JP2006207598A - Throttle valve driving device of engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,エンジンのスロットル弁に,これを開閉駆動し得るステップモータ等の電気モータを連結したエンジンのスロットル弁駆動装置に関する。 The present invention relates to an engine throttle valve driving device in which an electric motor such as a step motor capable of opening and closing the throttle valve is connected to an engine throttle valve.
かゝるスロットル弁駆動装置は,特許文献1に開示されているように,既に知られている。
ところで,特許文献1に開示されているスロットル弁駆動装置では,ステップモータの第1及び第2励磁回路の一方が故障した場合でも,正常な他方の励磁回路に通電を行うことにより,スロットル弁を微小開度ながら開いて,エンストを防止するようにしている。しかしながら,そのものでも,何等かの理由により第1及び第2励磁回路の両方への通電が不能になれば,スロットル弁は戻しばねの弾発力をもって全閉位置まで閉じられるので,エンストを免れない。
By the way, in the throttle valve driving device disclosed in
本発明は,かゝる事情に鑑みてなされたもので,電気モータの通電不能時でも,スロットル弁を所定開度に開いてエンストを防止し得る,前記スロットル弁駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide the throttle valve driving device capable of preventing the engine stall by opening the throttle valve to a predetermined opening even when the electric motor cannot be energized. And
上記目的を達成するために,本発明は,エンジンのスロットル弁に,これを開閉駆動し得る電気モータを連結した,エンジンのスロットル弁駆動装置において,スロットル弁の弁軸と,それに相対回転可能に嵌合するストッパ板との間に,ストッパ板が弁軸に対し相対的にスロットル弁の閉じ方向へ回転するとき,弁軸及びストッパ板間を連結する係合手段を設け,ストッパ板には,これをスロットル弁の閉じ方向へ付勢する戻しばねを接続すると共に,スロットル弁のエンストを防止し得る所定開度に対応した位置でストッパ板の戻しばねによる戻り回転を阻止するストッパ手段を対置する一方,弁軸には,これを戻しばねよりも弱いばね力でスロットル弁の開き方向へ付勢する補助ばねを接続したことを第1の特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an engine throttle valve drive apparatus in which an electric motor capable of opening and closing the engine is connected to a throttle valve of the engine. When the stopper plate rotates in the closing direction of the throttle valve relative to the valve shaft, an engagement means is provided between the fitting stopper plate and the stopper plate to connect the valve shaft and the stopper plate. A return spring for biasing the throttle valve in the closing direction of the throttle valve is connected, and stopper means for preventing return rotation by the return spring of the stopper plate at a position corresponding to a predetermined opening that can prevent the throttle valve from being stalled. On the other hand, the first feature is that the valve shaft is connected with an auxiliary spring that urges the valve shaft in the opening direction of the throttle valve with a spring force weaker than that of the return spring.
また本発明は,第1の特徴に加えて,スロットル弁の前記所定開度を,車速の微速走行を可能にする低速開度としたことを第2の特徴とする。 In addition to the first feature, the second feature of the present invention is that the predetermined opening of the throttle valve is a low-speed opening that allows the vehicle to travel at a very low speed.
さらに本発明は,第1の特徴に加えて,弁軸にスロットルセンサの検出軸をジョイントを介して連結すると共に,このジョイントのバックラッシュを除去すべく補助ばねのばね力により検出軸を回転方向に付勢したことを第3の特徴とする。 In addition to the first feature of the present invention, the detection shaft of the throttle sensor is connected to the valve shaft via a joint, and the detection shaft is rotated in the rotational direction by the spring force of the auxiliary spring to eliminate backlash of the joint. The third feature is that the power is energized.
本発明の第1の特徴によれば,エンジンの運転中,電気モータの通電不能時でも,スロットル弁をエンストを防止し得る所定開度の開き位置に保持することができ,これによりエンストを防止することができる。また,エンジンの運転停止状態でも,上記と同様にスロットル弁を開き位置に保持し続けることになるから,ブローバイガス中の炭化物等の堆積によるスロットル弁の固着をも防ぐことができる。 According to the first aspect of the present invention, the throttle valve can be held at an open position with a predetermined opening that can prevent engine stall even when the electric motor cannot be energized during engine operation, thereby preventing engine stall. can do. Further, even when the engine is stopped, the throttle valve is kept in the open position in the same manner as described above, so that the sticking of the throttle valve due to the accumulation of carbides or the like in the blowby gas can be prevented.
