DE69936238T3

DE69936238T3 - Drosselklappe für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69936238T3
Application number: DE69936238T
Authority: DE
Inventors: Eisuke c/o Hitachi Wayama; Toshifumi c/o Hitachi Usui; Shigeru c/o Hitachi Tokumoto; Yasuo c/o Hitachi Car Engineering Co Saito
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1998-10-06
Filing date: 1999-10-05
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2019-10-06
Also published as: US6382181B2; US20030172905A1; JP2000110589A; US20020189585A1; EP0992662B1; EP1479892A2; US6382180B2; EP1477650A3; EP1635052A1; EP1635053A1; DE69938011T3; US7231903B2; DE69938011D1; DE69936238D1; US6691681B2; DE69938011T2; EP1635052B1; EP1635052B2; US20040060542A1; US20010000869A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drosselvorrichtung für eine Brennkraftmaschine und insbesondere auf eine Drosselvorrichtung mit elektronischer Steuerung, die das Öffnen und das Schließen einer Drosselklappe durch Ansteuern eines elektrisch angetriebenen Stellglieds anhand eines Steuersignals steuert.
Bei der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung zum Steuern einer Drosselklappe eines Motors durch Ansteuern eines elektrisch angetriebenen Stellglieds (beispielsweise eines Gleichstrommotors oder eines Schrittmotors) ist eine Technik bekannt, nach der ein anfänglicher Öffnungswinkel (Ausgangsstellungsöffnungswinkel) der Drosselklappe in der Aus-Stellung des Zündschlüssels (mit anderen Worten dann, wenn das elektrisch angetriebene Stellglied nicht mit Energie versorgt wird) auf eine Position eingestellt, die weiter als seine vollständig geschlossene Position ist.
Hier bedeutet die vollständig geschlossene Position nicht die Position, bei der der Einlassluftdurchgang völlig gedrosselt ist. Genauer ist bei einer Drosselvorrichtung, die lediglich unter Verwendung einer Drosselklappe und ohne Umgehung zum Umgehen der Drosselklappe eine Leerlaufdrehzahlsteuerung ausführt, die vollständig geschlossene Position dadurch definiert, dass zwischen einer mechanisch vollständig geschlossenen Position und einer elektrisch vollständig geschlossenen Position unterschieden wird, wie im Folgenden beschrieben wird.
Die mechanisch vollständig geschlossene Position bedeutet eine durch einen Stopper festgelegte Minimalöffnungswinkelposition einer Drosselklappe, wobei der minimale Öffnungswinkel auf eine Position eingestellt ist, bei der die Drosselklappe gegenüber einer Position, in der der Einlassluftdurchgang vollständig gedrosselt ist, leicht geöffnet ist, um ein Hängenbleiben der Drosselklappe zu verhindern. Die elektrisch vollständig geschlossene Position bedeutet einen minimalen Öffnungswinkel innerhalb eines Bereichs von Öffnungswinkeln, die für die Steuerung verwendet werden, wobei der minimale Öffnungswinkel, unter Annahme der mechanisch vollständig geschlossenen Position als Referenz, durch Steuern der Ansteuerung des elektrisch angetriebenen Stellglieds auf eine Öffnungsposition eingestellt wird, die etwas weiter als die mechanisch vollständig geschlossene Position ist (beispielsweise auf eine Position, die um etwa 1° weiter als die mechanisch vollständig geschlossene Position ist). Bei der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung muss die elektrisch vollständig geschlossene Position (der von der Steuerung beabsichtigte oder anzusteuernde minimale Öffnungswinkel) nicht immer mit einem Leerlauföffnungswinkel (einem Öffnungswinkel, der für die Leerlaufdrehzahlsteuerung erforderlich ist) übereinstimmen. Der Grund ist der, dass der Öffnungswinkel der Drosselklappe anhand eines Signals, das die Leerlaufdrehzahl erfasst, über einen Regelkreis gesteuert wird, um die Leerlaufdrehzahl auf einer Solldrehzahl zu halten, weshalb der Öffnungswinkel nicht eindeutig bestimmt werden kann.
Hinsichtlich einer vollständig geöffneten Position gibt es eine mechanisch vollständig geöffnete Position, die durch einen Stopper bestimmt ist, und eine elektrisch vollständig geöffnete Position eines gesteuerten maximalen Öffnungswinkels. Falls hier einfach von einer ”vollständig geschlossenen Position” geschrieben wird, umfasst die Bedeutung des Worts sowohl die elektrisch vollständig geschlossene Position als auch die mechanisch vollständig geschlossene Position.
Bei einer normalen Steuerung wird die Drosselklappe zwischen der elektrisch vollständig geschlossenen Position (dem anzusteuernden minimalen Öffnungswinkel) und der elektrisch vollständig geöffneten Position (dem anzusteuernden maximalen Öffnungswinkel) gesteuert. Dadurch trifft ein Teil der Drosselklappe nicht die Stopper auf, die die mechanisch vollständig geschlossene Position und die mechanisch vollständig geöffnete Position beim Steuern der Drosselklappe auf den minimalen und den maximalen Öffnungswinkel bestimmen. Daher können eine mechanische Ermüdung, ein Verschleiß und eine Beschädigung der Stopper und der Zahnradelemente sowie das Hängenbleiben der Drosselklappe an dem Stopper verhindert werden.
Ein Ausgangsstellungsöffnungswinkel (d. h. der anfängliche Öffnungswinkel in der Aus-Stellung des Zündschlüssels) wird auf einen Öffnungswinkel einer Position eingestellt, bei der die Drosselklappe weiter geöffnet ist als in der vollständig geschlossenen Position (der mechanisch vollständig geschlossenen Position und der elektrisch vollständig geschlossenen Position) (beispielsweise auf eine Position, die um 4 bis 13° weiter als die mechanisch vollständig geschlossene Position ist). Ein Grund, weshalb der Ausgangsstellungsöffnungswinkel eingestellt wird, ist der, dass ohne jeglichen Nebenluftdurchgang (ein Luftdurchgang, der die Drosselklappe umgeht) eine für die Verbrennung während des Vorwärmvorgangs beim Starten des Motors (Kaltstart) erforderliche Luftdurchflussmenge sichergestellt wird. Während des Leerlaufbetriebs, wenn der Motor erwärmt wird, wird die Drosselklappe so gesteuert, dass sie sich von dem Ausgangsstellungsöffnungswinkel zu dem kleineren Öffnungswinkel hin verstellt. Jedoch ist die untere Grenze die elektrisch vollständig geschlossene Position. Ein weiterer Grund, weshalb der Ausgangsstellungsöffnungswinkel eingestellt wird, ist der, dass die Forderungen erfüllt werden, dass der Selbstlauf (limp home) sichergestellt ist oder dass eine Einlassluftdurchflussmenge sichergestellt ist, die verhindert, dass der Motorbetrieb auch dann, wenn das Drosselklappensteuerungssystem versagt, nicht abbricht, um zu verhindern; dass die Drosselklappe infolge einer viskosen Substanz oder infolge von Eis an einer inneren Oberfläche des Drosselkörpers fest haftet.
Als herkömmliche Beispiele eines Mechanismus zum Einstellen eines Ausgangsstellungsöffnungswinkels sind verschiedenartige Ausgangsstellungsöffnungswinkel-Einstellmechanismen vorgeschlagen worden, beispielsweise in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 63-150449 , in USP 4.947.815 und der entsprechenden japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2-500677 , in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 62-82238 und in dem entsprechenden Patent USP 4.735.179 des Anmelders der vorliegenden Erfindung, in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 10-89096 , in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 10-131771 usw.
Es gibt verschiedene Typen von Ausgangsstellungsöffnungswinkel-Einstellmechanismen. Ein Typ ist beispielsweise jener, bei dem ein Ausgangsstellungsöffnungswinkel durch Festlegen der Beziehung zwischen Kräften einer Rückstellfeder, die eine Kraft in Schließrichtung der Drosselklappe ausübt, und einer entgegengesetzten Feder (die als Ausgangsstellungsfeder oder Anfangsöffnungswinkelfeder bezeichnet wird), die eine Kraft in Öffnungsrichtung der Drosselklappe entgegen der Kraft der Rückstellfeder ausübt, derart, dass bei der Ausgangsstellungsöffnungswinkelposition die Kraft der Ausgangsstellungsfeder größer als die Kraft der Rückstellfeder ist und ein freies Ende der Ausgangsstellungsfeder bei der Ausgangsstellungsöffnungswinkelposition, wenn der Zündschlüssel auf Aus gestellt ist, durch einen Ausgangsstellungsstopper gestoppt wird, (beispielsweise japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2-500677 ).
