(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気通路に金属材質を重ねて当てたプラスチック（Ｐｌａｓｔｉｃ）材質のハウジングユニットと、
前記空気通路を開閉するフラップバルブと、
エンジンの始動停止時、制御器を通して駆動され、前記フラップバルブを開放するための回転動力を発生させるモータと、
前記モータの回転動力を受けて前記フラップバルブを完全閉鎖状態から完全開放状態に切り換え、運転者による前記エンジンの始動停止とは異なる異常な始動停止時、前記空気通路を通して空気供給が行われるように、前記モータの駆動なしに前記フラップバルブの完全開放状態を維持させる電子減速器と、
運転者による前記エンジンの始動停止時、前記モータの駆動がない状態で弾性復元力で前記フラップバルブを完全閉鎖状態に戻す復帰ユニットとを含んで構成されていることを特徴とする空気遮断バルブ。
【請求項２】
前記ハウジングユニットは、前記空気通路に重ねて当てられた金属材質のボアとともに、前記空気通路の両側に具備された金属材質の一対のベアリングがモールディング成形されたハウジングボディと、前記ハウジングボディの一方の側面部位で一体に形成され、前記モータを収容するモータボディと、前記ハウジングボディの他方の側面部位で一体に形成され、前記電子減速器を収容するギヤボディとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の空気遮断バルブ。
【請求項３】
前記電子減速器は、前記モータの回転動力を減速しトルクを増大することによって前記フラップバルブを回転させ、前記フラップバルブを完全開放状態に切り換える時に前記復帰ユニットに加えられる弾性復元力を形成させるギヤユニットと、
前記ギヤユニットの回転位置の変化で前記フラップバルブの完全閉鎖信号と完全開放信号をそれぞれ発生させて前記制御器に伝送するセンシングユニットと、
前記フラップバルブの完全開放を認知した前記制御器を通して作動して前記フラップバルブの完全開放状態を固定させ、運転者による前記エンジンの始動停止を認知した前記制御器を通して作動して前記フラップバルブの完全開放状態を固定解除するホールディングユニットとから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の空気遮断バルブ。
【請求項４】
前記ギヤユニットは、前記モータを通して回転するスーパーギヤと、前記スーパーギヤの回転を減速しトルクを増大させる減速ギヤと、前記減速ギヤのギヤ軸に結合されるインターギヤと、前記インターギヤに噛み合って回転減速とトルクが増大することにより、互いに締結された状態で前記フラップバルブを開閉するシャフトギヤとから構成されていることを特徴とする請求項３に記載の空気遮断バルブ。
【請求項５】
前記シャフトギヤは、前記フラップバルブを開放するために回転する時に前記復帰ユニットをなす捻じスプリングを弾性変形させ、前記捻じスプリングから加えられる弾性復帰力は前記シャフトギヤに持続的に加えられることを特徴とする請求項４に記載の空気遮断バルブ。
【請求項６】
前記スーパーギヤと、これに噛み合った前記減速ギヤと、前記減速ギヤの前記インターギヤに噛み合った前記シャフトギヤとは、一直線上に配列されていることを特徴とする請求項４に記載の空気遮断バルブ。
【請求項７】
前記センシングユニットは、前記ギヤユニットの回転位置の変化に応じてともに位置変化するマグネットと、
前記マグネットの位置変化を互いに異なる２ヶ所の位置でそれぞれ検出して前記制御器に伝送される検出信号を発生するホールセンサとから構成されていることを特徴とする請求項３に記載の空気遮断バルブ。
【請求項８】
前記ホールセンサは、前記制御器に送受信する回路を具備した回路基板に備えられ、前記マグネットの１ヶ所の位置を検出する第１ホールセンサと、
前記第１ホールセンサに間隔を置いて前記回路基板に備えられ、前記マグネットの位置変化に応じた他の１ヶ所の位置を検出する第２ホールセンサとから構成されていることを特徴とする請求項７に記載の空気遮断バルブ。
【請求項９】
前記第１ホールセンサと第２ホールセンサは、最大９０度の間隔を有することを特徴とする請求項８に記載の空気遮断バルブ。
【請求項１０】
前記第１ホールセンサの検出信号は、前記フラップバルブの完全開放位置であり、前記第２ホールセンサの検出信号は、前記フラップバルブの完全閉鎖位置であることを特徴とする請求項９に記載の空気遮断バルブ。
【請求項１１】
前記ホールディングユニットは、電源通電時にロッドを引っ張って内部のリターンスプリングを圧縮する一方、電源遮断時に前記リターンスプリングの弾性復元力で前記ロッドを押し出すソレノイドと、前記ロッドの引き込み時に反時計方向に回転する一方、引き出し時に時計方向に回転する回転中心点を有するラチェットと、
前記ラチェットの反時計方向への回転時に離隔する一方、時計方向への回転時に噛み合って前記ギヤユニットを拘束するラチェット突起とから構成されていることを特徴とする請求項３に記載の空気遮断バルブ。
【請求項１２】
前記ギヤユニットは、前記モータを通して回転するスーパーギヤと、前記スーパーギヤの回転を減速しトルクを増大させる減速ギヤと、前記減速ギヤのギヤ軸に結合されるインターギヤと、前記インターギヤに噛み合って回転減速とトルクが増大することにより、互いに締結された状態で前記フラップバルブを開閉するシャフトギヤとから構成され、前記ラチェット突起は、前記シャフトギヤに一体に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の空気遮断バルブ。
【請求項１３】
前記制御器は、前記フラップバルブの水分氷結による固着時に熱を発生させるヒータの制御をさらに含み、前記ヒータは、前記空気通路に重ねて当てられた金属材質部位を加熱することを特徴とする請求項１に記載の空気遮断バルブ。
【請求項１４】
フラップバルブで開閉される空気通路に金属材質を重ねて当てたプラスチック（Ｐｌａｓｔｉｃ）材質のハウジングユニットと、
運転者によるエンジンの始動開始時、前記フラップバルブを開放するための回転動力を発生させるモータと、
前記モータを通して回転するスーパーギヤと、前記スーパーギヤの回転を減速しトルクを増大させる減速ギヤと、前記減速ギヤのギヤ軸に結合され、トルクを減らし回転を増加させるインターギヤと、前記インターギヤに噛み合って回転することにより、互いに締結された前記フラップバルブを開閉するシャフトギヤとからなるギヤユニットと、
前記シャフトギヤに固定されたマグネットの位置変化を互いに異なる２ヶ所の位置でそれぞれ検出し、１ヶ所の検出信号を前記フラップバルブの完全閉鎖位置として、他の１ヶ所の検出信号を前記フラップバルブの完全開放位置として用いるセンシングユニットと、
電源通電時に内部のリターンスプリングを圧縮しながら引き込まれる一方、電源遮断時に前記リターンスプリングの弾性復元力で引き出されるロッドを具備したソレノイドと、前記ロッドの引き込み時に反時計方向に回転し、前記シャフトギヤに形成されたラチェット突起から離隔する一方、引き出し時に時計方向に回転し、前記ラチェット突起に噛み合って前記シャフトギヤを拘束するラチェットとからなるホールディングユニットと、
運転者による前記エンジンの始動停止時、前記モータの駆動がない状態で前記シャフトギヤに弾性復元力を加えて前記フラップバルブを完全閉鎖状態に戻す捻じスプリングと、
前記フラップバルブの水分氷結による固着時に熱を発生させ、前記空気通路に重ねて当てられた金属材質部位を加熱するヒータと、
運転者による前記エンジンの始動開始時、前記モータを駆動して前記フラップバルブを完全開放状態に切り換え、前記ソレノイドをオン（Ｏｎ）からオフ（Ｏｆｆ）に切り換えて前記フラップバルブの完全開放状態を維持させ、運転者による前記エンジンの始動停止時、前記モータを駆動せずに前記ソレノイドをオン（Ｏｎ）からオフ（Ｏｆｆ）に切り換え、運転者による始動停止とは異なる異常な始動停止時、前記モータと前記ソレノイドを駆動せずに始動開始を行い、水分氷結をもたらす外部温度条件で前記ヒータに電源を供給する制御ロジッグを具備した制御器とを含んで構成されていることを特徴とする空気遮断バルブ。
