JPH07269603A - ねずみ歯式電磁クラッチの同期方法、ねずみ歯式電磁クラッチの同期装置およびスロットル制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各ねずみ歯の位相がずれていても予め係合完
了前にずれを無くし、位置精度を確保してスロットルの
制御性および精度を高めるとともに、ショックを防止す
ること。 【構成】 一対のねずみ歯１１、１２を備えたねずみ歯
式電磁クラッチ１と、前記ねずみ歯式電磁クラッチ１の
少なくとも一方のねずみ歯を歯車２１を介して回転駆動
するステップモータ２と、前記ステップモータ２に対し
て前記ねずみ歯式電磁クラッチ１の係合完了に先立ち前
記一対のねずみ歯１１、１２の前記ステップモータ２に
よって回転駆動される一方のねずみ歯を予備的に一方の
方向に一定量だけ回転駆動するとともに、反対の方向に
一定量だけ回転駆動して前記一対のねずみ歯を同期させ
る同期信号を出力する同期回路３とから成る同期装置４
を備えたねずみ歯式電磁クラッチの同期方法、ねずみ歯
式電磁クラッチの同期装置およびスロットル制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一対のねずみ歯を備え
たねずみ歯式電磁クラッチの係合または係合完了に先立
ち前記一対のねずみ歯の少なくとも一方を予備的に回転
駆動して前記一対のねずみ歯を同期させることを特徴と
するねずみ歯式電磁クラッチの同期方法、ねずみ歯式電
磁クラッチの同期装置およびスロットル制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のねずみ歯式電磁クラッチは、図１
０に示すように一対のねずみ歯の各ねずみ歯の位相がず
れていても、関係無くいきなり係合するものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のねずみ歯式
電磁クラッチは、図１０に示すように各ねずみ歯がずれ
た状態で係合しかつ回転駆動されるので、一方のねずみ
歯が相対的に回転して他方のねずみ歯と位相が一致した
時にショックが生じたり、ステップモータによって回転
駆動する例えばスロットル制御装置においては初期の位
相ずれ分だけずれが生じるため、位置精度が確保出来
ず、スロットルの制御性および精度が悪いという問題が
有った。

【０００４】そこで本発明者は、一対のねずみ歯を備え
たねずみ歯式電磁クラッチの係合完了に先立ち前記一対
のねずみ歯の少なくとも一方を予備的に回転駆動して前
記一対のねずみ歯を同期させるという本発明の技術的思
想に着眼して、さらに研究開発を重ねた結果、各ねずみ
歯の位相がずれていても予め係合完了前にずれを無くす
ので、位置精度を確保してスロットルの制御性および精
度を高めるとともに、ショックを防止するという目的を
達成する本発明に到達した。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）のねずみ歯式電磁クラッチの同期方法は、
一対のねずみ歯を備えたねずみ歯式電磁クラッチの係合
完了に先立ち前記一対のねずみ歯の少なくとも一方を予
備的に回転駆動して前記一対のねずみ歯を同期させるも
のである。

【０００６】本発明（請求項２に記載の第２発明）のね
ずみ歯式電磁クラッチの同期装置は、一対のねずみ歯を
備えたねずみ歯式電磁クラッチと、前記ねずみ歯式電磁
クラッチの少なくとも一方のねずみ歯を回転駆動するス
テップモータと、前記ステップモータに対して前記ねず
み歯式電磁クラッチの係合完了に先立ち前記一対のねず
み歯の前記ステップモータによって回転駆動される一方
のねずみ歯を予備的に回転駆動して前記一対のねずみ歯
を同期させる同期信号を出力する同期回路とから成るも
のである。

【０００７】本発明（請求項３に記載の第３発明）のス
ロットル制御装置は、一方がスロットル弁に他方がステ
ップモータに連結された一対のねずみ歯を備えたねずみ
歯式電磁クラッチと、前記ねずみ歯式電磁クラッチの少
なくとも一方のねずみ歯を回転駆動するステップモータ
と、前記ステップモータに対して前記ねずみ歯式電磁ク
ラッチの係合完了に先立ち前記一対のねずみ歯の前記ス
テップモータによって回転駆動される一方のねずみ歯を
予備的に一方の方向に一定量だけ回転駆動するととも
に、反対の方向に一定量だけ回転駆動して前記一対のね
ずみ歯を同期させる同期信号を出力する同期回路とから
成る同期装置を備えたものである。

【０００８】本発明（請求項４に記載の第４発明）のス
ロットル制御装置は、一方がスロットル弁に他方がステ
ップモータに連結された一対のねずみ歯を備えたねずみ
歯式電磁クラッチと、前記ねずみ歯式電磁クラッチの少
なくとも一方のねずみ歯を回転駆動するステップモータ
と、前記ステップモータに対して前記ねずみ歯式電磁ク
ラッチの係合完了に先立ち前記一対のねずみ歯の前記ス
テップモータによって回転駆動される一方のねずみ歯を
予備的に小刻みに回転駆動させて前記一対のねずみ歯を
同期させる同期信号を出力する同期回路とから成るもの
である。