Ein weiterer Typ ist jener, der in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 1-131771 offenbart ist, bei dem ein Eingriffselement der festen Seite, das an einer Drosselwelle befestigt ist, (dieses Eingriffselement kann durch einen Drosselklappenhebel gebildet sein, oder es kann anstelle des Eingriffselements ein Zahnrad zum Übertragen der Motorleistung verwendet werden) und ein Eingriffselement der beweglichen Seite (ein Verbindungshebel), das lose auf der Drosselwelle angebracht und relativ zu der Drosselwelle drehbar ist, vorgesehen sind, wobei das Eingriffselement der beweglichen Seite und das Eingriffselement der festen Seite durch eine Rückstellfeder miteinander verbunden sind, so dass sie sich gegenseitig anziehen, und mittels einer Ausgangsstellungsfeder eine Kraft in Öffnungsrichtung der Drosselklappe auf das Eingriffselement ausgeübt wird, um das Eingriffselement der beweglichen Seite mit dem Eingriffselement der festen Seite (der Drosselwelle) in Eingriff zu bringen und gemeinsam entgegen der Kraft der Ausgangsstellungsfeder zu drehen, wenn der Öffnungswinkel innerhalb des Bereichs liegt, der kleiner als der Ausgangsstellungsöffnungswinkel (kleiner als die Ausgangsstellungsstopperposition) ist, und lediglich das Eingriffselement der festen Seite und dementsprechend die Drosselwelle entgegen der Kraft der Rückstellfeder zu drehen und eine Bewegung des Eingriffselements der beweglichen Seite durch den Ausgangsstellungsstopper zu verhindern, wenn der Öffnungswinkel innerhalb des Bereichs liegt, der größer als der Ausgangsstellungsöffnungswinkel ist. Andererseits gibt es einen Typ, bei dem das Eingriffselement der beweglichen Seite und das Eingriffselement der festen Seite durch die Ausgangsstellungsfeder miteinander verbunden sind, so dass sie sich gegenseitig anziehen, wobei mittels der Rückstellfeder eine Kraft in Schließrichtung der Drosselklappe auf das Eingriffselement der beweglichen Seite ausgeübt wird, um das Eingriffselement der beweglichen Seite mit dem Eingriffselement der festen Seite (der Drosselwelle) in Eingriff zu bringen und gemeinsam entgegen der Kraft der Rückstellfeder zu drehen, wenn der Öffnungswinkel innerhalb des Bereichs liegt, der größer als der Ausgangsstellungsöffnungswinkel ist, und lediglich das Eingriffselement der festen Seite (die Drosselwelle) entgegen der Kraft der Ausgangsstellungsfeder zu drehen und eine Bewegung des Eingriffselements der beweglichen Seite durch den Ausgangsstellungsstopper zu verhindern, wenn der Öffnungswinkel innerhalb des Bereichs liegt, der kleiner als der Ausgangsstellungsöffnungswinkel ist.
Die elektronisch gesteuerte Drosselvorrichtung kann eine Luftdurchflussmengensteuerung, die für den Betrieb einer Brennkraftmaschine geeignet ist, genauer ausführen als eine mechanische Drosselvorrichtung, bei der ein Wert für das Niederdrücken eines Fahrpedals über einen Fahrpedaldraht an eine Drosselwelle übertragen wird. Da die elektronisch gesteuerte Drosselvorrichtung das elektrische Antriebsstellglied und den Ausgangsstellungsöffnungswinkel-Einstellmechanismus aufweist, ist jedoch die Anzahl der Teile erhöht, weshalb es wichtig ist, wie der Drosselkörper in der Größe klein, im Gewicht leicht und in der Struktur einfach zu gestalten ist und wie die Verdrahtung (der Kabelbaum) zu vereinfachen ist.
Ferner steuert die elektronisch gesteuerte Drosselvorrichtung die Leerlaufdrehzahl durch Steuern des Öffnungswinkels der Drosselklappe, jedoch ist der folgende Punkt zu verbessern.
Falls die Leerlaufdrehzahlsteuerung bei der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung mit der Drosselklappe ausgeführt wird, wird wenigstens ein Öffnungswinkel, der um einen bestimmten Winkel (von beispielsweise 5 bis 1°) größer als die mechanisch vollständig geschlossene Position ist, als anzusteuernder minimaler Öffnungswinkel sichergestellt. Da ein (manchmal als Wellenunterstützungsspalt bezeichneter) Spalt zwischen der Drosselwelle und dem in einer Wand des Drosselkörpers vorgesehenen Welleneinsteck-Durchgangsloch, das die Drosselwelle zu einem Lager führt, praktisch als ein Teil des Einlassluftdurchgangs dient und die Luftdurchflussmenge (Leckluftdurchflussmenge), die durch den Wellenunterstützungsspalt fließt, nicht gesteuert werden kann, wird der anzusteuernde minimale Öffnungswinkel unter Berücksichtigung, dass die Leckluftdurchflussmenge in die Brennkraftmaschine strömt, eingestellt.
Jedoch wird gemäß dem herkömmlichen Einstellwert des anzusteuernden minimalen Öffnungswinkels (der elektrisch vollständig geschlossenen Position), wenn die Drosselklappe von dem anzusteuernden maximalen Öffnungswinkel (der elektrisch vollständig geöffneten Position) in Richtung des minimalen Öffnungswinkels (der elektrisch vollständig geschlossenen Position im Leerlaufzustand) geschlossen wird, das Ausmaß des Überschwingens größer als der minimale Öffnungswinkel in Schließrichtung (das Überschwingen beträgt maximal etwa 1,5°), weil die Antriebskraft des Motors (des elektrischen Antriebsstellglieds) bei hoher Temperatur oder bei niedriger Temperatur abnimmt (d. h., dass das Drehmoment des Motors bei hoher Temperatur infolge der Zunahme des Widerstands des Motors abnimmt und das Drehmoment des Motors bei niedriger Temperatur infolge der Abnahme der Batteriespannung abnimmt). Im Ergebnis, wie in 17 durch eine fette Linie (1) gezeigt ist, trifft die Drosselklappe bei der mechanisch vollständig geschlossenen Position auf den Stopper auf (der schraffierte Fläche in 17 gibt einen Zustand an, in dem die Bewegung der Drosselklappe durch den Stopper für das vollständige Schließen blockiert ist), und fließt in dem Motor ein Überstrom, der eine falsche Ausfalldiagnose (eine falsche Diagnose, die infolge des Überstroms auf das Auftreten eines Fehlers im Motor schließt) und die Verkürzung der Lebenszeit des Motors verursachen kann.
US-A-4-909-212 offenbart eine elektronisch gesteuerte Drosselklappenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die mit einem Saugdurchgang der Maschine ausgelegt ist. Ein Öffnungsgrad der Drosselklappe wird in Reaktion auf eine Laufbedingung des zu steuernden Motors oder auf einen Niederdrückungsbetrag eines Fahrpedals gesteuert, wodurch ein Betrag der Saugluft gesteuert wird. Die Drosselklappe umfasst ein feststehendes Teil und ein bewegliches Teil. Das feststehende Teil ist in konzentrischer Beziehung dazu fest in einem Saugdurchgang angeordnet und besteht aus einem rohrförmigen Element, dessen eines Ende geschlossen ist. Zwischen einer Umfangswand des feststehenden Teils und dem Saugdurchgang ist ein Gasstromdurchgang definiert. Die Umfangswand ist mit wenigstens einem Paar Öffnungen gebildet. Das bewegliche Teil ist in den feststehenden Teil in konzentrischer Beziehung dazu zur Gleitbewegung relativ zu dem feststehenden Teil eingepasst. Das bewegliche Teil besitzt eine Umfangswand, die mit Öffnungen versehen ist, die jeweils den in der Umfangswand des feststehenden Teils gebildeten Öffnungen entsprechen. Ein Motor ist so angeordnet, dass er dem beweglichen Teil eine Drehantriebskraft erteilt. Ein Saugdurchgang wird im Bereich durch eine Drehstellung des beweglichen Teils relativ zu dem feststehenden Teil gesteuert, wodurch die Menge der Saugluft gesteuert wird. Zwischen der Innenoberfläche eines zylindrischen Abschnitts des feststehenden Teils und der Außenoberfläche eines zylindrischen Abschnitts des beweglichen Teils ist ein Spalt vorgesehen. Um das Beißen des Staubs zu verhindern, wird ein festes Schmiermittel wie etwa Molybdändisulfid verwendet, während der Spalt auf einem Wert gleich oder größer 30 μm gehalten wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten elektronischen Drosselklappenvorrichtung.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Drosselklappenvorrichtung gemäß Anspruch 1.
... an einer Außenwand eines Drosselkörpers angeordnet ist und wobei
eine Rückstellfeder zum Ausüben einer Federkraft auf die Drosselklappe in Schließrichtung und eine Feder (eine Ausgangsstellungsfeder) zum Ausüben einer Federkraft auf die Drosselklappe zur Seite des Ausgangsstellungsöffnungswinkels hin, von der vollständig geschlossenen Position der Drosselklappe aus gesehen, Durchmesser besitzen, die voneinander verschieden sind, und beide Federn um eine Welle der Drosselwelle gehalten und zwischen einem an der Drosselwelle in dem Zahnradmechanismus befestigten Zahnrad und einem Wandabschnitt des Drosselkörpers angeordnet sind.
Gemäß der oben erwähnten Konstruktion können die Rückstellfeder und die Ausgangsstellungsfeder zwischen dem an der Drosselwelle vorgesehenen Zahnrad und dem Wandabschnitt des Drosselkörpers eng gruppiert sein und kann demgemäß der Raum zwischen Teilen rationell gestaltet werden. Insbesondere kann gemäß der vorliegenden Erfindung durch Anordnen der Rückstellfeder und der Ausgangsstellungsfeder in der Weise, dass sich wenigstens ein Teil der Rückstellfeder und ein Teil der Ausgangsstellungsfeder gegenseitig überlagern (eine Feder mit einem kleineren Durchmesser ist in die andere Feder mit einem größeren Durchmesser eingesetzt), der Anordnungsraum in Längsrichtung der Federn verkürzt werden, weshalb diese Struktur insofern nützlich ist, dass das Zahnradgehäuse und der gesamte Drosselkörper in der Größe klein, im Gewicht leicht und im Zusammenbau einfach gestaltet werden können.
Neben der oben erwähnten Konstruktion schlägt die vorliegende Erfindung eine Konstruktion vor, bei der die Feder außerhalb der Rückstellfeder angeordnet ist, wobei die Ausgangsstellungsfeder (die Feder mit dem größeren Durchmesser) mittels Führung durch einen äußeren Umfang eines das Lager enthaltenden Vorsprungs für die Drosselwelle platziert wird, die in den Zahnradkasten derart hineinragt, dass ein Ende der Feder mit dem größeren Durchmesser an dem Wandabschnitt des Drosselklappenkörpers befestigt ist. Dadurch kann der äußere Umfang des das Lager enthaltenden Vorsprungs für die Drosselwelle zum räumlichen Anordnen einer Feder aus der aus der Rückstellfeder und der Ausgangsstellungsfeder bestehenden Gruppe verwendet werden. Demgemäß ist diese Struktur insofern, dass die Teile enger gruppiert werden können und der Drosselkörper in der Größe kleiner und Gewicht leicht gestaltet werden kann, sinnvoll. Obwohl die anderen, im Hinblick auf die erste Erfindung in verschiedener Weise abhängigen Erfindungen hier vorgeschlagen worden sind, werden sie später unter dem Punkt BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN beschrieben.
