JP3345393B2 - Electronically controlled throttle valve device for internal combustion engine - Google Patents

Electronically controlled throttle valve device for internal combustion engine

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JP3345393B2
JP3345393B2 JP2000180743A JP2000180743A JP3345393B2 JP 3345393 B2 JP3345393 B2 JP 3345393B2 JP 2000180743 A JP2000180743 A JP 2000180743A JP 2000180743 A JP2000180743 A JP 2000180743A JP 3345393 B2 JP3345393 B2 JP 3345393B2
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throttle
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motor
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仁克 橋本
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龍也 吉田
満 紺井
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Hitachi Car Engineering Co Ltd
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の電子制御絞
り弁装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronically controlled throttle valve device for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電子制御絞り弁装置では、特開昭
62−284932号公報に記載されているようにモータと絞り
弁が減速歯車を介して直列に連結され、絞り弁開度検出
手段としてのスロットルバルブポジションセンサは、モ
ータや減速歯車とは反対側の絞り弁軸端部に係合してい
た。
2. Description of the Related Art A conventional electronically controlled throttle valve device is disclosed in
As described in JP-A-62-284932, a motor and a throttle valve are connected in series via a reduction gear, and a throttle valve position sensor as a throttle valve opening detecting means is provided on the opposite side of the motor and the reduction gear. It was engaged with the end of the throttle valve shaft.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この場合、モータと絞
り弁とスロットルバルブポジションセンサが直列に配置
されるので、絞り弁軸の軸に沿った方向の寸法が長くな
り絞り弁制御装置全体が大型になる問題があった。
In this case, since the motor, the throttle valve and the throttle valve position sensor are arranged in series, the dimension in the direction along the axis of the throttle valve shaft becomes longer, and the entire throttle valve controller becomes large. There was a problem.

【0004】本発明の目的は、モータ,減速歯車,スロ
ットルバルブポジションセンサを絞り弁のまわりにコン
パクトに配置して絞り弁制御装置全体の小型化を図る点
にある。
An object of the present invention is to reduce the size of the entire throttle valve control device by arranging a motor, a reduction gear, and a throttle valve position sensor around the throttle valve in a compact manner.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、減速歯車を覆うカバー部材がスロットル
ボディに取り付けられており、当該カバー部材には絞り
弁軸の端部に対面する位置にスロットルバルブポジショ
ンセンサが装着されている。 入力側歯車は絞り弁軸に並
行に配置されたモータ出力軸と一体に回転するように構
成されており、入力側歯車に噛み合っている別の減速歯
車と絞り弁軸に固定された減速歯車とを介して、モータ
からの駆動力が絞り弁軸に伝達されるように構成され、
且つ絞り弁軸に固定された減速歯車は入力側歯車と別の
減速歯車との噛み合い位置よりもスロットルボディー寄
りの位置でモータからの駆動力の伝達を受けるよう構成
される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a cover member for covering a reduction gear is attached to a throttle body, and the cover member has a position facing an end of a throttle valve shaft. a throttle valve position sensor that is attached to. The input gear is parallel to the throttle valve shaft.
It is configured to rotate integrally with the motor output shaft arranged in the row.
And another reduction gear meshing with the input gear
The motor is connected via the vehicle and the reduction gear fixed to the throttle valve shaft.
Is configured to be transmitted to the throttle valve shaft,
The reduction gear fixed to the throttle valve shaft is separate from the input side gear.
Closer to the throttle body than the meshing position with the reduction gear
To receive the driving force from the motor at the position
Is done.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明による内燃機関の電子制御絞り
弁装置について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an electronically controlled throttle valve device for an internal combustion engine according to the present invention will be described.

【0007】図1乃至図3において、1は絞り弁(スロ
ットルバルブ)で、この絞り弁1は支持体(スロットル
ボディ)2に回動自在に支承されている絞り弁軸3に固
定されている。
1 to 3, reference numeral 1 denotes a throttle valve (throttle valve). The throttle valve 1 is fixed to a throttle valve shaft 3 rotatably supported on a support (throttle body) 2. .

【0008】4はコントロールユニット、6は絞り弁開
度制御用のアクチュエータとなるモータで、コントロー
ルユニット4にはエンジンの運転状態を示す種々の情報
に基づいて設定された絞り弁目標開度信号5が入力さ
れ、それにより、モータ6へ駆動信号7を伝送する。
Reference numeral 4 denotes a control unit, and reference numeral 6 denotes a motor serving as an actuator for controlling the throttle valve opening. The control unit 4 provides a throttle valve target opening signal 5 set based on various information indicating the operating state of the engine. Is input, thereby transmitting the drive signal 7 to the motor 6.

【0009】次に、8は電磁クラッチで、コントロール
ユニット4からの励磁信号9により動作し、絞り弁軸3
とモータ6の間での駆動力の伝達切離しを制御する駆動
力結合切離し手段を構成する。
Next, reference numeral 8 denotes an electromagnetic clutch, which operates according to an excitation signal 9 from the control unit 4, and controls the throttle valve shaft 3.
And a driving force coupling / disconnecting means for controlling the transmission / disconnection of the driving force between the motor and the motor 6.

