JP4215783B2 - Throttle valve control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の吸入空気流量を制御するスロットル弁制御装置に関する。   The present invention relates to a throttle valve control device that controls an intake air flow rate of an internal combustion engine.

内燃機関のスロットル弁を電動アクチュエータ(例えば直流モータ,ステッピングモータ,トルクモータ,ブラッシレスモータ)により開閉制御する電子制御式スロットル装置が実用化されている。   An electronically controlled throttle device that controls opening / closing of a throttle valve of an internal combustion engine by an electric actuator (for example, a DC motor, a stepping motor, a torque motor, or a brushless motor) has been put into practical use.

電子制御式スロットル装置は、アクセルペダルの開度信号やトラクション制御信号に基づきエンジン状態に応じた最適なスロットル弁角度(スロットル弁開度)を制御するものである。そのために、スロットルボディには、スロットル弁の角度を検出するためのセンサ、いわゆるスロットルセンサ(開度計,スロットルポジションセンサと称せられることもある)を装着している。   The electronically controlled throttle device controls an optimum throttle valve angle (throttle valve opening) according to the engine state based on an accelerator pedal opening signal and a traction control signal. Therefore, a sensor for detecting the angle of the throttle valve, a so-called throttle sensor (sometimes referred to as an opening meter or a throttle position sensor) is attached to the throttle body.

スロットルセンサは、一般にポテンショメータ方式が採用されており、スロットル弁軸と共に回転するブラシ(摺動子)が、抵抗体上を摺動することでスロットル弁開度に相当する電位差信号(センサ検出信号)を出力する(例えば特開平7−343878号公報,特開平9−32588号公報参照)。   A potentiometer system is generally used for the throttle sensor, and a potential difference signal (sensor detection signal) corresponding to the throttle valve opening is obtained when a brush (slider) that rotates with the throttle valve shaft slides on a resistor. (See, for example, JP-A-7-343878 and JP-A-9-32588).

特開平7−343878号公報JP-A-7-343878 特開平9−32588号公報JP-A-9-32588

従来使用されているこの種のスロットルセンサは抵抗基板に形成された可変抵抗及び導体にブラシが接触し、摺動するものである。このためセンサの寿命が短く、故障も多い。センサを2重系にしてセンサの故障検出や、相互バックアップを行っているが根本的な解決にはならない。   This type of throttle sensor conventionally used has a brush that contacts and slides on a variable resistor and a conductor formed on a resistor substrate. For this reason, the lifetime of a sensor is short and there are many failures. Although sensor failure detection and mutual backup are performed using a double sensor system, this is not a fundamental solution.

又、従来の自動車はこのような故障の可能性が高く、寿命が短いセンサの出力で制御パラメータが制御されていたため、内燃機関の運転制御の精度が悪かった。   Further, the conventional automobile has a high possibility of such a failure, and the control parameters are controlled by the output of a sensor having a short life, so that the operation control accuracy of the internal combustion engine is poor.

スロットル弁の開度を非接触で検出するものとして特許第2845884号が知られているが、スロットル制御弁装置として実用に供するための工夫がなく実用化されていない。   Japanese Patent No. 2845884 is known as a means for detecting the opening degree of the throttle valve in a non-contact manner, but it has not been put into practical use because it has no device for practical use as a throttle control valve device.

本発明の目的は、故障が少なく寿命が長いスロットルセンサを備えたスロットル弁制御装置を提供するところにある。   An object of the present invention is to provide a throttle valve control device provided with a throttle sensor that has few failures and a long life.

特に、非接触型のセンサをスロットル制御装置の一部としてコンパクトに装置に装着するためのいくつかの工夫を提案する。   In particular, several ideas for compactly mounting a non-contact sensor as a part of the throttle control device are proposed.

又、磁気的ノイズや、磁気特性に対する悪影響を取り除くための工夫も提案する。   We also propose a device to remove magnetic noise and adverse effects on magnetic properties.

又、別の目的は内燃機関の制御パラメータの制御因子の一つであるスロットルセンサを改良して、内燃機関の運転制御精度の向上を計ることにある。   Another object is to improve the operation control accuracy of the internal combustion engine by improving the throttle sensor which is one of the control parameters of the control parameters of the internal combustion engine.

