JPH04301145A - Intake air quantity controller for engine - Google Patents

Intake air quantity controller for engine

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JPH04301145A
JPH04301145A JP6468591A JP6468591A JPH04301145A JP H04301145 A JPH04301145 A JP H04301145A JP 6468591 A JP6468591 A JP 6468591A JP 6468591 A JP6468591 A JP 6468591A JP H04301145 A JPH04301145 A JP H04301145A
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reduction ratio
electric motor
intake air
engine
throttle valve
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JP6468591A
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谷岡輝明
Teruaki Tanioka
藤井浩介
Kosuke Fujii
進矢義之
Yoshiyuki Shinya
藤田永久
Nagahisa Fujita
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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D2011/101Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles
    • F02D2011/102Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles at least one throttle being moved only by an electric actuator

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  • Controls For Constant Speed Travelling (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

PURPOSE:To secure the responsiveness and control precision by the use of a single motor, when the throttle valve of an engine is opening/closing-operated by the drive of an electric motor. CONSTITUTION:An intake air quantity controller far engine is equipped with a speed reduction mechanism C between an electric motor and a throttle valve B, and a reduction ratio varying means D which increases the reduction ratio which when the drive quantity of the motor is small, in comparison with the case where the drive quantity is large, and for example during the constant speed traveling control, the reduction ratio is increased.

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、エンジンの吸気通路に
介装したスロットルバルブの開閉駆動を電気モータで行
うようにしたエンジンの吸入空気量制御装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine intake air amount control device in which an electric motor is used to open and close a throttle valve installed in an intake passage of the engine.

【0002】0002

【従来の技術】従来より、エンジンの吸入空気量制御装
置として、吸気系のスロットルバルブとアクセル機構と
の機械的連係をなくし、このスロットルバルブを電気モ
ータの駆動によって開閉操作し、その開閉特性の自由度
を高めるようにした技術が、例えば特開昭63−314
328号公報に見られるように公知である。また、上記
のようにスロットルバルブを電気モータで駆動すること
でエンジンの吸気量を調整する電子制御式のスロットル
バルブを構成するようにした場合には、車輪のスリップ
状態に応じて吸入空気量すなわちエンジン出力を調整す
るトラクション制御などを行うことが可能となるもので
ある。
[Prior Art] Conventionally, as an intake air amount control device for an engine, the mechanical link between the throttle valve of the intake system and the accelerator mechanism is eliminated, and the throttle valve is opened and closed by driving an electric motor, and its opening and closing characteristics are controlled. For example, a technology that increases the degree of freedom is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-314.
It is known as seen in Japanese Patent No. 328. In addition, if an electronically controlled throttle valve is configured that adjusts the intake air amount of the engine by driving the throttle valve with an electric motor as described above, the intake air amount or This makes it possible to perform traction control that adjusts engine output.

【0003】一方、車速を設定値に維持するべく実車速
と設定値との偏差に応じてエンジン出力を調整する定速
走行制御のように、運転者のアクセル操作によらずにエ
ンジンの吸入空気量を制御する技術も一般に採用されて
いる。この定速走行制御のアクチュエータとしては、通
常、アクセル開度を調整することで行っている。
On the other hand, constant speed driving control adjusts the engine output according to the deviation between the actual vehicle speed and the set value in order to maintain the vehicle speed at the set value. Volume control techniques are also commonly employed. The actuator for this constant speed running control is usually controlled by adjusting the accelerator opening.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】しかして、上記のよう
にスロットルバルブを電気モータで開閉操作するように
した際に、各種制御に基づいてスロットル開度を変更操
作するときに、目標スロットル開度に到達するまでの応
答性と目標開度に一致させる位置決め精度との両立が困
難となる問題を有している。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when the throttle valve is opened and closed by an electric motor as described above, when changing the throttle opening based on various controls, it is difficult to adjust the target throttle opening. The problem is that it is difficult to achieve both responsiveness to reach the target opening and positioning accuracy to match the target opening.

【0005】すなわち、ステップモータなどの電気モー
タをスロットルバルブに連係してその開閉操作を行う機
構を設置する場合に、急加速時もしくは急減速時などの
ように急激にスロットルバルブを開閉作動したいときに
は、例えばモータの1ステップ駆動で開閉するスロット
ル角度を大きく設定して開閉速度を高め、目標スロット
ル開度への開閉作動の応答性を向上することが良好であ
る。しかし、このように応答性を重視して開閉速度を高
めて1ステップでの移動量を大きくすると、例えば定速
走行制御を行う場合に、設定車速と実車速とが近接して
目標スロットル開度と実スロットル開度の偏差が小さく
なっているときに、1ステップの駆動でも開度変化量が
大きく位置決め精度すなわち制御精度が低くなる。逆に
、制御精度を高めるように1ステップでの移動量を小さ
くすると、スロットル開度の変化速度が低く良好な応答
性が得られなくなる。
That is, when installing a mechanism for opening and closing an electric motor such as a step motor in conjunction with a throttle valve, when it is desired to open and close the throttle valve suddenly during sudden acceleration or deceleration, etc. For example, it is preferable to increase the opening/closing speed by setting a large throttle angle for opening/closing in one step drive of the motor, thereby improving the responsiveness of the opening/closing operation to the target throttle opening. However, if you emphasize responsiveness and increase the opening/closing speed to increase the amount of movement in one step, for example when performing constant speed driving control, the set vehicle speed and actual vehicle speed will become close and the target throttle opening will be reduced. When the deviation of the actual throttle opening is small, the amount of change in the opening is large even in one step driving, and the positioning accuracy, that is, the control accuracy becomes low. On the other hand, if the amount of movement in one step is made small in order to improve control accuracy, the rate of change in throttle opening will be low and good responsiveness will not be obtained.