【0010】この電磁クラッチ8のクラッチ板付入力側
減速歯車8aは、モータ軸6aに回動自在に構成されて
いるが、励磁信号9により電磁クラッチ8が励磁された
時には、モータ軸6aと一体で回動するように構成され
ている。そして、この減速歯車8aに噛み合っている減
速歯車10a,絞り弁軸3に固定されている減速歯車1
0bを介してモータ6からの駆動力が絞り弁軸3に伝達
されるようになっている。
The input side reduction gear 8a with a clutch plate of the electromagnetic clutch 8 is rotatable about the motor shaft 6a. When the electromagnetic clutch 8 is excited by the excitation signal 9, it is integrated with the motor shaft 6a. It is configured to rotate. The reduction gear 10a meshed with the reduction gear 8a and the reduction gear 1 fixed to the throttle valve shaft 3
The driving force from the motor 6 is transmitted to the throttle valve shaft 3 via Ob.

【0011】減速歯車10aの回転軸10cはカバー部
材2Aとスロットルボディ2にその両端が回転可能に支
承されている。
The rotating shaft 10c of the reduction gear 10a is rotatably supported at both ends by the cover member 2A and the throttle body 2.

【0012】次に、11はスプリング駆動力伝達機構
で、絞り弁軸3に取り付けられた制御レバー11aと、
アクセルワイヤ15を介してアクセルペダル14に連結
されたスロットルレバー11b、それに2個のロストモ
ーション用のスプリング11c,11dで構成されてい
る。そして、スロットルレバー11bと制御レバー11a
はこれら2個のロストモーション用のスプリング11
c,11dにより係合されている。
Next, reference numeral 11 denotes a spring driving force transmission mechanism, which includes a control lever 11a attached to the throttle valve shaft 3;
It comprises a throttle lever 11b connected to an accelerator pedal 14 via an accelerator wire 15, and two lost motion springs 11c and 11d. Then, the throttle lever 11b and the control lever 11a
Are these two lost motion springs 11
c, 11d.

【0013】一方、スロットルレバー11bには、レバ
ー12を介してリターンスプリング13が設けてあり、
これにより、絞り弁1を閉じ方向に付勢されている。
On the other hand, a return spring 13 is provided on the throttle lever 11b via a lever 12.
Thereby, the throttle valve 1 is urged in the closing direction.

【0014】次に、16はスロットルバルブポジション
センサで、絞り弁1の実開度を検出する検出手段とな
り、カバー部材2Aに取り付けられている。
Reference numeral 16 denotes a throttle valve position sensor, which serves as detecting means for detecting the actual opening of the throttle valve 1, and is attached to the cover member 2A.

【0015】16Aはスロットルバルブポジションセン
サ16のコネクタでカバー部材2Aから突出している。
Reference numeral 16A denotes a connector of the throttle valve position sensor 16, which protrudes from the cover member 2A.

【0016】17はアクセルポジションセンサで、スロ
ットルレバー11bの操作位置を検出する検出手段とな
る。17Aはアクセルポジションセンサのコネクタであ
る。
Reference numeral 17 denotes an accelerator position sensor, which serves as detecting means for detecting the operating position of the throttle lever 11b. 17A is an accelerator position sensor connector.

【0017】また、スロットルレバー11bは全開スト
ッパ18,全閉ストッパ19と係合して絞り弁1の回動
範囲を規定する働きをも果たしている。尚、この図1で
は、全開ストッパ18,全閉ストッパ19は表れていな
い。
The throttle lever 11b also engages with the fully open stopper 18 and the fully closed stopper 19 and has a function of defining the rotation range of the throttle valve 1. In FIG. 1, the fully open stopper 18 and the fully closed stopper 19 are not shown.

【0018】次に、20,21はスプリング受けで、樹
脂材のような摩擦係数の小さい材料で作られ、ロストモ
ーション用のスプリング11c,11dをこれらのスプ
リング受け20,21上に設けることにより、これらの
摺動抵抗を少なくする働きをする。
Next, reference numerals 20 and 21 denote spring receivers, which are made of a material having a small coefficient of friction such as a resin material. By providing lost motion springs 11c and 11d on these spring receivers 20, 21. It works to reduce these sliding resistances.

【0019】また、22はアクセルポジションセンサ軸
で、センサハウジング23に回動自在に挿入保持され、
これにレバー24が取り付けられている。そして、この
レバー24は、スロットルレバー11bと、接合ピン2
4aにより係合されているので、スロットルレバー11
bの回動に伴って一緒に回動し、スロットルレバー11
bの回動をアクセルポジションセンサ17へ伝えること
ができる。
An accelerator position sensor shaft 22 is rotatably inserted and held in a sensor housing 23.
The lever 24 is attached to this. The lever 24 is connected to the throttle lever 11 b and the connecting pin 2.
4a, the throttle lever 11
b together with the rotation of the throttle lever 11
The rotation of b can be transmitted to the accelerator position sensor 17.

