JP2018501426A - 空気質量調整装置の調整部材を作動させる方法および空気質量調整装置の調整部材 - Google Patents

Abstract

自動車の駆動機の空気質量調整装置の調整部材（１）であって、アクチュエータ（５）の位置は、非通電の静止モードで、センサ要素（１０）により監視される。アクチュエータ（５）により駆動可能な調整要素（３）の位置が変化するとき、センサ要素（１０）は、活性化パルスを制御機器（９）に生成し、活性化パルスは、調整要素（３）の位置を修正するためにアクチュエータ（５）を駆動する。

Description

本発明は、自動車の駆動機の空気質量調整装置の調整部材を作動させる方法であって、アクチュエータが、調整要素を所望の位置へ動かし、調整要素の位置をセンサ要素により検出する、方法に関する。さらに本発明は、自動車の駆動機の空気質量調整装置の調整部材であって、管路横断面を調整する調整要素と、調整要素を駆動するアクチュエータと、アクチュエータを駆動制御する制御機器と、調整要素の位置を検出するセンサ要素と、を備える、調整部材に関する。

内燃機関および燃料電池システムの空気質量調整装置の調整部材および調整部材を作動させる方法は、実地において、たとえばスロットルボディとして知られている。制御機器は、たとえば調整部材に組み込まれている、または内燃機関のエンジン制御機器であってよい。アクチュエータは、たいてい、電気的なサーボモータである。センサ要素は、調整要素の位置を検出し、信号を制御機器へ送信する。制御機器は、センサ要素の信号に依存して、調整要素がそれ自体の設定された位置に達するまで、アクチュエータを駆動制御する。

アクチュエータのエネルギを節約するために、既に、アクチュエータの給電が遮断される静止モードが知られている。そのような静止モードでは、空気質量流量が一定に維持されるべきである。既知の調整部材およびその制御方法における欠点は、静止モードで調整要素の位置がもはや監視されないことにある。しかし、調整要素は、たとえば周囲環境の影響または振動により、設定された位置から動き得る。しかもこれにより、静止モードでの調整部材の空気質量調整にエラーが生じる。

本発明の根底を成す課題は、冒頭で述べられた構成の方法を改良して、静止モードで、設定された位置における調整部材の保持を可能にし、特にわずかなエネルギ所要量を有するようにすることである。さらに、アクチュエータの遮断状態で空気質量流量の変化を早期に検出することができる、空気質量流量の調整部材を提供するべきである。

最初に挙げた課題は、本発明によれば、静止モードで、アクチュエータを、非通電に切り換え、センサ要素が、調整要素の位置を直接にまたは間接に検出し、調整要素の位置の変化が検出されると、制御機器が、アクチュエータを、調整要素の位置を修正するように駆動することにより解決される。

このような構成により、センサ要素は、静止モードで、調整要素の位置を監視し、この位置を制御機器へ伝送する。制御機器は、これにより、調整要素が不意に変位するとき、静止モードを一時的に中断して、調整要素を再び設定された位置へ変位させることができる。このような構成により、アクチュエータは、静止モードで、エネルギを節約するために非通電に切り換えることができ、調整要素が不意にその位置から動くとはじめて再び活性化される。

２番目に挙げた課題は、つまり空気質量流量の変化をアクチュエータの遮断時に早期に検出することができる、空気質量流量の調整部材の提供は、本発明によれば、センサ要素が、アクチュエータの遮断時に、活性化パルスを送出するように構成されていることにより解決される。

このような構成により、アクチュエータの遮断時に、センサ要素は、活性状態に保持される。これにより、センサ要素は、調整要素の不意の変位を特に早期に検出して、活性化パルスにより、制御機器を活性化することができる。制御機器は、そこでアクチュエータの静止モードを中断して、設定された位置への調整要素の駆動を確保する。

センサ要素は、たとえば調整要素の位置を直接に検出することができる。調整要素の位置の検出の特に高い精度は、特にわずかな構造上の手間で、本発明の別の好適な態様によれば、センサ要素がアクチュエータと、センサ要素と連結された伝動装置との間に配置されているとき、簡単に達成することができる。このような構成により、センサ要素は、容易に、伝動装置を駆動する駆動シャフトの位置を検出することができる。

