DE19922927A1

DE19922927A1 - Throttle valve controller for adjusting intake amount in internal combustion engine, has valve stem driven by motor through gear mechanism with large reduction ratio on narrow valve aperture

Info

Publication number: DE19922927A1
Application number: DE1999122927
Authority: DE
Inventors: Hideki Tsuchiya; Masanobu Matsusaka
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1999-05-19
Publication date: 1999-11-25

Abstract

Throttle valve controller has motor (22) rotating the throttle valve stem (12) through gear mechanism (20) for adjusting the aperture of valve (10). The gear mechanism consists of a pair of speed change mechanisms giving large reduction ratio on narrow throttle valve aperture.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drosselklappensteuerungsvorrichtung zur Steuerung der einer Brennkraftmaschine zugeführten Einlaßluftmenge.The present invention relates to a Throttle valve control device for controlling the one Quantity of intake air supplied to the internal combustion engine.

Eine herkömmliche Drosselklappensteuerungsvorrichtung hat eine Drosselklappe, einen Zahnradmechanismus, einen Motor, eine elektronische Steuerungseinheit (ECU), einen Drosselklappenstellungssensor und einen Gaspedalsensor. Der Drosselklappenstellungssensor erfaßt die tatsächliche Drosselklappenstellung und gibt das Drosselklappen stellungssignal an die ECU heraus. Der Gaspedalsensor erfaßt die tatsächliche Gaspedalstellung und gibt das Gaspedalstellungssignal an die ECU heraus. Die ECU bestimmt eine Soll-Drosselklappenstellung in Antwort auf die tatsächliche Gaspedalstellung und andere Parameter, die Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors wiedergeben, beispielsweise die in den Verbrennungsmotor eingespritzte Brennstoffmenge oder die Temperatur des Verbrennungsmotors. Der Zahnradmechanismus ist zwischen dem Motor und der Drosselklappe angeordnet, um das Drehmoment von dem Motor auf die Drosselklappe zu übertragen. Der Motor wird durch die ECU mit Elektrizität beschaltet, um die Drosselklappe über den Zahnradmechanismus anzutreiben. Mit anderen Worten, die Drosselklappe wird durch den Motor geöffnet und geschlossen, der durch die ECU gesteuert wird. Die ECU führt eine Servosteuerung auf der Basis einer Proportional-Integral- Differentialregelung (PID-Regelung) aus, so daß die tatsächliche Drossel klappenstellung mit der Soll-Drosselklappenstellung über einstimmt.A conventional throttle control device has one Throttle valve, a gear mechanism, an engine, a electronic control unit (ECU), one Throttle position sensor and an accelerator pedal sensor. Of the Throttle position sensor detects the actual one Throttle valve position and gives the throttle valve position signal to the ECU. The accelerator pedal sensor detects the actual accelerator pedal position and gives that Accelerator pedal position signal to the ECU. The ECU determines one Target throttle position in response to the actual one Accelerator pedal position and other parameters, the operating conditions reproduce the internal combustion engine, for example in the Combustion engine injected fuel amount or the Internal combustion engine temperature. The gear mechanism is arranged between the engine and the throttle valve to the To transmit torque from the engine to the throttle valve. The engine is connected to electricity by the ECU Drive the throttle valve via the gear mechanism. With in other words, the throttle valve is opened by the engine and closed, which is controlled by the ECU. The ECU leads a servo control based on a proportional-integral Differential control (PID control), so that the actual Throttle flap position with the target throttle valve position agrees.

Die obige herkömmliche Drosselklappensteuerungseinrichtung ist beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 07(1995)-97950 oder in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 05(1993)-163988 beschrieben. Der Motor der Drosselklappensteuerungsvorrichtung, die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 07(1995)-97950 beschrieben ist, ist eine Art Gleichstrommotor. Andererseits ist der Motor der Drosselklappensteuerungsvorrichtung, die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 05(1993)-163988 beschrieben ist, eine Art Schrittmotor.The above conventional throttle control device is for example, in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 07 (1995) -97950 or in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 05 (1993) -163988. The engine of the Throttle control device used in Japanese Publication No. Hei 07 (1995) -97950 a kind of DC motor. On the other hand, the engine is the Throttle control device used in Japanese Laid-open publication No. Hei 05 (1993) -163988, a kind of stepper motor.

