JPS62298634A - スロツトルバルブの調節装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、内燃機関に供給される空気量を制限スルため
のスロットルバルブの調節装置であッテ、スロットルバ
ルブ管内で軸を中心にして回転可能なスロットルバルブ
を備えている形式のものに関する。

従来の技術 このような形式の調節装置は、大低の場合、内燃機関に
使用されるものであるが、種種異なる形式のものが公知
である。例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第２９４
２４３３号明細書には、スロットルバルブの無負荷位置
が吸気管の外側に取り付けられた調節モータによって規
定される形式の無負荷調節装置が開示されている。これ
と同様の配置は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第２９
４０５４５号明細書にも開示されている。これら公知の
装置の構造においては、スロットルバルブの無負荷位置
を規定する調節機構がストッパに接続されており、内燃
機関のアクセルペダルが操作されない時に、前記ストン
・ＦＫススロトルバルブが常に尚接するようになってい
る点が共通している。

発明が解決１〜ようとする問題点 前記公知の無負荷調節装置は、原理上、スロットルバル
ブの調整がこのスロットル・ぐルブの無負荷位置にしか
影響を与えることができず、これに対して、スロットル
バルブが部分的に又は完全に開放している時にはスロッ
トルバルブの調整はもはや不可能であるという欠点があ
る。

また、従来の装置においては調節１５構としてサーボモ
ータ並びに電磁弁が使用されているが、この電磁弁の構
造は、大きく、比較歯型いために無負荷調節装置の構造
も大きなものになってしまう。しかも、この装置は電気
信号に対する応答時間が比較的長い。ヨーロソ・ぐ特許
第０１５４０３６号明細書によれば、スロットルバルブ
軸に固定された回転子を介して回転角度が単独で調節さ
れるスロットルバルブ調節装置が公知である。このよう
な形式のスロットルバルブ操作は、通称「電子制御式ア
クセルペダル」と称呼されていて、運転者によって操作
されるアクセル被りルトスロノトルパルブとの間に機械
的な伝達は形成されていない。この装置の欠点は、電子
制御装置が故障した時に、スロットルバルブは、ばね力
によって規定されて閉鎖位置を占めるので、緊急運転が
もはや不可能になるという点にある。従って、前記ヨー
ロッパ特許第０１５４０３６号明細書に記載された装置
は、故障時に、緊急運転位置が自動的に得られるように
、電子制御システムを設計しようとする傾向に反するも
のである。

問題点を解決するだめの手段 前記問題点を解決した本発明によれば、スロットルバル
ブに対して同軸的に回転可能に支承され、かつ、アクセ
ル被ダルに接続された固定子内で、スロットルバルブに
固く結合された可動子が軸受けされており、該可動子が
、前記固定子内に誘導された電磁石力によってこの固定
子に対して相対的にばねのばね力に抗して回転せしめら
れるようになっている。

効果 本発明による、スロットルバルブの調節装置は、その構
造が小さくしかも扁平であるので、スロットルバルブ管
の形状に良く合わせられる小さい構造容積が可能である
という利点を有している。電子制御ユニットによって制
御される回転調整器が、可動コイル形装置と同様に、調
整モーメントをスロットルバルブに生せしめるという本
発明の構成は、さらに、電気信号に迅速に応答するとい
う利点を有している。これによって、内燃機関に調節装
置を使用する際に無負荷特性に正確かつ迅速に適合させ
ることができ、内燃機関の無負荷回転数は十分に低下せ
しめられ、これによって燃料消費針は低く保たれる。

さらに、本発明による調節装置は従来の装置に対して、
スロットルバルブの負荷位置範囲でもスロットルバルブ
に旋回運動を与えることができるという利点を有してい
る。これによって、ｆｌｌ　、ｔ　ハスロットルパルブ
の９０°・全負荷位竜の部分角度だけをスロットル制御
ロッドを介して機械的に操作して、残りの角度範囲を調
節装置の旋回運動を介して行なう可能性が提供される。

