JPH094744A - 流量制御バルブ - Google Patents
流量制御バルブInfo
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- JPH094744A JPH094744A JP7155834A JP15583495A JPH094744A JP H094744 A JPH094744 A JP H094744A JP 7155834 A JP7155834 A JP 7155834A JP 15583495 A JP15583495 A JP 15583495A JP H094744 A JPH094744 A JP H094744A
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- shaft
- rotor shaft
- seated
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
- F16K31/046—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor with electric means, e.g. electric switches, to control the motor or to control a clutch between the valve and the motor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
- F02M26/53—Systems for actuating EGR valves using electric actuators, e.g. solenoids
- F02M26/54—Rotary actuators, e.g. step motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/65—Constructional details of EGR valves
- F02M26/72—Housings
- F02M26/73—Housings with means for heating or cooling the EGR valve
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 イニシャライズの可能な構造でありながら、
バルブが着座できないフェイルモードに陥った際のフェ
イルセーフを実現する。 【構成】 ステッピングモーター４２はローターシャフ
ト５１を付勢手段３１に抗して開弁方向に駆動する。Ｅ
ＣＭ１では始動時にバルブ１７を着座させたまま弾性的
連結部２１を押し縮めてローターシャフト５１を所望の
位置に保持させることによってイニシャライズを行う。
この場合に、バルブ１７の着座状態でイニシャライズに
必要となる遊びだけ残してローターシャフト５１の下端
とバルブシャフト１８の上端とを対向させるとともに、
ＥＣＭ１からはバルブ１７が着座できないフェイルモー
ドに陥ったときは前記遊びに相当する閉弁方向駆動量以
上の閉弁方向駆動量をステッピングモーター４２に与え
る。
バルブが着座できないフェイルモードに陥った際のフェ
イルセーフを実現する。 【構成】 ステッピングモーター４２はローターシャフ
ト５１を付勢手段３１に抗して開弁方向に駆動する。Ｅ
ＣＭ１では始動時にバルブ１７を着座させたまま弾性的
連結部２１を押し縮めてローターシャフト５１を所望の
位置に保持させることによってイニシャライズを行う。
この場合に、バルブ１７の着座状態でイニシャライズに
必要となる遊びだけ残してローターシャフト５１の下端
とバルブシャフト１８の上端とを対向させるとともに、
ＥＣＭ１からはバルブ１７が着座できないフェイルモー
ドに陥ったときは前記遊びに相当する閉弁方向駆動量以
上の閉弁方向駆動量をステッピングモーター４２に与え
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、吸気管に還流する排気
の量（ＥＧＲ量）やキャニスターからのパージ量などの
流量を制御するバルブに関する。
の量（ＥＧＲ量）やキャニスターからのパージ量などの
流量を制御するバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】流量制御バルブの中に、いわゆるＥＧＲ
バルブを、駆動装置にパルスを１回送ったときモーター
（ローター）が一定の角度（ステップ角）だけ回転す
る、いわゆるステッピングモーターにより駆動するよう
にしたものがある（特開平１−２０３６４６号）。
バルブを、駆動装置にパルスを１回送ったときモーター
（ローター）が一定の角度（ステップ角）だけ回転す
る、いわゆるステッピングモーターにより駆動するよう
にしたものがある（特開平１−２０３６４６号）。
【０００３】これについて説明すると、図５で示すよう
に、常時はバルブスプリング８１によりバルブシャフト
８２が閉弁方向（図で下方）に付勢されて、バルブ８３
がバルブシート８４に着座し、これによってＥＧＲ通路
を遮断している。
に、常時はバルブスプリング８１によりバルブシャフト
８２が閉弁方向（図で下方）に付勢されて、バルブ８３
がバルブシート８４に着座し、これによってＥＧＲ通路
を遮断している。
【０００４】ステッピングモーター８５はローター８６
とステーターとしてのソレノイドコイル８７，８８から
なり、さらにローター８６の回転運動を直線運動に変換
するギア機構を備え、このギア機構によって、ローター
８６を回転させると、ローターシャフト８９が軸方向に
駆動される。このローターシャフト８９はバルブシャフ
