JP2017040183A - Intake air quantity control device for internal combustion engine - Google Patents

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JP2017040183A
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intake passage
throttle valve
internal combustion
combustion engine
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武志 及川
Takeshi Oikawa
武志 及川
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To normally start an engine even when valve sticking due to icing occurs.SOLUTION: A throttle valve unit 1 includes a throttle valve 2 which can open and close an intake passage 61 to a combustion chamber 130 in accordance with turning around an axial center Ax, and a driving motor 3 for turning the throttle valve 2. The throttle valve 2 is constituted of a first valve 21 which can open and close an inner peripheral portion of a cross section of the intake passage 61, and a second valve 22 which can open and close an outer peripheral portion of the cross section of the intake passage 61. The first valve 21 is connected to the driving motor 3, and the second valve 22 is energized by a second torsion spring 42 so as to integrally turn with the first valve 21 in a normal state.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、内燃機関の吸気量制御装置に関し、特に、アイシングによるバルブ固着時のエンジン始動に有用な技術に関する。   The present invention relates to an intake air amount control device for an internal combustion engine, and more particularly to a technique useful for starting an engine when a valve is stuck by icing.

車両用などのレシプロ式の内燃機関(エンジン)においては、燃焼室への吸気量を制御する吸気量制御装置が用いられる。
一般に、この種の吸気量制御装置では、吸気マニホールド上流に設けられたスロットルバルブの開度を調整することにより、その後流の燃焼室への吸気量を制御できるようになっている(例えば、特許文献1,2参照)。
In a reciprocating internal combustion engine (engine) for a vehicle or the like, an intake air amount control device that controls an intake air amount into a combustion chamber is used.
Generally, in this type of intake air amount control device, the intake air amount to the downstream combustion chamber can be controlled by adjusting the opening of a throttle valve provided upstream of the intake manifold (for example, a patent) References 1 and 2).

特開平6−88540号公報JP-A-6-88540 特開2010−275921号公報JP 2010-275921 A

ところで、この種の吸気量制御装置においては、スロットルバルブが氷で固着する現象(アイシング)が発生する場合がある。特に、ブローバイガスを吸気マニホールド内のスロットルバルブ近傍に還流させるものや、スロットルバルブで閉塞される吸気通路が略水平に設けられたエンジンでは、このアイシングが発生しやすい。   By the way, in this type of intake air amount control device, a phenomenon (icing) in which the throttle valve sticks with ice may occur. In particular, icing is likely to occur in an engine in which blow-by gas is recirculated to the vicinity of a throttle valve in the intake manifold or an engine in which an intake passage closed by the throttle valve is provided substantially horizontally.

