JP2002129988A - Intake air throttling device - Google Patents

Intake air throttling device

Info

Publication number
JP2002129988A
JP2002129988A JP2000317811A JP2000317811A JP2002129988A JP 2002129988 A JP2002129988 A JP 2002129988A JP 2000317811 A JP2000317811 A JP 2000317811A JP 2000317811 A JP2000317811 A JP 2000317811A JP 2002129988 A JP2002129988 A JP 2002129988A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
valve shaft
intake throttle
rotation angle
intake
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000317811A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jiro Kondo
二郎 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2000317811A priority Critical patent/JP2002129988A/en
Publication of JP2002129988A publication Critical patent/JP2002129988A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Springs (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an intake air throttling device capable of enhancing the resolution of a valve shaft rotation angle while always opening an intake air throttle valve provided with a drive motor and downsizing with a simple construction. SOLUTION: Since the first and second return springs 31 and 32 for energizing a valve shaft 12 in the valve opening and closing directions, respectively are used, there can be provided the intake air throttle valve which always opens at an intermediate openness position θN corresponding to a required intake air flow rate by changing the respective energizing forces of the springs 31 and 32. Further, since the spring constants K1 and K2 of the return springs 31 and 32 are different from each other, the gradient of a torque characteristic Tr generated by energizing the valve shaft is made to have two-stage characteristic. Thereby, since the variation Δθ1 of rotation angle to a drive torque Tr can be lessened by enlarging the spring constant K1 (a torque variation amount against the valve shaft rotation angle) in the two-stage characteristic, the resolution of rotation angle θ of the valve shaft 12 can be enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、吸気絞り装置に関
し、特に自動車等のディーゼルエンジンの吸気絞り装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intake throttle device, and more particularly to an intake throttle device for a diesel engine of an automobile or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンの吸気通路を開閉す
る吸気絞り弁と、この吸気絞り弁を駆動する駆動モータ
と、この駆動モータを制御する制御手段(以下、ECU
と呼ぶ)とを備えた吸気絞り装置が知られている。
2. Description of the Related Art An intake throttle valve for opening and closing an intake passage of a diesel engine, a drive motor for driving the intake throttle valve, and control means (hereinafter referred to as ECU) for controlling the drive motor.
) Is known.

【0003】ディーゼルエンジンは圧縮した高温空気中
に燃料を噴射して自己着火させるものであるので、エン
ジンを確実に停止(特に、燃料遮断後、エンジン振動を
防止しつつ停止)させたい場合のみ、燃料と空気の両方
を遮断することが望ましい。このため、この吸気絞り装
置は、吸気絞弁を駆動する駆動モータ、或いは制御系が
故障したときでも通常運転が可能なように、吸気絞り弁
の弁軸には、この弁軸を開弁方向に付勢するリターンス
プリングを設けることで常開の吸気絞り弁としている。
[0003] Diesel engines are self-igniting by injecting fuel into compressed high-temperature air. Therefore, only when it is desired to stop the engine reliably (especially after stopping the fuel while stopping the engine while preventing engine vibration), It is desirable to shut off both fuel and air. For this reason, this intake throttle device is provided with the valve shaft of the intake throttle valve in the valve opening direction so that normal operation can be performed even when the drive motor for driving the intake throttle valve or the control system fails. A normally open intake throttle valve is provided by providing a return spring that biases the throttle valve.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述の従来構成では、
駆動モータを大型化することなく、駆動モータのトルク
特性にリターンスプリングのトルク特性を釣合わせるた
めに、リターンスプリングのばね定数を小さく設定して
いる。このため、両トルク特性の釣り合い点が定まら
ず、駆動モータを制御するECUのフィードバック制御
が困難になる場合がある。
In the above-mentioned conventional configuration,
In order to balance the torque characteristics of the return spring with the torque characteristics of the drive motor without increasing the size of the drive motor, the spring constant of the return spring is set small. For this reason, the balance point between the two torque characteristics cannot be determined, and it may be difficult to perform feedback control by the ECU that controls the drive motor.

【0005】この対策として、吸気絞り弁の弁軸と駆動
モータとの間に、減速装置を設けることで、駆動モータ
による弁軸回転角の分解能を向上させて、フィードバッ
ク制御性を向上させるものがある。しかしながら、減速
装置を搭載すると、構成が複雑となり装置の体格が大型
化してしまう問題がある。
[0005] As a countermeasure, a reduction gear is provided between the valve shaft of the intake throttle valve and the drive motor to improve the resolution of the valve shaft rotation angle by the drive motor and improve feedback controllability. is there. However, when the reduction gear is mounted, there is a problem that the configuration becomes complicated and the size of the device becomes large.

【0006】また、近年車両居住性向上の観点からエン
ジンルームの高密度化要求が高まっており、吸気絞り装
置に減速装置を搭載する空間を確保することが難しい場
合がある。勿論、吸気絞り装置自体の小型化要求があ
る。
[0006] In recent years, there has been an increasing demand for a high-density engine room from the viewpoint of improving the comfort of a vehicle, and it may be difficult to secure a space for mounting a reduction gear in an intake throttle device. Of course, there is a demand for downsizing of the intake throttle device itself.