ト８２と連結されている。
とステーターとしてのソレノイドコイル８７，８８から
なり、さらにローター８６の回転運動を直線運動に変換
するギア機構を備え、このギア機構によって、ローター
８６を回転させると、ローターシャフト８９が軸方向に
駆動される。このローターシャフト８９はバルブシャフ
ト８２と連結されている。
【０００５】モーターが時計方向に回転するのか反時計
方向に回転するのかは、あらかじめ定められており、た
とえば、時計方向に回転することが定められているとす
れば、ローター８６を時計方向に回転させることで、バ
ルブシャフト８２がバルブスプリング８１反力に抗して
開弁方向（図で上方）に駆動される。バルブシャフト８
２の開弁方向への移動量（つまりバルブリフト量）は、
ローター８６の時計方向回転角に比例し、ローター８６
の時計方向回転角はステップ数により定まるので、要求
リフト量（要求ＥＧＲ流量に対応する）となるように、
ステッピングモーターに与えるステップ数を制御するの
である。
方向に回転するのかは、あらかじめ定められており、た
とえば、時計方向に回転することが定められているとす
れば、ローター８６を時計方向に回転させることで、バ
ルブシャフト８２がバルブスプリング８１反力に抗して
開弁方向（図で上方）に駆動される。バルブシャフト８
２の開弁方向への移動量（つまりバルブリフト量）は、
ローター８６の時計方向回転角に比例し、ローター８６
の時計方向回転角はステップ数により定まるので、要求
リフト量（要求ＥＧＲ流量に対応する）となるように、
ステッピングモーターに与えるステップ数を制御するの
である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ステッピン
グモーター駆動の流量制御バルブでは、ローターシャフ
ト８９の動きを規制するストッパー位置により定まるモ
ーター原点とバルブ８３の着座位置とが異なり、製造
上、両者を合致させることが困難なので、ローターシャ
フト８９とバルブシャフト８２とを別体とし、両者を弾
性的に結合している。このため、ローターシャフト８９
はバルブ８３がバルブシート８４に着座した状態のま
ま、さらに閉弁方向に向かって駆動することができ、通
常は、ローターシャフト５１を、バルブ着座位置とモー
ター原点の間に止めておく（この操作をステッピングモ
ーターのイニシャライズという）ことで、ストッパー
の摩耗を防止するとともに、モーター原点が経年劣化に
よって動かないよう保証し、バルブ、バルブシートの
機械的摩耗による着座位置の変化を吸収している。
グモーター駆動の流量制御バルブでは、ローターシャフ
ト８９の動きを規制するストッパー位置により定まるモ
ーター原点とバルブ８３の着座位置とが異なり、製造
上、両者を合致させることが困難なので、ローターシャ
フト８９とバルブシャフト８２とを別体とし、両者を弾
性的に結合している。このため、ローターシャフト８９
はバルブ８３がバルブシート８４に着座した状態のま
ま、さらに閉弁方向に向かって駆動することができ、通
常は、ローターシャフト５１を、バルブ着座位置とモー
ター原点の間に止めておく（この操作をステッピングモ
ーターのイニシャライズという）ことで、ストッパー
の摩耗を防止するとともに、モーター原点が経年劣化に
よって動かないよう保証し、バルブ、バルブシートの
機械的摩耗による着座位置の変化を吸収している。
【０００７】しかしながら、ＥＧＲバルブは内部に排気
を流通させるため、排気に晒されるバルブシャフト８２
にデポジットが付着したり、バルブ８３とバルブシート
８４の間にデポジットがかみ込むと、バルブシャフト８
２のしぶりや固着という現象を起こしてバルブ８３が着
座できない可能性がある。通常、回転の不安定となるア
イドル時にはＥＧＲバルブを全閉にしてＥＧＲを中止し
ているが、バルブ８３が着座できない事態が生じると、
ＥＧＲを中止するアイドル時においても、ＥＧＲガスが
導入されることになり、エンジンが不安定となるのであ
る。
を流通させるため、排気に晒されるバルブシャフト８２
にデポジットが付着したり、バルブ８３とバルブシート
８４の間にデポジットがかみ込むと、バルブシャフト８
２のしぶりや固着という現象を起こしてバルブ８３が着
座できない可能性がある。通常、回転の不安定となるア
イドル時にはＥＧＲバルブを全閉にしてＥＧＲを中止し
ているが、バルブ８３が着座できない事態が生じると、
ＥＧＲを中止するアイドル時においても、ＥＧＲガスが
導入されることになり、エンジンが不安定となるのであ
る。
【０００８】こうした現象を解消するため、バルブスプ
リング８１力やステッピングモーターの容量を変更する
ことは妥当でない。たとえば、バルブスプリング８１力
を大きくしてやればバルブの閉じ力が大きくなるもの
の、余裕推力（モーター推力からスプリング８１反力を
差し引いた値）が小さくなり、バルブの開弁応答性が悪
くなってしまのである。
リング８１力やステッピングモーターの容量を変更する
ことは妥当でない。たとえば、バルブスプリング８１力
を大きくしてやればバルブの閉じ力が大きくなるもの
の、余裕推力（モーター推力からスプリング８１反力を
差し引いた値）が小さくなり、バルブの開弁応答性が悪
くなってしまのである。
【０００９】そこで本発明では、バルブが着座できない
フェイルモードに陥った際には、強制的にバルブを着座
させることにより、イニシャライズの可能な構造であり
ながら、バルブが着座できないフェイルモードに陥った
際のフェイルセーフを実現することを目的とする。
フェイルモードに陥った際には、強制的にバルブを着座
させることにより、イニシャライズの可能な構造であり
ながら、バルブが着座できないフェイルモードに陥った
