JPH04370334A - Throttle actuator - Google Patents

Throttle actuator

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JPH04370334A
JPH04370334A JP14840091A JP14840091A JPH04370334A JP H04370334 A JPH04370334 A JP H04370334A JP 14840091 A JP14840091 A JP 14840091A JP 14840091 A JP14840091 A JP 14840091A JP H04370334 A JPH04370334 A JP H04370334A
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JP
Japan
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lever
throttle
throttle valve
motor
opening
Prior art date
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Pending
Application number
JP14840091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuuzou Kadomukai
裕三 門向
Eiji Sato
英治 佐藤
Naoyuki Tanaka
直行 田中
Teruhiko Minegishi
輝彦 嶺岸
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.)
Hitachi Ltd
Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Automotive Engineering Co Ltd
Priority to JP14840091A priority Critical patent/JPH04370334A/en
Publication of JPH04370334A publication Critical patent/JPH04370334A/en
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a mechanism particularly suitable for securing safety when a control mechanism or control element is out of order, in an electronic control type throttle actuator. CONSTITUTION:A throttle actuator comprises the first spring 3 which gives torque for closing a throttle valve 5, a first lever 8 provided on a throttle valve axis 2, the second lever 16 operated by an acceleration pedal, the third lever 15 which gives torque for opening the throttle valve 4 from the second lever 16 to the first lever 8, a second spring 14 which pulls the second lever 16 and the third lever 15 to each other, a motor 36 which gives the torque to the valve axis 2, and a clutch 35 which continues discontinues connection between the motor 36 and the valve axis 2.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン用吸入空気量
制御機構において、制御精度の向上や制御に柔軟性を持
たせる電子制御方式のスロットルアクチュエータに係り
、特に、制御機構や制御素子の故障時の安全確保に好適
な機構に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to an electronically controlled throttle actuator that improves control accuracy and provides control flexibility in an intake air amount control mechanism for an engine. The present invention relates to a mechanism suitable for ensuring safety at times.

【0002】0002

【従来の技術】従来の電子制御方式のスロットルアクチ
ュエータは、例えば、特開昭62−186022号公報
に開示されている装置がある。この従来装置では、アク
セルペダルによってアクセルケーブルを介して行われる
スロットル操作に対して、電子制御されたモータからの
操作を加えることによってスロットルバルブの開度を調
整していた。このような従来装置のスロットル操作は、
あくまでもアクセルペダルによるものが主であり、通常
時のモータは、スロットル軸に対してトルクを伝えるこ
とがない位置に保たれ、必要時にはスロットル軸にトル
クを伝えられる位置まで回転した後にスロットルバルブ
開度の制御を行っていた。このため、スロットル制御開
始時に応答の遅れが生じ易いことや、微少角度の開度調
整が行いにくいこと、また、モータがスロットル軸にト
ルクを伝え始める際にモータの慣性力によるショックを
アクセルペダルを通して運転者に与えてしまうこと、な
どについて考慮が十分であるとはいえなかった。
2. Description of the Related Art An example of a conventional electronically controlled throttle actuator is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 186022/1983. In this conventional device, the opening degree of the throttle valve is adjusted by adding an operation from an electronically controlled motor to a throttle operation performed by an accelerator pedal via an accelerator cable. The throttle operation of such conventional equipment is
The motor is mainly driven by the accelerator pedal. Normally, the motor is kept in a position where it does not transmit torque to the throttle shaft, and when necessary, it rotates to a position where torque can be transmitted to the throttle shaft, and then changes the throttle valve opening. was under control. For this reason, there is a tendency for a delay in response to occur when starting throttle control, difficulty in adjusting the opening angle at minute angles, and when the motor begins to transmit torque to the throttle shaft, the shock due to the inertial force of the motor is passed through the accelerator pedal. It could not be said that sufficient consideration was given to the impact on drivers.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、モー
タ等のアクチュエータによるスロットル操作の制御性を
向上させ、制御時にも運転者に無用なショックを与える
ことのないスロットルアクチュエータの機構を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a throttle actuator mechanism that improves the controllability of throttle operation by an actuator such as a motor, and that does not give unnecessary shock to the driver during control. There is a particular thing.