【0020】そして、このとき、このアクセルポジショ
ンセンサ軸22には、リターンスプリング13を設ける
ことによって、回動伝達系に存在する遊びを無くすよう
になっている。
At this time, by providing a return spring 13 on the accelerator position sensor shaft 22, play existing in the rotation transmission system is eliminated.

【0021】また、スロットルバルブポジションセンサ
16の出力電圧信号25は図3に示すように、コントロ
ールユニット4に入力され、絞り弁1の実開度を表す出
力電圧値25と目標開度5との比較判断により駆動信号
7がモータ6に伝送され、これにより絞り弁1のフィー
ドバック制御が成立している。
As shown in FIG. 3, the output voltage signal 25 of the throttle valve position sensor 16 is input to the control unit 4, and the output voltage signal 25 representing the actual opening of the throttle valve 1 and the target opening 5 are calculated. The drive signal 7 is transmitted to the motor 6 by the comparison judgment, whereby the feedback control of the throttle valve 1 is established.

【0022】そして、モータ6による制御が中断してい
るときは、基本的には、スロットルバルブポジションセ
ンサ16の出力電圧25とアクセルポジションセンサ1
7の出力電圧26との間には、ある一定の相関があり、
これらをコントロールユニット4に取り込み、比較判断
して正常の動作をしているか否かのフェイルセイフ制御
が成立している。
When the control by the motor 6 is interrupted, basically, the output voltage 25 of the throttle valve position sensor 16 and the accelerator position sensor 1
7, there is a certain correlation with the output voltage 26,
These are taken into the control unit 4 and compared and determined, so that fail-safe control is performed to determine whether or not a normal operation is being performed.

【0023】但し、ここで説明したフェイルセイフ制御
ロジックは一例にすぎず、これにかぎられるものではな
い。
However, the failsafe control logic described here is merely an example, and the present invention is not limited to this.

【0024】図2は、スプリング駆動力伝達機構11を
図1のPから見た図で、絞り弁1は絞り弁軸3に固定さ
れ、制御レバー11aも絞り弁軸3に固定されており、
従って、絞り弁1と一体となって回動する。
FIG. 2 is a view of the spring driving force transmission mechanism 11 as viewed from P in FIG. 1. The throttle valve 1 is fixed to the throttle valve shaft 3, and the control lever 11a is also fixed to the throttle valve shaft 3.
Therefore, it rotates integrally with the throttle valve 1.

【0025】一方、スロットルレバー11bは絞り弁軸
3に対して回動自在に支承されておりロストモーション
用のスプリング11c,11dはスプリング受け20,
21上に、互いに逆方向の付勢力をもたせて組み付けら
れており、これにより、これらスプリング11c,11
dはスロットルレバー11bに対して相互に反対方向の
変位を受けるように配置され、且つそれぞれが予応力が
与えられるように構成されていることになる。
On the other hand, the throttle lever 11b is rotatably supported with respect to the throttle valve shaft 3, and the lost motion springs 11c and 11d are provided with spring supports 20,
The springs 11c, 11c are mounted on top of each other with biasing forces in opposite directions.
d is arranged so as to receive displacements in opposite directions with respect to the throttle lever 11b, and each is configured to be prestressed.

【0026】また、アクセルワイヤ15はスロットルレ
バー11bのワイヤガイド溝15aを通って、玉掛け部
11eでスロットルレバー11bに固定され、アクセル
ペダル14の操作により、リターンスプリング13の付
勢力に対して、絞り弁1を矢印θA 方向に回転させるこ
とができるように構成されている。
The accelerator wire 15 passes through the wire guide groove 15a of the throttle lever 11b and is fixed to the throttle lever 11b at the slinging portion 11e. When the accelerator pedal 14 is operated, the accelerator wire 15 is throttled against the urging force of the return spring 13. and it is configured to be able to rotate the valve 1 in the arrow theta a direction.

【0027】次に、これら図1,図2に示した実施例の
動作について、以下、図3の構成概念図により説明す
る。
Next, the operation of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to the conceptual configuration diagram of FIG.

【0028】この図3は、理解を容易にするため、図1
の実施例における回転動作を左右方向の直線移動で表
し、図1と同じ部分、もしくは同等の部分には同じ符号
を付したものである。
FIG. 3 shows FIG. 1 for easy understanding.
In this embodiment, the rotation operation is represented by a linear movement in the left-right direction, and the same parts as those in FIG. 1 or the same parts are denoted by the same reference numerals.