【０００９】本発明（請求項５に記載の第５発明）のス
ロットル制御装置は、一方がスロットル弁に他方がステ
ップモータに連結された一対のねずみ歯を備えたねずみ
歯式電磁クラッチと、前記ねずみ歯式電磁クラッチの少
なくとも一方のねずみ歯を回転駆動するステップモータ
と、前記ステップモータに対して前記ねずみ歯式電磁ク
ラッチの係合完了に先立ち前記一対のねずみ歯の前記ス
テップモータによって回転駆動される一方のねずみ歯を
予備的に一方の方向に回転駆動して、その時の回転負荷
を検出する回転負荷検出手段と、前記回転負荷検出手段
が検出した回転負荷によって決定された回転方向に回転
駆動して前記一対のねずみ歯を同期させる同期信号を出
力する同期回路とから成る同期装置を備えたものであ
る。

【００１０】本発明（請求項６に記載の第６発明）のス
ロットル制御装置は、一方がスロットル弁に他方がステ
ップモータに連結された一対のねずみ歯を備えたねずみ
歯式電磁クラッチと、前記ねずみ歯式電磁クラッチの少
なくとも一方のねずみ歯を回転駆動するステップモータ
と、前記ステップモータに対して前記ねずみ歯式電磁ク
ラッチの係合完了に先立ち前記一対のねずみ歯の前記ス
テップモータによって回転駆動される一方のねずみ歯を
予備的に一方の方向に回転駆動して、その時の回転負荷
を検出するとともに、決定された回転方向に回転駆動さ
れた時の負荷を検出して前記一対のねずみ歯が同期した
負荷の急増点を検出する回転負荷検出手段と、前記回転
負荷検出手段が検出した回転負荷によって決定された回
転方向に前記負荷の急増点まで回転駆動して前記一対の
ねずみ歯を同期させる同期信号を出力する同期回路とか
ら成る同期装置を備えたものである。

【００１１】

【作用】上記構成より成る第１発明のねずみ歯式電磁ク
ラッチの同期方法は、一対のねずみ歯を備えたねずみ歯
式電磁クラッチの係合完了に先立ち、前記一対のねずみ
歯の少なくとも一方を予備的に回転駆動して、前記一対
のねずみ歯を同期させるものである。

【００１２】上記構成より成る第２発明のねずみ歯式電
磁クラッチの同期装置は、前記同期回路が前記ステップ
モータに対して前記ねずみ歯式電磁クラッチの係合完了
に先立ち前記一対のねずみ歯の前記ステップモータによ
って回転駆動される一方のねずみ歯を予備的に回転駆動
して前記一対のねずみ歯を同期させる同期信号を出力
し、前記ステップモータが前記同期回路からの同期信号
により前記ねずみ歯式電磁クラッチの一対のねずみ歯の
少なくとも一方のねずみ歯を回転駆動するものである。

【００１３】上記構成より成る第３発明のスロットル制
御装置は、前記同期回路が前記ステップモータに対して
前記ねずみ歯式電磁クラッチの係合完了に先立ち前記一
対のねずみ歯の前記ステップモータによって回転駆動さ
れる一方のねずみ歯を予備的に一方の方向に一定量だけ
回転駆動するとともに、反対の方向に一定量だけ回転駆
動する同期信号を出力し、前記ステップモータが前記同
期回路からの同期信号により前記ねずみ歯式電磁クラッ
チの一対のねずみ歯の少なくとも一方のねずみ歯を一方
の方向に一定量だけ回転駆動するとともに、反対の方向
に一定量だけ回転駆動して前記一対のねずみ歯を同期さ
せるものである。

【００１４】上記構成より成る第４発明のスロットル制
御装置は、前記同期回路が前記ステップモータに対して
前記ねずみ歯式電磁クラッチの係合完了に先立ち前記一
対のねずみ歯の前記ステップモータによって回転駆動さ
れる一方のねずみ歯を予備的に小刻みに回転駆動させる
前記一対のねずみ歯を同期させる同期信号を出力し、前
記ステップモータが前記同期回路からの同期信号により
前記ねずみ歯式電磁クラッチの一対のねずみ歯の少なく
とも一方のねずみ歯を予備的に小刻みに回転駆動して前
記一対のねずみ歯を同期させるものである。

【００１５】上記構成より成る第５発明のスロットル制
御装置は、前記回転負荷検出手段が前記ステップモータ
に対して前記ねずみ歯式電磁クラッチの係合完了に先立
ち前記一対のねずみ歯の前記ステップモータによって回
転駆動される一方のねずみ歯を予備的に一方の方向に回
転駆動した時の回転負荷を検出し、同期回路が前記回転
負荷検出手段によって検出された回転負荷によって決定
された回転方向に回転駆動する同期信号を出力し、前記
ステップモータが前記同期回路からの前記同期信号によ
り前記ねずみ歯式電磁クラッチの少なくとも一方のねず
み歯を回転駆動して前記一対のねずみ歯を同期させるも
のである。

【００１６】上記構成より成る第６発明のスロットル制
御装置は、前記回転負荷検出手段が前記ステップモータ
に対して前記ねずみ歯式電磁クラッチの係合完了に先立
ち前記一対のねずみ歯の前記ステップモータによって回
転駆動される一方のねずみ歯を予備的に一方の方向に回
転駆動した時の回転負荷を検出するとともに、決定され
た回転方向に回転駆動された時の負荷を検出して前記一
対のねずみ歯が同期した負荷の急増点を検出し、同期回
路が前記回転負荷検出手段によって検出された回転負荷
によって決定された回転方向に前記回転負荷検出手段が
負荷の前記急増点を検出するまでの間回転駆動する同期
信号を出力し、前記ステップモータが前記同期回路から
の前記同期信号により前記ねずみ歯式電磁クラッチの少
なくとも一方のねずみ歯を前記急増点が検出されるまで
回転駆動して前記一対のねずみ歯を同期させるものであ
る。