【0004】また、本発明ではアクチュエータ本体やア
クチュエータを駆動している制御装置が、万が一故障し
た場合にも安全に車両を運行できるフェイルセイフ機能
やリンプホーム機能を備えることも同時に目的としてい
る。
Another object of the present invention is to provide a fail-safe function and a limp-home function that allow the vehicle to be operated safely even if the actuator body or the control device driving the actuator breaks down.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明のスロットルアックチュエータでは、スロット
ルバルブが閉じる方向に作用するトルクをスロットルバ
ルブ軸に与える第一のばねと、スロットルバルブ軸に設
けられた第一のレバーと、アクセルペダルによって操作
される第二のレバーと、両レバーの間に設けられアクセ
ルペダルからのトルクのうちスロットルバルブを開く方
向のもののみを第一のレバーに伝える第三のレバーと、
前記第二のレバーと第三のレバーを引き合う第二のばね
と、スロットルバルブ軸にトルクを与えるモータと、モ
ータからスロットルバルブ軸へ与えるトルクの断続を行
うクラッチとによる構成としている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the throttle actuator of the present invention includes a first spring that applies a torque acting on the throttle valve shaft in the direction in which the throttle valve closes, and a first spring that is provided on the throttle valve shaft. a first lever operated by the accelerator pedal, a second lever provided between the two levers and transmitting only the torque from the accelerator pedal in the direction of opening the throttle valve to the first lever. Three levers and
The present invention includes a second spring that pulls the second lever and the third lever together, a motor that applies torque to the throttle valve shaft, and a clutch that connects and disconnects the torque applied from the motor to the throttle valve shaft.

【0006】[0006]

【作用】本発明のスロットルアクチュエータは、通常時
にはクラッチを結合状態にして主たるスロットル操作は
モータによって行う。アクセルペダルからの操作量とモ
ータからの操作量の差は、第二のばねおよび第一のレバ
ーと第三のレバーの設定位置の関係によって吸収される
。すなわち、アクセルペダルからの操作量がモータから
の操作量よりも大きな場合にはその差分は第二のばねの
伸びによって吸収され、逆に、アクセルペダルからの操
作量がモータからの操作量よりも小さな場合には第一の
レバーと第三のレバーの設定の関係からスロットルバル
ブが開く方向のトルクはアクセルペダルには伝わらない
。よって、本発明のスロットルアクチュエータは、モー
タによるスロットル操作によって無用なショックを運転
者に与えることがない。
[Operation] In the throttle actuator of the present invention, the clutch is normally engaged and the main throttle operation is performed by the motor. The difference between the amount of operation from the accelerator pedal and the amount of operation from the motor is absorbed by the second spring and the relationship between the set positions of the first lever and the third lever. In other words, if the amount of operation from the accelerator pedal is greater than the amount of operation from the motor, the difference will be absorbed by the expansion of the second spring, and conversely, if the amount of operation from the accelerator pedal is greater than the amount of operation from the motor. If it is small, the torque in the direction of opening the throttle valve will not be transmitted to the accelerator pedal due to the relationship between the settings of the first lever and the third lever. Therefore, the throttle actuator of the present invention does not give unnecessary shock to the driver due to throttle operation by the motor.

【0007】さらに、モータやモータを駆動する制御装
置が故障した場合に対するフェイルセイフ機能やリンプ
ホーム機能については、例えば、モータ本体あるいは制
御装置の故障によってモータが所望のスロットル操作を
行わない場合には、クラッチを切断してモータをスロッ
トルバルブ軸から切り離してアクセルペダルのみによる
スロットル操作を行うことができるので、故障発生後も
安全に車を移動させることができる。
[0007]Furthermore, a failsafe function and a limp home function are provided in case the motor or the control device that drives the motor fails, for example, if the motor does not perform the desired throttle operation due to a failure of the motor itself or the control device. Since the clutch can be disengaged to separate the motor from the throttle valve shaft and the throttle can be operated using only the accelerator pedal, the vehicle can be moved safely even after a failure occurs.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0009】図1に本発明の第一実施例の断面図を示す
FIG. 1 shows a sectional view of a first embodiment of the present invention.

【0010】支持体を兼ねる吸気通路であるボディ1に
は、スロットルバルブ軸2が軸受3によって回転自在に
支持されており、スロットルバルブ軸2には、ボディ1
内に形成されている吸気通路4の開度を調節するスロッ
トルバルブ5が取り付けられている。
A throttle valve shaft 2 is rotatably supported by a bearing 3 in a body 1, which is an intake passage that also serves as a support.
A throttle valve 5 is attached to adjust the opening degree of an intake passage 4 formed therein.