【請求項１５】
エンジンの始動オン（Ｏｎ）時、氷点以下の外部温度の時にヒータを稼働して空気通路を開閉するフラップバルブの結氷状態を解消する結氷解消ステップと、
引き込まれるロッドを通してラチェットを反時計方向に回転させるようにソレノイドをオン（Ｏｎ）にした後、モータを駆動し、モータの動力を回転減速およびトルク増大の過程を経て伝達されたシャフトギヤの回転により、これに締結された前記フラップバルブが開放されるフラップバルブ開度開放ステップと、
前記フラップバルブの完全開放後、前記ソレノイドをオフ（Ｏｆｆ）にし、引き出される前記ロッドを通して時計方向に回転する前記ラチェットを前記シャフトギヤに噛み合って前記フラップバルブの閉鎖傾向を抑制するフラップバルブ開度維持ステップと、
車両の運行中において、運転者による前記エンジンの始動停止とは異なる異常な始動停止後運転者の前記エンジンの再始動時、前記モータと前記ソレノイドを駆動せずに始動開始を行う再始動実現ステップと、
運転者による前記エンジンの始動停止時、前記モータを駆動せずに、引き込まれるロッドを通したラチェットの反時計方向への回転で前記シャフトギヤに対する拘束を解除するように前記ソレノイドをオン（Ｏｎ）にし、前記フラップバルブの完全開放時、弾性変形していた捻じスプリングの弾性復元力で前記フラップバルブが完全閉鎖状態に戻った後、前記ソレノイドをオフ（Ｏｆｆ）にし、運行中において、運転者による前記エンジンの始動停止とは異なる異常な始動停止時、前記モータと前記ソレノイドを駆動せずに、前記エンジンの再始動停止時にフラップバルブの完全開放状態を維持するように行う始動停止時のフラップバルブ措置ステップとを含んで行われることを特徴とする空気遮断バルブを用いた再始動安定化方法。
【請求項１６】
前記フラップバルブ開度維持ステップにおいて、前記モータの駆動は１秒間持続され、
前記ソレノイドをオフ（Ｏｆｆ）にする前記フラップバルブの完全開放状態は、前記フラップバルブの完全閉鎖位置に固定され、マグネットの磁力に反応する第２ホールセンサの検出信号を基準とし、前記フラップバルブの完全開放位置に固定され、移動した前記マグネットの磁力に反応する第１ホールセンサの検出信号で判断されることを特徴とする請求項１５に記載の空気遮断バルブを用いた再始動安定化方法。
【請求項１７】
前記第１ホールセンサの検出信号と前記第２ホールセンサの検出信号は、３０秒間持続的に繰り返し検出され、繰り返し検出の過程中において、前記第２ホールセンサの検出信号が発生した時に中断され、前記ソレノイドをオフ（Ｏｆｆ）にすることを特徴とする請求項１６に記載の空気遮断バルブを用いた再始動安定化方法。
【請求項１８】
前記始動停止実現ステップにおいて、前記ソレノイドのオン（Ｏｎ）時間は２秒間持続され、
前記ソレノイドをオフ（Ｏｆｆ）にする前記フラップバルブの完全閉鎖状態は、前記フラップバルブの完全閉鎖位置に固定され、マグネットの磁力に反応する第２ホールセンサの検出信号で判断されることを特徴とする請求項１５に記載の空気遮断バルブを用いた再始動安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気遮断バルブに係り、特に、運転者の意図せぬエンジンの始動停止時にも、空気供給のためのフラップバルブの開放状態が維持されることにより、迅速な再始動性を確保し、同時に構成要素にプラスチック（Ｐｌａｓｔｉｃ）材質を適用することにより、成形工程の縮小および生産性の向上とともに、コストも低減することができる空気遮断バルブおよびこれを用いた再始動安定化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、燃料電池車両は、燃料電池スタック内の水素反応のために空気が必ず供給されなければならず、また、水素反応時に必要な空気量が調整されなければならない。
【０００３】
通常、空気を吸入して供給するようにモータ駆動されるブロワが用いられ、空気量調整のために、空気遮断バルブであるＡＣＶ（Ａｉｒ  Ｃｕｔ  Ｏｆｆ  Ｖａｌｖｅ）が用いられる。
【０００４】
図９は、通常の燃料電池車両の空気系統ラインを示す。
【０００５】
図示のように、空気系統ラインは、吸入した空気が燃料電池スタック２００に供給されるように流入ライン３００が連結され、燃料電池スタック２００を出た空気が抜ける排出ライン４００が連結され、前記流入ライン３００および排出ライン４００には、空気を加湿するための加湿器５００がさらに設けられる。（例えば特許文献１参照。）
【０００６】
通常、ブロワ６００は、吸入空気をろ過するためのフィルタ６１０の後段で前記流入ライン３００に設けられ、ＡＣＶ７００は、前記流入ライン３００および前記排出ライン４００において少なくとも１ヶ所以上の位置に設けられることにより、燃料電池スタック２００の耐久性も保護することができる。
【０００７】
前述したように、ＡＣＶ７００は、水素反応時に必要な空気量調整のための機構であって、空気流れのための所定の空気通路を有するハウジングボディ７０１と、制御器の制御信号で動力を発生するドライバを具備したモータ７１０と、モータ７１０の駆動時、回転軸７２１とともに回転するフラップボディ７２２を用いてハウジングボディ７０１の空気通路に対する開度量を可変させるフラップバルブ７２０と、モータ７１０の回転力を受けて前記フラップバルブ７２０の動きを制御する電磁バルブ７３０とから構成される。
【０００８】
通常、車両の状態は、運転者の意図に応じた正常なキーオフによるエンジンの始動停止やキーオンによるエンジンの始動開始だけでなく、運転者の意図に合わない異常な始動停止も発生し、異常な始動停止時の速やかな始動開始は再始動性を大きく高め、商品性および信頼性を向上する。
【０００９】
エンジンの再始動は、初期始動時と同様に、ＡＣＶ７００を通した空気供給を要求するため、燃料電池車両の始動安定性の面で、空気を供給するＡＣＶ７００は始動開始を決定づける最も根本的な性能因子である。
【００１０】
しかし、前記のようなＡＣＶ７００は、エンジンの再始動性の面でやや脆弱さがある。
【００１１】
これは、ＡＣＶ７００の作動方式に起因するもので、通常、ＡＣＶ７００は、キーオフ（Ｋｅｙ  Ｏｆｆ）時、正常または異常な条件に関係なくフラップバルブ７２０が完全閉鎖（Ｆｕｌｌ  Ｃｌｏｓｅ）に切り換えられ、他方、キーオン（Ｋｅｙ  Ｏｎ）時、フラップバルブ７２０が完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）に切り換えられる方式で作動する。
【００１２】
そのため、もし、運転者の意図に合わない異常な始動停止が発生しても、ＡＣＶ７００の作動状態は完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）−＞完全閉鎖（Ｆｕｌｌ  Ｃｌｏｓｅ）に切り換えられることを意味し、これは、運転者が迅速に再始動しても、初期始動時と同様に、完全閉鎖（Ｆｕｌｌ  Ｃｌｏｓｅ）−＞完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）に切り換えられる作動手順を経なければならないことを意味する。
【００１３】
このように、運転者の迅速な再始動要求に応えない応答性を有するＡＣＶ７００は迅速な再始動を不能にすることにより、予期せぬ始動停止による停止状態の車両を迅速に移動させることができず、これにより、運転者は車両の移動不能による不安感をつのらせ、深刻な場合、車両に対する信頼性に悪影響を及ぼさざるを得なくなる。
【００１４】
一方、ＡＣＶ７００には、モータ７１０を一方の側面部位で収容し、電磁バルブ７３０をモータ７１０およびフラップバルブ７２０に連係して他方の側面部位で収容するように一体化された形状からなるハウジングボディ７０１が適用されるが、このようなハウジングボディ７０１は、ＡＣＶ７００製造の面において不利な面が多い。
