JPH0144865Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の技術分野 本考案は、制御弁の弁開度制御に用いられるス
テツピングモータに関する。

従来技術と問題点 キヤブレタの空燃比を制御したり、アイドル回
転数を制御したりする制御弁の弁開度制御に近
年、ステツピングモータが多く使用されている。
これは応答性が良く、位置決め精度が高く、しか
も小型で、エンジンに直接取付け可能などの理由
による。

第１図はこの種の制御弁の概要を示す。１０は
ABCV（エアーブリードコントロールバルブ）と
呼ばれる制御弁で、ニードル１２，１４を備え、
この位置をステツピングモータ１６により制御し
てメーン系１８とスロー系２０のエアーブリード
を制御し、燃料、ひいては空燃比を制御する。即
ち２４は燃料（ガソリン）の容器、２６はキヤブ
レタ、２８はスロツトル弁で、エンジンの回転で
発生した負圧により空気（大気）は吸引されてエ
アクリーナ２２よりキヤブレタ２６を通り、スロ
ツトル弁２８を通つてシリンダへ導かれるが、キ
ヤブレタのベンチユリ部２６ａに燃料容器２４よ
りの通路（ウエル）２６ｂが開いているので燃料
が噴霧され、混合器となつてシリンダへ導かれ
る。メーン系１８の配管はウエル２６ｂに開口し
ており、ベンチユリ部の負圧に対して正圧を供給
する。ニードル１２が開いて該正圧が大であれば
燃料噴霧は小となり、ニードル１２が閉じて該正
圧が小であれ燃料噴霧は大となり、こうしてニー
ドル１２の位置制御で空燃比の制御が行なわれ
る。アイドル回転数を制御するスロー系２０につ
いても同様である。

ステツピングモータ１６は例えば第２図に示す
ように４個のステータコイル３０（添字ａ，ｂ…
…は相互を区別するもので、以下の説明では適宜
省略する）を備え、４相２相励磁される。即ちこ
れらのコイルは90゜ずつ離れて配置され、トラン
ジスタ３０ａ〜３０ｄをオンオフ制御してコイル
３０ａと３０ｂ，３０ｂと３０ｃ、３０ｃと３０
ｄ，……の順で逐次２コイルずつ励磁すると合成
磁界は45゜，135゜，225゜，……と移動して行く回転
磁界となり、永久磁石回転子は該回転磁界に従つ
て回転する。第３図に示すようにこのモータの回
転子３４はナツト、回転軸はそれに螺合するねじ
の如く構成されるので、回転子３４が回転すると
回転子軸３６は前進又は後退即ち直線運動をす
る。ニードル１２，１４はアーム３８により回転
子軸３６に連結されているので、回転子軸３６が
前後進すればそれに伴なつて前後進し、前述のエ
アブリード制御を行なう。ニードルの前後進量は
回転子３４の回転角に比例し、これはトランジス
タ３２ａ〜３２ｄのオンオフ変化数つまり励磁制
御部へ送るパルス数により定まるからニードル前
後進量の制御は正確に行なうことができる。ソレ
ノイドを用いた電磁弁などでは該ソレノイドを励
磁するパルスのデユーテイを制御することにより
弁位置を制御するが、かゝるものに比べてパルス
モータ使用制御弁は制御精度が遥かに高く、制御
も容易である特徴がある。

しかしパルスモータ使用制御弁は初期設定に問
題がある。即ちキースイツチをオフにしてエンジ
ンを停止すると、制御弁はその時の弁開度を保持
し、電磁弁のように初期位置へ自動復帰すること
はない。一方、キースイツチオフでエンジン制御
コンピユータは記憶情報を失なうから、エンジン
再起動時に制御弁の現在弁開度が分らず、このま
までは制御困難となる。そこでキースイツチをオ
フにしたとき、又はキースイツチをオンにしたと
き制御弁を初期位置へ設定する操作を行なうよう
にしている。初期位置としては全閉または全開位
置などが採用される。第１図の制御弁１０では全
閉位置であつて、エンジン始動時は空燃比が濃く
なるようにする。初期設定をキースイツチオン時
に行なう後者の方法は、キースイツチオン時はス
タータモータが廻つてバツテリ電圧が下るからバ
ツテリ電圧の回復後に行なう等、処理が厄介であ
り、また自動車の発進が可能になる迄に若干の遅
れが導入される等の問題がある。前者の方法はキ
ースイツチオフ時つまり運転終了時に行なうので
上記のような問題はなく、従つてこの方法が採用
されるのが普通である。しかしこのためには、キ
ースイツチをオフにしてもコンピユータの電源は
初期設定処理が終るまでオフにならないようにす
る手段具体例には電源リレーとその制御回路が必
要であり、回路部品や端子線が多くなり、接点融
着及びそれによる無益な電流供給、バツテリ電圧
の低下、などの問題がある。

