JPH0579354A

JPH0579354A - 内燃機関の絞り弁開度制御装置

Info

Publication number: JPH0579354A
Application number: JP26550491A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Tamaki; 繁夫玉木
Original assignee: Hitachi Automotive Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1991-09-18
Filing date: 1991-09-18
Publication date: 1993-03-30

Abstract

(57)【要約】【目的】絞り弁駆動用モータの故障又は電気的な接触
不良による故障が生じたとき、駆動モータによらず、運
転者の意志で絞り弁開度が制御でき、車を走行させるこ
とができるようにした内燃機関の絞り弁開度制御装置を
提供すること。【構成】絞り弁開度を制御するレバー７と、アクセル
ペタルと繋がつている制御レバー８を各々別々に動かせ
るようにし、かつ駆動モータ６はアクセルペタルの制御
レバー８の作動範囲内で動くようにした。【効果】駆動モータ６の異常時には、アクセルペタル
１７の操作で制御レバー８から制御レバー７を動かし、
絞り弁２の開度が制御できるので、自動車を容易に運行
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絞り弁駆動用のアクチ
ュエータを備え、アクセルペダルの踏込操作量の検出結
果に応じて上記アクチュエータを制御し、絞り弁の開度
を制御するようにした、いわゆる電子スロットル方式の
絞り弁開度制御装置に係り、特に自動車用ガソリンエン
ジンに好適な内燃機関の絞り弁開度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジンなどでは、絞り弁の開
度を直接、機械的なペタル機構により操作するのではな
くて、例えばモータ等の駆動手段(アクチュエータ)によ
つて制御する電子スロットル方式の絞り弁開度制御装置
が、特開昭６３−２７７８２６号等によつて知られてい
る。

【０００３】この従来の絞り弁開度制御装置では、フエ
イルセイフの観点から、アクチュエータの異常時等に
は、ペタル操作によつて作動するレバーの働きによつ
て、絞り弁を閉じる方向に強制的に戻す機構が採用され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、絞り
弁開度制御用駆動モータ異常時等での運転性の保持につ
いて配慮がされておらず、駆動モータの異常時等には、
絞り弁が強制的に閉じられてしまうことから、自動車な
どでは、例えば高速道路での走行時、或いは一般道路で
の走行時において、急速にエンジン出力が低下してしま
い、運転者に不快感を与え、場合によつてはエンジンが
停止する事態発生の虞れもあるため、充分な安全性保持
の点で問題があった。

【０００５】本発明は、このような異常時（故障時）に
おいても、絞り弁は、単に強制的に閉じ方向へ戻される
だけでは不十分であるとの認識に立ち、異常時であつて
も、運転者のアクセルペタル操作でエンジン回転数が制
御でき、運転者の意志により任意に自動車の運行ができ
るようにした内燃機関の絞り弁開度制御装置の提供を目
的とする。

【０００６】すなわち、たとえ駆動モータ等が故障した
場合でも、例えば、その車を修理するためには、やはり
自動車は走らなければならない。この考えに基づき本発
明では、車は低速でもよいから確実にペタル操作によつ
て、上記絞り弁を微少開度でも開閉することが出来るよ
うにするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、アクセルペダルの踏込操作に応じて、駆動モータに
よる絞り弁の回動可能範囲を移動させる手段を設けたも
のである。

【０００８】

【作用】正常時には、絞り弁の開度は、駆動モータによ
りアクセルペダルの踏込操作にほぼ追従して制御される
から、絞り弁の回動可能範囲を移動させる手段による絞
り弁開度制御への干渉は生じない。しかして、故障など
の異常時で駆動モータが停止したときには、絞り弁開度
の追従制御が停止するから、アクセルペダルの踏込量を
大きく変化させることにより、絞り弁の回動可能範囲を
移動させる手段が絞り弁の開度に干渉を生じ、或る程度
の絞り弁開度制御が可能になり、比較的狭い制御範囲で
はあるが、エンジンの加速と減速の制御が行なえるよう
になり、自動車を安全に運行させることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明による内燃機関の絞り弁開度制
御装置について、図示の実施例により詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の一部断面図で、図において、
円筒形状に形成された機関の吸気通路１には、いわゆる
バタフライ式の絞り弁２が設けられ、絞り弁軸３を持っ
ている。この絞り弁軸３は、絞り弁ボディ４を貫通し、
その両端部が絞り弁ボディ４に設けた軸受２２により回
動自由に支承されている。絞り弁軸３の一端部(図では
左側端部)には第１制御レバー７が固定され、他端部
（図では右側端部)にはスロットル開度センサ１８が取
付けてあり、リターンスプリング１０により絞り弁２を
閉じる方向(矢印Ａの方向)に付勢されている。

