JPS63230932A - 機関のスロツトル弁制御装置 - Google Patents

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〕 この発明は機関のスロットル弁制御装置に関し、更に詳
しくは電子制御アクチュエータ忙よシ車輌用機関のスロ
ットル弁を制御する装置に係るものである。

〔従来の技術〕

最近、排気浄化性能や燃費性能を向上させるための機関
制御の一環として、スロットル弁とアクセルペダルの機
械的連結をなくし、アクセル踏込み食を電気的に変換し
た信号（アクセル踏込み量信号）と他の機関運転状態ま
たは車輌走行状態を表わす信号（例えば機関回転数信号
、ギヤポジション信号等）に対応してスロットル弁の開
閉制御を行なう電子制御アクチュエータによるスロット
ル弁制御装置の開発が進められている。この電子制御ア
クチュエータによるスロットル弁制御装置においては、
スロットル弁の開閉は機関運転状態または車輌走行゛状
態を表わす信号に対応して最適の開度を逐次演算する演
算制御部からなる箪輌制御装置からの指令を受けて作動
する駆動モータによシ行なわれるため、車輌走行中に電
子制御アクチュエータが動作不能になっても車輌の暴走
を防ぐ安全装置を設ける必要があシ、このような安全装
置の例として、動軸不能となったときに駆動モータから
スロットル弁軸を切離す電磁クラッチを設けた構成が例
えば特公昭５８−２５８５３号公報に記載されている。

一方、スロットル弁軸を差動歯車装置を介して電子制御
アクチュエータと、アクセルペダルの踏込みに応動して
機械的、に回転駆動する方法が特開昭６１−２）５４３
６号公報に記載されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のスロットル弁制御装置は以上のように構成されて
いるので、一度、電子制御アクチュエータが動作不能の
状態になると車輌の暴走は防止できるが走行は維持でき
ず、このため、修理のために車輌を移動さぜることもで
きなくなるという問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、信頼性が高く、同時に高速応答性にも優れた
スロットル弁制御装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るスロットル弁制御装置は、機関の出力を
可変するスロットル弁を開閉する弁軸と、この弁軸をそ
の出力軸で駆動する差動歯車装置と、この差動歯車装置
の第１の原動歯車をアクセルペダルの踏込みに応動して
回転駆動させる連結手段と、差動歯車装置のｙａ２の原
動歯車を回転駆動する駆動モータと、このモータの電源
オフ時に第２の原動歯車をスロットル弁の全閉位置に回
転復帰するリターンスプリングと、機関の温度に対応し
て作動する原動歯車の回転制限装置とを備えたものであ
る。

〔作　用〕

この発明においては、差動歯車装置の第１の原動歯車が
アクセルペダルからの連結手段で直接回転駆動されるよ
うにすることでアクセルペダルの急速な動きに対して速
やかにスロットル弁が動くことができ、演算制御部から
指示される目標のスロットル開度への開閉制御について
は駆動モータを含む電子制御アクチュエータの故障によ
シスロットル弁の開閉動作が不能となったとき、あるい
は急ブレーキ時のように急速にスロットル弁を閉じる必
要があるときは駆動モータの電源をオフするか、または
電磁クラッチによシ駆動モータから第２の原動歯車を切
離し、この結果、＠２の原動歯車をリターンスプリング
により全閉位置に復帰させ、アクセルペダルとの機械的
な連結手段のみでスロットル弁の開閉が行なわれる。上
記のリターンスプリングによシスロットル弁を閉じたと
きは、機関が停止しないようにアイドル運転に必要なス
ロットル弁開度を維持しておく必要がある。