Bei einer Drosselvorrichtung mit elektronischer Steuerung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind ein Drosselkörper, ein Motorgehäuse, das einen Motor enthält, der ein elektrisches Antriebsstellglied bildet, und einen Aufnahmeabschnitt für einen Verbinder enthält, der durch Einstecken in einen in einer Endplatte des Motors vorgesehenen Motoranschluss verbunden wird, in einer Einheit gebildet. Außerdem ist an einem Bodenabschnitt des Motorgehäuses eine Öffnung zum Herausziehen des Motoranschlusses gebildet, um den Motoranschluss zu dem Aufnahmeabschnitt des Verbinders hin freizulegen, und ist an einer inneren Wandfläche des Aufnahmeabschnitts des Verbinders eine Führung gebildet, die den Verbinder beim seinem Einstecken in den Motoranschluss zu der Öffnung zum Herausziehen des Motoranschlusses führt.
Durch eine Konstruktion, wie sie oben beschrieben worden ist, kann der Verbinder einfach und ohne Schwierigkeit, den Verbinder zu dem Motoranschluss hin zu positionieren, mit dem Motoranschluss verbunden werden, weil durch Aufnahme des Motors in dem Motorgehäuse der Motoranschluss in dem Aufnahmeabschnitt des Verbinders (des Anschlussverbinders) durch die Öffnung zum Herausziehen des Anschlusses hindurch sichtbar ist, wobei in diesem Stadium der Anschlussverbinder mittels der Führung von dem Anschlussaufnahmeabschnitt aus eingeführt wird. Vor allem auch dann, wenn der Motoranschluss in einer tiefen Position des Verbinderaufnahmeabschnitts und hinter den anderen Teilen platziert ist, kann der Verbinder, geführt durch die oben erwähnte Führung, problemlos während des Positionierens eingesetzt werden.
Bei einer Drosselvorrichtung mit elektronischer Steuerung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Motorgehäuse, das einen Motor enthält, der das elektrische Antriebsstellglied bildet, in einer Einheit mit einem Drosselkörper integriert. Außerdem ist bei dem Drosselkörper in einer Seite eines Bodenabschnitts des Motorgehäuses eine Öffnung zum Herausziehen des Motoranschlusses gebildet, ist in der Nähe der Seite des Bodenabschnitts des Motorgehäuses der Aufnahmebereich für einen mit dem Motoranschluss zu verbindenden Verbinder gebildet, ist in einem Raum der Aufnahmebereich für den Verbinder und ein Aufnahmebereich für die Aufnahme eines an einem Ende einer Drosselwelle vorgesehenen Drosselklappensensors gebildet und ist ein Drahtleitungsabschnitt des Drosselklappensensors, der zu dem Aufnahmebereich des Motoranschlussverbinders gerichtet ist, angeordnet.
Eine Drosselvorrichtung mit elektronischer Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein elektrisches Antriebsstellglied zum Öffnen und Schließen einer Drosselklappe anhand eines Signals, das eine Einlassluftdurchflussmenge der Brennkraftmaschine steuert. Außerdem wird ein Spalt (ein Wellenunterstützungsspalt) zwischen einer Drosselwelle und einem Welleneinsteck-Durchgangsloch, um die Drosselwelle zu einem in einem Wandabschnitt eines Drosselkörpers vorgesehenen Lager zu führen, mit einem das Entweichen von Luft verhindernden Werkstoff gefüllt und kann ein anzusteuernder minimaler Öffnungswinkel der Drosselklappe auf einen Wert eingestellt werden, der größer als ein Wert des Überschwingens der Drosselklappe ist, das auftritt, wenn der Öffnungswinkel von einem anzusteuernden maximalen Öffnungswinkel der Drosselklappe zu dem minimalen Öffnungswinkel verändert wird.
Durch eine Konstruktion, wie sie oben beschrieben worden ist, kann aufgrund dessen, dass die Einlassluftdurchflussmenge (die Leckluftdurchflussmenge), die der Brennkraftmaschine durch den so genannten Wellenunterstützungsspalt der Drosselwelle zugeführt wird, beseitigt werden kann, der anzusteuernde minimale Öffnungswinkel der Drosselklappe um jenen Wert stärker als bei einer herkömmlichen Konstruktion vergrößert werden. Bei der vorliegenden Erfindung wird durch Ausnutzung dieser Tatsache der anzusteuernde minimale Öffnungswinkel auf einen Wert eingestellt, der größer als das Überschwingen der Drosselklappe ist, wenn der Öffnungswinkel der Drosselklappe von dem anzusteuernden maximalen Öffnungswinkel der Drosselklappe zu dem minimalen Öffnungswinkel verändert wird. Beispielsweise kann durch Aufbringen des das Entweichen von Luft verhindernden Werkstoffs (beispielsweise Molybdändisulfid), wie durch die fette Linie (2) in 17 gezeigt ist, aufgrund dessen, dass der anzusteuernde minimale Öffnungswinkel auf einen Wert eingestellt werden kann, der um etwa 2° größer als die mechanisch vollständig geschlossene Position ist, der anzusteuernde minimale Öffnungswinkel um einen Wert, der dem Überschwingen (von beispielsweise etwa 1,5°) entspricht, wenn der Öffnungswinkel der Drosselklappe von dem anzusteuernden maximalen Öffnungswinkel (der elektrisch vollständig geöffneten Position) zu dem minimalen Öffnungswinkel (der elektrisch vollständig geschlossenen Position) verändert wird, stärker vergrößert werden. Daher kann verhindert werden, dass das Stopperblockierelement auf Seiten der Drosselklappe auf den Stopper (den Stopper für das vollständige Schließen), der selbst dann wenn das Überschwingen eintritt, die mechanisch vollständig geschlossene Position bestimmt, auftrifft. Demgemäß ist es auch dann, wenn das Überschwingen eintritt, möglich, das Fließen von Überstrom in dem Motor zu verhindern.
Die Funktion und die Wirkung, die oben erwähnt worden sind, werden unter den Voraussetzungen erreicht, dass der Spalt (der Wellenunterstützungsspalt) zwischen der Drosselwelle und dem Welleneinsteck-Durchgangsloch, um die Drosselwelle zu einem in einem Wandabschnitt eines Drosselkörpers vorgesehenen Lagers zu führen, mit dem das Entweichen von Luft verhindernden Werkstoff gefüllt ist. Die Funktion und die Wirkung, die oben erwähnt worden sind, dürfen bei einer mechanischen Drosselvorrichtung, bei der ein Wert für das Niederdrücken eines Fahrpedals über einen Fahrpedaldraht an eine Drosselwelle übertragen wird, auch dann, wenn der so genannte Wellenunterstützungsspalt mit dem das Entweichen von Luft verhindernden Werkstoff gefüllt ist, nicht erwartet werden. Der Grund ist folgender. Der Leerlauföffnungswinkel bei der mechanischen Drosselvorrichtung wird auf eine Position eingestellt, bei der ein mechanisch vollständig schließender Stopper vorkommt, wobei die mechanische Drosselvorrichtung unter den Voraussetzungen entworfen ist, dass das den Stopper blockierende Element während des Betriebs auf den Stopper für das vollständige Schließen auftrifft. Da die Drosselklappe mittels des Fahrpedaldrahts mechanisch verstellt wird, tritt ferner, anders als bei der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung, weder ein Überschwingen noch ein das Überschwingen begleitender Überstrom auf.
Die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 62-17100 schlägt eine Technik vor, nach der bei einer mechanischen Drosselvorrichtung ein austrockenbares flüssiges Schmiermittel (beispielsweise Molybdändisulfid) in einen Luftdurchgang, der zwischen einer Drosselwelle und einem Welleneinsteck-Durchgangsloch in einem Wandabschnitt der Drosselklappenanordnung gebildet ist, (den Wellenunterstützungsspalt) gedrückt und getrocknet wird, um den Luftdurchgang mit dem verfestigten und an dem Luftdurchgang haftenden Schmiermittel zu füllen. Vor dem Hintergrund, dass unter Berücksichtigung der Menge an Luft, die durch den so genannten Wellenunterstützungsspalt strömt, eine Leerlaufdrehzahl eines Motors einstellt wird, da die Luft, die durch den Spalt strömt, durch die Drosselklappe nicht gesteuert werden kann, nimmt jedoch die Leerlaufdrehzahl allmählich ab und kann der Motor schließlich zum Stillstand kommen, weil sich Verbrennungsprodukte (Verbrennungsruß, viskose Substanzen oder dergleichen) in dem Wellenunterstützungsspalt ansammeln. Daher wird das Einstellen der Leerlaufdrehzahl vorgenommen, indem zu Beginn der Spalt beseitigt wird, um die Änderung der Leerlaufluftdurchflussmenge mit der Zeit zu beseitigen, und indem ein Stopper für das vollständige Schließen (eine Leerlaufeinstellschraube) verwendet wird.
Bei dem Drosselklappentyp mit elektronischer Steuerung kann die Leerlaufdrehzahlsteuerung ausgeführt werden, indem der Drosselklappenöffnungswinkel über einen Regelkreis gesteuert wird (d. h., dass der Leerlauföffnungswinkel nicht mittels der bei der mechanischen Drosselvorrichtung verwendeten Einstellschraube bestimmt wird). Daher kann auch dann, wenn sich in dem Wellenunterstützungsspalt allmählich Verbrennungsprodukte ansammeln, die Abnahme der Luftdurchflussmenge (die Abnahme der Leerlaufdrehzahl), die durch die Ansammlung von Verbrennungsprodukten verursacht wird, durch Steuern des Drosselklappenöffnungswinkels kompensiert werden. Von diesem Gesichtspunkt aus tritt das oben erwähnte Problem, das für die mechanische Drosselvorrichtung spezifisch ist, (das Problem der durch die Ansammlung von Verbrennungsprodukten in dem Wellenunterstützungsspalt verursachten Abnahme der Leerlaufdrehzahl) bei der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung nicht auf. Mit anderen Worten, es bestehen Unterschiede in dem zu lösenden Problem und in der Aufgabe zwischen dem auf den Wellenunterstützungsspalt bei der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung angewandten Werkstoff, der das Entweichen von Luft verhindert, und dem auf den Wellenunterstützungsspalt bei der mechanischen Drosselvorrichtung angewandten Werkstoff, der das Entweichen von Luft verhindert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1A und 1B sind eine perspektivische Ansicht, die eine erste Ausführungsform einer elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, zeigt, bzw. eine Ansicht, die das Prinzip erläutert.
