WO2001021949A1

WO2001021949A1 - Dispositif de controle de soupape d'etranglement

Info

Publication number: WO2001021949A1
Application number: PCT/JP2000/006175
Authority: WO
Inventors: Hiroyuki Koizumi
Original assignee: Mikuni Corporation
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 2000-09-08
Publication date: 2001-03-29
Also published as: JP2001082181A

Description

明細 ^: スロットル弁制御装置

技術分野

本発明は、スロットル開度（スロットル弁の開度）を電気的に駆動するスロットル弁制御装置に関し、当該スロットル開度を、アイドリング開度時よりも開き方向の所定開度（以下、デフォルト開度という）に保持して、例えばエンジンの始動性を良好にするなどのためのスロットル弁制御装置に関する。背景技術

デフォルト開度を設定する主な目的は、エンジンの始動性を良好にし、緊急回避運転を可能にすることである。具体的には、エンジンの始動時に、増量の空気が供給されるようにし、また、走行時に、スロットル制御系統に故障が発生した場合などに、故障車両を運転できるだけの空気量が確保されるようにすることである。更なる目的として、スロットル弁の氷結やデポジット等による固着を阻止する効果も付随する。

かかるデフォルト開度の設定には、従来から、第 6図に示すスロットル弁制御装置 1 0 0のような構成が用いられていた。

第 6図の装置 1 0 0は、このような構成を模式的に示したもので、吸気通路 1 0 1を開閉するスロットル弁 1 0 2が取り付けられたスロットル軸 1 0 3に、略長円形で板状のアーム 1 0 4が固着され、このアーム 1 0 4に対し、一方の端部 1 0 5 aが固定されるとともに、他方の端部 1 0 5 bが上記アーム 1 0 4に係止された戻しパネ 1 0 5が配設されており、この戻しバネ 1 0 5により、アーム 1 0 4を介してスロットル軸 1 〇 3が同図において時計方向に、即ち、スロットル弁 1 0 2が吸気通路 1 0 1を全閉する方向に付勢されている。一方、装置 1 0 0には、上記アーム 1 0 4に対して、対抗バネ 1 0 6が突出片 1 ◦ 7を介して配設されており、この対抗バネ 1 0 6により、アーム 1 0 4を介してスロットル軸 1 0 3が同図において反時計方向に、即ち、スロットル弁 1 0 2 が吸気通路 1 0 1を全開する方向に付勢されている。

このような従来装置では、スロットル弁が取り付けられたスロットル軸に対し、スロットル開度を常に全閉方向に付勢するパネ、即ち、上述の戻しパネが作用するとともに、当該スロットル軸に対し、スロットル開度を全開方向に付勢するパネ、即ち、上述の対抗パネが作用するようになっており、結果的に、これらパネ間の力の差によってデフォルト開度が設定されるようになっている。

即ち、従来装置では、デフォルト開度位置の精度を保っために、対抗パネに対しては戻しパネよりも十分に大きい荷重、例えば 2倍以上の設定荷重が負荷されるように設計されている。これに伴い対抗パネの諸寸法が大きくならざるを得ず装置全体を小型化するのが難しい。また、デフォルト開度の設定を、戻しパネと対抗パネとの機械的な力の差に拠つているために、スロットル弁を駆動するモータの制御に際しては、当該パネ力の差を考慮しなければならない。

本発明の目的は、デフォルト開度を、戻しパネと対抗パネとの間の力の差を利用せずに設定できるスロットル弁制御装置を提供することにある。

また、本発明の目的は、上記設定をトルクモータの磁気的性質を利用して精度よく、しかも簡便に行えるスロットル弁制御装置を提供することにある。

また、本発明の目的は、上記設定の調整が簡単に行えるスロットル弁制御装置を提供することにある。発明の開示

前記課題を解決するために、本発明の請求の範囲第 1項に係るスロットル弁制御装置は、エンジンの吸気通路を開閉するスロットル弁の制御装置に関するもので、スロットル弁を収容するスロットルボディに直接取り付けられた弾性部材、或いはスロットルボディに付設されたプレートを介して取り付けられた弾性部材と、この弾性部材で挟まれたストッパ部村とを備え、スロットル開度がデフォルト開度にある時に、スロットル弁のスロットル軸の回転に伴って回転するように取り付けられたレバーが、ストツバ部材を挟んだ弾性部材によって保持される態様をなすようにしたものであり、レバ一が従来装置のような戻しパネと対抗パネとの力の差の下で保持される態様をなすものとは基本的に異なっており、したがって、従来装置のように、戻しバネ、とりわけ対抗パネに対する設定荷重を理由に装置全体を小型化するのが困難である、ということはない。