【００１５】
一例として、ハウジングボディ７０１は、その製作方式が、通常、アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）材質をダイキャスティング（Ｄｉｅ  Ｃａｓｔｉｎｇ）で射出成形した後、必要な各種の穴（Ｈｏｌｅ）を加工し、その表面も加工した後、ハウジングボディ７０１に各種部品とともにベアリングを押し込み設置し、冷却水循環のための冷却水チューブを押し込み設置することにより、ＡＣＶ７００が製造される。
【００１６】
前記のようなＡＣＶ７００の製造時、アルミニウム材質を適用したハウジングボディ７０１による重量増加が避けられず、特に、アルミニウム材質の有する熱膨脹特性によってＡＣＶ７００の熱的耐久性を大きく低下させてしまう。
【００１７】
特に、ＡＣＶ７００の熱敏感度は、冷却性能の低下時、作動異常をもたらす一因として作用することにより、ＡＣＶ７００はもちろん、これを適用した燃料電池車両の品質と信頼性にも悪影響を及ぼさざるを得なくなる。
【００１８】
また、ＡＣＶ７００の製造にアルミニウム材質を適用することにより、ハウジングボディ７０１の成形がダイキャスティング方式に限られるという不都合があり、これは、成形方式の不都合だけでなく、成形後の組立工程においてもさらに不都合になる。
【００１９】
一例として、アルミニウム材質をダイキャスティングしてハウジングボディ７０１の全体的な形状を射出し−＞これに穴および表面加工し−＞次に、関連部品および機器組立のような過程を経て完成することにより、全体的に成形および組立工程が複雑になり、ＡＣＶ７００の生産性を低下させる一因となる。
【００２０】
しかし、何よりも、アルミニウム材質のハウジングボディ７０１を適用したＡＣＶ７００は、水分の発生が相対的に多い燃料電池車両において防錆性が大きく不利になる。
【００２１】
このような現象は、特に、始動停止時、ＡＣＶ７００もともに閉鎖されることにより、燃料電池スタック２００で発生した水が外部に排出できずにＡＣＶ７００に溜まることによってさらに深刻になる。
【００２２】
また、前記のように、ＡＣＶ７００に溜まった水は、氷点以下の外部温度条件で水分氷結による冷始動性の低下をもたらし、また、水分によるアルミニウムの腐食をもたらしてしまう。
【００２３】
通常、ＡＣＶ７００の水分氷結によるフラップバルブ７２０の固着はヒータを用いて簡単に解消できるのに対し、腐食現象は水分を完全に除去しない限り防止することができないという限界がある。
【００２４】
水分によってＡＣＶ７００の腐食が深刻になると、フラップバルブ７２０を制御する電磁バルブ７３０やモータのような電子部品に対する漏水の可能性を大きく高めることにより、ＡＣＶ７００の故障（Ｆａｉｌ）をもたらす一因になるしかない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】特開２０１１−４９１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
本発明は前記のような点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、運転者の意図に応じたエンジンの正常な始動開始状態で運転者の意図に応じた正常な始動停止に反するエンジンの異常な始動停止が起こっても、フラップバルブの開放状態をそのまま維持することにより、再始動時に速やかな応答性で再始動状態に切り換え可能であり、始動安定性を大きく高めることができる空気遮断バルブおよびこれを用いた再始動安定化方法を提供することを目的とする。
【００２７】
また、本発明は、電子部品を収容するハウジングボディをプラスチック（Ｐｌａｓｔｉｃ）材質で適用することにより、アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）材質の適用による重量増加の防止とダイキャスティング（Ｄｉｅ  Ｃａｓｔｉｎｇ）射出による成形と組立工程の増加およびコストの上昇を防止し、特に、溜まった水分による腐食による故障（Ｆａｉｌ）状況も防止することができる空気遮断バルブおよびこれを用いた再始動安定化方法を提供することを目的とする。
【００２８】
さらに、本発明は、プラスチック材質のハウジングボディに結合され、モータで開閉されるフラップバルブの水分氷結による固着現象をヒータで解消することにより、冬季における氷点以下の温度で水分氷結による始動不能を予防することができる空気遮断バルブおよびこれを用いた再始動安定化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
このような目的を達成するための本発明の空気遮断バルブは、空気通路に金属材質を重ねて当てたプラスチック（Ｐｌａｓｔｉｃ）材質のハウジングユニットと、前記空気通路を開閉するフラップバルブと、運転者による始動開始時、制御器を通して駆動され、前記フラップバルブを開放するための回転動力を発生させるモータと、前記モータの回転動力を受けて前記フラップバルブを完全閉鎖状態から完全開放状態に切り換え、運転者による始動停止とは異なる異常な始動停止時、前記空気通路を通して空気供給が行われるように、前記モータの駆動なしに前記フラップバルブの完全開放状態を維持させる電子減速器と、運転者による始動停止時、前記モータの駆動がない状態で弾性復元力で前記フラップバルブを完全閉鎖状態に戻す復帰ユニットとを含んで構成されていることを特徴とする。
【００３０】
前記ハウジングユニットは、前記空気通路に重ねて当てられた金属材質のボアとともに、前記空気通路の両側に具備された金属材質の一対のベアリングがモールディング成形されたハウジングボディと、前記ハウジングボディの一方の側面部位で一体に形成され、前記モータを収容するモータボディと、前記ハウジングボディの他方の側面部位で一体に形成され、前記電子減速器を収容するギヤボディとを備えることを特徴とする。
【００３１】
前記電子減速器は、前記モータの回転動力を減速しトルクを増大することによって前記フラップバルブを回転させ、前記フラップバルブを完全開放状態に切り換える時に前記復帰ユニットに加えられる弾性復元力を形成させるギヤユニットと、前記ギヤユニットの回転位置の変化で前記フラップバルブの完全閉鎖信号と完全開放信号をそれぞれ発生させて前記制御器に伝送するセンシングユニットと、前記フラップバルブの完全開放を認知した前記制御器を通して作動して前記フラップバルブの完全開放状態を固定させ、運転者による始動停止を認知した前記制御器を通して作動して前記フラップバルブの完全開放状態を固定解除するホールディングユニットとから構成されていることを特徴とする。
【００３２】
前記ギヤユニットは、前記モータを通して回転するスーパーギヤと、前記スーパーギヤの回転を減速しトルクを増大させる減速ギヤと、前記減速ギヤのギヤ軸に結合されるインターギヤと、前記インターギヤに噛み合って回転減速とトルクが  増大することにより、互いに締結された状態で前記フラップバルブを開閉するシャフトギヤとから構成されることを特徴とする。
【００３３】
前記シャフトギヤは、前記フラップバルブを開放するために回転する時に前記復帰ユニットをなす捻じスプリングを弾性変形させ、前記捻じスプリングから加えられる弾性復帰力は前記シャフトギヤに持続的に加えられることを特徴とする。
【００３４】
前記スーパーギヤと、これに噛み合った前記減速ギヤと、前記減速ギヤの前記インターギヤに噛み合った前記シャフトギヤとは、一直線上に配列されることを特徴とする。
【００３５】
前記センシングユニットは、前記ギヤユニットの回転位置の変化に応じてともに位置変化するマグネットと、前記マグネットの位置変化を互いに異なる２ヶ所の位置でそれぞれ検出して前記制御器に伝送される検出信号を発生するホールセンサとから構成されることを特徴とする。
【００３６】