【0006】一方、上記のような制御応答性と制御精度
の両方の特性が得られるような電気モータとサーボ系を
設けることは、電気モータの要求精度が高く、サーボ系
も複雑で高価なものとなり、一般的なエンジンへの採用
が困難となる。また、アクセル操作等に対応して応答性
を重視した特性でスロットルバルブを開閉する電気モー
タと、定速走行制御用などの制御精度を重視した特性で
スロットルバルブを開閉する電気モータとを別途に設置
することも、スロットル駆動機構のコンパクト化の障害
となり、単一の電気モータでの駆動が好ましいものであ
る。
On the other hand, providing an electric motor and servo system that can provide both control response and control accuracy characteristics as described above requires high accuracy requirements for the electric motor, and the servo system is also complex and expensive. This makes it difficult to apply it to general engines. In addition, an electric motor that opens and closes the throttle valve with characteristics that emphasize responsiveness in response to accelerator operations, etc., and an electric motor that opens and closes the throttle valve with characteristics that emphasize control accuracy such as for constant speed driving control are separately installed. The installation also poses an obstacle to making the throttle drive mechanism more compact, and driving with a single electric motor is preferable.

【0007】そこで本発明は上記事情に鑑み、制御応答
性と制御精度の両立をコンパクトな機構によって得るよ
うにしたエンジンの吸入空気量制御装置を提供すること
を目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide an engine intake air amount control device that achieves both control responsiveness and control accuracy using a compact mechanism.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の吸入空気量制御装置は、図1に基本構成を示す
ように、エンジンEの吸気通路Aには吸気量を調整する
スロットルバルブBが介装され、該スロットルバルブB
には減速機構Cを介して電気モータMが接続され、該電
気モータMの駆動によってスロットルバルブBの開閉作
動を行う。上記電気モータMには吸入空気量制御手段F
からの制御信号が出力され、この吸入空気量制御手段F
は、アクセル開度などの運転状態に応じた吸入空気量す
なわち目標スロットル開度となるようにスロットルバル
ブBを開閉操作する制御信号を出力して、吸入空気量の
制御を行う。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the intake air amount control device of the present invention, as shown in the basic configuration in FIG. B is interposed, and the throttle valve B
An electric motor M is connected to the throttle valve B via a speed reduction mechanism C, and the throttle valve B is opened and closed by driving the electric motor M. The electric motor M has an intake air amount control means F.
A control signal is output from the intake air amount control means F.
controls the amount of intake air by outputting a control signal for opening and closing the throttle valve B so that the amount of intake air corresponds to the operating state such as the accelerator opening, that is, the target throttle opening.

【0009】また、前記電気モータMとスロットルバル
ブBとの間には減速機構Cと、その減速比を変更する減
速比可変手段Dが設置され、この減速比可変手段Dは、
前記吸入空気量制御手段Fによるスロットル駆動信号を
受け、電気モータMの駆動量が小さい時には大きいとき
に比べて減速比を大きくする制御を行うように構成され
ている。
Further, between the electric motor M and the throttle valve B, there is installed a speed reduction mechanism C and a speed reduction ratio variable means D for changing the speed reduction ratio.
It is configured to receive a throttle drive signal from the intake air amount control means F and perform control to increase the reduction ratio when the drive amount of the electric motor M is small compared to when it is large.

【0010】さらに、車速を設定値に維持するための定
速走行制御手段Gを設け、該定速走行制御手段Gから実
車速と設定値との偏差に応じた信号が前記吸入空気量制
御手段Fに出力され、この吸入空気量制御手段Fは実車
速が設定値となるような吸入空気量を得るべくスロット
ル開度を補正制御するようにしてもよく、この定速速走
行制御を行っている場合で、前記偏差が小さく電気モー
タMの駆動量が小さくなっているときには前記減速比可
変手段Dは減速比を大きくするものである。
Further, a constant speed running control means G for maintaining the vehicle speed at a set value is provided, and a signal corresponding to the deviation between the actual vehicle speed and the set value is transmitted from the constant speed running control means G to the intake air amount control means. F, and this intake air amount control means F may correct the throttle opening in order to obtain an intake air amount that makes the actual vehicle speed a set value, and performs this constant speed running control. In this case, when the deviation is small and the drive amount of the electric motor M is small, the reduction ratio variable means D increases the reduction ratio.

【0011】なお、前記減速比可変手段Dと減速機構C
とを機械的機構によって一体に構成し、前記電気モータ
Mの駆動量が大きい時には小さいときに比べて減速比が
小さくなる作動特性に構成するようにしてもよい。
[0011] The reduction ratio variable means D and the reduction mechanism C
They may be integrally constructed by a mechanical mechanism, and the operating characteristic may be such that when the drive amount of the electric motor M is large, the reduction ratio is smaller than when it is small.

【0012】また、前記減速機構Cを遊星歯車機構とし
、減速比可変手段Dをその一部の回転部品を固定するク
ラッチで構成するようにしてもよい。
Further, the reduction mechanism C may be a planetary gear mechanism, and the reduction ratio variable means D may be constituted by a clutch that fixes some of its rotating parts.

