JPH07112792B2

JPH07112792B2 - 液圧式スロットル開度制御装置

Info

Publication number: JPH07112792B2
Application number: JP1282300A
Authority: JP
Inventors: 眞哉山村
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1989-10-30
Publication date: 1995-12-06
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JPH03144164A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、液圧式トランスミッションを備えた自動車や
トラクタの液圧駆動システム等に好適に使用されるスロ
ットル開度制御装置に関するものである。

［従来の技術］液圧式トランスミッションを備えた自動車等の液圧駆動
システムは、原動機たるエンジンの出力によって液圧ポ
ンプを駆動し、この液圧ポンプから吐出される圧液を液
圧モータに導いて該液圧モータを作動させ、その動力に
より走行車輪を駆動するようにしており、前記液圧ポン
プおよび液圧モータの少なくとも一方の容量の変化させ
ることで、その変速比を無段階に調節し得るようになっ
ている。そして、このようなシステムでは、アクセルペ
ダル等に加えられるアクセル操作量を原動機たるエンジ
ンの気化器に設けたスロットルバルブに伝達してエンジ
ンの出力を制御するようにしている。

ところで、この種の液圧駆動システムでは、次のような
場合にシステム内の圧液が不当に高圧となることがあ
る。すなわち、アクセル操作が不適切であったためにエ
ンジン出力が異常に増大したり、運転状況等によって車
輪の負荷が極めて軽くなったとき等である。そして、こ
のような状態では、燃料の浪費が大きく不経済になると
ともに、車輪の空転や急発進を招き危険な状態となる。

そこで、このような問題を解決すべく、従来では、液圧
駆動システムにリリーフ弁を設けて高圧時の圧液をリリ
ーフさせるとともに、そのリリーフ圧に至る近傍におい
て、アクセル操作量が大きいにも拘らず、液圧駆動シス
テム内の液圧が一定値を越えた場合に、原動機のスロッ
トル開度を小さくしてエンジン出力を抑制できるように
した装置（例えば、特願昭61−136968号の加速調節装
置）が開発されている。同装置は、３つの入出力端を有
し、第１の入出力端にアクセルペダルを、第２の入出力
端にスロットルバルブを、第３の入出力端にパイロット
圧駆動式のアクチュエータをそれぞれ接続した遊星歯車
機構と、開弁圧をリリーフ弁の近傍に設定したポペット
弁機構とを設けておき、通常時は第３の入出力端を固定
してアクセル操作量がそのままスロットル開度として伝
達されるが、前記ポペット弁機構が開弁した際はパイロ
ット圧を発生させ、アクチュエータを介し第３の入出力
端を駆動して、スロットル開度を通常時のそれよりも減
少方向にシフトさせるように構成されている。

［発明が解決しようとする課題］しかし、一般的に、アクセル操作量が比較的小さい場合
には、車輪が空転する程度では液圧駆動システムの液圧
が開弁圧に達することはない。このため、上述した構成
は操縦者に加速の意志が少ない状態でエンジン出力が不
当に増大した場合に、これに有効に対処できないという
不具合がある。これに対し、開弁圧を低めに設定するこ
ともできるが、このようにすると操縦者が加速したいと
思いアクセルを踏み込んだだけで簡単に液圧が開弁圧を
上回ってエンジン出力が抑制されることになり、適正な
加速が阻害される恐れがある。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであ
って、構造の複雑化やエネルギ損失の増大を極力招かず
に、過剰なエンジン出力を操縦者の運転意志に反しない
範囲で有効に抑制することのできる液圧式スロットル開
度制御装置を実現することを目的としている。

［課題を解決するための手段］本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手
段を講じたものである。