図5は、アイシングの発生状況を説明するための図である。
この図に示すように、外気が氷点下の場合には、エンジン運転中にブローバイガス中の水分が冷やされて凍結し、吸気マニホールド内壁に氷が付着する。付着した氷はエンジン停止後にデットソーク熱により液化して、図中に破線で示すように吸気マニホールドやスロットルボディの内壁を伝い、近傍にあるスロットルバルブの下端部に溜まる。そして、この水が氷点下の雰囲気下で再氷結し、スロットルバルブの固着が発生する。スロットルバルブが固着してしまうと、燃焼室への吸気が行えず、エンジンを正常に始動させることができない。
なお、エンジンの冷却水を通水することでスロットルバルブを保温する構造のものもあるが、エンジン停止後は冷却水自体が雰囲気温度で冷えてしまうため、アイシングによるスロットルバルブの固着には効果が無い。
FIG. 5 is a diagram for explaining the occurrence of icing.
As shown in this figure, when the outside air is below freezing, the moisture in the blow-by gas is cooled and frozen during engine operation, and ice adheres to the inner wall of the intake manifold. The adhering ice is liquefied by dead soak heat after the engine is stopped, travels through the intake manifold and the inner wall of the throttle body as indicated by broken lines in the figure, and accumulates at the lower end of the throttle valve in the vicinity. Then, this water refreezes in an atmosphere below freezing point, and the throttle valve is fixed. If the throttle valve is stuck, intake into the combustion chamber cannot be performed and the engine cannot be started normally.
Although there is a structure that keeps the throttle valve warm by passing engine cooling water, the cooling water itself cools at the ambient temperature after the engine stops, so it is effective for fixing the throttle valve by icing. No.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、アイシングによるバルブ固着が発生した場合であっても、正常にエンジンを始動させることができる内燃機関の吸気量制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and provides an intake air amount control device for an internal combustion engine that can normally start the engine even when valve sticking due to icing occurs. Objective.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、回動軸回りの回動に伴って燃焼室への吸気通路を開閉可能なスロットルバルブと、当該スロットルバルブを回動させる駆動手段とを備える内燃機関の吸気量制御装置であって、
前記スロットルバルブは、
前記吸気通路断面のうち下端部を除く部分を開閉可能な第一バルブと、
前記吸気通路断面のうち下端部を含む他の部分を開閉可能な第二バルブと、
から構成され、
前記第一バルブが、前記駆動手段に連結され、
前記第二バルブが、常態で前記第一バルブと一体的に回動するように付勢部材に付勢されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a throttle valve capable of opening and closing an intake passage to a combustion chamber in association with rotation about a rotation axis, and drive means for rotating the throttle valve. An intake air amount control device for an internal combustion engine comprising:
The throttle valve is
A first valve capable of opening and closing a portion excluding a lower end portion of the cross section of the intake passage;
A second valve capable of opening and closing other portions including a lower end portion of the cross section of the intake passage;
Consisting of
The first valve is connected to the drive means;
The second valve is biased by a biasing member so as to rotate integrally with the first valve in a normal state.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の吸気量制御装置において、
前記第一バルブは、前記吸気通路断面のうちの内周部分を開閉可能に構成され、
前記第二バルブは、前記吸気通路断面のうち前記内周部分よりも外周側の部分を開閉可能に構成されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the intake air amount control device for an internal combustion engine according to the first aspect,
The first valve is configured to be able to open and close an inner peripheral portion of the cross section of the intake passage,
The second valve is configured to be capable of opening and closing a portion on the outer peripheral side of the inner peripheral portion in the intake passage cross section.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の内燃機関の吸気量制御装置において、
前記付勢部材は、前記駆動手段から前記第一バルブまでの駆動力伝達部と、前記第二バルブの回動軸とに両端が固定されたトーションスプリングであることを特徴とする。
A third aspect of the present invention is the intake air amount control apparatus for an internal combustion engine according to the first or second aspect,
The urging member is a torsion spring having both ends fixed to a driving force transmission portion from the driving means to the first valve and a rotation shaft of the second valve.

請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気量制御装置において、
前記吸気通路が略水平に設けられていることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the intake air amount control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
The intake passage is provided substantially horizontally.

本発明によれば、バルブ固着が発生していない通常時には、駆動手段からの駆動力が第一バルブに加わるとともに、この第一バルブと一体的に回動するように第二バルブが付勢部材に付勢されることにより、これら第一バルブと第二バルブとが一体で開閉動作を行い、吸気通路が開放される。
また、アイシングによるバルブ固着の発生時には、吸気通路断面のうち下端部を含む部分を開閉する第二バルブは氷で固着し得るものの、下端部を除く他の部分を開閉する第一バルブは駆動手段によって通常時と同様に回動され、吸気通路が開放される。
したがって、通常時は勿論のこと、アイシングによるバルブ固着が発生した場合であっても、正常に燃焼室への吸気を行ってエンジンを始動させることができる。
According to the present invention, the driving force from the driving means is applied to the first valve and the second valve is biased so as to rotate integrally with the first valve at the normal time when the valve is not fixed. As a result, the first valve and the second valve are integrally opened and closed to open the intake passage.
In addition, when the valve sticking due to icing occurs, the second valve that opens and closes the portion including the lower end portion of the intake passage cross section can be fixed with ice, but the first valve that opens and closes the other portion except the lower end portion is the driving means. Is rotated in the same manner as in the normal state, and the intake passage is opened.
Therefore, not only during normal times, but also when the valve is stuck due to icing, the engine can be started with normal intake into the combustion chamber.

実施形態におけるエンジンの吸気系統の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the intake system of the engine in embodiment. 実施形態におけるスロットルバルブユニットの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the throttle valve unit in embodiment. 実施形態におけるスロットルバルブの開閉動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the opening / closing operation | movement of the throttle valve in embodiment. 実施形態の変形例におけるスロットルバルブユニットの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the throttle valve unit in the modification of embodiment. 従来のスロットルバルブにおけるアイシングの発生状況を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the occurrence condition of the icing in the conventional throttle valve.