【0013】[0013]

【作用および効果】上記のようなエンジンの吸入空気量
制御装置では、通常のアクセル開度などの運転状態に応
じた吸入空気量制御で、加減速時のようにスロットル開
度の変化量の大きい状態では、減速比可変手段によって
電気モータからスロットルバルブに対する減速比を小さ
くしてスロットルバルブの開度変化速度を速めて制御応
答性を高める一方、目標スロットル開度の近傍となって
スロットル開度の変化量が小さい状態では上記減速比を
大きくしてスロットルバルブの制御精度を高めて、目標
スロットル開度への正確な位置決めが行え、所望の吸入
空気量が得られるものである。しかも、上記のような制
御応答性および制御精度の両立を、電気モータの要求精
度の向上、複雑なサーボ系を要することなく実現でき、
更に、単一の電気モータによって構成することで、スロ
ットル機構のコンパクト化が得られ、コスト面でも有利
となるものである。
[Function and Effect] The above-mentioned engine intake air amount control device controls the amount of intake air according to driving conditions such as normal accelerator opening, but does not control the intake air amount depending on driving conditions such as normal accelerator opening. In this state, the speed reduction ratio variable means reduces the speed reduction ratio from the electric motor to the throttle valve to increase the throttle valve opening change speed and improve control responsiveness. In a state where the amount of change is small, the reduction ratio is increased to improve the control accuracy of the throttle valve, so that accurate positioning to the target throttle opening can be performed and the desired amount of intake air can be obtained. Moreover, it is possible to achieve both control responsiveness and control accuracy as described above without increasing the required precision of the electric motor or requiring a complex servo system.
Furthermore, by constructing the throttle mechanism using a single electric motor, the throttle mechanism can be made compact, which is also advantageous in terms of cost.

【0014】一方、定速走行制御を行う場合には、前記
減速比を大きくしてスロットルバルブの緻密な開度制御
が可能となり吸入空気量すなわちエンジン出力の制御精
度を高めて安定した定速走行制御が実行できる。
On the other hand, when performing constant-speed running control, the reduction ratio is increased to enable precise control of the opening of the throttle valve, which increases the control accuracy of the intake air amount, that is, the engine output, and allows stable constant-speed running. Control can be executed.

【0015】[0015]

【実施例】以下、図面に沿って本発明の各実施態様を説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】<実施例1>図2にこの実施例の吸入空気
量制御装置を備えたエンジンの全体構成図を示し、エン
ジン10の燃焼室11には吸気ポート12と排気ポート
13が開口され、両ポート12,13 の開口部が吸気
弁15および排気弁16によってそれぞれ所定のタイミ
ングで開閉作動される。上記吸気ポート12に連通して
燃焼室11に吸気を供給する吸気通路17には、上流側
からエアクリーナ18、吸気量を計測する吸気量センサ
19、吸気量を制御するスロットルバルブ20が介装さ
れ、サージタンク21より下流側部分には燃料を噴射供
給するインジェクタ22が配設されている。また、前記
スロットルバルブ20をバイパスするバイパス通路24
が設けられ、このバイパス通路24にはバイパスエア量
を調整する制御弁25が介装されている。
<Embodiment 1> FIG. 2 shows an overall configuration diagram of an engine equipped with an intake air amount control device of this embodiment. An intake port 12 and an exhaust port 13 are opened in the combustion chamber 11 of the engine 10. The openings of both ports 12 and 13 are opened and closed at predetermined timings by an intake valve 15 and an exhaust valve 16, respectively. An air cleaner 18, an intake air amount sensor 19 that measures the amount of intake air, and a throttle valve 20 that controls the amount of intake air are interposed in the intake passage 17 that communicates with the intake port 12 and supplies intake air to the combustion chamber 11 from the upstream side. An injector 22 for injecting and supplying fuel is disposed downstream of the surge tank 21. Also, a bypass passage 24 bypassing the throttle valve 20
The bypass passage 24 is provided with a control valve 25 that adjusts the amount of bypass air.

【0017】前記スロットルバルブ20に連係して電気
モータ30が配設され、また、この電気モータ30とス
ロットルバルブ20との間には減速比可変機構31を備
えた減速機構32が介装され、上記スロットルバルブ2
0が電気モータ30の駆動に応じて所定の減速比で開閉
操作される。この減速比可変機構31は、詳細構造は図
示しないがアクチュエータの作動によってその減速比が
切換え可能に構成されている。
An electric motor 30 is disposed in conjunction with the throttle valve 20, and a speed reduction mechanism 32 having a variable speed reduction ratio mechanism 31 is interposed between the electric motor 30 and the throttle valve 20. Above throttle valve 2
0 is opened and closed at a predetermined reduction ratio according to the drive of the electric motor 30. Although the detailed structure of the variable reduction ratio mechanism 31 is not shown, the reduction ratio can be changed by operating an actuator.

【0018】前記電気モータ30および減速比可変機構
31に対して、内部にCPUなどを有するコントローラ
33から制御信号が出力されて、所定の特性でスロット
ルバルブ20が所定開度に開閉駆動されて吸入空気量の
制御が行われる。また、前記バイパス通路24の制御弁
25にもコントローラ33から制御信号が出力され、ア
イドル時の吸入空気量をバイパスエア量で制御してアイ
ドル回転数制御を行う。
A control signal is outputted to the electric motor 30 and the variable reduction ratio mechanism 31 from a controller 33 having a CPU or the like therein, and the throttle valve 20 is driven to open and close to a predetermined opening degree with predetermined characteristics, thereby generating an intake air. The amount of air is controlled. A control signal is also output from the controller 33 to the control valve 25 of the bypass passage 24, and the amount of intake air during idling is controlled by the amount of bypass air to control the number of idle rotations.