Zum Zwecke der Verbesserung hinsichtlich des Kraftstoff verbrauchs und der Abgasreinigung, soll die Drosselklappen steuerungsvorrichtung die der Brennkraftmaschine zugeführte Einlaßluftmenge genau und schnell regeln, indem die Öffnungsstellung der Drosselklappe genau gesteuert wird, um das Ansprechverhalten der Drosselklappe zu verbessern. Wenn die Öffnungsstellung der Drosselklappe im Bereich kleiner Öffnungen ist, soll die Drosselklappensteuerungsvorrichtung eine fein unterteilte Steuerung der Drosselklappe ausführen. Wenn andererseits die Öffnungsstellung der Drosselklappe im Bereich großer Öffnungen ist, soll die Drosselklappensteuerungs vorrichtung die Drosselklappe schnell drehen können.For the purpose of fuel improvement consumption and exhaust gas purification, the throttle should Control device that supplied to the internal combustion engine Control intake air volume precisely and quickly by using the Throttle valve opening position is precisely controlled to To improve throttle response. If the Throttle valve opening position in the area of small openings is, the throttle control device should be fine Carry out divided control of the throttle valve. If on the other hand, the opening position of the throttle valve in the area is large openings, the throttle control device can turn the throttle valve quickly.

Jedoch wird die Drehgeschwindigkeit der Drosselklappe, die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 07(1995)-97950 beschrieben ist, nicht variiert, so daß die Drossel klappensteuerungsvorrichtung die fein unterteilte oder feinfühlige Stellungsregelung der Drosselklappe nicht ausführen kann. Weil die Drosselklappensteuerungsvorrichtung, die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 05(1993)-163988 beschrieben ist, den Schrittmotor aufweist, kann der Schrittmotor die feinfühlige Stellungsregelung der Drosselklappe besser ausführen als der Gleichstrommotor. Jedoch ist das Ansprechen des Schrittmotors langsamer, als das des Gleich strommotors und die Kosten des Schrittmotors sind höher als die des Gleichstrommotors.However, the speed of rotation of the throttle valve, which in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 07 (1995) -97950 is not varied, so the throttle flap control device the finely divided or Do not carry out sensitive position control of the throttle valve can. Because the throttle control device used in the Japanese Patent Laid-Open No. Hei 05 (1993) -163988 has the stepper motor, the Stepper motor the sensitive position control of the throttle valve perform better than the DC motor. However, it is The stepper motor responds more slowly than that of the same current motor and the cost of the stepper motor are higher than that of the DC motor.

Die Erfindung wurde gemacht, um die oben aufgezeigten Probleme zu lösen. Erfindungsgemäß ist eine Drosselklappensteuerungs vorrichtung zur Steuerung der einer Brennkraftmaschine zugeführten Einlaßluftmenge geschaffen, mit einer Drosselklappe, die in einem Lufteinlaßkanal angeordnet ist, einer Drosselklappenwelle, die einstückig mit der Drosselklappe verbunden ist, um mit der Drosselklappe als ein Körper zu drehen, einer Antriebsquelle zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments, und einem Antriebsdrehmomentübertra gungsmechanismus, der zwischen der Antriebsquelle und der Drosselklappenwelle angeordnet ist, um das Antriebsdrehmoment auf die Drosselklappenwelle zu übertragen, wobei der Antriebs drehmomentübertragungsmechanismus einen Zahnradmechanismus aufweist, dessen Übersetzungsverhältnis ins Langsame entsprechend einer Abnahme der Drosselklappenöffnung zunimmt.The invention has been made to address the problems outlined above to solve. According to the invention is a throttle valve control Device for controlling an internal combustion engine supplied intake air volume created with a throttle valve, which is arranged in an air inlet duct, one Throttle valve shaft that is integral with the throttle valve is connected to the throttle valve as a body too rotate, a drive source for generating a Drive torque, and a drive torque transfer supply mechanism between the drive source and the Throttle valve shaft is arranged to drive torque to transmit to the throttle valve shaft, the drive torque transmission mechanism a gear mechanism has, whose gear ratio in slow increases according to a decrease in the throttle valve opening.

Andere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Diskussion der beigefügten Zeichnung deutlich.Other objects and advantages of the invention will be apparent from the following discussion of the accompanying drawing clearly.

Die vorhergehenden und zusätzlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden genauen Beschreibung von Ausführungsbeispielen davon deutlicher, wenn diese unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren betrachtet wird, in denen:The foregoing and additional features of the present Invention will be apparent from the following detailed description of Embodiments of this more clearly when these under Reference to the accompanying figures is considered in to whom:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm des ersten Ausführungsbeispiels einer Drosselklappensteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; Fig. 1 is a simplified block diagram of the first embodiment of a throttle control apparatus according to the present invention;

Fig. 2 eine Perspektivansicht des ersten Ausführungsbeispiels eines Antriebsdrehmomentübertragungs mechanismus der Drosselklappensteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; Fig. 2 is a perspective view of the first embodiment of a drive torque transmission mechanism of the throttle control device according to the present invention;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels ist, die einen Eingriff zwischen einem zweiten Zahnrad und einem letzten Zahnrad zeigt, wenn die Drosselklappe in der voll geschlossenen Stellung ist; . Figure 3 is a schematic illustration of the first embodiment, showing an engagement between a second gear and a final gear when the throttle valve in the fully closed position;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels ist, die einen Eingriff zwischen einem zweiten Zahnrad und einem letzten Zahnrad zeigt, wenn die Drosselklappe in der voll geöffneten Stellung ist; Fig. 4 is a schematic illustration of the first embodiment showing engagement between a second gear and a last gear when the throttle valve is in the fully open position;

Fig. 5 eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 3, die jedoch das zweite Ausführungsbeispiel der Drosselklappen steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 5 is a schematic illustration similar to Figure 3, but showing the second embodiment of the throttle valve control device according to the present invention.

