WO2001090549A1

WO2001090549A1 - Commande d'obturateur d'etranglement

Info

Publication number: WO2001090549A1
Application number: PCT/JP2001/004418
Authority: WO
Inventors: Tetsuo Muraji
Original assignee: Mikuni Corporation
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2001-05-25
Publication date: 2001-11-29
Also published as: EP1286032A1; EP1286032A4; US6575135B2; US20030070657A1; JP2001336429A

Description

明細書スロットルバルブの制御装置技術分野本発明は、特に、内燃機関のアイドリング運転に必要な吸入空気量を微細に制御することができるスロットルバルブ制御装置に関する。背景技術自動車用内燃機関において、特に、アイドリング運転は、環境や機器の温度条件、エアコン等の周辺機器の使用状態などに応じて、吸入空気量を微細に制御する必要があり、これまで種々の提案がなされている。たとえば、スロットルバルブと並行にバイパスエアー通路を形成し、このバイパスエア一通路の途中に流量制御弁を設け、この弁によりバイパスエア通路を通過する空気量を制御するものがある。

しかし、この制御方法は、流量制御弁を駆動するァクチユエ一夕の故障により、必要以上に吸入空気がェンジンに供給されるのを防止するために、エンジン暖機時の温度を利用した温度感知素子によりバイパスェァ一通路の流入を規制する安全措置が施されており、結果として装置の構造が複雑である。

そこで、スロットルバルブの低開度領域、所謂アイドルスピードコントロール領域（以下、 I S C領域）において、スロットルバルブを直接 D Cモー夕等で駆動することが考えられた。

第 5図は、このようなスロットルバルブ制御装置の公知例で、その構成を模式的に示す図である。スロヅトルバルブ 1はスロヅトルシャフト 2により図示しないスロットルボディのボア内に嵌装され、矢印方向に示すように、開又は閉のいずれの方向にも回転可能である。スロットルシャフト 2の両端側には、それそれ第 1レバ一 3と第 2レバー 4とが取り付けられている。

第 2レバー 4は、スロヅトルレバー 5に形成された壁 5 aと 5 bとの間の空間内に遊嵌され、第 1レバ一 3はフリーレバー 6に接し、フリーレバ一 6は D Cモー夕 7と図示しない歯車減速器を介して一体的に結合している。

スロヅトルボディ 8には、第 1スプリング 9と第 2スプリング 1 0の各一端が係止され、第 1スプリング 9の他端はフリ一レバ一 6に係止され、第 2スプリング 1 0の他端は第 2レバ一 4に係止されている。

スロットルレバー 5の全開位置は全開ストッパ 1 1で規制され、アイドリングの初期位置（非通電時）は、アイドリングストツノ 1 2で決められる。また、 I S Cの上限位置は I S Cストヅパ 1 3で規制され、 I S Cストッノ 1 3は、全開ストヅノ 1 1より遙かに低開度の位置に設置されている。

アイドリングストツノ 1 2は、内部にスプリング 1 2 aを有し、可動ストヅノ 1 2 bを図示しないねじ等で調整することによって、アイドリングの初期位置を調整可能としている。また、内部スプリング 1 2 aは、第 1リターンスプリング 9及び第 2リターンスプリング 1 0の合成値以上に設定されていて、 D Cモ一夕 7の非通電時には、アイドリングストッパ 1 2の可動ストヅノ 1 2 bで設定される位置でスロヅトルバルブの開度が決められる。

通常の運転におけるアクセル操作は、スロットルリンクを介してスロヅトルレバ一 5に伝達される。スロットルレバ一 5が開方向に動くと、やがて壁 5 aが第 2レバ一 4に当接し、第 2レバ一 4を第 2スプリング 1 0の付勢力に抗して移動させ、この動きがスロヅトルシャフト 2を経てス口ットルバルブ 1に作用してバルブは閧く。スロヅトルバルブ 1が開いてスロヅトルレバ一 5が全開ストヅパ 1 1に当接するまで、ァクセルによる操作が可能である。 '

スロヅトルバルブ 1が全開位置からアクセルの踏み込みを緩めていくと、スロットルレバ一 5の壁 5 aと第 2レバ一 4とは接触した状態で、第 2リタ一ンスプリング 1 0により引き戻されて閉方向に移動し、やがて、第 1レバ一 3がフリーレバ一 6に当接して停止する。スロットルレバ一 5は、図示しないリンクにより静止し、可動ストヅパ 1 2 bを変位させても第 2レバ一 4は壁 5 aと 5 bの間にあり、スロットルレバー 5 の位置は変わらない。

