JPS59190453A - 電気式真空調整装置 - 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】 れる電気式真空調整装置に関するものである。

自動車用の内燃機関においては、真空調整装置は、機関
内で発生され一多種の排気ガス制御装置のうちの大部分
を作動させるのに利用される真空を制御するために用ｂ
られて驕る。いずれの制御源と真空源とは異々るもので
はないのて、制御源の制御値を調整するかあるいはこの
値を常時保持することが必要てある。もし制御源が調整
されるかあるいは成る一定値に維持されている場合には
、スプリング、ダイヤフラム及びオリフィス等を含む普
通の機械的構造の真空調整装置は適正に作動することが
てきる。

最新の内燃機関用制御システムでは、１つ又はそれ以上
のマイクロプロセッサ及び読取り専用メモリ（　ＲＯＭ
　）を有するコンピュータが、多種の値の電気信号を発
するようにプログラムを作成されてｂる。成る機関作動
状態又はパラメータが変化するにつれて、コンピュータ
はディジタルマツプ機能を介し７て、機関の現状に対応
する唯一の制御信号を発することができる。

コンピュータによって発せられたこの制御信号と先行技
術の真空調整装置とを組合わせると、真空を成る一定値
に維持することができる。この先行技術の真空調整装置
は、真空室と大気室とを分詠 調するゴム製ダイヤフラムを有している。電機子がダイ
ヤフラムに取付けられ、調整装置の調整部を構成するた
めに電機子とゴム製ダイヤフラムとの間にシールが配置
される。電機子は往復運動を行うのて、シールが摩耗し
て調整装置の目盛定めを変動させることとなる。更に面
倒な問題として、磁気回路を完成するために鋼製部材を
伺加しなければならず、従って調整装置を構成する部品
数が増えることとなる。

調整装置における摩耗及び目盛定めの変動を防止し且つ
真空の調整を適正に保つため、本発明による電気式真空
調整装置が開発された。単一の要素即ち鋼製ディスク又
は電機子が真空室と大気室とを分離すると共にそれらの
間のシールをなし、且つソレノイドアクチュエータとし
ての磁気回路を完成させている。ディスクは真怜製シー
ト装置に着座するようになって因るので、調整装置内の
構成部品の摩耗を実質的に防止することがてきる。

本発明による電気式真空調整装置は、内燃機関のマニホ
ルド真空のよう々真空源に接続される入口を有する。排
気ガス環流弁のような真空利用装置は調整装置の出「１
に接続される。調整装置の内部では、混合室が入口と出
口とを相互に連通し、混合室内には大気のような空気圧
力源に接続されたオリフィスが配設されて驕る。鋼製デ
ィスクはオリフィスを混合室から」開鎖することができ
、調整装置は電気的に作動されるものであるため、コイ
ルがステータ装置に巻装されて、ディスクをシート装置
に向けて吸引させる磁束を発生させることができる。コ
イルは、機関の作動状態に応じてコンピュータて発せら
れた唯一のデユーティサイクル制御信号によって付勢さ
れる。真空作動装置においては慣習となっているように
、スプリング付勢装置は、電気制御信号及び真空が存在
しなり時オリフィスを閉鎖する位置にディスクを保持す
るように配設されている。

本発明の上記及び他の特徴及び利点は、添伺図面を参照
して行う好適な実施例の下記説明から明白となるであろ
う。

第１図に示ず制御システムは自動車用内燃機関において
見られるものである。真空利用装置は、機関の成る作動
状態のもとて作動して、排気ガスを空気・燃料混合気内
・＼排気マニホルド１２から吸気マニホルド１４に環流
させる排気ガス環流（　ＥＧＲ　）弁１０である。ＥＧ
Ｒ弁１０の真空式１０１Ｇには、電気式真空調整装置（
　ＥＶＲ　）　２　０の出［１ｊ８及び真空スイッチ２
４の入口２２が接続されろ。