2 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht, die einen Teil der ersten Ausführungsform der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung zeigt.
3 ist eine vertikale Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform.
4 ist eine transversale Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform.
5 ist eine Vorderansicht der ersten Ausführungsform.
6 ist eine Rückansicht der ersten Ausführungsform.
7 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Zahnradgehäuse zeigt, dessen Abdeckung abgenommen ist, wobei das Zahnradgehäuse in dem Drosselkörper der ersten Ausführungsform vorgesehen ist.
Die 8A und 8B sind jeweils erläuternde Ansichten, die das Zahnradgehäuse von 7 zeigen, wobei ein Teil der Zahnräder weggelassen ist.
9 ist eine Ansicht, die eine Seite des Drosselkörpers von 7 zeigt.
10 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Verbinder- und Drosselklappensensorgehäuse bei abgenommener Abdeckung zeigen, wobei der Verbinder und der Drosselklappensensor in dem Drosselkörper der ersten Ausführungsform vorgesehen sind.
Die 11A und 11B sind jeweils erläuternde Ansichten, die den Prozess des Verbindens eines Motoranschlusses mit einem Anschlussverbinder, der in der oben erwähnten Ausführungsform verwendet wird, zeigen.
12 ist eine perspektivische Ansicht, die den Anschlussverbinder zeigt.
13 ist eine Querschnittsansicht, die das Motorgehäuse und den in dem Drosselkörper der ersten Ausführungsform vorgesehenen angeschlossenen Anschlussverbinder zeigt.
14 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
15 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die eine dritte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die 16A und 16B sind eine perspektivische Ansicht, die eine Skizze einer vierten Ausführungsform einer elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, bzw. eine Ansicht, die das Prinzip erläutert.
17 ist ein erläuterndes Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Überschwingen, das in der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung auftritt, und dem anzusteuernden minimalen Öffnungswinkel der Drosselklappe zeigt.
18 ist ein Diagramm, das Änderungen der Luftdurchflussmenge über dem Drosselklappenöffnungswinkel in einem Fall, in dem ein das Entweichen von Luft verhinderndes Element entlang des gesamten Umfangs der Drosselklappe in dem Luftstromdurchgang der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung eingebracht ist, und in einem Fall, in dem das das Entweichen von Luft verhindernde Element lediglich auf den Wellenunterstützungsspalt angewandt und in diesen gefüllt ist.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zuerst wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1A und 1B das Prinzip einer Ausführungsform einer elektrisch gesteuerten Drosselvorrichtung mit einem Ausgangsstellungsmechanismus (eine Drosselvorrichtung einer Brennkraftmaschine für ein Fahrzeug) gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1A ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die einen elektrischen Drosselklappenantriebsmechanismus und einen Ausgangsstellungsmechanismus in der vorliegenden Ausführungsform zeigt, während 1B eine erläuternde Ansicht ist, die den oben erwähnten Mechanismus gleichwertig ausdrückt.
In den 1A und 1B wird eine Durchflussmenge der Luft, die in einen Einlassluftdurchgang 1 strömt, entsprechend einem Öffnungswinkel einer scheibenförmigen Drosselklappe 2 eingestellt. Die Drosselklappe 2 ist an einer Drosselwelle 3 befestigt. An einem Ende der Drosselwelle 3 ist ein letztes Zahnrad (das als Drosselklappenzahnrad bezeichnet wird) 43 eines Zahnradmechanismus (eines Reduktionsgetriebemechanismus) 4 zum Übertragen der Kraft eines Motors (eines elektrischen Antriebsstellglieds) 5 an die Drosselwelle 3 befestigt. Der Zahnradmechanismus 4 ist aus einem an dem Motor 4 befestigten Ritzel 41 und neben dem Drosselklappenzahnrad 43 aus einem Zwischengetriebe 42 zusammengesetzt. Das Zwischengetriebe 42 ist aus einem Zahnrad 42a mit großem Durchmesser, das mit dem Ritzel 41 in Eingriff steht, und einem Zahnrad 42b mit kleinem Durchmesser, das mit dem Drosselklappenzahnrad 43 in Eingriff steht, zusammengesetzt und in eine Getriebewelle 70, die an einer Wandoberfläche eines Drosselkörpers 100 befestigt ist, drehbar eingesetzt.
Der Motor 5 wird entsprechend einem Fahrpedalsignal hinsichtlich eines Wertes für das Niederdrücken eines Fahrpedals und einem Traktionssteuerungssignal angetrieben, wobei die Kraft des Motors über die Zahnräder 41, 42, 43 an die Drosselwelle 3 übertragen wird.
Das Drosselklappenzahnrad ist ein Sektorenzahnrad, das an der Drosselwelle 3 befestigt ist und außerdem als Eingriffselement der festen Seite dient, wie später beschrieben wird, um die Anzahl von Teilen zu verringern, und eine Eingriffsseite 43a für den Eingriff mit einem Armabschnitt 62 eines Eingriffshebels (eines Eingriffselements der beweglichen Seite) 6 aufweist, wie später beschrieben wird.
Der Eingriffshebel 6 wird für einen Ausgangsstellungsöffnungswinkel-Einstellmechanismus verwendet und wird daher hier als Ausgangsstellungshebel bezeichnet. Der Ausgangsstellungshebel 6 ist lose auf der Drosselwelle 3 angebracht und relativ zu der Drosselwelle drehbar und ist ein Eingriffselement auf der beweglichen Seite gegenüber dem oben erwähnten Eingriffselement (Zahnrad) 43 der, festen Seite. Das Eingriffselement (Zahnrad) 43 der festen Seite und das Eingriffselement (der Ausgangsstellungshebel) 6 auf der beweglichen Seite werden durch eine Ausgangsstellungsfeder 8, die zwischen einen Federhalteabschnitt (in 2 durch ein Bezugszeichen 64 gezeigt) des Ausgangsstellungshebels 6 und einen Federhalteabschnitt 9, der an der Drosselwelle 3 mit der Ausgangsstellungsfeder 8 befestigt ist, geschaltet ist, gegenseitig angezogen.
Eine Rückstellfeder 7 ist an einem Federhalteabschnitt 10 befestigt, der mit einem Ende an dem Drosselkörper 100 befestigt ist und mit dem anderen Ende der freien Seite in einen in dem Ausgangsstellungshebel 6 vorgesehenen Federhalteabschnitt 61 eingehakt ist, um eine Kraft auf das Eingriffselement (den Ausgangsstellungshebel) 6 in Schließrichtung der Drosselklappe auszuüben.
Ein Stopper für das vollständige Schließen 12 dient zum Bestimmen einer mechanisch vollständig geschlossenen Position der Drosselklappe. Wenn die Drosselklappe 2 in Schließrichtung bis in die mechanisch vollständig geschlossene Position gedreht wird, ist ein Ende des Stopperhaltelements (wozu hier auch das Drosselklappenzahnrad 43 dient), das an der Drosselwelle 3 befestigt ist, mit dem Stopper 12 in Kontakt, um ein weiteres Schließen der Drosselklappe zu blockieren. Ein Stopper (der manchmal als Ausgangsstellungsstopper bezeichnet wird) 11 zum Einstellen eines Ausgangsstellungsöffnungswinkels dient zum Halten des Öffnungswinkels der Drosselklappe 2 auf einem vorgegebenen Anfangsöffnungswinkel (einem Ausgangsstellungsöffnungswinkel), der größer als die mechanisch vollständig geschlossene Position und die elektrisch vollständig geschlossene Position (ein anzusteuernder minimaler Öffnungswinkel) ist, wenn der Zündschlüssel auf Aus-Stellung ist (wenn das elektrische Antriebsstellglied ausgeschaltet ist). Der an dem Ausgangsstellungshebel 6 vorgesehene Federhalteabschnitt 61 ist mit dem Ausgangsstellungsstopper 11 in Kontakt, wenn sich die Drosselklappe in dem Ausgangsstellungsöffnungswinkel befindet, um ein Drehen der Drosselklappe in einer Richtung, in der der Öffnungswinkel des Ausgangsstellungshebels 6 abnimmt, (in Schließrichtung) zu blockieren. Der Stopper für das vollständige Schließen 12 und der Ausgangsstellungsstopper 11 sind durch verstellbare Schrauben (Einstellschrauben), die in dem Drosselkörper 100 vorgesehen sind, gebildet.
Durch eine Konstruktion, wie sie oben beschrieben worden ist, sind das Eingriffselement der festen Seite (das Drosselklappenzahnrad) 43 und das Eingriffselement der beweglichen Seite (der Ausgangsstellungshebel) 6 unter gegenseitigem Eingriff und der Kraft der Rückstellfeder 7 innerhalb des Bereichs von Öffnungswinkeln oberhalb des Ausgangsstellungsöffnungswinkels entgegenwirkend drehbar angeordnet. Das Eingriffselement der beweglichen Seite (der Ausgangsstellungshebel) 6 ist so angeordnet, dass seine Bewegung durch den Ausgangsstellungsstopper 11 blockiert wird, während lediglich das Eingriffselement der festen Seite (das Drosselklappenzahnrad) 43 der Kraft der Ausgangsstellungsfeder 8 entgegenwirkend gemeinsam mit der Drosselwelle 3 innerhalb des Bereichs von Öffnungswinkeln unterhalb des Ausgangsstellungsöffnungswinkels drehbar angeordnet ist.
