JPS62129532A - 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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JPS62129532A
JPS62129532A JP26618385A JP26618385A JPS62129532A JP S62129532 A JPS62129532 A JP S62129532A JP 26618385 A JP26618385 A JP 26618385A JP 26618385 A JP26618385 A JP 26618385A JP S62129532 A JPS62129532 A JP S62129532A
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JP
Japan
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throttle valve
accelerator
gear
throttle
sun gear
Prior art date
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Pending
Application number
JP26618385A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichiro Tanaka
伸一郎 田中
Keiji Aoki
啓二 青木
Sunao Kitamura
直 北村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisan Industry Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Aisan Industry Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Priority to JP26618385A priority Critical patent/JPS62129532A/ja
Publication of JPS62129532A publication Critical patent/JPS62129532A/ja
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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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • F02D2009/0201Arrangements; Control features; Details thereof
    • F02D2009/0261Arrangements; Control features; Details thereof having a specially shaped transmission member, e.g. a cam, specially toothed gears, with a clutch
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D2011/103Arrangements 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 alternatively mechanically linked to the pedal or moved by an electric actuator

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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)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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(ステップモニタやパルスモータ)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58−1552
55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452
6060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イ
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・ノトル弁
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、スロットル弁開
度を自動的に制御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惑し
、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前記太陽歯車に
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前記スロ7)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、そして前記太陽歯車の基準位置
を定める制止手段を設けて前記モータの作動時にはスロ
ットル弁が閉じ側に制御されるようにし、さらに運転状
態に応じてアクセル手段を所定の位置で制止させる第2
の制止手段を設けたことを特徴とする。
〔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、
トルシャフト14を付勢している。スロットルボディl
O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2
6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−3
2に取付けられる。アクセルレバ−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−32が
M星歯車28の支持体を兼ねる。逆に、リングギヤ26
をアクセルレバ−32に取付け、遊星歯車28の支持体
をスロットルシャフト14に取付けることもできる。
アクセルレバ−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2
0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。パックスプリング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。このバンクスプリング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パンク
スプリング44に戻されてビン42に当接する。レバー
40がピン42に当接制止されているときの太陽歯車2
4の位置を以後基準位置と呼ぶことにする。
さらに、ステップモータ20の外側にはダイヤフラム装
置46が取付けられる。ダイヤフラム装置46はダイヤ
フラム48を有し、その一方何にダイヤフラム室50が
形成される。ダイヤフラム室50の反対側には、ロッド
52がダイヤフラム48に固定され、このロッド52は
アクセルレバ−32に向かって延びる。ダイヤフラム室
50内にはダイヤフラム48をロッド52側に付勢する
スプリング54が配置される。ダイヤフラム室50には
電磁弁56を介して大気又は吸気管負圧が選択的に導入
されるようになっている。ダイヤフラム室50に吸気管
負圧が導入されているときには、ダイヤフラム48及び
ロッド52が後退し、ロッド52が無負荷アイドリング
時のアクセルレバ−32を受ける。一方、ダイヤフラム
室50に大気が導入されているときには、スプリング5
4のばね力によってダイヤフラム48及びロッド52が
延び出し、従ってロッド52は前記無負荷アイドリング
時よりも開かれた所定の位置でアクセルレバ−32を制
止する。
ステップモータ20及び電磁弁56の作動は制御装置(
ECU) 58により制御され、制御装置58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、例
えば冷却水温センサ58、機関回転数センサ60、機関
負荷センサ62、車速センサ64等の信号が入力される
。これらのセンサは例えば自動車のスリップを検出する
ことができ、又、アイドル時の運転状態を検出すること
ができる。
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、バンクスプリング44が確実にその位
置を固定的に保持せしめる。電磁弁56は通常はダイヤ
フラム室50に吸気管負圧を導入するように制御され、
従って、アクセルレバ−32は無負荷アイドリングの位
置まで閉じられることができる。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
−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
−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−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2日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−32と同し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1
2を閉じさせるときにはアクセルペダル38を離すとリ
ターンスプリングエ6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−
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−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
図の矢印りの方向に回転する。
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−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vAY
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
時及び筋束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、バンクス
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。
機関始動時、或いは機関アイドリング時においてアイド
ルアンプを図りたいときに電磁弁56が切替えられ、ダ
イヤフラム室50に大気が4人される。それによってロ
ッド52が延び出し、アクセルレバ−をわずかに開かせ
た所定の位置で制止する。この作動の当初には太陽歯車
24は基準位置にあり、従ってダイヤフラム装置46の
作動によってアクセルレバ−32を動かし、前述した人
為的操作と同様にスロットル弁I2を所定の開度だけ開
かせる。これによって、アイドリングの位置が例えば第
6図の点■から点Pに変化し、アクセルレバ−32はこ
の点Pにおいてダイヤフラム装置46のロッド52によ
って制止される。アクセルレバ−32が点Pに制止され
た後でステップモータ20が運転状態に応じて作動され
、例えば第6図に破線Zで示された範囲でアイドルスピ
ードコントロールを行うことができる。このアイドルス
ピードコントロールは機関冷却水温に応じたものでもよ
(、或いはエアコンの運転による機関負荷の変化に応じ
たものであってもよい、ステップモータ20によるこの
制御中にも、アクセルレバ−32及びアクセルペダル3
8は不動に維持される。
〔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
側に行なわれるので、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ハ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−夕が故障し
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。そして、アイドリング時の制御もアク
セルペダルを実質的に動かすことなく行うことができる
【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n−nに沿って見た断面図、
第3図は第1図の矢印■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−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−開度とスロ
ットル弁開度の関係を示す図である。 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、 2日・・・遊星歯車、 32・・・アクセルレバ−1 38・・・アクセルペダル、 40・・・レバー、 44・・・バックスプリング、 46・・・ダイヤフラム装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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
    、そして前記太陽歯車の基準位置を定める制止手段を設
    けて前記モータの作動時にはスロットル弁が閉じ側に制
    御されるようにし、さらに運転状態に応じてアクセル手
    段を所定の位置で制止させる第2の制止手段を設けたこ
    とを特徴とするスロットル弁の制御装置。
JP26618385A 1985-11-28 1985-11-28 スロツトル弁の制御装置 Pending JPS62129532A (ja)

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