際のフェイルセーフを実現することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明では、バルブ
シャフトと、このバルブシャフトの一端に設けられ流体
の流れる通路を開閉するバルブと、前記バルブシャフト
を閉弁方向に付勢する手段と、前記バルブシャフトと同
軸上に位置するとともに、その一端が前記バルブシャフ
トの他端と対向するローターシャフトと、このローター
シャフトと前記バルブシャフトとを弾性的に結合するた
めの連結部と、前記ローターシャフトを前記付勢手段に
抗して開弁方向に駆動するステッピングモーターとを備
え、始動時に前記バルブを着座させたまま前記弾性的連
結部を押し縮めて前記ローターシャフトを所望の位置に
保持させることによってイニシャライズの可能な流量制
御バルブにおいて、前記バルブの着座状態で前記イニシ
ャライズに必要となる遊びだけ残して前記ローターシャ
フトの一端と前記バルブシャフトの他端とを対向させる
とともに、前記バルブが着座できないフェイルモードに
陥ったかどうかを判定する手段と、この判定結果よりバ
ルブが着座できないフェイルモードに陥ったときは前記
遊びに相当する閉弁方向駆動量以上の閉弁方向駆動量を
前記ステッピングモーターに与える手段とを設けた。
シャフトと、このバルブシャフトの一端に設けられ流体
の流れる通路を開閉するバルブと、前記バルブシャフト
を閉弁方向に付勢する手段と、前記バルブシャフトと同
軸上に位置するとともに、その一端が前記バルブシャフ
トの他端と対向するローターシャフトと、このローター
シャフトと前記バルブシャフトとを弾性的に結合するた
めの連結部と、前記ローターシャフトを前記付勢手段に
抗して開弁方向に駆動するステッピングモーターとを備
え、始動時に前記バルブを着座させたまま前記弾性的連
結部を押し縮めて前記ローターシャフトを所望の位置に
保持させることによってイニシャライズの可能な流量制
御バルブにおいて、前記バルブの着座状態で前記イニシ
ャライズに必要となる遊びだけ残して前記ローターシャ
フトの一端と前記バルブシャフトの他端とを対向させる
とともに、前記バルブが着座できないフェイルモードに
陥ったかどうかを判定する手段と、この判定結果よりバ
ルブが着座できないフェイルモードに陥ったときは前記
遊びに相当する閉弁方向駆動量以上の閉弁方向駆動量を
前記ステッピングモーターに与える手段とを設けた。
【００１１】第２の発明では、バルブシャフトと、この
バルブシャフトの一端に設けられ流体の流れる通路を開
閉するバルブと、前記バルブシャフトを閉弁方向に付勢
する手段と、前記バルブシャフトと同軸上に位置すると
ともに、その一端が前記バルブシャフトの他端と対向す
るローターシャフトと、このローターシャフトの一端が
前記バルブシャフトの他端に当接した後も前記付勢手段
に抗して開弁方向に駆動するステッピングモーターとを
備え、始動時に前記バルブを着座させたまま前記ロータ
ーシャフトを、前記バルブシャフトから離した所望の位
置に保持させることによってイニシャライズの可能な流
量制御バルブにおいて、前記バルブの着座状態で前記イ
ニシャライズに必要となる遊びだけ残して前記バルブシ
ャフトを閉弁方向にだけ引っ掛けることの可能な部材を
前記ローターシャフトに取り付けるとともに、前記バル
ブが着座できないフェイルモードに陥ったかどうかを判
定する手段と、この判定結果よりバルブが着座できない
フェイルモードに陥ったときは前記遊びに相当する閉弁
方向駆動量以上の閉弁方向駆動量を前記ステッピングモ
ーターに与える手段とを設けた。
バルブシャフトの一端に設けられ流体の流れる通路を開
閉するバルブと、前記バルブシャフトを閉弁方向に付勢
する手段と、前記バルブシャフトと同軸上に位置すると
ともに、その一端が前記バルブシャフトの他端と対向す
るローターシャフトと、このローターシャフトの一端が
前記バルブシャフトの他端に当接した後も前記付勢手段
に抗して開弁方向に駆動するステッピングモーターとを
備え、始動時に前記バルブを着座させたまま前記ロータ
ーシャフトを、前記バルブシャフトから離した所望の位
置に保持させることによってイニシャライズの可能な流
量制御バルブにおいて、前記バルブの着座状態で前記イ
ニシャライズに必要となる遊びだけ残して前記バルブシ
ャフトを閉弁方向にだけ引っ掛けることの可能な部材を
前記ローターシャフトに取り付けるとともに、前記バル
ブが着座できないフェイルモードに陥ったかどうかを判
定する手段と、この判定結果よりバルブが着座できない
フェイルモードに陥ったときは前記遊びに相当する閉弁
方向駆動量以上の閉弁方向駆動量を前記ステッピングモ
ーターに与える手段とを設けた。
【００１２】
【作用】バルブシャフトに流体中の異物が付着したり、
バルブとバルブシートの間に異物がかみ込むことなどに
よりバルブシャフトのしぶりや固着などの現象が起きた
ときは、バルブスプリングの力だけではバルブが着座で
きない可能性がある。
バルブとバルブシートの間に異物がかみ込むことなどに
よりバルブシャフトのしぶりや固着などの現象が起きた
ときは、バルブスプリングの力だけではバルブが着座で
きない可能性がある。
【００１３】このとき、第１の発明では、バルブが着座
できないフェイルモードに陥った際に、イニシャライズ
の開始状態と同じにした状態からイニシャライズに必要
となる遊びを越えてステッピングモーターを閉弁方向に
駆動することで、ローターシャフトの一端がバルブシャ
フトの他端に当接してモーター推力がバルブシャフトを
閉弁させる方向に働くことになり、これによって、バル
ブシャフトのしぶりにより付勢手段による付勢力によっ
ては閉弁できない場合や付勢手段が破損している場合に
おいても、強制的に閉弁させることが可能になる。