以下、本発明に係る内燃機関の吸気量制御装置の実施形態について、図面を参照して説明する。   Embodiments of an intake air amount control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本実施形態におけるエンジン(内燃機関)100の吸気系統の概略構成を示すブロック図であり、図2は、エンジン100が備えるスロットルバルブユニット1の構成を模式的に示す図である。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an intake system of an engine (internal combustion engine) 100 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a throttle valve unit 1 provided in the engine 100.

図1に示すように、本実施形態におけるエンジン100の吸気系統では、エアクリーナー111を備えるエアダクト110から吸気マニホールド120を経て燃焼室130に至る吸気流路Pが構成されている。吸気マニホールド120には、図示しないクランクケースからのブローバイガスを導入するためのガス導入口121が設けられている。
この吸気流路Pの構成部品のうち、エアダクト110と吸気マニホールド120との間には、スロットルバルブ2を備えるスロットルバルブユニット1が設けられている。
As shown in FIG. 1, in the intake system of the engine 100 according to the present embodiment, an intake flow path P that extends from an air duct 110 that includes an air cleaner 111 to the combustion chamber 130 through the intake manifold 120 is configured. The intake manifold 120 is provided with a gas inlet 121 for introducing blow-by gas from a crankcase (not shown).
Among the components of the intake passage P, a throttle valve unit 1 including a throttle valve 2 is provided between the air duct 110 and the intake manifold 120.

スロットルバルブユニット1は、本発明に係る内燃機関の吸気量制御装置であり、スロットルバルブ2の開度を調整することによって、燃焼室130への吸気量を制御するためのバルブユニットである。
具体的には、図2に示すように、スロットルバルブユニット1は、スロットルバルブ2の他に、駆動モータ3と、2つのトーションスプリング4と、2つのポジションセンサー5とを備えている。
The throttle valve unit 1 is an internal combustion engine intake air amount control apparatus according to the present invention, and is a valve unit for controlling the intake air amount into the combustion chamber 130 by adjusting the opening of the throttle valve 2.
Specifically, as shown in FIG. 2, the throttle valve unit 1 includes a drive motor 3, two torsion springs 4, and two position sensors 5 in addition to the throttle valve 2.

スロットルバルブ2は、スロットルボディ6に形成された略円形断面の吸気通路61を開閉可能な略円板状の弁体である。
なお、スロットルボディ6の吸気通路61は、エアダクト110及び吸気マニホールド120の各吸気通路と連通して吸気流路Pを構成しており(図1参照)、本実施形態では略水平に設けられている。
The throttle valve 2 is a substantially disc-shaped valve body capable of opening and closing an intake passage 61 having a substantially circular cross section formed in the throttle body 6.
The intake passage 61 of the throttle body 6 communicates with the intake passages of the air duct 110 and the intake manifold 120 to form an intake passage P (see FIG. 1), and is provided substantially horizontally in the present embodiment. Yes.

具体的に、スロットルバルブ2は、互いに独立して回動可能な内周側の第一バルブ21と外周側の第二バルブ22とから構成されている。
このうち、第一バルブ21は、略円板状に形成されており、その径方向に沿った第一回動軸210と一体的に設けられている。第一回動軸210は、吸気通路61と直交する方向に沿って延在するとともに第一バルブ21の両側方に延出しており、図示しないベアリングを介してスロットルボディ6に軸支されている。このような構成により、第一バルブ21は、第一回動軸210の軸中心Ax回りに回動することによって、吸気通路61断面のうちの内周部分を開閉可能となっている。
Specifically, the throttle valve 2 includes a first valve 21 on the inner peripheral side and a second valve 22 on the outer peripheral side that can be rotated independently of each other.
Among these, the 1st valve | bulb 21 is formed in the substantially disc shape, and is provided integrally with the 1st rotating shaft 210 along the radial direction. The first rotation shaft 210 extends along a direction orthogonal to the intake passage 61 and extends on both sides of the first valve 21 and is pivotally supported by the throttle body 6 via a bearing (not shown). . With this configuration, the first valve 21 can open and close the inner peripheral portion of the cross section of the intake passage 61 by rotating around the axis center Ax of the first rotation shaft 210.