本発明は、上記目的を達成するために、次のようなスロットル弁制御装置を提案する。
(1)スロットル弁軸と、当該スロットル弁軸に固定され、モータの駆動力を前記スロットル弁軸に伝達する終段ギアと、前記スロットル弁軸を支持するスロットルボディと、前記スロットル弁軸の回転角度を検知するスロットルセンサと、前記スロットルボディに取り付けられ、前記終段ギアを覆うカバーとを備え、前記スロットルセンサはマグネットと前記マグネットの磁束の変化を検出するホール素子を備えた磁気型であり、前記マグネットと前記ホール素子は、前記スロットル弁軸に固定されたギアの前記スロットルボディに対向する側の面と、前記カバーの内側の面との間に配置されている内燃機関のスロットル弁制御装置。
In order to achieve the above object, the present invention proposes the following throttle valve control device.
(1) A throttle valve shaft, a final gear fixed to the throttle valve shaft and transmitting the driving force of the motor to the throttle valve shaft, a throttle body that supports the throttle valve shaft, and rotation of the throttle valve shaft A throttle sensor that detects an angle; and a cover that is attached to the throttle body and covers the final gear. The throttle sensor is a magnetic type that includes a magnet and a Hall element that detects a change in magnetic flux of the magnet. The throttle valve control of the internal combustion engine, wherein the magnet and the hall element are disposed between a surface of the gear fixed to the throttle valve shaft on the side facing the throttle body and an inner surface of the cover. apparatus.

具体的には、
(2)前記マグネットは前記スロットル弁軸に取り付けられており、前記ホール素子は前記カバーに取り付けられている内燃機関のスロットル弁制御装置。
(3)前記ホール素子の出力が前記スロットル弁の開度の関数になっている内燃機関のスロットル弁制御装置。
(4)前記スロットルセンサが出力する電気信号によって前記モータの指令値が調整される内燃機関のスロットル弁制御装置。
(5)前記ギアは、前記スロットル弁軸に固定された金属プレートと、歯を形成する合成樹脂部分とから構成されており、前記合成樹脂部分は前記金属プレートをインサートモールドすることで前記金属プレートと一体に形成されている内燃機関のスロットル弁制御装置。
(6)前記モータの回転軸と前記スロットル弁軸を平行に配置し、減速ギアを介して前記モータの回転軸の回転を前記スロットル弁軸に伝えるように構成し、前記モータの回転軸と前記スロットル弁軸との間のトルク伝達経路の中間に位置する中間ギアの支持軸を磁性材で形成した内燃機関のスロットル弁制御装置。
(7)前記カバーには前記ホール素子と、当該ホール素子の出力を所定の電気信号に変換する信号処理回路が取り付けられている内燃機関のスロットル弁制御装置。
(8)前記モータの通電が断たれたとき前記マグネットを所定の開き開度位置に保持するばねを前記スロットル弁軸の周囲に装着した内燃機関のスロットル弁制御装置。
(9)前記ホール素子は前記マグネットの磁気的影響下に配設された2個の素子からなり相互にバックアップするよう構成された内燃機関のスロットル弁制御装置。
In particular,
(2) The throttle valve control device for an internal combustion engine, wherein the magnet is attached to the throttle valve shaft, and the hall element is attached to the cover.
(3) A throttle valve control device for an internal combustion engine, wherein the output of the Hall element is a function of the opening of the throttle valve.
(4) A throttle valve control device for an internal combustion engine in which a command value of the motor is adjusted by an electric signal output from the throttle sensor.
(5) The gear includes a metal plate fixed to the throttle valve shaft and a synthetic resin portion that forms teeth. The synthetic resin portion is formed by insert-molding the metal plate. And a throttle valve control device for an internal combustion engine formed integrally with the engine.
(6) The rotation shaft of the motor and the throttle valve shaft are arranged in parallel, and the rotation of the rotation shaft of the motor is transmitted to the throttle valve shaft via a reduction gear. A throttle valve control device for an internal combustion engine in which a support shaft of an intermediate gear located in the middle of a torque transmission path between the throttle valve shaft and a magnetic material is formed.
(7) A throttle valve control device for an internal combustion engine, wherein the cover is provided with the Hall element and a signal processing circuit for converting the output of the Hall element into a predetermined electric signal.
(8) A throttle valve control device for an internal combustion engine, in which a spring is mounted around the throttle valve shaft to hold the magnet in a predetermined opening position when the motor is de-energized.
(9) The throttle valve control device for an internal combustion engine, wherein the Hall element is composed of two elements arranged under the magnetic influence of the magnet and is configured to back up each other.

本発明によれば、非接触式のセンサをスロットルボディにコンパクトに組み付けることができた。   According to the present invention, the non-contact type sensor can be compactly assembled to the throttle body.

別の発明によればスロットルボディのカバーとギアの間に非接触式のスロットルセンサをコンパクトに配設できた。   According to another invention, a non-contact type throttle sensor can be compactly arranged between the cover of the throttle body and the gear.

また、別の発明では電磁式の非接触型スロットルセンサをモータの電磁ノイズの影響を受け難い構成でスロットルボディに組み付けることができた。   In another invention, the electromagnetic non-contact type throttle sensor can be assembled to the throttle body with a configuration that is hardly affected by the electromagnetic noise of the motor.

経年変化の少ないスロットル開度信号で機関の制御パラメータを調整できるので制御精度のよい自動車が得られた。   The control parameters of the engine can be adjusted with the throttle opening signal with little secular change, so an automobile with good control accuracy was obtained.