【００１０】また、絞り弁ボディ４には、アクチュエー
タとなる正逆回転可能な駆動モータ６が設けられ、その
出力軸に取付けられたピニヨン５ａと減速ギア５ｂを介
して回動駆動される絞り弁駆動軸５が設けられ、それに
第２制御レバー１１が取付けられている。そして、この
絞り弁駆動軸５は、図から明らかなように、絞り弁軸３
の同一延長線上に位置するようにして設けてあり、リタ
ーンスプリング１０により付勢されている第１制御レバ
ー７の一端部(図では上側端部)７ａが第２制御レバー１
１の折り曲げ部１１ａに当接係合するようになつてい
る。

【００１１】従って、駆動モータ６が回転すると、その
回転方向に応じて第２制御レバー１１が矢印Ａ、又はＢ
方向に回動し、これに応じて絞り弁２の開度が任意に制
御されることになる。なお、絞り弁駆動軸５にはリター
ンスプリング１２が設けてあり、これも、絞り弁３を閉
じる方向の力が働くように構成されており、これにより
ピニヨン５ａと減速ギア５ｂにバックラッシュが生じな
いようにしてある。

【００１２】絞り弁ボディ４には、絞り弁軸３から所定
距離離れ、それと平行になるようにして支承した回動軸
２３が取付けられ、この回動軸２３には第３制御レバー
８が取付けられている。そして、この第３制御レバー８
は、リターンスプリング１３により、図の矢印Ｃと反対
方向に付勢されており、さらにアクセルワイヤ１５を介
してアクセルペダル１７に連動され、運転者の足１６に
よりアクセルペタル１７に伝えられた踏込操作量に応じ
て第３制御レバー８が矢印Ｃの方向に回動されるように
なつている。そして、このときの第３制御レバー８の回
動量はアクセル開度センサ２１により検出されるように
なっている。なお、リターンスプリング１３の強さは、
運転者の足１６による踏込操作力がゼロになったとき、
アクセルペタル１７が復帰出来る程度にしてある。

【００１３】第３制御レバー８には、図示のように、楕
円形抜き孔８ａが形成されており、他方、第１制御レバ
ー７の他端部(図では下側端部)７ｂにはピン部材９が設
けてある。そして、このピン部材９は第３制御レバー８
の楕円形抜き孔８ａ内に位置するように構成してある。

【００１４】図２は、第３制御レバー８の楕円形抜き孔
８ａの形状と、第１制御レバー７に設けられているピン
部材９の位置関係を詳細に示したもので、第１制御レバ
ー７のピン部材９の回動範囲、つまり絞り弁軸３の回動
範囲をθとすると、楕円形抜き孔８ａによる第１制御レ
バー７の回動可能範囲は、さらに最大閉じ位置でθ₁、
最大開き位置でθ₂の余裕を持つようにされている。

【００１５】次に、この実施例の動作について説明す
る。運転者の足１６によりアクセルペダル１７が踏込ま
れると、第３制御レバー８はアクセルペタル１７の踏込
量に応じて回動し、この回動量がアクセル開度センサ２
１により検出され、ＣＰＵを含む制御ユニット１９に入
力される。

【００１６】そこで、制御ユニツト１９は、このアクセ
ルペタルの踏込量と、車速、吸気負圧等に応じて所定の
演算処理を行ない、運転者の意志に合うように絞り弁２
の目標開度を設定する。そして、制御ユニツト１９は、
スロットル開度センサ１８で検出された実際の絞り弁２
の開度と、前記目標開度との偏差を演算し、該演算結果
に基づいて、駆動モータ６を絞り弁２の開度が設定され
た目標開度になるように制御するのである。つまり、制
御ユニツト１９の指示で駆動モータ６からピニヨン５ａ
と減速ギア５ｂを介して第２制御レバー１１が回動さ
れ、これにより第１制御レバー７が動かされ、この結
果、駆動モータ６の動きが絞り弁軸３に伝わり、絞り弁
２の開度が制御されるのである。