【0007】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたものであり、したがって、その目的は、駆動モータ
により駆動される吸気絞り弁を常開としつつ、弁軸回転
角の分解能を向上させると共に簡素な構成で小型化でき
る吸気絞り装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to improve the resolution of the valve shaft rotation angle while keeping the intake throttle valve driven by the drive motor normally open. Another object of the present invention is to provide an intake throttle device that can be downsized with a simple configuration.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1によれ
ば、吸気通路を開閉する吸気絞り弁、吸気絞り弁の弁軸
を駆動する駆動モータ、および駆動モータを制御する制
御手段とを備えた吸気絞り装置において、駆動軸の一端
には、互いにばね定数が異なる第1、第2のリターンス
プリングが配設されており、第1のリターンスプリング
は弁軸を開弁方向に、第2のリターンスプリングは弁軸
を閉弁方向に回転させるように付勢している。このた
め、弁軸をそれぞれ開弁方向、閉弁方向に付勢する第
1、第2のリターンスプリングを用いるので、駆動モー
タが非作動時の吸気絞り弁の弁開度位置を、付勢力を変
えることにより全開から全閉までの任意の中間開度位置
に設定できる。このため、要求吸気流量に応じた弁開度
位置で常開となる吸気絞り弁を提供できる。
According to the first aspect of the present invention, an intake throttle valve for opening and closing an intake passage, a drive motor for driving a valve shaft of the intake throttle valve, and a control means for controlling the drive motor are provided. In the intake throttle device provided, first and second return springs having different spring constants are disposed at one end of the drive shaft, and the first return spring moves the valve shaft in the valve opening direction to move the second return spring in the second direction. Return spring urges the valve shaft to rotate in the valve closing direction. For this reason, since the first and second return springs that urge the valve shaft in the valve opening direction and the valve closing direction are used, the valve opening position of the intake throttle valve when the drive motor is not operating is adjusted by the urging force. By changing it, it can be set to any intermediate opening position from fully open to fully closed. Therefore, it is possible to provide an intake throttle valve that is normally opened at a valve opening position corresponding to the required intake flow rate.

【0009】しかも、第1、第2のリターンスプリング
は、互いに異なるばね定数を有するので、両リターンス
プリングが弁軸に付勢して発生しうるトルク特性を、弁
軸回転角に対するトルク特性の傾きが2ステージある2
段特性とすることができる。この2段特性のうち、トル
ク特性の傾きが大きい(弁軸回転角に対するトルク変化
量が大きい)方においては、駆動トルクに対する回転角
のばらつきを小さくできるので、弁軸回転角の分解能が
向上できる。これにより、フィードバック制御による弁
軸回転角を制御する場合、制御性の向上が可能である。
In addition, since the first and second return springs have different spring constants, the torque characteristics that can be generated when both return springs are urged to the valve shaft are defined by the slope of the torque characteristic with respect to the valve shaft rotation angle. There are 2 stages 2
Step characteristics can be obtained. Among the two-stage characteristics, when the inclination of the torque characteristic is large (the amount of change in torque with respect to the valve shaft rotation angle is large), the variation of the rotation angle with respect to the driving torque can be reduced, and the resolution of the valve shaft rotation angle can be improved. . Thereby, when controlling the valve shaft rotation angle by feedback control, controllability can be improved.

【0010】さらに、減速装置を用いることなく、リタ
ーンスプリングの特性を2段特性にするだけで、弁軸回
転角の分解能を向上させうるので、簡素な構成で小型化
できる吸気絞り弁、言い換えると簡素な構成で小型化で
きる吸気絞り装置を提供可能である。
Furthermore, the resolution of the valve shaft rotation angle can be improved only by setting the characteristics of the return spring to two-stage characteristics without using a reduction gear, so that the intake throttle valve can be reduced in size with a simple configuration, in other words. An intake throttle device that can be reduced in size with a simple configuration can be provided.

【0011】したがって、要求吸気流量に応じた弁開度
位置で常開となる吸気絞り弁を提供しつつ、弁軸回転角
の分解能を向上させると共に、簡素な構成で小型化が可
能である。
Therefore, while providing an intake throttle valve that is normally opened at a valve opening position corresponding to the required intake flow rate, the resolution of the valve shaft rotation angle can be improved, and the size can be reduced with a simple configuration.

【0012】上記第1、第2のリターンスプリングが弁
軸に付勢し発生しうるトルク特性は、請求項2に記載の
ように、所定の中間開度位置にて零となるものであっ
て、この中間開度位置から弁軸を閉弁方向に回転する側
のばね定数は、弁軸を開弁方向に回転する側のばね定数
に比べて大きくなっていることが望ましい。これによ
り、この中間開度位置で常開となる吸気絞り弁を提供で
きる。しかも、本実施形態で説明するように燃料遮断
後、吸気流量を絞ることでエンジン振動を防止したい場
合に、閉弁方向に回転させる側のばね定数を大きく、す
なわち弁軸回転角に対するトルク変化量を大きくするこ
とができるので、弁軸回転角の分解能が向上でき、吸気
流量を精度よく制御できる。
The torque characteristic that can be generated by biasing the first and second return springs to the valve shaft becomes zero at a predetermined intermediate opening position as described in claim 2. It is desirable that the spring constant on the side that rotates the valve shaft in the valve closing direction from this intermediate opening position is larger than the spring constant on the side that rotates the valve shaft in the valve opening direction. Thus, an intake throttle valve that is normally opened at the intermediate opening position can be provided. In addition, as described in this embodiment, when it is desired to prevent engine vibration by reducing the intake flow rate after the fuel is cut off, the spring constant on the side to be rotated in the valve closing direction is increased, that is, the torque change amount with respect to the valve shaft rotation angle Can be increased, so that the resolution of the valve shaft rotation angle can be improved, and the intake flow rate can be controlled accurately.