また本発明の第2の特徴によれば,電気モータの通電不能時でも,スロットル弁を低速開度の開き位置に保持することができ,エンストを防止するばかりでなく,車両の微速走行を可能にし,またエンジンの寒冷始動をも可能にする。 Further, according to the second feature of the present invention, even when the electric motor cannot be energized, the throttle valve can be held in the open position of the low speed opening, not only preventing the engine stall but also allowing the vehicle to travel at a low speed. The engine can also be started cold.
さらに本発明の第3の特徴によれば,補助ばねが,弁軸及び検出軸間を連結するジョイントのバックラッシュを除去するばねを兼ねることになり,スロットルセンサの検出精度の向上と構造の簡素化を図ることができる。 Further, according to the third feature of the present invention, the auxiliary spring also serves as a spring for removing backlash of the joint connecting the valve shaft and the detection shaft, thereby improving the detection accuracy of the throttle sensor and simplifying the structure. Can be achieved.
本発明の実施の形態を,添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below on the basis of preferred embodiments of the present invention shown in the accompanying drawings.
図1及び図2において,自動車に搭載される吸気マニホルドMの入口端に連結されるスロットルボディ1には,その吸気道1aを開閉するバタフライ型スロットル弁2の弁軸3が左右一対のボールベアリング7,7を介して回転可能に支持される。
1 and 2, a
スロットルボディ1の左側面には電気モータとしてのステップモータ4が,その出力軸5を弁軸3と同軸に並べて取付けられ,これら出力軸5及び弁軸3はロストモーション機構6を介して連結される。
A
そのロストモーション機構6は,出力軸5及び弁軸3の対向端にそれぞれ固着された駆動板8及び被動板9を備える。これら駆動及び被動板8,9には,互いにそれらの周方向に沿って対向する係合片10,11が形成されており,これら係合片10,11は,駆動板8が被動板9に対し相対的にスロットル弁2の開き方向へ回動するとき,互いに当接するように配置される。また駆動及び被動板8,9には,これらを係合片10,11の当接方向へ付勢する連結ばね12が接続される。さらに被動板9には,ストッパ片13が形成されており,このストッパ片13に衝合してスロットル弁2の全閉位置S(図3参照)を規定するストッパボルト14がスロットルボディ1に螺着される。
The lost
したがって,ステップモータ4をスロットル弁2の開き方向(正転方向)へ作動させれば,出力軸5により駆動される駆動板8が係合片10,11を互いに当接させて被動板9を正方向に駆動し,弁軸3を介してスロットル弁2を開くことができる。またステップモータ4をスロットル弁2の閉じ方向(逆方向)へ作動させれば,駆動板8が連結ばね12を介して被動板9を逆方向に駆動し,スロットル弁2を閉じることができる。この場合,スロットル弁2が所定の全閉位置Sに達すると,被動板9のストッパ片13が第1ストッパボルト14に衝合するので,それ以後のステップモータ4の逆転は,両係合片10,11間を離間させつつ,連結ばね12を変形させることになり,これによりスロットル弁2に過大な閉止トルクが加わることが回避される。
Therefore, when the
ステップモータ4は,特開平6−213012号公報に開示されているような公知のもので,第1及び第2励磁回路16,17を備えている。その第1励磁回路16は,これが順方向に通電される第1相a及び逆方向に通電される第3相cを有し,第2励磁回路17は,これが順方向に通電される第2相b及び逆方向に通電される第4相dを有する。これら第1〜第4相a〜dへの通電は電子制御ユニット15により制御される。
The
而して,電子制御ユニット15が,第1及び第2相a,bの同時通電,第2及び第3相b,cの同時通電,第3及び第4相c,dの同時通電,第4及び第1相d,aの同時通電を順次繰返すように作動することにより,ステップモータ4のロータ軸,即ち出力軸5を一定角度宛回転させることができる。
Thus, the
スロットルボディ1の右側面にはスロットルセンサ20が,その検出軸21を弁軸3と同軸に並べて取付けられ,これら弁軸3及び検出軸21はジョイント22を介して連結される。このジョイント22は,弁軸3の右端に固着されたジョイント板23と,検出軸21の左端に固設されて半径方向に延びるジョイントピン24とを備え,ジョイント板23には,ジョイントピン24を検出軸21の周方向で挟むフォーク25が形成されている。
A
したがって,スロットル弁2の開度変化は弁軸3からジョイント22を介して検出軸21に伝えられる。こうしてスロットルセンサ20がスロットル弁2の開度が検出すると,これに応じた信号を前記電子制御ユニット15に出力する。
Therefore, the opening change of the
また弁軸3の右端部には,ジョイント板23に隣接してストッパ板30のボス30aが回転可能に嵌合される。これらジョイント板23及びストッパ板30には,互いにそれらの周方向に沿って対向する係合片31,32が形成されており,これら係合片31,32は,ジョイント板23がストッパ板30に対し相対的にスロットル弁2の開き方向へ回転するとき,互いに当接するように配置される。これら係合片31,32は,ストッパ板30及び弁軸3間を一定の回転方向で連結する係合手段36を構成する。