【００１７】このとき、まず正常動作時には、第３制御
レバー８はアクセルペタル１７の踏込量に応じて回動す
るが、第１制御レバー７の制御ピン９は、上記した駆動
モータ６の制御動作により、ほぼ第３制御レバー８の回
動に追従するため、その楕円形抜き孔８ａとの間を常に
一定の隙間を保ちながら反時計方向に回動することにな
り、相互に干渉を生じること無く、制御ユニツト１９か
らの電気的な制御信号により絞り弁２の開度が運転者の
意志に合う開度に制御されることになる。

【００１８】一方、異常時、つまり運転中に、例えば上
記制御ユニツト１９の故障、或いは電気的接合部の端子
の接触不良等により駆動モータ６に電気信号が伝えられ
なくなってしまった場合、若しくは駆動モータ６の断線
等により、この駆動モータ６の制御が出来なくなつた場
合には、第１制御レバー７の制御ピン９は、第３制御レ
バー８の回動に追従しなくなるから、アクセルペダル１
７を大きく操作してやれば、第３制御レバー８の楕円形
抜き孔８ａの両側の何れかがピン部材９に当接し、それ
を動かすようになる。

【００１９】従って、この実施例によれば、駆動モータ
６による制御が不能になってしまう異常時にも、アクセ
ルペダル１７の踏込操作により、直接絞り弁２の開度を
制御することができ、自動車の運行を安全に継続させる
ことができる。

【００２０】図３と図４は、上記の実施例において、第
３制御レバー８による開度可能範囲と、駆動モータ６に
よる制御域とがどのように関連し、アクセルペダルの踏
込量に応じてどのように変化するかを示した特性図で、
第３制御レバー８の回動位置により上記第１の制御レバ
ーの回動可能範囲が移動している様子が容易に理解でき
る。なお、図４は、図２のθ₁を無くした場合の特性で
ある。

【００２１】図５は本発明の他の一実施例で、図１の実
施例ではアクセル開度センサ２１が第３制御レバー８の
回動軸２３に設けてあったのに対して、アクセルペタル
１７にその踏込量を検出するセンサ２０を設け、これか
らアクセル開度を制御ユニット１９に入力するようにし
たものである。

【００２２】図６は本発明のさらに別の一実施例で、図
１に示した実施例とほぼ同じであるが、図１の実施例に
おける楕円形抜き孔８ａとピン部材９による駆動モータ
の作動範囲を規制する機能を、絞り弁軸３上に設けたし
た第４制御レバー２５により得るようにし、これに応じ
て、第１制御レバー７とは形状のことなる第１制御レバ
ー２４を用いるようにしたものである。

【００２３】図７に示すように、第１制御レバー２４は
絞り弁軸３に取付けてあるが、第４制御レバー２５はス
リーブ２９により絞り弁軸３に回動可能に支承され、ワ
ツシヤ３０とナット３１により抜け出さないように保持
され、さらにバックラッシュ防止用のスプリング２８が
設けられている。

【００２４】第１制御レバー２４と第４制御レバー２５
は、図８に示すような平面形状に作られ、第４制御レバ
ー２５にには、第１制御レバー２４の他端部(図６では
上側部、図８では右側部)を挾むようにして２個の折曲
部２５ａ、２５ｂが形成されており、さらに長孔２５ｃ
が形成してある。

【００２５】一方、これに応じて、第３制御レバー８に
はピン２７が取付けてあり、このピン２７が第４制御レ
バー２５の長孔２５ｃに係合されるようになっている。

【００２６】従って、この実施例では、絞り弁２の開
度、つまり駆動モータ６の動きは、第４制御レバー２５
の折曲部２５ａと２５ｂの範囲内で干渉せず、図８に示
すように、絞り弁２がアイドル状態のときには、隙間δ
を設けることにより、駆動モータ６の動きを制限するこ
とがなく、駆動モータ６の発生トルク以上のトルクが第
４制御レバー２５等により伝えられた場合、脱調現象が
生じ、絞り弁２が運転者の意志にかかわらず閉じてしま
う。