【0011】スロットルバルブ軸2はボディ1の両側に
延長され、その一端(図1の左側)には、軸受押え6,
ばねカラー7,第一のレバー8,軸受9,ばねカラー1
0、および軸受11が、ナット12によってスロットル
バルブ軸2に固定されている。ばねカラー7およびばね
カラー10の外周にはそれぞれ第一のばね13および第
二のばね14が遊嵌されている。また、軸受9および軸
受11の外周には、それぞれ第三のレバー15および第
二のレバー16が、それぞれスロットルバルブ軸2に対
して回転自在に設置されている。第二のレバ−16は、
アクセルケ−ブル51を介してアクセルペダル50の操
作によって回転される。
The throttle valve shaft 2 extends on both sides of the body 1, and has a bearing retainer 6, a
Spring collar 7, first lever 8, bearing 9, spring collar 1
0 and a bearing 11 are fixed to the throttle valve shaft 2 by a nut 12. A first spring 13 and a second spring 14 are loosely fitted around the outer peripheries of the spring collars 7 and 10, respectively. Further, a third lever 15 and a second lever 16 are installed on the outer peripheries of the bearing 9 and the bearing 11, respectively, so as to be rotatable with respect to the throttle valve shaft 2, respectively. The second lever 16 is
It is rotated by operating an accelerator pedal 50 via an accelerator cable 51.

【0012】第一のばね13の両端は、それぞれボディ
1に植設されたピン17および第一のレバー8に植設さ
れたピン18に止められている。第一のばね13によっ
て、スロットルバルブ軸2にはスロットルバルブ5を閉
じる向き(図1中矢印Aから見て反時計回り)のトルク
が付勢されている。第二のばね14の両端は、それぞれ
第一のレバー8に植設されたピン19および第二のレバ
ー16に植設されたピン20に止められている。第二の
ばね14によって、第二のレバー16および第三のレバ
ー15には両者を引き合わせるトルクが付勢されている
Both ends of the first spring 13 are fixed to a pin 17 implanted in the body 1 and a pin 18 implanted in the first lever 8, respectively. The first spring 13 applies a torque to the throttle valve shaft 2 in a direction to close the throttle valve 5 (counterclockwise when viewed from arrow A in FIG. 1). Both ends of the second spring 14 are fixed to a pin 19 implanted in the first lever 8 and a pin 20 implanted in the second lever 16, respectively. The second spring 14 applies a torque to the second lever 16 and the third lever 15 to draw them together.

【0013】第一のレバー8には、第三のレバー15と
の係合部21が、第二のレバー16には、第三のレバー
15との係合部22が、第三のレバー15には、第一の
レバー8との係合部23および第二のレバー16との係
合部24が設けられている。係合部21と係合部23と
の位置関係は、第三のレバー15から第一のレバー8へ
は、スロットルバルブ5を開く向き(図1中矢印Aから
みて時計回り)のトルクのみを伝えることができ、逆に
、第一のレバー8から第三のレバー15へは、スロット
ルバルブ5を閉じる向き(図1中矢印Aからみて反時計
回り)のトルクのみを伝えることができるように設定さ
れている。また、係合部22と係合部24との位置関係
は、第二のレバー16から第一のレバー15へは、スロ
ットルバルブ5を閉じる向き(図1中矢印Aからみて反
時計回り)のトルクを、係合部22および係合部24を
介して直接伝えることができ、スロットルバルブ5を開
く向き(図1中矢印Aからみて時計回り)のトルクは、
第二のばね14を介して伝えることができるように設定
されている。
The first lever 8 has an engaging portion 21 with the third lever 15 , the second lever 16 has an engaging portion 22 with the third lever 15 , and the second lever 16 has an engaging portion 22 with the third lever 15 . is provided with an engaging portion 23 for engaging with the first lever 8 and an engaging portion 24 for engaging with the second lever 16. The positional relationship between the engaging portion 21 and the engaging portion 23 is such that only the torque in the direction of opening the throttle valve 5 (clockwise when viewed from arrow A in FIG. 1) is applied from the third lever 15 to the first lever 8. Conversely, from the first lever 8 to the third lever 15, only torque in the direction of closing the throttle valve 5 (counterclockwise when viewed from arrow A in FIG. 1) can be transmitted. It is set. Furthermore, the positional relationship between the engaging portion 22 and the engaging portion 24 is such that the second lever 16 is connected to the first lever 15 in the direction in which the throttle valve 5 is closed (counterclockwise when viewed from arrow A in FIG. 1). Torque can be directly transmitted through the engaging portions 22 and 24, and the torque in the direction of opening the throttle valve 5 (clockwise when viewed from arrow A in FIG. 1) is
It is set so that it can be transmitted via the second spring 14.