Fig. 6 eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 4 ist, die jedoch das zweite Ausführungsbeispiel der Drosselklappen steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 6 is a schematic illustration similar to Fig. 4, but showing the second embodiment of the throttle control device according to the present invention;

Fig. 7 eine Perspektivansicht des dritten Ausführungs beispiels eines Antriebsdrehmomentübertragungsmechanismus der Drosselklappensteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wenn die Drosselklappe in der voll geschlossenen Stellung ist; Fig. 7 is a perspective view of the third execution example of a drive torque transmission mechanism of the throttle control apparatus according to the present invention is, when the throttle valve in the fully closed position;

Fig. 8 eine Perspektivansicht des dritten Ausführungs beispiels eines Antriebsdrehmomentübertragungsmechanismus der Drosselklappensteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wenn die Drosselklappe in der voll geöffneten Stellung ist; Fig. 8 is a perspective view of the third execution example of a drive torque transmission mechanism of the throttle control apparatus according to the present invention is, when the throttle valve in the fully open position;

Fig. 9 eine schematische Darstellung entlang einer Linie A-A von Fig. 7 ist, die einen Eingriff zwischen einem zweiten Zahnrad und einem letzten Zahnrad zeigt; und Fig. 9 is a schematic illustration taken along line AA of Fig. 7 showing engagement between a second gear and a last gear; and

Fig. 10 eine schematische Darstellung entlang der Linie B-B von Fig. 8 ist, die einen Eingriff zwischen einem zweiten Zahnrad und einem letzten Zahnrad zeigt. FIG. 10 is a schematic illustration taken along line BB of FIG. 8, showing an engagement between a second gear and a last gear.

Eine Drosselklappensteuerungsvorrichtung gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.A throttle control device according to preferred Embodiments of the present invention are described in Explained with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 zeigt eine Drosselklappe 10 und andere Komponenten zum Antrieb der Drosselklappe 10. Die Drosselklappe 10 ist einstückig mittels zwei Schrauben 11a, 11b, wie in Fig. 2 gezeigt ist, an einer Drosselklappenwelle 12 befestigt. Die Drosselklappe 10 ist drehbar in einem Einlaßkanal 14 gehalten, der mit einem Einlaßanschluß 16 einer Brennkraftmaschine 18 verbunden ist. Ein Zahnradmechanismus 20 ist an einem Ende der Drosselklappenwelle 12 angebracht. Ein Gleichstrommotor 22 dreht die Drosselklappenwelle 12 über den Zahnradmechanismus 20, so daß die der Brennkraftmaschine 18 zugeführte Einlaßluftmenge gesteuert wird. Der Gleichstrommotor 22 wird durch einen Treiberschaltkreis 24 in Antwort auf das Lastverhältnissignal angetrieben, das durch eine elektronische Drosselklappen steuerungseinheit (ECU) 26 berechnet ist. Fig. 1 shows a throttle valve 10 and other components for driving the throttle valve 10. The throttle valve 10 is attached in one piece to a throttle valve shaft 12 by means of two screws 11 a, 11 b, as shown in FIG. 2. The throttle valve 10 is rotatably held in an inlet channel 14 which is connected to an inlet connection 16 of an internal combustion engine 18 . A gear mechanism 20 is attached to one end of the throttle valve shaft 12 . A DC motor 22 rotates the throttle valve shaft 12 via the gear mechanism 20 so that the amount of intake air supplied to the engine 18 is controlled. The DC motor 22 is driven by a driver circuit 24 in response to the load ratio signal calculated by an electronic throttle control unit (ECU) 26 .