【００１７】

【発明の効果】上記作用を奏する第１発明のねずみ歯式
電磁クラッチの同期方法は、各ねずみ歯の位相がずれて
いても係合完了に先立ちずれを無くすので、位置精度を
確保するとともに、ショックを防止するという効果を奏
する。

【００１８】上記作用を奏する第２発明のねずみ歯式電
磁クラッチの同期装置は、各ねずみ歯の位相がずれてい
ても、予め係合完了前に前記同期回路からの同期信号に
より前記ステップモータが一方のねずみ歯を回転駆動し
てずれを無くすので、位置精度を確保するとともに、シ
ョックを防止するという効果を奏する。

【００１９】上記作用を奏する第３発明のスロットル制
御装置は、各ねずみ歯の位相がずれていても、予め係合
完了前に前記同期回路からの同期信号により前記ステッ
プモータが一方のねずみ歯を両方向に一定量だけ順に回
転駆動してずれを無くすので、位置精度を確保するとと
もに、ショックを防止するという効果を奏するととも
に、前記ねずみ歯を両方向に回転駆動するので同期させ
るための回転方向を検出する必要が無いので、センサお
よび判断回路が不要であるという効果を奏する。

【００２０】上記作用を奏する第４発明のスロットル制
御装置は、各ねずみ歯の位相がずれていても、予め係合
完了前に前記同期回路からの同期信号により前記ステッ
プモータが一方のねずみ歯を小刻みに回転駆動してずれ
を無くすので、位置精度を確保するとともに、ショック
を防止するという効果を奏するとともに、前記ねずみ歯
を小刻みに回転駆動するだけで良いため、同期させるた
めの回転方向を検出する必要が無いので、センサおよび
判断回路が不要であるという効果を奏し、小刻みに回転
駆動して一対のねずみ歯を馴染ませながら同期させるも
ので有るため、精度良く同期させることが出来るという
効果を奏する。

【００２１】上記作用を奏する第５発明のスロットル制
御装置は、各ねずみ歯の位相がずれていても、予め係合
完了前に前記回転負荷検出手段が一方の方向に回転駆動
した時の回転負荷を検出し、前記ステップモータが前記
回転負荷検出手段によって検出された回転負荷に基づき
前記同期回路よって決定された回転方向に回転駆動して
ずれを無くすので、位置精度を確保するとともに、ショ
ックを防止するという効果を奏するとともに、前記負荷
を検出するために一方の方向に回転駆動するのはわずか
な角度だけであり早期に同期させることが出来るという
効果を奏し、検出された同期用の回転方向に回転駆動す
るものであるため、適切な同期を実現するという効果を
奏する。

【００２２】上記作用を奏する第６発明のスロットル制
御装置は、各ねずみ歯の位相がずれていても、予め係合
完了前に前記回転負荷検出手段が一方の方向に回転駆動
した時の回転負荷およびずれ量を検出し、前記ステップ
モータが前記回転負荷検出手段によって検出された回転
負荷およびずれ量に基づき前記同期回路よって決定され
た回転方向および回転角だけ回転駆動してずれを無くす
ので、位置精度を確保するとともに、ショックを防止す
るという効果を奏するとともに、同期させるための検出
された回転方向および回転角だけ回転駆動するものであ
るため、最適な同期を実現するという効果を奏する。

【００２３】

【実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用いて説
明する。

【００２４】（第１実施例）本第１実施例のスロットル
制御装置は、図１および図２に示すように一対のねずみ
歯１１、１２を備えたねずみ歯式電磁クラッチ１と、前
記ねずみ歯式電磁クラッチ１の少なくとも一方のねずみ
歯を歯車２１を介して回転駆動するステップモータ２
と、前記ステップモータ２に対して前記ねずみ歯式電磁
クラッチ１の係合完了に先立ち前記一対のねずみ歯１
１、１２の前記ステップモータ２によって回転駆動され
る一方のねずみ歯を予備的に一方の方向に一定量だけ回
転駆動するとともに、反対の方向に一定量だけ回転駆動
して前記一対のねずみ歯を同期させる同期信号を出力す
る同期回路３とから成る同期装置４を備えたものであ
る。

【００２５】前記ねずみ歯式電磁クラッチ１は、所謂ツ
ースクラッチによって構成され、図１および図２に示す
ように吸気通路１３内に揺動自在に配設されたスロット
ル弁１４の軸１５の一端と一体的に形成された一方のね
ずみ歯１１と、この一方のねずみ歯１１と同軸的に対向
して配設された他方のねずみ歯１２と、後述する電磁ク
ラッチドライバ１６によって前記一方のねずみ歯１１を
図１および図２中右方へ押圧されクラッチが係合し得る
構成より成る。

【００２６】前記スロットル弁１４の軸１５には、図１
および図２に示すように第１のリンク１５１が固着され
スロットルの閉方向の時計方向に付勢する第１のリター
ンスプリング１５２が係止され、前記吸気通路１３内の
負圧に応じて作動する負圧アクチュエータ１５３とスロ
ットルの開方向の反時計方向に付勢する第２のリターン
スプリング１５４に係止された第２のリンク１５５が固
着され、他端にはスロットル弁１４の開度を検出するス
ロットルセンサ１５６が配設されている。