前記ホールセンサは、前記制御器に送受信する回路を具備した回路基板に備えられ、前記マグネットの１ヶ所の位置を検出する第１ホールセンサと、前記第１ホールセンサに間隔を置いて前記回路基板に備えられ、前記マグネットの位置変化に応じた他の１ヶ所の位置を検出する第２ホールセンサとから構成されることを特徴とする。
【００３７】
前記第１ホールセンサと第２ホールセンサは、最大９０度の間隔を有し、前記第１ホールセンサの検出信号は、前記フラップバルブの完全開放位置であり、前記第２ホールセンサの検出信号は、前記フラップバルブの完全閉鎖位置に設定されることを特徴とする。
【００３８】
前記ホールディングユニットは、電源通電時にロッドを引っ張って内部のリターンスプリングを圧縮する一方、電源遮断時に前記リターンスプリングの弾性復元力で前記ロッドを押し出すソレノイドと、前記ロッドの引き込み時に反時計方向に回転する一方、引き出し時に時計方向に回転する回転中心点を有するラチェットと、前記ラチェットの反時計方向への回転時に離隔する一方、時計方向への回転時に噛み合って前記ギヤユニットを拘束するラチェット突起とから構成されることを特徴とする。
【００３９】
前記ギヤユニットは、前記モータを通して回転するスーパーギヤと、前記スーパーギヤの回転を減速しトルクを増大させる減速ギヤと、前記減速ギヤのギヤ軸に結合されるインターギヤと、前記インターギヤに噛み合って回転減速とトルクが  増大することにより、互いに締結された状態で前記フラップバルブを開閉するシャフトギヤとから構成され、前記ラチェット突起は、前記シャフトギヤに一体に形成されることを特徴とする。
【００４０】
前記制御器は、前記フラップバルブの水分氷結による固着時に熱を発生させるヒータの制御をさらに含み、前記ヒータは、前記空気通路に重ねて当てられた金属材質部位を加熱することを特徴とする。
【００４１】
また、上記の目的を達成するための本発明の空気遮断バルブは、フラップバルブで開閉される空気通路に金属材質を重ねて当てたプラスチック（Ｐｌａｓｔｉｃ）材質のハウジングユニットと、運転者による始動開始時、前記フラップバルブを開放するための回転動力を発生させるモータと、前記モータを通して回転するスーパーギヤと、前記スーパーギヤの回転を減速しトルクを増大させる減速ギヤと、前記減速ギヤのギヤ軸に結合され、トルクを減らし回転を増加させるインターギヤと、前記インターギヤに噛み合って回転することにより、互いに締結された前記フラップバルブを開閉するシャフトギヤとからなるギヤユニットと、前記シャフトギヤに固定されたマグネットの位置変化を互いに異なる２ヶ所の位置でそれぞれ検出し、１ヶ所の検出信号を前記フラップバルブの完全閉鎖位置として、他の１ヶ所の検出信号を前記フラップバルブの完全開放位置として用いるセンシングユニットと、電源通電時に内部のリターンスプリングを圧縮しながら引き込まれる一方、電源遮断時に前記リターンスプリングの弾性復元力で引き出されるロッドを具備したソレノイドと、前記ロッドの引き込み時に反時計方向に回転し、前記シャフトギヤに形成されたラチェット突起から離隔する一方、引き出し時に時計方向に回転し、前記ラチェット突起に噛み合って前記シャフトギヤを拘束するラチェットとからなるホールディングユニットと、運転者による始動停止時、前記モータの駆動がない状態で前記シャフトギヤに弾性復元力を加えて前記フラップバルブを完全閉鎖状態に戻す捻じスプリングと、前記フラップバルブの水分氷結による固着時に熱を発生させ、前記空気通路に重ねて当てられた金属材質部位を加熱するヒータと、運転者による始動開始時、前記モータを駆動して前記フラップバルブを完全開放状態に切り換え、前記ソレノイドをオン（Ｏｎ）からオフ（Ｏｆｆ）に切り換えて前記フラップバルブの完全開放状態を維持させ、運転者による始動停止時、前記モータを駆動せずに前記ソレノイドをオン（Ｏｎ）からオフ（Ｏｆｆ）に切り換え、運転者による始動停止とは異なる異常な始動停止時、前記モータと前記ソレノイドを駆動せずに始動開始を行い、水分氷結をもたらす外部温度条件で前記ヒータに電源を供給する制御ロジッグを具備した制御器とを含んで構成されていることを特徴とする。
【００４２】
さらに、上記の目的を達成するための本発明の空気遮断バルブを用いた再始動安定化方法は、エンジンの始動オン（Ｏｎ）時、氷点以下の外部温度の時にヒータを稼働して空気通路を開閉するフラップバルブの結氷状態を解消する結氷解消ステップと、引き込まれるロッドを通してラチェットを反時計方向に回転させるようにソレノイドをオンにした後、モータを駆動し、モータの動力を回転減速およびトルク増大の過程を経て伝達されたシャフトギヤの回転により、これに締結された前記フラップバルブが開放されるフラップバルブ開度開放ステップと、前記フラップバルブの完全開放後、前記ソレノイドをオフにし、引き出される前記ロッドを通して時計方向に回転する前記ラチェットを前記シャフトギヤに噛み合って前記フラップバルブの閉鎖傾向を抑制するフラップバルブ開度維持ステップと、運行中において、運転者による前記エンジンの始動停止とは異なる異常な前記エンジンの始動停止後運転者の再始動時、前記モータと前記ソレノイドを駆動せずに前記エンジンの始動開始を行う再始動実現ステップと、運転者による前記エンジンの始動停止時、前記モータを駆動せずに、引き込まれるロッドを通したラチェットの反時計方向への回転で前記シャフトギヤに対する拘束を解除するように前記ソレノイドをオン（Ｏｎ）にし、前記フラップバルブの完全開放時、弾性変形していた捻じスプリングの弾性復元力で前記フラップバルブが完全閉鎖状態に戻った後、前記ソレノイドをオフ（Ｏｆｆ）にし、車両の運行中において、運転者による前記エンジンの始動停止とは異なる異常な前記エンジンの始動停止時、前記モータと前記ソレノイドを駆動せずに、前記エンジンの再始動開始時にフラップバルブの完全開放状態を維持するように行う前記エンジンの始動停止時のフラップバルブ措置ステップとを含んで行われることを特徴とする。
【００４３】
前記フラップバルブ開度維持ステップにおいて、前記モータの駆動は１秒間持続され、前記ソレノイドをオフ（Ｏｆｆ）にする前記フラップバルブの完全開放状態は、前記フラップバルブの完全閉鎖位置に固定され、マグネットの磁力に反応する第２ホールセンサの検出信号を基準とし、前記フラップバルブの完全開放位置に固定され、移動した前記マグネットの磁力に反応する第１ホールセンサの検出信号で判断されることを特徴とする。
【００４４】
前記第１ホールセンサの検出信号と前記第２ホールセンサの検出信号は、３０秒間持続的に繰り返し検出され、繰り返し検出の過程中において、前記第２ホールセンサの検出信号が発生した時に中断され、前記ソレノイドをオフ（Ｏｆｆ）にすることを特徴とする。
【００４５】
前記始動停止実現ステップにおいて、前記ソレノイドのオン（Ｏｎ）時間は２秒間持続され、前記ソレノイドをオフ（Ｏｆｆ）にする前記フラップバルブの完全閉鎖状態は、前記フラップバルブの完全閉鎖位置に固定され、マグネットの磁力に反応する第２ホールセンサの検出信号で判断されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４６】
このような本発明の空気遮断バルブは、正常な車両の運転状態で運転者の意図に応じエンジンの正常な始動停止に反する異常な始動停止が起こっても、フラップバルブの開放状態をそのまま維持することにより、エンジンの再始動時に直ちに反応する速やかな応答性で再始動安定性を大きく高める効果を奏する。
【００４７】
また、本発明は、空気遮断バルブの速やかで迅速なエンジンの再始動応答性による迅やな車両の移動が可能になることにより、運転者の不安感を解消し、商品性を大きく高める効果も奏する。
【００４８】
さらに、本発明の空気遮断バルブには、モールディング（Ｍｏｌｄｉｎｇ）成形可能なプラスチック（Ｐｌａｓｔｉｃ）材質で作られ、電子部品とフラップバルブなどを組立てたハウジングボディが適用されることにより、アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）材質に比べて重量が減少し、プラスチック物性による成形の容易性とそれによる成形工程および組立工程がより短縮され、特に、製造コストが低減する効果を奏する。
