JPH0665854B2 - スロツトル弁の制御装置 - Google Patents

スロツトル弁の制御装置

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JPH0665854B2
JPH0665854B2 JP26618085A JP26618085A JPH0665854B2 JP H0665854 B2 JPH0665854 B2 JP H0665854B2 JP 26618085 A JP26618085 A JP 26618085A JP 26618085 A JP26618085 A JP 26618085A JP H0665854 B2 JPH0665854 B2 JP H0665854B2
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throttle valve
throttle
gear
motor
sun gear
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JP26618085A
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伸一郎 田中
啓二 青木
武久 八重樫
直 北村
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Aisan Industry Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Aisan Industry Co Ltd
Toyota Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関のスロットル弁の制御装置に関する。
〔従来の技術〕 内燃機関の出力を制御するために、従来からアクセルペ
ダルに連動するスロットル弁が使用されている。最近、
モータ(ステップモータやパルスモータ)を使用してス
ロットル弁の開度を運転状態に応じて自動的に制御する
ことが提案されている。例えば、特開昭58−155255号公
報では、スロットルシャフトがリンクを介してパルスモ
ータにより駆動される。又、米国特許第4526060号で
は、スロットルシャフトが歯車列を介してモータにより
駆動され、歯車列の減速比を変えることによってアイド
ルスピードコントロール及び通常走行コントロールがで
きるようになっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記した各従来技術においては、スロットルシャフトが
一方においてモータに連結されるとともに他方において
アクセルペダルに連結されており、モータを使用しない
場合にはアクセルペダルを操作し、逆にスロットル弁開
度を自動的に制御する場合にはアクセルペダルを放置す
るようになっている。アクセルペダルはスロットルシャ
フトに機械的に連結されているので、自動運転する場合
にアクセルペダルを放置すると、アクセルペダルがモー
タにより動かされるスロットルシャフトに応じてひとり
でに動き続ける。このために、運転者はアクセルペダル
が無用に動くのを不快に感じ、ドライブフィーリングが
悪化するという問題があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によるスロットル弁の制御装置は、スロットル弁
を取付けたスロットルシャフトと、スロットルシャフト
と同軸線上に対向して配置され且つモータにより駆動さ
れる太陽歯車と、太陽歯車の外側に配置される内歯付き
リングギヤと、リングギヤに内接し且つ太陽歯車に外接
する遊星歯車と、遊星歯車の支持体とからなり、リング
ギヤ及び支持体の一方がスロットルシャフトに固定され
るとともに、リングギヤ及び支持体の他方がアクセル装
置に連結されることを特徴とするものである。
〔実施例〕
第1図及び第2図において、10は内燃機関の吸気系に配
置されるスロットルボディを示し、スロットルボディ10
には公知のスロットル弁12が配置される。スロットル弁
12は公知のようにスロットルシャフト14に取付けられ
る。スロットルシャフト14の一端部にはリターンスプリ
ング16が取付けられ、このリターンスプリング16はスロ
ットル弁12を閉じさせるようにスロットルシャフト14を
付勢している。スロットルボディ10の外側にはスロット
ル弁12の開度を検出するスロットルセンサ18が取付けら
れる。
スロットルシャフト14の他端部側には、スロットルシャ
フト14と同軸線上に対向してステップモータ20が配置さ
れ、ステップモータ20の出力軸22の先端部には太陽歯車
24が固定される。この実施例では太陽歯車24が直に出力
軸22に取付けられているが、これら間に減速歯車を介在
させることもできる。この場合には、太陽歯車24がスロ
ットルシャフト14と同軸線上になるようにする。第1図
及び第2図に示されるように、太陽歯車24の外側には内
歯付きリングギヤ26があり、この実施例においては、リ
ングギヤ26はスロットルシャフト14の端部に固定され
る。さらに、リングギヤ26に内接し且つ太陽歯車24に外
接して遊星歯車28が配置される。遊星歯車28はローラ30