Die Drosselklappensteuerungs-ECU 26 empfängt das Gaspedal stellungssignal Ap von einem Gaspedalsensor 28, der die Stellung eines Gaspedals 30 erfaßt. Die Drosselklappensteuerungs-ECU 26 empfängt andere Signale, beispielsweise die in die Brennkraftmaschine eingespritzte Brennstoffmenge, die Temperatur der Brennkraftmaschine 18 und dergleichen von einer Motorsteuerungs-ECU (nicht gezeigt), so daß die Drosselklappen steuerungs-ECU 26 eine Sollstellung der Drosselklappe 10 berechnet. Ein Drosselklappenstellungssensor 32 ist an dem Zahnradmechanismus 20 angeordnet und erfaßt die Stellung der Drosselklappe 10. Die Drosselklappensteuerungs-ECU 26 empfängt ferner das Drosselklappenstellungssignal Sa von dem Drosselklappenstellungssensor 32. Die Drosselklappensteuerungs-ECU 26 berechnet Abweichungen zwischen dem Drosselklappen stellungssignal Sa und der Sollstellung der Drosselklappe 10. Zum Zweck der Verminderung der obigen Abweichungen führt die Drosselklappensteuerungs-ECU 26 eine Verarbeitung als PID-Regelung aus und berechnet das Lastverhältnissignal zur Versorgung des Treiberschaltkreises 24.The throttle control ECU 26 receives the accelerator position signal Ap from an accelerator sensor 28 that detects the position of an accelerator 30 . The throttle control ECU 26 receives other signals such as the amount of fuel injected into the engine, the temperature of the engine 18, and the like from an engine control ECU (not shown), so that the throttle control ECU 26 calculates a target position of the throttle valve 10 . A throttle position sensor 32 is arranged on the gear mechanism 20 and detects the position of the throttle valve 10 . The throttle control ECU 26 further receives the throttle position signal Sa from the throttle position sensor 32 . The throttle valve control ECU 26 calculates deviations between the throttle valve position signal Sa and the target position of the throttle valve 10 . For the purpose of reducing the above deviations, the throttle control ECU 26 executes processing as PID control and calculates the load ratio signal for supplying the driver circuit 24 .

Fig. 2 zeigt den Zahnradmechanismus 20, der ein Ritzel 40, ein Zwischenzahnradelement 50 und ein letztes Zahnrad oder ein Antriebszahnrad 70 hat. Das Zwischenzahnradelement 50 hat ein erstes Zahnrad 52, ein zweites Zahnrad 54, dessen Durchmesser kleiner ist als der des ersten Zahnrads 52, und einen zylindrischen Abschnitt 55, welcher einstückig mit dem ersten Zahnrad 53 und dem zweiten Zahnrad 54 verbunden ist. Eine Zwischenwelle 56 ist in einem Gehäuse (nicht gezeigt) gehalten. FIG. 2 shows the gear mechanism 20 , which has a pinion 40 , an intermediate gear element 50 and a last gear or a drive gear 70 . The intermediate gear member 50 has a first gear 52 , a second gear 54 whose diameter is smaller than that of the first gear 52 , and a cylindrical portion 55 which is integrally connected to the first gear 53 and the second gear 54 . An intermediate shaft 56 is held in a housing (not shown).

Der zylindrische Abschnitt 55 des Zwischenzahnradelements 50 ist drehbar um die Zwischenwelle 56 eingesetzt, so daß das erste Zahnrad 52 als und das zweite Zahnrad 54 zusammen einstückig um die Zwischenwelle 56 gedreht werden können. Das Ritzel 40 ist an einer Ausgangswelle 24 des Gleichstrommotors 22 befestigt und ist mit dem ersten Zahnrad 52 in Eingriff. Das letzte Zahnrad 70 ist an der Drosselklappenwelle 12 befestigt, welche einstückig mittels den Schrauben 11a und 11b die Drosselklappe 10 trägt. Das letzte Zahnrad 70 ist in Eingriff mit dem zweiten Zahnrad 54 des Zwischenzahnradelements 50. Das Antriebsdrehmoment des Gleichstrommotors 22 wird über die Ausgangswelle 54 auf das Ritzel 40 übertragen und wird über den Eingriff zwischen dem Ritzel 40 und dem ersten Zahnrad 52 auf das erste Zahnrad 52 übertragen. Das auf das erste Zahnrad 52 übertragene Antriebsdrehmoment dreht einstückig das erste Zahnrad 52 und das zweite Zahnrad 54, so daß das Antriebsdrehmoment auf das zweite Zahnrad 54 übertragen wird, weil der zylindrische Abschnitt 55 das erste Zahnrad 52 und das zweite Zahnrad 54 fest miteinander verbindet. Das Antriebsdrehmoment, welches auf das zweite Zahnrad 54 übertragen wurde, wird auf das letzte Zahnrad 70 durch den Eingriff zwischen dem zweiten Zahnrad 54 und dem letzten Zahnrad 70 übertragen. Folglich dreht der Gleichstrommotor 22 die Drosselklappenwelle 12, um die Drosselklappe 10 anzutreiben.The cylindrical portion 55 of the intermediate gear element 50 is rotatably inserted about the intermediate shaft 56 , so that the first gear 52 as and the second gear 54 can be rotated integrally around the intermediate shaft 56 . The pinion 40 is fixed to an output shaft 24 of the DC motor 22 and is engaged with the first gear 52 . The last gear 70 is attached to the throttle valve shaft 12 , which carries the throttle valve 10 in one piece by means of the screws 11 a and 11 b. The last gear 70 is in engagement with the second gear 54 of the intermediate gear element 50 . The drive torque of the DC motor 22 is transmitted to the pinion 40 via the output shaft 54 and is transmitted to the first gear 52 via the engagement between the pinion 40 and the first gear 52 . The driving torque transmitted to the first gear 52 integrally rotates the first gear 52 and the second gear 54 so that the driving torque is transmitted to the second gear 54 because the cylindrical portion 55 firmly connects the first gear 52 and the second gear 54 to each other. The drive torque that has been transmitted to the second gear 54 is transmitted to the last gear 70 through the engagement between the second gear 54 and the last gear 70 . As a result, the DC motor 22 rotates the throttle valve shaft 12 to drive the throttle valve 10 .