ところで、本装置においては、デフオルト開度にある時のレノ一には、設計上、弾性部材からの押圧力（付勢力）が全く加わらない構成を採つている。しかし、レバー（即ち、スロットル軸）に対し弾性部材から押圧力が加わる場合があるが、これは部材の加工公差や組み付け公差等によるものであり、たとえレバ一に押圧力が加わっても、かかる押圧力は、上記公差等を弾性部材で保持するための当該弾性部材の保持力に相当する程度のものである。

ところで、本装置の弾性部材には、捻りコイルパネ単独で構成するのみならず、 2枚の板パネで構成するもの、或いは、両端の板部材を捻りコィルバネで連結してレバー式にしたものなどでもよく、適宜選定すればよい。

本発明の請求の範囲第 2項に係るスロットル弁制御装置は、スロットル弁のスロットル軸の回転をトルクモータで行う場合に、スロットル弁を収容するスロットルボディに直接取り付けられた弾性部材、或いはスロットルボディに付設されたプレートを介して取り付けられた弾性部材と、この弾性部材の弾性力を抑止するストツバ部材とを備え、スロットル開度がトルクモータによってデフオルト開度の状態になる時、スロットル軸の回転に伴って回転するレバーが、弾性部材に当接することにより位置決めされるようにしたものである。

即ち、本装置は、トルクモータ（例えば本出願人に係る特願平 1 0— 1 7 3 9 1 3に記載のァクチユエ一夕等）の磁気的性質、即ち、非通電時（トルクモータへの通電が遮断されたような時）に形成される磁力によってその回転子が安定する位置に戻る特性を利用し、且つ、当該戻り位置へのバラツキを、レバーを介して弾性部材で矯正される構成をなすものであり、これにより、デフォルト開度を精度よく、しかも簡便に設定できるようになる。

デフォルト開度の設定に際しては、部材の加工公差や組み付け公差等を予め見越すとともに、トルクモータに対し、その回転子が磁力によつて安定する位置を調整して、レバーがデフォルト開度位置で弾性部材に当接するようにすることで、デフォルト開度の設定を精度よく、しかも簡便に行える（尚、トルクモータの回転子を上記公差範囲内で調整した場合は、弾性部材は、レバーに対する押圧力を発生しない状態にて、トルクモータの戻り位置へのバラツキを矯正する）。

ところで、本装置においては、上記位置決めに要する弾性部材は、スロットル弁の開き方向に対し抗カを与えるように配されるもの、又はその閉じ方向に対し抗カを与えるように配されるもののいずれかでよく、これにより、トルクモータは、デフォルト開度位置とアイドリング開度位置との間、又はデフォルト開度位置と全開位置との間のスロットル弁の回転駆動に際しては、弾性部材からの抗カを受けることがないので、このときの当該トルクモータの消費電力が削減されることも本装置の大きな特徴の一つである。但し、何れの回転駆動に際し当該抗カを受けることがないようにするかは、本装置が用いられるエンジンの機種等に拠つて適宜選定される。

本発明の請求の範囲第 3項に係るスロットル弁制御装置は、弾性部材とレバーとの相対位置を変えることによってデフオルト開度の調整が行えるようにしたもので、相対位置を変える簡単な具体例としては、例えば、弾性部材或いはストツバ部材をレバー軸（即ち、スロットル軸）に対し直角方向に進退させるようしたり、また、スロットルボディに対する弾性部材及びストツバ部材の取り付け角度を調整するようにしたりすることなどが挙げられるが、これに限るものではない。図面の簡単な説明

第 1図は、本実施の形態に係るスロットル弁制御装置の斜視構成図である。第 2図は、第 1図の装置の動作説明図である。第 3図は、本実施の形態に係る他のスロットル弁制御装置の斜視構成図である。第 4図は、種々の弾性部材の形態例の説明図である。第 5図は、本実施の形態に係るスロットル弁制御装置を備えたスロットル弁システムの構成図である。第 6図は、従来のスロットル弁制御装置を模式的に示す構成図である。発明を実施するための最良の形態

本発明の実施の形態に係るスロットル弁制御装置 1を、第 1図及び第 2図を参照して説明する。つつ時計方向に所定角度まで回転制御（スロットル弁をデフォルト開度より閉じ方向に制御）すればよく、このとき、端部 6 bは、ストツバ部材 7によって静止状態に保持され、レバー 4に対する端部 6 bからの押圧力が作用せず、レバー 4の、デフォルト開度位置への戻り時間が短縮化されることは上述と同様である。