【００２７】前記ステップモータ２は、前記他方のねず
み歯１２の一部に係合して時計方向および反時計方向に
回転駆動し得る前記歯車２１を回転軸の先端に配設する
とともに、スロットル制御のＥＣＵ７を構成するモータ
ドライバ２２によって駆動される。

【００２８】前記同期回路３は、スロットル制御ＥＣＵ
７によって構成され、ＣＰＵ７０に接続されたＲＯＭ
（図示せず）内に予め格納された図３に示すフローチャ
ートによって同期信号が出力されるとともに、前記ねず
み歯式電磁クラッチ１の同期結合処理が実行される。

【００２９】すなわち、上記同期結合処理は、以下のス
テップによって実行される。ステップ１０１において同
期結合処理のタイマ判定が行われた後、ステップ１０２
において電磁クラッチ１の結合指令が出力される。

【００３０】ステップ１０３において、図１中の上方へ
指向した矢印で示す方向に４．２°分閉駆動処理を行う
ための閉駆動指令が出力され、、次にステップ１０４に
おいて、図２の下方へ指向した矢印で示す方向に８．４
°だけ開駆動処理を行うための開駆動指令が出力され
る。

【００３１】ステップ１０５において、モータ開度の初
期学習が行われ、ステップ１０６において、同期結合処
理タイマが更新される。

【００３２】本第１実施例のスロットル制御装置は、機
能で大別すると図６に示すようにエンジンの回転数を検
出するエンジン回転数検出手段５１と、エンジンの回転
数によりエンジンの始動、停止の判定を行うエンジン始
動判定手段５２と、エンジン始動時には電磁クラッチの
結合を行い、エンジン停止時には電磁クラッチの切り離
しを行う電磁クラッチ結合手段５３と、電磁クラッチの
結合直後からの時間を測定する電磁クラッチ結合時間測
定手段５４と、アクセル開度を検出するアクセル開度検
出手段５５と、スロットル開度を検出するスロットル開
度検出手段５６と、目標開度の設定を行う目標開度設定
手段５７と、スロットル弁１４を開側に付勢するスロッ
トル弁開側付勢手段としての第２のリターンスプリング
１５４と、スロットル弁１４を閉側に付勢するスロット
ル弁閉側付勢手段としての第１のリターンスプリング１
５２と、電磁クラッチの結合時間によってモータの開閉
駆動を行うモータ開閉手段５８と、ステップモータのス
テップ位置の初期設定を行うステップモータステップ位
置設定手段５９と、モータの正常駆動を行うモータ正常
駆動手段６０と、スロットル弁１４を制御するステップ
モータ２と、電磁クラッチ１と、吸気通路１３のスロッ
トル開度を制御するスロットル弁１４とから成る。

【００３３】模式的に表現した図７を用いて更に詳細に
説明すると、前記アクセル開度検出手段５５は、アクセ
ルペダルに連動するバネ５５２で付勢された部材５５１
の位置を検出するポテンショメータ５５３によって構成
され、スロットルＥＣＵ７に接続されている。

【００３４】スロットル開度検出手段５６は、前記スロ
ットル弁１４の前記軸１５の回転位置を検出するポテン
ショメータ５６１によって構成され、前記スロットルＥ
ＣＵ７に接続されている。

【００３５】前記吸気通路１３内の負圧を検出する負圧
アクチュエータ１５３は、前記スロットル弁１４を開方
向に付勢する第２のリターンスプリング１５４の付勢す
る方向とは反対の方向に付勢する。

【００３６】前記スロットルＥＣＵ７に接続されたステ
ップモータ２は、同軸的に配設された歯車２１によって
前記他方のねずみ歯１２を所定量回転駆動する。

【００３７】前記一方のねずみ歯１１に配設されたリン
プホームピン５５４は、電磁クラッチ１１、１２の非係
合時に突出してアクセルペダルリンク５５１と係合する
ものである。

【００３８】前記モータ開閉手段は、電磁クラッチの結
合時間が、所定時間１ないし所定時間２のときは、モー
タ閉駆動を行い、電磁クラッチの結合時間が、所定時間
２ないし所定時間３のときは、モータ開駆動を行い、電
磁クラッチの結合時間が、所定時間３ないし所定時間４
のときは、再びモータ閉駆動を行い、電磁クラッチの結
合時間が、所定時間４を越えるときは、目標開度とステ
ップモータステップ位置によりモータ駆動を行うように
構成されている。

【００３９】前記スロットルＥＣＵ７は、本体を構成す
るマイコン７０と、入力インタフェース７１と、他のシ
ステムと連絡する通信回路７２と、電源回路・ウオッチ
ドッグ７３と、リレードライバ７４と、電圧を監視する
電圧監視回路７５と、ステップモータ２を駆動するモー
タドライバ７６と、出力インタフェース７７とから成
る。

【００４０】上記マイコン７０のＲＯＭ（図示せず）に
格納されている本実施例のスロットル制御装置のメイン
フローは、図９に示すようにイニシャライズ、タイマ処
理、入出力処理、ステータス判定、通常制御、ファイナ
ル処理、上記図３に詳細が示される電磁クラッチ同期結
合処理、エンジン完爆判定、脱調処理、リンプホーム処
理の各ステップから成る。