公知のスロットル制御ロッドを使用した場合にはスロッ
トルバルブの９００旋回運動は運動学的に、実現するこ
とが非常に困難であるので、スロットル制御ロッドによ
って伝達される角度範囲が減少され、これは当該技術者
の要求に反するものである。

前記ヨーロツノｅ特許第０１５４０３６号明細書に開示
された、スロットルバルブの公知の調節装置とは異なり
、本発明による調節装置においては、電子制御ユニット
が故障しても内燃機関の運転は可能である。

実施例 スロットルバルブのための、図示の調節装置は、有利に
は円筒形のスロットルバルブ管１内に配置されている。

スロットルバルブ管１内にはスロットル・９ルブ２が配
置されており、このスロットルバルブ２は例えば円環状
円板として構成されている。スロットルバルブ管１内に
おケルスロットルバルブ２の支持は片側支持であるか又
は両側支持であって、この支持は、スロットルバルブ管
１の直径平面の内側又は外ｌ１１１で行ｆｔｂｈ−ル。

スロットルバルブ２をスロットルバルブ管１の直径平面
内で支持すれば、スロットルバルブ管１内で空気の貫流
が行なわれる時にスロットルバブル２にわずかなモーメ
ントしか作用しないという利点がある。スロットルバル
ブ２はその一端部が中空軸で終っており、この中空軸は
、図示していない形式でスロットルバルブ管１内で又は
、スロットルバルブ管ｌに固く結合された支持体Φ内で
支持されている。

この中空軸は、スロットルバルブ２とは反対側で、可動
子５内で終っている。この可動子５は前記中空軸に対し
て同軸的に配置されていて、固定子７によって同軸的に
取り囲まれている。

固定子７は、図示していない形式で軸又はビンによって
前記中空軸内でガイドされているので、可動子５と固定
子７とは互いに相対的に回転運動を行なう。固定子７の
基本形は例えば方形横断面形状を有するリングである。

固定子７は、互いに向き合う箇所で半径方向内側に延び
る２つの伝導突起部９，１０を有している。この場合、
ギャップ１１を形成する、伝導突起部９゜１０及び可動
子５の輪郭部は、それぞれ、隣接し合う面が互いに同一
間隔を保って延びるように構成されているので、ギャッ
プ１１は一様な横断面を有している。これは有利には、
ギャップ１１を形成する、伝導突起部９．１０及び可動
子５の輪郭部が、前記中空軸と固定子７の内周壁との間
に形成される同軸的な円上に位置することによって得ら
れる。しかしながら、調節装置の作用にとって、ギャッ
プ１１が必ずしも一様な横断面を有していなければなら
ないものではない。例えばギャップ１１を円すい形に構
成することも可能である。

ギャップ１１を形成する、伝導突起部９，１０及び可動
子５の輪郭部の長さは、固定子７内における可動子５の
所定位置で、前記輪郭部が互いに一様な間隔を保って延
びておらずに、互いに完全に重なり合うような寸法に構
成されていてもよい。この場合、ギャップ１１はその最
大拡張位置で得られる。この位置から出発して、可動子
５及び固定子７が、互いにより大きく回転運動すればす
る程、ギャップ１１は小さくなる。ギャップ１１の長さ
は、可動子５と固定子７との間の角度位置に基づいてい
る。

可動子５は、同様に方形横断面を有するほぼ方形に成形
されるがこの場合、外側端部は、同軸的な円上に位置す
る前記怜郭が得られるように切断されろ。固定子７に形
成された、半径方向内側に向かって延びる伝導突起部９
，１０は、図示の実施例では台形の形状を有してｉｒす
、固定子７の内周面が（より幅の広い）台形底部側を形
成し、（より幅の狭い）台形上側（徒、可動子５の外輪
郭部との間でギャップ１１を形成する前記形式の輪郭部
によって形成される。伝導突起部９．１０の形状は、必
ずしも台形である必ｇはなく、その他の形も考えられる
。しかしながら、固定子７と伝導突起部９．１０とが磁
性材料より成っていることは任意に変えることはできな
い。