真空スイッチ２４は、　ＥＧＲ弁１０の真空ライン内の
真空圧力を決定する機能を有する。真空ホースが外れ又
は破断した場合、ダイヤフラムが劣化した場合、真空調
整装置２０が作動不良となった場合、あるいは真空レベ
ルに悪影響を及ぼすようないかなる状態が生じた場合に
は、真空スイッチ２４は電子制御ユニット（ＥＣＵ）又
は車載用コンピュータ２Ｇへ信号を発する。

本発明に関する限９７：は、電子制御ユニット２６は、
電気式真空調整装置２０の電圧デユーティサイクルに対
する同装置からの出力真空値の特性曲線のマツプを作成
する機能を有する。従って、いかなる所望の出力真空に
対しても、電子制御ユニット２６は読取シ専用メモリ内
のマツプを解釈し、電気式真空調整装置２０のための適
宜の電圧デユーティサイクル信号を発して出力真空を調
整する。

電気式真空調整装置２０はデユーティサイクル信号を受
け、このデユーティサイクル信号に応答して出口］８か
らの出力真空を制御する。この制御は、空気圧力源２７
から取入れた大気圧と、機関の吸気マニホルド１４のよ
うな真空源から取入れた真空圧力とを混合することによ
って行われる。

この真空圧力の経路は、吸気マニホルド１．４から電気
式真空調整装置２００人口２８激通じるラインによって
概略的に示されてめる。大気圧は調整装置２０の中央オ
リフィス３０を介して混合室３２へ導入される（第２図
参照）。

従って、第１図のシステムによると、機関の通常作動時
、ＥＧＲ弁１０は可変の真空信号を供給されて所定量を
開き、開側された量の排気ガスを空気・燃料混合気に混
合させる。定電流回路３４は、温度又は老化に起因しあ
るいはバッテリ電圧の変動又は変化に起因するコイルの
抵抗値の変化にかかわりなく、電気式真空調整装置２０
−２送られる電流レベルを維持する。

第１図のシステムは、デユーティサイクルが１００％−
ｉて増大するにつれて出力真空も増大するように構成さ
れている正利得型電気式真空調整装置２０を採用してい
る。この正利得型電気式真空調整装置２０が第２図に示
されておシ、第４図のグラフはそのステータ装置３６の
多数の調節位置に対する出力特性を示している。

もし第】図のシステムが第３図に示す負利得型電気式真
空調整装置２１を採用する場合には、この調整装置２１
の故障は機関の作動に影響を及ぼして操作者に故障を知
らせることができるので、真空スイッチ２４を除去し得
る。負利得型電気式真空調整装置２１は、チューティサ
イクルが１００算゛ ％まで増大するにつれて出力真空低下するように構成さ
れている。第５図のグラフはステータ装置３６の多数の
調節位置に対する負利得型電気式真空調整装置２１の出
力特性を示している。

電気式真空調整装置２０の特性とは無関係に、ＥＧＲ弁
１０が故障すると、排気ガスが空気・燃料混合気とは混
合されないため、操作者は故障に気伺くことは全くあり
得な−が、この故障によって環境試験装置を通過するか
もしれない機関からのガス排出が変化することになる。

第２図に示されているように、電気式真空調整装置２０
は、一端部に少なくとも一対の口即ち入口２８と出口］
８を具えたキャンプ３８を有する。

キャップ３８の内部は、入口と出口とを相互に連通ずる
混合室３２の一部を形成している。入口２８はこれを真
空源即ち吸気マニホルド１４に接続する図示しない真空
ホースを受容し、又出口］８はこれを真空利用装置即ち
ＥＧＲ弁１ｏに接続する図示しない真空ホースを受容す
るようになっている。

第２図の実施例では、キャップ３８の反対側端部には、
空気圧力源２７又は大気圧に連通ずる少なくとも１つの
開口４０がある。

キャップ３８には、電磁コイル４４を巻装する部分を具
えたボビン装置４２が結合され、ボビン装置はキャップ
３８と協働して混合室３２の残部を形成する。ボビン装
置４２は磁性材料から作られたシェル４６によって包囲
されている。コイル４４の端部又はリード線は、シェル
４６の外部に延出し電気制御信号を受けるワイヤ４８に
接続される一対の端子まで延長されている。