一方、第二バルブ22は、吸気通路61断面を閉塞可能な外径と、第一バルブ21の外径に対応した内径とを有する円環板状に形成されており、第二回動軸220と一体的に設けられている。第二回動軸220は、第一回動軸210と軸中心Axを等しくする円筒状に形成されて第一回動軸210が内部に挿通されており、図示しないベアリングを介してスロットルボディ6に軸支されている。このような構成により、第二バルブ22は、軸中心Ax回りに回動することによって、吸気通路61断面のうち、第一バルブ21が開閉する内周部分よりも外周側の部分を開閉可能となっている。
また、第二バルブ22には、第一バルブ21に対する当該第二バルブ22の回動を規制するストッパー221が内周側に突設されている(図3参照)。このストッパー221は、後述するように、第二トーションスプリング42に付勢された第二バルブ22が第一バルブ21よりも開方向(吸気通路61を開放させる方向)に回動しないように、その回動を規制している。
On the other hand, the second valve 22 is formed in an annular plate shape having an outer diameter capable of closing the cross section of the intake passage 61 and an inner diameter corresponding to the outer diameter of the first valve 21. And are provided integrally. The second rotating shaft 220 is formed in a cylindrical shape having the same axis center Ax as the first rotating shaft 210, and the first rotating shaft 210 is inserted through the inside thereof. Is pivotally supported. With such a configuration, the second valve 22 can rotate around the shaft center Ax to open and close the outer peripheral portion of the cross section of the intake passage 61 relative to the inner peripheral portion where the first valve 21 opens and closes. It has become.
Further, the second valve 22 is provided with a stopper 221 for restricting the rotation of the second valve 22 relative to the first valve 21 on the inner peripheral side (see FIG. 3). As will be described later, the stopper 221 is arranged so that the second valve 22 biased by the second torsion spring 42 does not rotate in the opening direction (the direction in which the intake passage 61 is opened) with respect to the first valve 21. The rotation is restricted.

駆動モータ3は、スロットルバルブ2を回動させるための駆動手段であり、第一バルブ21の第一回動軸210に連結されている。より詳しくは、第一回動軸210の一端が第二回動軸220よりも側方まで延出しており、この延出部分に平歯車の駆動ギア211が設けられている。そして、この駆動ギア211が、減速機構7を介して駆動モータ3の駆動軸31に連結(噛合)されている。
また、駆動モータ3は、ECU(Engine Control Unit)140と電気的に接続されており(図1参照)、当該ECU140によって駆動制御される。
The drive motor 3 is a drive means for rotating the throttle valve 2 and is connected to the first rotation shaft 210 of the first valve 21. More specifically, one end of the first rotation shaft 210 extends to the side of the second rotation shaft 220, and a spur gear 211 is provided at the extended portion. The drive gear 211 is connected (engaged) to the drive shaft 31 of the drive motor 3 via the speed reduction mechanism 7.
The drive motor 3 is electrically connected to an ECU (Engine Control Unit) 140 (see FIG. 1), and is driven and controlled by the ECU 140.

2つのトーションスプリング4は、第一トーションスプリング41と、第二トーションスプリング42とから構成されている。
このうち、第一トーションスプリング41は、第一バルブ21を軸中心Ax回りの閉方向(吸気通路61を閉塞する方向)に付勢するリターンスプリングであり、両端がスロットルボディ6と第一回動軸210の駆動ギア211とに固定されている。
一方、第二トーションスプリング42は、本発明に係る付勢部材であり、第一バルブ21と第二バルブ22とが常態で一体的に回動するように(つまり、互いに同じ回転角度位置で回動するように)、第二バルブ22を軸中心Ax回りに付勢している。より詳しくは、第二トーションスプリング42は、第一トーションスプリング41の付勢力よりも小さな付勢力で、第二バルブ22を軸中心Ax回りの開方向に付勢している。この第二トーションスプリング42は、第一トーションスプリング41の内周側において、第二回動軸220の一端に設けられたフランジ222と、第一回動軸210の駆動ギア211とに、両端が固定されている。
The two torsion springs 4 include a first torsion spring 41 and a second torsion spring 42.
Among these, the first torsion spring 41 is a return spring that urges the first valve 21 in the closing direction around the axial center Ax (the direction in which the intake passage 61 is closed), and both ends of the first torsion spring 41 and the throttle body 6 are first rotated. It is fixed to the drive gear 211 of the shaft 210.
On the other hand, the second torsion spring 42 is a biasing member according to the present invention so that the first valve 21 and the second valve 22 rotate integrally in a normal state (that is, rotate at the same rotation angle position with respect to each other). The second valve 22 is urged around the axial center Ax. More specifically, the second torsion spring 42 biases the second valve 22 in the opening direction around the axial center Ax with a biasing force smaller than the biasing force of the first torsion spring 41. The second torsion spring 42 has both ends on the inner peripheral side of the first torsion spring 41, the flange 222 provided at one end of the second rotation shaft 220 and the drive gear 211 of the first rotation shaft 210. It is fixed.