Fig. 3 und 4 zeigen den Eingriff zwischen dem zweiten Zahnrad 54 und dem letzten Zahnrad 70. Fig. 3 zeigt einen Zustand, in welchem die Drosselklappenstellung eine minimale Öffnung freigibt. Fig. 4 zeigt einen anderen Zustand, in welchem die Drosselklappenstellung eine maximale Öffnung freigibt. Wie in Fig. 3 hinsichtlich eines Eingriffspunkts PL zwischen dem zweiten Zahnrad 54 und dem letzten Zahnrad 70 gezeigt ist, liegt der Eingriffspunkt PL, der an dem Außenumfang des zweiten Zahnrads 54 angeordnet ist, in einem maximalen Abstand hinsichtlich eines Abstands zwischen der Zwischenwelle 56 und dem Eingriffspunkt PL. Andererseits ist der an dem Außenumfang des letzten Zahnrads 70 befindliche Eingriffspunkt PL in einem minimalen Abstand hinsichtlich eines Abstands zwischen der Drosselklappenwelle 12 und dem Eingriffspunkt PL. Im Ergebnis ist, wenn die Drosselklappenstellung nahe der minimalen Öffnung ist, ein Übersetzungsverhältnis ins Langsame in dem Eingriff des zweiten Zahnrads 54 mit dem letzten Zahnrad 70 am größten. Folglich wird die Drehgeschwindigkeit des letzten Zahnrads 70 verglichen mit der Drehgeschwindigkeit des durch den Gleichstrommotor angetriebenen Zahnrads 54 langsam, um eine fein unterteilte oder feinfühlige Stellungsregelung der Drosselklappe 10 auszuführen. FIGS. 3 and 4 show the engagement between the second gear 54 and the final gear 70. Fig. 3 shows a state in which the throttle valve position releases a minimal opening. Fig. 4 shows another state in which the throttle valve position releases a maximum opening. As shown in FIG. 3 with respect to an engagement point PL between the second gear 54 and the last gear 70 , the engagement point PL located on the outer periphery of the second gear 54 is at a maximum distance in terms of a distance between the intermediate shaft 56 and the point of intervention PL. On the other hand, the engagement point PL located on the outer periphery of the last gear 70 is a minimum distance with respect to a distance between the throttle valve shaft 12 and the engagement point PL. As a result, when the throttle position is near the minimum opening, a slow gear ratio is greatest in the engagement of the second gear 54 with the last gear 70 . As a result, the rotational speed of the last gear 70 becomes slow compared to the rotational speed of the gear 54 driven by the DC motor to perform finely divided or sensitive position control of the throttle valve 10 .