【００４９】
また、本発明の空気遮断バルブには、電子部品とフラップバルブなどを組立てたプラスチック材質のハウジングボディが適用されることにより、腐食による故障（Ｆａｉｌ）の発生を根絶する効果も奏する。
【００５０】
なお、本発明の空気遮断バルブには、ヒータが適用され、氷点以下の外部温度時に氷結状態を溶かすことにより、水分氷結による始動不能も防止する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る空気遮断バルブの構成図である。
【図２】本発明に係るハウジングボディの構成図である。
【図３】本発明に係る電子減速器の詳細構成図である。
【図４】本発明に係る電子減速器の詳細構成図である。
【図５】本発明に係る空気遮断バルブおよびこれを用いた再始動安定化方法を実現するための制御ブロックである。
【図６】本発明に係るヒータの作動状態である。
【図７】本発明に係る空気遮断バルブの開放時における電子減速器の作動状態である。
【図８】本発明に係る空気遮断バルブの閉鎖時における電子減速器の作動状態である。
【図９】通常の燃料電池車両の空気系統ラインの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、本発明の実施形態を添付した例示図面を参照して詳細に説明する。このような実施形態は一例であって、本発明の属する技術分野における当業者が種々の異なる形態で実現可能であるため、ここで説明する実施形態に限定されない。
【００５３】
図１は、本実施形態に係る空気遮断バルブの構成を示す。
【００５４】
図示のように、空気遮断バルブであるＡＣＶ（Ａｉｒ  Ｃｕｔ  Ｏｆｆ  Ｖａｌｖｅ）は、プラスチック（Ｐｌａｓｔｉｃ）材質でモールディング（Ｍｏｌｄｉｎｇ）成形され、開口した空気通路３を形成したハウジングユニット１と、空気通路３に設けられ、空気通路３を開閉させるフラップバルブ９と、制御器の制御によって駆動され、回転動力を発生させる動力ユニット１０と、伝達された動力ユニット１０の回転を減速しトルクを増大してフラップバルブ９を開閉し、キーオフ（Ｋｅｙ  Ｏｆｆ）前までフラップバルブ９の開放状態を維持するように制御器で制御される電子減速器と、水分氷結によるフラップバルブ９の固着状態を解消するように制御器で制御されて熱を発生するヒータ６０とから構成される。
【００５５】
前記ハウジングユニット１は、プラスチック（Ｐｌａｓｔｉｃ）材質からなり、前記フラップバルブ９は、回転軸９ａに結合されてともに回転することにより、空気通路３を開閉するフラップボディ９ｂから構成され、前記動力ユニット１０は、制御器の信号を受けるモータドライブで駆動制御されて動力を発生し、モータ軸１２を有するモータ１１から構成される。
【００５６】
また、前記電子減速器は、モータ１１の回転力を減速しトルクを増大してフラップバルブ９を開放するギヤユニット２０と、フラップバルブ９の位置を検出して制御器に伝送するセンシングユニット３０と、運転者の意図に応じたキーオフ（Ｋｅｙ  Ｏｆｆ）を除外しフラップバルブ９の開放状態を固定するように制御器で制御されるホールディングユニット４０と、運転者の意図に応じたキーオフ（Ｋｅｙ  Ｏｆｆ）時、弾性復元力でフラップバルブ９を閉鎖する復帰ユニット５０とから構成される。
【００５７】
前記のように、本実施形態に係る電子減速器には、ホールディングユニット４０がさらに備えられることにより、走行中の時、運転者の意図せぬ始動停止後再始動時に直ちに始動される再始動安定性が大きく強化される。
【００５８】
再始動安定性とは、運転者の意図に応じた正常なキーオフによる始動停止時、フラップバルブ９が閉鎖して空気供給が遮断され、運転者の意図に応じた正常なキーオンによる始動開始時、フラップバルブ９が開放して空気供給が形成される場合を越えた運転者の意図に合わない異常な始動停止時、運転者の再始動要求に直ちに応答することができる応答性を意味する。
【００５９】
通常、再始動安定性に優れるとは、フラップバルブ９の開放状態から空気供給が直ちに開始されることを表し、これを通じてＡＣＶの性能が左右される。
前述したように、前記ホールディングユニット４０がフラップバルブ９の開放状態を維持することにより、再始動時にＡＣＶを通して空気供給が迅速に行われることが可能になる。
【００６０】
図２は、本実施形態に係るＡＣＶに適用されたハウジングユニットを示す。
【００６１】
図示のように、ハウジングユニット１は、開口した空気通路３を形成したハウジングボディ２と、空気通路３に重ねて当てられたボア４と、両側に１８０度対向した位置で空気通路３に具備された一対のベアリング５ａ、５ｂと、空気通路３の一方の側面部位でハウジングボディ２と一体に形成されたモータボディ６と、モータボディ６に対して９０度折れてハウジングボディ２と一体に形成されたギヤボディ７と、空気通路３の他方の側面部位でハウジングボディ２と一体に形成されたヒータボディ８とを備える。
【００６２】
前記ギヤボディ７は、ハウジングボディ２に一体に形成できるが、好ましくは、ハウジングボディ２とは別物として成形され、スクリューやボルトなどで締結される構造をなすことが好ましい。
【００６３】
前記ボア４およびベアリング５ａ、５ｂは、金属材質からなり、特に、前記ボア４は、ヒータ６０から熱を受けて加熱されることにより、水分氷結によるフラップバルブ９の固着状態を解消することができる。
【００６４】
ここで、前記ボア４は、通常アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）材質を適用する。
【００６５】
しかし、本実施形態では、前記ハウジングユニット１がプラスチック（Ｐｌａｓｔｉｃ）材質からなることにより、アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）材質対比の低重量による利点とともに、プラスチック物性による多様な利点も実現することができる。
【００６６】
何より、プラスチック物性によってハウジングユニット１をモールディング（Ｍｏｌｄｉｎｇ）成形することにより、ダイキャスティング（Ｄｉｅ  Ｃａｓｔｉｎｇ）に比べて製造工程と組立工程がより短縮できる。
【００６７】
一例として、プラスチックを用いる場合、ハウジングユニット１をモールディング成形することにより、金属材質であるボア４およびベアリング５ａ、５ｂをインサート金型内に予め位置させた状態でともに成形可能であり、このような成形方式によってハウジングユニット１が成形された後、金属材質であるボア４およびベアリング５ａ、５ｂを押し込むための組立工程が要求されず、それだけ組立工程を縮小することができる。
【００６８】
また、ハウジングユニット１がアルミニウムに比べて固有の熱膨脹特性が低いプラスチックで製造され、熱に鈍感になることにより、ＡＣＶが相対的に高い熱的耐久性を有し、品質と信頼性も大きく高めることができる。
【００６９】
さらに、ハウジングユニット１がプラスチックで製造され、アルミニウムに比べて腐食が発生しないことにより、水分が溜まった場合でも、電子部品を腐食の危険性から安全に維持する。
【００７０】
図３は、本実施形態に係るＡＣＶに適用された電子減速器を構成するギヤユニット２０とセンシングユニット３０およびホールディングユニット４０と復帰ユニット５０を示す。
【００７１】
図示のように、前記ギヤユニット２０は、モータ１１のモータ軸１２に固定されて回転するスーパーギヤ２１と、スーパーギヤ２１の回転を減速しトルクを増大させる減速ギヤ２２と、減速ギヤ２２のギヤ軸２２ａに結合されるインターギヤ２３と、インターギヤ２３に噛み合って回転減速とトルクが増大することにより、互いに締結された状態でフラップバルブ９を開閉するシャフトギヤ２４とから構成される。
【００７２】
前記スーパーギヤ２１対比の前記減速ギヤ２２のギヤ歯数と、前記インターギヤ２３対比のシャフトギヤ２４のギヤ歯数は、フラップバルブ９の開度仕様に応じた割合で設定される。