【0019】上記コントローラ33にはエンジンの運転
状態を検出するために、吸入空気量を検出する吸気量セ
ンサ19からの吸気量信号のほか、エンジン回転数を検
出するために回転センサ35からの回転信号、スロット
ルバルブ20の開度を検出するスロットルセンサ36か
らの実スロットル開度信号、アクセルペダル37の操作
量を検出するアクセルセンサ38からのアクセル開度信
号、実際に走行している車速を検出する車速センサ39
からの車速信号、定速走行制御を実行するよう運転者が
操作するオートクルーズスイッチ41の信号等がそれぞ
れ入力される。
In order to detect the operating state of the engine, the controller 33 receives an intake air amount signal from an intake air amount sensor 19 for detecting the amount of intake air, as well as a rotation signal from a rotation sensor 35 for detecting the engine speed. signal, the actual throttle opening signal from the throttle sensor 36 that detects the opening of the throttle valve 20, the accelerator opening signal from the accelerator sensor 38 that detects the operation amount of the accelerator pedal 37, and the actual speed of the vehicle being driven. Vehicle speed sensor 39
A vehicle speed signal from a vehicle, a signal from an auto cruise switch 41 operated by the driver to execute constant speed driving control, and the like are input.

【0020】そして、上記コントローラ33は、基本的
にはアクセル開度とエンジン回転数とに基づいて目標ス
ロットル開度を決定し、実スロットル開度と比較して両
者の偏差に応じて電気モータ30を開方向もしくは閉方
向に駆動し、また、オートクルーズスイッチ41がオン
操作されている場合には、設定された目標車速と実車速
との偏差に応じて電気モータ30を開方向もしくは閉方
向に駆動するものであり、更に、上記オートクルーズス
イッチ41のオン操作に応じて減速比可変機構31に切
換信号を出力して、減速比を大きくするように制御する
ものである。
The controller 33 basically determines the target throttle opening based on the accelerator opening and the engine speed, compares it with the actual throttle opening, and controls the electric motor 30 according to the deviation between the two. When the auto cruise switch 41 is turned on, the electric motor 30 is driven in the open or close direction depending on the deviation between the set target vehicle speed and the actual vehicle speed. Furthermore, in response to the ON operation of the auto cruise switch 41, a switching signal is output to the variable reduction ratio mechanism 31 to control the reduction ratio to be increased.

【0021】上記コントローラ33による電気モータ3
0および減速比可変機構31の駆動制御を図3のフロー
チャートに沿って説明する。制御スタート後、ステップ
S1でオートクルーズスイッチ41がオン操作されてい
るか否かを判定し、定速走行制御を行わない通常制御時
(NO判定時)には、ステップS2に進んで減速比可変
機構31に減速比を小さくするオフ信号を出力する。こ
れにより、電気モータ30の駆動に対してスロットルバ
ルブ20は応答性の高い状態で開閉作動される。
Electric motor 3 by the controller 33
0 and the drive control of the variable reduction ratio mechanism 31 will be explained along the flowchart of FIG. After the control starts, it is determined in step S1 whether the auto cruise switch 41 is turned on or not, and when the constant speed cruise control is not performed (NO determination), the process advances to step S2 and the variable reduction ratio mechanism is activated. 31, outputs an off signal to reduce the reduction ratio. As a result, the throttle valve 20 is opened and closed with high responsiveness to the drive of the electric motor 30.

【0022】上記通常制御時には、ステップS3でアク
セル開度ACCとエンジン回転数Neとによりマップな
どから目標スロットル開度TVo を決定すると共に、
ステップS4でスロットルセンサ36から実スロットル
開度TVを読み込む。そして、両者の偏差をステップS
5およびS7で判定するものであり、まず、ステップS
5の判定により実スロットル開度TVが目標スロットル
開度TVo より所定値α以上大きい場合には、ステッ
プS6で電気モータ30に逆転信号を出力してスロット
ルバルブ20を閉駆動する。一方、ステップS7の判定
により実スロットル開度TVが目標スロットル開度TV
o より所定値α以上小さい場合には、ステップS8で
電気モータ30に正転信号を出力してスロットルバルブ
20を開駆動する。
During the normal control, in step S3, the target throttle opening TVo is determined from a map or the like based on the accelerator opening ACC and the engine speed Ne, and
In step S4, the actual throttle opening TV is read from the throttle sensor 36. Then, the deviation between the two is calculated in step S
5 and S7, first, step S
If the actual throttle opening TV is larger than the target throttle opening TVo by a predetermined value α or more as determined in step S6, a reverse rotation signal is output to the electric motor 30 to drive the throttle valve 20 to close. On the other hand, according to the determination in step S7, the actual throttle opening degree TV is set to the target throttle opening degree TV.
o is smaller than a predetermined value α or more, in step S8, a normal rotation signal is output to the electric motor 30 to drive the throttle valve 20 to open.