そして、スロットル制御系統に故障が発生した場合などには、レバ一 4がコイルパネ 6から押圧力（付勢力）を受けて第 2図（A) の状態に戻り、端部 6 b、 6 cで保持される。

ところで、本装置 1 においては、レバー 4は、コイルバネ 6の端部 6 b、 6 cで規制されつつ回転するように構成されているため、スロットル弁の全開時やアイドリング開度時に端部 6 bや 6 cから外れて脱落するようなことがない。また、弾性部材としてコイルパネ 6を用いると、トルクカーブが複雑でなく、しかも、荷重設定幅を広く採ることができる利点がある。

ところで、第 1図において、 8は、デフォルト開度調整部であり、このデフォルト開度調整部 8は、プレート 5に固定された受台 9と、この受台 9のネジ穴に螺合するとともに、その先端が上記ストツバ部材 7に係合したボルト部材 1 0とで構成され、ボルト部材 1 0を進退することによってストツバ部材 7を同図の矢印方向（レバー 4軸（即ち、スロットル軸 2 ) に対し直角方向）に進退させることができ、これによりデフオルト開度の調整が行える。

このようなデフォルト開度の調整は、上述のデフォルト開度調整部 8 に代えて第 3図のようにしても行うことができる。即ち、ストツバ部材 7がプレート 5に固着される場合には、プレート 5をスロットルボディに取り付ける際にプレート 5に穿設される穴を、長穴 1 1で構成されるようにして、スロットルボディに対するプレート 5の取り付け、換言すればス口ットルボディに対するコィルバネ 6及びストッパ部材 7の取り付けを同図の矢印方向において角度設定することにより、デフオルト開度の調整が行える。

ところで、上述した実施の形態に係る装置 1では、その弾性部材として捻りコイルパネ 6を用いたものについて説明したが、当該弾性部材としては、例えば、第 4図（A ) や（B ) に示す形態のものであってもよい。

同図（A ) の弾性部材は、 2枚の板パネ 1 2、 1 3からなり、これら板パネ 1 2、 1 3に上記ストツバ部材 7を挟んでボルトなどで固定してなるものである。この場合、 2枚の板バネ 1 2、 1 3の代わりに、これらを一体に成形したコの字型の板パネであってもよい。

同図（B ) の弾性部材は、捻りコイルパネ 1 4と、そのフックに係止された板部材 1 5、 1 6とで構成されるレバ一式のものである。この場合、例えば、板部材 1 6の代わりに、湾曲した板部材 1 7 (同図中の点線で示す）を用いてもよく、これを用いれば、例えば、スロットル開度が全開になる手前から付勢力の勾配を緩やかに設定することもでき、細かい制御を必要としない全開付近を除くスロットル開度域での制御性を向上させることができる。

このようにして、レバー 4の、捻りコイルバネ 6の端部 6 bや 6 cに対する軌跡、所謂セントロードを適宜設計すれば、所望のレバー 4の角変位に対するモータのトルクに関する種々の特性曲線を得ることができる。その例をいま一つ挙げると、レバー 4の角変位に対応する捻りコィルバネ 6からの当該レバー 4に加わる分力を一定にして、どこのスロットル開度位置からでも当該レバー 4を元の位置（デフオルト開度位置）に戻す力（二トルク）が一定になるようにすることができ、これにより、レバ一 4を回転駆動する上記モータの消費電力を抑えることができる。従来装置のような構成からでは、このようなトルクの自由な設定は不可能である。

次に、本発明の実施の形態の一つで、スロットル軸 2の回転をトルクモータで行う場合を第 5図を参照して説明する。但し、第 5図において、第 1図等の構成要素と同一の構成要素には同一番号を付し、その説明は割愛する。

尚、第 5図（A) は、本装置を備えたスロットル弁システムの断面構成図、また、同図（B ) は、同図（A) の A矢視図であり、これらの図は、トルクモータの非通電時での状態で、この状態では、トルクモータの回転子は上述の安定した位置にあり、スロットル開度はデフォルト開度にある。