このスロットル弁開度は原動歯車の回転制限装置により
機関温度に応じて制御され−る。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１は機関（図示せず）の空気吸入管、２は
スロットル弁、３はスロットル弁２を開閉するための弁
軸、４は弁軸３に結合した歯車、５は差動歯車装置であ
る。５１．５２はカサ歯車で、軸５３にそれぞれ回転自
在であル、カサ歯車５１．５２の外周にそれぞれ第１お
よび第２の原動歯ｊｌｉ６，７が噛合っている。上記軸
５３は軸受５４で支承され、軸５３にピニオン軸５５が
直交するように固定されている。ピニオン軸５５には小
カサ歯車５６．５７が取付けられ、小カサ歯］Ｌ５６，
５７社上記カサ歯車５１．５２と噛合っている。またピ
ニオン軸５５の両端はスロットル弁２の弁軸３を歯車４
を介して回転駆動する大歯車５８で固定されている。９
は歯′Ｈ，６の軸心に固定された回転軸で、回転軸９に
メルト１１で固設されたセグメント形ディスク１０の溝
にはアクセルワイヤ１２が掛けられ、このワイヤ１２は
アクセルペダル１３に連結されている。１４はアクセル
ワイヤ１２に張力を加えるために回転軸９に配したうず
巻型のリターンスプリングで、このスプリング１４によ
ってスロットル弁２を閉位置に戻す方向のトルクを回転
軸９に加えている。

１５はアクセルペダル１３のリターンスプリング、１６
はアクセルペダル１３のストツノぐである。

８は電子制御アクチュエータで、直流の駆動モータ８１
と、電流供給を行なう電流制御回路８３と、電磁クラッ
チ８２とから構成されている。７１は第２の原動歯Ｎ７
の細心に固定された回転軸で、この回転軸７１にはアー
ム７２が取付けられている。２０は回転軸７１に配した
りず巻型のリターンスプリングであって、このスプリン
グ２０によってスロットル弁２を閉位置に戻す方向のト
ルクを回転軸７１に付勢している。上記第２の原動歯車
７は回転軸７１を介して駆動モータ８１によ〕回転駆動
されるが、回転軸７１と駆動モータ８１の間には電磁ク
ラッチ８２が配設され、電磁クラッチ８２の電源をオフ
すると駆動モータ８１の回転力は回転軸７１に伝わらな
いようになっている。

１７はスロットル弁２の開度を検出するスロットル開度
センサ、１８は回転軸７１すなわち第２の原動歯車７の
回転量を検出する回転角度センサ、１９は運転者が操作
するアクセルペダル１３の踏込み量を検知するアクセル
センサ、２）は機関の動作状態（例えば回転速度Ｎ）お
よび車輌の操作状態（例えばブレーキ操作Ｂ）を検出す
るセンサである。２４はスロットル開度センサ１７９回
転角度センサ１８．アクセルセンサ１９およびセンサ２
）のそれぞれの出力信号を入力し、これらの入力情報に
対応して予め決められた演算処理を行なって電流制御回
路８３を介して駆動上−夕８１を駆動すると共に、電磁
クラッチ８２のオン−オフを制御する演算制御部である
。

第２図は第１図のｌ−１１線断面から見たアーム７２の
正面図であって、２２は機関の冷却水通路２３上忙配設
されたサーモワックスペレットケースで、ケース２２内
にワックスが充填され、温度変化によシその体積が変化
し、この結果、ロッド２２ａが伸縮する。ロッド２２ａ
の先端はアーム７２に当接して上記第２の原動歯車７の
スロットル弁全閉時の回転制限装置７３を構成し、機関
のアイドル運転に必要なスロットル弁開度を＠関温度（
冷却水温度）に応じて変更制御する。

次にこの発明の動作について説明する。駆動モータ８１
の回転駆動力は電磁クラッチ８２を介して第２の原動歯
車７．カサ歯車５２．小カサ歯車５６．５７．ピニオ゛
ン軸５５および大歯車５８を介して歯車４からスロット
ル弁軸３に伝わる。一方、アクセルペダル１３の踏込み
に応じてアクセルワイヤ１２．セグメントディスク１０
．第１の原動歯車６を介して差動歯車装置５の一方のカ
サ歯車５１に駆動力が与えられる。この回転力は小カサ
歯車５６．５７に作用し電子制御アクチュエータ８によ
って回転されているカサ歯車５２０回転に対して重畳す
る形でビニオン軸５５をカサ歯車５１が（ロ）転した角
度の半分の角度だけ同一方向に回転させ、上記と同様に
して大歯車５８．歯車４を介してスロットル弁２を開閉
する。そしてアクセルペダル１３の踏込みに対するスロ
ットル弁２の動きは電子制御アクチュエータ８による動
きに即時に応答する。また、アクセルペダル１３から運
転者の足が離されブレーキ操作が行なわれる時はアクセ
ルワイヤ１２で駆動されている第１の原動歯車６は素早
くスロットル弁２を閉じる作用をするが、駆動モータ８
１の動作追従遅れによシ第２の原動歯１７はスロットル
弁２を閉じる動作が緩慢となる。このようなときはセン
サ２）によシブレーキ操作を検知した演算ｆｌｌｌｌ　
鉤部２４は直ちに電磁クラッチ８２をオフし、電子制御
アクチュエータ８と第２の原動歯Ｎ７を切離す。この結
果、第２の原動歯車７はリターンスプリング２０によ）
スロットル弁２の全閉位置、すなわち、アーム７２がサ
ーモワックスペレットケース２２のロッド２２ａに当接
する位置に素早く戻される。