以下、本発明にかかる一実施例を図面に基づいて説明する。   An embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1に示すように、電子制御式スロットル弁装置(スロットル弁装置)は、スロットルボディ(以下、単にボディと称することもある)1,スロットル弁4,スロットル弁4を駆動するモータ(スロットル弁駆動装置;電動アクチュエータ)22,減速ギア機構100,スロットル弁4の開き角度(開度)つまり、スロットル弁軸3の回転角度を計測するセンサ(スロットルセンサ)80、およびスロットル弁軸3,モータ22,減速ギア機構
100を保護するカバー16を主な要素として構成される。
As shown in FIG. 1, an electronically controlled throttle valve device (throttle valve device) includes a throttle body (hereinafter also simply referred to as a body) 1, a throttle valve 4 and a motor that drives a throttle valve 4 (throttle valve drive). Device; electric actuator) 22, reduction gear mechanism 100, opening angle (opening) of throttle valve 4, that is, sensor (throttle sensor) 80 for measuring the rotation angle of throttle valve shaft 3, throttle valve shaft 3, motor 22, The cover 16 that protects the reduction gear mechanism 100 is configured as a main element.

ボディ1は、スロットル弁4の収納部(吸気ボア)2とモータ22の収納部(モータハウジング)1cとを一体成形してなる。   The body 1 is formed by integrally forming a storage portion (intake bore) 2 of the throttle valve 4 and a storage portion (motor housing) 1c of the motor 22.

スロットル弁4は、スロットル弁4軸3にねじ5により取り付けられ、軸3は、ボディ1に設けた軸受け6及び26によって支持されている。   The throttle valve 4 is attached to the throttle valve 4 shaft 3 by screws 5, and the shaft 3 is supported by bearings 6 and 26 provided on the body 1.

本実施例では、軸受6をボールベアリング、軸受26をキャップ形状のプレーンベアリングとしている。その理由及び詳細は後述する。ボールベアリング6は、シールリング8を介して軸受ボス1aに装着されている。また、ボールベアリング6の内輪6aは、スロットル弁軸3の外周に圧入され、外輪6bが軸受ボス1aの内周に中間嵌め(とまり嵌め)されている。   In this embodiment, the bearing 6 is a ball bearing and the bearing 26 is a cap-shaped plain bearing. The reason and details will be described later. The ball bearing 6 is attached to the bearing boss 1 a via the seal ring 8. Further, the inner ring 6a of the ball bearing 6 is press-fitted into the outer periphery of the throttle valve shaft 3, and the outer ring 6b is intermediately fitted (stop fit) to the inner circumference of the bearing boss 1a.

スロットル弁軸3は、片端のみがボディ1の側壁外に突出する。そして、側壁外に突出したスロットル弁軸一端には、後述するばね10,レバー9,ばね11及び減速ギア機構100の最終段ギア(従動ギア)12が装着されている。   Only one end of the throttle valve shaft 3 protrudes from the side wall of the body 1. A spring 10, a lever 9, a spring 11, and a final gear (driven gear) 12 of the reduction gear mechanism 100, which will be described later, are mounted on one end of the throttle valve shaft that protrudes outside the side wall.

スロットル弁軸3,減速ギア機構100,モータ22等のスロットル弁関連部品(以下、スロットル弁機構と称する)は、ボディ1の側壁に形成した収容部(ケース)1dに収容され、また、収容部1dは、合成樹脂のカバー16で蓋されている。プレーンベアリング26は圧入により装着されている。   Throttle valve-related parts (hereinafter referred to as the throttle valve mechanism) such as the throttle valve shaft 3, the reduction gear mechanism 100, and the motor 22 are accommodated in an accommodating portion (case) 1d formed on the side wall of the body 1, and the accommodating portion 1d is covered with a synthetic resin cover 16. The plain bearing 26 is attached by press fitting.

すなわち、スロットル弁機構は、一つのカバー16により保護されるように配置されており、モータハウジング1cの開口(モータ取り付け用の開口)1c′は、収容部1d内に臨むように位置し、この開口を通してモータ22がハウジングに収容され、モータのエンドブラケット22aが開口1c′周辺でねじ37により固定されている(図3,図4参照)。   That is, the throttle valve mechanism is disposed so as to be protected by one cover 16, and the opening (motor mounting opening) 1c 'of the motor housing 1c is positioned so as to face the housing portion 1d. The motor 22 is accommodated in the housing through the opening, and the end bracket 22a of the motor is fixed around the opening 1c ′ by screws 37 (see FIGS. 3 and 4).