Weiterhin nimmt, wenn das durch den Gleichstrommotor 22 erzeugte Antriebsdrehmoment das zweite Zahnrad 54 um die Zwischenwelle 56 von dem in Fig. 3 gezeigten Zustand ausgehend im Uhrzeigersinn dreht, die Stellung der Drosselklappe 10 die maximale Öffnungsstellung ein, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Verglichen mit dem in Fig. 3 gezeigten Zustand ist ein Abstand zwischen der Zwischenwelle 56 und einem Eingriffspunkt PO kleiner als der Abstand zwischen der Zwischenwelle 56 und dem Eingriffspunkt PL. Ferner ist ein Abstand zwischen der Drosselklappenwelle 12 und dem Eingriffspunkt PO größer als der Abstand zwischen der Drosselklappenwelle 12 und dem Eingriffspunkt PL. Im Ergebnis hat, verglichen mit dem in Fig. 3 gezeigten Zustand, der in Fig. 4 gezeigte Zustand ein niedriges Übersetzungsverhältnis ins Langsame in dem Eingriff zwischen dem zweiten Zahnrad 54 und dem letzten Zahnrad 70. Folglich wird, verglichen mit dem Fall, wenn die Position der Drosselklappe 10 nahe der kleinsten Öffnung ist, die Drehgeschwindigkeit des letzten Zahnrads 70 hoch, um die Drosselklappe 10 schnell zu drehen. Entsprechend wird das Übersetzungsverhältnis ins Langsame des Eingriffs zwischen dem zweiten Zahnrad 54 und dem letzten Zahnrad 70 entsprechend einer Abnahme der Öffnung der Drosselklappe 10 größer.Further, when the drive torque generated by the DC motor 22 rotates the second gear 54 about the intermediate shaft 56 clockwise from the state shown in FIG. 3, the position of the throttle valve 10 takes the maximum open position as shown in FIG. 4. Compared to the state shown in FIG. 3, a distance between the intermediate shaft 56 and an engagement point PO is smaller than the distance between the intermediate shaft 56 and the engagement point PL. Furthermore, a distance between the throttle valve shaft 12 and the engagement point PO is greater than the distance between the throttle valve shaft 12 and the engagement point PL. As a result, compared to the state shown in FIG. 3, the state shown in FIG. 4 has a low speed ratio in the slow engagement between the second gear 54 and the last gear 70 . As a result, compared to the case when the position of the throttle valve 10 is close to the smallest opening, the rotational speed of the last gear 70 becomes high to rotate the throttle valve 10 quickly. Accordingly, the slow gear ratio increases between the second gear 54 and the last gear 70 corresponding to a decrease in the opening of the throttle valve 10 .

Fig. 5 und 6 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die jeweils ähnlich Fig. 3 und 4 sind. FIGS. 5 and 6 show a second embodiment of the present invention, each similar to Fig. 3 and 4.

In Fig. 5 und 6 sind die gleichen Teile wie in Fig. 2 bis 4 mit den gleichen Bezugszeichen dieser Fig. 2 und 4 bezeichnet. Besonderheiten des zweiten Ausführungsbeispiels sind die Formen eines zweiten Zahnrads 58 und eines letzten Zahnrads 72.In FIGS. 5 and 6 2 of Fig. 2 and 4 are the same parts as in Fig. To 4 are denoted by the same reference numerals. Special features of the second exemplary embodiment are the shapes of a second gear 58 and a last gear 72 .

Verglichen mit dem ersten Ausführungsbeispiel haben die Außenumfänge des zweiten Zahnrads 58 und des letzten Zahnrads 72 die gleiche Form wie das zweite Zahnrad 54 bzw. das letzte Zahnrad 70, so daß das zweite Zahnrad 58 und das letzte Zahnrad 72 miteinander kämmen. Jedoch sind das zweite Zahnrad 58 und das letzte Zahnrad 72 nur mit sektorförmiger Form versehen, wie in Fig. 5 und 6 gezeigt ist, weil jeder der Schwenkbereiche des zweiten Zahnrads 58 und des letzten Zahnrads 72, der zwischen dem in Fig. 5 gezeigten Zustand und dem in Fig. 6 gezeigten Zustand liegt, weniger als 90° beträgt. Im Ergebnis können die Gewichte des zweiten Zahnrads 58 und des letzten Zahnrads 72 vermindert werden, so daß die Drosselklappensteuerungsvorrichtung leichtgewichtig wird und die Drehmomente bzw. Trägheitsmomente gegen Drehung des zweiten Zahnrads 58 und des letzten Zahnrads 72 nicht zunehmen.Compared to the first embodiment, the outer peripheries of the second gear 58 and the last gear 72 have the same shape as the second gear 54 and the last gear 70 , so that the second gear 58 and the last gear 72 mesh with each other. However, the second gear 58 and the last gear 72 are only sector-shaped as shown in FIGS. 5 and 6 because each of the swing ranges of the second gear 58 and the last gear 72 is between the state shown in FIG. 5 and the state shown in Fig. 6 is less than 90 °. As a result, the weights of the second gear 58 and the last gear 72 can be reduced, so that the throttle valve control device becomes lightweight and the torques against the rotation of the second gear 58 and the last gear 72 do not increase.

Fig. 7 bis 10 zeigen ein dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In Fig. 7 bis 10 sind die gleichen Teile wie in Fig. 2 bis 4 mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 bis 4 bezeichnet. Die Besonderheit des dritten Ausführungs beispiels ist ein Zahnradmechanismus 21, welcher ein zweites Zahnrad 62 und ein letztes Zahnrad 74 aufweist. FIGS. 7 to 10 show a third embodiment of the present invention. In Figs. 7 to 10, the same parts as in Fig. 2 are referred to 4 with the same reference numerals as in Fig. 2 to 4. The special feature of the third embodiment example is a gear mechanism 21 , which has a second gear 62 and a last gear 74 .