【0029】図3において、いま、運転者が、図示して
ないキースイッチをONにすると、これと同時に励磁信
号9が電磁クラッチ8に伝送され、電磁クラッチ8はO
N状態となり、これで通常制御状態での準備完了とな
り、コントロールユニット4からモータ6へ駆動信号7
が伝送されて、絞り弁1が開閉制御されることになる。
このとき、絞り弁軸3に取り付けられている制御レバー
11aはモータ6の回転により絞り弁1と一体になっ
て、図中に破線で示すように移動(回転)する。この制
御レバー11aとその移動(回転)により発生するスロ
ットルレバー11bとの相対変位は、ロストモーション
用のスプリング11c,11dの一方の伸びと他方の縮
み(図1では、一方の巻き緩みと、他方の巻き締まりと
なる)により吸収され、この結果、アクセルペダル14
の踏み込み量に応じて与えられているスロットルレバー
11bの操作位置にかかわらず、これと独立に、モータ
6による絞り弁1の開閉制御が可能になり、電子スロッ
トルモードとしての動作がえられることになる。
In FIG. 3, when the driver turns on a key switch (not shown), an excitation signal 9 is transmitted to the electromagnetic clutch 8 at the same time, and the electromagnetic clutch 8
N state, the preparation in the normal control state is completed, and the drive signal 7 is sent from the control unit 4 to the motor 6.
Is transmitted, and the opening and closing of the throttle valve 1 is controlled.
At this time, the control lever 11a attached to the throttle valve shaft 3 moves (rotates) as shown by a broken line in the figure, integrally with the throttle valve 1 by the rotation of the motor 6. The relative displacement between the control lever 11a and the throttle lever 11b caused by the movement (rotation) of the control lever 11a is caused by one extension and the other contraction of the lost motion springs 11c and 11d (in FIG. Of the accelerator pedal 14).
Irrespective of the operating position of the throttle lever 11b given according to the amount of depression of the throttle valve, the opening and closing control of the throttle valve 1 by the motor 6 can be performed independently of this, and the operation as an electronic throttle mode can be obtained. Become.

【0030】次に、いま、何らかの理由により、モータ
駆動系に故障等の異常が発生したとする。するとコント
ロールユニット4に内蔵されている異常判断機能の働き
により、まず、電磁クラッチ8の励磁が停止され、この
電磁クラッチ8がOFF状態にされ、次に絞り弁軸3は
モータ6から切り離され、フリーになる。
Next, it is assumed that an abnormality such as a failure has occurred in the motor drive system for some reason. Then, by the function of the abnormality determination function built in the control unit 4, first, the excitation of the electromagnetic clutch 8 is stopped, the electromagnetic clutch 8 is turned off, and then the throttle valve shaft 3 is disconnected from the motor 6, and Be free.

【0031】しかして、このとき、スロットルレバー1
1bと制御レバー11aとの間に相対変位が生じていた
とすると、ロストモーション用のスプリング11cとロ
ストモーション用のスプリング11dの付勢荷重に差が
生じているので、この付勢荷重の差がバランスする位
置、つまり相対変位差をゼロとする位置まで、これらの
スプリング11c,11dの働きにより制御レバー11
aが移動(回転)され、この結果、絞り弁1もアクセル
ペダル14の操作位置に適合した開度に移動(回転)さ
せられてしまうことになる。
At this time, the throttle lever 1
If there is a relative displacement between the control lever 11a and the control lever 11a, a difference occurs between the biasing loads of the lost motion spring 11c and the lost motion spring 11d. The position of the control lever 11 is controlled by the action of the springs 11c and 11d until the position where the relative displacement difference becomes zero.
a is moved (rotated), and as a result, the throttle valve 1 is also moved (rotated) to an opening suitable for the operation position of the accelerator pedal 14.

【0032】そして、この結果、絞り弁軸3は、制御レ
バー11aとロストモーション用のスプリング11c,
11d、それにスロットルレバー11bを介してアクセ
ルペダル14にだけ結合された状態になり、ここでアク
セルペダル14の操作で絞り弁1を駆動させるための準
備が完了されることになる。
As a result, the throttle valve shaft 3 is connected to the control lever 11a and the lost motion spring 11c,
11d and a state where the throttle valve 1 is coupled to the accelerator pedal 14 via the throttle lever 11b, and the preparation for driving the throttle valve 1 by operating the accelerator pedal 14 is completed.

【0033】それからは、アクセルペダル14を踏み込
むことにより、リターンスプリング13の復帰力に抗し
てスロットルレバー11bは回転され、このスロットル
レバー11bの移動(回転)に応じて、制御レバー11
aにはロストモーション用のスプリング11c,11d
の荷重がバランスするような力が作用するので、制御レ
バー11aはスロットルレバー11bに追従して、それ
と同位相での移動(回転)を行い、絞り弁1の開度制御
が得られ、リンプホーム機能を達成することができるの
である。
Thereafter, when the accelerator pedal 14 is depressed, the throttle lever 11b is rotated against the return force of the return spring 13, and the control lever 11 is moved in accordance with the movement (rotation) of the throttle lever 11b.
a has lost motion springs 11c and 11d.
The control lever 11a follows the throttle lever 11b and moves (rotates) in the same phase as the throttle lever 11b, so that the opening control of the throttle valve 1 is obtained, and the limp home The function can be achieved.

【0034】図4は、この実施例における制御可能領域
を示したもので、モータ6による絞り弁1の開度制御領
域は、全域にわたっての開閉制御が可能である。また、
リンプホームモード時でも、従来技術と同様で、アクセ
ルペダル操作にそのまま追従した制御になることが判
る。
FIG. 4 shows the controllable region in this embodiment. The opening control region of the throttle valve 1 by the motor 6 can be controlled to open and close over the entire region. Also,
It can be seen that, even in the limp home mode, the control follows the operation of the accelerator pedal as it is, similarly to the prior art.

