JPS63150438A

JPS63150438A - 絞り弁制御装置

Info

Publication number: JPS63150438A
Application number: JP29488686A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Nishimura; 豊西村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-12-12
Filing date: 1986-12-12
Publication date: 1988-06-23

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、絞り弁制御装置に係り、特に内燃機関に使用
するに好適な電動式絞り弁制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、絞り弁の開度制御には、特開昭５９−６００４３
にあるように絞り弁軸を減速機を介してモータで回転さ
せて、絞り弁を開閉するものがある。しかし、減速比を
小さくして絞り弁開閉の速度を高めると、安定性（分解
能、動作）が低下し、運転性が低下する等絞り弁開閉の
高速化と分解能の向上の両立は、困難である。さらに、
フェールセーフの点から、故障時には、モータ入力をゼ
ロとして、リターンスプリングにより絞り弁が閉じるよ
うに、が必要で、発生トルクの大きい大型のモータを用
いている。自動車用では、エンジンルームは、狭いため
にモータの小型化が強く望まれている。また、特開昭６
０−８５２２７では、フェールセーフ対策として、電動
モータを用いたアクチュエータが、動作不能の時、アク
セルペダルで絞り弁を開閉できるように、ソレノイドを
用いた係合装置を開示している。さらに、絞り弁を急開
閉する必要がある時、アクセルペダルによる絞り弁開閉
とアクチュエータによる絞り弁開閉を同時に動作させる
事を述べているが、具体的構造の開示はない。（特開昭
６０−８５２２７の図２では、絞り弁軸の一端に。

電動アクチュエータ、他端にアクセルペダルで開閉する
構造が記載されているが、該両端のアクチュエータは、
絞り弁軸と固定されており、両者を同時に動作させても
、両者のアクチュエータの動作速度の和あるいは、１つ
のアクチュエータの動作速度以上で絞り弁が開閉するこ
とには、ならない。）〔発明が解決しようとする問題点〕上記従来技術は、絞り弁開閉の速溶性と安定性（オーバ
シュート、ハンチング、分解能）の両立と、モータの小
型化（形状の小型化、低消費電力）、の開示がなく、自
動車エンジンの加速感、定常走行時のエンジン回転時の
安定性の両立が困難であった。

本発明の目的は、上記の絞り弁開閉の速溶性と安定性、
モータの小型化を図る点にある。

〔問題点を解決するための手段〕上記目的は、絞り弁開度の操作を運転者が操作するアク
セルペダルの変位と、コンピュータで制御するモータ出
力軸の回転変位の両者を用いて行う事により達成される
。即ち、アクセルペダルの変位をワイヤまたはリンク機
構で絞り弁部に導き、モータ軸の変位と加算する機構を
介して絞り弁軸を操作するものである。

この方式によれば、モータは、分解能と安定性を重点に
設計して、絞り弁操作の速溶性は、アクセルペダル操作
により得る。即ち、アクセルペダルによる絞り弁開閉と
、モータによる絞り弁の開閉の併用によれ、絞り弁開度
操作の速溶性と安定性を両立できる。

〔実施例〕

本発明の絞り弁アクチユエータを第１図に示す。

吸気筒１には、絞り弁２、絞り弁軸３、絞り弁開度計４
及び絞り弁アクチユエータ部１８が設けられている。ア
クセルペダル１１とレバー９は、リンク機構（図・示せ
ず）で接続されており、アクセルペダル１１を踏むと、
レバー９は回転して、レバー９と一体となっているアウ
タスリーブ１２を回転させる。第２図に示すように、ア
ウタスリーブ１２とインナースリーブ１３に設けた溝１
６゜１７め間には、スライダ１４が挿入されているので
、アウタスリーブ１２とインナースリーブ１３は、一体
となって、回転し、絞り弁２を開く。