すなわち、本発明の液圧式スロットル開度制御装置は、
スロットル開度に応じて出力が変化する原動機と、この
原動機により駆動される液圧ポンプと、この液圧ポンプ
から吐出される圧液により仕事をなす液圧モータとを備
えた液圧駆動システムに適用されるものであって、アク
セル操作量の増大に伴って開弁設定圧を上昇させ開弁時
にパイロット圧を発生させるバルブ機構と、このバルブ
機構を開弁し得る位置に前記液圧駆動システムの液圧を
作用させる液圧導入路と、アクセルとスロットルバルブ
の間に介設され通常時はアクセル操作量に対応したスロ
ットル開度を実現するが前記バルブ機構にパイロット圧
が発生した時はそのパイロット圧を導入してスロットル
開度を通常時のそれよりも減少方向にシフトし得るスロ
ットルバルブ駆動手段とから構成し、さらに前記バルブ
機構を、一端に開口部を有し他端にシート部を形成した
シリンダと、このシリンダ内に収容され前記シート部に
対して内方から着脱し得るポペットと、前記シリンダ内
に進退可能に配設されて該シリンダの開口部を液密に封
止するとともに後退位置がアクセルペダルに連動して可
変とされたスプリングストッパと、このスプリングスト
ッパと前記ポペットとの間に弾設され前記ポペットを前
記シート部に向けて押圧するスプリングと、前記シリン
ダ内に連通し該シリンダ内をパイロット圧以上でタンク
に開放するリリーフ弁とを具備してなるものにし、前記
シリンダの反シート側端部に前記液圧導入路を介して液
圧駆動システムの圧液を導いていることを特徴としてい
る。

［作用］このような構成によると、アクセル操作量が小さい時に
は開弁設定圧が小さくなるため、バルブ機構において比
較的容易にパイロット圧を発生させ、スロットルバルブ
駆動手段を早期に働かせてスロットル開度を減少させる
が、アクセル操作量が大きい時には開弁設定圧が大きく
なるため、バルブ機構において容易にはパイロット圧を
発生させず、スロットルバルブ駆動手段をなるべく働か
せずにスロットル開度を通常状態に保持しようとする。
このため、操縦者に加速の意志が強いときには、液圧駆
動システムに対して高い液圧を許容し、更にそれを上回
る圧液が流れて始めて出力抑制が掛けられるが、操縦者
に加速の意志が少ないときには、液圧駆動システムに対
して僅かに高い液圧も不当とみなし、なお、前記バルブ
機構の作動としては、ポペットにスプリングによる弾性
付勢力と液圧駆動システムの圧液とが拮抗して作用した
とき、液圧がその弾性付勢力を上回った場合にのみ、ポ
ペットがシート部から離脱して開弁する。そして、ポペ
ットが開弁すると、シリンダ内に液圧駆動システムの圧
液が導入されるが、この時の液圧でリリーフ弁が開かれ
るため、シリンダの圧液はリリーフ弁を通じてリリーフ
し、その間、シリンダ内はリリーフ圧（パイロット圧）
に維持されることになる。また、アクセル操作量が大き
いほどスプリングストッパを介してスプリングが圧縮さ
れ、弾性付勢力を増大させるので、結果的に、上述した
開弁圧はアクセル操作量に対応して増大させることにな
る。

［実施例］以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明が適用される液圧駆動システム１を示し
ている。この液圧駆動システム１は、自動車等に利用さ
れるもので、原動機たるエンジン11の出力をスロットル
バルブ12のスロットル開度に応じて変化させ、そのエン
ジン出力により可変容量形の液圧ポンプ13を駆動し、こ
の液圧ポンプ13から吐出される圧液を液圧回路14を介し
て液圧モータ15に送給することで該液圧モータ15を作動
させ、この液圧モータ15に取着した走行車輪16を駆動す
るようにしている。この際、前記液圧ポンプ13の容量を
変化させることで、その変速比を無段階に調節し得るよ
うになっている。