2つのポジションセンサー5は、第一バルブ21と第二バルブ22の開度を個別に検出するセンサーであり、第一ポジションセンサー51と第二ポジションセンサー52とから
構成されている。
このうち、第一ポジションセンサー51は、第一回動軸210の一端に設けられており、当該第一回動軸210の回転角度位置を検出することにより、第一バルブ21の開度を検出可能となっている。
一方、第二ポジションセンサー52は、第二回動軸220の他端に設けられており、当該第二回動軸220の回転角度位置を検出することにより、第二バルブ22の開度を検出可能となっている。
これら2つのポジションセンサー5は、ECU140と個別に電気的に接続されており(図1参照)、第一バルブ21及び第二バルブ22の開度情報をECU140に出力する。
The two position sensors 5 are sensors that individually detect the opening degrees of the first valve 21 and the second valve 22, and are composed of a first position sensor 51 and a second position sensor 52.
Among these, the first position sensor 51 is provided at one end of the first rotation shaft 210 and detects the opening degree of the first valve 21 by detecting the rotation angle position of the first rotation shaft 210. It is possible.
On the other hand, the second position sensor 52 is provided at the other end of the second rotation shaft 220 and detects the opening degree of the second valve 22 by detecting the rotation angle position of the second rotation shaft 220. It is possible.
These two position sensors 5 are individually electrically connected to the ECU 140 (see FIG. 1), and output the opening information of the first valve 21 and the second valve 22 to the ECU 140.

続いて、スロットルバルブユニット1におけるスロットルバルブ2の開閉動作について説明する。
図3は、スロットルバルブ2の開閉動作を説明するための図である。
Next, the opening / closing operation of the throttle valve 2 in the throttle valve unit 1 will be described.
FIG. 3 is a view for explaining the opening / closing operation of the throttle valve 2.

まず、通常時におけるスロットルバルブ2の開閉動作について説明する。
駆動モータ3が駆動されていないとき(例えばエンジン停止時など)には、図3(a)に示すように、スロットルバルブ2は、第一バルブ21と第二バルブ22とが一体で(つまり、互いに同じ回転角度位置で)吸気通路61に対してやや傾斜した状態で、当該吸気通路61断面を閉塞している。
より詳しくは、このときには、第二バルブ22を開方向(図3では時計回り方向)に付勢する第二トーションスプリング42よりも大きな付勢力で、第一バルブ21が第一トーションスプリング41により閉方向(図3では反時計回り方向)に付勢されるとともに、第一バルブ21に対する第二バルブ22の開方向への回動がストッパー221により規制される。そのため、スロットルバルブ2は、第一バルブ21と第二バルブ22とが一体となりつつ、第二バルブ22が吸気通路61の内壁に当接した閉状態となる。
First, the opening / closing operation of the throttle valve 2 in the normal state will be described.
When the drive motor 3 is not driven (for example, when the engine is stopped, for example), as shown in FIG. 3A, the throttle valve 2 includes a first valve 21 and a second valve 22 that are integrated (that is, The air intake passage 61 is closed at a position slightly inclined with respect to the intake passage 61 (at the same rotational angle position).
More specifically, at this time, the first valve 21 is closed by the first torsion spring 41 with a larger urging force than the second torsion spring 42 that urges the second valve 22 in the opening direction (clockwise in FIG. 3). While being urged in the direction (counterclockwise direction in FIG. 3), the stopper 221 restricts the rotation of the second valve 22 relative to the first valve 21 in the opening direction. Therefore, the throttle valve 2 is in a closed state in which the first valve 21 and the second valve 22 are integrated, and the second valve 22 is in contact with the inner wall of the intake passage 61.

この閉状態において、例えばエンジン100が始動されて、ECU140からの駆動指令により駆動モータ3が駆動されると、第一トーションスプリング41の付勢力よりも大きな開方向への駆動力が、減速機構7を介して第一回動軸210に作用する。
これにより、スロットルバルブ2は、図3(b)に示すように、第一バルブ21と第二バルブ22とが一体の状態で開方向に回動して開状態となり、吸気通路61が開放されて後流の燃焼室130に空気が供給される。
In this closed state, for example, when the engine 100 is started and the drive motor 3 is driven by a drive command from the ECU 140, a driving force in the opening direction that is larger than the urging force of the first torsion spring 41 is reduced. Acting on the first rotating shaft 210 via
As a result, as shown in FIG. 3 (b), the throttle valve 2 is opened by rotating in the opening direction with the first valve 21 and the second valve 22 being integrated, and the intake passage 61 is opened. Then, air is supplied to the downstream combustion chamber 130.