【００４１】上記構成より成る本第１実施例のスロット
ル制御装置は、前記同期回路３を構成するスロットルＥ
ＣＵ７が前記ステップモータ２に対して前記ねずみ歯式
電磁クラッチ１の係合完了に先立ち前記一対のねずみ歯
の前記ステップモータ２によって回転駆動される一方の
ねずみ歯１２を予備的に一方の方向に一定量だけ回転駆
動するとともに、反対の方向に一定量だけ回転駆動する
同期信号を前記モータドライバ２２を介して出力し、前
記ステップモータ２が前記同期信号により前記ねずみ歯
式電磁クラッチ１の一対のねずみ歯の少なくとも一方の
ねずみ歯１２を一方の方向に一定量だけ回転駆動すると
ともに、反対の方向に一定量だけ回転駆動して前記スロ
ットル弁１４の開方向および閉方向のいずれにずれてい
ても前記一対のねずみ歯を同期させるものである。

【００４２】すなわち図１０ないし図１２を用いて詳細
に説明すると、前記ねずみ歯式電磁クラッチ１の一対の
ねずみ歯１１、１２が図１０の一点鎖線に示すようにず
れている場合は、図１１に示す電磁クラッチのずれ量と
結合力の特性、図１２に示すリターンスプリングの特性
および電磁クラッチロータの慣性モーメントを利用して
一方のねずみ歯１２を図中破線で示す左方に回転（移
動）させてもずれ量は変わらないが、一点鎖線で示す右
方に回転（移動）させると、他方のねずみ歯１１の山１
１１と一方のねずみ歯１２の谷１２１とが一致して同期
する。

【００４３】逆に図１０の破線で示すようにずれている
場合は、上述と同様に図１２に示すリターンスプリング
の特性その他を利用して一方のねずみ歯１２を図中一点
鎖線で示す右方に回転（移動）させてもずれ量は変わら
ないが、破線で示す左方に回転（移動）させると、他方
のねずみ歯１１の山１１２と一方のねずみ歯１２の谷１
２１とが一致して同期する。

【００４４】上記作用を奏する第１実施例のスロットル
制御装置は、各ねずみ歯１１、１２の位相がずれていて
も、予め係合前に前記同期回路３からの同期信号により
前記ステップモータ２が一方のねずみ歯１２を両方向に
一定量だけ順に回転駆動してずれを無くすので、位置精
度を確保してスロットルの制御性および精度を高めると
ともに、ショックを防止するという効果を奏する。

【００４５】また本第１実施例のスロットル制御装置
は、前記一対のねずみ歯１１、１２を同期させるために
前記一方のねずみ歯１２を両方向に回転駆動するので、
同期させるための回転方向を予め検出する必要が無いの
で、センサおよび判断回路が不要であるという効果を奏
する。

【００４６】さらに本第１実施例のスロットル制御装置
は、前記一対のねずみ歯１１、１２の山と谷のずれがな
いので、図１１に示すように電磁クラッチの高い結合力
を利用することが出来るという効果を奏する。

【００４７】（第２実施例）第２実施例のスロットル制
御装置は、図１３ないし図１５に示すように一対のねず
み歯１１、１２を備えたねずみ歯式電磁クラッチ１と、
前記ねずみ歯式電磁クラッチ１の少なくとも一方のねず
み歯を歯車２１を介して回転駆動するステップモータ２
と、前記ステップモータ２に対して前記ねずみ歯式電磁
クラッチ１の係合完了に先立ち前記一対のねずみ歯１
１、１２の前記ステップモータ２によって回転駆動され
る一方のねずみ歯を予備的に小刻みに微小量だけ回転駆
動するディザ駆動して前記一対のねずみ歯を同期させる
ディザ駆動信号を出力するディザ駆動回路３１を備えた
同期回路３とから成る同期装置４を備えたもので、前記
第１実施例との相違点を中心に説明し、同一部分の説明
は省略する。

【００４８】本第２実施例における同期結合処理は、図
１４に示すように以下のステップによって実行される。
ステップ３０１において同期結合処理のタイマ判定が行
われた後、ステップ３０２において電磁クラッチ１の結
合指令が出力される。

【００４９】ステップ３０３において、スロットルの開
度にして１°位の微小量だけ小刻みに前記一方のねずみ
歯１２を大電流２相駆動により回転駆動するディザ駆動
処理を行うためのディザ駆動指令が出力される。

【００５０】ステップ３０４において、モータ開度の初
期学習が行われ、ステップ３０５において、同期結合処
理タイマが更新される。

【００５１】上記ステップ１０３および１０４を、図４
および図５を用いてさらに詳述すると、ステップ２０１
において、タイマ１のクラッチ結合時間が所定時間４よ
り小さいかどうかを判断し、所定時間４より小さい場合
はステップ２０２において、タイマ２のクラッチ結合時
間が所定時間１と４か、所定時間２と３かを判断する。

【００５２】タイマ２のクラッチ結合時間が所定時間１
と４の場合には、ステップ２０３において、ＡＢ相を励
磁し、タイマ２のクラッチ結合時間が所定時間１と４の
場合には、ステップ２０４において、バーＡＢ相を励磁
する。

【００５３】ステップ２０５において、タイマ２をイン
クリメントし、ステップ２０６において、タイマ２のク
ラッチ結合時間が所定時間５かどうかを判断し、タイマ
２のクラッチ結合時間が所定時間５の場合はステップ２
０７において、タイマ２のクラッチ結合時間を所定時間
１にして、ステップ２０８において、タイマ１をインク
リメントする。