A
またストッパ板30には,これをスロットル弁2の閉じ方向に付勢する戻しばね23が接続される。而して,この戻しばね23の弾発力は,ストッパ板30からジョイント板23を介して弁軸3にスロットル弁2を閉じるように作用することになる。
The
ストッパ板30の係合片32には,これに当接してストッパ板30の戻しばね33による戻り回転限界を規定する第2ストッパボルト34(ストッパ手段)が対置される。このボルト34はスロットルボディ1に螺着される。この第2ストッパボルト34によりストッパ板30の回転限界を規定することにより,スロットル弁2には,エンストを防止し得る所定開度,例えば微小開度θ1 あるいは低速開度θ2 が与えられる(図3参照)。こゝで,微小開度θ1 はエンジンの通常のアイドリング状態を確保し得るアイドル開度,例えば約1°(エンジン回転数で1,000rpm 前後)であり,また低速開度θ2 は,寒冷時でもエンジン始動及び車両の微速走行を可能にするファストアイドル開度,例えば約2.5°(エンジン回転数で2,000rpm 前後)である。
The
さらに前記検出軸21には,これをスロットル弁2の開き方向へ付勢する補助ばね35が装着される。この補助ばね35のばね力は前記戻しばね33に比し弱いものであるが,ステップモータ4のディテントトルクよりも強く設定される。しかも,該ばね力は前記ジョイント22のバックラッシュを除去すると共に,前記両係合片31,32を常に当接させるように作用する。
Further, the
前記電子制御ユニット15には,前記スロットルセンサ20の他に,エンジンのブースト圧力を検出するブーストセンサ37,アクセルペダル等のアクセル操作子の操作量を検出するアクセルセンサ38及びエンジンの回転数を検出するエンジン回転センサ39等の出力信号が入力される。
In addition to the
次に,この実施例の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
自動車の運転中,例えばエンジンの回転を加速すべく,アクセルペダルを踏込むと,その踏込量に応じたアクセルセンサ38の出力信号に基づき電子制御ユニット15はステップモータ4を作動させて,スロットル弁2を開いていく。そして,このスロットル弁2の開度はスロットルセンサ20により,またエンジン回転数の変化はエンジン回転センサ39により,ブースト圧力はブーストセンサ37によりそれぞれ検出され,各検出量に応じた信号が電子制御ユニット15に入力される。そこで電子制御ユニット15は,それら入力信号に基づいて,エンジン回転数及びブースト圧力がアクセルペダルの踏込量に目合うようにステップモータ4の作動量を補正する。
For example, when the accelerator pedal is depressed in order to accelerate the rotation of the engine during the operation of the automobile, the
ところで,スロットル弁2が高開度に開かれているとき,何等かの故障によりステップモータ4の第1励磁回路16又は第2励磁回路17のいずれか一方あるいは両方が通電不能になると,この状態では戻しばね33の弾発力がストッパ板30及びジョイント板23を介して弁軸3にスロットル弁2の閉じ方向へ作用しているから,その弾発力によりスロットル弁2は閉じ始め,ストッパ板30の係合片32が第2ストッパボルト34に衝合したところで閉じ動作は止まる。
By the way, when the
即ち,ストッパ板30の係合片32が第2ストッパボルト34に衝合すると,戻しばね33の閉じ力はスロットル弁2に対して作用しなくなるが,スロットル弁2には,検出軸21に装着された補助ばね35の,戻しばね33より弱くステップモータ4のディテントトルクよりは強いばね力が常に開き方向に作用しているので,この補助ばね35のばね力をもってジョイント板23及びストッパ板30の両係合片31,32を当接状態に保持することにより,スロットル弁2の閉じ動作は止まると共に,その位置での盲動が抑止される。
That is, when the engaging
このときのスロットル弁2の開度が前記微小開度θ1 に設定されていればエンストは回避され,また前記低速開度θ2 に設定されていれば,エンストは起こらないばかりか,車両の微速走行が可能であると共に,エンジンの運転停止後は,その寒冷始動も可能である。
At this time, engine stall if the opening degree of the
尚,弁軸3をスロットル弁2の開き方向に付勢する補助ばね35のばね力は極めて弱いので,両励磁回路16,17の正常時,これらの作動によりスロットル弁2を全閉位置Sまで閉じる際には何の障害にもならない。
The spring force of the
また,エンジンの運転停止状態でも,スロットル弁2は前記通電不能時と同様に所定開度θ1 又はθ2 の開き位置に保持されることになるので,ブローバイガス中の炭化物等がスロットル弁2外周と吸気道1a内周との間に堆積することがなく,したがってその堆積によるスロットル弁2の固着を未然に防ぐことができる。
Even when the engine is stopped, the
本発明は,上記実施例に限定されるものではなく,その要旨の範囲を逸脱することなく,種々の設計変更が可能である。例えば,ステップモータ4に代えて直流モータ等の他の電気モータを用いることもできる。この場合,補助ばね35のばね力は,該モータのフリクショントルクより大きく設定されることは勿論である。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the scope of the gist thereof. For example, another electric motor such as a DC motor can be used instead of the
2・・・・スロットル弁
3・・・・弁軸