Wie in Fig. 7 und 8 gezeigt ist, hat der Zahnradmechanismus 21 ein Ritzel 40, ein Zwischenzahnradelement 51 und ein letztes Zahnrad oder Abtriebszahnrad 74. Das Zwischenzahnradelement 51 hat ein erstes Zahnrad 60, ein zweites Zahnrad 62, dessen Durchmesser kleiner ist als der des ersten Zahnrads 60, und einen zylindrischen Abschnitt 65, welcher einstückig mit dem ersten Zahnrad 60 und dem zweiten Zahnrad 62 verbunden ist. Eine Zwischenwelle 64 ist in einem Gehäuse 15 gehalten. Der zylindrische Abschnitt 65 des Zwischenzahnradelements 51 ist drehbar auf die Zwischenwelle 65 aufgesetzt, um das erste Zahnrad 60 und das zweite Zahnrad 62 einstückig miteinander drehen zu können. Das erste Zahnrad 60 hat eine kreisförmige Form, doch die Form des zweiten Zahnrads 62 ist oval oder elliptisch, wie in Fig. 9 und 10 gezeigt ist. Die Zwischenwelle 64 durchdringt das erste Zahnrad 60 und das zweite Zahnrad 62 jeweils in deren Schwerpunkt. Das Ritzel 40 ist an der Ausgangswelle 24 des Gleichstrommotors befestigt und ist mit dem ersten Zahnrad 60 in Eingriff. Das letzte Zahnrad oder Abtriebszahnrad 74 ist an der Drosselklappenwelle 12 befestigt, welche mittels den Schrauben 11a und 11b die Drosselklappe 10 einstückig trägt. Das letzte Zahnrad 74 hat eine ovale oder elliptische Form. Ein Ende der Drosselklappenwelle 12 ist in das letzte Zahnrad 74 in den Schwerpunkt des letzten Zahnrads 74 eingeführt, um diese miteinander zu verbinden. Das letzte Zahnrad 74 kämmt mit dem zweiten Zahnrad 62 des Zwischenzahnradelements 51. Das Antriebsdrehmoment des Gleichstrommotors 22 wird über die Ausgangswelle 24 auf das Ritzel 40 übertragen und wird über den Eingriff zwischen dem Ritzel 40 und dem ersten Zahnrad 60 auf das erste Zahnrad 60 übertragen. Das Antriebsdrehmoment, welches auf das erste Zahnrad 60 übertragen wurde, dreht das erste Zahnrad 60 und das zweite Zahnrad 62 einstückig miteinander, so daß das Antriebsdrehmoment auf das zweite Zahnrad 62 übertragen wird, weil der zylindrische Abschnitt 65 das erste Zahnrad 60 und das zweite Zahnrad 62 fest miteinander verbindet. Das Antriebs drehemoment, welches auf das zweite Zahnrad 62 übertragen wurde, wird über den Eingriff zwischen dem zweiten Zahnrad 62 und dem letzten Zahnrad 74 auf das letzte Zahnrad 74 übertragen. Entsprechend kann der Gleichstrommotor 22 die Drossel klappenwelle 12 drehen, um die Drosselklappe 10 auf die gleiche Weise wie in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel erläutert und in Fig. 9 und 10 gezeigt ist, zu drehen. As shown in FIGS. 7 and 8, the gear mechanism 21 has a pinion 40 , an intermediate gear member 51, and a final gear or driven gear 74 . The intermediate gear member 51 has a first gear 60 , a second gear 62 whose diameter is smaller than that of the first gear 60 , and a cylindrical portion 65 which is integrally connected to the first gear 60 and the second gear 62 . An intermediate shaft 64 is held in a housing 15 . The cylindrical portion 65 of the intermediate gear member 51 is rotatably fitted to the intermediate shaft 65 to the first gear 60 and second gear 62 integrally to turn together. The first gear 60 has a circular shape, but the shape of the second gear 62 is oval or elliptical, as shown in FIGS. 9 and 10. The intermediate shaft 64 penetrates the first gear 60 and the second gear 62 in their center of gravity. The pinion 40 is fixed to the output shaft 24 of the DC motor and is engaged with the first gear 60 . The last gear or driven gear 74 is attached to the throttle valve shaft 12 , which carries the throttle valve 10 in one piece by means of the screws 11 a and 11 b. The last gear 74 has an oval or elliptical shape. One end of the throttle valve shaft 12 is inserted into the last gear 74 in the center of gravity of the last gear 74 to connect them together. The last gear 74 meshes with the second gear 62 of the intermediate gear element 51 . The drive torque of the DC motor 22 is transmitted to the pinion 40 via the output shaft 24 and is transmitted to the first gear 60 via the engagement between the pinion 40 and the first gear 60 . The driving torque transmitted to the first gear 60 rotates the first gear 60 and the second gear 62 integrally with each other so that the driving torque is transmitted to the second gear 62 because the cylindrical portion 65, the first gear 60 and the second gear 62 firmly connects. The drive torque that has been transmitted to the second gear 62 is transmitted to the last gear 74 via the engagement between the second gear 62 and the last gear 74 . Accordingly, the DC motor 22 can rotate the throttle valve shaft 12 to rotate the throttle valve 10 in the same manner as explained in the first and second embodiments and shown in Figs. 9 and 10.