できないフェイルモードに陥った際に、イニシャライズ
の開始状態と同じにした状態からイニシャライズに必要
となる遊びを越えてステッピングモーターを閉弁方向に
駆動することで、ローターシャフトの一端がバルブシャ
フトの他端に当接してモーター推力がバルブシャフトを
閉弁させる方向に働くことになり、これによって、バル
ブシャフトのしぶりにより付勢手段による付勢力によっ
ては閉弁できない場合や付勢手段が破損している場合に
おいても、強制的に閉弁させることが可能になる。
【００１４】第２の発明では、バルブが着座できないフ
ェイルモードに陥った際に、バルブの着座状態でイニシ
ャライズに必要となる遊びに相当する閉弁方向駆動量以
上の閉弁方向駆動量をステッピングモーターに与えるこ
とで、引っ掛け部材がバルブシャフトに引っ掛かってモ
ーター推力がバルブシャフトを閉弁させる方向に働くこ
とになり、これによって、バルブシャフトのしぶりによ
り付勢手段による付勢力によっては閉弁できない場合や
付勢手段が破損している場合においても、強制的に閉弁
させることが可能になる。
ェイルモードに陥った際に、バルブの着座状態でイニシ
ャライズに必要となる遊びに相当する閉弁方向駆動量以
上の閉弁方向駆動量をステッピングモーターに与えるこ
とで、引っ掛け部材がバルブシャフトに引っ掛かってモ
ーター推力がバルブシャフトを閉弁させる方向に働くこ
とになり、これによって、バルブシャフトのしぶりによ
り付勢手段による付勢力によっては閉弁できない場合や
付勢手段が破損している場合においても、強制的に閉弁
させることが可能になる。
【００１５】
【実施例】図１はＥＧＲバルブの断面図である。図で下
方に位置するバルブホディ１１にガス通路１２が形成さ
れ、図で左方に開口する一方の開口端１２ａが排気通路
に、また図示しない他方の開口端が吸気通路に連通され
ている。１３はプラグ、１４はノックピンである。
方に位置するバルブホディ１１にガス通路１２が形成さ
れ、図で左方に開口する一方の開口端１２ａが排気通路
に、また図示しない他方の開口端が吸気通路に連通され
ている。１３はプラグ、１４はノックピンである。
【００１６】上記のガス通路１２には、バルブシート１
５とオリフィス１６が装着され、上方からバルブシャフ
ト１８の一端（下端）に設けられるバルブ１７が着座す
る。バルブ１７と一体に設けられるバルブシャフト１８
は、その他端（上端）が後述する弾性的連結部２１を介
してローターシャフト５１の一端（下端）と対向し、か
つローターシャフト５１と同軸に配され、ローターシャ
フト５１は上方に位置するステッピングモーター４２に
よって軸方向に駆動される。また、バルブシャフト１８
を挿通してガスシール１９が設けられ、ガス通路１２を
流れる排気が通路外に漏れることが防止される。２０は
冷却水通路である。
５とオリフィス１６が装着され、上方からバルブシャフ
ト１８の一端（下端）に設けられるバルブ１７が着座す
る。バルブ１７と一体に設けられるバルブシャフト１８
は、その他端（上端）が後述する弾性的連結部２１を介
してローターシャフト５１の一端（下端）と対向し、か
つローターシャフト５１と同軸に配され、ローターシャ
フト５１は上方に位置するステッピングモーター４２に
よって軸方向に駆動される。また、バルブシャフト１８
を挿通してガスシール１９が設けられ、ガス通路１２を
流れる排気が通路外に漏れることが防止される。２０は
冷却水通路である。
【００１７】ステッピングモーター４２のローター４４
は円筒状のマグネットから構成され、このローター４４
が、ケース４３に固着された２つのローラーベアリング
４５，４６によって回転可能に支持され、ステーターを
構成する２つのソレノイドコイル４７，４８の励磁によ
って、ローター４４が回転すると、ローター４４の内周
に嵌め合わされたスリーブ４９がローター４４と一体で
回転する。ローターシャフト５１の外周には、スリーブ
４９の内周に形成されたメネジ５０と螺合するオネジ５
２が形成され、かつケース４３のすぐ下方に位置するメ
インボディー４１に固定されたブッシュ５３により、回
転しないように支持される。ローター４４が回転すると
この回転運動がネジ機構により直線運動に変換され、ロ
ーターシャフト５１が軸方向に移動するわけである。
は円筒状のマグネットから構成され、このローター４４
が、ケース４３に固着された２つのローラーベアリング
４５，４６によって回転可能に支持され、ステーターを
構成する２つのソレノイドコイル４７，４８の励磁によ
って、ローター４４が回転すると、ローター４４の内周
に嵌め合わされたスリーブ４９がローター４４と一体で
回転する。ローターシャフト５１の外周には、スリーブ
４９の内周に形成されたメネジ５０と螺合するオネジ５
２が形成され、かつケース４３のすぐ下方に位置するメ
インボディー４１に固定されたブッシュ５３により、回
転しないように支持される。ローター４４が回転すると
この回転運動がネジ機構により直線運動に変換され、ロ
ーターシャフト５１が軸方向に移動するわけである。
【００１８】モーターが時計方向に回転するのか反時計
方向に回転するのかは、あらかじめ定められており、た
とえばローター４４を時計方向に回転させることで、バ
ルブシャフト１８が、後述するバルブスプリング３１に
抗して開弁方向（図で上方）に駆動される。
方向に回転するのかは、あらかじめ定められており、た
とえばローター４４を時計方向に回転させることで、バ
ルブシャフト１８が、後述するバルブスプリング３１に
抗して開弁方向（図で上方）に駆動される。
【００１９】互いに対向するローターシャフト５１とバ
ルブシャフト１８との間には、両者を弾性的に結合する
ための連結部２１が構成される。詳細には、ローターシ