4・・・・電気モータとしてのステップモータ
20・・・スロットルセンサ
21・・・検出軸
22・・・ジョイント
30・・・ストッパ板
33・・・戻しばね
34・・・ストッパ手段としての第2ストッパボルト
35・・・補助ばね
36・・・係合手段
2 ...
Claims (3)
スロットル弁(2)の弁軸(3)と,それに相対回転可能に嵌合するストッパ板(30)との間に,ストッパ板(30)が弁軸(3)に対し相対的にスロットル弁(2)の閉じ方向へ回転するとき,弁軸(3)及びストッパ板(30)間を連結する係合手段(36)を設け,
ストッパ板(30)には,これをスロットル弁(2)の閉じ方向へ付勢する戻しばね(33)を接続すると共に,スロットル弁(2)のエンストを防止し得る所定開度(θ1 ,θ2 )に対応した位置でストッパ板(30)の戻しばね(33)による戻り回転を阻止するストッパ手段(34)を対置する一方,
弁軸(3)には,これを戻しばね(33)よりも弱いばね力でスロットル弁(2)の開き方向へ付勢する補助ばね(35)を接続したことを特徴とする,エンジンのスロットル弁駆動装置。 In an engine throttle valve drive device in which an electric motor (4) capable of opening and closing the engine is connected to an engine throttle valve (2),
Between the valve shaft (3) of the throttle valve (2) and the stopper plate (30) fitted so as to be rotatable relative thereto, the stopper plate (30) is relatively throttled with respect to the valve shaft (3). 2) provided with engaging means (36) for connecting the valve shaft (3) and the stopper plate (30) when rotating in the closing direction;
The stopper plate (30) is connected to a return spring (33) for urging the stopper plate (2) in the closing direction of the throttle valve (2), and at a predetermined opening (θ 1 ,. While the stopper means (34) for preventing the return rotation by the return spring (33) of the stopper plate (30) at the position corresponding to θ 2 ) is placed,
An engine throttle, characterized in that an auxiliary spring (35) for urging the valve shaft (3) in the opening direction of the throttle valve (2) with a spring force weaker than that of the return spring (33) is connected to the valve shaft (3). Valve drive device.
スロットル弁(2)の前記所定開度を,車速の微速走行を可能にする低速開度(θ2 )としたことを特徴とする,エンジンのスロットル弁駆動装置。 In claim 1,
A throttle valve driving device for an engine, characterized in that the predetermined opening of the throttle valve (2) is a low speed opening (θ 2 ) that enables the vehicle to travel at a very low speed.
弁軸(3)にスロットルセンサ(20)の検出軸(21)をジョイント(22)を介して連結すると共に,このジョイント(22)のバックラッシュを除去すべく補助ばね(35)のばね力により検出軸(21)を回転方向に付勢したことを特徴とする,エンジンのスロットル弁駆動装置。
In claim 1,
The detection shaft (21) of the throttle sensor (20) is connected to the valve shaft (3) via a joint (22), and the spring force of the auxiliary spring (35) is used to remove backlash of the joint (22). A throttle valve drive device for an engine, wherein the detection shaft (21) is urged in the rotational direction.
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JP2006129270A JP2006207598A (en) | 2006-05-08 | 2006-05-08 | Throttle valve driving device of engine |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006129270A Pending JP2006207598A (en) | 2006-05-08 | 2006-05-08 | Throttle valve driving device of engine |
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