そして、このように構成される液圧駆動システム１に、
本発明に係るスロットル開度制御装置２を組み込んでい
る。このスロットル開度制御装置２は、バルブ機構３
と、液圧導入路４と、スロットルバルブ駆動手段５とに
より構成されている。バルブ機構３は、一端に開口部31
aを有し他端にシート部31bを形成したシリンダ31と、こ
のシリンダ31内に収容され前記シート部31bに対して内
方から脱着し得るポペット32と、前記シリンダ31内に進
退可能に嵌装されその開口部31aを液密に封止するとと
もに、進退位置がリンクロッド33に接続されたアクセル
ペダル34を通じて可変とされたスプリングストッパ35
と、このスプリングストッパ35と前記ポペット32との間
に弾設され前記ポペット32を前記シート部31bに向けて
押圧するスプリング36とからなり、この他に、前記シリ
ンダ31内に連通し該シリンダ31内をパイロット圧以上で
タンク37に開放するリリーフ弁38を付帯して設けてい
る。そして、前記シリンダ31の反シート側開口部を液圧
導入路４を介して前記液圧駆動システム１の液圧回路14
に連通させ、該液圧回路14内の液圧を前記ポペット32を
開弁させ得る位置に作用させるようにしている。これに
より、該ポペット32にはスプリング36による弾性付勢力
と前記液圧回路14内の液圧とが拮抗して作用することに
なり、液圧がその弾性付勢力を上回った場合にのみ、ポ
ペット32をシート部31bから離脱させて開弁させること
ができるようになっている（そのときの液圧が開弁圧と
なる）。また、ポペット32が開弁すると、シリンダ31内
に前記液圧回路14内の圧液が導入されるが、この時の液
圧でリリーフ弁38が開かれるため、シリンダ31内の圧液
はリリーフ弁38を通じてリリーフし、その間、シリンダ
31内はリリーフ圧（パイロット圧）に維持されることに
なる。また、アクセル踏込量が大きいほどスプリングス
トッパ35を介してスプリング36が圧縮され、弾性付勢力
を増大させるので、結果的に、上述した開弁圧はアクセ
ル操作量に対応して増大されることになる（第６図参
照）。

また、本実施例では、スロットルバルブ駆動手段とし
て、第２図〜第５図に示すようなアクセルモジュレータ
５を用いている。このアクセルモジュレータ５は、第１
の入出力端に入力される動作を作動分配して第２、第３
の入出力端から出力し得るように構成される作動歯車機
構51と、この作動歯車機構51の第３の入出力端を位置変
更可能に固定する可動式の固定機構52とを具備してな
る。詳述すると、筐形のケース53の中央部に前記作動歯
車機構51を配設し、そのケース53の一側壁53aに一端を
前記アクセルペダル34に接続したアクセルワイヤ8aの他
端を支持させるとともに、それに直交する他側壁53bに
一端を前記スロットルバルブ12に接続したスロットルワ
イヤ8bの他端を支持させている。すなわち、前記アクセ
ルワイヤ8aおよびスロットルワイヤ8bは、それぞれワイ
ヤチューブ54₁、54₂内に摺動可能に収容されており、そ
れら各ワイヤチューブ54₁、54₂の端部を保持具55₁、55₂
を介して前記側壁53a、53bに取着している。そして、前
記アクセルワイヤ8aの終端を前記作動歯車機構51の第１
の入出力端をなす入力プーリ56の外周に設けた係止部56
aに接続するとともに、前記スロットルワイヤ8bの終端
を第２の入出力端をなす出力プーリ57の外周に設けた係
止部57aに接続し、その状態で各ワイヤ8a、8bをそれぞ
れプーリ56、57に巻回している。

この作動歯車機構51は、第３図および第４図に示すよう
に、リングギヤ58と、このリングギヤ58の軸心部に配設
したサンギヤ59と、このサンギヤ59および前記リングギ
ヤ58に軸心を一致させて回転可能に設けられたギヤリテ
ーナ61と、このギヤリテーナ61に軸61aを介して自動可
能に支承され前記リングギヤ58と前記サンギヤ59の双方
に噛合する複数のプラネタリギヤ62とを具備してなる遊
星歯車式のものである。そして、前記リングギヤ58に前
記入力プーリ56を固着するとともに、前記サンギヤ59の
支軸59aに前記出力プーリ57を装着している。また、前
記ギヤリテーナ61の下端には、第３の入出力端をなす中
空の出力軸63が固着してあり、この出力軸63を前記ケー
ス53のボス部53cの内周にベアリング６を介して回転可
能に支持させてある。なお、前記リングギヤ58はベアリ
ング65を介してこの出力軸63と一体のギヤリテーナ61に
支持させてあり、前記サンギヤ59の支持59aはベアリン
グ66、67を介してこの出力軸63およびギヤリテーナ61に
回転可能に支承させてある。そして、この出力軸63を前
記固定機構52により位置調整可能に係止している。