【0035】従って、この実施例によれば、異常発生時
には、モータ6が絞り弁軸3から切り離されてアクセル
ペダルによる開度制御下に自動的に移行すると共に、絞
り弁1の開度も、自動的にアクセルペダルの操作位置に
対応した状態でアクセルペダルによる開度制御下に置か
れることになり、リンプホーム機能が与えられると共
に、このときには、絞り弁はアクセルペダル操作位置ま
で戻されるので、リンプホーム状態での暴走等の重大事
故発生は確実に抑えられ、完全なフェイルセイフ機能と
高信頼性を達成することができる。
Therefore, according to this embodiment, when an abnormality occurs, the motor 6 is disconnected from the throttle valve shaft 3 and automatically shifts to the opening control by the accelerator pedal. Since it is automatically placed under the opening control by the accelerator pedal in a state corresponding to the operation position of the accelerator pedal, the limp home function is provided, and at this time, the throttle valve is returned to the accelerator pedal operation position, The occurrence of serious accidents such as runaway in the limp home state is reliably suppressed, and a complete fail-safe function and high reliability can be achieved.

【0036】図5は、この実施例におけるスプリング駆
動力伝達機構11のモータ6による制御時と、アクセル
ペダル14の操作による制御時での動作を示す概略図
で、横軸は絞り弁1の開度TVOを、縦軸はロストモー
ション用スプリング11c,11dの付勢トルクTを示
している。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the operation of the spring driving force transmission mechanism 11 in this embodiment when it is controlled by the motor 6 and when it is controlled by operating the accelerator pedal 14. The horizontal axis indicates the opening of the throttle valve 1. The degree TVO and the vertical axis indicate the biasing torque T of the lost motion springs 11c and 11d.

【0037】図中で、点Oは、中立(初期)状態を表
し、ここはアクセルペダルの操作位置に一致した絞り弁
開度TVOにあるものとする。
In the drawing, a point O represents a neutral (initial) state, which is assumed to be at a throttle valve opening TVO corresponding to the operation position of the accelerator pedal.

【0038】まず、モータ6により、絞り弁1を角度θ
M[deg]だけ、開き方向に制御している状態を考える
と、一方のロストモーション用スプリング11cは巻き
込まれる方向に偏角し、他方のロストモーション用スプ
リング11dは、緩む方向に偏角することになり、従っ
て、この図5に示すO−A″特性がスプリング11cの
付勢トルクT特性を示し、O−B″特性がスプリング1
1dの付勢トルクT特性を示すことになる。そして、こ
こで、A″−B″の絶対値が、モータ6の発生すべき必
要トルクを表すこととなる。
First, the throttle valve 1 is turned by the motor 6 to the angle θ.
Considering a state in which the opening direction is controlled by M [deg], one lost motion spring 11c is deflected in the winding direction, and the other lost motion spring 11d is deflected in the loosening direction. Therefore, the OA "characteristic shown in FIG. 5 indicates the biasing torque T characteristic of the spring 11c, and the OB" characteristic
It shows the biasing torque T characteristic of 1d. Here, the absolute value of A "-B" represents the required torque to be generated by the motor 6.

【0039】なお、これは、絞り弁1を開き方向に制御
をしている場合についての説明であるが、閉じ方向に制
御している場合も同様である。
This is the description of the case where the throttle valve 1 is controlled in the opening direction, but the same applies to the case where the throttle valve 1 is controlled in the closing direction.

【0040】次に、この図5において、O点からスプリ
ング駆動力伝達機構11によるリンプホーム機構が作動
した場合を考える。
Next, in FIG. 5, consider the case where the limp home mechanism by the spring driving force transmission mechanism 11 operates from the point O.

【0041】アクセルペダル14の操作により、スロッ
トルレバー11bが角度θA[deg]だけ開き方向に回動
したとすると、スプリング11c,11dの付勢トルク
Tはそれぞれがバランスする方向に相対移動させられ
る。この結果、制御レバー11aはスロットルレバー11
bの回動に伴って同一方向に追従し、図5上ではO点か
らO′点に移動することになり、絞り弁1は、同じ角度
θA[deg]、開き方向に回動し、この結果、モータ6を
含む駆動系に異常が発生した場合でも、確実にリンプホ
ーム機構が成立することになる。
Assuming that the throttle lever 11b is rotated in the opening direction by the angle θ A [deg] by the operation of the accelerator pedal 14, the biasing torques T of the springs 11c and 11d are relatively moved in a direction in which they are balanced. . As a result, the control lever 11a is
Following the same direction with the rotation of b, it moves from the point O to the point O 'in FIG. 5, and the throttle valve 1 rotates in the opening direction at the same angle θ A [deg], As a result, even when an abnormality occurs in the drive system including the motor 6, the limp home mechanism is reliably established.