他方、駆動モータ８１または電流制御回路８３が故障し
、演算制御部２４の出力に応じた第２の原動歯車７の回
転動作、すなわち、回転角度センサ１８の出力信号が異
常を検知すると直ちに電磁クラッチ８２をオフし、上記
と同様に第２の原動歯嵐７をスロットル弁２の全閉位置
に戻し、車輌が暴走するのを防止する。そして上記電磁
クラッチ８２のオフ後はアクセルワイヤ１２によ＃）第
１の原動歯車６のみをアクセルペダル１３で直接駆動じ
車輌の走行を行なう。

なお、上記電磁クラッチ８２をオフし、第２の原動歯Ｉ
Ｅ７を全閉位置に戻したときスロットル弁２が閉じすぎ
ると機関はエンストする。特に機関温度が低い暖機期間
中はスロットル弁２の開度は大キくシないとエンストす
るので、機関の温度忙応じて作動するサーモワックスペ
レットケース２２によシ、第２の原動歯車７の戻し回転
量を制限することによりエンストを起さないスロットル
弁２の開度に維持される。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、スロットル弁を
開閉するための弁軸を差動歯車装置を介して駆動し、こ
の歯車装置の第１．＠２の原動歯車を各々独立の駆動手
段で回転駆動するようにし、第１．第２の原動歯車の各
々にスロットル弁を閉じる方向に作用するリターンスプ
リングを備え、機関温度に対応して作動する上記原動歯
車の回転制限装置を備えたので、加減速応答性に優れた
スロットル弁制御４１装置を得ることができると同時に
電子制御アクチュエータが故障した場合でも車輌が暴走
したシ走行不能になることがなく、またエンストを起す
こともなく安全性の高い装置となる。

マタ、スロットル弁を全閉するリターンスプリングは第
１と第２の原動歯車にそれぞれ分散されているので、回
転制限装置は全てのリターンスプリングに打ち勝つ駆動
力を必要とぜず小型化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるスロットル弁制御装
置の構成図、第２図は第１図の■−■線におけるアーム
の正面図である。 ２・・・スロットル弁、３・・・弁軸、４・・・歯車、
５・・・差動歯車装置、６・・・ＷＥｌの原動歯車、７
・・・第２の原動歯車、８・・・電子制御アクチュエー
タ、１２・・・アクセルワイヤ、１３・・・アクセルペ
ダル、１７・・・スロットル開度センサ、１８−回転角
度センサ、１９・・・アクセルセンサ、２０川リターン
スツリンダ、２２・・・サーモワックスペレットケース
、２２ａ・・・ロッド、２３・・・冷却水通路、２４・
・・演算制御部、７３・・・回転制限装置、８１・・・
駆動モータ、８２・・・電磁スイッチ。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　　　大　　岩　　増　　雄 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関の出力を可変するスロットル弁を開閉するた
   めの弁軸と、この弁軸をその出力軸で駆動するように設
   けられた差動歯車装置と、この差動歯車装置の第１の原
   動歯車をアクセルペダルの踏込みに応動して回転駆動す
   る連結手段と、第２の原動歯車を回転駆動する駆動モー
   タと、この駆動モータの電源オフ時に第２の原動歯車を
   スロットル弁の全閉位置に回転復帰するリターンスプリ
   ングと、上記機関のアイドル運転に必要なスロットル弁
   開度を維持するため機関の温度に応じて作動する原動歯
   車の回転制限装置とを備えたことを特徴とする機関のス
   ロットル弁制御装置。
2. （２）回転制限装置は機関の暖機期間中におけるスロッ
   トル弁の必要最小開度を維持することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の機関のスロットル弁制御装置。