【0014】スロットルバルブ軸2の他端(図1の右側
)には、軸受押え25がねじ部26によって嵌合され、
スプライン部27を間にはさんで軸受28がナット29
によって固定されている。スプライン部27には、可動
円盤30がスロットルバルブ軸2の軸方向の移動自在に
遊嵌され、また、軸受28の外周にはギア31がスロッ
トルバルブ軸2に回転自在に設けられている。軸受28
と可動円盤30の間に板ばね32が設置されており、可
動円盤30を左向きに押しつける力を付勢している。
A bearing retainer 25 is fitted onto the other end of the throttle valve shaft 2 (on the right side in FIG. 1) with a threaded portion 26.
The bearing 28 is attached to the nut 29 with the spline section 27 in between.
Fixed by A movable disk 30 is loosely fitted into the spline portion 27 so as to be freely movable in the axial direction of the throttle valve shaft 2, and a gear 31 is provided on the outer periphery of the bearing 28 so as to be rotatable around the throttle valve shaft 2. Bearing 28
A leaf spring 32 is installed between the movable disc 30 and the movable disc 30, and applies a force that presses the movable disc 30 leftward.

【0015】スロットルバルブ軸2の右端の延長上のボ
ディ1には、ヨーク33およびコイル34が固定され、
可動円盤30,板ばね32、およびギア31とともに電
磁クラッチ35を構成している。磁路は、ヨーク33,
ギア31、および可動円盤30によって形成される。コ
イル34に電流が流れると、可動円盤30を右方向に吸
引しようとする電磁力が板ばね32のばね力に打ち勝っ
て可動円盤30はギア31に接するまで移動し、可動円
盤30とギア31との間に働く摩擦力によってギア31
からのトルクをスロットルバルブ軸2に伝達する。コイ
ル34に流れる電流を切ると、板ばね32のばね力によ
って可動円盤30とギア31は切り離され、ギア31か
らのトルクをスロットルバルブ軸2に伝えなくすること
ができる。モータ36はボディ1に固定され、モータ軸
37には、ギア31とかみ合うピニオン38がナット3
9によって止められている。
A yoke 33 and a coil 34 are fixed to the body 1 on the right end extension of the throttle valve shaft 2.
The movable disc 30, the leaf spring 32, and the gear 31 constitute an electromagnetic clutch 35. The magnetic path includes the yoke 33,
It is formed by a gear 31 and a movable disk 30. When a current flows through the coil 34, the electromagnetic force that tries to attract the movable disc 30 to the right overcomes the spring force of the leaf spring 32, and the movable disc 30 moves until it comes into contact with the gear 31, and the movable disc 30 and gear 31 are separated. Gear 31 due to the frictional force acting between
The torque from the throttle valve shaft 2 is transmitted to the throttle valve shaft 2. When the current flowing through the coil 34 is cut off, the movable disk 30 and the gear 31 are separated by the spring force of the leaf spring 32, and the torque from the gear 31 can no longer be transmitted to the throttle valve shaft 2. The motor 36 is fixed to the body 1, and a pinion 38 that meshes with the gear 31 is attached to the motor shaft 37 through the nut 3.
It is stopped by 9.

【0016】次に、本発明の第一実施例の動作について
説明する。
Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be explained.

【0017】まず、通常時(モータやモータを駆動する
制御装置が正常に動作している場合)には、電磁クラッ
チ35のコイル34は常に通電状態、すなはち、スロッ
トルバルブ軸2とモータ36は結合状態にある。
First, under normal conditions (when the motor and the control device that drives the motor are operating normally), the coil 34 of the electromagnetic clutch 35 is always energized, that is, the coil 34 of the electromagnetic clutch 35 is always connected to the throttle valve shaft 2 and the motor 36. is in a combined state.