【0042】通常、この実施例の様にアクセルペダル1
4側にクラッチなどを設けないとモータ6などのアクチ
ュエータにより絞り弁1の制御がなされたとき、アクセ
ルペダル14にキックバック現象が現れる。
Normally, as in this embodiment, the accelerator pedal 1
If a clutch or the like is not provided on the side 4, when the throttle valve 1 is controlled by an actuator such as the motor 6, a kickback phenomenon appears on the accelerator pedal 14.

【0043】然し乍ら、この実施例では、ロストモーシ
ョン用のスプリングとして、2個のスプリング11c,
11dを用い、これらの付勢トルクが反対になるように
して組み立ててあり、この結果、この実施例によれば、
これらのスプリング11c,11dの絞り弁軸3に対す
る付勢トルク定数を同一にとることにより、各々の合成
トルクをフラット化し、図5の特性O−Cを得ることが
でき、従って、この実施例によれば、キックバック現象
を無くすことが出来るという効果がある。
However, in this embodiment, two springs 11c and 11c are used as lost-motion springs.
11d, these biasing torques are assembled so that they are opposite. As a result, according to this embodiment,
By setting the same biasing torque constant of the springs 11c and 11d with respect to the throttle valve shaft 3, each combined torque can be flattened and the characteristic OC of FIG. 5 can be obtained. According to this, there is an effect that the kickback phenomenon can be eliminated.

【0044】この様な電子スロットル方式の絞り弁制御
装置により、ISC(アイドルスピードコントロー
ル),FIC(ファーストアイドルコントロール)機能
を成立させるには、制御時のエンジン回転数(アイドル
回転数)の安定性を確保する為に制御精度(分解能)を
上げることが必須となっている。
To realize the ISC (idle speed control) and FIC (fast idle control) functions by such an electronic throttle type throttle valve control device, the stability of the engine speed (idle speed) at the time of control is required. It is essential to increase the control accuracy (resolution) in order to secure.

【0045】そこで、本発明において、制御精度(分解
能)をあげた実施例を以下説明する。図6は、制御精度
が必要となる絞り弁開度域θR (ISC制御域,FIC
制御域)において、絞り弁1の制御された実開度を検出
するスロットルバルブポジションセンサ16の出力特性
変化率を上げ、増幅することで、アクチュエータによる
絞り弁開度のフィードバック制御精度を向上するように
した実施例を示している。
An embodiment of the present invention in which control accuracy (resolution) is increased will be described below. FIG. 6 shows a throttle valve opening range θ R (ISC control range, FIC
In the control range), by increasing and amplifying the output characteristic change rate of the throttle valve position sensor 16 that detects the controlled actual opening of the throttle valve 1, the accuracy of feedback control of the throttle valve opening by the actuator is improved. The embodiment shown in FIG.

【0046】27は、通常のスロットルバルブポジショ
ンセンサ16の出力電圧特性を示しており、横軸スロッ
トル開度(θ)に対する縦軸出力電圧(V)特性は、電
圧定数k一定なリニア特性となっている。これに対し、
28は、本発明の実施例であるスロットルバルブポジシ
ョンセンサ16の出力電圧特性を示しており、制御精度
(分解能)を必要とするISC,FIC制御域のみ電圧
定数をn倍に増幅した特性となっている。
Numeral 27 indicates the output voltage characteristic of the normal throttle valve position sensor 16. The vertical axis output voltage (V) characteristic with respect to the horizontal axis throttle opening (θ) is a linear characteristic with a constant voltage constant k. ing. In contrast,
Reference numeral 28 denotes an output voltage characteristic of the throttle valve position sensor 16 according to the embodiment of the present invention. The output voltage characteristic is obtained by amplifying the voltage constant by n times only in the ISC and FIC control regions requiring control accuracy (resolution). ing.

【0047】絞り弁開度をフィードバック制御するとき
の制御精度(分解能)ΔVT は、出力電圧レンジ(V1
0)VとマイコンのA/D変換処理能力(Bbit)により
決まり、ΔVT=(V1−V0)/Bとなる。すなわち、フ
ィードバック制御時、ΔVT以下の精度では、絞り弁1
を制御することができない限界出力値である。通常の出
力電圧特性27のスロットルバルブポジションセンサ1
6を用いた場合、制御精度(分解能)ΔVT相当のスロ
ットル開度は(ΔVT/k)[deg]となり、一方、出力
電圧特性28のスロットルバルブポジションセンサ16
を用いた場合、制御精度(分解能)ΔVT相当のスロット
ル開度は(ΔVT/nk)[deg]となる。従って、電圧
定数をn倍に増幅したスロットルバルブポジションセン
サを用いることで、制御精度(分解能)をn倍に向上さ
せることができ、制御時のエンジン回転数(アイドル回
転数)の安定性を確保するのに良好な方法である。
The control accuracy (resolution) ΔV T when the throttle valve opening is feedback-controlled is determined by the output voltage range (V 1
V 0) determined by V and the microcomputer of the A / D conversion processing capacity (BBIT), the ΔV T = (V 1 -V 0 ) / B. That is, when the feedback control, the following accuracy [Delta] V T, throttle valve 1
Is the limit output value that cannot be controlled. Throttle valve position sensor 1 with normal output voltage characteristic 27
When using the 6, control accuracy (resolution) [Delta] V T corresponding throttle opening is (ΔV T / k) [deg ] . On the other hand, a throttle valve position sensor 16 of the output voltage characteristic 28
When using, control accuracy (resolution) [Delta] V T corresponding throttle opening becomes (ΔV T / nk) [deg ]. Therefore, by using a throttle valve position sensor whose voltage constant is amplified n times, control accuracy (resolution) can be improved n times, and stability of the engine speed (idle speed) at the time of control is ensured. A good way to do that.