リング状の固定子７の一部は、コイル巻き１３によって
取り囲まれたコイルの心１２を形成している。コイル巻
き１３は電気的な接続導線１４を介して電子制御装置１
５に接続されている。このために、回転部分（固定子７
）と定置の部分（支持体４）との間に電気的な伝導作用
を形成しなければならないので、支持体４には、導体路
１７上を走行するスリップ接点１６が設けられている。

導体路１７は、コイル巻き１３の両端部に接続されてい
て、固定子７にしっかりと嵌め込まれている。スリップ
接点１６自体は、電子制御ユニツ）１５に接続されてい
る。

固定子７け、アクセルペダル１９を操作スることによっ
て、スロットル制御ロンド若しくはスロットル制御ライ
ン１８によって戻しばね２０の力に抗して移動せしめら
れる。しかも固定子７又はスロットル制御ライン１８に
はスロットルバルブ・ポテンシオメータ２２が接続され
ており、このスロットルバルブφポテンシオメータ２２
は所定のスロットルバルブ立置（例えば全負荷、無負荷
回転時）で開閉信号を発信する。

ばね２４は一方では可動子５に作用し、他方では固定子
７に作用する。ばね２４のばね力は、可動子５及びひい
てはスロットルバルブ２に、コノスロットルバルブ２が
スロットルバルブ管ｌを閉鎖する位置にくるように作用
するねじりトルクを与える。ばね２４のばね力に従う可
動子５の、固定子７内における運動は、ミニマムストツ
・千２５によって制限される。可動子５の逆方向の運動
、つまり、ばね２４のばね力に抗する運動を制限するた
めに、ミニマムストッパ２５と同様に固定子７に接続さ
れた第１のマキシマムストッパ２６が用いられる。固定
子７内における可動子５の回転運動は、ミニマムストッ
パ２５と第１のマキシマムストツノ？２６．！：によっ
て与えられた空間的な限界内でのみ可能である。マキシ
マムストッパ２６と同様Ｋ　同一４向で、可動子５の回
転運動を制限する調節可能な第２のマキシマムストッパ
２８が固定子７に設けられている。この調節可能な第２
のマキシマムストッパ２８ば、バイメタル条片として構
成されていて、例えば、スロットルバルブ管１内を貫流
する空気の温度に応じて、固定子７に討する可動子５の
最大変向角度を制限する。

固定子７の外縁部には固定子７が負荷されない位置にあ
る時に、つまり、アクセル被ダル１９が操作されない時
に接点を閉じるカム２９が設けられている。情報は固定
子７の位置を介してスロットルバルブａポテンシオメー
タ２２に伝達されるので、接点δＯをスロットルバルブ
・ポテンシオメータ２２内に取りつけてもよい。

この変化実施例においては固定子７におけるカム２９は
省略される。

以上の記載によれば、本発明による調節装置は次の３つ
の構成部分より成っている。

スロットルバルブ管１と、このスロットルバルブ管１の
一部でもある支持体牛とから成る、内燃機関に固く結合
された部分。

スロットルバルブ管１に対して相対的に回転運動を行な
う第１の可動部分。この第１の可動部分は、固定子７、
伝導突起部９゜１０、ミニマムストツノ？２５、第１の
マキンマムストツ・ぞ２６並びに調節可能な第２のマキ
シマムストッ・や２８から形成されている。

第２の可動部分は、前記第１の可動部分に対して及びひ
いてはスロットルバルブ管１に対しても相対的に可動で
あって、スロットルバルブ２と可動子５とから組み立て
られている。

本発明による調節装置の作用をより分りゃすくするため
に、固定子７とスロットルバルブ管１との間の回転角度
を符号α、可動子５若しくはスロットルバルブ２と固定
子７との間の回転角度をムαで示す。