固定機構52は、第５図に示すように、前記ケース53のボ
ス部53cに一体に形成されたシリンダ71内に前記バルブ
機構３から取り出されたパイロット圧により作動するピ
ストン72を嵌装して構成されたもので、このピストン72
の外周に設けたラック部73を前記出力軸63の外周に刻設
したピニオン部74に噛合させている。詳述すれば、シリ
ンダ71は、前記出力軸63に直交する方向に設けられてお
り、その両端には蓋体75、76が液密に螺着されている。
ピストン72は、有底円筒体状のものでコイル状のスプリ
ング77によって、一方の蓋体75方向に付勢されている。
そして、この一方の蓋体75にパイロット圧導入口78を設
け、このパイロット圧導入口78を前記バルブ機構３のシ
リンダ31内に流路９を介して連通させており、これによ
り蓋体75と前記ピストン72との間に形成される導圧室79
に前記バルブ機構３において発生したパイロット圧を導
入し得るようになっている。

次に、このアクセルモジュレータ５の作動を前記バルブ
機構３との関係において説明する。先ず、バルブ機構３
にパイロット圧が発生していない状態では、固定機構52
が作動することはない。そのため、固定機構52のピスト
ン72は、スプリング77の付勢力により一方の蓋体75に当
接させられた位置に保持され、作動歯車機構51の出力軸
63が規定の固定位置に係止される。そのため、プラネタ
リギヤ62も所定の待機位置に保持されることになり、ア
クセルペダル34の踏込量は、そのまま入力プーリ56およ
びリングギヤ58からプラネタリギヤ62を介してサンギヤ
59へと順次伝動される。そして、サンギヤ59の支持59a
の上端に固着した出力プーリ57が前記入力プーリ56と逆
方向に回動してスロットルワイヤ8bを牽引する。その結
果、アクセルペダル34の踏込量に相応してスロットルバ
ルブ12の開度操作が行われることになる。

一方、前記バルブ機構３にパイロット圧が発生すると、
このパイロット圧が流路９を介して固定機構52の導圧室
79に導入される。その結果、ピストン72がスプリング77
の付勢力に抗しつつ移動することになり、このピストン
72のラック部73に噛合する作動歯車機構51の出力軸63が
その軸心回りに所定角度範囲内で回転する。これにとも
なって、ギヤリテーナ61に軸支されたプラネタリギヤ62
の位置が変化し、サンギヤ59からの出力変位量が減少せ
しめられる。すなわち、入力プーリ56に伝動されたアク
セルペダル34の踏込量は、出力軸63の固定位置変化量に
相当する分だけ減算されて出力プーリ57から出力され、
スロットルバルブ12の開度が制御されることになる。

そして、このようなアクセルモジュレータ５の作動を司
どるパイロット圧は、アクセルペダル34の踏込量が小さ
い時に生じ易く、当該アクセルペダル34の踏込量が大き
くなるのど生じ難くなる。このため、操縦者に加速の意
志が少ない時にエンジン出力が僅かなりとも上がれば許
容されずに速やかに出力抑制が掛けられるが、操縦者に
加速の意志が強い時には液圧が多少上がってもそれが許
容されて出力状態は維持され、更にそれを上回る圧液が
流れることによって始めて出力抑制が掛けられることに
なる。このため、本実施例の液圧式スロットル開度制御
装置によれば、操縦者の意志に応じた大きさのエンジン
出力を適正に発揮させつつ、不当なエンジン出力を確実
に抑制することが可能になる。これにより、経済走行が
可能になり、また、走行車輪の空転や急発進なども適切
に防止し得ることになる。しかも、第６図に示すように
アクセルペダルを踏込むほどその踏込力も増大するの
で、別段の違和感はなく、むしろ運転感覚としては自然
であり好ましいものとなる。また、電気的な制御によら
ず液圧によって構成されているので、誤動作のおそれが
少なく、高い信頼性を備えたものとすることができる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、スロット
ルバルブ駆動手段の構成は図示のものに限定されず、本
発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