エンドブラケット22aに設けたモータ端子23は、前記収容部1dの側壁の一辺近くに位置し、カバー16側に向いて配置され、カバー16側に設けた中継端子24aと中継コネクタ33を介して接続されている。中継コネクタ33は、種々の態様のものが考えられる。本実施例では、中継コネクタ33として導電材製スリーブを用い、その両端に90度だけ向きをずらしたスリット34,35を設け、このスリットに中継端子24a及びモータ端子23がさし込まれている。これらの端子24a,23もスリット34,35の向きに合わせて90度だけ向きをずらしている。   The motor terminal 23 provided on the end bracket 22a is located near one side of the side wall of the housing portion 1d, is disposed toward the cover 16 side, and is connected to the relay terminal 24a provided on the cover 16 side via the relay connector 33. Has been. The relay connector 33 may have various forms. In this embodiment, a sleeve made of a conductive material is used as the relay connector 33, and slits 34 and 35 are provided at both ends thereof that are shifted by 90 degrees, and the relay terminal 24a and the motor terminal 23 are inserted into the slits. . These terminals 24a and 23 are also displaced by 90 degrees in accordance with the directions of the slits 34 and 35.

モータ22はアクセルペダルの踏み込み量に関するアクセル信号やトラクション制御信号,定速走行信号,アイドルスピードコントロール信号に応じて駆動され、モータ22の動力が減速ギア機構100(モータピニオン21,中間ギア20,最終段ギア12)を介してスロットル弁軸3に伝達される。ピニオン21はモータシャフト27に取り付けられ、中間ギア20は、スロットルボディ1に固着した導電性シャフト19にフリーに嵌合する。中間ギア20のうち径の大きい方のギア20aがピニオン21とかみ合い、径の小さい方のギア20bがギア12にかみ合う。   The motor 22 is driven in accordance with an accelerator signal, a traction control signal, a constant speed travel signal, and an idle speed control signal related to the depression amount of the accelerator pedal, and the power of the motor 22 is reduced to the speed reduction gear mechanism 100 (motor pinion 21, intermediate gear 20, final). It is transmitted to the throttle valve shaft 3 via the step gear 12). The pinion 21 is attached to the motor shaft 27, and the intermediate gear 20 is freely fitted to the conductive shaft 19 fixed to the throttle body 1. Of the intermediate gear 20, the larger diameter gear 20 a meshes with the pinion 21, and the smaller diameter gear 20 b meshes with the gear 12.

最終段ギア12は図3,図4に示すように扇形ギアである。   The last gear 12 is a sector gear as shown in FIGS.

ギア12とレバー9の関係を説明する。ギア12は、図3に示すように、スロットル弁軸3の一端を通す穴12hを有し、孔12hがスロットル弁軸一端3a′(少なくとも2つの平面を有する)に係合可能な形状にしてあり、スロットル弁軸と一体に回動する。   The relationship between the gear 12 and the lever 9 will be described. As shown in FIG. 3, the gear 12 has a hole 12h through which one end of the throttle valve shaft 3 passes, and the hole 12h has a shape engageable with one end of the throttle valve shaft 3a ′ (having at least two planes). Yes, it rotates together with the throttle valve shaft.

レバー9は、スロットル弁軸3の外周(円周面)にフリーに嵌合されているが、ばね
11を介してギア12と引き付け合うように係合している。例えば、図4の符号12fで示す突起がレバー9の図示しない突起に係合する。突起12fは、ギア12の内側に形成されている。
The lever 9 is freely fitted on the outer periphery (circumferential surface) of the throttle valve shaft 3, but is engaged with the gear 12 via the spring 11. For example, the protrusion indicated by reference numeral 12 f in FIG. 4 engages with a protrusion (not shown) of the lever 9. The protrusion 12 f is formed inside the gear 12.

ばね10はスロットル弁のリターンスプリングであり、一端がボディ1に設けたばね係止部(図示省略)に係止し、他端がレバー9に係止している。   A spring 10 is a return spring of the throttle valve, and has one end locked to a spring locking portion (not shown) provided on the body 1 and the other end locked to a lever 9.

ばね10は、レバー9,ギア12を介してスロットル弁軸に戻し力を付与するが、さらに、ばね11及びレバー9と協働して、既に公知であるいわゆるデフォルト開度設定機構を構成する。   The spring 10 applies a return force to the throttle valve shaft via the lever 9 and the gear 12, and further, in cooperation with the spring 11 and the lever 9, constitutes a so-called default opening setting mechanism that is already known.

デフォルト開度設定機構とは、エンジンキーオフ時(換言すれば電動アクチュエータ
22の非通電時)のスロットル弁4のイニシャル開度を全閉位置より大きな所定の開度に保持するためのものである。
The default opening setting mechanism is for holding the initial opening of the throttle valve 4 at a predetermined opening larger than the fully closed position when the engine key is off (in other words, when the electric actuator 22 is not energized).

デフォルト開度位置から全開制御位置までは、モータ22のトルクとばね(リターンスプリング)10の閉弁力との釣り合いによりスロットル弁開度が決定される。   From the default opening position to the fully open control position, the throttle valve opening is determined by the balance between the torque of the motor 22 and the closing force of the spring (return spring) 10.