一方、モータ５は、ケーシング６に、ネジ等で固定され
ている。モータ軸７は、軸１５内に設けられたネジ六８
とかみ合っている。そのため、モータ軸７が回転すると
、軸１５は、第１図の矢印のように直線運動をする。そ
のため軸１５と一体となっているスライダ１４も矢印の
方向に直線運動をする。この時、アウタスリーブ１２は
、アクセルペダルとリンク機構により連結されているの
でアクセルペダル開度が一定であれば、一定の位置に固
定となる。従って、第２図において、スライダ１４が直
線運動をするとアウタスリーブ１２は、一定の位置に固
定されているのでインナースリーブ１３が回転する。イ
ンナースリーブ１２は。

絞り弁軸３と一体となっているので、モータ５の回転運
動により絞り弁２を開閉できる。つまり。

第１図は、アクセルペダル及びリンク機構により絞り弁
２を、運転者の意志通りに、す早く開閉させ、一方エン
ジン出力、混合気の空燃比調整のための微少の絞り弁開
度調整は、モータ５で行うもので、絞り弁開度調整の速
溶性と安定性（含分解能）を両立できるものである。な
お、スライダ１４は、両スリーブ１２．１３の溝１６．
１７をなめらかに移動できるように１回転する円筒コロ
状になっている。第１図のリターンスプリング１０は、
絞り弁２を閉じる方向に働くスプリングである。また、
軸１５は、モータ軸７の回転によって、第１図の矢印の
ように直線運動をするように、四角柱状で、アウタスリ
ーブ１２を貫通して、回転しないようになっている。（
第３図）さらに、第１図のモータによる絞り弁開度調整
は、ネジ部８を用いて、＃１５を直線運動させる方法で
あり、軸１５の直線運動によって、逆に、モータ軸が回
転させられることは、ないので、絞り弁開度を調整する
時のみ、モータに通電し、絞り弁開度調整不要の時は、
モータへの通電は、必要ない、なお、モータは、ステッ
プモータ、直流モータ何れでも良い。

第４図は、第１図の変形例である。第１図と同じ番号を
付けた部分は、同一の機能をもつ、第１図のモータ５で
軸１５を移動させる代わりに、第４図では、ダイヤフラ
ム４７で、＠４０を介して。

軸１５を移動させる方式である。モータ４３で、ダイヤ
プラムポンプ４４を動作させて、サージタンク４５内に
高圧空気をためておく、圧力スイッチ４６は、サージタ
ンク４５内の高圧の空気圧力を、はぼ一定値に保つため
のもので、圧力が低くなると、モータ４３を動作させ、
圧力が高くなるとモータ４３を停止させる機能をもつ、
電磁弁４８．４９は、ダイヤフラム４７の高圧室４２内
の空気圧力を増減して、ダイヤフラム４７に接続する軸
４０．１５の位置を制御する目的をもつ。

電磁弁４９は、サージタンク４５内の高圧空気をダイヤ
プラム高圧室４２に作用させ、ｍａｉ弁４９は、高圧室
４２内のの高圧空気を大気中に放出させて、高圧室４２
内の空気圧力を調整する機能をもつ。軸１５の位置が設
定位置になるように、電磁弁４８．４９を制御するもの
である。

第５図は、絞り弁アクチユエータの他の実施例である。

第６図は、第５図のＡ−Ａ断面である。

第１図と同じ番号を付けた部分は、同一の機能をもつ、
レバー１９は、絞り弁軸３に対して、一体に固定されて
おらず、回転自在になっている。ブラケット２１は、絞
り弁軸３と固定されており、一体となって回転する。モ
ータ５は、ブラケット２１にネジ等で固定されている。