【００７３】
前記シャフトギヤ２４のギヤ歯２４ａは、枠全体のうちの一部区間にのみ形成されるが、これは、フラップバルブ９の開度角［完全閉鎖（Ｆｕｌｌ  Ｃｌｏｓｅ）−＞完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）］によって設定される。
【００７４】
また、前記シャフトギヤ２４には、ラチェット突起４５がシャフトギヤ２４のギヤ歯２４ａを越えた特定区間で形成されるが、前記ラチェット突起４５は、フラップバルブ９の開度角を安定的に維持するように、後述するホールディングユニット４０と連係して作動する。
【００７５】
これとともに、前記シャフトギヤ２４の中心には、一方の側面に突出した軸ボス２４ｄが形成され、フラップバルブ９の回転軸９ａと締結され、前記軸ボス２４ｄの周囲にスプリングボス２４ｂ、２４ｃがさらに形成され、後述する復帰ユニット５０の組立位置を定めるようになる。
【００７６】
本実施形態において、前記スーパーギヤ２１とこれに噛み合った減速ギヤ２２および減速ギヤ２２のインターギヤ２３に噛み合ったシャフトギヤ２４は、一直線上に配列される。
【００７７】
一方、前記センシングユニット３０は、電気信号を増幅および変換して制御器に送受信する回路を具備した回路基板３１と、フラップバルブ９の開度角の変化に応じて位置がともに変化するマグネット３２と、マグネット３２の位置変化を感知して電気信号を発生する少なくとも１個以上のホールセンサ３３とから構成される。
【００７８】
前記回路基板３１は、ハウジングユニット１のギヤボディ７に組立てられる。
【００７９】
前記マグネット３２は、永久磁石であり、ギヤユニット２０のシャフトギヤ２４に取り付けられることにより、シャフトギヤ２４の回転に応じた位置変化を発生させる。
【００８０】
前記ホールセンサ３３は、互いに間隔を置いて回路基板３１に備えられた第１ホールセンサ３３ａと第２ホールセンサ３３ｂとから構成され、特定位置にあるマグネット３２の検出時、前記第１ホールセンサ３３ａで発生する検出信号がＡＣＶの完全開放を判断するのに用いられ、変化した位置にあるマグネット３２の検出時、前記第２ホールセンサ３３ｂで発生する検出信号でＡＣＶの完全閉鎖を判断するのに用いられる。
【００８１】
前記第１ホールセンサ３３ａと前記第２ホールセンサ３３ｂの間隔は、最大９０度をなすが、これは、フラップバルブ９の完全閉鎖（Ｆｕｌｌ  Ｃｌｏｓｅ）時を０度にして基準値として定め、これを基準としてフラップバルブ９の完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）時を９０度に定めたことによる。
【００８２】
前記第１ホールセンサ３３ａおよび前記第２ホールセンサ３３ｂの検出信号は、ホールディングユニット４０を作動させる制御器に入力されるか、またはホールディングユニット４０を作動させるための制御信号として直接入力できる。
【００８３】
一方、前記ホールディングユニット４０は、抜け（引き出され）たり入る（引き込まれる）ストロークを有するロッド４１ａが具備されたソレノイド４１と、ソレノイド４１のロッド４１ａの動きに連係して回転中心を介して反時計方向への回転（ロッドの引き込み時）や時計方向への回転（ロッドの引き出し時）が行われるラチェット４２と、ラチェット４２の回転方向に応じてラチェット４２と噛み合ったり噛み合い解除されるラチェット突起４５とから構成される。
【００８４】
前記ソレノイド４１は、オン時、ロッド４１ａが引っ張られてソレノイド４１に入り、他方、オフ時、ロッド４１ａが押し出されてソレノイド４１から抜ける方式で作動する。
【００８５】
このために、前記ソレノイド４１には、ロッド４１ａを弾撥支持して引っ張られるロッド４１ａによって圧縮変形した後、ロッド４１ａの引っ張り解除時に弾性復帰力でロッド４１ａを押し出すリターンスプリングが内蔵される。
【００８６】
前記ラチェット４２は、一方の部位がヒンジピン４３を介してソレノイド４１のロッド４１ａに固定され、その中間部位が他のヒンジピン４４を介して固定され、他方の部位が自由状態を有することにより、前記他のヒンジピン４４を中心としたシーソー（Ｓｅｅｓａｗ）の動きを実現することができる。
【００８７】
前記ラチェット４２において自由状態を有する他方の部位は、ラチェット突起４５と噛み合うことにより、ラチェット突起４５を有するシャフトギヤ２４を拘束することができる。
【００８８】
前記ラチェット突起４５は、ギヤユニット２０のシャフトギヤ２４に形成され、これは、前述したように、シャフトギヤ２４のギヤ歯２４ａを越えた特定区間で少なくとも１個以上の突起から構成される。
【００８９】
図４は、本実施形態に係るフラップバルブ９とシャフトギヤ２４およびホールセンサ３３と復帰ユニット５０の構成を示す。
【００９０】
図示のように、シャフトギヤ２４は、中心に突出した軸ボス２４ｄが形成され、フラップバルブ９の回転軸９ａと締結されることにより、直接的にフラップバルブ９の動きを作るようになる。
【００９１】
また、ホールセンサ３３は、第１ホールセンサ３３ａと第２ホールセンサ３３ｂが回路基板３１に互いに間隔を置いて位置することにより、第１ホールセンサ３３ａは、シャフトギヤ２４に固定されたマグネット３２の特定位置を検出する一方、第２ホールセンサ３３ｂは、シャフトギヤ２４の回転に応じて変化したマグネット３２の他の特定位置を検出することができる。
【００９２】
そして、復帰ユニット５０は、シャフトギヤ２４の軸ボス２４ｄと締結されたフラップバルブ９の回転軸９ａ部位に巻線され、巻線されていない両側を、軸ボス２４ｄの周囲に形成された一対のスプリングボス２４ｂ、２４ｃを用いて拘束させる。
【００９３】
前記復帰ユニット５０は、捻じスプリングタイプを適用し、弾性率は、フラップバルブ９を動かすトルクを考慮して設定される。
【００９４】
一方、本実施形態に係る制御器は、燃料電池車両の運行を総体的に制御するコントローラを意味し、ＡＣＶに対する制御信号とバッテリの電力を供給する機能はもちろん、水分氷結を解消するためのヒータ制御とともに、ＡＣＶの制御を通じた再始動安定性強化のための制御ロジッグもともに含まれる。
【００９５】
前記のように、制御ロジッグにヒータ制御が含まれることにより、冬季における氷点以下の温度で水分氷結によるＡＣＶの固着を解消し、燃料電池車両の始動安定性を大きく向上させる。
【００９６】
特に、前記のような再始動安定性強化のための制御ロジックがさらに具備されることにより、運転者の意図に応じた正常な始動開始状態で運転者の意図に応じた正常な始動停止に反する異常な始動停止が起こっても、ＡＣＶの開放状態の維持で直ちに再始動状態に切り換え可能であり、このような特徴により、燃料電池車両では、再始動応答性が速やかで、かつ、再始動安定性も大きく向上することができる。
【００９７】
図５は、本実施形態に係る始動時に関連する空気遮断バルブの制御ブロックであって、前記制御ブロックは、車両始動開始制御Ｓ１０と、空気遮断バルブの開度制御Ｓ２０、空気遮断バルブの開度ホールディング制御Ｓ３０、車両再始動制御Ｓ４０および車両始動停止制御Ｓ５０によって順次に実現されることを示す。
【００９８】
車両始動開始制御Ｓ１０が実行されると、燃料電池車両の始動オン（Ｏｎ）時、ＡＣＶの解氷が要求されるかを先にチェックする。
【００９９】
ＡＣＶの解氷に対する要求条件は、氷点以下の外部温度で判断され、要求条件の充足時には、ヒータ６０を稼働することにより、図６のように、金属材質のボア４部位に対する加熱Ｗで結氷状態が解消できる。
【０１００】
これにより、冬季における氷点以下の温度による水分氷結でフラップバルブ９が固着されても、ＡＣＶの作動不能で始動がかからない状況を防止する。
【０１０１】
次に、ヒータ６０が稼働されていないかまたは稼働された後には、空気遮断バルブの開度制御Ｓ２０に移ってＡＣＶを開放し、連続的に空気遮断バルブの開度ホールディング制御Ｓ３０に移ってＡＣＶを完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）時まで開放した後、開放された状態を維持する。