【0023】また、前記ステップS1の判定がYESで
オートクルーズスイッチ41がオン操作されて定速走行
制御を行う場合には、ステップS9に進んで減速比可変
機構31に減速比を大きくするオン信号を出力する。こ
れにより、電気モータ30の駆動に対してスロットルバ
ルブ20の制御精度を高めた状態で開閉作動される。こ
の定速走行制御時には、ステップS10で実車速Vと設
定された目標車速Vo を読み込む。そして、両者の偏
差をステップS11およびS13で判定するものであり
、まず、ステップS11の判定により実車速Vが目標車
速Vo より所定値β以上大きい場合には、ステップS
12で電気モータ30に正転信号を出力してスロットル
バルブ20を開駆動する。一方、ステップS13の判定
により実車速Vが目標車速Vo より所定値β以上小さ
い場合には、ステップS14で電気モータ30に逆転信
号を出力してスロットルバルブ20を閉駆動する。
If the determination in step S1 is YES and the auto cruise switch 41 is turned on to perform constant speed driving control, the process proceeds to step S9 where an on signal is sent to the variable reduction ratio mechanism 31 to increase the reduction ratio. Output. As a result, the throttle valve 20 is opened and closed with increased control accuracy relative to the drive of the electric motor 30. During this constant speed driving control, the actual vehicle speed V and the set target vehicle speed Vo are read in step S10. Then, the deviation between the two is determined in steps S11 and S13. First, if the actual vehicle speed V is larger than the target vehicle speed Vo by a predetermined value β or more as determined in step S11, the difference between the two is determined in steps S11 and S13.
At step 12, a forward rotation signal is output to the electric motor 30 to drive the throttle valve 20 open. On the other hand, if the actual vehicle speed V is smaller than the target vehicle speed Vo by a predetermined value β or more as determined in step S13, a reverse rotation signal is output to the electric motor 30 to close the throttle valve 20 in step S14.

【0024】上記のような処理により、通常制御時には
減速比を小さくした状態で電気モータ30によってスロ
ットルバルブ20の開閉駆動を行って良好な制御応答性
を得て、アクセル操作に敏感に反応したスロットル開度
の変更によって吸入空気量を制御する一方、定速走行制
御時には減速比を大きくした状態で電気モータ30によ
ってスロットルバルブ20の開閉駆動を行って制御精度
を得て、緻密なスロットル開度の調整により車速を設定
車速に正確に維持するように吸入空気量を制御するもの
である。
Through the above-described processing, during normal control, the electric motor 30 drives the throttle valve 20 to open and close with a small reduction ratio, obtaining good control responsiveness, resulting in a throttle that responds sensitively to accelerator operation. While the intake air amount is controlled by changing the opening, during constant speed driving control, the throttle valve 20 is opened and closed by the electric motor 30 with a large reduction ratio to obtain control accuracy and precisely control the throttle opening. This adjustment controls the amount of intake air so that the vehicle speed is accurately maintained at the set vehicle speed.

【0025】<実施例2>図4および図5にこの実施例
の吸入空気量制御装置の減速機構45および減速比可変
機構46を示す。この例では無段階に減速比が変更可能
であると共に、スロットル開度の開閉操作量が大きく電
気モータ30の駆動量(駆動速度)に応じて減速比を変
更するものであり、加速時のように駆動量の大きい場合
には減速比を小さくしてスロットルバルブ20の開閉速
度を大きくして制御応答性を高める一方、定速走行制御
時のように電気モータ30の駆動量の小さい場合には減
速比を大きくしてスロットルバルブ20の開閉速度を遅
くして制御精度を高める機構を、機械的構造によって得
るようにしたものである。
<Embodiment 2> FIGS. 4 and 5 show the reduction mechanism 45 and variable reduction ratio mechanism 46 of the intake air amount control device of this embodiment. In this example, the reduction ratio can be changed steplessly, and the opening/closing operation amount of the throttle opening is large, and the reduction ratio is changed according to the drive amount (drive speed) of the electric motor 30, such as during acceleration. When the drive amount is large, the reduction ratio is reduced and the opening/closing speed of the throttle valve 20 is increased to improve control responsiveness, while when the drive amount of the electric motor 30 is small, such as during constant speed driving control A mechanism for increasing the speed reduction ratio and slowing down the opening/closing speed of the throttle valve 20 to improve control accuracy is provided by a mechanical structure.

【0026】図4は電気モータ30の停止もしくは低速
状態を示し、電気モータ30のドライブシャフト47に
は駆動プーリ48の固定プーリピース48a が固着さ
れると共に、スライドプーリピース48b が軸方向に
スライド可能にスプライン嵌合され、両プーリピース4
8a,48bの対向するテーパ面に伝動ベルト49が掛
けられている。上記スライドプーリピース48b の背
面には半径方向に移動可能にフライウェイト50が配設
され、該フライウェイト50の先端傾斜面がガイド部材
51の傾斜面に当接している。このフライウェイト50
は、外側に広がるとスライドプーリピース48b を固
定プーリピース48a 側に押圧するように軸方向に移
動させる。
FIG. 4 shows the electric motor 30 in a stopped or low speed state, in which a fixed pulley piece 48a of a drive pulley 48 is fixed to the drive shaft 47 of the electric motor 30, and a slide pulley piece 48b is slidable in the axial direction. Spline fitted, both pulley pieces 4
A transmission belt 49 is hung between opposing tapered surfaces of 8a and 48b. A flyweight 50 is disposed on the back surface of the slide pulley piece 48b so as to be movable in the radial direction, and the inclined surface of the distal end of the flyweight 50 is in contact with the inclined surface of the guide member 51. This fly weight 50
When spread outward, the slide pulley piece 48b is moved in the axial direction so as to be pressed toward the fixed pulley piece 48a.

