JP2001173462A - スロットル制御装置 - Google Patents

スロットル制御装置

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JP2001173462A
JP2001173462A JP35919499A JP35919499A JP2001173462A JP 2001173462 A JP2001173462 A JP 2001173462A JP 35919499 A JP35919499 A JP 35919499A JP 35919499 A JP35919499 A JP 35919499A JP 2001173462 A JP2001173462 A JP 2001173462A
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JP
Japan
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coil
throttle
control device
throttle valve
current
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Application number
JP35919499A
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English (en)
Inventor
Tetsuji Yamanaka
哲爾 山中
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で故障時にスロットル弁を閉弁す
ることのできるスロットル制御装置を提供する。 【解決手段】 通常運転時には、予備コイル53には通
電されず、作動コイル52に流す電流の方向によって、
ロータを正方向および逆方向に回動させるトルクを発生
させ、スロットル弁を開方向および閉方向に回動させ
る。作動コイル52が断線した場合など、電流検出回路
36Aが作動コイル52への非通電を検出すると、EC
U70は、第2の出力段3Bの開閉器31Bを閉じ、予
備コイル53に通電する。これにより、所定時間内にス
ロットル弁を閉弁してエンジンの吸気を停止し、安全に
停止させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関(以下、
「内燃機関」をエンジンという)の吸気流量を制御する
スロットル制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、エンジンの吸気流量を制御する装
置として、コイル部に通電することによりスロットル軸
と一体に回動するロータを吸引する磁力を発生させるト
ルクモータを備え、スロットル軸に固定されたスロット
ル弁の開度を制御するスロットル制御装置が知られてい
る。
【0003】上記のようなスロットル制御装置では、ト
ルクモータに通電する回路が故障したときに、スロット
ル弁を閉じて安全にエンジンを停止させるためにスロッ
トル弁を閉方向に付勢するリターンスプリングを設ける
ことが行われている。
【0004】また、特許第2813184号公報に開示
されるように、別体の独立した作用方向が同一なコイル
部を備えた2重の電気的構成を有し、かつ別体の独立し
た2つの出力段を有し、一方の出力段が故障の場合に他
方の出力段が作動することにより、スロットル開度を正
常に制御するスロットル制御装置も知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなリターンスプリングを用いたスロットル制御装置
では、リターンスプリングにより装置の重量および製造
工数が増加していた。さらに、スロットル弁がリターン
スプリングにより常に閉弁方向に付勢されているので、
スロットル弁を開弁方向に駆動するためには、より大き
なトルクが必要となり、トルクモータの体格を大きくす
る必要があった。
【0006】また、上記公報に示すようなスロットル制
御装置では、スロットル弁を開弁方向および閉弁方向の
両方向に駆動することができる作用が同じコイル部を、
2つ有するために装置全体の体格が大型化し、小型化・
軽量化が難しい。また、それぞれのコイル部への出力段
も独立で2つ有するため、回路構成が複雑となりコスト
が増加するという問題があった。本発明の目的は、簡単
な構成で故障時にスロットル弁を閉弁することのできる
スロットル制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
スロットル制御装置によると、スロットル弁を閉方向に
のみ駆動するトルクを発生させる予備コイルと、作動コ
イルの駆動回路への電流の通電または非通電を検出する
検出手段と、検出手段が非通電を検出したときに予備コ
イルに通電する手段とを備えるため、故障などにより作
動コイルへ通電がされなくなると、予備コイルへの通電
によりスロットル弁が閉じられる。そのため、リターン
スプリングのような付勢手段を用いることなく、故障時
にスロットル弁を閉じることができ、スロットル制御装
置を小型化・軽量化できる。また、予備コイルは、スロ
ットル弁を閉じる一方向のトルクを発生させる方向にの
み通電されるため、両方向に通電する場合と比べて回路
の構成を簡単になり、スロットル制御装置を小型化・軽