【００５４】上記ステップ２０１において、タイマ１の
クラッチ結合時間が所定時間４より大きいときは、補正
終了処理を行う。

【００５５】本第２実施例の機能ブロックは、図１５に
示すように第１実施例の前記モータ開閉駆動手段５８の
かわりにモータディザ駆動手段３１が相違するだけで、
他は同様の構成より成る。

【００５６】上記構成より成る本第２実施例のスロット
ル制御装置は、前記ディザ駆動回路３１が前記ステップ
モータ２に対して前記ねずみ歯式電磁クラッチ１の係合
完了に先立ち前記一対のねずみ歯の前記ステップモータ
２によって回転駆動される一方のねずみ歯１２を予備的
に小刻みに回転駆動させる前記一対のねずみ歯を同期さ
せる同期信号を出力し、前記ステップモータ２が前記デ
ィザ駆動回路３１からの同期信号により前記ねずみ歯式
電磁クラッチ１の一対のねずみ歯の少なくとも一方のね
ずみ歯１２を予備的に小刻みに回転駆動して前記一対の
ねずみ歯を同期させるものである。

【００５７】上記作用を奏する本第２実施例のスロット
ル制御装置は、各ねずみ歯１１、１２の位相がずれてい
ても、予め係合前に前記ディザ駆動回路３１からの同期
信号により前記ステップモータ２が一方のねずみ歯１２
を小刻みに回転駆動してずれを無くすので、位置精度を
確保してスロットルの制御性および精度を高めるととも
に、ショックを防止するという効果を奏する。

【００５８】また第２実施例のスロットル制御装置は、
前記ねずみ歯１１、１２を小刻みに回転駆動するだけで
良いため、同期させるための回転方向を予め検出する必
要が無いので、センサおよび判断回路が不要であるとい
う効果を奏する。

【００５９】さらに第２実施例のスロットル制御装置
は、小刻みに回転駆動して一対のねずみ歯１１、１２を
馴染ませながら同期させるもので有るため、精度良く同
期させることが出来るという効果を奏する。

【００６０】（第３実施例）第３実施例のスロットル制
御装置は、図１６ないし図１８に示すように一対のねず
み歯１１、１２を備えたねずみ歯式電磁クラッチ１と、
前記ねずみ歯式電磁クラッチ１の少なくとも一方のねず
み歯１２を回転駆動するステップモータ２と、前記ステ
ップモータ２に対して前記ねずみ歯式電磁クラッチ１の
係合完了に先立ち前記一対のねずみ歯の前記ステップモ
ータ２によって回転駆動される一方のねずみ歯１２を予
備的に一方の方向に微小量だけ回転駆動して、その時の
回転負荷を検出する前記ステップモータ２の回転軸２５
に配設された回転負荷検出手段８と、前記回転負荷検出
手段８が検出した回転負荷によって同期させるために決
定された回転方向に回転駆動して前記一対のねずみ歯を
同期させる同期信号を出力する同期回路３とから成る同
期装置４を備えたものである。

【００６１】前記回転負荷検出手段８は、前記ステップ
モータ２の回転軸に貼着された歪みゲージで構成され、
テレメータその他の非接触信号伝達手段によって回転負
荷がとり出される。

【００６２】本第３実施例における同期結合処理は、以
下のステップによって実行される。ステップ４０１にお
いて、前記一方のねずみ歯１２を一方の方向に予備的に
回転駆動し、ステップ４０２においてこの時の前記ステ
ップモータ２の回転軸の歪みを検出して回転負荷を検出
する。

【００６３】ステップ４０３において、検出した負荷
（歪み）の値より、同期が取れる回転駆動の方向を判別
決定する。すなわち、前記歪みが大きい時は、前記予備
的に回転駆動した一方の方向（前記図１０において破線
でしめされるずれの場合は右方、一点鎖線で示されるず
れの場合は左方）は同期が取れない方向であり、前記歪
みが小さい時は、前記予備的に回転駆動した一方の方向
（前記図１０において破線で示されるずれの場合は左
方、一点鎖線で示されるずれの場合は右方）は同期が取
れる方向である。

【００６４】ステップ４０４において、前記決定された
方向に回転駆動する駆動指令が出力され、前記一方のね
ずみ歯１２がその方向に回転駆動される。

【００６５】上記構成より成る第３実施例のスロットル
制御装置は、前記回転負荷検出手段８が、前記ステップ
モータ２に対して前記ねずみ歯式電磁クラッチ１の係合
完了に先立ち前記一対のねずみ歯の前記ステップモータ
２によって回転駆動される一方のねずみ歯１２を予備的
に一方の方向に回転駆動した時の回転負荷を前記回転軸
の歪みによって検出し、前記同期回路３が前記回転負荷
検出手段８によって検出された回転負荷によって決定さ
れた同期をとることが出来る回転方向に回転駆動する同
期信号を出力し、前記ステップモータ２が前記同期回路
３からの前記同期信号により前記ねずみ歯式電磁クラッ
チの少なくとも一方のねずみ歯１２を回転駆動して前記
一対のねずみ歯を同期させるものである。

【００６６】上記作用を奏する第３実施例のスロットル
制御装置は、各ねずみ歯１１、１２の位相がずれていて
も、予め係合前に前記回転負荷検出手段８が一方の方向
に回転駆動した時の回転負荷を検出し、前記ステップモ
ータ２が前記回転負荷検出手段８によって検出された回
転負荷の値に基づき前記同期回路３よって決定された回
転方向に回転駆動してずれを無くすので、位置精度を確
保してスロットルの制御性および精度を高めるととも
に、ショックを防止するという効果を奏する。