【0013】本発明の請求項3によれば、第1、第2の
リターンスプリングを、弁軸上に軸方向に直列に配置す
ることができる。
According to the third aspect of the present invention, the first and second return springs can be arranged on the valve shaft in series in the axial direction.

【0014】本発明の請求項4によれば、吸気絞り弁の
弁軸開度と吸気流量の特性において、全閉位置から常開
角度位置となる中間開度位置までの範囲では回転角度に
対する流量変化量が大きく、この中間開度位置から全開
位置までの範囲では回転角度に対する流量変化量が徐々
に小さくなっていくような吸気絞り装置に好適である。
According to the fourth aspect of the present invention, in the characteristics of the valve shaft opening of the intake throttle valve and the intake flow rate, the flow rate with respect to the rotation angle in the range from the fully closed position to the intermediate opening position which is the normally open angle position. It is suitable for an intake throttle device in which the amount of change is large and the amount of change in flow rate with respect to the rotation angle gradually decreases in the range from the intermediate opening position to the fully open position.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の吸気絞り装置をデ
ィーゼルエンジンの吸気絞り装置に適用し、具体化した
実施形態を図面に従って説明する。図1は、本発明の実
施形態の吸気絞り装置の構成を表す部分断面図である。
図2は、図1中の吸気絞り弁において、弁軸に付勢する
リターンスプリングの弁軸開度に対して発生しうるトル
ク特性を表す図であって、駆動モータの駆動トルクとの
釣り合い関係を説明する特性図である。図3は、図1中
の吸気絞り弁の弁軸開度と吸気流量との関係を表す特性
図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention applied to an intake throttle device of a diesel engine using the intake throttle device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of an intake throttle device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing torque characteristics that can be generated with respect to the valve shaft opening of a return spring that urges the valve shaft in the intake throttle valve in FIG. 1, and shows a balance relationship with the drive torque of a drive motor. FIG. FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between the valve shaft opening of the intake throttle valve and the intake flow rate in FIG.

【0016】図1に示すように、吸気絞り装置1は、吸
気絞り弁10と、吸気絞り弁10の弁軸12を駆動する
駆動モータ20と、駆動モータ20を制御する制御手段
50とを含んで構成されている。
As shown in FIG. 1, the intake throttle device 1 includes an intake throttle valve 10, a drive motor 20 for driving a valve shaft 12 of the intake throttle valve 10, and control means 50 for controlling the drive motor 20. It is composed of

【0017】(吸気絞り弁の構造)吸気絞り弁10は、
弁ハウジング11と、弁ハウジング11に回転自在に配
設された弁軸12と、この弁軸12に固定され、弁ハウ
ジング11内に形成された吸気通路11aを開閉して、
この吸気通路11aの開口面積を可変にする弁体13と
を含んで構成されている。
(Structure of the intake throttle valve)
A valve housing 11, a valve shaft 12 rotatably disposed in the valve housing 11, and an intake passage 11 a fixed to the valve shaft 12 and formed in the valve housing 11.
And a valve element 13 for making the opening area of the intake passage 11a variable.

【0018】弁ハウジング11は、図1に示す如く、前
後に略円筒状をなしており、内部に吸気通路11aを形
成している。この弁ハウジング11の左右壁11b1、
11b2は、弁軸12を回転自在に支承している。この
弁軸12を支承する一方の壁11b1には、弁軸12を
駆動する駆動モータが固定され、他方の壁11b2に
は、弁軸12を回転方向に付勢する付勢手段30が設け
られている。
As shown in FIG. 1, the valve housing 11 has a substantially cylindrical shape at the front and rear, and has an intake passage 11a formed therein. Left and right walls 11b1 of the valve housing 11,
11b2 rotatably supports the valve shaft 12. A drive motor for driving the valve shaft 12 is fixed to one wall 11b1 supporting the valve shaft 12, and a biasing means 30 for biasing the valve shaft 12 in the rotational direction is provided on the other wall 11b2. ing.

【0019】なお、弁軸12を回転方向に付勢する付勢
手段30の詳細については後述する。
The details of the urging means 30 for urging the valve shaft 12 in the rotational direction will be described later.

【0020】弁軸12は、図1に示すように、吸気絞り
弁10と駆動モータ20の共通軸となっている。なお、
この弁軸12は、駆動モータ20の回転軸により吸気絞
り弁10の弁体13を回転させる構成であればよく、回
転軸とを一体的に係合するものでもよい。
The valve shaft 12 is a common shaft of the intake throttle valve 10 and the drive motor 20, as shown in FIG. In addition,
The valve shaft 12 may be configured to rotate the valve body 13 of the intake throttle valve 10 by the rotation shaft of the drive motor 20, and may be integrally engaged with the rotation shaft.

【0021】以下、本実施形態では、弁軸12は吸気絞
り弁10と駆動モータ20の共通軸にて説明する。この
弁軸12を回転自在に保持する駆動モータ20と弁ハウ
ジング11の両端には、弁軸12を回転自在に保持する
軸受部材19、29が設けられているので、弁軸12自
体を回転させるときに生じる弁軸トルクを略零とするこ
とが可能である。
Hereinafter, in the present embodiment, the valve shaft 12 will be described as a common shaft of the intake throttle valve 10 and the drive motor 20. The drive motor 20 for rotatably holding the valve shaft 12 and the bearing members 19 and 29 for rotatably holding the valve shaft 12 are provided at both ends of the valve housing 11, so that the valve shaft 12 itself is rotated. It is possible to make the generated valve shaft torque substantially zero.

