JPH02112669A - エンジンのアイドル回転速度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はニンジンのアイドル時における回転速度を所要
値に制御する方法、詳しくは吸気管路に絞り弁をバイパ
スするアイドル空気通路を設けてその通路面積をエンジ
ンの偏置や負荷などに応じて駆動される制御弁で調整す
ることによりアイドル回転速度を制御する方法に関する
ものである。

（従来の技術） エンジンのアイドル時に自動軍の前照灯を点灯し或いは
クーラを運転するなどにより負荷を発生したときに回転
速度を所要値に維持し、更に始動の確実性や暖機時の適
正回転速度を得るため、閉弁位置に置かれる絞り弁をバ
イパスさせてアイドル空気通路を吸気管路に設け、この
アイドル空気通路の通路面積をエンジンの運転状態に応
じた駆動信号で運転される電気モータをアクチュエータ
とする制御弁で調整する技術は広（知られており、−部
の自動車エンジンの吸気系に採用されている。

また、制御弁はリニアパルスモータによって直線往復動
する円錐形のものと１回転電気モータによって回転往俵
動する軸形または円筒形のものとがあることも知られて
いる通りである。

しかしながら、従来アクチュエータとして用いられてい
る電気モータは、全て＊ｆｉＢ気作用を動作原理として
いるため、小形コンビエータからなる電子式の制御工二
ットの雑音発生源となる。また、小形軽量にして構造が
簡単であるとともに高い応答性と制御性とを兼備したも
のが得られないため、自動車の狭いエンジンルーム内で
の設置に制限を受けるとともに、特に微少空気流量の適
正な制御が要求されるアイドル回転速度域のためのアク
チュエータとして機能的に満足できない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明が解決しようとする技術的課題は。

制御弁のアクチュエータとして電磁気作用を動作原理と
する電気モータを用いることな（。

電気的駆動信号に基いて全く別の作動Ｗ埋で運転される
小形軽量にして構造が簡単であるとともに高い応答性と
制御性とを兼備したモータを用い、微少空気流量を適正
に制御し良好なエンジン制御が行なわれるエンジンのア
イドル回転速度制御方法を提供することである。

（課題を解決するための手段） 前記技術的課題を解決するため１本発明は吸気管路に絞
り弁をバイパスさせて設けたアイドル空気通路の通路面
積を調整する制御弁のアクチュエータとして、互いに反
対方向の分極処理を施した多数個の圧電片を交互に配置
した圧電体の二つを並べて弾性体に積層した固定子と前
記弾性体に圧接した可動子とからなり前記弾性体に発生
させた進行波によって前記可動子を移動させる構成のモ
ータを用い、進行波を発生させるため前記二つの圧電体
のそれぞれに印加する二種類の高周波電圧の位相をエン
ジンの運転状態に応じて制御することにより前記可動子
を所定の方向へ移動させ、前記可動子に連動させた前記
制御弁を所定の開閉方向へ駆動する。という手段を講じ
た。

本発明においては、制御弁として直線往復運動するもの
および回転往傷運動するもののほかに一方向へのみ回転
運動するものも使用することができ、モータもそれに応
じて可動子が直線運動するものと回転運動するものを選
択して用いる。

次に、アクチュエータとして用いるモータは、第４図に
示した原理図を参照して互いに反対方向の分極処理を施
したセラミックスからなる多数個の圧電片１．２．３．
４．５．６．７．８を交互に配置してこれを二つの群に
区分し、第一の群に属する圧電片！、　２．３．４およ
び第二の群に属する圧電片５．６．７．８を電極９，１
０の上にそれぞれ互いに隣接させて貼合せることＫよっ
て固定積層するとともに各圧電片１・・・・・・８０反
対側の面に電極１１．１２をそれぞれ固定積層して二つ
の圧電体１３．１４を構成し、これを−平面上に並べて
銅合金などで作られた帯状の弾性体１８に電極１１．１
２を固定積層することによって固定子１９とし、アルミ
ニウム合金などで作られた帯状の可動子２０を弾性体１
８の表面に圧接させた構成となっている。尚１両面に電
極１６．１７を固定積層した分極処理が施されないセラ
ミックスなどからなるスペーサ１５が二つの圧電体１３
．１４の向かい合った圧電片４゜５の間に互いに隣接し
て装入配置されている。

二つの圧電体１３．１４には互いに位相が異なる二種類
の高周波電圧φ１．φ２を印加するようＫなっており、
且つ二つの圧電体１３．１４の相互位置の位相なφ、φ
２の波長λに対して例え３λ　　。

ば　４たけずらすようにスペーサ１５の長さが設定され
ている。

第一の圧電体１３に高周波電圧φ、を印加すると、圧電
片１．２．３．４には長さ方向の伸長と収縮とが交互に
現出し、これらが互いに隣接して電極に積層されている
ため厚さ方向の収縮と伸長とが交互に発生することとな
って弾性体１８を共振させ、波形Ｗ１で示すような定在
波を発生する。−万、第二の圧電体１４に高周波電圧φ
２を印加したときも圧電片５．６．７．８に長さ方向の
収縮と伸長とが交互に生じ、波形Ｗ２で示すような定在
波を発生する。

第４図ではφ、とφ２どの位相は９０’とされており、
二つの定在波Ｗ、　、Ｗ２が相互干渉して合成波即ち進
行波Ｗ０を弾性体１８の表面に発生することとなる。こ
の進行波Ｗｏは弾性体１８の内部の体積弾性による縦波
とずれ弾性による横波とが合成されたものであって、超
音波振動の状態で一方向へ伝播する。そして、可動子２
０は進行波Ｗｏの各頂点において弾性体１８と接触する
こととなり、Ｊ１！擦力により進行波Ｗ。の伝播方向と
反対の方向へ移動するのである。