In den 1A und 1B ist beispielsweise der Zündschlüssel in der Aus-Stellung, wobei bei dieser Stellung der Ausgangsstellungshebel 6 infolge der Kraft der Rückstellfeder 7 nach oben in die Position zurück gedrückt wird, in der er mit dem Ausgangsstellungsstopper 11 in Kontakt ist, während das Drosselklappenzahnrad 43 und die Drosselwelle 3 mit dem Ausgangsstellungshebel 6 in Eingriff gehalten werden und sich in einer Position befinden, die dem Ausgangsstellungsöffnungswinkel entspricht, weil sie die Kraft der Rückstellfeder 7 über den Armabschnitt des Ausgangsstellungshebels 6 erfahren. Daher wird ein voreingestellter Spalt zwischen dem Drosselklappenzahnrad (dem Stopperstoppelement) 43 und dem Stopper für das vollständige Schließen 12 aufrechterhalten.
Wenn die Drosselwelle 3 aus diesem Zustand durch den Motor 5 über den Zahnradmechanismus 4 in Öffnungsrichtung gedreht wird, überträgt das Drosselklappenzahnrad 43 über einen Eingriffsspan 43a und den Armabschnitt 62 eine mechanische Kraft in Öffnungsrichtung an den Ausgangsstellungshebel 62, die der Kraft der Rückstellfeder 7 entgegenwirkt, um die Drosselklappe 2 bis in eine Position, in der die mechanische Kraft und die Kraft der Rückstellfeder 7 ausgeglichen sind, zu öffnen.
Wenn andererseits die Drosselwelle aus diesem Zustand durch den Motor 5 über den Zahnradmechanismus 4 in Schließrichtung gedreht wird, folgt der Ausgangsstellungshebel 6 (der Armabschnitt 61) der Drehung des Drosselklappenzahnrads 43 und der Drosselwelle 3, bis der Ausgangsstellungshebel 6 mit dem Ausgangsstellungsstopper 11 in Kontakt ist. Wenn der Ausgangsstellungshebel 6 mit dem Ausgangsstellungsstopper 11 in Kontakt ist, werden lediglich das Drosselklappenzahnrad 43 und die Drosselwelle 3, der Kraft der Ausgangsstellungsfeder 8 entgegengerichtet, innerhalb des Bereichs unterhalb des Ausgangsstellungsstoppers 11 (des Ausgangsstellungsöffnungswinkels) betätigt, da das Drehen des Ausgangsstellungshebels 6 in Schließrichtung unterhalb des Ausgangsstellungsöffnungswinkels blockiert ist. Das Drosselklappenzahnrad (das Stopperstoppelement) 43 wird mit dem Stopper für das vollständige Schließen 12 bei der mechanisch vollständig geschlossenen Position in einen Kontakt gebracht, indem der Motor 5 angetrieben wird, jedoch erst dann, wenn der anzusteuernde Referenzpunkt geprüft worden ist, weshalb das Drosselklappenzahnrad 43 normalerweise nicht mit dem Stopper für das vollständige Schließen 12 in Kontakt gebracht wird.
Bei diesem Ausgangsstellungsverfahren ist die Federkraft der Rückstellfeder 6 infolge des Vorhandenseins des Ausgangsstellungsstoppers 11 nur innerhalb des Bereichs oberhalb des Ausgangsstellungsöffnungswinkels wirksam. Da die Federkraft der Ausgangsstellungsfeder 8 innerhalb des Bereichs unterhalb des Ausgangsstellungsöffnungswinkels eingestellt werden kann, ohne durch die Federkraft der Rückstellfeder 6 beeinflusst zu werden, besteht insofern ein Vorteil, dass die Last der Ausgangsstellungsfeder klein gemacht werden kann und dementsprechend das für das elektrische Antriebsstellglied erforderliche Drehmoment sowie die elektrische Last für den Motor verkleinert werden können.
In dieser Ausführungsform sind die Rückstellfeder 7 und die Ausgangsstellungsfeder 8 aus spulenförmigen Torsionsfedern gebildet, wobei der Durchmesser der Rückstellfeder 7 größer als der Durchmesser 8 ausgelegt ist und diese Federn 7, 8 um die Welle der Drosselwelle 3 gehalten und zwischen dem Drosselklappenzahnrad 43 und einem Wandabschnitt des Drosselkörpers 100 angeordnet sind. Dadurch sind die Ausgangsstellungsfeder 8 und die Rückstellfeder 7 in einer nahezu koaxialen zylindrischen Form überlagert (d. h., dass ein Teil der Ausgangsstellungsfeder 8 in das Innere der Rückstellfeder 7 eingesetzt ist).
In 1A sind die Längen der Armabschnitte 61, 62 des Ausgangsstellungshebels 6 und des Arms des Stopperabschnitts 9 zum einfacheren Zeichnen der Figur übertrieben gezeichnet, jedoch werden die Federn 7, 8 eigentlich in einem zusammengedrückten Zustand verwendet. Demgemäß sind die Federlängen in der axialen Richtung kurz und die Arme dementsprechend als kurze hervorstehende Stücke ausgebildet (siehe die in 2 gezeigte auseinander gezogene Einrichtung).
3 ist eine Querschnittsansicht in axialer Richtung des Luftstromdurchgangs 1 der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, während 4 eine Querschnittsansicht in der zur Achse des Luftstromdurchgangs 1 der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung senkrechten Richtung, von der Eingangsseite her gesehen, ist.
Wie in diesen Figuren gezeigt ist, ist an einer Seitenwand des Drosselkörpers 100 ein Zahnradgehäuse 102, das den Zahnradmechanismus 4 enthält, integral mit dem Drosselkörper ausgebildet und ist ein das Lager enthaltender Vorsprung 101, der eines der Lager 20 der Drosselwelle 3 enthält, von einer Außenwand des Drosselkörpers 100 in das Zahnradgehäuse 102 hineinragend angeordnet. Das Lager 20 ist mittels eines durch eine Dichtungsschubvorrichtung 19 unterstützten Dichtungsorgans 18 abgedichtet. Eine Feder (in diesem Fall die Rückstellfeder) 7 unter den Federn 7, 8, die außen angeordnet ist (und einen großen Durchmesser besitzt), ist mit einem Ende 7a an dem Federhalteabschnitt 10 (siehe 1, 2, 3) des Drosselkörpers 100 befestigt, wobei ein Teil der Feder auf Seiten des einen Endes 7a an dem Außenumfang des Vorsprungs 101 geführt wird.
In dieser Ausführungsform ist zwischen dem Außenumfang des das Lager enthaltenden Vorsprungs 101 auf Seiten des Zahnradgehäuses 102 und der Innenwand des Zahnradgehäuses 102 eine ringförmige Nut 106 ausgebildet, die einen Teil der Rückstellfeder 7 aufnimmt.
Der Bodenabschnitt der ringförmigen Nut 106 ist wegen der Befestigungspositionen für Befestigungslöcher 150 in der Tiefe nicht gleichmäßig, wie durch die Bezugszeichen 106', 106'' in 4 gezeigt ist. Daher sind mehrere Rippen 151 in Umfangsrichtung der ringförmigen Nut 106 angeordnet, um die Rückstellfeder 7 bei einem konstanten Tiefenniveau der ringförmigen Nut 106 aufzunehmen. Falls der Bodenabschnitt der ringförmigen Nut 106 gleichmäßig ist, können die oben beschriebenen Rippen 151 entfallen und kann die Rückstellfeder 7 auf einem tieferen Niveau der ringförmigen Nut 106 eingesetzt sein.
Der Ausgangsstellungshebel (das Eingriffselement der beweglichen Seite) 6 ist eine Scheibenform mit den Armen 61, 62, wobei eine Oberfläche des Ausgangsstellungshebels ein Ende der Ausgangsstellungsfeder 8 aufnimmt und die andere Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite ein Ende der Ausgangsstellungsfeder 8 aufnimmt.
Der Ausgangsstellungshebel (das Eingriffselement der beweglichen Seite) 6 ist aus einem Zylinderabschnitt mit einem Boden 6a, der einen Innendurchmesser besitzt, der etwas größer ist als ein Außendurchmesser einer Feder 8, die in der aus der Ausgangsstellungsfeder 8 und der Rückstellfeder 7 bestehenden Gruppe den kleineren Durchmesser aufweist, und einem in der Umfangskante einer Öffnung des Zylinderabschnitts mit dem Boden 6a gebildeten Alligatorabschnitt mit einem Boden 6b zusammengesetzt, wobei ein Teil der Feder 8 mit kleinerem Durchmesser in den Zylinderabschnitt mit dem Boden 6a eingesetzt ist und durch den Boden des Zylinderabschnitts mit dem Boden 6a aufgenommen ist. Zum anderen ist ein Teil der Feder 7 mit größerem Durchmesser über den Außenumfang des Zylinderabschnitts mit dem Boden 6a gesetzt und durch eine Oberfläche des Alligatorabschnitts 6b aufgenommen.
Der Ausgangsstellungshebel 6 ist mit einer Hülse 63, die über die Drosselwelle 3 gesetzt ist, in einer Einheit verbunden, wobei Halter (Ansätze oder Ränder) der Ausgangsstellungsfeder 8 zwischen dem Drosselklappenzahnrad 43 und dem Ausgangsstellungshebel 6 auf den Außenumfang der Hülse 63 gesetzt sind.
Das heißt, dass der Ausgangsstellungshebel (das Eingriffselement der beweglichen Seite) 6 zwischen dem Wandabschnitt des Drosselkörpers 100 und dem Zahnrad (dem Eingriffselement der festen Seite) 43 angeordnet ist, während der in axialer Richtung in zwei Teile 14, 15 unterteilte zylindrische Rand zwischen dem Innenumfang der Ausgangsstellungsfeder 8 zwischen dem Ausgangsstellungshebel 6 und dem Zahnrad 43 und dem Außenumfang der Drosselwelle 3 angeordnet ist.