【0022】弁体13は、弁ハウジング11内の吸気通
路11aを弁軸12の回転により開閉し、全閉から全開
位置まで吸気通路11aの開口面積を可変とすることが
できる周知の弁体形状を有する。
The valve body 13 has a well-known valve body shape that opens and closes the intake passage 11a in the valve housing 11 by rotation of the valve shaft 12, and can change the opening area of the intake passage 11a from a fully closed position to a fully open position. Having.

【0023】(駆動モータの構造)駆動モータ20は、
吸気絞り弁10の弁体13を回転させ、吸気通路11a
の開口面積を制御手段50により可変に制御できればよ
く、この駆動モータとしては、図1に示すトルクモータ
以外に、ステップモータもしくはDCモータ等でもよ
い。
(Structure of Drive Motor) The drive motor 20
By rotating the valve body 13 of the intake throttle valve 10, the intake passage 11a
As long as the opening area can be variably controlled by the control means 50, the drive motor may be a stepping motor or a DC motor in addition to the torque motor shown in FIG.

【0024】以下、本発明の実施形態に適用したトルク
モータにて説明する。この駆動モータ20は、弁ハウジ
ング11に保持され、弁軸12の外周に配置されている
ステータ部21と、弁軸12の端部12aに固定され、
ステータ21の軸方向近傍に配置されたロータ22とを
含んで構成されている。ステータ21は、複数のコイル
21a(本実施形態では、4個のコイル)を有し、図1
に示すように、等間隔に環状配置されている。また、ロ
ータ22は、ステータ21との間に、円環状の磁石を有
している。
Hereinafter, the torque motor applied to the embodiment of the present invention will be described. The drive motor 20 is held by the valve housing 11 and fixed to an end 12 a of the valve shaft 12 and a stator portion 21 disposed on the outer periphery of the valve shaft 12.
And a rotor 22 disposed in the vicinity of the stator 21 in the axial direction. The stator 21 has a plurality of coils 21a (four coils in the present embodiment).
As shown in FIG. The rotor 22 has an annular magnet between itself and the stator 21.

【0025】なお、駆動モータ20を制御手段50を用
いてフィードバック制御するため、駆動モータ20の端
部には、図1に示すように、弁軸12の回転角(弁軸開
度位置)を検出する回転角度センサ40を備えているこ
とが望ましい。これにより、駆動モータ20に通電して
回転角を見込み制御することなく、弁軸12の回転角を
絶対的位置で制御できる。
Since the drive motor 20 is feedback-controlled using the control means 50, the rotation angle (valve shaft opening position) of the valve shaft 12 is provided at the end of the drive motor 20, as shown in FIG. It is desirable to have a rotation angle sensor 40 for detecting. Thus, the rotation angle of the valve shaft 12 can be controlled at an absolute position without energizing the drive motor 20 and estimating the rotation angle.

【0026】(制御手段の構成)駆動モータ20の回転
角をフィードバック制御できる電子制御装置であればよ
く、この制御手段(以下、ECUと呼ぶ)50は、図示
しないCPU、ROM、およびRAM等を中心にマイク
ロコンピュータとして構成されている。また、このEC
U50は、前述の回転角度センサ40の検出信号、アク
セル開度の信号91、バッテリ電圧の電圧値を表す信号
92等が入力されている。また、ECU50は、ディー
ゼルエンジンの運転状態に応じて吸気絞り弁10の弁軸
12の開度を変えて吸気流量を制御するように、駆動モ
ータ20に駆動信号を送信して駆動モータ20の弁軸1
2の開度を制御する。
(Configuration of Control Means) An electronic control unit capable of feedback-controlling the rotation angle of the drive motor 20 may be used. The control means (hereinafter referred to as ECU) 50 includes a CPU, ROM, RAM, and the like (not shown). It is configured as a microcomputer at the center. Also, this EC
The detection signal of the rotation angle sensor 40, the accelerator opening signal 91, the signal 92 representing the battery voltage, and the like are input to U50. The ECU 50 also transmits a drive signal to the drive motor 20 to control the intake flow rate by changing the opening of the valve shaft 12 of the intake throttle valve 10 in accordance with the operation state of the diesel engine, and transmits the drive signal to the valve of the drive motor 20. Axis 1
2 is controlled.

【0027】上述した構成を有する吸気絞り装置1は、
車両等の搭載状態において、吸気上流側のエアフィルタ
200を介して吸入された空気は、吸気絞り弁10の弁
ハウジング11内に形成された吸気通路11aに導入さ
れる。この導入された吸気は、駆動モータ20により開
口面積を可変にする弁体13の弁軸開度位置に応じて吸
気流量が調量される。この調量された吸気は、吸気絞り
弁10の後流側に気密に配置されたエンジン300に導
出され、燃料噴射弁(図示せず)から供給された燃料と
燃焼室内で混合されて圧縮着火される。
The intake throttle device 1 having the above configuration is
In a mounted state of a vehicle or the like, air sucked through the air filter 200 on the upstream side of the intake air is introduced into an intake passage 11 a formed in the valve housing 11 of the intake throttle valve 10. The flow rate of the introduced intake air is adjusted in accordance with the position of the valve shaft opening of the valve body 13 whose opening area is made variable by the drive motor 20. The metered intake air is led out to the engine 300 airtightly arranged on the downstream side of the intake throttle valve 10, and is mixed with fuel supplied from a fuel injection valve (not shown) in the combustion chamber to perform compression ignition. Is done.