本発明による調節装置を備えた内燃機関の普通の走行状
態で、部分負荷時又は全負荷時において、コイル巻き１
３は電子制御装置によって電流で負荷されない。これに
よって、コイル巻き１３によって取り囲まれた、固定子
７のコイルの心１２に磁場は誘導されず、伝導突起部９
゜１０を介して可動子５に磁力は作用せず、可動子５は
、ばね２４のばね力によってのみ負荷されて、ミニマム
ストッパ２５に当てつけられていて、可動子５と固定子
７との間の回転角度△αハ零になる。スロットルバルブ
１内のスロットルバルブ２の傾斜角は、固定子７とスロ
ットルバルブ管１との間の角度αと同じであって、これ
によって、スロットルバルブ２の傾斜角は、アクセルペ
ダル１９若しくはスロットル制御ライン１８を調節する
ことによってのみ、これに応じて変化せしめられる。こ
のような形式の、スロットル制御ライン１８のみを介し
て行なわれるスロットルバルブ制御は、一般的な形式の
ものと同じである。

これに対して、本発明による調節装置を備えた内燃機関
の無負荷状態において、アクセル４ダル１９は操作され
ず、固定子７とスロットルバルブ管１との間の角度αは
零になる。この場合、つまり、アクセルペダル１９の無
負荷回転位置において、電子制御ユニット１５を介して
コイル巻き１３は所定の強さの電流によって負荷される
。これによって、コイル巻き１３によって取り囲まれた
、固定子７のコイルの心１２内に、伝導突起部９．１０
並びにギャップ１１及び可動子５を貫流する磁束が誘導
される。可動コイル形装置（ておける作用と同様に、磁
束が拡大することによって可動子５は、ギャップ１１の
長さが同様に大きくなる方向に変位して、ばね２４のば
ね力と可動子５に作用する磁束の力との間で常に力の釣
り合いが形成される。磁束の力によって可動子５はミニ
マムストッパ２５から離されて、固定子７内で回転して
、コイル巻き１３内の電流の強さに応じた位置を占める
。電子制御ユニット１５によってコイル巻き１３に与え
られる電気的な信号強さは、可動子５と固定子７との間
の回転角度Δαの大きさによって規定される。アクセル
ペダル１９の無負。

荷位置を考慮する場合、コイル巻き１３の電気的制御、
つまり、スロットル・ぐルブ２をやや回転させ、ひいて
は、スロットル・ぐルブ管ｌ内でスロットルバルブ２に
よって規定される開放横断面を開放させる。これによっ
て、スロットルバルブ管１内で空気が貫流し、内燃機関
に、静かな無負荷回転を保証するのに十分なだけの空気
量が供給される。この運転状態で、回転角度α−〇であ
って、これによって、回転角度△αハ、スロットルバル
ブＷｌ内のスロットルノぐルブ２のすべての回転角度を
規定する。

電子制御ユニット１５によってコイル巻き１３に与えら
れる電気的出力は種種異なるファクターに基づいている
。従って、電子制御ユニット１５には、内燃機関３２の
回転数、温度３３、スロットルバルブ２の傾斜角Ｋ　（
スｏ　７　）　ルノ々ルブ・ポテンシオメータ２２を介
して）のデータが与えられる。

この調節装置の適用可能性は、無負荷回転数調整器の種
種異なる範囲において見い出される。

例えば、この調節装置は、スロットルバルブ２によって
擦過されるスロットルバルブ管ｌの範囲が汚れて、空気
ギャップが小さくなった時に（これは内燃機関３２の回
転数によって確認される）、回転角昨△αを大きくする
ことによってこれを補償するために用いられる。

同様に、無負荷回転時（サーボ装置、自動實速機におけ
るギヤ段）の負荷変化によって規定される、無負荷回転
数の変化を回転角度Δαを大きくすることによって補償
することもできる。