【０１０２】
前記のように、空気遮断バルブの開度ホールディング制御Ｓ３０を行うことにより、本実施形態に係るＡＣＶは、異常な始動停止後再始動される時に空気供給を直ちに開始することができ、燃料電池車両の再始動応答性を速やかにし、始動安定性も高めることができる。
【０１０３】
図７（イ）、（ロ）は、空気遮断バルブの開度制御Ｓ２０と、次の空気遮断バルブの開度ホールディング制御Ｓ３０による詳細ロジッグが行われた後、それによるＡＣＶの完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）作動を示す。
【０１０４】
空気遮断バルブの開度制御Ｓ２０時には、ホールディングユニット４０を先に作動させるが、これは、モータ１１が駆動される前にフラップバルブ９を作動させるギヤユニット２０の作動がラチェット４２によって拘束されないようにするためである。
【０１０５】
このような作動時には、本実施形態に係るソレノイド４１は、電源の供給がなければ、内部のリターンスプリングによってロッド４１ａが引き出され、これにより、ラチェット４２がシャフトギヤ２４側に下降することに起因する。
【０１０６】
図７（イ）は、ホールディングユニット４０の作動状態であって、図示のように、電源が印加されてオン（Ｏｎ）状態に切り換えられたソレノイド４１は、ロッド４１ａを引っ張り、引っ張られたロッド４１ａは、ヒンジピン４３で締結されたラチェット４２を下降させることにより、他のヒンジピン４４を回転中心としてラチェット４２が反時計方向に回転する。
【０１０７】
この時、ソレノイド４１に具備されたリターンスプリングは、ロッド４１ａによって圧縮されて弾性力を保存し、これを通じて、ソレノイド４１のオフ（Ｏｆｆ）時、ロッド４１ａは、ラチェット４２が時計方向に回転するように押し出して力を受けることができるようになる。
【０１０８】
前記のように、ラチェット４２の自由端がギヤユニット２０のシャフトギヤ２４から離れることにより、シャフトギヤ２４は、ラチェット４２から自由な状態に切り換えられる。
【０１０９】
次に、シャフトギヤ２４がラチェット４２から自由な状態でモータ１１を駆動してフラップバルブ９を開放し、これは約１秒程度の時間の間持続されるが、このような１秒の持続時間は、ＡＣＶの設計仕様に応じて異なって設定可能である。
【０１１０】
前記のようなフラップバルブ９の開放過程を、図７（ロ）を用いて説明すると、モータ１１の動力は、モータ軸１２に固定されたスーパーギヤ２１に伝達され、スーパーギヤ２１の回転は、減速ギヤ２２を通して減速ギヤ２２のギヤ軸２２ａに結合されたインターギヤ２３に伝達された後、インターギヤ２３に噛み合ったギヤ歯２４ａを通してシャフトギヤ２４の回転に切り換えられる。
【０１１１】
前記シャフトギヤ２４の回転は、軸ボス２４ｄに締結されたフラップバルブ９の回転軸９ａを回転させることにより、フラップボディ９ｂを開放する。
【０１１２】
この時、フラップバルブ９とシャフトギヤ２４との間に具備された復帰ユニット５０は、シャフトギヤ２４の回転に応じてスプリングボス２４ｂ、２４ｃの間に拘束された状態に弾性変形することにより、フラップバルブ９の閉鎖時にシャフトギヤ２４に復元力を提供する。
【０１１３】
前記のような復帰ユニット５０の弾性復元力により、ＡＣＶは、モータ１１のオフ（Ｏｆｆ）後、別途の動力源なしにも完全閉鎖（Ｆｕｌｌ  Ｃｌｏｓｅ）に切り換え可能である。
【０１１４】
一方、モータ１１の駆動から約１秒の時間経過後、フラップバルブ９が完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）状態に切り換えられたか否かは、センシングユニット３０をなすマグネット３２と、これに反応する一対の第１ホールセンサ３３ａおよび第２ホールセンサ３３ｂによって判断される。
【０１１５】
つまり、シャフトギヤ２４に取り付けられたマグネット３２は、シャフトギヤ２４の回転でその位置も変換され、このようなマグネット３２の位置変化は、互いに間隔を有して回路基板３１に固定された第１ホールセンサ３３ａおよび第２ホールセンサ３３ｂを通してそれぞれ検出されることにより、フラップバルブ９の完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）の可否が判断される。
【０１１６】
これは、第１ホールセンサ３３ａで検出されたマグネット３２の位置をフラップバルブ９の完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）に設定して９０度に規定し、他方、第２ホールセンサ３３ｂで検出されたマグネット３２の位置をフラップバルブ９の完全閉鎖（Ｆｕｌｌ  Ｃｌｏｓｅ）に設定して０度に規定することにより、簡単に実現可能である。
【０１１７】
一方、第１ホールセンサ３３ａがマグネット３２の位置を検出する前であれば、これは、フラップバルブ９がまだ完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）に切り換えられていないことを意味する。
【０１１８】
この場合、第１ホールセンサ３３ａの信号が検出される前まで約３０秒間カウントする方式が適用されるが、カウントする間にフィードバック（Ｆｅｅｄｂａｃｋ）され、第１ホールセンサ３３ａの信号が検出されるか否かを持続的に繰り返す。
【０１１９】
この時、前記３０秒の持続時間は、ＡＣＶの設計仕様に応じて異なって設定可能である。
【０１２０】
次に、第１ホールセンサ３３ａの信号が検出されるかまたはカウントされる間にフィードバックを通じて第１ホールセンサ３３ａの信号が検出されると、フラップバルブ９が完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）に切り換えられたと判断し、モータ１１とソレノイド４１をすべてオフ（Ｏｆｆ）に切り換える。
【０１２１】
これは、空気遮断バルブの開度ホールディング制御Ｓ３０を通じて実現される。
【０１２２】
これにより、シャフトギヤ２４は、モータ１１から回転力を受けられずに止まった状態になり、同時に、ソレノイド４１のロッド４１ａは、圧縮されていたリターンスプリングから力を受けて抜けるようになる。
【０１２３】
このような作用は、３０秒のカウント経過時にも同様に行われる。
【０１２４】
図７（ロ）には、前記のような状態が示されているが、図示のように、ソレノイド４１のロッド４１ａが抜けることにより、ヒンジピン４３で締結されたラチェット４２を上に上昇させる。
【０１２５】
一方の部位が上に上昇したラチェット４２は、他のヒンジピン４４を回転中心として反対側の自由端部位を下に下降させてシャフトギヤ２４のラチェット突起４５と係合することにより、結局、シャフトギヤ２４は、ラチェット突起４５に係合したラチェット４２を介して拘束状態Ｈａに切り換えられる。
【０１２６】
そのため、シャフトギヤ２４は、完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）状態から閉鎖状態に行こうとするフラップバルブ９のいかなる回転の動きも、ラチェット突起４５に係合したラチェット４２を介して阻止することができ、特に、シャフトギヤ２４に加えられる復帰ユニット５０の弾性復元力もともに阻止することができる。
【０１２７】
これにより、走行中において、予期せずに運転者の意図とは無関係な異常な始動停止が発生しても、フラップバルブ９は、完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）状態が維持されることにより、再始動時に迅速に始動をかけることができる。
【０１２８】
前記のように、フラップバルブ９が完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）状態で、かつ、完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）状態に維持されてから、運転中の状態では、運転者の意図せぬ異常な始動停止であるかを判断する。