デフォルト開度よりもスロットル弁開度を小さく制御する場合には、レバー9はデフォルト開度ストッパ(図示省略)により動きが規制され、ばね11の力に抗してギア12及びスロットル弁軸3だけを全閉方向に回動させることで行われる。   When the throttle valve opening is controlled to be smaller than the default opening, the movement of the lever 9 is restricted by a default opening stopper (not shown), and only the gear 12 and the throttle valve shaft 3 are resisted against the force of the spring 11. This is done by rotating in the fully closed direction.

スロットル弁の機械的な全閉位置を規定する全閉ストッパ(図示せず)に扇形ギア12の一辺に設けた可動側ストッパ12dが当接することで全閉位置が決定される。   The fully closed position is determined by contacting a movable stopper 12d provided on one side of the sector gear 12 with a fully closed stopper (not shown) that defines the mechanical fully closed position of the throttle valve.

本実施例におけるギア12の材質は、中央部が金属プレート12aであり、歯を形成する部分12b及び残り部分が合成樹脂(強化プラスチック)により一体に成形されている。   As for the material of the gear 12 in this embodiment, the central part is a metal plate 12a, and the part 12b forming the teeth and the remaining part are integrally formed of synthetic resin (reinforced plastic).

この場合、金属プレート12aは、ギア12の樹脂部にインサートモールドされる。   In this case, the metal plate 12a is insert-molded in the resin portion of the gear 12.

マグネット82のギア12側端はギアの樹脂部分に対面する。   The gear 12 side end of the magnet 82 faces the resin portion of the gear.

このため、マグネット82の磁束がギア12に漏洩するのが防げる。   For this reason, the magnetic flux of the magnet 82 can be prevented from leaking to the gear 12.

ギア12の中心部の金属プレート12aをマグネットホルダ81でスロットルボディ
1a側に押し付けているがマグネットホルダ81自体は樹脂材であるから金属プレート
12aに接触しても磁束の漏洩はない。
The metal plate 12a at the center of the gear 12 is pressed against the throttle body 1a by the magnet holder 81. However, since the magnet holder 81 itself is a resin material, there is no leakage of magnetic flux even if it contacts the metal plate 12a.

ギア12のカット端面の一方に形成された可動側ストッパ12dは、金属プレート12aと一体につながっている。   A movable-side stopper 12d formed on one of the cut end faces of the gear 12 is integrally connected to the metal plate 12a.

可動側ストッパ12dは、耐摩耗及び耐衝撃を図るために金属製とした。すなわち、スロットル弁の機械的全閉位置は、制御上の基準点となり、運転開始時或いは運転終了時の都度に1回はストッパ要素12dが固定側の全閉ストッパ25に当たる。そのために、可動側ストッパ12dは、比較的衝突頻度が高いので、それに耐えられるように金属製とした。   The movable side stopper 12d is made of metal in order to achieve wear resistance and shock resistance. That is, the mechanical fully closed position of the throttle valve serves as a control reference point, and the stopper element 12d hits the fixed side fully closed stopper 25 once every time the operation starts or ends. For this reason, the movable stopper 12d is made of metal so that it can withstand a relatively high collision frequency.

12iは、ギア12をレバー9に係合するためのガイドである。   12 i is a guide for engaging the gear 12 with the lever 9.

スロットル弁軸3の先端には樹脂性のマグネットホルダ81が圧入固定され、マグネットホルダ81にはマグネット82がモールド成形により一体に装着されている。   A resin magnet holder 81 is press-fitted and fixed to the tip of the throttle valve shaft 3, and a magnet 82 is integrally attached to the magnet holder 81 by molding.

マグネットホルダ81の端部はギア12の端面をスロットルシャフト3の段付き部3d側に押し付け、ギア12の抜け止めを兼ねている。   The end of the magnet holder 81 presses the end surface of the gear 12 against the stepped portion 3d side of the throttle shaft 3 and also serves to prevent the gear 12 from coming off.

カバー16の内面のスロットル軸3の端部に対面する位置にはスロットルセンサ80の回路基板84が溶着ピン86により固定されている。   A circuit board 84 of the throttle sensor 80 is fixed by a welding pin 86 at a position facing the end of the throttle shaft 3 on the inner surface of the cover 16.

回路基板84にはマグネット82の周囲を取り囲むように半月状の一対のステータ83が互いに所定の間隔87を保って向き合ように固定されている。85は回路基板84に一体に設けたステータ83のガイドである。   A pair of half-moon shaped stators 83 are fixed to the circuit board 84 so as to face each other with a predetermined gap 87 so as to surround the magnet 82. Reference numeral 85 denotes a guide for the stator 83 provided integrally with the circuit board 84.

半月状の一対のステータ83の間の間隔87部分にはホール素子86が取り付けられている。   A Hall element 86 is attached to an interval 87 portion between the pair of half-moon shaped stators 83.

ホール素子86の3本の端子は回路基板84に機械的に保持されると共に、回路基板
84に配設された図示しない増幅器あるいはアナログ/デジタル変換器のような信号処理回路に接続されている。
The three terminals of the Hall element 86 are mechanically held on the circuit board 84 and are connected to a signal processing circuit such as an amplifier or an analog / digital converter (not shown) disposed on the circuit board 84.