Eine Drosselklappensteuerungsvorrichtung zur Steuerung der einer Brennkraftmaschine zugeführten Einlaßluftmenge hat eine Drosselklappe 10, die in einem Lufteinlaßkanal 14 angeordnet ist, eine Drosselklappenwelle 12, die einstückig mit der Drosselklappe 10 verbunden ist, um einstückig mit der Drosselklappe zu drehen, eine Antriebsquelle 22 zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments, und einen Antriebsdrehmoment übertragungsmechanismus 20, 21, der zwischen der Antriebsquelle 22 und der Drosselklappenwelle 12 angeordnet ist, um das Antriebsdrehmoment auf die Drosselklappenwelle 12 zu übertragen, wobei der Antriebsdrehmomentübertragungsmechanismus 20, 21 einen Zahnradmechanismus aufweist, dessen Übersetzungsverhältnis ins Langsame entsprechend einer Abnahme der Öffnung der Drosselklappe 10 zunimmt.A throttle control device for controlling the amount of intake air supplied to an internal combustion engine has a throttle valve 10 disposed in an air intake passage 14 , a throttle valve shaft 12 which is integrally connected to the throttle valve 10 to rotate integrally with the throttle valve, a drive source 22 for generating a driving torque and a drive torque transmission mechanism 20, 21, to be transferred between the drive source 22 and the throttle shaft 12 is arranged around the drive torque to the throttle shaft 12, the drive torque transmission mechanism 20, 21 having a gear mechanism whose speed reduction ratio corresponding to a reduction of the opening the throttle valve 10 increases.

Claims

1. A throttle valve control device for controlling the amount of intake air supplied to an internal combustion engine, comprising:
a throttle valve ( 10 ) which is arranged in an air inlet duct ( 14 ),
to turn a throttle valve shaft (12) which is integrally connected to the throttle valve (10) is formed integrally with the throttle valve (10),
a drive source ( 22 ) for generating a drive torque, and
to transmit a drive torque transmission mechanism (20, 21) which is arranged between the drive source (22) and the throttle valve shaft (12) to the driving torque on the throttle valve shaft (12), said drive torque transmission mechanism (20, 21) having a gear mechanism whose transmission ratio increases slowly according to a decrease in the opening of the throttle valve ( 10 ).

2. The throttle control device according to claim 1, wherein the gear mechanism has an adjustable gear mechanism having.

3. The throttle control device of claim 2, wherein the adjustable transmission mechanism includes a first oval gear ( 54 , 58 , 62 ) that receives drive torque from the drive source ( 22 ) and a second oval gear ( 70 , 72 , 74 ) that engages with the first oval gear ( 54 , 58 , 62 ) and is connected to the throttle valve shaft ( 12 ).

4. The throttle control device of claim 3, wherein a large diameter portion of the first oval gear ( 54 , 58 , 62 ) is engaged with the small diameter portion of the second oval gear ( 70 , 72 , 74 ) when the opening of the throttle valve ( 10 ) is minimal is.

5. A throttle control apparatus according to claim 4, wherein the center of rotation of the first oval gear (54) relative to the focus of the first oval gear (54) is eccentric, and wherein the rotational center of the second oval gear (70) relative to the focus of the second oval gear (70 ) is eccentric.

6. The throttle control device according to claim 5, wherein one of the first oval gear ( 58 ) or the second oval gear ( 72 ) is sector-shaped.

7. The throttle valve control device according to claim 3, wherein the adjustable gear mechanism further comprises a pinion ( 40 ) which is fixed to an output shaft ( 24 ) of the drive source ( 22 ) and is in operative engagement with the first oval gear ( 54 , 58 , 62 ).

The throttle valve control device according to claim 7, wherein the second oval gear ( 70 , 72 , 74 ) is fixed to the throttle valve shaft ( 12 ).

9. The throttle control device of claim 3, wherein the adjustable gear mechanism further comprises:
a pinion ( 40 ) attached to an output shaft ( 24 ) of the drive source ( 22 ), and
an intermediate gear (52, 60) with the pinion (40) engaged with the intermediate gear (52, 60) rotates integrally with the first oval gear (54, 62).

10. The throttle valve control device according to claim 9, wherein the second oval gear ( 70 , 72 , 74 ) is fixed to the throttle valve shaft ( 12 ).

11. The throttle control device of claim 9, wherein the adjustable gear mechanism further comprises a shaft ( 56 , 64 ) that rotatably holds both the idler gear ( 52 , 60 ) and the first oval gear ( 54 , 62 ).