JPH01203620A - エンジンのアイドル回転制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンがアイドル回転にある時に、外部状況
に応じて吸気量を増減させてアイドル回転を安定化させ
るようにしたアイドル回転制御装置に関し、更に詳しく
は、エンジンがアイドル回転状態にある時に絞り弁を開
閉して吸気量を制御する装置の駆動源に関する。

（従来の技術） 自動車用のエンジンでは、アイドル時の回転数をできる
だけ抑制して燃費の向上、排気性能の改善を図っている
。ところが、アイドル回転数を低下させ過ぎると、その
反面で、冷間始動時や暖機運転時、更にはクーラ等の外
部負荷作用時にアイドルが不安定となってしまう。従っ
て、外部状況の変化に応じて吸気量を変更させることが
行なわれている。例えば、冷開始動時や暖機運転時、更
にはクーラ等の外部負荷作用時にはアイドル回転数を高
めてエンスト等が起こら無いようにしている。

このアイドル回転時の吸気量の変更方式の−つに、絞り
弁の開閉制御方式がある。この絞り弁の開閉制御方式は
、アイドル状態にあるエンノンの絞り弁を外部状況に応
じて開閉制御するものである。従来、この種の制御装置
の駆動源としては、直流モータが最も多く使用されてい
た。

以下に従来公知の紋り弁の開閉装置について、第６図を
参照して説明する。

吸気通路１には絞り弁２が設けられており、該絞り弁２
はレバー３によって１３１１閑される。スプリング４は
絞り弁２を閉鎖方向に付勢するものであり、アクセルペ
ダル５を踏み込むことにより該スプリング４に抗してレ
バー３を揺動させる。レバー３には当接部６が設けられ
ており、該当接部６にアクチエエタフの出力軸８が当接
されている。アクチュエータ７は直流モータ９を内蔵し
ており、前記出力軸８は該直流モータ９により出入制御
されている。

直流モータ９による出力軸８の出入機構は以下のとおり
である。

直流モータ９にはピニオン１０が設けられており、中間
歯ＩＩＬ１１を介して歯車１２を減速回転させる。歯＄
１２にはねじ部が形成されており、該ねじ部に出力軸８
が螺入されている。出力軸８は軸方向には移動可能であ
るが回転不能となっており、該当＄１２の回転が出力軸
８の出入変位となる。

（発明が解決しようとする課題） 以上に述べた従来公知の直流モータによる絞り弁２の開
閉制御装置では、次のような問題点があった。

アクチエニータフの出力軸８は絞り弁２を閉鎖方向に付
勢するスプリング４に抗して駆動させなければならない
ので、大きいトルクを必要とする。ところが、直流モー
タは高連口転で低トルクであるため、大トルクを得るに
は大きい減速機構を必要とする。このため、装置が複雑
化しかつ大型化する欠点がありな、又、直流モータは機
械的時定数が大きいため、制御用アクチエエータとして
は応答性がよくなかった。

一方、圧電素子を用いた超音波モータは、従来公知であ
る。（特開昭５８−１４８６８２号公報参照） この公知の超音波モータは、小型、軽量で低速、高トル
クの特性を持ち、更に応答性も良いと言う特徴を持っで
いる。

そこで、本発明の目的は、従来公知の超音波モータの新
規な用途として、前記アイドル回転の制御装置の駆動源
として用い、以て高精度、高トルク、小型の制御装置を
提供せんとするにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の特徴とするところは、絞り弁開閉制御方式のエ
ンジンのアイドル回転制御装置において、その駆動源と
して従来公知の直流モータに変えて超音波モータを設け
たところにある。

（実施例） 以下、図によって本発明の実施例について説明する。

第１図は、本発明が適用される絞り弁開閉制御方式のエ
ンジンのアイドル回転制御装置を示す断面図である。

図において、吸気通路２１には絞り弁２２が設けられて
おり、該絞り弁２２はレバー２３によって開閉される。

スプリング２４は絞り弁２２を閉鎖方向に付勢するもの
であり、アクセルペダル２５を踏み込むことにより該ス
プリング２４に抗してレバー２３を揺動させる。レバー
２３には７ツク２６が設けられており、該７ツク２６に
アクチエエータ２７の出力軸２８が係合されている。７
クチエエータ２７は、その出力軸２８の駆動源として後
述の超音波モータを内蔵しており、該超音波モータは第
２図に示すコントローラ２９からの電気信号によって制
御されでいる。コントローラ２９には、第２図に示すよ
うに、アクセルペダルが開放されて絞り弁２２がアイド
ル位置にあることを検出する絞り弁スイッチ３０の信号
、車速センサー３１、エンジン冷却水の水温センサー３
２、エアコンディジタナ−のコンプレッサー負荷信号３
３、トルコン負荷信号３４、エンジン回転数３５等、種
々の制御因子の信号が与えられる。コントローラ２９は
、紋り弁スイッチ３０の信号及び車速センサー３１の信
号を受けてエンジンがアイドル状態にあることを判別す
ると、水温センサー３２、コンプレッサー負荷信号３３
、トルコンの負荷信号３４によって予め定められた目標
アイドル回転数と実際のエンジン回転数３５とを比較し
、その差に応じて目標回転数となるように制御量を計算
し、これを７クチエエータ２７の超音波モータに与える
。