量化し、かつ製造コストを低減することができる。
【0008】本発明の請求項2記載のスロットル制御装
置によると、予備コイルは作動コイルよりも小型である
ため、スロットル制御装置全体の体格を小型化すること
ができる。
【0009】本発明の請求項3記載のスロットル制御装
置によると、予備コイルは、スロットル弁を所定時間内
に閉弁可能な大きさのトルクを発生させるため、速やか
にスロットル弁を閉弁し、安全にエンジンを停止するこ
とができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。本発明の一実施例によるスロットル制
御装置10を図1〜図3に示す。スロットル制御装置1
0は、アクセル踏込量に応じてスロットル弁13の開度
を調整するアクセルと機械的にリンクした機構をもた
ず、トルクモータ20によってのみスロットル弁13の
開度を調整するものである。
【0011】図2に示すように、スロットル制御装置1
0のスロットルボディ11はベアリング15を介してス
ロットル軸12を回転自在に支持している。スロットル
弁13は円板状に形成されており、スロットル軸12に
ビス14で固定されている。スロットル弁13がスロッ
トル軸12とともに回動することにより、スロットルボ
ディ11の内壁により形成された吸気通路の流路面積が
調整され、吸気通路を通過する吸気流量が制御される。
【0012】スロットル軸12の一方の端部に、スロッ
トル軸12を回転駆動するトルクモータ20が設けられ
ている。トルクモータ20のロータ30にスロットル軸
12の他方の端部が固定されている。ロータ30の径方
向外側にステータコア40が配置されている。
【0013】図3は、スロットル制御装置10を示す図
2の下方向から見た断面図である。トルクモータ20の
ロータ30は、スロットル軸12に圧入固定したロータ
コア32と、ロータコア32の外周面に配設された永久
磁石33とからなる。
【0014】ロータコア32は鉄などの磁性材料により
円筒状に形成されている。永久磁石33はロータコア3
2の外周に設けられている。永久磁石33は、ロータコ
ア32の径方向に放射状に着磁されているため、ロータ
30にN、Sの二極が形成される。永久磁石33は、ネ
オジム系、サマリウム−コバルト系等の高い磁力を発生
するいわゆる希土類磁石である。永久磁石33は、複数
の磁石をロータコア32の外周に配置することにより構
成することもできる。
【0015】ステータコア40は、ロータ30を囲むよ
うに形成され、ステータコア40の一方および他方の磁
極を形成するティース部41、42と、一端がティース
部41に接続され他端がティース部42に接続されるア
ーム部43とよりなる。アーム部43には、作動コイル
52および予備コイル53が巻回されてコイル部50を
形成している。ステータコア40のアーム部43と、作
動コイル52および予備コイル53とが短絡しないよう
にボビン54をその間に設けてあり、ボビン54により
作動コイル52と予備コイル53との間も区分けされて
いる。ステータコア40、コイル部50のまわりは樹脂
ハウジング60で覆ってある。予備コイル53は、作動
コイル52と同じ線径で、巻数が作動コイル52よりも
少なく形成されている。
【0016】作動コイル52にはエンジンの制御装置で
あるECUからの指令によりバッテリから制御電流が供
給される。作動コイル52に通電することによりステー
タコア40は励磁され、ティース部41に一方の磁極、
ティース部42に他方の磁極が生成される。永久磁石3
3により生成されたロータ30側の極が、通電により生
成されるステータコア40側の極に吸引されることによ
り、ロータ30を回動させるトルクが発生する。
【0017】予備コイル53は、作動コイル52が断線
したときなど、スロットルの制御系が故障したと検出さ
れたときにバッテリから電流が供給され、スロットル弁
13を閉じる方向にロータ30を回動させる。コイル部
50は、作動コイル52に通電したときに発生する磁力
によりロータ30を駆動する第1の駆動系と、予備コイ
ル53に通電したときに発生する磁力によりロータ30
を駆動する第2の駆動系とを有する。予備コイル53
は、作動コイル52よりも小型に形成されているが、少
なくとも所定時間内にスロットル弁13を閉弁できるだ
けの磁力を発生させるように形成する。
【0018】スロットル軸12のトルクモータ20より
もさらに端部側に、回転角センサ19が取付けられてい
る。回転角センサ19はスロットル軸12の回転角、つ
まりスロットル弁13の開度を検出してECUに開度信
号を送出する。
【0019】図1に、本実施例によるスロットル制御装
置10の作動コイル52および予備コイル53に電流を
供給する出力段の回路構成を示す。作動コイル52に電
流を供給する駆動回路としての第1の出力段3Aは、バ
ッテリからの供給電圧のプラス側とアース電位の間に接
続されている。第1の出力段3Aは、開閉器31A、3
2A、33A、34Aを備える。開閉器31Aおよび3
2Aと、開閉器33Aおよび34Aとは、並列に接続さ
れている。開閉器31Aと32Aとの間に作動コイル5
2の一端が接続され、開閉器33Aと34Aとの間に作
動コイル52の他端が接続されている。そのため、開閉
器31Aおよび34Aのみを閉じた時と、開閉器31A
および34Aのみを閉じた時とで、作動コイル52への