【0048】また、図7,図8は本発明における別の実
施例を示したものである。制御精度が必要となる絞り弁
開度域θR に絞り弁1が制御されている時、絞り弁1の
制御された実開度を検出するスロットルバルブポジショ
ンセンサ16の出力電圧25をコントロールユニット4
内で増幅器4cを介しn倍処理することで、アクチュエ
ータによる絞り弁開度のフィードバック制御精度を向上
するようにした実施例を示している。
FIGS. 7 and 8 show another embodiment of the present invention. When the throttle valve 1 is controlled in the throttle valve opening range θ R where control accuracy is required, the output voltage 25 of the throttle valve position sensor 16 for detecting the controlled actual opening of the throttle valve 1 is controlled by the control unit 4.
In this embodiment, an n-fold processing is performed via an amplifier 4c within the circuit to improve the accuracy of the feedback control of the throttle valve opening by the actuator.

【0049】図7は、本発明における概略ブロック図
を、そして、図8は本発明における横軸スロットル開度
(θ)に対する縦軸コントロールユニットに読み込まれ
た出力電圧(V)特性を示したものである。絞り弁開度
域θR においては、スロットルバルブポジションセンサ
16の出力電圧25はn倍増幅器4cを介して読み込ま
れるので、読み込まれた出力電圧(V)特性は28aの
ように、通常の電圧定数kをn倍した特性となってい
る。
FIG. 7 is a schematic block diagram of the present invention, and FIG. 8 is a graph showing the output voltage (V) characteristics read by the vertical axis control unit with respect to the horizontal axis throttle opening (θ) in the present invention. It is. In the throttle valve opening range θ R , the output voltage 25 of the throttle valve position sensor 16 is read via the n-fold amplifier 4c, so that the read output voltage (V) characteristic is a normal voltage constant such as 28a. The characteristic is obtained by multiplying k by n.

【0050】また、高開度域においては、スロットルバ
ルブポジションセンサ16の出力電圧25はn倍増幅器
4cを介さずに読み込まれるので、読み込まれた出力電
圧(V)特性は、27aのように、通常の電圧定数kの
特性となっている。絞り弁開度をフィードバック制御す
るときの制御精度(分解能)ΔVT から、前記同様に制御
精度(分解能)ΔVT相当のスロットル開度を求めると、
絞り弁開度域θRにおいては、(ΔVT/nk)[deg]と
なり、絞り弁高開度域においては(ΔVT/k)[deg]と
なる。
In the high opening range, the output voltage 25 of the throttle valve position sensor 16 is read without passing through the n-fold amplifier 4c, so that the read output voltage (V) characteristic is as shown at 27a. The characteristic has a normal voltage constant k. From the control accuracy (resolution) ΔV T at the time of feedback controlling the throttle valve opening, a throttle opening equivalent to the control accuracy (resolution) ΔV T is obtained as described above.
In the throttle valve opening range θ R, it becomes (ΔV T / nk) [deg], and in the throttle valve high opening range, it becomes (ΔV T / k) [deg].

【0051】従って、スロットルバルブポジションセン
サ16の出力電圧25をn倍増幅器4cを介して読み込
むことで、電圧定数をn倍に増幅しフィードバック制御
することで、制御精度(分解能)をn倍に向上させるこ
とができ、制御時のエンジン回転数(アイドル回転数)
の安定性を確保するのに良好な方法である。
Therefore, by reading the output voltage 25 of the throttle valve position sensor 16 via the n-fold amplifier 4c, the voltage constant is amplified n times and the feedback control is performed, thereby improving the control accuracy (resolution) to n times. The engine speed during control (idle speed)
This is a good way to ensure the stability of.

【0052】[0052]

【発明の効果】発明によれば、電子制御絞り弁装置全
体の小型化が可能となり、狭いエンジンルーム内にも取
り付けられる電子制御絞り弁装置が提供できた
According to the present invention, it is possible to reduce the size of the entire electronically controlled throttle valve device, and to provide an electronically controlled throttle valve device which can be mounted even in a narrow engine room .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による内燃機関の絞り弁制御装置の実施
例を示す断面展開図である。
FIG. 1 is an expanded sectional view showing an embodiment of a throttle valve control device for an internal combustion engine according to the present invention.

【図2】本発明による内燃機関の絞り弁制御装置の実施
例を示す側面図である。
FIG. 2 is a side view showing an embodiment of a throttle valve control device for an internal combustion engine according to the present invention.