【0018】トラクション制御や走行速度制御などの特
別なスロットル制御を行わない場合の動作を、図2を用
いて説明する。なお、図2は、図1に示した第一実施例
の回転運動を直線運動に置き換えて表した説明図である
。例えば、アクセルペダル50の踏み込み量(以下、ア
クセル開度)とスロットルバルブ5の開度(以下、スロ
ットル開度)が比例するようなアクセル開度・スロット
ル開度特性を実現するためには、アクセル開度を検出す
るセンサ(図示せず)からのアクセル開度信号とスロッ
トル開度を検出するセンサ(図示せず)からのスロット
ル開度信号が一致するようにモータ36の回転角度を制
御すれば良い。このとき、アクセル開度、すなわち、第
二のレバー16の回転角度とスロットルバルブ軸2の回
転角度は等しいので、第一のレバー8,第二のレバー1
6、および第三のレバー15は、係合部21,22,2
3、および24で常に接しながら動く。以上のような制
御を行った場合のアクセル開度とスロットル開度の関係
を図3に示す。
The operation when special throttle control such as traction control or running speed control is not performed will be explained using FIG. 2. Note that FIG. 2 is an explanatory diagram in which the rotational motion of the first embodiment shown in FIG. 1 is replaced with linear motion. For example, in order to realize accelerator opening/throttle opening characteristics such that the amount of depression of the accelerator pedal 50 (hereinafter referred to as accelerator opening) and the opening of the throttle valve 5 (hereinafter referred to as throttle opening) are proportional, it is necessary to If the rotation angle of the motor 36 is controlled so that the accelerator opening signal from a sensor (not shown) that detects the opening matches the throttle opening signal from a sensor (not shown) that detects the throttle opening. good. At this time, since the accelerator opening degree, that is, the rotation angle of the second lever 16 and the rotation angle of the throttle valve shaft 2 are equal, the first lever 8 and the second lever 1
6, and the third lever 15 have engaging parts 21, 22, 2
3, and 24, they always move in contact with each other. FIG. 3 shows the relationship between the accelerator opening and the throttle opening when the above control is performed.

【0019】次に、トラクション制御や走行速度制御な
どのスロットル制御を行った場合の動作について説明す
る。
Next, the operation when throttle control such as traction control and traveling speed control is performed will be explained.

【0020】トラクション制御に代表されるスロットル
開度をアクセル開度に比べて小さくするスロットル制御
を行った場合の、第一のレバー,第二のレバー、および
第三のレバーの位置関係の一例を図4に示す。また、図
5には、このようなスロットルバルブを閉じる制御を行
った場合のアクセル開度とスロットル開度の関係を示す
。図5中、斜線で示した範囲が、制御によって起こり得
るスロットル開度を表す。
[0020] An example of the positional relationship of the first lever, second lever, and third lever when performing throttle control that reduces the throttle opening compared to the accelerator opening, as typified by traction control. Shown in Figure 4. Further, FIG. 5 shows the relationship between the accelerator opening and the throttle opening when such control to close the throttle valve is performed. In FIG. 5, the shaded range represents the throttle opening that can occur due to control.

【0021】アクセル開度、すなわち、第二のレバー1
6の開度に対して、スロットル開度すなわちモータ36
によって駆動されるスロットルバルブ5の開度は小さい
。この両者の開度差は、第二のばね14ののびによって
吸収される。このとき運転者が感じるアクセルペダル踏
力の変化は、第二のばね14ののびによって発生するト
ルクに等しい。従って、第二のばね14のばね定数を第
一のばね13のばね定数よりも小さいものを選ぶことに
より、全アクセルペダル踏力のなかでスロットル制御に
よって生じるアクセルペダル踏力の変化分の割合が小さ
くなり、運転者がアクセルペダル踏力の変化をほとんど
感じないようにすることができる。これによって、アク
セル開度に対してスロットル開度を小さくするスロット
ル制御を行った場合にも、無用なショックを運転者に与
えることがない。
[0021] Accelerator opening, that is, second lever 1
For the opening of 6, the throttle opening, that is, the motor 36
The opening degree of the throttle valve 5 driven by is small. This difference in opening between the two is absorbed by the extension of the second spring 14. At this time, the change in the accelerator pedal depression force felt by the driver is equal to the torque generated by the expansion of the second spring 14. Therefore, by choosing the spring constant of the second spring 14 to be smaller than the spring constant of the first spring 13, the proportion of the change in accelerator pedal depression force caused by throttle control in the total accelerator pedal depression force can be reduced. , it is possible to make the driver hardly feel any change in the accelerator pedal depression force. This prevents unnecessary shock from being given to the driver even when throttle control is performed to reduce the throttle opening relative to the accelerator opening.