I S C制御は、 D Cモー夕 7を駆動して歯車列を介して第 1レバー 3 を開又は閉方向に駆動する。 D Cモー夕 7の駆動力はアイドルストッパ 1 2の内部スプリング 1 2 aよりも大きいので、可動ストヅパ 1 2 b以下の開度にすることも可能である。一方開方向への移動は、 I S Cストッパ 1 3により制限される。

以上の構成により、アイドルストヅノ 1 2と I S Cストッパ 1 3との間は、 D Cモ一夕 7により自在に開度の調整が可能となり、これを越える範囲では、運転者のアクセル操作によりスロヅトルバルブの開度が決められることになる。

上記の従来例は、非通電時におけるスロットルバルブ 1の開度を確保し、かつ、スロヅトルバルブを L 1の範囲の低開度領域においては、 D Cモ一夕により直接制御できるので、バイパスエア一通路が不要となる。しかし、上記の例では、従来 1つのリターンスプリングに対して、第 1リターンスプリングと、第 2リターンスプリングの 2つ必要となる。そのため、スロヅトルボディの構造が複雑となるといつた欠点がある。また、 D Cモ一夕によりフリ一レバ一 6を移動するときは、 2つのリターンスプリング或いは内部スプリング 1 2 aの付勢力が移動量に応じて増加するうえ、開閉方向で付勢力が異なる変化となるため、モー夕電流によるスロットル開度制御が難しく、制御回路は複雑になる。更に、モー夕は付勢力に対抗できるように出力の大きいものが必要となり、装置の大型化とコストアツプの問題が生じる。

本発明はこれらの問題の解決を図ったもので、構造が簡単で、小型化が可能なスロットルバルプ制御装置を提供することを目的としている。発明の開示上記の目的を達成するために本発明のスロットルバルブの制御装置は、スロヅトルボディのボア内に配置されたスロヅトルバルブと、該スロットルバルブを回動自在に軸支するスロヅトルシャフトと、該スロヅトルシャフトを回動するスロットルレバーとがー体的に結合した構造体と、該構造体に一端を係止して上記スロットルバルブが閉方向に回転するように付勢するリターンスプリングと、上記スロヅトルシャフトに回動自在に軸支され上記リターンスプリングの他端を係止するとともに上記構造体に接離可能なフリーレバーと、該フリ一レバーを駆動するァクチュェ一夕と、を有し、該ァクチユエ一夕が上記フリーレバーを駆動することによって上記構造体が回動し、上記スロットルバルブが開閉されることを特徴としている。

上記ァクチユエ一夕が、上記スロットルバルブを I S C領域内で閧閉する構成としたり、上記ァクチユエ一夕が、電磁コイルが卷装されて磁束を生成する磁束生成部と、 3つの磁極片をほぼ同一直線上に有し、上記磁束を分布させて 2つの磁場領域を形成する磁場形成部と、からなるステ一夕と、上記磁場領域に対応して上記磁極片を結ぶ線と平行に進退し、かつ、互いに異なる極性の 2つの着磁面を進退方向に有する着磁部材と、磁路部材とを備えたスライダと、を有する構成とすることができる ο 図面の簡単な説明第 1図は、本発明のスロットルバルブ制御装置の構成を模式的に示す図である。

第 2図は、本発明のスロットルバルブ制御装置の上面図である。

第 3図は、本発明のスロットルバルブ制御装置の正面図である。

第 4図は、本発明のスロットルバルブ制御装置の左側面図である。第 5図は、従来のスロットルバルブ制御装置の構成を模式的に示す図である。発明を実施するための最良の形態第 1図は、本発明のスロットルバルブ制御装置を示す図で、その構成 'を模式的に示している。また、第 2図から第 4図は、本発明のスロットルバルブ制御装置を搭載したスロットルボディの図で、第 2図は上面図、第 3図は正面図、第 4図は第 2図の左側面図である。

これらの図において、スロヅトルバルブ 2 1は、スロヅトルボディ 2 0に形成されたボア 2 0 a内に嵌装され、スロヅトルシャフト 2 2により回動自在となっている。スロットルシャフト 2 2の一端には、スロヅトルレバ一 2 3が固定され、スロットルバルブ 2 1、スロヅトルシャフト 2 2及びスロットルレバ一 2 3は一体的に結合された構造体 2 4を構成している。

スロヅトルシャフト 2 2には、フリ一レバ一 2 5が回動自在にとりつけられている。そして、このフリーレバ一 2 5の一端と、スロットルレバ一 2 3の一端との間に、コイルスプリングからなるリタ一ンスプリング 2 6が嵌装されている。すなわち、スロットルレバ一 2 3は、リタ一ンスプリング 2 6によりスロットルバルブ 2 1がボア 2 0 aを閉止する方向に付勢され、フリーレバー 2 5はこれとは逆の方向に付勢されている。スロットルレバー 2 3には、突起 2 3 aがあり、フリーレバー 2 5 は、リターンスプリング 2 6に押圧されて、この突起 2 3 aに圧接している。