【図3】本発明の実施例の原理を示す構成概念図であ
る。
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a principle of an embodiment of the present invention.

【図4】本発明による制御可能領域を表す特性図であ
る。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a controllable region according to the present invention.

【図5】本発明の実施例におけるスプリング駆動力伝達
機構の特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram of a spring driving force transmission mechanism according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施例におけるスロットルバル
ブポジションセンサ出力電圧を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a throttle valve position sensor output voltage according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施例における制御ブロックを
示す概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a control block according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施例におけるスロットルバル
ブポジションセンサ出力電圧を示す特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing an output voltage of a throttle valve position sensor according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…絞り弁、2…支持体(スロットルボディ)、4…コ
ントロールユニット、4a…低開度制御時の読み込み経
路、4b…高開度制御時の読み込み経路、4c…n倍増
幅器、6…モータ、7…駆動信号、10a,10b…減
速歯車、16…スロットルバルブポジションセンサ、2
5,26…出力電圧、27,27a,28,28a…出
力電圧特性。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Throttle valve, 2 ... Support body (throttle body), 4 ... Control unit, 4a ... Read path at the time of low opening control, 4b ... Read path at the time of high opening control, 4c ... n-fold amplifier, 6 ... Motor , 7: drive signal, 10a, 10b: reduction gear, 16: throttle valve position sensor, 2
5, 26 ... output voltage, 27, 27a, 28, 28a ... output voltage characteristics.

フロントページの続き (72)発明者 嶺岸 輝彦 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番 地3 日立オートモティブエンジニアリ ング株式会社内 (72)発明者 吉田 龍也 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社 日立製作所 自動車機器事業部内 (72)発明者 紺井 満 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番 地3 日立オートモティブエンジニアリ ング株式会社内 (72)発明者 磯崎 典弘 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社 日立製作所 自動車機器事業部内 (56)参考文献 特開 平2−5716(JP,A) 特開 平3−57857(JP,A) 特開 昭64−69725(JP,A) 特開 平3−50346(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 9/00 - 11/10 Continuing from the front page (72) Inventor Teruhiko Minegishi 2477 Kashimayatsu, Kataida-shi, Ibaraki Pref. 3 Inside Hitachi Automotive Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuya Yoshida 2520 Takata, Katsuta-shi, Ibaraki Shares Company Hitachi, Ltd.Automotive Equipment Division (72) Inventor: Mitsuru Konoi Okata, Katsuta-shi, Ibaraki Prefecture 2477 Kashima Yatsu Ground 3 Within Hitachi Automotive Engineering Co., Ltd. (72) Inventor: Norihiro Isozaki Katsuta-shi, Ibaraki 2520 Takaba Hitachi, Ltd. Automotive Equipment Division (56) References JP-A-2-5716 (JP, A) JP-A-3-57857 (JP, A) JP-A-64-69725 (JP, A) JP-A-3-50346 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02D 9/00-11/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】減速歯車を覆うカバー部材がスロットルボ
ディーに取り付けられており、絞り弁が固定されると共に前記スロットルボディーに回
動自在に支承される絞り弁軸の一端部に固定された減速
歯車と、 前記絞り弁軸に並行に配置されたモータ出力軸と一体に
回転する入力側歯車と、 前記入力側歯車に噛み合っている別の減速歯車と前記絞
り弁に固定された減速歯車とを介して、前記モータから
の駆動力が前記絞り弁軸に伝達されるように構成されて
おり、 且つ前記絞り弁軸に固定された減速歯車は前記入力側歯
車に噛み合う前記減速歯車よりも前記スロットルボディ
ー寄りの位置で前記モータからの駆動力の伝達を受け、 前記 カバー部材には前記絞り弁軸の端部に対面する位置
にスロットルバルブポジションセンサが装着されてい
て、このスロットルバルブポジションセンサ前記絞り
弁の回転を検出するよう構成されている内燃機関の電子
制御絞り弁装置。
A cover member for covering a reduction gear is attached to a throttle body.
Deceleration fixed to one end of the throttle valve shaft movably supported
Gear and a motor output shaft arranged in parallel with the throttle valve shaft.
A rotating input-side gear, another reduction gear meshing with the input-side gear, and the throttle
From the motor via a reduction gear fixed to the
Is configured to be transmitted to the throttle valve shaft.
And a reduction gear fixed to the throttle valve shaft is provided with the input side teeth.
The throttle body more than the reduction gear meshing with the car
Receiving a transmission of the driving force from the motor at a position over closer, in the cover member have a throttle valve position sensor is mounted in a position facing the end portion of the throttle valve shaft, wherein in the throttle valve position sensor An electronically controlled throttle valve device for an internal combustion engine configured to detect rotation of a throttle valve.
【請求項2】請求項1において、前記カバー部材に前記
スロットルバルブポジションセンサのコネクタが取り付
けられている内燃機関の電子制御絞り弁装置。
2. An electronically controlled throttle valve device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a connector of said throttle valve position sensor is attached to said cover member.
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