【0027】一方、上記駆動プーリ48の側方に配設さ
れた従動プーリ52の対向するテーパ面に前記伝動ベル
ト49が掛けられた両側のプーリピース52a,52b
 は、それぞれドリブンシャフト53に軸方向に移動可
能にスプライン嵌合され、それぞれのプーリピース52
a,52b は背面に縮装されたスプリング54によっ
て伝動ベルト49を挾圧するように付勢される。上記ド
リブンシャフト53の一端部に設けられたピニオン55
から、中間軸56の減速ギヤ57を介してスロットルバ
ルブ20のスロットルシャフト20a のギヤ58に回
転が伝達される。
On the other hand, the transmission belt 49 is hung on the opposing tapered surfaces of the driven pulley 52 disposed on the side of the driving pulley 48 on both pulley pieces 52a, 52b.
are spline-fitted to the driven shaft 53 so as to be movable in the axial direction, and the respective pulley pieces 52
a and 52b are biased to clamp the transmission belt 49 by a spring 54 compressed on the back side. A pinion 55 provided at one end of the driven shaft 53
The rotation is then transmitted to the gear 58 of the throttle shaft 20a of the throttle valve 20 via the reduction gear 57 of the intermediate shaft 56.

【0028】上記図4の低速状態ではフライウェイト5
0の遠心力は小さく、該フライウェイト50は中心側に
位置し駆動プーリ48での伝動ベルト49の係合半径は
小さく、従動プーリ52での係合半径は大きく、減速比
が大きい状態となっている。電気モータ30の回転速度
が上昇すると、フライウェイト50が遠心力で外周側に
移動するのに応じて駆動プーリ48のスライドプーリピ
ース48b が中心側に移動し、この駆動プーリ48で
の伝動ベルト49の係合半径が大きくなる一方、従動プ
ーリ52での係合半径は小さく、減速比が小さくなる。 このように電気モータ30の回転速度に対して低速で減
速比が大きく速度の上昇に伴って減速比が無段階で小さ
くなるように変化する。
In the low speed state shown in FIG. 4 above, the flyweight 5
The centrifugal force at 0 is small, the flyweight 50 is located on the center side, the engagement radius of the transmission belt 49 with the drive pulley 48 is small, and the engagement radius with the driven pulley 52 is large, resulting in a large reduction ratio. ing. When the rotational speed of the electric motor 30 increases, the slide pulley piece 48b of the drive pulley 48 moves toward the center as the flyweight 50 moves toward the outer circumference due to centrifugal force, and the transmission belt 49 of the drive pulley 48 moves toward the center. While the engagement radius of the driven pulley 52 becomes larger, the engagement radius of the driven pulley 52 becomes smaller, and the reduction ratio becomes smaller. In this manner, the reduction ratio is large at a low speed relative to the rotational speed of the electric motor 30, and changes to become smaller steplessly as the speed increases.

【0029】また、電気モータ30によるスロットルバ
ルブ20の開度制御を行う場合に、目標開度に変更する
駆動信号の出力に対して、電気モータ30の駆動速度は
停止状態から徐々に速度が上昇し、所定速度に達して目
標開度の近傍になると速度が低下し目標開度に一致した
時点で停止するように制御を行うものである。この特性
に応じ、通常の吸入空気量制御においては、目標スロッ
トル開度が大きく変化するのに応じて電気モータ30の
駆動時間も長いことから駆動速度も速くなる一方、低速
走行制御のように目標スロットル開度の変化が小さいと
きには電気モータ30の駆動時間も短く、駆動速度は遅
くなる。
Furthermore, when controlling the opening of the throttle valve 20 by the electric motor 30, the driving speed of the electric motor 30 gradually increases from a stopped state in response to the output of a drive signal for changing the opening to the target opening. However, when the speed reaches a predetermined speed and becomes close to the target opening, the speed decreases and is controlled to stop when the opening matches the target opening. According to this characteristic, in normal intake air amount control, as the target throttle opening changes greatly, the drive time of the electric motor 30 becomes longer, so the drive speed becomes faster. When the change in throttle opening is small, the driving time of the electric motor 30 is short and the driving speed is slow.

【0030】したがって、前記減速比可変機構46との
関係において、通常制御の加速時などでは、電気モータ
30の駆動初期では図4の減速比が大きい状態でも、駆
動時間が長くなるのに応じて駆動速度が速くなることか
ら減速比は小さく図5の状態となってスロットルバルブ
20の開度変化の速度が速く制御応答性が高くなる。こ
れに対し、定速走行制御などでは、電気モータ30の駆
動初期の状態(図4)で駆動時間が終了して所定開度に
達するように、電気モータ30の駆動速度が上昇する前
に停止するものであって、この状態では減速比は大きく
制御精度が高くなる。
Therefore, in relation to the variable reduction ratio mechanism 46, during acceleration under normal control, even if the reduction ratio in FIG. 4 is large at the initial stage of driving the electric motor 30, as the driving time increases Since the drive speed becomes faster, the reduction ratio becomes smaller, resulting in the state shown in FIG. 5, and the opening degree of the throttle valve 20 changes faster and the control response becomes higher. On the other hand, in constant speed driving control, etc., the driving speed of the electric motor 30 is stopped before the driving speed increases so that the driving time ends and the predetermined opening degree is reached in the initial driving state of the electric motor 30 (FIG. 4). In this state, the reduction ratio is large and the control accuracy is high.