端子とは反対側のボビン装置４２の端部には、中央オリ
フィス３０を有するシート装置５０がボビン装置４２内
に保持されている。中央オリフィス３０はステータ装置
３６を収容するボビン装置４２の中央間［］６２と同軸
的である。ステータ装置３６は、一端部をねし切シされ
てステータ装置３６をシート装置５０の中央オリフィス
３０と整合して位置決めするように調節される磁性材料
で作られた細長い軸である。この調節はステータ装置３
６の端部の栓受５２に嵌め適寸れる小さい六角レンチ又
は類似工具を介して行われ、後述するように、ステータ
装置３６と鋼製ディスク５４との間に形成された空隙を
変化させて磁気回路の作動に影響’４４えるのである。

哄型的には円筒形状をなすシート装置５０を横切って、
平らな鋼製ディスク５４が自由に移動てきるように配置
され、混合室３２の壁によってのみ拘束されている。混
合室３２は入１」２８ど出口１８とを相互（て連通して
、それらの間で真空が伝達できるようになっている。コ
イル４４に電流が供給されず且つ真空が発生していない
通常の状態では、ディスク５４はオリフィス３０を囲ん
でいるシート装Ｗ５０上に休止している。スプリング付
勢装置５６がディスク５４をシート装置５０に向けて利
益するように配置されている。

混合室３２の上流側の入口２８内には、入口２８からの
真空の流量を制御するブリードオリフィス又は絞り５８
が設けられている。

シェル４６の端部に設けられでいる複数の開口４０に隣
接して、真空調整装置の内部へ空気圧力源２７中の不純
物が進入するのを防止するフィルタ装置６０が配置され
ている。この種の装置では慣習となっているようす贅装
置６０は、真空調整装置内へ流入する空気からこの調整
装置の作動を妨げ得る不純物を確実に除去するように働
くものである。

第２図において、一度空気圧力源２７からの空気がフィ
ルタ装置６０を通って流入すると、浄化された空気はボ
ビン装置４２の中央開口６２を通って上方へ流れろ。ス
テータ装置３６はその長手方向軸線に対して傾斜した横
穴６４を有していて、この穴を通って空気が流れる。横
穴６４は、ステータ装置３６の中間部からその頂部まで
長手方向に延びている孔６６に連通している。ステータ
装置３６の端部で、この孔６６は空気圧力源２７から真
空調整装置２０の混合室３２へ空気を供給する中火オリ
フィス３０に連通ずる。

第２図の電気式真空調整装置２０の作動に関し、コイル
４４の作動における電圧テユーテイザイクルに対する出
力真空の関係が第４図中の一連の曲線６８〜７１で示さ
れている。第１図の電子制御ユニット又は車載用コンピ
ュータ２６はコイル４４の作動に必要々電圧テユーテイ
ザイクルを決定するので、出口１８の真空は予め算定さ
れた値である。この値は、電気式真空調整装置２０の出
口１８からの真空に応じ利用装置即ぢＥＧＲ弁］Ｏによ
って部分的に制御される内燃機関の作動を改善するよう
なものである。コイル４４が付勢されていない時、鋼製
ディスク５４の位置は空気圧力源２７からの空気圧ツバ
スプリング付勢装置５６のスプリング力及び混合室３２
内の真空力によって決定される。車載用コンピュータ２
６はＥＧＲ弁１０の作動には何が必要であるかを決定す
ると、デユーティサイクル信号は真空調整装置２０を成
るパー−ヒントのテユーテイザイクルで作動させる。第
４図の曲線６８〜７１ば、ステータ装置３６の異なる調
節位置において出力真空がデユーティサイクルの値に応
じて変化することを示している。第４の曲線７１は、デ
ユーティサイクル中に、磁力が鋼製ディスク５４をシー
ト装置５０上に保持し人ロタ装置３６の特定の調節点が
あることを示している。