【0028】ここで、本発明の実施形態の特徴である弁
軸12を回転方向に付勢する付勢手段30の詳細につい
て以下説明する。
Here, details of the urging means 30 for urging the valve shaft 12 in the rotational direction, which is a feature of the embodiment of the present invention, will be described below.

【0029】付勢手段30は、図1に示すように、弁軸
12を開弁方向に付勢する第1のリターンスプリング3
1と、弁軸12を閉弁方向に付勢する第2のリターンス
プリング32とを含んで構成されている。
As shown in FIG. 1, the urging means 30 includes a first return spring 3 for urging the valve shaft 12 in the valve opening direction.
1 and a second return spring 32 that urges the valve shaft 12 in the valve closing direction.

【0030】第1のリターンスプリング31は、巻回部
31aと両端部31b、31cからなり、一方の端部3
1bは弁ハウジング11の壁11b2に係止され、他方
の端部31cは、図1に示す如く、弁軸12にナット8
0等の固定部材により固定された円筒部33に係止され
ている。また、第2のリターンスプリング32は、巻回
部32aと両端部32b、32cからなり、一方の端部
32bは円筒部33に係止され、他方の端部32cは、
第1、第2のリターンスプリング31、32を挟み込む
ように弁ハウジング11の壁11b2に固定されるカバ
ー34に係止されている。なお、第1、第2のリターン
スプリング31、32を収容する壁11b2とカバー3
4、および円筒部33には、内部にそれぞれの円筒外周
面11b2C、33C1、33C2、34Cを形成され、
第1、第2のリターンスプリング31、32を回転可能
に嵌挿する。
The first return spring 31 includes a winding portion 31a and both ends 31b and 31c.
1b is locked to the wall 11b2 of the valve housing 11, and the other end 31c is connected to the valve shaft 12 with the nut 8 as shown in FIG.
It is locked to a cylindrical portion 33 fixed by a fixing member such as 0. The second return spring 32 includes a winding part 32a and both ends 32b and 32c. One end 32b is locked to the cylindrical part 33, and the other end 32c is
The first and second return springs 31 and 32 are engaged with a cover 34 fixed to the wall 11b2 of the valve housing 11 so as to sandwich the first and second return springs 31 and 32 therebetween. Note that the wall 11b2 that accommodates the first and second return springs 31 and 32 and the cover 3
4, and the cylindrical portion 33, each of the cylindrical outer peripheral surface 11b2C therein, is formed to 33C 1, 33C 2, 34C,
The first and second return springs 31 and 32 are rotatably fitted.

【0031】この付勢手段30が弁軸12を付勢し発生
しうるトルク特性、すなわち第1、第2のリターンスプ
リング31、32が弁軸12を付勢し発生しうるトルク
特性は、以下図2に示すトルク特性を有する。
The torque characteristics that can be generated by the urging means 30 urging the valve shaft 12, ie, the torque characteristics that can be generated by the first and second return springs 31 and 32 urging the valve shaft 12, are as follows. It has the torque characteristics shown in FIG.

【0032】図2に示す特性図は、横軸は弁軸12の弁
軸開度θを表し、縦軸は付勢手段30の第1、第2のリ
ターンスプリング31、32が、弁軸開度θに応じて弁
軸12に付与するトルクTrを表す。ここで、このトル
ク特性Trは、図2に示す如く、2重線で示され、リタ
ーンスプリング構造に起因するヒステリシスの幅を表
す。なお、トルク特性は、弁軸12を開弁方向に回転さ
せるトルクを正とし、弁軸12を閉弁方向に回転させる
トルクを負として表す。
In the characteristic diagram shown in FIG. 2, the horizontal axis represents the valve shaft opening θ of the valve shaft 12, and the vertical axis represents the first and second return springs 31 and 32 of the urging means 30 when the valve shaft is opened. Represents the torque Tr applied to the valve shaft 12 according to the degree θ. Here, this torque characteristic Tr is indicated by a double line as shown in FIG. 2 and represents the width of hysteresis caused by the return spring structure. In the torque characteristics, the torque for rotating the valve shaft 12 in the valve opening direction is expressed as positive, and the torque for rotating the valve shaft 12 in the valve closing direction is expressed as negative.

【0033】図2に示すように、弁軸12を開弁方向に
付勢する第1のリターンスプリング31のトルク特性T
r1と、開弁方向に付勢する第2のリターンスプリング
32のトルク特性Tr2とは、所定の中間開度位置θN
にてトルクが零となるように、第1、第2のリターンス
プリング31、32のそれぞれの付勢力を設定してい
る。また、第1のリターンスプリング31のばね定数K
1は、第2のリターンスプリング32のばね定数K2に
比べて大きく設定されている。言い換えると、所定の中
間開度位置θNから弁軸12を閉弁方向に回転する側の
ばね定数K1は、弁軸12を閉弁方向に回転する側のば
ね定数K2に比べて大きくなっている。
As shown in FIG. 2, the torque characteristic T of the first return spring 31 for urging the valve shaft 12 in the valve opening direction is shown.
r1 and the torque characteristic Tr2 of the second return spring 32 biased in the valve opening direction are determined by a predetermined intermediate opening position θN.
The biasing force of each of the first and second return springs 31 and 32 is set so that the torque becomes zero. Also, the spring constant K of the first return spring 31
1 is set to be larger than the spring constant K2 of the second return spring 32. In other words, the spring constant K1 for rotating the valve shaft 12 in the valve closing direction from the predetermined intermediate opening position θN is larger than the spring constant K2 for rotating the valve shaft 12 in the valve closing direction. .