により自己の軸線のまわりを回転可能に取付けられ、ロ
ーラ30はアクセルレバー32に取付けられる。アクセルレ
バー32は軸受34を介してステップモータ20の出力軸22に
取付けられる。従って、この実施例においては、アクセ
ルレバー32が遊星歯車28の支持体を兼ねる。アクセルレ
バー32は第3図に示されるようにケーブル36により自動
車のアクセルペダル38に連結される。
第1図及び第3図に示されるように、ステップモータ20
の出力軸22の後端部にはレバー40が固定される。一方、
ステップモータ20のハウジングにはピン42が取付けられ
る。バックスプリング44が出力軸22のまわりに配置さ
れ、その各端部がそれぞれレバー40及びピン42に係止さ
れる。このバックスプリング44はレバー40をピン42に当
接させる方向にばね力を作用させるものであり、第3図
に矢印Aによってばね力の作用方向が示されている。レ
バー40はモータ20の作動により太陽歯車24とともに矢印
Aと反対方向に回動することができ、モータ20が作動し
ていないときにバックスプンリグ44に戻されてピン42に
当接する。レバー40がピン42に当接しているときの太陽
歯車24の位置を以後基準位置と呼ぶことにする。
ステップモータ20の作動は制御装置(ECU)46により制
御され、制御装置46には前述したスロットルセンサ18の
信号やその他のセンサ48の信号が入力される。このセン
サ48は例えば自動車のスリップ検出センサであり、例え
ば第4図に示されるように自動車の前輪と後輪(駆動
輪)との減速差を検出することによりスリップを検出す
る。
第7図は第2実施例を示し、第1図においてはリングギ
ヤ26がスロットルシャフト14に固定され且つ遊星歯車28
がアクセルレバー32に支持されていたのに対し、第7図
においてはリングギヤ26がアクセルレバー32に取付けら
れ且つ遊星歯車28が支持体50によりスロットルシャフト
14に取付けられている。
その他の構成は第1図と同様である。
次に作用について説明する。
ステップモータ20及び太陽歯車24は通常は前述した基準
位置にあり、バックスプリング44が確実にその位置を固
定的に保持せしめる。ステップモータ20及び太陽歯車24
が基準位置にあるときに、アクセルレバー32の開度とス
ロットル弁12の開度が第6図の線Xによって示されるよ
うに正比例の関係になるようになっている。運転者は通
常通りにアクセルペダル38を操作することによって自動
車を操縦することができる。機関出力を高くするために
スロットル弁12を開かせたいときには、アクセルペダル
38を踏みこんでアクセルレバー32を第2図に矢印Bで示
された方向へ回動させる。アクセルレバー32は遊星歯車
28の支持体であり、従って、遊星歯車28が固定の太陽歯
車24と噛合いながら矢印Bの方向に公転し、同時に矢印
Cの方向に自転する。遊星歯車28の公転及び自転は噛合
っているリングギヤ26に伝えられ、その結果、リングギ
ヤ26がアクセルレバー32と同じB方向に回転し、リング
ギヤ26に固定されたスロットル弁12が開く。スロットル
弁12を閉じさせるときにはアクセルペダル38を離すとリ
ターンスプリング16により全てが逆に回動する。
第4図は自動車の発進後の例を示し、自動車は加速状態
にある。これは第5図に示されるようにアクセルレバー
32及びスロットル弁12を全開にすることによって行われ
る。今、スロットル弁12の全開後の時間Sにおいて前輪
と後輪の速度差からスリップが検出されたとする。運転
者はアクセルペダル38を踏み続けているのでアクセルレ
バー開度は第5図に示されるように全開に維持される。
スリップが検出されると、制御装置46からの指令により
ステップモータ20が作動される。それによって太陽歯車
24がバックスプリング44に抗して第2図の矢印Dの方向
に回転する。太陽歯車24の回転は遊星歯車28に伝えら
れ、遊星歯車28は公転することなくその位置にとどまり
ながら矢印Cの反対方向へ自転し、この自転がリングギ
ヤ26に伝えられる。従って、リングギヤ26は矢印Bの反
対方向に回転し、スロットル弁12を全閉近くの位置へも
たらす。これによって、アクセルレバー32の開度とスロ
ットル弁12の開度との関係が第6図の線Xから線Yに移
行することになる。この間、運転者はペダル踏力の変化
を感じることなくアクセルペダル38を踏み続けている。
第4図を参照すると、自動車は前輪と同じ速度で走って
おり、後輪は過大な駆動力を受けてスリップしている訳
であるから、スロットル弁12を閉じ側に制御して機関出
力を一時的に低下させても自動車の速度は低下しない。
この場合、機関出力を後輪速が前輪速と同程度になるよ
うに制御してスリップを解消する訳である。前輪と後輪
の速度差がなくなったときにスリップがなくなったと判
断してステップモータ20を基準位置に戻すとスロットル
弁12が再び全開されることになる。さらに、第4図及び
第5図に示されるように、スロットル弁12の開度制御は
車速に追従して順次的に行うこともできる。
以上は自動車の発進時を例として説明したが、通常走行
時及び高速走行時にも同様にスリップを検出してスロッ
トル弁12の開度を制御することができる。又、ステップ
モータ20を作動させるのはスリップ検出時ばかりでな