【０１２９】
このようなチェック過程において、判断の結果、異常な始動停止ではない、正常な停止であれば、後述する車両始動停止制御Ｓ５０に移るが、判断の結果、異常な始動停止であれば、車両再始動制御Ｓ４０に移って運転者の再始動要求があるかを判断する。
【０１３０】
つまり、運転者の再始動要求がなければ、後述する車両始動停止制御Ｓ５０に移り、他方、運転者の再始動要求があれば、車両再始動制御Ｓ４０に移り、車両は直ちに再始動状態に切り換えられる。
【０１３１】
前記のような運転者の再始動要求は直ちに反映され、車両が直ちに再始動状態に切り換え可能であるが、これは、完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）状態を維持しているＡＣＶによって実現される機能である。
【０１３２】
つまり、始動が停止しても、ＡＣＶは、始動停止前の完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）状態が維持されるが、これは、前述したように、本実施形態では、シャフトギヤ２４を拘束状態Ｈａとするラチェット４２がソレノイド４１のオフ（Ｏｆｆ）状態で作動し、このようなソレノイド４１のオフ（Ｏｆｆ）状態は、運転者の意図した始動停止（Ｋｅｙ  Ｏｆｆ）または運転者の意図せぬ異常な始動停止時にも同様に実現されることに起因する。
【０１３３】
そのため、本実施形態では、ＡＣＶが完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）状態に常に維持されることにより、運転者の意図せぬ異常な始動停止時に再始動すると、完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）状態であるＡＣＶは、直ちに空気供給を開始することにより、運転者の再始動要求に迅速に応答することができ、向上した再始動性を実現する。
【０１３４】
一方、運転者の意図に応じた始動停止（Ｋｅｙ  Ｏｆｆ）が検出され、車両始動停止制御Ｓ５０に移ると、ＡＣＶは、完全閉鎖（Ｆｕｌｌ  Ｃｌｏｓｅ）のための制御が行われる。
【０１３５】
この場合、本実施形態は、他の特徴であるモータ１１の駆動なしにＡＣＶを完全閉鎖（Ｆｕｌｌ  Ｃｌｏｓｅ）状態に切り換え可能であるが、これは、ＡＣＶが完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）に切り換えられる時、弾性変形していた復帰ユニット５０がシャフトギヤ２４に復元力を提供することにより、フラップバルブ９を閉鎖することに起因する。
【０１３６】
図８（イ）、（ロ）は、車両始動停止制御Ｓ５０による詳細ロジッグによるＡＣＶの完全閉鎖（Ｆｕｌｌ  Ｃｌｏｓｅ）作動過程を示す。
【０１３７】
車両始動停止制御Ｓ５０は、図８（イ）のように、完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）状態でラチェット４２によって拘束状態Ｈａであるシャフトギヤ２４を先に解除する過程であって、このために、ソレノイド４１は、電源の通電でオン（Ｏｎ）状態に切り換えられ、前述したように、モータ１１は、オフ（Ｏｆｆ）状態が維持される。
【０１３８】
前記のように、オン（Ｏｎ）状態に切り換えられたソレノイド４１は、ロッド４１ａを引っ張ってヒンジピン４３で締結されたラチェット４２を下降させることにより、他のヒンジピン４４を回転中心としてラチェット４２が反時計方向に回転する。
【０１３９】
この時、ソレノイド４１に具備されたリターンスプリングは、ロッド４１ａによって圧縮されて弾性力を保存し、これを通じて、ソレノイド４１のオフ（Ｏｆｆ）時、ロッド４１ａは、ラチェット４２が時計方向に回転するように押し出して力を受けることができるようになる。
【０１４０】
前記のように、ラチェット４２の自由端がギヤユニット２０のシャフトギヤ２４から離れることにより、図８（ロ）のように、シャフトギヤ２４は、ラチェット４２から自由状態Ｈｂに切り換えられる。
【０１４１】
この時、ラチェット４２の自由端がシャフトギヤ２４から自由状態Ｈｂに切り換えられるためのソレノイド４１の電流通電時間が必要になり、これは約２秒程度の時間の間持続されるが、ＡＣＶの設計仕様に応じて異なって設定可能である。
【０１４２】
ラチェット４２の自由端がシャフトギヤ２４から自由状態Ｈｂに切り換えられた後、モータ１１の動力なしに復帰ユニット５０自体の弾性復元力だけでシャフトギヤ２４が回転し、これを通じてフラップバルブ９が完全閉鎖（Ｆｕｌｌ  Ｃｌｏｓｅ）に切り換えられる過程である。
【０１４３】
図８（ロ）に示しているように、マグネット３２は、復帰ユニット５０自体の弾性復元力を受けて回転するシャフトギヤ２４を通して完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）位置を検出する第１ホールセンサ３３ａから、完全閉鎖（Ｆｕｌｌ  Ｃｌｏｓｅ）位置を検出する第２ホールセンサ３３ｂに移動する。
【０１４４】
次に、マグネット３２の位置が第２ホールセンサ３３ｂを通して検出されることにより、フラップバルブ９が完全閉鎖（Ｆｕｌｌ  Ｃｌｏｓｅ）に切り換えられたＡＣＶのオフ状態を意味し、これは、制御ロジッグの実行中においていかなる異常状態でも同様に実現される。
【０１４５】
このような手順によってフラップバルブ９が完全閉鎖（Ｆｕｌｌ  Ｃｌｏｓｅ）に切り換えられると、車両の始動が停止し、ＡＣＶは、初期化状態に再び始動がかかるまで待機状態を維持し、始動が再びかかると、ＡＣＶは、車両始動開始制御Ｓ１０と、空気遮断バルブの開度制御Ｓ２０、空気遮断バルブの開度ホールディング制御Ｓ３０、車両再始動制御Ｓ４０および車両始動停止制御Ｓ５０による順次の過程によって制御される。
【０１４６】
前記のように、本実施形態に係る空気遮断バルブであるＡＣＶ（Ａｉｒ  Ｃｕｔ  Ｏｆｆ  Ｖａｌｖｅ）は、ソレノイド４１のオン（Ｏｎ）およびオフ（Ｏｆｆ）で作動するラチェット４２を用いてフラップバルブ９の完全開放（Ｆｕｌｌ  Ｏｐｅｎ）状態が維持されることにより、運転者の意図せぬ異常な始動停止時、ＡＣＶの迅速な空気供給によって再始動性が大きく向上し、また、ＡＣＶにプラスチック（Ｐｌａｓｔｉｃ）材質を適用することにより、モールディング（Ｍｏｌｄｉｎｇ）成形による組立工程が単純化され、コストの低減はもちろん、水分による腐食現象も完全に防止され、作動信頼性も大きく向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明は車両における空気遮断バルブの分野に適用できる。
【符号の説明】
【０１４８】
１  ハウジングユニット
２  ハウジングボディ
３  空気通路
４  ボア
５ａ、５ｂ  ベアリング
６  モータボディ
７  ギヤボディ
８  ヒータボディ
９  フラップバルブ
９ａ  回転軸
９ｂ  フラップボディ
１０  動力ユニット
１１  モータ
１２  モータ軸
２０  ギヤユニット
２１  スーパーギヤ
２２  減速ギヤ
２２ａ  ギヤ軸
２３  インターギヤ
２４  シャフトギヤ
２４ａ  ギヤ歯
２４ｂ、２４ｃ  スプリングボス
２４ｄ  軸ボス
３０  センシングユニット
３１  回路基板
３２  マグネット
３３  ホールセンサ
３３ａ  第１ホールセンサ
３３ｂ  第２ホールセンサ
４０  ホールディングユニット
４１  ソレノイド
４１ａ  ロッド
４２  ラチェット
４３、４４  ヒンジピン
４５  ラチェット突起
５０  復帰ユニット
６０  ヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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