【0034】次に、本発明の吸気絞り装置の作用を以下
説明する。前述で吸気絞り装置1の吸気流量を調量する
動作については説明したので、ここでは、上述による構
成にした付勢手段30に係る作用を説明する。
Next, the operation of the intake throttle device of the present invention will be described below. Since the operation of adjusting the intake flow rate of the intake throttle device 1 has been described above, the operation of the urging means 30 having the above-described configuration will be described.

【0035】付勢手段30である第1、第2のリターン
スプリング31、32は、異なるばね定数であって、第
1のリターンスプリング31のばね定数K1は、第2の
リターンスプリング32のばね定数K2に比べて大きく
設定されているので、図2に示す所定の中間開度位置θ
Nから弁軸12を閉弁方向に回転する側において、弁軸
12の回転角に対する分解能の向上が可能である。
The first and second return springs 31 and 32 which are the urging means 30 have different spring constants. The spring constant K1 of the first return spring 31 is different from the spring constant of the second return spring 32. Since it is set to be larger than K2, the predetermined intermediate opening position θ shown in FIG.
On the side that rotates the valve shaft 12 in the valve closing direction from N, the resolution with respect to the rotation angle of the valve shaft 12 can be improved.

【0036】すなわち、図4に示す従来構成の弁軸12
を開弁方向に付勢するリターンスプリングのトルク特性
に比べて、異なるばね定数の第1、第2のリターンスプ
リングを用いるので、中間開度位置θNから弁軸12を
閉弁方向に回転する側においてばね定数K1(言換える
と弁軸開度θに対するトルク変化量)を大きくする、所
謂トルク特性の傾きが2ステージである2段特性にでき
る。これにより、本実施形態では図2に示すように駆動
モータ20の弁軸12を閉弁方向に回転させる閉じトル
クTmCによる回転角差Δθ2を、図4に示す従来構成
による回転角差Δθ1に比べて、小さくできる(Δθ1
>Δθ2)ので、駆動モータ20の閉じトルクに対し
て、弁軸12の回転角のばらつきを小さくできる。これ
により、フィードバック制御による弁軸回転角θの制御
を行う場合、制御性の向上が可能である。すなわち、E
CU50において、この弁軸12の弁軸角は、回転角度
センサ40にて検出した弁軸開度位置θに応じてフィー
ドバック制御されるので、ECU50は、アクセル開度
の検出信号91等を受信することで、エンジンの運転状
態を判断し、エンジン運転状態に応じた吸気流量を制御
することが可能である。このため、エンジンを停止させ
るとき、燃料噴射弁からの燃料供給を遮断後、吸気絞り
装置1の吸気流量を絞ることでエンジン振動の防止をし
たい場合等に好適である。
That is, the conventional valve shaft 12 shown in FIG.
The first and second return springs having different spring constants are used as compared with the torque characteristics of the return spring that urges the valve shaft 12 in the valve opening direction, so that the valve shaft 12 rotates in the valve closing direction from the intermediate opening position θN. In this case, the spring constant K1 (in other words, the amount of change in torque with respect to the valve shaft opening θ) is increased. Accordingly, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the rotation angle difference Δθ2 due to the closing torque TmC for rotating the valve shaft 12 of the drive motor 20 in the valve closing direction is compared with the rotation angle difference Δθ1 according to the conventional configuration shown in FIG. (Δθ1
> Δθ2), the variation in the rotation angle of the valve shaft 12 with respect to the closing torque of the drive motor 20 can be reduced. Thereby, when controlling the valve shaft rotation angle θ by feedback control, controllability can be improved. That is, E
In the CU 50, the valve shaft angle of the valve shaft 12 is feedback-controlled in accordance with the valve shaft opening position θ detected by the rotation angle sensor 40. Therefore, the ECU 50 receives the accelerator opening detection signal 91 and the like. Thus, it is possible to determine the operating state of the engine and control the intake air flow according to the operating state of the engine. Therefore, when the engine is stopped, the fuel supply from the fuel injection valve is shut off, and then the intake flow rate of the intake throttle device 1 is reduced to prevent engine vibration.

【0037】また、従来構成と同様に、中間開度位置θ
Nで弁体13を常開にでき、しかも、第1、第2のリタ
ーンスプリング31、32のそれぞれの付勢力を設定す
ることで、常開となる所定の中間開度位置θNを任意の
弁軸開度θに設定可能である。そこで、要求吸気流量に
応じた弁軸開度θで常開となる吸気絞り弁10を備えた
吸気絞り装置1を提供できる。
Further, similarly to the conventional configuration, the intermediate opening position θ
N allows the valve body 13 to be normally opened, and furthermore, by setting the respective urging forces of the first and second return springs 31 and 32, the predetermined intermediate opening position θN that is normally opened can be set to an arbitrary valve. The shaft opening θ can be set. Therefore, it is possible to provide the intake throttle device 1 including the intake throttle valve 10 which is normally opened at the valve shaft opening θ corresponding to the required intake flow rate.