く、その他の運転条件によっても作動させることができ
る。特に、上に説明した構成及び作用では、スロットル
弁12の開度が先にアクセルペダル38の踏込み量に応じて
定められ、その後でこの人為的に定められたスロットル
弁開度を最大開度としてステップモータ20及び遊星歯車
機構によって閉じ側に制御するものであるから、自動車
走行上及び機関運転上過大なスロットル開度及び開速度
に操作されたとしても適正なスロットル開度を得るよう
に制御することができるものである。そして、ステップ
モータ20が作動するときには常にスロットル弁12が閉じ
側に動くので、たとえステップモータ20が誤動作しても
人為的に定められたスロットル開度以上になることがな
く、安全性が確実に保証される。又、たとえステップモ
ータ20が故障したとしても、バックスプリング44により
太陽歯車24が基準位置に戻されるので通常のアクセル操
作が可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によればモータが遊星歯車
装置の太陽歯車に連結され、スロットルシャフトとアク
セルペダルとがそれぞれリングギヤと遊星歯車の一方に
連結されるので、モータの作動がアクセルペダルを動か
すことなくスロットルシャフトに伝えられることがで
き、アクセルペダルを操作する運転者に違和感がなく、
ドライブフィーリングが向上する。さらに、モータの作
動がアクセル操作により得られたスロットル開度から閉
じ側に行なわれるようにすれば、モータが誤動作しても
スロットル弁は人為的に定められた開度以上に開くこと
がなく、走行上の安全性が確保される。さらに、モータ
の非作動時にバックスプリングにより基準位置へ戻るよ
うにしておけば、たとえモータが故障してもスロットル
弁は通常のアクセル操作により操作されることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるスロットル弁の制御装置を示す断
面図、第2図は第1図の線II−IIに沿って見た断面図、
第3図は第1図の矢印IIIから見た側面図、第4図は第
1図の作動例を説明するために時間と車輪速度との関係
を示す図、第5図は同じくアクセルレバー開度とスロッ
トル弁開度を示す図、第6図はアクセルレバー開度とス
ロットル弁開度の関係を示す図、第7図は本発明の第2
実施例を示す第1図と同様の図である。 10……スロットルボディ、 12……スロットル弁、 14……スロットルシャフト、 20……ステップモータ、 24……太陽歯車、 26……リングギヤ、 28……遊星歯車、 32……アクセルレバー、 38……アクセルペダル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八重樫 武久 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 北村 直 愛知県大府市共和町1丁目1番地の1 愛 三工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スロットル弁を取付けたスロットルシャフ
    トと、該スロットルシャフトと同軸線上に対向して配置
    され且つモータにより駆動される太陽歯車と、該太陽歯
    車の外側に配置される内歯付きリングギヤと、該リング
    ギヤに内接し且つ前記太陽歯車に外接する遊星歯車と、
    該遊星歯車の支持体とからなり、前記リングギヤ及び該
    支持体の一方が前記スロットルシャフトに固定されると
    ともに、該リングギヤ及び該支持体の他方がアクセル装
    置に連結されることを特徴とするスロットル弁の制御装
    置。
JP26618085A 1985-11-28 1985-11-28 スロツトル弁の制御装置 Expired - Lifetime JPH0665854B2 (ja)

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JPS62129529A JPS62129529A (ja) 1987-06-11
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JP2009197601A (ja) * 2008-02-19 2009-09-03 Mitsubishi Electric Corp 電子制御スロットルボディ

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2690977B2 (ja) * 1988-03-18 1997-12-17 株式会社日立製作所 内燃機関用電子制御式スロットルバルブ
WO2019142037A1 (en) * 2018-01-18 2019-07-25 Kpit Technologies Limited Adaptive throttle system

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JPS62129529A (ja) 1987-06-11

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