Falls der Rand wie oben beschrieben in die Teile 14, 15 unterteilt ist, besteht, wie weiter unten beschrieben wird, gegenüber einem Fall, in dem der Rand mit einem Randbauteil ausgebildet ist, ein Vorteil. Das heißt, dass dann, wenn die Drosselwelle 3 von dem Ausgangsstellungsöffnungswinkel entgegen der Kraft der Ausgangsstellungsfeder 8 in Richtung des vollständigen Öffnens gedreht wird, an beiden Enden der Ausgangsstellungsfeder 8 durch Torsion hervorgerufene Kräfte in Richtungen, die zueinander entgegengesetzt sind, erzeugt werden. Wenn das als Federhalter dienende Randbauteil einteilig ausgebildet ist, wirkt infolge der Rückstellfeder eine durch die Torsion hervorgerufene große Reibungskraft auf das Randbauteil ein. Im Ergebnis kann das Randbauteil verschleißen und beschädigt werden. Wenn das Randbauteil andererseits in axialer Richtung in die Teile 14, 15 unterteilt ist, folgen die Randbauteile 14, 15 der Bewegung der einzelnen Endabschnitte der Ausgangsstellungsfeder 8, wobei die Randbauteile keine übermäßige Kraft von der Feder erfahren. Dementsprechend kann ein Verschleiß und eine Beschädigung, wie sie oben beschrieben worden ist, vermieden werden.
Wie in 2 gezeigt ist, können die Rückstellfeder 7, der Federhalter 13, der Ausgangsstellungshebel 6, das Randbauteil 14, die Ausgangsstellungsfeder 8, das Randbauteil 15, das Drosselklappenzahnrad 43 und das Federhalteelement 9 über ein Ende der Drosselwelle 3 nacheinander zusammengefügt werden und danach die Federn 7, 8 durch Befestigen der Mutter 17 über einer Unterlegscheibe 16 unter Kompression gesetzt werden.
7 ist eine Ansicht, die das Zahnradgehäuse 102 unter Weglassen einer Getriebeabdeckung 103 zeigt, wobei es aus einer durch einen Pfeil A in 3 angedeuteten Richtung betrachtet wird. Wie oben beschrieben worden ist, sind die Ausgangsstellungsfeder 8 und die Rückstellfeder 7 nahezu koaxial angeordnet, überlagern sich teilweise und sind in axialer Richtung um die Drosselwelle 3 versetzt. Der Durchmesser des Drosselklappenzahnrads 43 ist größer ausgelegt als der Außendurchmesser der Rückstellfeder 7, die von der aus den Ausgangsstellungs- und Rückstellfedern gebildeten Gruppe jene ist, die außen angeordnet, damit sie die anderen Teile nicht behindert, wodurch das Drosselklappenzahnrad 43 und das Zahnrad 42b mit kleinerem Durchmesser des Zwischengetriebes 4 problemlos miteinander in Eingriff sind.
Der Ausgangsstellungsstopper 11 und der Stopper für das vollständige Schließen 12 sind an der Seitenwand des Zahnradgehäuse in dem Drosselkörper 100 befestigt.
Die Wirkungen hinsichtlich der oben beschriebenen Konstruktion sind folgende.
Die Rückstellfeder 7 und die Ausgangsstellungsfeder 9 können zwischen dem an der Drosselwelle 3 vorgesehenen Zahnrad 43 und dem Wandabschnitt des Drosselkörpers 100 eng gruppiert sein. Insbesondere kann durch die Struktur, bei der die Rückstellfeder 7 und die Ausgangsstellungsfeder 8 so angeordnet sind, dass sie sich teilweise in der axialen Richtung der Drosselwelle überlagern, (die Struktur, bei der die Federn 7, 8 in radialer Richtung parallel angeordnet sind) der Anordnungsraum in Längsrichtung der Feder verkürzt werden (d. h., dass die Federaufnahmestruktur des Ausgangsstellungshebels 6 dazu führt, dass sich ein Teil der Rückstellfeder 7 und ein Teil der Ausgangsstellungsfeder 8 in axialer Richtung überlagern), wobei die Rückstellfeder 7 ferner an dem Außenumfang des das Lager enthaltenden Vorsprungs 101 für die Drosselklappe, die in das Zahnradgehäuse 102 hineinragt, um den Außenumfang des das Lager enthaltenden Vorsprungs 101 für den Anordnungsraum der Rückstellfeder 7 zu verwenden, geführt wird. Außerdem dient das Zahnrad 43 auch als Stopperstoppelement. Daher sind die Teile durch den Multiplikatoreffekt des Obengenannten im Wesentlichen kräftig und vernünftig ausgelegt, was dazu beiträgt, das Zahnradgehäuse 10 und den gesamten Drosselkörper 100 in der Größe klein, im Gewicht leicht und im Zusammenbau des Drosselkörpers einfach zu gestalten.
Das mit dem Drosselkörper 100 integrierte Motorgehäuse 110 weist eine Öffnung 110a zum Einsetzen des Motors auf, die sich zum Inneren des Zahnradgehäuses 102 hin öffnet.
Die 8A und 8B sind jeweils Ansichten, die das Innere des Zahnradgehäuses 102 zeigen, wobei das Zwischengetriebe 42 weggelassen ist. Um die Vibration des Motors wirksamer als bei einem herkömmlichen, bei dem der Motorträger an zwei Punkten mit Schrauben befestigt ist, zu unterdrücken und die Genauigkeit der Positionierung zu erhöhen, ist der Motor wie folgt entworfen. Eine Kontur des Motorträgers 5a ist nämlich nahezu dreieckig, wobei drei Seiten, die die Kontur des Motorträgers bilden, gekrümmte Linien sind. Der Motorträger 5a ist durch Befestigen in an Punkten eines Dreiecks angeordneten Schraubenlöchern, unter der Voraussetzung eines Umfangs der Öffnung 110a zum Einsetzen des Motors mit insgesamt drei Schrauben 160, an dem Motorgehäuse angebracht, wobei in dem Zahnradgehäuse 102 Motorpositionierungsabschnitte 130, 131, 132 zum Positionieren des Motors durch Anpassen an die drei gekrümmten Linien des Motorträgers 5a ausgebildet sind, um den Motor zu positionieren. Die Innenseite der Motorpositionierungsabschnitte 130, 131, 132 besitzt eine Krümmung, die zu den oben erwähnten drei Seiten aus gekrümmten Linien des Motorträgers 5a nahezu gleich ist. Ferner weist ein Teil 70a des Außenumfangs eines zylindrischen Abschnitts 71, der die Welle 70, an der das Zwischengetriebe befestigt ist, unterstützt, außerdem einen abgeschnittenen Abschnitt auf, so dass eine Linie, die die gekrümmte Linie des oben erwähnten Motorpositionierungsabschnitts 130 verlängert, verfolgt wird. Die abgeschnittene Linie 3a wird ebenfalls als Teil der gekrümmten Linie zum Positionieren des Motors verwendet, weshalb der Motor durch den Abstand nahe bei dem Zahnradmechanismus 4 angeordnet sein kann, um die Teilekonfiguration zu verbessern.
An dem anderen Ende der Drosselwelle 3 (einem Ende auf der zum Zahnradmechanismus 4 und Ausgangsstellungsöffnungswinkel-Einstellmechanismus entgegengesetzten Seite) ist ein Drosselklappensensor 30 zum Erfassen des Drosselklappenöffnungswinkels angebracht. Der Drosselklappensensor 30 ist aus einem Sensorgehäuse 31, einer in dem Gehäuse 31 vorgesehenen Leiterplatte 32, einem Rotor 33, einer in dem Rotor 33 vorgesehenen Bürste 34 und einer Abdeckung 35 zusammengesetzt, wobei das Sensorgehäuse 31 mit der Leiterplatte 32 im Einsetzzustand an einem Ende der Drosselwelle 3 mit Schrauben an der Seitenwand des Drosselkörpers 100 befestigt ist. Zum anderen ist der Rotor mit der Bürste 34 auf die Drosselwelle 3 gesetzt und an dieser mit einer Mutter 36 befestigt fixiert, so dass er sich gemeinsam mit der Drosselwelle 3 dreht. Durch Verschieben eines gedruckten Widerstands auf einer Leiterplatte 32 mit der Bürste 34 durch Drehung des Rotors 33 wird ein Signal für den Öffnungswinkel der Drosselklappe über einen Zuleitungsdraht elektrisch ausgegeben.
Wenn der Drosselkklappensensor 30v vorgesehen ist, ist an der Seitenwand des Drosselkörpers 100 auf der zum Zahnradgehäuse 102 entgegengesetzten Seite ein Gehäuse 107, das den Drosselkklappensensor 30 enthält, gebildet. Das Gehäuse 107 weist neben einem Aufnahmeraum 107a für den Drosselkklappensensor 30 auch einen Aufnahmeraum (einen Aufnahmeabschnitt) 107b für einen Verbinder 190 von Zuleitungsdrähten (Stromversorgungsdrähten) 205 auf, die mit einem Anschluss 51 verbunden sind (siehe 10, 11), wobei der den Sensor enthaltene Raum 107a und der den Verbinder enthaltende Raum 107b als ein Raum ohne Abgrenzung konstruiert sind. Daher wird das Gehäuse 107 hier als Verbinder- und Drosselklappensensorgehäuse bezeichnet.