【0022】続いて、スロットル開度をアクセル開度に
比べて大きくするスロットル制御を行った場合の、第一
のレバー,第二のレバー、および第三のレバーの位置関
係の一例を図6に示す。このような状況は、車両の走行
速度制御を行ったときなどに現れる。図7には、このス
ロットルバルブを開く制御を行った場合のアクセル開度
とスロットル開度の関係を示す。図7中、斜線で示した
範囲が制御によって起こり得るスロットル開度を表す。
Next, FIG. 6 shows an example of the positional relationship of the first lever, second lever, and third lever when throttle control is performed to make the throttle opening larger than the accelerator opening. show. Such a situation occurs when the vehicle's running speed is controlled. FIG. 7 shows the relationship between the accelerator opening and the throttle opening when the throttle valve is controlled to open. In FIG. 7, the shaded range represents the throttle opening degree that can occur due to control.

【0023】アクセル開度すなわち第二のレバー16の
開度に対して、スロットル開度、すなわち、モータ36
によって駆動されるスロットルバルブ5の開度は大きい
。このとき、第一のレバー8から第三のレバー15へは
、スロットルバルブ5を閉じる向き(図6中右向き)の
トルクのみを伝えるように両レバーは設置されている。 従って、スロットル制御によってスロットル開度がアク
セル開度よりも大きくなっても、この開度差は運転者が
操作するアクセルペダル50につながっている第二のレ
バー16には何の影響も及ぼさない。このように、アク
セル開度に対してスロットル開度を大きくするスロット
ル制御を行った場合にも、無用なショックを運転者に与
えることがない。
The throttle opening, that is, the motor 36
The opening degree of the throttle valve 5 driven by is large. At this time, both levers are installed so that only the torque in the direction of closing the throttle valve 5 (toward the right in FIG. 6) is transmitted from the first lever 8 to the third lever 15. Therefore, even if the throttle opening becomes larger than the accelerator opening due to throttle control, this opening difference has no effect on the second lever 16 connected to the accelerator pedal 50 operated by the driver. In this way, even when throttle control is performed to increase the throttle opening relative to the accelerator opening, no unnecessary shock is given to the driver.

【0024】本発明のスロットルアクチュエータは、ど
んなアクセル開度の時にも、スロットル制御によってス
ロットル開度を任意に操作することができ、また、制御
によって運転者に無用なショックを与えることがない。 図8に、本発明のスロットルアクチュエータを用いてス
ロットル制御を行った場合のアクセル開度とスロットル
開度の関係を示す。図8中、斜線で示した範囲が制御に
よって操作し得るスロットル開度を表す。
The throttle actuator of the present invention allows the throttle opening to be arbitrarily controlled by throttle control at any accelerator opening, and the control does not give an unnecessary shock to the driver. FIG. 8 shows the relationship between the accelerator opening and the throttle opening when throttle control is performed using the throttle actuator of the present invention. In FIG. 8, the shaded range represents the throttle opening that can be controlled.

【0025】次に、モータやモータを駆動する制御装置
が故障した場合に対するフェイルセイフ機能やリンプホ
ーム機能について、以下に説明する。
Next, the failsafe function and limp home function in case the motor or the control device that drives the motor breaks down will be explained below.

【0026】本発明のスロットルアクチュエータの故障
は、固着や断線などによるモータ36本体の不具合ある
いはモータ36を制御する制御装置の不具合によって、
モータ36が所望のスロットル操作を行わないことが考
えられる。しかし、いずれの不具合に対しても、図9に
示すように、電磁クラッチ35を切断してモータ36を
スロットルバルブ5から切り離すことによってアクセル
ペダル50のみによるスロットル操作を行うことができ
るので、故障発生後も安全に車を移動させることができ
る。
Failure of the throttle actuator of the present invention is caused by a malfunction in the motor 36 itself due to sticking or disconnection, or a malfunction in the control device that controls the motor 36.
It is possible that the motor 36 does not perform the desired throttle operation. However, in any case, as shown in FIG. 9, by disengaging the electromagnetic clutch 35 and separating the motor 36 from the throttle valve 5, the throttle operation can be performed using only the accelerator pedal 50. You can safely move your car afterwards.