第１図に戻って、超音波モータ３６は固定子３７と回転
子３８とを有している。固定子３７は弾性体に分極処理
した圧電素子を設けた構造となっており、回転子３８の
ねじ部には前記出力軸２８のねじ部が螺入されている。

この圧電体に高周波電圧を印加すると固定子３７に屈曲
振動による進行波が発生し、この進行波が回転子３８を
回転駆動させるものとなっている。尚、駆動のメカニズ
ムは前記特開昭５８−１４８６８２号公報に記載されて
いるので、その詳細は省略する。

＠３図に示すように、出力軸２８の回転を阻止し、かつ
軸方向にのみ出入できるように、出力軸２８は断面非円
形のブシュ３９を貫通している。尚、上記実施例におい
ては、ねじ機構によって回転変位を往復動変位に変換し
ているが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、回転変位を往復動変位に変換する種々の変換機構を
含むものである。

上記のように構成された本発明の作用について説明する
。

コントローラ２９からの電気信号を受けて超音波モータ
３６の固定子３７に進行波が発生し、この進行波によっ
て回転子３８が回転される。

回転子３８が回転すると、出力軸２８が出入し、レバー
２３が揺動して絞り弁２２を開閉し、アイドル吸気量を
変更する。

尚、出力軸とレバーとの係合は第１図のようなフック係
合に限定されるものではなく、第４図に示すように、出
力軸２８がレバー２３の端部２３Ａに当接する構造とし
ても良し１゜この構造は１６図で説明した公知技術と同
一の構造である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によると次のような効果を
奏する。

第５図は、直流モータと超音波モータの起動特性の一例
を示す線図であり、図を参照して、従来の直流モータは
起動から定格回転に至るまでの時間が６０　ｍ５ｅｃ必
要であり、応答性が悪いが、超音波モータは起動から定
格回転に至るまでの時間が１．０＋ｓｅｃで良いので、
応答性が非常に高い。この応答性は直流モータの場合、
多数の減速歯車を介しているので、−層遅れるものとな
っているが、超音波モータを用いると、高トルクである
から減速の必要がなく、その面でも応答性がよい。

又、超音波モータの回転子は直流モータにおける出力軸
歯車と構造的に類似しているので、従来８１構のレイア
ウトを殆ど変更することなしに適用でさるものとなる。

足音波モーフは、それ自体小型軽量で、低速高トルクで
あるため、これを駆動源として使用することにより、小
型軽量でかつ高精度の絞り弁制御装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

ｆｐＪ１図は本発明の一実施例を示す絞り弁制御装置の
概略図であり、第２図は第１図の制御方式を説明するブ
ロック図、第３図はｆ５１図のＸ−Ｘ断面図、第４図は
本発明の他の実施例を示す断面図、第５図は本発明の超
音波モータと直流モータとの起動特性を説明するための
特性線図、第６図は従来公知の直流モータを用いた紋り
弁制御装置の断面図である。 ２１：吸気通路　２２：絞り弁　２３ニレバー２４ニス
プリング　２５：アクセルペブル２６：フツク　２７：
アクチユエータ ２８：出力軸　２９：コントローラ ３０：絞り弁スイッチ　３１：車速センサー３２：水温
センサー ３３：コンプレッサー負荷信号 ３４：トルコン１１号３５　：エンジン回転数３６：Ｊ
］！音波モータ　３７：固定子３８：回転子　３９ニブ
シユ 代理人弁理士　辻　三部（ばか１名） 第１図 第２ｒ１１ 第４図 第５図 →時間（ｍｓｅｃ） 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　エンジンの吸気通路に設けられた絞り弁をアイドル回
   転時にアクチュエータによって開閉し、以て外部状況に
   応じてアイドル吸気量を制御するようにしたエンジンの
   アイドル回転制御装置において、 複数個の分極処理した圧電素子を取り付けた弾性体を固
   定子とし、該弾性体の表面に進行波を発生させてこれに
   より回転子を駆動する超音波モータを駆動源として設け
   、該超音波モータの回転子に直接第１のねじ部を設け、
   該第１のねじ部と噛合う第２のねじ部を有する出力軸を
   設け、前記出力軸に前記流量制御弁の弁体を設けて、超
   音波モータの回転によって該弁体を軸方向に出入させる
   ことを特徴とするエンジンのアイドル回転制御装置。