Wie in 4 gezeigt ist, sind das in dem Drosselkörper 100 vorgesehene Motorgehäuse 110 und das Verbinder- und Drosselklappensensorgehäuse 107 so angeordnet, dass sie sich gegenseitig unter einem rechten Winkel schneiden, wobei die Öffnung 180 zum Herausziehen des Motoranschlusses in der Seite des Bodenabschnitts 110b des Motorgehäuses 110 ausgebildet ist und der Aufnahmeraum 107b für den Verbinder 190 in der Nähe der Seite des Bodenabschnitts 110b des Motorgehäuses ausgebildet ist. Wenn der Sensoraufnahmeraum 107b und der Verbinderaufnahmeraum 107b als ein Raum gebildet sind, wie in 10 gezeigt ist (10 ist eine Ansicht, die das Drosselklappensensorgehäuse 107 und den Drosselkörper 100 bei abgenommener Gehäuseabdeckung 37 aus der durch einen Pfeil B in 3 angedeuteten Richtung betrachtet zeigt), ist der Drahtzuleitungsabschnitt 30a des Drosselklappensensors 30 so angeordnet, dass er zu dem den Motoranschlussverbinder enthaltenden Raum 107b hin gerichtet ist.
Der Drosselklappensensor 30 besitzt zwei Sensorerfassungsabschnitte desselben Typs, um den Sensor zu unterstützen, wenn einer der Sensorerfassungsabschnitte Probleme macht, weshalb zwei Gruppen von Drähten 204 vorhanden ist, die aus dem Sensor 30. herausgeführt sind.
Wie in den 5, 6 und 9 gezeigt ist, ist das Verbinder- und Drosselklappensensorgehäuse 107 mit einer Abdeckung 37 abgedeckt, wobei eine Verdrahtungsführung 123 zum Zusammenfassen und Führen der mit einem Verbinder zu verbindenden Stromversorgungsdrähte 204 und der Zuleitungsdrähte 205 des Drosselklappensensors 30 in eine Nut 122, die an dem Wandabschnitt des Verbinders und an dem Drosselklappensensorgehäuse 107 vorgesehen ist, zur Befestigung an der Abdeckung 37 eingepasst ist. Die Verdrahtungsführung 123 ist aus einer Gummiplatte gebildet und besitzt mehrere Führungslöcher 124, die als Durchführungen für die Stromversorgungsdrähte 205 und die Sensorzuleitungsdrähte 204 verwendet werden.
Da der Abschnitt 30a des Drosselklappensensors 30 zum Herausführen der Verdrahtung dem den Motoranschlussverbinder enthaltenden Raum 107b, der oben beschrieben worden ist, zugewandt angeordnet ist, können die von dem Anschluss des Drosselklappensensors 30 weggeführten Drähte 204 und die von dem Motoranschluss 51 weggeführten Drähte 205 durch den Verbinder 190 an benachbarten Positionen am Anfang des einen Raums zusammengeführt werden, weshalb diese Drähte problemlos aufgenommen und aus dem Drosselkörper herausgeführt oder herausgezogen werden können. Daher ist diese Konstruktion sinnvoll, um die Verdrahtungsarbeitsarbeit und die Teilezusammenbauarbeit zu vereinfachen.
Um die Herstellungskosten zu senken, ist ein Bauelement 206 zur elektromagnetischen Abschirmung der Drähte 204, 205 eine geflochtene Abschirmung, die aus einem röhrenförmigen Bauelement, das durch gewebte Glasfaser gebildet ist, und einem geflochtenen Bauelement aus dünnem Metalldraht, das das röhrenförmige Bauelement überdeckt, zusammengesetzt.
Die Öffnung 180 zum Herausziehen des Motoranschlusses, die in dem Bodenabschnitt des Motorgehäuses 100 vorgesehen ist, ist zu dem den Verbinder enthaltenden Abschnitt (dem Aufnahmeraum) 107b hin freigelegt, während die Führung 155, die den Verbinder, wenn er in den Motoranschluss 51 eingesteckt wird, zu der Öffnung 180 zum Herausziehen des Motoranschlusses führt, an der inneren Wandfläche des Aufnahmeabschnitts 107b des Motoranschlussverbinders 190 ausgebildet ist (siehe 10, 13, wobei 10 eine Ansicht ist, die das innere des Verbinder- und Drosselklappensensorgehäuses 107 bei abgenommenem Motoranschlussverbinder 190 und von der Gehäuseöffnung aus betrachtet zeigt, und 13 eine Querschnittsansicht längs der Linie C-C ist, die den Motoranschlussverbinder während eines Verbindungsprozesses zeigt, der in der Ebene der Linie C-C von 10 ausgeführt wird).
Die Führung 155 ist gleichzeitig mit dem Gießen des Drosselkörpers 100 ausgebildet worden und aus einem Paar gegenüberliegender Wandflächen zusammengesetzt, die zu einer solchen Form ausgebildet sind, dass die Breite auf der Aufnahmeseite des Verbinders weit ist und sich in Richtung der Öffnung 180 zum Herausziehen des Motoranschlusses allmählich verengt.
11 ist eine Querschnittsansicht, die die innere Struktur des Motorgehäuses 110 und des Verbinder- und Drosselklappensensorgehäuses 107, unter Veränderung des Blickwinkels von 13 betrachtet, zeigt. 11A zeigt ein Stadium auf halbem Wege im Zuge des Prozesses zum Einstecken des Verbinders, während 11B ein Stadium nach dem Einstecken des Verbinders 190 in den Motoranschluss 51 zeigt.
Der Verbinder 190 kann einfach und ohne Schwierigkeit des Positionierens des Verbinders zum Motoranschluss 51 hin mit dem Letzteren verbunden werden, weil der Motoranschluss 51 durch die Aufnahme des Motors 5 in das Motorgehäuse 110 durch die Öffnung 180 zum Herausziehen des Anschlusses hindurch in dem Verbinderaufnahmeraum 107b zu sehen ist, wobei in diesem Stadium der Motoranschlussverbinder 190 von dem Anschlussaufnahmeabschnitt 107b aus mittels der Führung 155 eingeführt wird. Insbesondere auch dann, wenn der Motoranschluss 51 in einer tiefen Position des Verbinderaufnahmeabschnitts 107b angeordnet ist, kann der Verbinder, der durch die oben erwähnte Führung 155 geführt wird, ohne Schwierigkeit während der Positionierung eingeführt werden.
Wie in den 4, 11A, 11B und 12 gezeigt ist, ist der Motoranschlussverbinder 190 ein aus Kunststoff gegossenes Element eines Sockeltyps, wobei ein Paar von Metallchips 191 für den Anschlussverbinder in dem Motoranschlussverbinder eingebettet sind. In dieser Ausführungsform ist der Abschnitt 190a, in den die Metallchips 191 eingebettet sind, nahezu rechtwinklig ausgebildet, wobei in einer Platte mit Verstärkungsrippen 192 ein dem Abschnitt 190a folgender Abschnitt ausgebildet ist, um die Verwendung von Material zu rationalisieren. Der Verbinder 190 wird durch einen schmalen Abschnitt zu der Öffnung 108 zum Herausziehen des Anschlusses, die an einer tiefen Position angeordnet ist, geführt. Um den Einsteckvorgang zu erleichtern, ist daher die Länge zwischen der Öffnung 108 zum Herausziehen des Motoranschlusses und einer Position in der Nähe der Öffnung des Verbinder- und Drosselklappensensorgehäuses 107 verkürzt.
Wie in den 5, 6 und 9 gezeigt ist, ist ein bandförmiges Metallelement 208 zum Halten der mehreren Verbinder 201 bis 203 an einer Außenfläche der Abdeckung 37 des Verbinder- und Drosselklappensensorgehäuses 107 angeschweißt. Durch Befestigen der mehreren Verbinder 201 bis 203 an dem bandförmigen Metallelement 208 auf der Grundlage eines vorgegebenen Layouts kann die Verbindungsarbeit leicht und ohne Probleme mit der Layoutkonfiguration der Verbinderteile bei der Montage am Fertigungsort durchgeführt werden. Das Bezugszeichen 250 in 3 gibt ein Motorkühlwasser-Einlassrohr an.
Für die Rückstellfeder 7 und die Ausgangsstellungsfeder 8 wird in dieser Ausführungsform die spulenförmige Torsionsfeder verwendet, jedoch besteht keine Beschränkung auf die spulenförmige Torsionsfeder. Beispielsweise kann eine bandförmige Spulenfeder verwendet werden. Eine Ausführungsform nach 15 verwendet eine bandförmige Spulenfeder als Ausgangsstellungsfeder 8, jedoch ist die übrige Struktur dieselbe wie bei der ersten Ausführungsform. Gemäß diesem Typ kann der Innenraum des Zahnradgehäuses kleiner gestaltet werden.
Eine Ausführungsform nach 14 lässt die Randbauteile 14, 15 weg, jedoch ist die übrige Struktur dieselbe wie bei der ersten Ausführungsform.
In einer Ausführungsform nach den 16A und 16B ist die Rückstellfeder 7 im Gegensatz zu den oben erwähnten Ausführungsformen außerhalb der Ausgangsstellungsfeder 8 angeordnet.
Das Prinzip der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung nach den 16A und 16B ist folgendes.
In dieser Ausführungsform sind das Zahnrad (das Eingriffselement der festen Seite) 43, das an dem Drosselwelle 3 angebracht ist, und der Ausgangsstellungshebel 6, der lose auf der Drosselwelle 3 angebracht und relativ zu der Drosselwelle drehbar ist, mit der Rückstellfeder 7 verbunden, um sich gegenseitig anzuziehen. Diese Verbindung kann durch Befestigen des einen Endes der Rückstellfeder 7 an dem Ausgangsstellungshebel 6 und des anderen Endes der Rückstellfeder 7 an einem Federhalteabschnitt 9 der Drosselwelle 3 ausgeführt sein.
Zum anderen übt die Ausgangsstellungsfeder 8 in einer Richtung zum Öffnen der Drosselklappe eine Kraft auf den Ausgangsstellungshebel 6 aus, da das eine Ende 8a der Ausgangsstellungsfeder 8 an einem in dem Drosselkörper 100 vorgesehenen Federhalteabschnitt 10 befestigt ist und das andere Ende 8b an einem Federhalteabschnitt 61 des Ausgangsstellungshebels 6 befestigt ist.