【0027】このとき、第二のばね14の初期ひずみの
大きさを、初期ひずみによって発生する第二のばね14
が第二のレバー16および第三のレバー15を引き合う
トルクが、第一のばね13がスロットルバルブ5の全開
時に発生するトルク(最大トルク)よりも大きくなるよ
うに設定すると、すべてのアクセル開度(スロットル開
度)において第三のレバー15は第二のレバー16と一
体となって動くので、運転者のアクセルペダル操作に対
しるスロットルバルブ5の応答に遅れが生じることがな
い。また、アクセル開度が全開の場合にはスロットル開
度も全開となるので、故障時に運転者が操作可能なスロ
ットル開度範囲に制限を受けることもない。故障時のア
クセル開度とスロットル開度の関係を図10に示す。
At this time, the magnitude of the initial strain of the second spring 14 is determined by the amount of the second spring 14 generated by the initial strain.
If the torque that draws the second lever 16 and the third lever 15 together is set to be greater than the torque (maximum torque) generated by the first spring 13 when the throttle valve 5 is fully opened, all accelerator openings (throttle opening), the third lever 15 moves together with the second lever 16, so there is no delay in the response of the throttle valve 5 to the driver's accelerator pedal operation. Furthermore, when the accelerator opening is fully open, the throttle opening is also fully open, so there is no restriction on the throttle opening range that the driver can operate in the event of a failure. FIG. 10 shows the relationship between the accelerator opening and the throttle opening at the time of failure.

【0028】さらに、電磁クラッチ35は、前述の通り
、電磁クラッチ35への通電時にのみモータ36とスロ
ットルバルブ軸2を接続し、非通電時にはモータ36と
スロットルバルブ軸2とを切断した状態に保つように動
作するので、モータ36や制御装置の故障時には、電磁
クラッチ35への通電をカットするだけでモータ36を
スロットルバルブ5から容易に切り離すことができ、フ
ェイルセイフ機能やリンプホーム機能をただちに実現す
ることができる。また、万一、電磁クラッチ35への給
電線が断線するなどの不具合が生じた場合にも電磁クラ
ッチ35は切断され、スロットルバルブ5の操作はアク
セルペダル50によって可能であるので、車両の走行に
支障をもたらすような問題を生じることはない。
Further, as described above, the electromagnetic clutch 35 connects the motor 36 and the throttle valve shaft 2 only when the electromagnetic clutch 35 is energized, and maintains the motor 36 and the throttle valve shaft 2 in a disconnected state when the electromagnetic clutch 35 is not energized. Therefore, in the event of a failure of the motor 36 or the control device, the motor 36 can be easily disconnected from the throttle valve 5 by simply cutting off the power to the electromagnetic clutch 35, and the fail-safe function and limp home function are immediately realized. can do. Furthermore, even in the unlikely event that a malfunction occurs such as a disconnection of the power supply line to the electromagnetic clutch 35, the electromagnetic clutch 35 will be disconnected and the throttle valve 5 can be operated using the accelerator pedal 50. No problems will arise that will cause trouble.

【0029】図11に本発明の第二実施例の断面図を示
す。
FIG. 11 shows a sectional view of a second embodiment of the present invention.

【0030】まず、図1に示した第一実施例との構成の
違いについて説明する。図11に示す第二実施例では、
モータ軸37にばねカラー40が挿入されており、ばね
カラー40の外周には第三のばね41が設置されている
。第三のばね41の両端は、それぞれモータ36のボデ
ィに植設されたピン42およびピニオン38に植設され
たピン43に止められている。この第三のばね41によ
って、モータ軸37にはスロットルバルブ5を閉じる向
き(図11中矢印Bから見て反時計回り)のトルクが付
勢されている。
First, the difference in configuration from the first embodiment shown in FIG. 1 will be explained. In the second embodiment shown in FIG.
A spring collar 40 is inserted into the motor shaft 37, and a third spring 41 is installed around the outer periphery of the spring collar 40. Both ends of the third spring 41 are fastened to a pin 42 and a pin 43 that are embedded in the body of the motor 36 and the pinion 38, respectively. This third spring 41 applies torque to the motor shaft 37 in the direction of closing the throttle valve 5 (counterclockwise when viewed from arrow B in FIG. 11).