ャフト５１の下方においてカラー２２がローターシャフ
ト５１に固定され、このカラー２２の下にプレート２
３、スペーサー２４が嵌められ、このスペーサー２４の
外周にほぼ箱形状の継手２５の上端が嵌められる。この
継手２５は、スペーサー２４との間でローターシャフト
５１の軸方向に摺動可能であり、継手２５の下端はバル
ブシャフト１８に固定される。継手２５の内部において
は、ワッシャー２６とナット２７によってプレート２３
とスペーサー２４がローターシャフト５１に固定され、
プレート２３とバルブシャフト１８とは、スプリング２
８により広がる方向に付勢されている。また、スプリン
グ２８を支持する他方のプレート２９とメインボディー
４１の間には、バルブシャフト１８を閉弁方向に付勢す
るバルブスプリング（付勢手段）３１が収納されてい
る。
ルブシャフト１８との間には、両者を弾性的に結合する
ための連結部２１が構成される。詳細には、ローターシ
ャフト５１の下方においてカラー２２がローターシャフ
ト５１に固定され、このカラー２２の下にプレート２
３、スペーサー２４が嵌められ、このスペーサー２４の
外周にほぼ箱形状の継手２５の上端が嵌められる。この
継手２５は、スペーサー２４との間でローターシャフト
５１の軸方向に摺動可能であり、継手２５の下端はバル
ブシャフト１８に固定される。継手２５の内部において
は、ワッシャー２６とナット２７によってプレート２３
とスペーサー２４がローターシャフト５１に固定され、
プレート２３とバルブシャフト１８とは、スプリング２
８により広がる方向に付勢されている。また、スプリン
グ２８を支持する他方のプレート２９とメインボディー
４１の間には、バルブシャフト１８を閉弁方向に付勢す
るバルブスプリング（付勢手段）３１が収納されてい
る。
【００２０】ローターシャフト５１を開弁方向（上方）
に動かすときは、ワッシャー２６と継手２５とが係合
し、継手２５と一体のバルブシャフト１８を持ち上げる
ことになるが、ローターシャフト５１を閉弁方向に動か
すときは、この動きがスプリング２８の弾性力を介して
バルブシャフト１８に伝えられる。モーター推力を閉弁
方向に伝える場合にスプリング２８の弾性力を介してい
るのは、ローターシャフト５１のオーバーストロークに
対処するためである。バルブ１７が着座した後に、なお
もローターシャフト５１が閉弁方向に移動したときは、
ワッシャー２６と継手２５の係合が解かれ、モーター推
力が、スプリング２８が縮むことによって吸収されるの
である。
に動かすときは、ワッシャー２６と継手２５とが係合
し、継手２５と一体のバルブシャフト１８を持ち上げる
ことになるが、ローターシャフト５１を閉弁方向に動か
すときは、この動きがスプリング２８の弾性力を介して
バルブシャフト１８に伝えられる。モーター推力を閉弁
方向に伝える場合にスプリング２８の弾性力を介してい
るのは、ローターシャフト５１のオーバーストロークに
対処するためである。バルブ１７が着座した後に、なお
もローターシャフト５１が閉弁方向に移動したときは、
ワッシャー２６と継手２５の係合が解かれ、モーター推
力が、スプリング２８が縮むことによって吸収されるの
である。
【００２１】この場合、ローターシャフト５１の閉弁方
向への動きは、ローターシャフト５１の上部に設けたス
トッパー５４により規制される。ストッパー５４がスリ
ーブ４９に当接してそれ以上はローターシャフト５１が
閉弁方向に進むことができなくなる位置がモーター原点
となるわけである。
向への動きは、ローターシャフト５１の上部に設けたス
トッパー５４により規制される。ストッパー５４がスリ
ーブ４９に当接してそれ以上はローターシャフト５１が
閉弁方向に進むことができなくなる位置がモーター原点
となるわけである。
【００２２】このように、ストッパー５４位置により定
まるモーター原点とバルブ１７の着座位置とが異なるス
テッピングモーター駆動の流量制御バルブでは、バルブ
１７を着座させた状態のまま、弾性的連結部２１を押し
縮めてローターシャフト５１をモーター原点まで駆動す
ることができ、通常は、ローターシャフト５１をバルブ
着座位置とモーター原点の間の所望位置に保持させるこ
とで、ストッパー５４の摩耗を防止するとともに、モ
ーター原点が経年劣化によって動かないよう保証し、
バルブ１７、バルブシート１５の機械的摩耗による着座
位置の変化を吸収しているわけである。
まるモーター原点とバルブ１７の着座位置とが異なるス
テッピングモーター駆動の流量制御バルブでは、バルブ
１７を着座させた状態のまま、弾性的連結部２１を押し
縮めてローターシャフト５１をモーター原点まで駆動す
ることができ、通常は、ローターシャフト５１をバルブ
着座位置とモーター原点の間の所望位置に保持させるこ
とで、ストッパー５４の摩耗を防止するとともに、モ
ーター原点が経年劣化によって動かないよう保証し、
バルブ１７、バルブシート１５の機械的摩耗による着座
位置の変化を吸収しているわけである。
【００２３】ここで、ローターシャフト５１を着座位置
とモーター原点の間に保持する操作をイニシャライズと
いい、マイクロコンピューターからなるＥＣＭ（エレク
トロニックコントロールユニット）１によりたとえば図
２に示したように、エンジンの始動のたびにイニシャラ
イズが行われる。
とモーター原点の間に保持する操作をイニシャライズと
いい、マイクロコンピューターからなるＥＣＭ（エレク
トロニックコントロールユニット）１によりたとえば図
２に示したように、エンジンの始動のたびにイニシャラ
イズが行われる。
【００２４】ステッピングモーターが、永久磁石型を２
相励磁方式でユニポーラ運転するタイプである場合のイ
ニシャライズの一例について述べると、いまローターシ