回路基板84に配設された信号処理回路はカバー16に一体モールド成形された導体
24に接続され、カバーと一体成形されたコネクタ16bの電気端子40(導体24と接続されている)を介して外部装置に信号を送ることができる。
The signal processing circuit disposed on the circuit board 84 is connected to the conductor 24 integrally molded with the cover 16 and via the electrical terminals 40 (connected to the conductor 24) of the connector 16b integrally molded with the cover. Signals can be sent to external devices.

ホール素子86はスロットル弁軸3が回転してマグネット82が回転すると磁界の変化を検知してホール電圧を発生する。   When the throttle valve shaft 3 rotates and the magnet 82 rotates, the hall element 86 detects a change in the magnetic field and generates a hall voltage.

この電圧は増幅器で増幅されるかあるいはアナログ/デジタル変換器で信号変換(増幅も含む)して、導体24,端子40を介して外部回路に送られる。   This voltage is amplified by an amplifier or converted into a signal (including amplification) by an analog / digital converter and sent to an external circuit via the conductor 24 and the terminal 40.

自動車のエンジンコントロールユニット(図示しない)はコネクタ16bに接続されるカプラと信号線を備えており、端子40からの信号がコントロールユニットに入力される。   An automobile engine control unit (not shown) includes a coupler and a signal line connected to the connector 16b, and a signal from the terminal 40 is input to the control unit.

コントロールユニットはマグネット82の磁気的物理量としての磁界の変化によって検出されたスロットル開度と車速に基づいて、制御パラメータである、燃料や、スロットル弁の開度の補正や、オートトランスミッションの変速点の制御を行う。   Based on the throttle opening and the vehicle speed detected by the change in the magnetic field as the magnetic physical quantity of the magnet 82, the control unit corrects the control parameters such as fuel and throttle valve opening, and the shift point of the auto transmission. Take control.

また、ばね11はモータ12の通電が断たれた際、ギア12をスロットル弁を開方向へ付勢し、センサのマグネット82を所定の開度位置へ強制的に開く。   When the motor 12 is de-energized, the spring 11 urges the gear 12 in the opening direction of the gear 12 and forcibly opens the sensor magnet 82 to a predetermined opening position.

かくして本実施例のスロットル制御装置を備えた自動車はスロットル弁の軸端に取り付けられたマグネットの磁気的信号を受けて当該スロットル弁の開度に関連してホール素子
86が出力する電気的信号の変化によって機関の制御パラメータが調整される。
Thus, the automobile equipped with the throttle control device of this embodiment receives the magnetic signal of the magnet attached to the shaft end of the throttle valve and receives the electrical signal output from the hall element 86 in relation to the opening of the throttle valve. Changes in the engine control parameters are adjusted.

センサが非接触式であるのでホール素子86が出力する電気的信号の変化としてのスロットル弁4の開度信号が経年変化を生じる要素が少ないので内燃機関の制御パラメータの調整が長期間にわたって正確に行える。   Since the sensor is a non-contact type, the opening signal of the throttle valve 4 as a change in the electrical signal output from the Hall element 86 has few elements that cause a secular change, so that the control parameters of the internal combustion engine can be adjusted accurately over a long period of time. Yes.

図7に基づきセンサの原理を説明する。   The principle of the sensor will be described with reference to FIG.

スロットルセンサ80のロータとしてのマグネット82は、互いに異なる極性を呈する一対の弧状磁石を対面させた状態でマグネットホルダ81に固定する。   A magnet 82 as a rotor of the throttle sensor 80 is fixed to the magnet holder 81 with a pair of arc-shaped magnets having different polarities facing each other.

このマグネットホルダ81をスロットル弁3に固定し、スロットル弁軸3を回転させると両マグネットの接合面がホール素子に対して相対的に回転する。この状態の磁力線の変化を図7に示す。   When the magnet holder 81 is fixed to the throttle valve 3 and the throttle valve shaft 3 is rotated, the joint surface of both magnets rotates relative to the Hall element. FIG. 7 shows changes in the magnetic field lines in this state.

磁極の接合面部に設置した一対のホール素子86はこのスロットル弁軸3の回転角度の変化に伴う磁力線の変化に感応して回転角度の関数となる信号を出力する。   A pair of Hall elements 86 installed on the joint surface portion of the magnetic pole outputs a signal that is a function of the rotation angle in response to the change in the magnetic field lines accompanying the change in the rotation angle of the throttle valve shaft 3.

ギア12が合成樹脂製であるのでマグネット82の発生する磁界がギア12によって悪影響を受けることがない。   Since the gear 12 is made of synthetic resin, the magnetic field generated by the magnet 82 is not adversely affected by the gear 12.