【００６７】また本第３実施例のスロットル制御装置
は、前記負荷を検出するために一方の方向に回転駆動す
るのはわずかな角度だけであり、短時間で同期させるこ
とが出来るという効果を奏し、検出された同期用の回転
方向に回転駆動するものであるため、適切な同期を実現
するという効果を奏する。

【００６８】（第４実施例）第４実施例のスロットル制
御装置は、前記図１６および図１７に示すように一対の
ねずみ歯１１、１２を備えたねずみ歯式電磁クラッチ１
と、前記ねずみ歯式電磁クラッチ１の少なくとも一方の
ねずみ歯１２を回転駆動するステップモータ２と、前記
ステップモータ２に対して前記ねずみ歯式電磁クラッチ
１の係合完了に先立ち前記一対のねずみ歯の前記ステッ
プモータ２によって回転駆動される一方のねずみ歯１２
を予備的に一方の方向に微小量だけ回転駆動して、その
時の回転負荷を検出するとともに、決定された回転方向
に駆動された時の負荷を検出して前記一対のねずみ歯１
１、１２が同期した負荷の急増点を検出する前記ステッ
プモータ２の回転軸２５に配設された回転負荷検出手段
８と、前記回転負荷検出手段８が検出した回転負荷によ
って同期させるために決定された回転方向に前記急増点
まで回転駆動して前記一対のねずみ歯を同期させる同期
信号を出力する同期回路３とから成る同期装置４を備え
たものである。

【００６９】すなわち本第４実施例のスロットル制御装
置は、図１９に示すように前記第３実施例の電磁クラッ
チの同期結合処理のフローにおいて前記ステップ４０４
以降を以下の様にするものである。

【００７０】ステップ４０４において前記決定された方
向に回転駆動する駆動指令が出力され、前記一方のねず
み歯１２が同期が取れる方向に回転駆動される時の前記
ステップモータ２の回転軸の負荷が前記回転負荷検出手
段８によって検出され前記山と谷が一致して前記一対の
ねずみ歯１１、１２が同期すると負荷が急増するので、
ステップ４０５においてこの負荷の急増点が検出された
ら、ステップ４０６において前記ステップモータ２の回
転駆動が停止されるものである。

【００７１】上記構成より成る第４実施例のスロットル
制御装置は、前記回転負荷検出手段８が前記ステップモ
ータ２に対して前記ねずみ歯式電磁クラッチ１の係合に
先立ち前記一対のねずみ歯の前記ステップモータ２によ
って回転駆動される一方のねずみ歯１２を予備的に一方
の方向に回転駆動した時の回転負荷を検出するととも
に、決定された回転方向に回転駆動された時の負荷を検
出して前記一対のねずみ歯が同期した負荷の急増点を検
出し、前記同期回路３が前記回転負荷検出手段８によっ
て検出された回転負荷によって決定された回転方向に前
記回転負荷検出手段が負荷の前記急増点を検出するまで
の間回転駆動する同期信号を出力し、前記ステップモー
タ２が前記同期回路３からの前記同期信号により前記ね
ずみ歯式電磁クラッチ１の少なくとも一方のねずみ歯１
２を前記急増点が検出されるまで回転駆動して前記一対
のねずみ歯を同期させるものである。

【００７２】上記作用を奏する第４実施例のスロットル
制御装置は、各ねずみ歯１１、１２の位相がずれていて
も、予め係合前に前記回転負荷検出手段８が一方の方向
に回転駆動した時の回転負荷を検出し、前記ステップモ
ータ２が前記回転負荷検出手段８によって検出された回
転負荷に基づき前記同期回路よって決定された回転方向
に回転駆動するとともにずれが無くなる回転角だけ回転
駆動するので、位置精度を確保してスロットルの制御性
および精度を高めるとともに、ショックを防止するとい
う効果を奏する。

【００７３】また第４実施例のスロットル制御装置は、
同期用に決定された回転方向に回転駆動し、ずれが０に
なり同期がとれると回転駆動を停止するものであるた
め、最適な同期を実現するという効果を奏する。

【００７４】上述の実施例は、説明のために例示したも
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。

【００７５】上述の実施例において、一例としてスロッ
トル制御装置に本発明を適用した例について説明した
が、本発明はそれに限定するものでは無くねずみ歯式電
磁クラッチにおいて一対のねずみ歯のずれが問題に成る
ものであれば、例えばクルーズコントロール、アクセル
サポータその他のシステムに適用可能である。

【００７６】また前記予備的同期回転を行う時期につい
ては、係合開始後係合完了前に限るものでは無く、仮結
合した後最終同期調整を行っても良く時間的余裕が有れ
ば係合開始前であっても良く、例えば係合に先立ち予備
的同期回転を行い、終了後シーケンシャルに係合動作に
移行しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例装置のねずみ歯を閉方向に
駆動する場合を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１実施例装置のねずみ歯を開方向に
駆動する場合を示すブロック図である。