【００２７】従って、この実施例による動作特性は、図
４に示したようになり、駆動モータ６による制御が不能
になってしまう異常時にも、アクセルペダル１７の踏込
操作により、直接絞り弁２の開度を制御することがで
き、自動車の運行を安全に継続させることができる。な
お、駆動モータ６の発生トルクが大きい時には隙間δは
無くても良い。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、駆動モータや、その制
御装置等に異常作動又は故障により作動しなくなつた時
にでも、運転者によるアクセルペタルの踏込み量に応じ
た車両走行が可能になり、安全性及び信頼性が確保出来
るという優れた効果を確実に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による内燃機関の絞り弁開度制御装置の
一実施例を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施例におけるレバーの係合状態を
示す説明図である。

【図３】本発明の一実施例の動作を示す特性図である。

【図４】本発明の他の一実施例の動作を示す特性図であ
る。

【図５】本発明の他の一実施例を示す断面図である。

【図６】本発明のさらに別の一実施例を示す断面図であ
る。

【図７】本発明のさらに別の一実施例の構成の一部を示
す断面図である。

【図８】本発明のさらに別の一実施例におけるレバーの
係合状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１吸気通路２絞り弁３絞り弁軸４絞り弁ボディ５絞り弁駆動軸６駆動モータ７第１制御レバー８第３制御レバー８ａ楕円形抜き孔９ピン部材１０リターンスプリング１１第２制御レバー１２リターンスプリング１３リターンスプリング１４スプリングピン１５アクセルワイヤ１６運転者の足１７アクセルペタル１８絞り弁開度センサ１９制御ユニツト２０、２１アクセル開度センサ２２絞り弁の軸受２３回動軸２５第４制御レバー２５ａ、２５ｂ折曲部２７ピン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スプリングにより閉弁方向に付勢された
絞り弁と、この絞り弁の軸に取付けられた第１の制御レ
バーと、上記絞り弁の軸と同一延長線上にある絞り弁駆
動軸と、この絞り弁駆動軸に取付けられ上記第１の制御
レバーに当接係合する第２の制御レバーと、上記絞り弁
駆動軸を回動させるアクチュエータとを備え、アクセル
ペタルの踏込量に応じて上記アクチュエータを駆動し、
上記第２の制御レバーと第１の制御レバーを介して上記
絞り弁の開度を制御するようにした内燃機関の絞り弁開
度制御装置において、上記アクセルペダルの踏込操作に
応じて回動する第３の制御レバーを設け、この第３の制
御レバーの回動位置により上記第１の制御レバーの回動
可能範囲を移動させるように構成したことを特徴とする
内燃機関の絞り弁開度制御装置。
【請求項２】請求項１の発明において、上記第１の制
御レバーと上記第２の制御レバー間の当接係合力が上記
スプリングにより与えられ、これにより上記第２の制御
レバーの回動に上記第１の制御レバーが追従して上記絞
り弁の開度が制御されるように構成されていることを特
徴とする内燃機関の絞り弁開度制御装置。
【請求項３】請求項１の発明において、上記第３の制
御レバーを保持する回動軸が上記絞り弁の軸と平行に設
けられ、上記第３の制御レバーによる上記第１の制御レ
バーの回動可能範囲の設定が、この第３の制御レバーに
設けられている楕円形抜き孔と、この楕円形抜き孔内に
位置するようにして上記第２の制御レバーの一端に設け
たピン部材とで与えられるように構成したことを特徴と
する内燃機関の絞り弁開度制御装置。
【請求項４】請求項１の発明において、上記第３の制
御レバーの回動軸が上記絞り弁の軸と同軸であり、上記
第３の制御レバーによる上記第１の制御レバーの回動可
能範囲の設定が、この第３の制御レバーに上記第１の制
御レバーを所定の間隔を持って挾むようにして形成して
ある２個の突起で与えられるように構成したことを特徴
とする内燃機関の絞り弁開度制御装置。
【請求項５】請求項２の発明において、上記第１の制
御レバーと第３の制御レバーに、それぞれ回動位置検出
用のセンサが独立して設けられていることを特徴とする
内燃機関の絞り弁開度制御装置。