調節装置の前記作用形式において、コイル待き１３は、
接点３０が閉鎖された時、つまり、アクセルにグル１９
がその無負荷回転位置にある時にのみｊ！＋’ｊ御され
、ひいては回転角度△αが生せしめられる。しかしなが
ら、アクセルベダル１９の部分負荷時若しくは全負荷時
においても回転角度△αの制御が行なわれるように、電
子制御ユニット１５の作用を拡大させることもできる。

これは例えば、固定子７によって擦過される回転角度α
が大きくなりすぎないようにするために行なわれる。こ
の場合、コイル巻き１３を制御することによって誘導さ
れる回転角度△αが、固定子７の回転角度αに加えられ
、従ッテ、スロットルバルブ管１内におけるスロットル
バルブ２の傾斜角度ばα＋△αになる。

第１のマキシマムストッパ２６は、固定子７内の可動子
５の変位運動を、電子制御ユニット１５でミス操作が行
なわれた時に、最大値に制限し、これによって、内燃機
関の過大な無負荷回転数を妨げるためのものである。こ
の回転角度△αの最大値の大きさは、第１のマキシマム
ストツ・セ２６を調整することによって規定される。

これに対して、ミニマムストツノ？２５の位置（・ま、
電子制御ユニット１５、又はその他の、可動子５の電気
的制御構成部分が故障した場合に、スロットルバルブ２
が、アクセル梗ダルヲ操作しない時に内燃機関の回転が
まだ保証される位置を占めるように設計されている。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の１実施例によるスロットルバルブの調
節装置の概略図である。 ｌ°゛・スロットルバルブ！、２・・スロットルバルブ
、４・・支持体、５・・・可動子、７・・・固定子、９
．１０・・・伝導突起部、１１・・ギャップ、１２・・
・コイルの心、１３・・・コイ／＝４き、１４・・接続
導線、１５・・・電子制御ユニット、１６・・・スリッ
プ接点、１７・・・導体路、１８・・・スロットル制御
ライン、１９・・・アクセル被ダル、２０・・戻しばね
、２２・・スロットルバルブ・ポテンシオメータ、２４
・・・ばね、２５・・ミニマムストツノ”、２６゜２８
・・・マキシマムストツノ”、２９・・−カム、３０・
・・接点、３２・・・内燃機関、３３・・温度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関に供給される空気量を制限するためのスロ
   ットルバルブの調節装置であって、スロットルバルブ管
   （１）内で軸を中心にして回転可能なスロットルバルブ
   （２）を備えている形式のものにおいて、スロットルバ
   ルブ（２）に対して同軸的に回転可能に支承され、かつ
   、アクセルペダル（１９）に接続された固定子（７）内
   で、スロットルバルブ（２）に固く結合された可動子（
   ５）が軸受けされており、該可動子（５）が、前記固定
   子（７）内で誘導された電磁石力によってこの固定子（
   ７）に対して相対的にばね（２４）のばね力に抗して回
   転せしめられることを特徴とする、スロットルバルブの
   調節装置。 ２、固定子（７）が可動子（５）を環状に取り囲んでい
   て、固定子（７）の一部が、コイル巻き（１３）によっ
   て取り囲まれたコイルの心（１２）を形成しており、該
   コイルの心（１２）内で、コイル巻き（１３）に電流が
   流された時に電磁石力が誘導される、特許請求の範囲第
   １項記載の調節装置。 ３、固定子（７）内における可動子（５）の回転範囲が
   、両回転方向でストッパ（２５、２６、２８）によって
   制限されている、特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の調節装置。 ４、少なくとも１つのストッパ（２５、２６、２８）の
   位置が、スロットルバルブ管（１）内を貫流する空気の
   温度に応じて調節可能である、特許請求の範囲第３項記
   載の調節装置。 ５、アクセルペダル（１９）が操作されない時に、コイ
   ル巻き（１１３）に電流が流れるようになっている、特
   許請求の範囲第２項記載の調節装置。 ６、コイル巻き（１３）を流れる電流が可変であって、
   電子制御ユニット（１５）内の電流の強さが内燃機関の
   運転パラメータに応じて規定される、特許請求の範囲第
   ２項記載の調節装置。