入力真空がギヤツブ３８０入口２８（Ｃ供給され一目つ
出口］８が利用装置又はＥＧＲ弁１０に接続されると、
真空調整装置内に真空が発生し始める。

この真空は、ディスク５４をシート装置５０から離隔さ
せ」：うとする力な生起する。スプリング利益装置５６
のスプリング力はディスクの離隔を阻止し、真空力がこ
のスプリング力を克服すると、ディスク５・１がンート
装置５０から離隔し、犬気空気がフィルタ装置６０を通
って流入する。この結果、真空力が低下し、スプリング
付勢装置５６はディスク５４をシート装置５０上へ押し
戻すこととなる。真空が再び発生すると、上述した作動
が繰シ返し行われる。

コイル４４に電流が供給されると、磁界が真空調整装置
内に発生ずる。この磁界はシェル４６、ステータ装置３
Ｇ及びディスク５４を通過し、ステータ装置３６とディ
スク５４との間で磁力を生起する。この磁力はスプリン
グ力と同一方向に働くので、電流が増大するにつれて調
整出力真空も増大することと々る。又、ステーク装置３
６を調節してステータ装置とディスク５４との間の空隙
を変化させることにより、それらの間の磁力そして出力
真空を変化させることがてきる。

第３図に示す負利得型真空調整装置の実施例において、
第２図の実施例のものと同等の要素には同一符号を付し
である。第２図の実施例ではスプリング利益装置５Ｇの
スプリング力と磁力とが互いに協働して真空力に対抗し
て働くのに対し、本実施例は、真空力とコイル４４から
の磁力とが互いに協働してスプリング付勢装置５６のス
プリング力に対抗して働くようになっている点て相違し
ている。

第３図において、真空調整装置２１がコイル４４に供給
される動力及び真空を受けていない時、空気圧力源に通
じる中央オリフィス３０は閉鎖さコ１、入口２８と出口
１８は相互に連通されている。この特定の状態では、ス
プリング利益装置５６は中央オリフィス３０を囲んでい
るシート装置５０上にディスク５４を保持して、オリフ
ィス３０を効果的に閉鎖している。この特定の実施例に
おけるステータ装置３６は、大気ノベルでば々く真空レ
ベルにある混合室３２内に延在しているのて、空気圧力
又は真空がステータ装置３６に活って混合室３２から漏
洩するのを防止するシール装置７２を設ける必要がある
。第２図の実施例と同様にステータ装置３６はねじによ
って調節されるようになっているが、第３図ではボビン
装置４２に雌ねじが切られていてねじ調節部を形成して
しする。

人力真空がギヤツブ３９０入口２８に供給され且つ出口
１８が利用装置又はＥＧＲ弁］、ＯＫ接続されると、真
空調整装置２１内に真空が発生し始める。この真空は、
ディスク５課をシート装置５０から離隔させようとする
力を生起する。スプリング付勢装置５Ｇのスプリング力
はディスクの離隔を阻止し、真空力がこのスプリング力
を克服すると、ディスク５４がシート装置５０がら離隔
し、大気空気がフィルタ装置６０を通って流入する。

この結果、真空力が低下し、スプリング付勢装置５６は
ディスク５４をシート装置５０上へ押し戻すこととなる
。真空が再び発生ずると、上述した作動が繰り返し行わ
れる。

コイル４４に電流が供給されると、磁界が真空調整装置
内に発生ずる。との磁界はシェル４６、ステータ装置３
Ｇ及びディスク５４を通過し、ステータ装置３６とディ
スク５４との間で磁力を生起する。この磁力はスプリン
グ力に対抗して働くので、電流が増大するにつれて調整
出力真空が低Ｔ゛することどなる。又、ステーク装置３
６を調節してステータ装置とディスク５４との間の空隙
を変化させることによシ、それらの間の磁力そして出力
真空を変化させることができる。