ャフトを保持させたい所望の位置をステップ０として、
これより開弁方向に１、２、３…といった正のステップ
を、閉弁方向に−１、−２…といった負のステップをと
り、バルブ着座時のローターシャフト位置がステップ
３、ローターシャフトのストッパー位置が−１と０の間
になるようにバルブ構造を設計した場合に、２相励磁で
所定のステップ数だけ閉弁方向にステッピングモーター
を駆動することで、ローターシャフト位置をステップ０
に収めることができることを実験により確認している。
相励磁方式でユニポーラ運転するタイプである場合のイ
ニシャライズの一例について述べると、いまローターシ
ャフトを保持させたい所望の位置をステップ０として、
これより開弁方向に１、２、３…といった正のステップ
を、閉弁方向に−１、−２…といった負のステップをと
り、バルブ着座時のローターシャフト位置がステップ
３、ローターシャフトのストッパー位置が−１と０の間
になるようにバルブ構造を設計した場合に、２相励磁で
所定のステップ数だけ閉弁方向にステッピングモーター
を駆動することで、ローターシャフト位置をステップ０
に収めることができることを実験により確認している。
【００２５】このイニシャライズのため、ローターシャ
フト５１とバルブシャフト１８の間に所定値（たとえば
０．１ｍｍ〜０．数ｍｍ）の遊び（クリアランス）が必
要である。
フト５１とバルブシャフト１８の間に所定値（たとえば
０．１ｍｍ〜０．数ｍｍ）の遊び（クリアランス）が必
要である。
【００２６】さて、ＥＧＲバルブではガス通路１２に排
気を流すため、排気に晒されるバルブシャフト１８にデ
ポジットが付着したり、バルブ１７とバルブシート１５
の間にデポジットがかみ込んだりするときは、バルブシ
ャフト１８のしぶりや固着などの現象を起こしてバルブ
１７が着座できない可能性がある。
気を流すため、排気に晒されるバルブシャフト１８にデ
ポジットが付着したり、バルブ１７とバルブシート１５
の間にデポジットがかみ込んだりするときは、バルブシ
ャフト１８のしぶりや固着などの現象を起こしてバルブ
１７が着座できない可能性がある。
【００２７】こうした現象を解消するため、バルブスプ
リング３１力やステッピングモーターの容量を変更する
ことは妥当でない。たとえば、バルブスプリング３１力
を大きくしてやればバルブの閉じ力が大きくなるもの
の、余裕推力（モーター推力からバルブスプリング３１
反力を差し引いた値）が小さくなり、バルブの開弁応答
性が悪くなってしまうのである。
リング３１力やステッピングモーターの容量を変更する
ことは妥当でない。たとえば、バルブスプリング３１力
を大きくしてやればバルブの閉じ力が大きくなるもの
の、余裕推力（モーター推力からバルブスプリング３１
反力を差し引いた値）が小さくなり、バルブの開弁応答
性が悪くなってしまうのである。
【００２８】そこで本発明では、バルブ１７の着座状態
でイニシャライズに必要となる遊びＤだけ残して、ロー
ターシャフト５１の下端からロッド部６１を延長して形
成し、図３に示したように、バルブ１７が着座できない
フェイルモードに陥った際は、イニシャライズの開始状
態と同じにした状態からイニシャライズに必要となる遊
びＤに相当する閉弁方向駆動量以上の閉弁方向駆動量を
ステッピングモーターに与えて駆動する。
でイニシャライズに必要となる遊びＤだけ残して、ロー
ターシャフト５１の下端からロッド部６１を延長して形
成し、図３に示したように、バルブ１７が着座できない
フェイルモードに陥った際は、イニシャライズの開始状
態と同じにした状態からイニシャライズに必要となる遊
びＤに相当する閉弁方向駆動量以上の閉弁方向駆動量を
ステッピングモーターに与えて駆動する。
【００２９】このステッピングモーターの閉弁方向への
駆動により、ロッド部６１の下端がバルブシャフト１８
側の頭部に当接し、モーター推力がバルブシャフト１８
を閉弁させる方向に働く。モーター推力をバルブシャフ
ト１８に対して直接に加えることで、バルブシャフト１
８のしぶりによりバルブスプリング３１力によっては閉
弁できない場合やバルブスプリング３１が破損している
場合においても、強制的に閉弁させることが可能になる
のである。
駆動により、ロッド部６１の下端がバルブシャフト１８
側の頭部に当接し、モーター推力がバルブシャフト１８
を閉弁させる方向に働く。モーター推力をバルブシャフ
ト１８に対して直接に加えることで、バルブシャフト１
８のしぶりによりバルブスプリング３１力によっては閉
弁できない場合やバルブスプリング３１が破損している
場合においても、強制的に閉弁させることが可能になる
のである。
【００３０】なお、図３において、バルブが着座できな
いフェイルモードになっているかどうかの診断は、吸入
負圧を検知したり、ＥＧＲバルブの吐出部温度を検知し
たりすることによる従来の方法で行うことができる。
いフェイルモードになっているかどうかの診断は、吸入
負圧を検知したり、ＥＧＲバルブの吐出部温度を検知し
たりすることによる従来の方法で行うことができる。
【００３１】図４は第２実施例のＥＧＲバルブの断面図
で、第１実施例との大きな違いは、第１実施例がバルブ
シャフト１８をステッピングモーター４２の側に引き寄
せることで開弁させるのに対して、この例ではバルブシ
ャフト７１をステッピングモーター４２と反対の側に押
し付けることで開弁させる点にあり、この例では第１実
施例にある弾性的連結部２１がない分だけ構成が簡素に
なっている。詳細には、一端（下端）にバルブ７１ａが
一体に設けられるバルブシャフト７１の上部において固
定されるプレート７２とバルブボディ１１に固定される
スプリングリテーナー７３との間に収納したバルブスプ
リング（付勢手段）７４によって、バルブシャフト７１