【0031】本例の減速比可変機構46によれば、上記
制御応答性と制御精度の両立に加えて、大きなトルクを
要する電気モータ30の駆動開始時における減速比は大
きくなっているので起動が迅速に行え、また、小型の電
気モータ30の使用が可能となる。
According to the variable reduction ratio mechanism 46 of this example, in addition to achieving both control responsiveness and control accuracy as described above, the reduction ratio at the time of starting the drive of the electric motor 30, which requires a large torque, is large, so that starting is possible. This can be done quickly and allows the use of a small electric motor 30.

【0032】<実施例3>図6および図7にこの実施例
の吸入空気量制御装置の減速機構61および減速比可変
機構62を示し、減速機構61として遊星歯車機構を採
用し、減速比可変機構62としてクラッチを使用してい
る。
<Embodiment 3> FIGS. 6 and 7 show the reduction mechanism 61 and variable reduction ratio mechanism 62 of the intake air amount control device of this embodiment. A planetary gear mechanism is adopted as the reduction mechanism 61, and the reduction ratio is variable. A clutch is used as the mechanism 62.

【0033】電気モータ30の駆動軸63はサンギヤ6
4に連結され、このサンギヤ64の外側に遊星ギヤ65
が噛合され、該遊星ギヤ65の外周がリングギヤ66の
内歯に噛合している。そして、このリングギヤ66と同
軸に配設されたスロットルバルブ20が連結部材67で
連結され、リングギヤ66の回転がスロットルバルブ2
0に伝達される。
The drive shaft 63 of the electric motor 30 is connected to the sun gear 6.
4, and a planetary gear 65 is connected to the outside of this sun gear 64.
The outer periphery of the planetary gear 65 meshes with the inner teeth of the ring gear 66. The ring gear 66 and the throttle valve 20 disposed coaxially are connected by a connecting member 67, and the rotation of the ring gear 66 is controlled by the throttle valve 20.
0.

【0034】一方、前記遊星ギヤ65を支承するキャリ
ヤ68と遊星ギヤ65との間に該遊星ギヤ65の自転が
ロック可能な第1クラッチ70が配設されると共に、上
記キャリヤ68と固定部72との間に該キャリヤ68を
固定して遊星ギヤ65の公転がロック可能な第2クラッ
チ71が配設される。
On the other hand, a first clutch 70 capable of locking the rotation of the planetary gear 65 is disposed between the carrier 68 supporting the planetary gear 65 and the planetary gear 65, and a first clutch 70 capable of locking the rotation of the planetary gear 65 is disposed between the carrier 68 and the fixed portion 72. A second clutch 71 capable of fixing the carrier 68 and locking the revolution of the planetary gear 65 is disposed between the second clutch 71 and the second clutch 71 .

【0035】上記第1クラッチ70は前記キャリヤ68
の一端部にクラッチハウジング73が設けられ、このク
ラッチハウジング73内に遊星ギヤ65に固着された摺
接部材74が設けられ、上記クラッチハウジング73と
摺接部材74とのスプリング75の付勢力による圧接状
態でこの第1クラッチ70が締結状態となるように構成
されている。また、上記キャリヤ68は遊星ギヤ65の
中心を軸方向に移動可能に第2クラッチ71側に貫通し
、その移動を停止するストッパ76が形成されている。 このキャリヤ68の他端部には第2クラッチ71の摺接
部材77が設けられ、この摺接部材77の外周側にクラ
ッチハウジング78が配設されている。このクラッチハ
ウジング78は軸方向に移動可能に設置され、背部のプ
ッシュソレノイド79によって押圧作動されて、第1お
よび第2クラッチ70,71 の締結状態が連係して切
換え操作される。
The first clutch 70 is connected to the carrier 68.
A clutch housing 73 is provided at one end, and a sliding member 74 fixed to the planetary gear 65 is provided within the clutch housing 73, and the clutch housing 73 and the sliding member 74 are pressed into contact by the biasing force of a spring 75. In this state, the first clutch 70 is configured to be in an engaged state. Further, the carrier 68 passes through the center of the planetary gear 65 so as to be movable in the axial direction toward the second clutch 71, and is provided with a stopper 76 for stopping the movement. A sliding contact member 77 of a second clutch 71 is provided at the other end of the carrier 68, and a clutch housing 78 is disposed on the outer peripheral side of the sliding contact member 77. The clutch housing 78 is installed to be movable in the axial direction, and is pressed by a push solenoid 79 on the back to switch the engagement states of the first and second clutches 70, 71 in conjunction.

【0036】上記プッシュソレノイド79に対しては、
前記実施例1の減速比可変機構31に対する制御信号と
同様にコントローラ(図示せず)からの制御信号が出力
され、定速走行制御のように減速比を大きくする場合に
プッシュソレノイド79に駆動信号を出力して、第1ク
ラッチ70を解放状態にする一方、第2クラッチ71を
締結状態に切り換えるものである。また、通常制御時に
はプッシュソレノイド79の駆動を解除して、第1クラ
ッチ70を締結状態にする一方、第2クラッチ71を解
放状態に戻す。
Regarding the push solenoid 79,
Similar to the control signal for the variable reduction ratio mechanism 31 of the first embodiment, a control signal from a controller (not shown) is output, and a drive signal is sent to the push solenoid 79 when increasing the reduction ratio as in constant speed driving control. is output, thereby switching the first clutch 70 to the released state and switching the second clutch 71 to the engaged state. Further, during normal control, the drive of the push solenoid 79 is released, and the first clutch 70 is brought into the engaged state, while the second clutch 71 is returned to the released state.