次に、エンジン停止時でのスロットルバルブ2の閉状態において、アイシングにより第二バルブ22の下端部が固着した場合におけるスロットルバルブ2の開動作について説明する。
スロットルバルブ2の閉状態において、エンジン100が始動されて、ECU140からの駆動指令により駆動モータ3が駆動されると、上述した通常時と同様に、駆動モータ3からの開方向への駆動力が第一回動軸210に作用する。このとき、スロットルバルブ2は、図3(c)に示すように、外周側の第二バルブ22が氷によって吸気通路61の内壁と固着しているものの、内周側の第一バルブ21は開方向に回動する。
これにより、吸気通路61の一部が開放されて後流の燃焼室130に空気が供給され、エンジン100を通常時と同様に始動させることができる。そして、エンジン100の始動により温度が上昇して、第二バルブ22を固着させていた氷が融かされると、第二トーションスプリング42の付勢力によって第二バルブ22は第一バルブ21との一体状態に復帰する。また、第二バルブ22の固着や固着状態からの復帰は、2つのポジションセンサー5からの開度情報によってECU140で検知することができる。
Next, the opening operation of the throttle valve 2 when the lower end portion of the second valve 22 is fixed by icing in the closed state of the throttle valve 2 when the engine is stopped will be described.
When the engine 100 is started in the closed state of the throttle valve 2 and the drive motor 3 is driven by a drive command from the ECU 140, the drive force in the opening direction from the drive motor 3 is applied as in the normal case described above. It acts on the first rotating shaft 210. At this time, as shown in FIG. 3C, the throttle valve 2 has the second valve 22 on the outer peripheral side fixed to the inner wall of the intake passage 61 by ice, but the first valve 21 on the inner peripheral side is opened. Rotate in the direction.
As a result, a part of the intake passage 61 is opened, and air is supplied to the downstream combustion chamber 130, so that the engine 100 can be started in the same manner as in normal times. Then, when the temperature rises by starting the engine 100 and the ice that has fixed the second valve 22 is melted, the second valve 22 is brought into contact with the first valve 21 by the urging force of the second torsion spring 42. Return to the integrated state. Further, the ECU 140 can detect whether the second valve 22 is fixed or returned from the fixed state based on the opening information from the two position sensors 5.

以上のように、本実施形態によれば、バルブ固着が発生していない通常時には、駆動モータ3からの駆動力が第一バルブ21に加わるとともに、この第一バルブ21と一体的に回動するように第二バルブ22が第二トーションスプリング42に付勢されることにより、これら第一バルブ21と第二バルブ22とが一体で開閉動作を行い、吸気通路61が開放される。
また、アイシングによるバルブ固着の発生時には、吸気通路61断面のうちの外周部分を開閉する第二バルブ22は氷で固着し得るものの、内周部分を開閉する第一バルブ21は駆動モータ3によって通常時と同様に回動され、吸気通路61が開放される。
したがって、通常時は勿論のこと、アイシングによるバルブ固着が発生した場合であっても、正常に燃焼室130への吸気を行ってエンジン100を始動させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the driving force from the drive motor 3 is applied to the first valve 21 and rotates integrally with the first valve 21 at the normal time when the valve is not stuck. Thus, when the second valve 22 is biased by the second torsion spring 42, the first valve 21 and the second valve 22 integrally open and close, and the intake passage 61 is opened.
When the valve sticking due to icing occurs, the second valve 22 that opens and closes the outer peripheral portion of the cross section of the intake passage 61 can be fixed with ice, but the first valve 21 that opens and closes the inner peripheral portion is usually driven by the drive motor 3. The intake passage 61 is opened in the same manner as at the time.
Therefore, not only during normal times, but also when the valve is stuck due to icing, engine 100 can be started by normally sucking air into combustion chamber 130.