第２図及び第３図に示す両実施例におじで、磁気回路は
シェル４６、ディスク５４及びステータ装置３６から成
っている。コイル４４は、電流を供給された時に、磁気
回路のための磁界を発生ずる。論ずれの実施例において
も、一度真空調整装置が組立てられそしてステータ装置
３６の調節が行われると、ステータ装置３６は所定位置
に設定されるので、場合に応じて第４図又は第５図の特
性曲線の１つのみが得られることとなる。

上述したように、本発明による正利得型電気式真空調整
装置２０及び負利得型電気式真空調整装置２１はいずれ
も、調整装置の真空側を大気側から分離すると共にソー
ルし且つ磁気回路を完成するように機能している鋼製デ
ィスク５４を有している。谷実施例において、中央オリ
フィス３０はシート装置５０により包囲され、このシー
ト装置は非磁性て且つ実質的に耐摩粍性に優れた真鍮製
であることが好ましい。鋼製ディスク５４は真鍮製シー
ト装置５０に着座して、調整装置２ｏ又は２ｊの混合室
３２内へ空気圧力を供給する中央オリフィス３０を封鎖
している。

以上、テユーテイザイクル電気パルス信号に応答して所
定の範囲内で真空利用装置を調整する電気式真空調整装
置について図示し説明したが、この電気式真空調整装置
は、既に指摘したように、主に自動車用内燃機関におい
て採用されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による正利得型電気式真空調整装置を使
用する制御システムの概略的ブロック図、第２図は第１
図の正利得型電気式真空調整装置の縦断面図、第３図は
本発明による負利得型電気式真空調整装置の縦断面図、
第４図は第２図の真空調整装置の作動特性図、第５図は
第３図の真空調整装置の作動特性図である。 １０・・排気ガス環流弁、］４・・吸気マニホルド、］
８・・出１」、２シ・電気式真空調整装置、２７・・空
気圧力源、２８・・入口、３０・・中央オリフィス、３
２・・混合室、３６・・ステータ装置、４４・・電磁コ
イル、４６・・シェル５０・・シート装置、５４・・デ
ィスク、５６・・スプリング付勢装置、５８・・絞９．
６０・・フィルタ装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　真空源に接続され絞Ｉ）（５８）を有する入口（２
   ８）と、真空利用装置（１０）に接続される出口（１８
   ）と、上記入口と出口とを相互に連通する混合室（３２
   ）と、空気圧力源を上記混合ことかできるディスク（５
   ４）と、上記ディスクを上記オリフィスに向けて閉鎖位
   置へ付勢するスプリング伺勢装置（５６）と、上記オリ
   フィスに整合して配置され上記ディスクから離されてい
   るステータ装置（３６）と、上記混合室、オリフィス、
   ディスク、スプリング付勢装置及びステータ装置を収容
   しているシェル（４６）と、上記ステータ装置、シェル
   及びディスクに磁気的に結合され、電気信号に応答して
   上記ディスクを磁気的に吸引して、空気圧力源からの空
   気と上記入口からの真空との混合を制御し上記入口の真
   空に比例して上記出口の真空を調整するようになってい
   るコイル（４４）とを具備してなることを特徴とする電
   気式真空調整装置。 ２、　上記ディスク（５４）が上記オリフィス（３０）
   を包囲するシート装置（５０）と協働して同オリフィス
   を閉鎖するように構成されたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の電気式真空調整装置。 ３、　上記シート装置（５０）が非磁性部材であシ、上
   記ステータ装置（３６）、シェル（４６）及びディスク
   （５４）が磁性部材であることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の電気式真空調整装置。 ４、　上記ステータ装置（３６）が、同ステータ装置と
   上記ディスク（５４）との間の空隙を変化させて上記出
   口（１８）の真空レベルを制御できるように調節可能で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の電気
   式真空調整装置。 ５．　空気圧力源と上記オリフィス（３０）との間にフ
   ィルタ装置（６０）を配設して、空気圧力源から不純物
   を濾過するように構成したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の電気式真空調整装置。