［発明の効果］本発明は、以上のような構成により、過剰なエンジン出
力を操縦者の運転意志に反しない範囲で有効に抑制する
ことができるようにした液圧式スロットル開度制御装置
を提供できるつまり、本発明のパイロット圧は、アクセ
ル操作量が小さい時ほど生じ易く、アクセル操作量が大
きくなるほど生じ難くなるものである。このため、操縦
者に加速の意志が少ない時にエンジン出力が僅かなりと
も上がれば許容せずに速やかに出力抑制を掛けるが、操
縦者に加速の意志が強い時には液圧が多少上がってもそ
れを許容して出力状態を維持し、更にそれを上回る圧液
が流れて始めて出力抑制を掛けるものとなる。このた
め、操縦者の意志に応じた大きさのエンジン出力を適正
に発揮させつつ、不当なエンジン出力を確実に抑制する
ことができ、経済走行を可能にするとともに、走行車輪
の空転や急発進なども適切に防止する効果を奏する。ま
た、電気的な制御によらず液圧によってシステムを構成
しているので、誤動作の恐れが少なく、高い信頼性を備
えたものとすることができる。その上、ポペットに導く
液やリリーフ弁を通じてリリーフさせる液はパイロット
圧を発生できる範囲で微量でよく、この点でもエネルギ
損失を低減することができる上に、ポペットやリリーフ
弁などの簡単な要素部品でバルブ機構を構成できるた
め、システム全体の構造の簡略化が図れるという格別な
効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はシステム説明
図、第２図はスロットルバルブ駆動手段の平面図、第３
図は同縦断面図、第４図は第３図におけるIV−IV線断面
図、第５図は同Ｖ−Ｖ線断面図、第６図は作用を説明す
るためのグラフである。１……液圧駆動システム２……スロットル開度制御装置３……バルブ機構４……液圧導入路５……スロットルバルブ駆動手段（アクセルモジュレー
タ） 11……原動機（エンジン） 12……スロットルバルブ 13……液圧ポンプ 15……液圧モータ 34……アクセル（アクセルペダル）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スロットル開度に応じて出力が変化する原
動機と、この原動機により駆動される液圧ポンプと、こ
の液圧ポンプから吐出される圧液により仕事をなす液モ
ータとを備えた液圧駆動システムに適用されるものであ
って、アクセル操作量の増大に伴って開弁設定圧を上昇
させ開弁時にパイロット圧を発生させるバルブ機構と、
このバルブ機構を開弁し得る位置に前記液圧駆動システ
ムの液圧を作用させる液圧導入路と、アクセルとスロッ
トルバルブの間に介設され通常時はアクセル操作量に対
応したスロットル開度を実現するが前記バルブ機構にパ
イロット圧が発生した時はそのパイロット圧を導入して
スロットル開度を通常時のそれよりも減少方向にシフト
し得るスロットルバルブ駆動手段とから構成し、さらに
前記バルブ機構を、一端に開口部を有し他端にシート部
を形成したシリンダと、このシリンダ内に収容され前記
シート部に対して内方から着脱し得るポペットと、前記
シリンダ内に進退可能に配設されて該シリンダの開口部
を液密に封止するとともに後退位置がアクセルペダルに
連動して可変とされたスプリンクストッパと、このスプ
リングストッパと前記ポペットとの間に弾設され前記ポ
ペットを前記シート部に向けて押圧するスプリングと、
前記シリンダ内に連通し該シリンダ内をパイロット圧以
上でタンクに開放するリリーフ弁とを具備してなるもの
にし、前記シリンダの反シート側端部に前記液圧導入路
を介して液圧駆動システムの圧液を導いていることを特
徴とする液圧式スロットル開度制御装置。