を閉弁方向（図で上方）に付勢するとともに、バルブシ
ャフト７１と同軸上にバルブシャフト７１の他端（上
端）とローターシャフトの一端（下端）を対向させて、
ローターシャフト５１を設けており、ローターシャフト
５１の下端がバルブシャフト７１の上端に当接した後
も、バルブスプリング７４に抗してローターシャフト５
１を下方に駆動することによってバルブ部７１ａがバル
ブシート７５から離れて開弁するようになっている。
で、第１実施例との大きな違いは、第１実施例がバルブ
シャフト１８をステッピングモーター４２の側に引き寄
せることで開弁させるのに対して、この例ではバルブシ
ャフト７１をステッピングモーター４２と反対の側に押
し付けることで開弁させる点にあり、この例では第１実
施例にある弾性的連結部２１がない分だけ構成が簡素に
なっている。詳細には、一端（下端）にバルブ７１ａが
一体に設けられるバルブシャフト７１の上部において固
定されるプレート７２とバルブボディ１１に固定される
スプリングリテーナー７３との間に収納したバルブスプ
リング（付勢手段）７４によって、バルブシャフト７１
を閉弁方向（図で上方）に付勢するとともに、バルブシ
ャフト７１と同軸上にバルブシャフト７１の他端（上
端）とローターシャフトの一端（下端）を対向させて、
ローターシャフト５１を設けており、ローターシャフト
５１の下端がバルブシャフト７１の上端に当接した後
も、バルブスプリング７４に抗してローターシャフト５
１を下方に駆動することによってバルブ部７１ａがバル
ブシート７５から離れて開弁するようになっている。
【００３２】また、イニシャライズにより、バルブ部７
１ａがバルブシート７５に着座した状態からさらにステ
ッピングモーター４２を閉弁方向に駆動することで、ロ
ーターシャフト５１の下端がバルブシャフト７１の上端
から離れ、ローターシャフト５１が所望の位置へと駆動
される。
１ａがバルブシート７５に着座した状態からさらにステ
ッピングモーター４２を閉弁方向に駆動することで、ロ
ーターシャフト５１の下端がバルブシャフト７１の上端
から離れ、ローターシャフト５１が所望の位置へと駆動
される。
【００３３】さて、この例では、イニシャライズに必要
となる遊びＤだけ残して、プレート７２を閉弁方向にだ
け引っ掛けることの可能なフック（引っ掛け部材）７７
をローターシャフト５１に取り付け、バルブ部７１ａが
着座できないフェイルモードに陥った際は、前記遊びに
相当する閉弁方向駆動量以上の閉弁方向駆動量をステッ
ピングモーター４２に与える。
となる遊びＤだけ残して、プレート７２を閉弁方向にだ
け引っ掛けることの可能なフック（引っ掛け部材）７７
をローターシャフト５１に取り付け、バルブ部７１ａが
着座できないフェイルモードに陥った際は、前記遊びに
相当する閉弁方向駆動量以上の閉弁方向駆動量をステッ
ピングモーター４２に与える。
【００３４】この例でも、バルブ部７１ａが着座できな
いフェイルモードに陥った際に、イニシャライズの開始
状態と同じにした状態からイニシャライズに必要となる
遊びを越えてステッピングモーターを閉弁方向に駆動し
てやれば、フック７７がプレート７２に引っ掛かり、モ
ーター推力がバルブシャフト７１を閉弁させる方向に働
くので、バルブシャフト７１のしぶりによりバルブスプ
リング７４力によっては閉弁できない場合やバルブスプ
リング７４が破損している場合においても、強制的に閉
弁させることが可能になる。
いフェイルモードに陥った際に、イニシャライズの開始
状態と同じにした状態からイニシャライズに必要となる
遊びを越えてステッピングモーターを閉弁方向に駆動し
てやれば、フック７７がプレート７２に引っ掛かり、モ
ーター推力がバルブシャフト７１を閉弁させる方向に働
くので、バルブシャフト７１のしぶりによりバルブスプ
リング７４力によっては閉弁できない場合やバルブスプ
リング７４が破損している場合においても、強制的に閉
弁させることが可能になる。
【００３５】第１実施例では、バルブ１７の着座状態で
イニシャライズに必要な遊びだけ残してローターシャフ
ト５１をバルブシャフト１８の側に延長して形成する場
合で説明したが、バルブ１７の着座状態でイニシャライ
ズに必要な遊びだけ残してバルブシャフト１８をロータ
ーシャフト５１の側に延長して形成するようにしてもか
まわない。実施例では、ステッピングモーター駆動のＥ
ＧＲバルブで説明したが、ステッピングモーター駆動の
パージバルブに対しても、同様に適用することができ
る。
イニシャライズに必要な遊びだけ残してローターシャフ
ト５１をバルブシャフト１８の側に延長して形成する場
合で説明したが、バルブ１７の着座状態でイニシャライ
ズに必要な遊びだけ残してバルブシャフト１８をロータ
ーシャフト５１の側に延長して形成するようにしてもか
まわない。実施例では、ステッピングモーター駆動のＥ
ＧＲバルブで説明したが、ステッピングモーター駆動の
パージバルブに対しても、同様に適用することができ
る。
【００３６】また、実施例ではバルブが着座できないフ
ェイルモードのときだけ強制戻し操作を行っているが、
たとえばエンジン停止時等に強制戻し操作を定期的に行
うようにすることもできる。
ェイルモードのときだけ強制戻し操作を行っているが、
たとえばエンジン停止時等に強制戻し操作を定期的に行
うようにすることもできる。
【００３７】
【発明の効果】第１の発明では、バルブシャフトのしぶ
りにより付勢手段による付勢力によっては閉弁できない
場合や付勢手段が破損している場合においても、強制的
に閉弁させることが可能になる。
りにより付勢手段による付勢力によっては閉弁できない
場合や付勢手段が破損している場合においても、強制的
に閉弁させることが可能になる。
【００３８】第２の発明では、バルブシャフトのしぶり