実施例ではスロットル弁軸3に嵌合する中心部を金属としたが、全てを合成樹脂材によって成形すれば更に磁気的悪影響が少なくなる。   In the embodiment, the central portion fitted to the throttle valve shaft 3 is made of metal, but if all are formed of a synthetic resin material, the magnetic adverse effect is further reduced.

ギア12の形が扇形のような変則的な形状であっても磁界が偏らないのでホール素子
86の感応特性がスロットル軸の回転角度に関係なく一様に得られる。
Even if the shape of the gear 12 is an irregular shape such as a fan shape, the magnetic field is not biased, so that the sensitive characteristic of the Hall element 86 can be obtained uniformly regardless of the rotation angle of the throttle shaft.

図5に示すように、モータの回転軸中心とスロットル回転中心との間の寸法を半径として、モータの回転中心を中心として描いた円弧Sのエリアの外にホール素子86は取り付けてある。   As shown in FIG. 5, the Hall element 86 is attached outside the area of the arc S drawn around the rotation center of the motor with the dimension between the rotation axis center of the motor and the throttle rotation center as the radius.

その結果モータの駆動電流の変化による電磁的影響をホール素子86が受け難く、ホール素子86の検出精度が阻害され難い。   As a result, the Hall element 86 is not easily affected by the electromagnetic effect due to the change in the drive current of the motor, and the detection accuracy of the Hall element 86 is not easily disturbed.

回路基板84にステータ83を取り付けてカバー16の内面に固定するように構成したのでステータ83の組み付け作業がやりやすい。   Since the stator 83 is attached to the circuit board 84 and fixed to the inner surface of the cover 16, the assembly work of the stator 83 is easy.

なお、ステータを直接カバー16に固定することもできる。   Note that the stator can be directly fixed to the cover 16.

この場合は制御回路をステータの脇にずらして固定することになるが、軸方向の寸法が短くできる利点がある。   In this case, the control circuit is shifted and fixed to the side of the stator, but there is an advantage that the axial dimension can be shortened.

モータ22と磁気型の非接触センサ80との間に位置する中間ギア20の回転支軸19を磁性材性としたので、モータ22の駆動電流の変化による電磁的影響を回転支軸19でシールドする効果が期待でき、ホール素子86がモータ22の電磁的影響を受け難く、ホール素子86の検出精度が阻害され難い。   Since the rotation support shaft 19 of the intermediate gear 20 positioned between the motor 22 and the magnetic non-contact sensor 80 is made of a magnetic material, the rotation support shaft 19 shields electromagnetic influences due to changes in the drive current of the motor 22. The Hall element 86 is hardly affected by the electromagnetic influence of the motor 22 and the detection accuracy of the Hall element 86 is hardly disturbed.

図6に示すようにスロットル弁軸3,ばね10,11、レバー9,最終段ギア12,マグネットホルダ81,マグネット82をサブアッセンブリとしてスロットルボディ1に組み付けることができるので組立作業がやりやすい。   As shown in FIG. 6, the throttle valve shaft 3, the springs 10 and 11, the lever 9, the final gear 12, the magnet holder 81, and the magnet 82 can be assembled to the throttle body 1 as subassemblies, so that the assembling work is easy.

本発明の一実施例に成るスロットル弁制御装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a throttle valve control device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に成るスロットル弁制御装置の別の断面図。FIG. 5 is another cross-sectional view of a throttle valve control device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に成るスロットル弁制御装置の分解斜視図。1 is an exploded perspective view of a throttle valve control device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に成るスロットル弁制御装置の別の角度から見た分解斜視図。The exploded perspective view seen from another angle of the throttle valve control device which becomes one example of the present invention. 実施例の構成の特徴を説明するための図面。The figure for demonstrating the characteristic of the structure of an Example. スロットル弁軸アッセンブリを示す図面。The drawing which shows a throttle valve shaft assembly. (a),(b)はマグネットの動きとホール素子の位置関係を説明するための図面。(A), (b) is drawing for demonstrating the movement of a magnet and the positional relationship of a Hall element.

符号の説明Explanation of symbols

1…スロットルボディ、2…ボア、3…スロットル弁軸、4…スロットル弁、9…レバー、10,11…ばね、12…最終段ギア、16…カバー、22…モータ、80…(非接触型)スロットルセンサ、81…マグネットホルダ、82…マグネット、83…ステータ、84…回路基板、86…ホール素子、100…ギア。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Throttle body, 2 ... Bore, 3 ... Throttle valve shaft, 4 ... Throttle valve, 9 ... Lever, 10, 11 ... Spring, 12 ... Final gear, 16 ... Cover, 22 ... Motor, 80 ... (Non-contact type) ) Throttle sensor, 81... Magnet holder, 82 .. magnet, 83 .. stator, 84 .. circuit board, 86.