アクセルペダル１１は、ワイヤまたは、リンク機構によ
って、レバー１９と接続している。アクセルペダル１１
を踏むと、レバー１９が回転する。レバー１９には突起
２０が設けられ、この突起２０が、ブラケット２１の溝
２５（第５図）の端部に当たると、レバー１９とブラケ
ット２１は、一体となって回転する。ブラケット２１は
、絞り弁軸３と一体に固定されているので、ブラケット
２１の回転によって、絞り弁２は開閉する。一方、ブラ
ケット２１に固定されたモータ５のモータ軸には、歯車
２３が設けられ、絞り弁軸３の端部の歯車２２とかみあ
っている。従って、モータ５の軸の回転によって、歯車
２２．２３を介して絞り弁軸３が回転し、絞り弁２を開
閉する。、アクセルペダルを踏む事により、絞り弁を途
中まで開閉し、残りの絞り弁操作は、モータ５により行
うもので、第６図と同様に絞り弁開度調整の連応性安定
性（分解能）両立を目的としている。なお、２４は、ナ
ツトである。ケーシング６とモータ５の外径の間は、す
き間があり回転自在となっている。ケーシング６は。

モータ５を支える事を目的としている。さらに、レバー
１９と、ブラケット２１には、絞り弁２を閉じる方向に
リターンスプリング（図示せず）が付けられている。

第７図は、絞り弁アクチユエータの他の実施例である６
第１図と同じ番号を付けた部分は、同一の機能をもつ。

絞り弁アクチユエータ部１８は、遊星歯車を用いて、モ
ータ５の回転角とアクセルペダル踏み角の和で、絞り弁
を開閉するものである。モータ５は、モータ軸３３を介
して、サンギヤ３２を回転させる。アクセルペダル１１
を踏むと、レバー９を回転させ、レバー９と一体の内歯
歯車３０を回転させる。プラネタリ−ギヤ３１ａ。

３１ｂの支持体３５は、絞り弁軸３と一体になっている
。ここで、遊星歯車の各歯車の回転角θには１次の関係
がある。

θｐ＝０１θＢ＋ａｚθ１　　　　　−０）ここで、θ
Ｐ；プラネタリギアの回転角θＳ；サンギアの回転角 θ五；内歯々車の回転角ｃ　１．　ｃ　ｚ　；各歯車の直径で決まる定時従って
、プラネタリ−ギア３１に直結する絞り弁軸３の回転角
は１．アクセルペダル踏み角（内歯々車３０の回転角）
、モータ５の回転角の和となる。この絞り弁アクチユエ
ータも、絞り弁操作の速溶性と安定性を狙うものである
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、絞り弁開度操作の速溶性と安定（オー
バシュート、ハンチングなし、高分解能）を得ることが
できて、運転性（高い加速感、定速走行時のエンジン回
転時の変動小）の低下を防止できる。また、モータによ
る絞り弁開度操作の速溶性が不要になるので、モータの
発生トルクは、小さくてすみ、モータの小型化が図れる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の絞り弁アクチユエータの断面図、第２
図はＡ−Ａ断面図、第３図はＢ−Ｂ断面図、第４図は変
形例を示す図、第５図は絞り弁アクチユエータの他の実
施例を示す図、第６図は第４図のＡ−Ａ断面図、第７図
は絞り弁アクチユエータの他の実施例を示す図、第８図
は第６図のＡ−Ａ部の遊星歯車の詳細図である。１・・・吸気筒、２・・・絞り弁、３・・・絞り弁軸、
４・・・絞り弁開度計、５・・・モータ、６・・・ケー
シング、７・・・モータ軸、８・・・ネジ穴、９・・・
レバー、１０・・・リターンスプリング、１１・・・ア
クセルペダル、１２・・・アウタスリーブ、１３・・・
インナースリーブ、１４・・・スライダ、１５・・・軸
、１６．１７・・・溝、１８・・・絞り弁アクチユエー
タ部。

Claims

【特許請求の範囲】１、アクセルペダルの踏込みに応動して、絞り弁を開閉
させる手段、電気モータにより絞り弁を開閉させる手段
、該両手段の和で絞り弁を開閉させる機構、絞り弁開度
計を備えてなる絞り弁制御装置。２、特許請求の範囲第１項において、絞り弁軸の一端に
、アクセルペダルに連動して、絞り弁を開閉させる手段
、電気モータにより絞り弁を開閉させる手段、該両手段
の和で絞り弁を開閉させる機構を設け、絞り弁軸の他端
に、絞り弁開度計を設けた事を特徴とする絞り弁制御装
置。