第 3図に示すように、フリ一レバ一 2 5には連結レバ一 2 5 aが延設され、この連結レバー 2 5 aにはさらに連結口ヅド 2 5 bが接続され、連結ロヅド 2 5 bは、スロットルボディ 2 0に一体的に取り付けられたァクチユエ一夕 3 0の枠 3 0 aの孔を通過してスライダ 3 1と一体的に結合されている。

ァクチユエ一夕 3 0は、リニアトルクモ一夕からなり、このリニアトルクモー夕は、ほぼ直線的に配置された 3つの磁極片 3 2 , 3 3 , 3 4 と、それらの間に嵌装されたコイル 3 5とから構成される。スライダ 3 1の磁極片 3 2 , 3 3， 3 4と対向する側には、着磁部材 3 1 a， 3 1 bがあり、これらを磁路部材 3 1 cで結合している。着磁部材 3 1 a , 3 l bは、板状で、その厚さ方向に磁極を有し、磁極片 3 2 , 3 3， 3 4と対向する面の磁極は、一方が N極であれば他方が S極となるように配置されている。

3つの磁極片 3 2 , 3 3 , 3 4と電磁コイル 3 5とからなるステ一夕では、電磁コイル 3 5に通電されると磁束が生成され、 3つの磁極片 3 2 , 3 3 , 3 4の間に 2つの磁場領域が形成される。そして、これらの磁場領域に着磁部材 3 1 a , 3 1 bが対応して上記スライダ 3 1が直線上を進退することになる。また、進退方向は電流の極性を切替えることにより行われる。

コイル 3 5に電流が流れると、その電流値に応じてスライダ 3 1が移動する原理であるが、実際には、パルス信号による D U T Y制御で行われる。一方、コイル 3 5に通電されていない場合は、スライダ 3 1は着磁部材 3 1 a , 3 1 bの磁束がギャップ 3 6を通過しない状態で所定位置に定まる。本実施例では第 3図のように着磁部材 3 1 a、 3 l bの中心が磁極片 3 3の中央にきた位置で磁気的に保持される。スライダ 3 1 は、第 3図に示す連結ロヅド 2 5 bとの結合部が枠 3 0 aに当接する位置からフリーレバ一 2 5がストッパ 2 8に当接する位置まで移動可能である。

第 1図から第 4図では、スロットルバルブ 2 1が全閉状態から開き方向の位置にある。つまり、スロットルレパー 2 3は、リタ一ンスプリング 2 6によってフリーレバ一 2 5と連結し、フリーレバ一 2 5は、連結ロッド 2 5 , bがスライダ 3 1に結合され、スライダ 3 1が上述した構成により決められた位置で固定されるため、スロットルバルブ 2 1は任意の位置で静止する。

通常のアクセル操作は、運転席に設けられたアクセルペダルを踏むことで、スロヅトルレバ一 2 3に接続されたワイヤ（図示せず）が引かれ、スロットルレバ一 2 3を第 4図において時計方向に回転させることで行われる。スロットルレバ一 2 3は、突起 2 3 bが全開ストツノ 2 9に当接する位置まで回転できる。

I S C制御は、スロットルレバー 2 3が第 1図から第 4図に示す初期位置から、次のようにして行われる。ァクチユエ一夕 3 0に通電がされると、スライダ 3 1が通電電流値に応じた位置に移動する。これに伴つて、連結口ヅド 2 5 b、連結レバ一 2 5 aが移動し、フリ一レバ一 2 5 がスロットルシャフトを中心として回転する。このとき、フリーレバー 2 5とスロヅトルレバ一 2 3とは突起 2 3 aの所で圧接しているので、スロットルレバ一 2 3もフリーレバ一 2 5 と一緒に回転し、スロットルバルブ 2 1が開閉することになる。そして、当然であるが、このときのフリ一レバ一 2 5の回転角とスロヅトルレバ一 2 3の回転角は等しい。また、リ夕一ンスプリング 2 6の一方端はスロヅトルレバ一 2 3に、他方端はフリ一レバー 2 5に係止されているので、フリーレバ一 2 5の作動にはリタ一ンスプリング 2 6の付勢力が加わらない。

上記の I S C領域は、ァクチユエ一夕 3 0によるスロヅトルバルブ 2 1の開度範囲であり、これは、第 1図のストローク量 Lにより制限される。本実施例では、ァクチユエ一夕 3 0の枠 3 0 aを I S Cの上限ス卜ッパとしたが、フリーレバ一 2 5に当接するように設けても良い。