また、第二バルブ22の回動には第二トーションスプリング42による付勢だけで足りるので、例えば第一バルブ21と第二バルブ22とを個別の駆動モータによって回動させる場合に比べ、簡便な構成とすることができる。   Further, since the second valve 22 only needs to be urged by the second torsion spring 42, it is simpler than the case where the first valve 21 and the second valve 22 are rotated by separate drive motors, for example. It can be configured.

なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   The embodiments to which the present invention can be applied are not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施形態では、2つのトーションスプリング4が2つの回動軸(第一回動軸210及び第二回動軸220)を直接付勢するように設けられることとしたが、当該2つのトーションスプリング4は、駆動モータ3から2つの回動軸210,220までの駆動力伝達系統の何処かに設けられていればよい。
例えば図4に示すように、減速機構7と軸部が連結・離脱可能な連結ギア8を同軸上に設けるとともに、この連結ギア8と噛合する歯車をフランジ222の外周面に形成する。そして、スロットルボディ6に固定されたカバー9と減速機構7とに第一トーションスプリング41の両端を固定するとともに、減速機構7と連結ギア8とに第二トーションスプリング42の両端を固定する。
このような構成であっても、上記実施形態と同様にスロットルバルブ2を開閉動作させることができる。具体的に説明すると、通常時には、駆動モータ3の駆動力が減速機構7及び連結ギア8を介して第一バルブ21及び第二バルブ22を同時に回動させる。そして、第二バルブ22の固着時には、連結ギア8が回転を規制されるものの、減速機構7が機能して第一バルブ21を回動させることができる。また、第二バルブ22が固着状態から復帰したときには、第二トーションスプリング42の付勢力によって第二バルブ22を第一バルブ21と一体の状態に復帰させることができる。但し、この場合には、各バルブ21,22とトーションスプリング4との間に各種ギアが介在することとなるため、各トーションスプリング4の付勢力を上記実施形態のものから調整する必要がある。
For example, in the above embodiment, the two torsion springs 4 are provided so as to directly bias the two rotation shafts (the first rotation shaft 210 and the second rotation shaft 220). The torsion spring 4 may be provided anywhere in the driving force transmission system from the driving motor 3 to the two rotating shafts 210 and 220.
For example, as shown in FIG. 4, a connecting gear 8 that can connect / disconnect the speed reduction mechanism 7 and the shaft portion is provided on the same axis, and a gear that meshes with the connecting gear 8 is formed on the outer peripheral surface of the flange 222. Then, both ends of the first torsion spring 41 are fixed to the cover 9 and the speed reduction mechanism 7 fixed to the throttle body 6, and both ends of the second torsion spring 42 are fixed to the speed reduction mechanism 7 and the connecting gear 8.
Even with such a configuration, the throttle valve 2 can be opened and closed as in the above embodiment. More specifically, in normal times, the driving force of the drive motor 3 simultaneously rotates the first valve 21 and the second valve 22 via the speed reduction mechanism 7 and the connecting gear 8. Then, when the second valve 22 is fixed, the rotation of the connecting gear 8 is restricted, but the speed reduction mechanism 7 functions to rotate the first valve 21. Further, when the second valve 22 is returned from the fixed state, the second valve 22 can be returned to an integrated state with the first valve 21 by the urging force of the second torsion spring 42. However, in this case, since various gears are interposed between the valves 21 and 22 and the torsion spring 4, it is necessary to adjust the urging force of each torsion spring 4 from that of the above embodiment.

また、スロットルバルブ2が内周側の第一バルブ21と外周側の第二バルブ22とから構成されることとしたが、当該スロットルバルブ2は、吸気通路61断面のうち下端部を除く部分を開閉可能な第一バルブと、吸気通路61断面のうち下端部を含む他の部分を開閉可能な第二バルブとから構成されていればよい。   In addition, the throttle valve 2 is composed of the first valve 21 on the inner peripheral side and the second valve 22 on the outer peripheral side. However, the throttle valve 2 is a portion of the cross section of the intake passage 61 excluding the lower end. What is necessary is just to be comprised from the 1st valve | bulb which can be opened and closed, and the 2nd valve | bulb which can open and close the other part including a lower end part in the intake passage 61 cross section.

また、スロットルバルブ2に開閉される吸気通路61は、略水平に設けられていなくともよい。吸気通路61が略水平でなくとも、スロットルバルブ2が閉状態において鉛直方向に対して傾斜していれば、水が吸気通路61の下端部に溜まってアイシングによるバルブ固着が発生し得る。   Further, the intake passage 61 opened and closed by the throttle valve 2 may not be provided substantially horizontally. Even if the intake passage 61 is not substantially horizontal, if the throttle valve 2 is inclined with respect to the vertical direction in the closed state, water may accumulate at the lower end portion of the intake passage 61 and the valve may be stuck due to icing.

