco Electronics Amp Gmbh | Übertragungsvorrichtung für einen Lagesensor einer Turbolader-Steuerdose |
DE112010001444T5 (de) * | 2009-03-31 | 2012-08-09 | Gianfranco Natali | Drucklufttrieb |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1961386A (en) * | 1921-11-05 | 1934-06-05 | Gas Furnace Control Co | Electrically operated valve |
US2908478A (en) * | 1955-11-23 | 1959-10-13 | Phillips Petroleum Co | Motor valve |
US3254660A (en) * | 1963-12-19 | 1966-06-07 | Itt | Closure operator for valves |
IT947961B (it) * | 1972-02-28 | 1973-05-30 | Riva Calzoni Spa | Valvola per la chiusura a tenuta del condotto di scarico di motori a combustione interna |
US3985151A (en) * | 1973-10-15 | 1976-10-12 | Keystone International, Inc. | Valve actuator |
US4050670A (en) * | 1976-02-05 | 1977-09-27 | Masoneilan International, Inc. | Variable force actuator |
JPS608424U (ja) * | 1983-06-29 | 1985-01-21 | アイシン精機株式会社 | ウエストゲ−トバルブアクチユエ−タ |
US4527769A (en) * | 1983-10-03 | 1985-07-09 | Xomox Corporation | Apparatus for moving a controlled member to a predetermined position |
JPH0716035Y2 (ja) * | 1987-10-07 | 1995-04-12 | 三菱重工業株式会社 | 過給圧制御装置 |
US4971288A (en) * | 1989-10-20 | 1990-11-20 | General Signal Corporation | Valve actuator with hydraulic damper |
FR2742516B1 (fr) * | 1995-12-19 | 1998-01-30 | Valeo Climatisation | Dispositif de commande d'un volet pivotant pour une installation de chauffage et/ou climatisation d'un vehicule automobile |
JPH109435A (ja) * | 1996-06-24 | 1998-01-13 | Denso Corp | 電磁弁及びその電磁弁を備えたブレーキ制御装置 |
JPH10103069A (ja) | 1996-09-24 | 1998-04-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 排気タービン過給機の過給圧制御装置 |
SE511633C2 (sv) * | 1996-11-22 | 1999-11-01 | Volvo Lastvagnar Ab | Fluiddrivet manöverorgan och användning av detsamma |
DE19855667A1 (de) * | 1997-12-05 | 1999-08-26 | Denso Corp | Magnetventil und Bremssystem mit einem Magnetventil |
JP2002054512A (ja) * | 2000-08-09 | 2002-02-20 | Sanwa Seiki Co Ltd | 排気ガス再循環弁 |
DE10125094A1 (de) * | 2001-05-23 | 2002-11-28 | Siemens Ag | Abgasrückführeinrichtung |
JP4797716B2 (ja) * | 2005-05-17 | 2011-10-19 | 株式会社デンソー | 回転角度検出装置 |
CN101415970B (zh) * | 2006-04-07 | 2015-05-06 | 博格华纳公司 | 具有一体化驱动机构的执行器 |
CN100547230C (zh) * | 2006-08-15 | 2009-10-07 | 财团法人工业技术研究院 | 阀门控制机构 |
JP4609516B2 (ja) * | 2007-10-03 | 2011-01-12 | 株式会社デンソー | 変位検出装置 |
JP2010078002A (ja) * | 2008-09-24 | 2010-04-08 | Aisan Ind Co Ltd | 流量制御弁 |
JP5262543B2 (ja) | 2008-10-07 | 2013-08-14 | いすゞ自動車株式会社 | ダイヤフラムアクチュエータ |
JP4992888B2 (ja) * | 2008-12-10 | 2012-08-08 | 株式会社デンソー | 直線移動量検出装置 |
-
2011
- 2011-06-27 JP JP2011141648A patent/JP5299479B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-06-30 CN CN2011101858389A patent/CN102313064B/zh not_active Expired - Fee Related
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- 2011-06-30 DE DE102011105997.4A patent/DE102011105997B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10235528A1 (de) * | 2002-08-03 | 2004-02-12 | Daimlerchrysler Ag | Abgassystem für eine Brennkraftmaschine |
JP2004177398A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-06-24 | Japan Servo Co Ltd | 磁気式リニアポジションセンサ |
WO2009062928A1 (de) * | 2007-11-16 | 2009-05-22 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Stellantrieb für bidirektionales stellglied |
DE102009013546B3 (de) * | 2009-03-19 | 2010-11-25 | Tyco Electronics Amp Gmbh | Übertragungsvorrichtung für einen Lagesensor einer Turbolader-Steuerdose |
DE112010001444T5 (de) * | 2009-03-31 | 2012-08-09 | Gianfranco Natali | Drucklufttrieb |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102313064A (zh) | 2012-01-11 |
US8474789B2 (en) | 2013-07-02 |
DE102011105997A1 (de) | 2012-03-29 |
CN102313064B (zh) | 2013-08-14 |
JP2012132554A (ja) | 2012-07-12 |
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US20120001104A1 (en) | 2012-01-05 |
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