により付勢手段による付勢力によっては閉弁できない場
合や付勢手段が破損している場合においても、強制的に
閉弁させることが可能になる。
により付勢手段による付勢力によっては閉弁できない場
合や付勢手段が破損している場合においても、強制的に
閉弁させることが可能になる。
【図１】第１実施例のＥＧＲバルブの断面図である。
【図２】イニシャライズを説明するためのフローチャー
トである。
トである。
【図３】診断を説明するためのフローチャートである。
【図４】第２実施例のＥＧＲバルブの断面図である。
【図５】従来例のＥＧＲバルブの断面図である。
１５ バルブシート １７ バルブ １８ バルブシャフト ３１ バルブスプリング（付勢手段） ４２ ステッピングモーター ５１ ローターシャフト ６１ ロッド部 ７１ バルブシャフト ７４ バルブスプリング（付勢手段） ７７ フック（引っ掛け部材）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 25/08 ３１１ Ｆ０２Ｍ 25/08 ３１１Ｇ
Claims (2)
- 【請求項１】バルブシャフトと、 このバルブシャフトの一端に設けられ流体の流れる通路
を開閉するバルブと、 前記バルブシャフトを閉弁方向に付勢する手段と、 前記バルブシャフトと同軸上に位置するとともに、その
一端が前記バルブシャフトの他端と対向するローターシ
ャフトと、 このローターシャフトと前記バルブシャフトとを弾性的
に結合するための連結部と、 前記ローターシャフトを前記付勢手段に抗して開弁方向
に駆動するステッピングモーターとを備え、始動時に前
記バルブを着座させたまま前記弾性的連結部を押し縮め
て前記ローターシャフトを所望の位置に保持させること
によってイニシャライズの可能な流量制御バルブにおい
て、 前記バルブの着座状態で前記イニシャライズに必要とな
る遊びだけ残して前記前記ローターシャフトの一端と前
記バルブシャフトの他端とを対向させるとともに、 前記バルブが着座できないフェイルモードに陥ったかど
うかを判定する手段と、 この判定結果よりバルブが着座できないフェイルモード
に陥ったときは前記遊びに相当する閉弁方向駆動量以上
の閉弁方向駆動量を前記ステッピングモーターに与える
手段とを設けたことを特徴とする流量制御バルブ。 - 【請求項２】バルブシャフトと、 このバルブシャフトの一端に設けられ流体の流れる通路
を開閉するバルブと、 前記バルブシャフトを閉弁方向に付勢する手段と、 前記バルブシャフトと同軸上に位置するとともに、その
一端が前記バルブシャフトの他端と対向するローターシ
ャフトと、 このローターシャフトの一端が前記バルブシャフトの他
端に当接した後も前記付勢手段に抗して開弁方向に駆動
するステッピングモーターとを備え、始動時に前記バル
ブを着座させたまま前記ローターシャフトを、前記バル
ブシャフトから離した所望の位置に保持させることによ
ってイニシャライズの可能な流量制御バルブにおいて、 前記バルブの着座状態で前記イニシャライズに必要とな
る遊びだけ残して前記バルブシャフトを閉弁方向にだけ
引っ掛けることの可能な部材を前記ローターシャフトに
取り付けるとともに、 前記バルブが着座できないフェイルモードに陥ったかど
うかを判定する手段と、 この判定結果よりバルブが着座できないフェイルモード
に陥ったときは前記遊びに相当する閉弁方向駆動量以上
の閉弁方向駆動量を前記ステッピングモーターに与える
手段とを設けたことを特徴とする流量制御バルブ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15583495A JP3204043B2 (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 流量制御バルブ |
| US08/665,114 US5769390A (en) | 1995-06-22 | 1996-06-14 | Flow control valve |
| DE19624901A DE19624901C2 (de) | 1995-06-22 | 1996-06-21 | Strömungssteuerventil |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15583495A JP3204043B2 (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 流量制御バルブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH094744A true JPH094744A (ja) | 1997-01-07 |
| JP3204043B2 JP3204043B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=15614525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15583495A Expired - Fee Related JP3204043B2 (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 流量制御バルブ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5769390A (ja) |
| JP (1) | JP3204043B2 (ja) |
| DE (1) | DE19624901C2 (ja) |
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