ここで、可動子２０の移動速度と方向とを制御する手段
として、高周波電圧φ１．φ２の周波数を制御する方法
と位相を制御する方法とが考えられるが、前者の方法で
は弾性体１８の共振状態の制約のため一定値以下の移動
速度で可動子２０を制御することができないばかりか。

正逆運転を行なう場合は各別の回路によって高周波電圧
を交替させなければならず、更に停止のためφ嘔φ２の
供給を停止させる回路が必要となり、制御弁の微細制御
が行なえないとともに回路および制御要素が複雑なもの
となる。これに対して、後者の方法では位相をずらすこ
とＫより進行波Ｗ。の伝播速度が変化し１位相が１８０
°　のときゼロとなるものであり９弾性体１８の共振状
態は周波数による制約を受けないため一定値以下の微細
制御が可能であるとともに、制御用パラ′メータから位
相を算出して高周波電圧φ１．φ２を発信すれはよいた
め回路および制御要素がきわめて簡単であるという利点
があり１本発明ではこの方法を採用した。

尚、第４図に示したφ、とφ２との位相が９０’のとき
の進行波Ｗ。の伝播速度は最大であり。

これより位相を増大させると次第に低下して１８Ｇ’の
ときゼロとなり１次に方向が反対となって伝播速度を次
第に上昇し２７０°のとき最大となる。従って、制御弁
を往復運動させるときは位相を９０’〜２７０’の範囲
で制御し、一方向へのみ運動させるときは位相を０°、
９０°、１８０’。

２１０°、３６０°で区切られた９０’ずつの範囲で制
御する。また、このような位相を設定するパラメータと
して、エンジンの回転速度制御のため一般に採用されて
いるエンジンの実際回転速度と目標回転速度との差を用
いる。

尚また。固定子１９と可動子２０とは、制御弁が直線運
動するものであるときは直線状に配置し９回転運動する
ものであるときは環状に配置するものであり、可動子２
０と制御弁とは必要により減速機構を介在させるが通常
は直結する。

（実　施　例） 図面を参照して本発明の詳細な説明する。

エンジンに向かつて矢印Ｘの方向へ空気が流れる吸気管
路３１に吸気制御用の絞り弁３２をバイパスさせたアイ
ドル空気通路万が設けられ、このアイドル空気通路３３
の途中に第１図に示す円錐形の制御弁Ｖ、または第２．
３図に示す円筒形の制御弁ｖ２が設置されていて、低温
始動時、暖機時、アイドル時にエンジンがそれぞれに適
正な目標回転速度で運転される空気を供給するように通
路面積を無段階に調整する。

ｆＪ１図の制御弁Ｖ、を駆動するモータＭ−ま前述の二
つの圧電体１３．１４および弾性体１８と可動子２０と
が直線状に配置された構成であり。

直線往復運動する可動子２０に直結された制御弁Ｖ、が
アイドル空気通路３３の通路面積を全閉と全開との間で
調整する。

第２．３図の制御弁ｖ２を駆動するモータＭ２は二つの
圧電体１３．１４　、弾性体１８．可動子２０が球状に
配置された構成であり、一方向または往復回転運動する
可動子２０に直結された制御弁ｖ２の湾曲根状の遮蔽部
材２１がアイドル空気通路３３の通路面積を全閉と全開
との間で調整する。

（発明の効果） 本発明によると、二種類の高周波電圧によって弾性体に
進行波を発生させこの進行波で可動子を移動させる摘取
のモータを用いたので小形軽量で構造簡単であるととも
に電子式の制御ユニットに対する雑音の発生がな（。

自動車の狭いエンジンルームに設置するのに適している
。そして、高周波電圧の位相をエンジンの運転状態に応
じてずらすという情単な制御手段で制御弁を停止から最
大速度まで高い応答性と制御性をもって無段階に駆動し
。

殊にアイドル時に要求される微少空気流量を高精度で適
正に制御して良好なエンジン制御を行なうことができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の断面略図、第２図は本発明の
異なる実施例の断面略図、第３図は第２図のＡ−Ａ線に
沿う断面図、第４図は本発明に用いるモータの原理を説
明する図である。 １、２．３．４．５．６．７．８・・・・・・圧電片、
　９．１Ｇ、１１．１２・・・・・・電極、　１３．１
４・・・・・・ａ：電体、１８・・・・・・弾性体。 １９・・・・・・固定子 、２０・・・・・・可動子。 Ｍ、　、Ｍ、・・・・・・モ ータ。 Ｖ、　Ｖ２・・・・・・制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　吸気管路に絞り弁をバイパスさせて設けたアイドル空
   気通路の通路面積を調整する制御弁のアクチユエータと
   して，互いに反対方向の分極処理を施した多数個の圧電
   片を交互に配置した圧電体の二つを並べて弾性体に積層
   した固定子と前記弾性体に圧接した可動子とからなり前
   記弾性体に発生させた進行波によつて前記可動子を移動
   させる構成のモータを用い，進行波を発生させるため前
   記圧電体のそれぞれに印加する二種類の高周波電圧の位
   相をエンジンの運転状態に応じて制御することにより前
   記可動子を所定の方向へ移動させ，前記可動子に連動さ
   せた前記制御弁を所定の開閉方向へ駆動することを特徴
   とするエンジンのアイドル回転速度制御方法。