Durch eine Konstruktion, wie sie oben beschrieben worden ist, sind das Zahnrad (das Eingriffselement der festen Seite) 43 und der Ausgangsstellungshebel (das Eingriffselement der beweglichen Seite) 6 unter gegenseitigem Eingriff und der Kraft der Ausgangsstellungsfeder 8 innerhalb des Bereichs von Öffnungswinkeln unterhalb des Ausgangsstellungsöffnungswinkels entgegenwirkend drehbar. Die Bewegung des Ausgangsstellungshebels 6 wird durch den Ausgangsstellungsöffnungswinkel-Einstellstopper 11' blockiert, und lediglich das Drosselklappenzahnrad 43 lässt sich entgegen der Kraft der Rückstellfeder 7 gemeinsam mit der Drosselwelle 3 innerhalb des Bereichs von Öffnungswinkeln oberhalb des Ausgangsstellungsöffnungswinkels drehen. In dieser Ausführungsform ist der Durchmesser der Ausgangsstellungsfeder 8 größer als der Durchmesser der Rückstellfeder 7, wobei die Federn so um die Welle der Drosselwelle 3 angeordnet sind, dass sich die Ausgangsstellungsfeder 8 außen befindet und sich die Rückstellfeder 7 innen befindet.
Obwohl die Anordnung der Federn 7, 8 bei dieser Ausführungsform umgekehrt zur Anordnung bei der ersten Ausführungsform ist, ist die Anordnung der anderen Teile dieselbe wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen. Dadurch kann die gleiche Wirkung wird bei der ersten Ausführungsform erreicht werden.
Bei jeder Ausführungsform der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung ist der Spalt (der Wellenunterstützungsspalt) zwischen der Drosselwelle 3 und dem Welleneinsteck-Durchgangsloch 181, das die Drosselwelle 3 zu dem Lager 20, das in dem Wandabschnitt eines Drosselkörpers vorgesehen ist, führt, mit einem das Entweichen von Luft verhindernden Werkstoff gefüllt. Der das Entweichen von Luft verhindernde Werkstoff, beispielsweise ein austrockenbares flüssiges Schmiermittel wie etwa Molybdändisulfid (MoS₂), wird auf der Ausgangsseite der Drosselklappe 2 auf die begrenzten Bereiche des Spalts zwischen der Drosselwelle 3 und dem Welleneinsteck-Durchgangsloch 181 und der Umgebung wie etwa die in 6 durch das Bezugszeichen 310 gezeigten schraffierten Bereiche angewandt und durchdringt und füllt den Wellenunterstützungsspalt. Durch Füllen der Wellenunterstützungszwischenräume mit dem das Entweichen von Luft verhindernden Werkstoff kann aufgrund dessen, dass die Einlassluftdurchflussmenge (die Leckluftdurchflussmenge), die der Brennkraftmaschine durch den Wellenunterstützungsspalt der Drosselwelle zugeführt wird, beseitigt werden kann, der anzusteuernde minimale Öffnungswinkel der Drosselklappe um jenen Wert größer als bei der herkömmlichen gemacht werden. Bei der vorliegenden Erfindung wird, um diese Tatsache auszunutzen, der anzusteuernde minimale Öffnungswinkel auf einen Wert eingestellt, der größer als das Überschwingen der Drosselklappe ist, wenn der Öffnungswinkel der Drosselklappe von dem anzusteuernden maximalen Öffnungswinkel der Drosselklappe zu dem minimalen Öffnungswinkel verändert wird. Die Funktion und die Wirkungen sind jene, die in dem Abschnitt ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG beschrieben worden sind. Das heißt, dass durch Aufbringen von das Entweichen von Luft verhinderndem Werkstoff (beispielsweise von Molybdändisulfid), wie in 17 gezeigt ist, aufgrund dessen, dass der anzusteuernde minimale Öffnungswinkel auf einen Wert eingestellt werden kann, der um etwa 2° größer als die mechanisch vollständig geschlossene Position ist (in einem herkömmlichen Fall um einen Wert, der um etwa 1° größer als die mechanisch vollständig geschlossene Position ist), kann der anzusteuernde minimale Öffnungswinkel um einen Wert, der dem Überschwingen (von beispielsweise etwa 1,5°), wenn der Öffnungswinkel der Drosselklappe von dem anzusteuernden maximalen Öffnungswinkel (der elektrisch vollständig geöffneten Position) zu dem minimale Öffnungswinkel (der elektrisch vollständig geschlossenen Position) entspricht, verändert werden, wie durch die Linie (2) gezeigt ist. Daher kann verhindert werden, dass das Stopperblockierungselement auf Seiten der Drosselklappe auf den Stopper (den Stopper für das vollständige Schließen), der die mechanisch vollständig geschlossene Position bestimmt, auch dann, wenn das Überschwingen vorkommt, auftrifft. Demgemäß ist es auch dann, wenn das Überschwingen eintritt, möglich, das Fließen von Überstrom in dem Motor zu verhindern.
Ferner können durch Anwenden des das Entweichen von Luft verhindernden Werkstoffs auf die Wellenunterstützungszwischenräume und die Umgebung die folgende Funktionsweise und die folgende Wirkung erhalten werden.
Falls zusätzlich zur normalen Motordrehzahlregelung eine Leerlaufdrehzahlsteuerung mittels der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung durchgeführt wird, gibt es nämlich ein Stadium der Steuerung mit offenem Regelkreis, um einer Spitzenlast wie etwa bei einem Betrieb einer Klimaanlage zu begegnen. Ferner gibt es bei einem Benzinmotor mit Direkteinspritzung in den Motor aufgrund dessen, dass die erforderliche Luftdurchflussmenge während einer Schichtenverbrennung (ultramagere Verbrennung) ungeachtet der Drehzahl ein Stadium der Steuerung mit offenem Regelkreis. Daher ist es erforderlich, die Genauigkeit der Luftdurchflussmenge bezüglich des Drosselklappenöffnungswinkels zu verbessern (insbesondere eine Genauigkeit von 1 bis 7°).
Wenn der das Entweichen von Luft verhindernde Werkstoff längs des gesamten Umfangs der Drosselklappe auf die Luftdurchgangwand aufgebracht wird, ist jedoch die Genauigkeit der Luftdurchflussmenge, genauer die Genauigkeit in einem Bereich kleiner Öffnungswinkel, durch Abweichungen beim Aufbringen des das Entweichen von Luft verhindernden Werkstoffs hinsichtlich der Dicke und der Konzentration bedingt, gering.
Andererseits kann, wenn der das Entweichen von Luft verhindernde Werkstoff nicht auf den größten Tel des Umfangs der Drosselklappe aufgetragen wird, indem der Anwendungsbereich des das Entweichen von Luft verhindernden Werkstoffs nur auf den Wellenunterstützungsspalt und die Umgebung begrenzt wird, die Ursache der Abweichungen beseitigt und die Genauigkeit der Luftdurchflussmenge erhöht werden. Als Versuchsergebnis, das die oben erwähnte Wirkung bestätigt, ist 18 ein Graph, der Veränderungen der Luftdurchflussmenge über dem Drosselklappenöffnungswinkel in einem Fall, in dem das das Entweichen von Luft verhindernde Element längs des gesamten Umfangs der Drosselklappe in dem Luftstromdurchgang der elektronisch gesteuerten Drosselklappe aufgetragen ist, und in einem Fall, in dem das das Entweichen von Luft verhindernde Element lediglich in den Wellenunterstützungsspalt gefüllt ist, zeigt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine elektronisch gesteuerte Drosselvorrichtung mit einem elektrischen Antriebsstellglied, einem Zahnradmechanismus und einem Ausgangsstellungsöffnungswinkel-Einstellmechanismus in der Größe klein, im Gewicht leicht und im Zusammenbau und hinsichtlich des Kabelbaums einfach gestaltet sein.
Ferner kann die Zuverlässigkeit der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung erhöht werden, indem verhindert wird, dass die Drosselklappe bei der mechanisch vollständig geschlossenen Position auch dann, wenn ein für die elektronisch gesteuerte Drosselvorrichtung spezifisches Überschwingen auftritt, wenn die Drosselklappe schnell von dem anzusteuernden maximale Öffnungswinkel zu dem minimalen Öffnungswinkel wechselt, auf einen Stopper auftrifft.

Claims

Drosselvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem elektrischen Antriebsstellglied (5) zum Öffnen und Schließen einer Drosselklappe (2) anhand eines Signals, das eine Einlassluftdurchflussmenge der Brennkraftmaschine steuert, wobei ein Spalt zwischen einer Drosselklappenwelle (3), die durch das elektrische Antriebsstellglied (5) angetrieben wird, um die Drosselklappe (2) zu öffnen und zu schließen, und einem Welleneinsteck-Durchgangsloch (181), das die Drosselklappenwelle (3) zu einem in einem Wandabschnitt des Drosselkörpers (100) vorgesehenen Lager (20) führt, mit einem Luftleck-Verhinderungsmaterial gefüllt ist und das Lager mit einem von einer Dichtungsschubvorrichtung (19) unterstützten Dichtungsorgan (18) abgedichtet ist, wobei das Lager (20) auf einer Seite der Drosselklappe (2) zwischen dem Dichtungsorgan (18), das auf die Drosselklappenwelle (3) aufgesetzt ist, und dem Luftleck-Verhinderungsmaterial angeordnet ist, wobei das Luftleck-Verhinderungsmaterial von Abschnitten um einen äußeren Umfang der Drosselklappe (2) auf Abschnitte aufgebracht ist, die auf einen Bereich zwischen der Drosselklappenwelle (3) und dem Welleneinsteck-Durchgangsloch und auf die Umgebung (310) begrenzt sind.
Drosselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleck-Verhinderungsmaterial Molybdändisulfid ist.
Drosselvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Lager in einem das Lager enthaltenden Vorsprung (101) des Drosselkörpers (100) vorgesehen ist und das Dichtungsorgan (18) an dem das Lager enthaltenden Vorsprung (101) mit der Dichtungsschubvorrichtung (19) befestigt ist.