通電を反対方向にすることができる。
【0020】開閉器31A〜34Aを保護するために、
また、スロットル制御装置の中に蓄えられる電磁エネル
ギーを急速に消失させるために、各開閉器31A〜34
Aと並列にそれぞれ還流ダイオード35Aが設けられて
いる。
【0021】予備コイル53に電流を供給する第2の出
力段3Bもまた、供給電圧のプラス側とアース電位の間
に接続されている。開閉器31Bと予備コイル53とが
直列に接続されている。また、予備コイル53と並列に
還流ダイオード35Bが設けられている。予備コイル5
3は、スロットル弁13を閉弁する方向へ一方向のみの
通電しかしないため、第2の出力段3Bは、第1の出力
段3Aと比べて回路の構成を簡単にすることができる。
【0022】第1の出力段3Aおよび第2の出力段3B
には、それぞれ検出手段としての電流監視回路36A、
36Bが設けられている。電流監視回路の出力がECU
70に入力され、ECU70は各出力段への通電が正常
に行われているか否かを判断している。ECU70に
は、回転角センサ19からの出力信号、エンジンの運転
状態信号、エンジンの回転数信号、アクセル開度信号な
どが入力される。ECU70からは、位置調整器80お
よび開閉器31Bに信号が出力される。位置調整器80
は、ECU70からの信号に応じて、開閉器31A、3
2A、33A、34Aを開閉制御し、作動コイル52へ
の通電方向を制御することにより、スロットル軸12の
回転角度、すなわちスロットル弁13の開度を制御す
る。
【0023】次に、本実施例のスロットル制御装置10
の作動について説明する。車両の正常走行モードにはI
SC(idle speed control) 、通常運転、クルーズコン
トロール等がある。各モードにおけるスロットル弁13
の開度は、アクセル開度信号、エンジン回転数信号等に
基づいてECU70で演算され、演算された開度に応じ
た制御電流が作動コイル52に供給される。通常運転時
には、開閉器31Bは開状態であり予備コイル53には
通電されず、作動コイル52に流す電流の方向によっ
て、ロータ30を正方向および逆方向に回動させるトル
クを発生させ、スロットル弁13を開方向および閉方向
に回動させることができる。
【0024】スロットル弁13の開度は回転角センサ1
9により検出され、ECU70にフィードバックされ
る。そしてこの開度信号に基づいて作動コイル52に供
給する制御電流が調整される。スロットル弁13の開度
を検出することにより、ロータ30に働くトルクが温度
変化等により変動することを防止し、スロットル弁13
の開度を高精度に制御できる。
【0025】作動コイル52が断線した場合など、EC
U70により指示する開度と回転角センサ19により検
出される開度とに所定値以上の差がある場合には、駆動
回路の故障とみなし、バッテリから第1の出力段3Aへ
の通電が停止される。
【0026】電流検出回路36Aが非通電を検出する
と、ECU70は、第2の出力段3Bの開閉器31Bを
閉じ、予備コイル53に通電する。これにより、所定時
間内にスロットル弁13を閉弁してエンジンの吸気を停
止し、安全に停止させることができる。
【0027】以上、実施例により説明したように、本発
明のスロットル制御装置によれば、故障時にリターンス
プリングなどの付勢手段を用いることなく、スロットル
弁を開閉制御する第1の出力段よりも簡単な構成の第2
の出力段により、スロットル弁を閉弁することができる
ため、スロットル制御装置の構成を簡単にすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のスロットル制御装置への電流供
給出力段を示す回路図である。
【図2】本発明実施例のスロットル制御装置を示す断面
図である。
【図3】図3の下方向から見た部分断面図である。
【符号の説明】
10 スロットル制御装置 12 スロットル軸 13 スロットル弁 19 回転角センサ 20 トルクモータ 30 ロータ 40 ステータ 50 コイル部 52 作動コイル 53 予備コイル 70 ECU 3A 第1の出力段(駆動回路) 36A 電流監視回路(検出手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通電することによりスロットル弁を開方
    向および閉方向に駆動するトルクを発生させる作動コイ
    ルと、 前記スロットル弁を閉方向にのみ駆動するトルクを発生
    させる予備コイルと、 前記作動コイルの駆動回路への電流の通電または非通電
    を検出する検出手段と、 前記検出手段が非通電を検出したときに前記予備コイル
    に通電する手段と、 を備えることを特徴とするスロットル制御装置。
  2. 【請求項2】 前記予備コイルは前記作動コイルよりも
    小型であることを特徴とする請求項1記載のスロットル
    制御装置。
  3. 【請求項3】 前記予備コイルは、前記スロットル弁を
    所定時間内に閉弁可能な大きさのトルクを発生させるこ
    とを特徴とする請求項2記載のスロットル制御装置。
JP35919499A 1999-12-17 1999-12-17 スロットル制御装置 Pending JP2001173462A (ja)

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