本スロッ卜ル弁制御装置 2 0は、スロットル弁 2 aのスロットル軸 2 に連結された、後述する当該トルクモータ 2 1の回転子 2 8に、上記プレート 5を介して取り付けられ、第 5図に示すように、その基部 6 aから端部 6 b及び端部 2 2 aが延出した形態をなす捻りコイルパネ（弾性部材） 2 2を備えるものである。但し、端部 2 2 aは、レバ一 4までは延出しておらず、レバ一 4が端部 6 b、 2 2 a間で保持される態様はなしていない。このような装置 2 0においては、上述のように、部材の加ェ公差や組み付け公差を予め見越してデフォルト開度を次のようにして設定する。本実施の形態では、スロットル弁 2 aがスロットル軸 2に固定され、回転子 2 8及びレバー 4は、スロットル軸 2に対し固定位置が調整可能になっている。したがって、スロットル弁 2 aとレバー 4とをデフォルト開度位置に固定した上で、回転子 2 8のみを反時計方向に回転させて磁力により当該回転子 2 8が安定する位置を調整する一方、レバー 4が上記デフオルト開度位置で捻りコイルパネ 2 2の端部 6 bに当接するようにすることで、デフォルト開度の設定を精度よく、しかも簡便に行える。

また、本実施の形態では、トルクモータ 2 1は、デフォルト開度位置とアイドリング開度位置との間のスロットル弁 2 aの回転駆動に際しては、捻りコイルバネ 2 2からの抗カを受けることがない構成となっている。

ところで、当該トルクモータ 2 1は、本装置 2 0とスロットルボディ 2 3との間に介装される態様で、スロットルボディ 2 3に連設されている。このトルクモー夕 2 1は、ヨーク 2 4の中央上部に駆動源としてのコイル 2 5が配設されるとともに、このコイル 2 5の下方に、当該コィル 2 5への通電によって磁極が形成される 3つの磁極片 2 6が配設され、わずかなエアーギヤップ 2 7を隔てて上記磁極片 2 6に対向する態様で回転子 2 8が軸着されており、更に、回転子 2 8の周縁上に N極 · S極にそれぞれ着磁されたマグネット 2 9が配設されている。そして、第 5 図に示すようなコイル 2 5が非通電の状態にある時には、これらマグネット 2 9により、上記エアーギヤップ 2 7を介して磁極片 2 6との間に磁束ループが形成され、この磁束ループによる磁場のもとでは、回転子 2 8は上記安定位置で保持される。

このようなトルクモータ 2 1は、アクセル操作量に応じてスロットル弁 2 aを回転制御するが、このとき、デフォルト開度位置から全開位置への制御に際しては捻りコイルパネ 2 2からの抗カを受け、デフォルト開度位置からアイドリング開度位置への制御に際しては捻りコィルバネ 2からの抗カを受けない一方、故障時に当該トルクモータ 2 1が非通電の状態になった時などにおいては、その回転子 2 8が上記安定位置に戻るとともに、レバー 4が捻りコイルパネの端部 6 bで位置決めされる。この時、本装置 2 0は、第 5図に示す状態となり、スロットル開度は、デフォルト開度を形成している。ところで、当該トルクモータ 2 1においては、マグネット 2 9に対向する各磁極片 2 6の長さ（円弧上の）がそれぞれ異なる態様をなしており、これにより所望のデフォル卜開度に設定することができる。

また、本装置 2 0は、本実施の形態のようにトルクモータ 2 1に連設される場合はもとより、スペース上の都合等で、第 5図において配設されている側とはスロットル弁 2 aを基準として反対側に配設されるようにしてもよい。産業上の利用可能性

本発明のスロットル弁制御装置によれば、デフォルト開度を、戻しバネと対抗パネとの間の力の差を利用せずに設定できる。

また、本発明のスロットル弁制御装置によれば、上記設定をトルクモータの磁気的性質を利用して精度よく、しかも簡便に行える。

また、本発明のスロットル弁制御装置によれば、上記設定の調整が簡単に行える。

請求の範囲

1 .スロットル弁を収容するスロットルボディに付設された弾性部材と、該弾性部材で挟まれたストツバ部材とを備え、前記スロットル開度がデフォルト開度にある時に、前記スロットル弁のスロットル軸の回転に伴つて回転するレバーが、前記ス卜ツバ部材を挟んだ前記弾性部材によつて保持される態様をなすことを特徴とするスロットル弁制御装置。

2 . スロットル弁のスロットル軸の回転をトルクモータで行うスロットル弁制御装置であって、前記スロットル弁を収容するスロットルボディに付設された弾性部材と、該弾性部材の弾性力を抑止するストツバ部材とを備え、前記スロットル開度が前記トルクモータによってデフォルト開度の状態になる時に、前記スロットル軸の回転に伴って回転するレバ一が、前記弾性部材に当接することにより位置決めされることを特徴とするスロットル弁制御装置。

3 . 前記デフォルト開度の調整が、前記弾性部材と前記レバーとの相対位置を変えることによってなされることを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項に記載のスロットル弁制御装置。

Claims

1/6 第 1図