【図３】第１実施例の電磁クラッチの同期結合処理フロ
ーを示すチャート図である。

【図４】第１実施例の電磁クラッチの開閉駆動の詳細フ
ローを示すチャート図である。

【図５】第１実施例のステップモータのトルク変動を示
す線図である。

【図６】第１実施例を機能で整理したブロック図であ
る。

【図７】第１実施例装置を示すブロック図である。

【図８】第１実施例のスロットルＥＣＵを示すブロック
図である。

【図９】第１実施例のメインフローを示すチャート図で
ある。

【図１０】ねずみ歯のずれと回転駆動方向の関係を説明
するための説明図である。

【図１１】電磁クラッチのずれ量と結合力の関係を示す
線図である。

【図１２】スロットル開度とリターンスプリング力の関
係を示す線図である。

【図１３】本発明の第２実施例装置のねずみ歯の駆動状
態を示すブロック図である。

【図１４】第２実施例の電磁クラッチの同期結合処理フ
ローを示すチャート図である。

【図１５】第１実施例を機能で整理したブロック図であ
る。

【図１６】本発明の第３実施例装置のねずみ歯を閉方向
に微小駆動する場合を示すブロック図である。

【図１７】第３実施例装置のねずみ歯を開方向に微小駆
動する場合を示すブロック図である。

【図１８】第３実施例装置の電磁クラッチの同期結合処
理フローを示すチャート図である。

【図１９】第４実施例装置の電磁クラッチの同期結合処
理フローを示すチャート図である。

【符号の説明】

１ ねずみ歯式電磁クラッチ ２ ステップモータ ３ 同期回路 ４ 同期装置 １１、１２ ねずみ歯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 勝 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のねずみ歯を備えたねずみ歯式電磁
   クラッチの係合完了に先立ち前記一対のねずみ歯の少な
   くとも一方を予備的に回転駆動して前記一対のねずみ歯
   を同期させることを特徴とするねずみ歯式電磁クラッチ
   の同期方法。
2. 【請求項２】 一対のねずみ歯を備えたねずみ歯式電磁
   クラッチと、 前記ねずみ歯式電磁クラッチの少なくとも一方のねずみ
   歯を回転駆動するステップモータと、 前記ステップモータに対して前記ねずみ歯式電磁クラッ
   チの係合完了に先立ち前記一対のねずみ歯の前記ステッ
   プモータによって回転駆動される一方のねずみ歯を予備
   的に回転駆動して前記一対のねずみ歯を同期させる同期
   信号を出力する同期回路とから成ることを特徴とするね
   ずみ歯式電磁クラッチの同期装置。
3. 【請求項３】 一方がスロットル弁に他方がステップモ
   ータに連結された一対のねずみ歯を備えたねずみ歯式電
   磁クラッチと、 前記ねずみ歯式電磁クラッチの少なくとも一方のねずみ
   歯を回転駆動するステップモータと、 前記ステップモータに対して前記ねずみ歯式電磁クラッ
   チの係合完了に先立ち前記一対のねずみ歯の前記ステッ
   プモータによって回転駆動される一方のねずみ歯を予備
   的に一方の方向に一定量だけ回転駆動するとともに、反
   対の方向に一定量だけ回転駆動して前記一対のねずみ歯
   を同期させる同期信号を出力する同期回路とから成る同
   期装置を備えたことを特徴とするスロットル制御装置。
4. 【請求項４】 一方がスロットル弁に他方がステップモ
   ータに連結された一対のねずみ歯を備えたねずみ歯式電
   磁クラッチと、 前記ねずみ歯式電磁クラッチの少なくとも一方のねずみ
   歯を回転駆動するステップモータと、 前記ステップモータに対して前記ねずみ歯式電磁クラッ
   チの係合完了に先立ち前記一対のねずみ歯の前記ステッ
   プモータによって回転駆動される一方のねずみ歯を予備
   的に小刻みに回転駆動させて前記一対のねずみ歯を同期
   させる同期信号を出力する同期回路とから成る同期装置
   を備えたことを特徴とするスロットル制御装置。
5. 【請求項５】 一方がスロットル弁に他方がステップモ
   ータに連結された一対のねずみ歯を備えたねずみ歯式電
   磁クラッチと、 前記ねずみ歯式電磁クラッチの少なくとも一方のねずみ
   歯を回転駆動するステップモータと、 前記ステップモータに対して前記ねずみ歯式電磁クラッ
   チの係合完了に先立ち前記一対のねずみ歯の前記ステッ
   プモータによって回転駆動される一方のねずみ歯を予備
   的に一方の方向に回転駆動して、その時の回転負荷を検
   出する回転負荷検出手段と、 前記回転負荷検出手段が検出した回転負荷によって決定
   された回転方向に回転駆動して前記一対のねずみ歯を同
   期させる同期信号を出力する同期回路とから成る同期装
   置を備えたことを特徴とするスロットル制御装置。
6. 【請求項６】 一方がスロットル弁に他方がステップモ
   ータに連結された一対のねずみ歯を備えたねずみ歯式電
   磁クラッチと、 前記ねずみ歯式電磁クラッチの少なくとも一方のねずみ
   歯を回転駆動するステップモータと、 前記ステップモータに対して前記ねずみ歯式電磁クラッ
   チの係合完了に先立ち前記一対のねずみ歯の前記ステッ
   プモータによって回転駆動される一方のねずみ歯を予備
   的に一方の方向に回転駆動して、その時の回転負荷を検
   出するとともに、決定された回転方向に回転駆動された
   時の負荷を検出して前記一対のねずみ歯が同期した負荷
   の急増点を検出する回転負荷検出手段と、 前記回転負荷検出手段が検出した回転負荷によって決定
   された回転方向に前記負荷の急増点まで回転駆動して前
   記一対のねずみ歯を同期させる同期信号を出力する同期
   回路とから成る同期装置を備えたことを特徴とするスロ
   ットル制御装置。