考案の目的 本考案は、電源断でステツピングモータは自動
的に初期位置へ自動的に復帰するようにして、上
記問題を解決しようとするものである。

考案の構成 本考案は、回転子と回転子軸を螺合させて、該
回転子の回転で回転子軸を直線運動させるように
した弁制御用ステツピングモータにおいて、該回
転子軸に、これに対向するプランジヤ、該プラン
ジヤを押して回転子軸を初期位置へ復帰させるス
プリング、及び該プランジヤを吸引して後退させ
回転子軸の直線運動を自由にするコイルからなる
初期設定機構を設けたことを特徴とするが、次に
実施例を参照しながらこれを説明する。

考案の実施例 第４図は本考案の実施例を示し、第１図と同じ
部分には同じ符号が付してある。両者を対比すれ
ば明らかなように本考案ではステツピングモータ
１６の回転子軸３６に対してプランジヤ４０を設
け、これを前進、後退させるスプリング４２、コ
イル４４を設ける。コイル４４を励磁するとプラ
ンジヤ４０は吸引され、スプリング４２に抗して
図示状態へ後退し、そしてコイル４４を消勢する
とプランジヤ４０をスプリング４２により前進し
回転子軸３６を押してニードル１２，１４を全閉
位置へ復帰させる（初期設定する）。このとき、
回転子３４は第３図に示したように回転子軸３６
と螺合しているから、回転子軸３６の前進で駆動
されて回転し、該回転子軸３６の前進を阻止する
ことはない。

第５図はソレノイド４４及びステツピングモー
タ１６などの電源回路を示し、４８はバツテリ、
５０はキースイツチ（イグニツシヨンスイツチ）、
４６はエンジン制御用のコンピユータである。本
考案では制御弁１０は自己復帰するのでコンピユ
ータ４６はバツテリ４８へ直結できるが、初期設
定をコンピユータが行なう従来方式では第６図に
示すように遅延作用の電源リレー５２を介して接
続しなければならない。即ちキースイツチ５０を
オンにすると、ダーリントン接続されたトランジ
スタＱがオンになつて電源リレー５２のコイル５
２ａを励磁し、接点５２ｂを閉じてコンピユータ
４６に給電し、コンピユータ４６が動作して信号
Scを送り、トランジスタＱを自己保持する。従
つてキースイツチ５０をオフにしてもトランジス
タＱはオフにならず、電源リレー５２は接点５２
ｂを閉成した状態に保つ。コンピユータ４６はキ
ースイツチ５０がオフになると制御弁１０の初期
設定を行ない、それが終了すると信号Scをオフ
にする。この結果トランジスタＱはオフになり、
電源リレー５２は接点５２ｂを開放する。このよ
うに従来方式では電源リレー５２、トランジスタ
Ｑ、制御信号Scなどが必要であるが、本考案で
はかゝるものは不要である。

第７図は本考案制御弁の動作を説明するタイム
チヤートで時点t1でキースイツチ５０がオンにな
ると、コイル４４が励磁されてプランジヤ４０は
後退し、回転子軸３６が後退可能にする。従つて
コンピユータ４６がステツピングモータ１６にパ
ルスを送ると、回転子３４はそのパルス数に比例
する回転を行ない、回転子軸３６に従つてニード
ル１２，１４は該回転に比例する前後進を行な
う。矢印F₁はプランジヤ４０の動きを、矢印F₂
は回転子軸３６の動きを示す。時点t2でキースイ
ツチ５０がオフになるとコイル４４は消勢され、
スプリング４２によりプランジヤ４０は復帰し、
つれて回転子軸３６も復帰する（初期設定され
る）。

考案の効果 以上説明したように本考案によれば、ステツピ
ングモータの回転子軸を初期位置へ復帰させる機
構を設けたので、ステツピングモータへ初期設定
用パルスを送る必要はなくなり、制御回路を簡単
化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は空燃比制御系の概要を示す要部断面
図、第２図はステツピングモータの励磁コイル部
の回路図、第３図はステツピングモータ部の要部
断面図、第４図は本考案の実施例を示す断面図、
第５図および第６図は制御回路図、第７図はプラ
ンジヤ等の動作を説明するタイムチヤートであ
る。 図面で３４は回転子、３６は回転子軸、１６は
ステツピングモータ、４０はプランジヤ、４２は
スプリング、４４はコイルである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 回転子と回転子軸を螺合させて、該回転子の回
   転で回転子軸を直線運動させるようにした弁制御
   用ステツピングモータにおいて、 該回転子軸に、これに対向するプランジヤ、該
   プランジヤを押して回転子軸を初期位置へ復帰さ
   せるスプリング、及び該プランジヤを吸引して後
   退させ回転子軸の直線運動を自由にするコイルか
   らなる初期設定機構を設けたことを特徴とする弁
   制御用ステツピングモータ。