【0038】さらに、弁軸12の回転角の分解能を向上
させる手段として吸気絞り弁10を駆動する駆動モータ
20に減速装置を搭載することが考えられるが、減速装
置を吸気絞り装置1に搭載すると、装置の体格が大きく
なってしまう。これに対して本実施形態では、付勢手段
30のトルク特性Trを2段特性とするだけで弁軸12
の回転角の分解能を向上させることが可能であるので、
減速装置を搭載する場合に比べて、吸気絞り装置1の構
成が簡素な構成となり、小型化が可能である。
Further, as a means for improving the resolution of the rotation angle of the valve shaft 12, a reduction gear may be mounted on the drive motor 20 for driving the intake throttle valve 10, but if the reduction gear is mounted on the intake throttle 1, However, the physique of the device becomes large. On the other hand, in the present embodiment, the torque characteristic Tr of the urging means 30 is changed to the two-stage characteristic, and
It is possible to improve the resolution of the rotation angle of
Compared to the case where the reduction gear is mounted, the configuration of the intake throttle device 1 is simplified, and the size can be reduced.

【0039】(変形例)変形例の吸気絞り装置として、
図3に示すような弁軸開度θと吸気流量AFの関係を有
する吸気絞り弁10を吸気絞り装置1に用いれば、好適
である。
(Modification) As an intake throttle device of a modification,
It is preferable to use the intake throttle valve 10 having the relationship between the valve shaft opening θ and the intake flow rate AF as shown in FIG.

【0040】すなわち、所定の中間開度位置θNから弁
軸12を開弁方向に回転する側のばね定数K1に比べ
て、弁軸12を閉弁方向に回転する側のばね定数K2が
小さい付勢手段30を備えた吸気絞り装置である本実施
形態において、図3に示すように、中間開度位置θNよ
り高開度側は、弁軸開度θに対する吸気流量AFの変化
量が小さくなっていくので、回転角差ΔθAFに対して
吸気流量差ΔAFのばらつきを小さくすることが可能で
ある。
That is, the spring constant K2 for rotating the valve shaft 12 in the valve closing direction is smaller than the spring constant K1 for rotating the valve shaft 12 in the valve opening direction from the predetermined intermediate opening position θN. In the present embodiment, which is an intake throttle device provided with the urging means 30, as shown in FIG. 3, on the opening side higher than the intermediate opening position θN, the amount of change of the intake flow rate AF with respect to the valve shaft opening θ becomes smaller. Therefore, it is possible to reduce the variation of the intake flow rate difference ΔAF with respect to the rotation angle difference ΔθAF.

【0041】このため、上述のような弁軸開度θと吸気
流量AFの関係を有する吸気絞り弁10を備えた吸気絞
り装置1をEGRを採用するディーゼルエンジンに用い
れば、吸気絞り装置1の吸気流量を絞ることで大量EG
Rを精度よく制御することが可能である。
For this reason, if the intake throttle device 1 provided with the intake throttle valve 10 having the relationship between the valve shaft opening θ and the intake flow rate AF as described above is used in a diesel engine employing EGR, Large EG by reducing intake flow
R can be controlled accurately.

【0042】なお、本実施形態では、付勢手段30とし
て弁軸12の軸方向に直列に並んだ第1、第2のリター
ンスプリング31、32の構成で説明したが、トルク特
性Trの傾きが2ステージである2段特性を有するもの
であればよく、異なるばね定数の第1、第2のリターン
スプリング31、32を弁軸12に対して径方向に並べ
てもよい。
In the present embodiment, the first and second return springs 31 and 32 arranged in series in the axial direction of the valve shaft 12 as the urging means 30 have been described. The first and second return springs 31 and 32 having different spring constants may be arranged in the radial direction with respect to the valve shaft 12 as long as it has a two-stage characteristic that is a two-stage characteristic.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態の吸気絞り装置の構成を表す
部分断面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of an intake throttle device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1中の吸気絞り弁において、弁軸に付勢する
リターンスプリングの弁軸開度に対して発生しうるトル
ク特性を表す図であって、駆動モータの駆動トルクとの
釣り合い関係を説明する特性図である。
FIG. 2 is a diagram showing a torque characteristic that can be generated with respect to a valve shaft opening of a return spring that urges a valve shaft in the intake throttle valve in FIG. 1, and is a balance relationship with a drive torque of a drive motor. FIG.

【図3】図1中の吸気絞り弁の弁軸開度と吸気流量との
関係を表す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a valve shaft opening of an intake throttle valve and an intake flow rate in FIG. 1;

【図4】従来構成の吸気絞り装置に用いる吸気絞り弁に
おいて、弁軸に付勢するリターンスプリングの弁軸開度
に対して発生しうるトルク特性を表す図であって、駆動
モータの駆動トルクとの釣り合い関係を説明する特性図
である。
FIG. 4 is a diagram illustrating torque characteristics that can be generated with respect to the valve shaft opening of a return spring that urges a valve shaft in an intake throttle valve used in an intake throttle device having a conventional configuration, and illustrates a drive torque of a drive motor. FIG. 7 is a characteristic diagram illustrating a balance relationship with the graph.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 吸気絞り装置 10 吸気絞り弁 11 弁ハウジング 11a 吸気通路 12 弁軸 13 弁体 20 駆動モータ 30 付勢手段 31、32 第1、第2のリターンスプリング 33 円筒部 34 カバー 40 回転角度センサ 50 制御手段(ECU) Tr、(Tr1、Tr2) 付勢手段30が弁軸12に
付勢し発生しうるトルク(第1のリターンスプリングの
トルク、第2のリターンスプリングのトルク) θ 弁軸開度(回転角) Δθ 回転角差 θN 所定の中間開度位置(吸気絞り弁の弁体が常開と
なる弁軸開度位置) ΔAF 、ΔθAF 吸気流量差、吸気流量差に対応す
る回転角差
Reference Signs List 1 intake throttle device 10 intake throttle valve 11 valve housing 11a intake passage 12 valve shaft 13 valve body 20 drive motor 30 biasing means 31, 32 first and second return springs 33 cylindrical portion 34 cover 40 rotation angle sensor 50 control means (ECU) Tr, (Tr1, Tr2) Torque that can be generated by urging the urging means 30 against the valve shaft 12 (torque of the first return spring, torque of the second return spring) θ Valve shaft opening (rotation) Angle) Δθ Rotation angle difference θN Predetermined intermediate opening position (valve shaft opening position at which the valve body of the intake throttle valve is normally open) ΔAF, ΔθAF Intake flow rate difference, rotation angle difference corresponding to intake flow rate difference