本発明では、スライダ 3 1がストローク量 Lだけ移動する I S C領域では、フリ一レバー 2 5は、リターンスプリング 2 6の付勢力には一切関係なく回動できる。したがって、ァクチユエ一夕 3 0の出力は、それだけ小さくすることができ、ァクチユエ一夕 3 0を小型化することが可能になる。

また、上記の構成なので、本発明では、リターンスプリングは 1つのみで足り、構成を簡単にすることができる。また、スロヅトルバルブを直接開閉駆動するので、精度の良い I S C制御が可能になり、バイパスエアー通路を使用する従来製品を大きく変更することなく構成することができる。

また、本実施例ではァクチユエ一夕にリニアトルクモ一夕を用いたが、上記の構成であれば、ステッピングモー夕、或いは、フリ一レバ一とァクチユエ一夕との連結部を歯車構造とすれば、 D Cモ一夕でも可能である

また、本実施例では、ァクチユエ一夕が非通電状態のスロットルバルブ開度を全閉状態よりも開方向の位置に設定したが、これは、エンジン始動時の空気量を通電前に予め確保することや、アイシング等によるスロヅトルバルブとボアの固着を起き難くするためである。しかし、スロットルバルブ開度の初期位置は I S C上限ストッパで規制される範囲内に限らず、故障によりスロットルワイヤが切れた場合でも安全に退避走行できる I S C領域を越えた領域に設定してもよい。産業上の利用可能性本発明のスロットルバルブ制御装置は、スロットルバルブと、スロットルシャフトと、スロヅトルレバ一とが一体的に結合した構造体と、該構造体に一端を係止して上記スロットルバルブが閉方向に回転するように付勢するリ夕一ンスプリングと、上記スロヅトルシャフトに回動自在に軸支され上記リタ一ンスプリングの他端を係止するとともに上記構造体と接離可能なフリーレバ一と、該フリ一レバ一を駆動するァクチユエ一夕と、を有し、該ァクチユエ一夕が上記フリ一レバ一を駆動することによって上記構造体が回動し、上記スロットルバルブが開閉されるようにしたので、上記ァクチユエ一夕がスロヅトルバルブを開閉する際に、リターンスプリングの抗カを受けずに行うことができる。したがって、ァクチユエ一夕を小型化することができ、構造が簡単で小型化が可能なスロヅトルバルブ制御装置を得ることができる。

上記ァクチユエ一夕が、上記スロヅトルバルブを I S C領域内で開閉する構成とすれば、スロットルバルブの開閉を I s C領域で直接制御できるので、バイパスエアー通路が不要となり、同時に、精度の高い制御が可能となる。

ァクチユエ一夕が、電磁コイルが卷装されて磁束を生成する磁束生成部と、 3つの磁極片をほぼ同一直線上に有し、上記磁束を分布させて 2 つの磁場領域を形成する磁場形成部と、からなるステ一夕と、上記磁場領域に対応して上記磁極片を結ぶ線と平行に進退し、かつ、互いに異なる極性の 2つの着磁面を有する着磁部材と、磁路部材とを備えたスライダと、を有する構成とすれば、スロットルバルブ開度を電流値に応じて、無段階に精度よく制御することができる。

Claims

請求の範囲

1 . スロヅトルボディのボア内に配置されたスロットルバルブと、該スロットルバルブを回動自在に軸支するスロヅトルシャフトと、該スロヅトルシャフトを回動するスロヅトルレバ一とが一体的に結合した構造体と、該構造体に一端を係止して上記スロットルバルブが閉方向に回転するように付勢するリタ一ンスプリングと、上記スロヅトルシャフトに回動自在に軸支され上記リターンスプリングの他端を係止するとともに上記構造体に接離可能なフリ一レバ一と、該フリーレバーを駆動するァクチユエ一夕と、を有し、該ァクチユエ一夕が上記フリーレバーを駆動することによって上記構造体が回動し、上記スロットルバルブが開閉されることを特徴とするスロットルバルブの制御装置。

2 . 上記ァクチユエ一夕が、上記スロットルバルブを I S C領域内で開閉することを特徴とする請求の範囲 1記載のスロットルバルブの制御装置。

3 . 上記ァクチユエ一夕が、電磁コイルが卷装されて磁束を生成する磁束生成部と、 3つの磁極片をほぼ同一直線上に有し、上記磁束を分布させて 2つの磁場領域を形成する磁場形成部と、からなるステ一夕と、上記磁場領域に対応して上記磁極片を結ぶ線と平行に進退し、かつ、互いに異なる極性の 2つの着磁面を進退方向に有する着磁部材と、磁路部材とを備えたスライダと、を有することを特徴とする請求の範囲 1又は 2記載のスロットルバルブの制御装置。