活性化パルスは、本発明の別の好適な態様によれば、センサ要素がホールセンサを有するとき、特に簡単に生成することができる。このような構成により、さらにセンサ要素のエネルギ所要量が最小限に抑えられる。

調整部材は、本発明の別の好適な態様によれば、センサ要素がアクチュエータの駆動シャフトに配置された磁石に対向しているとき、構造的に特に簡単に構成される。

本発明は、多数の実施の形態を許容する。本発明の基本原理をさらに分かりやすくするために、基本原理の１つを図示し、以下に説明する。

自動車の駆動機の空気質量調整装置の調整部材を示す。 静止モードで調整部材を駆動制御する方法を示す。

図１は、自動車の、図示されていない駆動機の空気質量調整装置の調整部材１を示している。駆動機は、内燃機関または燃料電池システムであってよい。調整部材１は、管２内に配置されたフラップ状の調整要素３を有する。調整要素３は、シャフト４に配置されていて、電気的なサーボモータとして構成されたアクチュエータ５により駆動することができる。アクチュエータ５は、駆動シャフト６を有し、駆動シャフト６に磁石７が配置されている。駆動シャフト６と調整要素３のシャフト４との間に、伝動装置８が配置されている。好適には、伝動装置８は、セルフロック式に構成されているので、調整要素３の側から、駆動シャフト６を変位させることはできない。さらに、調整部材１は、制御機器９を有し、制御機器９は、ホールセンサとして構成されたセンサ要素１０と接続されている。図示の態様では、センサ要素１０のホールセンサ１１が、駆動シャフト６に配置された磁石７と対向していて、磁石７の動作時、電気的なパルスを生成し、パルスは、制御機器９に伝送される。さらに、制御機器９は、調整要素３を駆動するためにアクチュエータ５を駆動制御する。

静止モードで制御機器９がアクチュエータ５を非通電に切り換えると、磁石７ひいては駆動シャフト６の位置の、たとえば振動により生じる変化が、センサ要素１０により検出される。その際に生成されるパルスは、静止モードにあるアクチュエータ５を活性化するための活性化パルスとして使用される。

図２は、図１に示された、静止状態で非通電に切り換えられたアクチュエータ５を駆動制御する方法を示す。ステップＳ１で、磁石７の位置の変化がセンサ要素１０により検出され、活性化パルスが制御機器９へ送信される。制御機器９は、ステップＳ２で、アクチュエータ５を活性化し、アクチュエータ５は、続いて、駆動シャフト６を介して調整要素３を駆動する。ステップＳ３で、アクチュエータ５ひいては調整要素３の新たに調整された位置が検出される。調整要素３の、設定された位置に達すると直ちに、ステップＳ４で、アクチュエータ５は、再び非通電に切り換えられる。

Claims (5)

1. 自動車の駆動機の空気質量調整装置の調整部材（１）を作動させる方法であって、
   アクチュエータ（５）が、調整要素（３）を所望の位置へ動かし、前記調整要素（３）の位置を、センサ要素（１０）により検出する、方法において、
   静止モードで、前記アクチュエータ（５）を、非通電に切り換え、前記センサ要素（１０）が、前記調整要素（３）の位置を直接にまたは間接に検出し、前記調整要素（３）の位置の変化が検出されると、制御機器（９）が、前記アクチュエータ（５）を、前記調整要素（３）の位置を修正するように駆動することを特徴とする、方法。
2. 自動車の駆動機の空気質量調整装置の調整部材（１）であって、
   管路横断面を調整する調整要素（３）と、
   前記調整要素（３）を駆動するアクチュエータ（５）と、
   前記アクチュエータ（５）を駆動制御する制御機器（９）と、
   前記調整要素（３）の位置を検出するセンサ要素（１０）と、
   を備える、調整部材（１）において、
   前記センサ要素（１０）は、前記アクチュエータ（５）の遮断状態で、活性化パルスを送出するように構成されていることを特徴とする、調整部材（１）。
3. 前記センサ要素（１０）は、前記アクチュエータ（５）と、前記調整要素（３）と連結された伝動装置（８）との間に配置されている、請求項２記載の調整部材。
4. 前記センサ要素（１０）は、ホールセンサ（１１）を有する、請求項２または３記載の調整部材。
5. 前記センサ要素（１０）は、前記アクチュエータ（５）の駆動シャフト（６）に配置された磁石（７）に対向している、請求項２から４までのいずれか１項記載の調整部材。

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