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 吸気通路を開閉する吸気絞り弁と、該吸
気絞り弁の弁軸を駆動する駆動モータと、該駆動モータ
を制御する制御手段とを備えた吸気絞り装置において、 前記駆動軸の一端には、互いにばね定数が異なる第1、
第2のリターンスプリングが配設されており、前記第1
のリターンスプリングは前記弁軸を開弁方向に、前記第
2のリターンスプリングは前記弁軸を閉弁方向に回転さ
せるように付勢していることを特徴とする吸気絞り装
置。
1. An intake throttle device comprising: an intake throttle valve that opens and closes an intake passage; a drive motor that drives a valve shaft of the intake throttle valve; and control means that controls the drive motor. One end has a different spring constant from each other,
A second return spring is provided, and the first return spring is provided.
Wherein the return spring urges the valve shaft in the valve opening direction, and the second return spring urges the valve shaft in the valve closing direction.
【請求項2】 前記第1、第2のリターンスプリングが
前記弁軸に付勢し発生しうるトルク特性は、所定の中間
開度位置にて零となるものであって、 該中間開度位置から前記弁軸を閉弁方向に回転する側の
ばね定数は、前記中間開度位置から前記弁軸を開弁方向
に回転する側のばね定数に比べて大きくなっていること
を特徴とする請求項1に記載の吸気絞り装置。
2. A torque characteristic that can be generated by biasing the first and second return springs to the valve shaft is zero at a predetermined intermediate opening position, and the intermediate opening position The spring constant on the side that rotates the valve shaft in the valve closing direction from the intermediate opening position is larger than the spring constant on the side that rotates the valve shaft in the valve opening direction from the intermediate opening position. Item 7. An intake throttle device according to item 1.
【請求項3】 前記第1、第2のリターンスプリング
は、軸方向に直列に配置されていることを特徴とする請
求項1または請求項2に記載の吸気絞り装置。
3. The intake throttle device according to claim 1, wherein the first and second return springs are arranged in series in an axial direction.
【請求項4】 前記吸気絞り弁の弁軸開度と吸気流量の
特性は、全閉から全開方向に前記弁軸を回転するとき、
全閉位置から前記中間開度位置までは、回転角度に対す
る前記流量の変化量が大きく、前記中間開度位置から全
開位置までは、回転角度に対する前記流量の変化量が小
さくなっていくことを特徴とする請求項2または請求項
3に記載の吸気絞り装置。
4. The characteristics of the valve shaft opening degree and the intake flow rate of the intake throttle valve are such that when the valve shaft is rotated from a fully closed direction to a fully opened direction,
From the fully closed position to the intermediate opening position, the amount of change in the flow rate with respect to the rotation angle is large, and from the intermediate opening position to the fully open position, the amount of change in the flow rate with respect to the rotation angle is reduced. 4. The intake throttle device according to claim 2, wherein:
JP2000317811A 2000-10-18 2000-10-18 Intake air throttling device Withdrawn JP2002129988A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000317811A JP2002129988A (en) 2000-10-18 2000-10-18 Intake air throttling device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000317811A JP2002129988A (en) 2000-10-18 2000-10-18 Intake air throttling device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002129988A true JP2002129988A (en) 2002-05-09

Family

ID=18796539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000317811A Withdrawn JP2002129988A (en) 2000-10-18 2000-10-18 Intake air throttling device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002129988A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0152087B1 (en) Thrrottle actuator and control system
JP4502916B2 (en) Throttle valve control device
CN1779221A (en) Throttle control system and method
JP2003201866A (en) Control system of electronic throttle valve for vehicle
US9228547B2 (en) Apparatus for generating engine intake air turbulence
JP2002129988A (en) Intake air throttling device
JP2002317658A (en) Throttle apparatus for internal combustion engine
US6005319A (en) Torque motor having uniform torque output characteristic
JP3408096B2 (en) Engine valve device
JP3181862B2 (en) Step motor drive throttle control device
JP2002188464A (en) Suction throttling device
JP2001082179A (en) Throttle device
US6626142B2 (en) Intake air rate controlling device for an internal combustion engine
JP2000297660A (en) Intake air flow control device for diesel engine
JP2004092658A (en) Intake air flow controller for engine
JP2002266666A (en) Intake throttle device for internal combustion engine
JP2000038931A (en) Throttle valve control device
JP2001073807A (en) Intake device for internal combustion engine
JPH01247728A (en) Control device for idling revolution number of internal combustion engine
JPH0426693Y2 (en)
JPH11119832A (en) Position controller
JPH11193725A (en) Throttle unit
JP2003083092A (en) Intake restriction device for internal combustion engine
JP2000092808A (en) Torque motor
JP2000116095A (en) Torque motor and throttle equipment using the torque motor

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080108