【0037】その作動を説明すれば、通常制御状態では
、第1クラッチ70が締結されることで遊星ギヤ65の
自転ができず公転のみとなり、サンギヤ64、遊星ギヤ
65、リングギヤ66はロック状態となり、電気モータ
30によるサンギヤ64の回転とリングギヤ66の回転
が同一となり、減速比の小さい駆動となって制御応答性
を得る。また、低速走行制御状態では、第2クラッチ7
1の締結作動により遊星ギヤ65は公転せず、電気モー
タ30の回転はサンギヤ64に伝達され、遊星ギヤ65
が自転してリングギヤ66が上記歯車列の減速で減速比
が大きな状態で駆動され、良好な制御精度が得られる。
To explain its operation, in the normal control state, when the first clutch 70 is engaged, the planet gear 65 cannot rotate and only revolves, and the sun gear 64, planet gear 65, and ring gear 66 are in a locked state. , the rotation of the sun gear 64 by the electric motor 30 and the rotation of the ring gear 66 are the same, resulting in a drive with a small reduction ratio to obtain control responsiveness. In addition, in the low speed driving control state, the second clutch 7
1, the planetary gear 65 does not revolve, the rotation of the electric motor 30 is transmitted to the sun gear 64, and the planetary gear 65
rotates, and the ring gear 66 is driven at a large reduction ratio due to the reduction of the gear train, resulting in good control accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明のエンジンの吸入空気量制御装置の基本
構成図
[Fig. 1] Basic configuration diagram of an engine intake air amount control device of the present invention.

【図2】第1の実施例を示す吸入空気量制御装置を備え
たエンジンの全体構成図
[Fig. 2] Overall configuration diagram of an engine equipped with an intake air amount control device showing a first embodiment.

【図3】図2の例におけるコントローラの処理を説明す
るためのフローチャート図
[Fig. 3] Flowchart diagram for explaining the processing of the controller in the example of Fig. 2.

【図4】第2の実施例における吸入空気量制御装置の減
速比可速変機構を示す機構図
[Fig. 4] Mechanism diagram showing a speed reduction ratio variable mechanism of the intake air amount control device in the second embodiment.

【図5】図4の減速比の変更状態を示す同機構図[Fig. 5] Mechanism diagram showing the change state of the reduction ratio in Fig. 4

【図6
】第3の実施例における吸入空気量制御装置の減速比可
変機構を示す機構図
[Figure 6
] Mechanism diagram showing the variable reduction ratio mechanism of the intake air amount control device in the third embodiment

【図7】図6の作動原理を示す斜視図[Fig. 7] A perspective view showing the operating principle of Fig. 6.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

E,10     エンジン B,20     スロットルバルブ C,32,45,61     減速機構M,30  
   電気モータ D    減速比可変手段 G    定速走行制御手段 31,46,62    減速比可変機構33    
コントローラ 48    駆動プーリ 52    従動プーリ 64    サンギヤ 65    遊星ギヤ 66    リングギヤ 70,71     クラッチ
E, 10 Engine B, 20 Throttle valve C, 32, 45, 61 Reduction mechanism M, 30
Electric motor D Variable reduction ratio means G Constant speed traveling control means 31, 46, 62 Variable reduction ratio mechanism 33
Controller 48 Drive pulley 52 Driven pulley 64 Sun gear 65 Planetary gear 66 Ring gears 70, 71 Clutch

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  エンジンの吸気通路に介装され吸気量
を調整するスロットルバルブの開閉駆動を行う電気モー
タを設け、アクセル開度などの運転状態に応じて上記電
気モータの作動を制御しスロットルバルブを所定開度に
操作して吸入空気量を制御するようにしたエンジンの吸
入空気量制御装置において、前記電気モータとスロット
ルバルブとの間に減速機構と、電気モータの駆動量が小
さい時には大きいときに比べて減速比を大きくする減速
比可変手段とを備えたことを特徴とするエンジンの吸入
空気量制御装置。
1. An electric motor is installed in an intake passage of an engine to open and close a throttle valve that adjusts the intake air amount, and the operation of the electric motor is controlled according to operating conditions such as accelerator opening. In the engine intake air amount control device which controls the amount of intake air by operating the electric motor to a predetermined opening degree, a reduction mechanism is provided between the electric motor and the throttle valve; An intake air amount control device for an engine, comprising a reduction ratio variable means for increasing the reduction ratio compared to the reduction ratio.
【請求項2】  前記減速比可変手段は、車速を設定値
に維持する定速走行制御中には減速比を大きくすること
を特徴とする請求項1記載のエンジンの吸入空気量制御
装置。
2. The intake air amount control device for an engine according to claim 1, wherein the reduction ratio variable means increases the reduction ratio during constant speed driving control to maintain the vehicle speed at a set value.
【請求項3】  前記減速機構は遊星歯車機構で、減速
比可変手段がクラッチであることを特徴とする請求項1
記載のエンジンの吸入空気量制御装置。
3. The reduction mechanism according to claim 1, wherein the reduction mechanism is a planetary gear mechanism, and the reduction ratio variable means is a clutch.
The intake air amount control device for the engine described.
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