Claims (8)

スロットル弁軸と、
当該スロットル弁軸に固定され、モータの駆動力を前記スロットル弁軸に伝達する終段
ギアと、
前記スロットル弁軸を支持するスロットルボディと、
前記スロットル弁軸の回転角度を検知するスロットルセンサと、
前記スロットルボディに取り付けられ、前記終段ギアを覆うカバーとを備え、
前記スロットルセンサはマグネットと前記マグネットの磁束の変化を検出するホール素
子を備えた磁気型であり、
前記マグネットと前記ホール素子は、前記スロットル弁軸に固定された前記終段ギアの前記スロットルボディに対向する側の面と、前記カバーの内側の面との間に配置されており、
前記カバーには前記モータに向かって突出する接続端子が一体に形成されており、
当該接続端子と前記スロットルセンサとの間に前記モータの出力軸に取り付けられた出
力ギアが位置しており、
さらに、前記モータの回転軸と前記スロットル弁軸が平行に配置され、
前記出力ギアと終段ギアを含む減速ギアを介して前記モータの回転軸の回転を前記スロットル弁軸に伝えるように構成されており、
前記出力ギアと前記終段ギアとの間のトルク伝達経路の中間に位置する中間ギアの支持軸を磁性材で形成した
内燃機関のスロットル弁制御装置。
A throttle valve shaft,
A final gear fixed to the throttle valve shaft and transmitting the driving force of the motor to the throttle valve shaft;
A throttle body that supports the throttle valve shaft;
A throttle sensor for detecting a rotation angle of the throttle valve shaft;
A cover attached to the throttle body and covering the final gear;
The throttle sensor is a magnetic type including a magnet and a Hall element that detects a change in magnetic flux of the magnet,
The magnet and the hall element are disposed between a surface of the final gear fixed to the throttle valve shaft on the side facing the throttle body and an inner surface of the cover ,
The cover is integrally formed with a connection terminal protruding toward the motor,
An output gear attached to the output shaft of the motor is located between the connection terminal and the throttle sensor ,
Furthermore, the rotating shaft of the motor and the throttle valve shaft are arranged in parallel,
The rotation of the rotation shaft of the motor is transmitted to the throttle valve shaft through a reduction gear including the output gear and a final gear,
A throttle valve control device for an internal combustion engine, wherein a support shaft of an intermediate gear located in the middle of a torque transmission path between the output gear and the final gear is formed of a magnetic material .
請求項1において、
前記マグネットは前記スロットル弁軸に取り付けられており、
前記ホール素子は前記カバーに取り付けられている
内燃機関のスロットル弁制御装置。
In claim 1,
The magnet is attached to the throttle valve shaft;
The hall element is a throttle valve control device for an internal combustion engine attached to the cover.
請求項1において、
前記ホール素子の出力が前記スロットル弁の開度の関数になっている
内燃機関のスロットル弁制御装置。
In claim 1,
A throttle valve control device for an internal combustion engine, wherein the output of the Hall element is a function of the opening of the throttle valve.
請求項1に記載したものにおいて、
前記スロットルセンサが出力する電気信号によって前記モータの指令値が調整される
内燃機関のスロットル弁制御装置。
In claim 1,
A throttle valve control device for an internal combustion engine, wherein a command value of the motor is adjusted by an electric signal output from the throttle sensor.
請求項1に記載したものにおいて、
前記終段ギアは、前記スロットル弁軸に固定された金属プレートと、歯を形成する合成樹脂部分とから構成されており、
前記合成樹脂部分は前記金属プレートをインサートモールドすることで前記金属プレー
トと一体に形成されている
内燃機関のスロットル弁制御装置。
In claim 1,
The final gear is composed of a metal plate fixed to the throttle valve shaft, and a synthetic resin portion that forms teeth,
The throttle valve control device for an internal combustion engine, wherein the synthetic resin portion is formed integrally with the metal plate by insert molding of the metal plate.
請求項1に記載されたものにおいて、
前記カバーには前記ホール素子と、当該ホール素子の出力を所定の電気信号に変換する
信号処理回路が取り付けられている
内燃機関のスロットル弁制御装置。
What is claimed in claim 1
A throttle valve control device for an internal combustion engine, wherein the cover is provided with the Hall element and a signal processing circuit for converting the output of the Hall element into a predetermined electric signal.
請求項1に記載したものにおいて、
前記モータの通電が断たれたとき前記マグネットを所定の開き開度位置に保持するばね
を前記スロットル弁軸の周囲に装着した
内燃機関のスロットル弁制御装置。
In claim 1,
A throttle valve control device for an internal combustion engine, wherein a spring for holding the magnet at a predetermined opening position when the motor is de-energized is mounted around the throttle valve shaft.
請求項1に記載したものにおいて、
前記ホール素子は前記マグネットの磁気的影響下に配設された2個の素子からなり相互
にバックアップするよう構成された
内燃機関のスロットル弁制御装置。
In claim 1,
2. A throttle valve control device for an internal combustion engine, wherein the Hall element is composed of two elements arranged under the magnetic influence of the magnet and is configured to back up each other.
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