また、第一バルブ21と第二バルブ22との相対回動を規制するストッパー221は、第二バルブ22でなく第一バルブ21に設けられていてもよいし、第二バルブ22が第二トーションスプリング42の付勢力のみによって常態で第一バルブ21と一体的に回動するように構成されていれば、当該ストッパー221は無くともよい。   Further, the stopper 221 that restricts the relative rotation between the first valve 21 and the second valve 22 may be provided in the first valve 21 instead of the second valve 22, or the second valve 22 may be provided in the second torsion. The stopper 221 may be omitted if it is configured to rotate integrally with the first valve 21 in a normal state only by the urging force of the spring 42.

1 スロットルバルブユニット(内燃機関の吸気量制御装置)
2 スロットルバルブ
21 第一バルブ
210 第一回動軸
22 第二バルブ
220 第二回動軸
221 ストッパー
Ax 軸中心
3 駆動モータ(駆動手段)
4 トーションスプリング
41 第一トーションスプリング
42 第二トーションスプリング(付勢部材)
5 ポジションセンサー
51 第一ポジションセンサー
52 第二ポジションセンサー
6 スロットルボディ
61 吸気通路
7 減速機構
100 エンジン(内燃機関)
120 吸気マニホールド
130 燃焼室
1 Throttle valve unit (intake air amount control device for internal combustion engine)
2 Throttle valve 21 First valve 210 First rotation shaft 22 Second valve 220 Second rotation shaft 221 Stopper Ax Axis center 3 Drive motor (drive means)
4 Torsion spring 41 First torsion spring 42 Second torsion spring (biasing member)
5 Position Sensor 51 First Position Sensor 52 Second Position Sensor 6 Throttle Body 61 Intake Passage 7 Deceleration Mechanism 100 Engine (Internal Combustion Engine)
120 Intake manifold 130 Combustion chamber

Claims (4)

回動軸回りの回動に伴って燃焼室への吸気通路を開閉可能なスロットルバルブと、当該スロットルバルブを回動させる駆動手段とを備える内燃機関の吸気量制御装置であって、
前記スロットルバルブは、
前記吸気通路断面のうち下端部を除く部分を開閉可能な第一バルブと、
前記吸気通路断面のうち下端部を含む他の部分を開閉可能な第二バルブと、
から構成され、
前記第一バルブが、前記駆動手段に連結され、
前記第二バルブが、常態で前記第一バルブと一体的に回動するように付勢部材に付勢されていることを特徴とする内燃機関の吸気量制御装置。
An intake air amount control device for an internal combustion engine comprising a throttle valve capable of opening and closing an intake passage to a combustion chamber in association with rotation about a rotation axis, and drive means for rotating the throttle valve,
The throttle valve is
A first valve capable of opening and closing a portion excluding a lower end portion of the cross section of the intake passage;
A second valve capable of opening and closing other portions including a lower end portion of the cross section of the intake passage;
Consisting of
The first valve is connected to the drive means;
An intake air amount control device for an internal combustion engine, wherein the second valve is biased by a biasing member so as to rotate integrally with the first valve in a normal state.
前記第一バルブは、前記吸気通路断面のうちの内周部分を開閉可能に構成され、
前記第二バルブは、前記吸気通路断面のうち前記内周部分よりも外周側の部分を開閉可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸気量制御装置。
The first valve is configured to be able to open and close an inner peripheral portion of the cross section of the intake passage,
2. The intake air amount control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the second valve is configured to be able to open and close a portion on an outer peripheral side of the inner peripheral portion in the cross section of the intake passage.
前記付勢部材は、前記駆動手段から前記第一バルブまでの駆動力伝達部と、前記第二バルブの回動軸とに両端が固定されたトーションスプリングであることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の吸気量制御装置。   The urging member is a torsion spring having both ends fixed to a driving force transmission portion from the driving means to the first valve and a rotation shaft of the second valve. The intake air amount control device for an internal combustion engine according to claim 2. 前記吸気通路が略水平に設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気量制御装置。   The intake air amount control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the intake passage is provided substantially horizontally.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113357022A (en) * 2020-03-05 2021-09-07 光宝电子(广州)有限公司 Butterfly valve module, engine management system and vehicle control method

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