【0031】第二実施例と第一実施例との相違点は、電
磁クラッチ35が故障したとき動作の違いにある。電磁
クラッチ35に故障が起ってモータ36とスロットルバ
ルブ軸2を切り離すことができなくなった場合には、モ
ータ36の制御を打ち切る、つまり、モータ36への通
電をカットすることによってモータ軸37をフリーにし
て、アクセルペダル50からの操作によってスロットル
バルブ軸2の回転につれてモータ軸37をも回転させる
ようにする。このとき、回転部分としてスロットルバル
ブ軸2およびスロットルバルブ5に加えて、ギア31,
ピニオン38、およびモータ軸37が増えるため、慣性
モーメントが増大する。第一実施例では、スロットルバ
ルブを閉じるトルクは第一のばね13によってのみ発生
するため、慣性モーメントが大きくなるとスロットルバ
ルブが閉じるのに要する時間が長くなるおそれがあった
。このとき、第一実施例でも、第一のばね13としてば
ね定数の大きなものを使えば、慣性モーメントが増加し
てもアクセルペダルの動きに応じて応答良くスロットル
バルブを閉じることができる。しかし、この場合には、
電磁クラッチ35が正常に動作してモータ36を切り離
すことができたときにも、アクセルペダルによってスロ
ットルバルブを操作するのに必要なアクセルペダル踏力
が大きくなる、いわゆる、アクセルペダルが重くなる。
The difference between the second embodiment and the first embodiment lies in the operation when the electromagnetic clutch 35 fails. If a failure occurs in the electromagnetic clutch 35 and it becomes impossible to disconnect the motor 36 and the throttle valve shaft 2, the control of the motor 36 is terminated, that is, the motor shaft 37 is stopped by cutting off the power to the motor 36. When the throttle valve shaft 2 is rotated by operating the accelerator pedal 50, the motor shaft 37 is also rotated. At this time, in addition to the throttle valve shaft 2 and the throttle valve 5 as rotating parts, the gear 31,
Since the pinion 38 and motor shaft 37 increase, the moment of inertia increases. In the first embodiment, the torque that closes the throttle valve is generated only by the first spring 13, so if the moment of inertia increases, there is a risk that the time required to close the throttle valve will become longer. At this time, in the first embodiment as well, if a spring with a large spring constant is used as the first spring 13, the throttle valve can be closed in response to the movement of the accelerator pedal even if the moment of inertia increases. However, in this case,
Even when the electromagnetic clutch 35 operates normally and the motor 36 can be disconnected, the accelerator pedal depression force required to operate the throttle valve with the accelerator pedal increases, that is, the accelerator pedal becomes heavy.

【0032】一方、第二実施例では、電磁クラッチ35
が故障してモータ36とスロットルバルブ5を切り離す
ことができなくなり慣性モーメントが増大した場合には
、第一のばね13のみならず第三のばね41もスロット
ルバルブ5を閉じる向きのトルクを発生するので応答遅
れを生じることがない。このときの動作説明図を図12
に示す。また、電磁クラッチ35が正常に動作してモー
タ36を切り離すことができたときには、図13に示す
ように第一のばね13のみがトルクを付勢するので、ア
クセルペダルが重くなることがない。
On the other hand, in the second embodiment, the electromagnetic clutch 35
When the motor 36 and the throttle valve 5 cannot be separated due to failure and the moment of inertia increases, not only the first spring 13 but also the third spring 41 generates a torque in the direction of closing the throttle valve 5. Therefore, there is no response delay. Figure 12 is an explanatory diagram of the operation at this time.
Shown below. Further, when the electromagnetic clutch 35 operates normally and the motor 36 can be disconnected, only the first spring 13 applies torque as shown in FIG. 13, so the accelerator pedal does not become heavy.

【0033】アクセルペダルを踏み込むときに運転者が
感じる重さについて、故障時と正常時との間で変化がな
い方が良いのか、あるいは、故障時には変化して運転者
に故障を意識させるのが良いのかはシステム全体の設計
の中で判断されることである。しかし、どちらの場合に
も、本発明で提案されている第一実施例あるいは第二実
施例を選択的に使用することによって、どちらの要求も
満足することができる。
Regarding the weight that the driver feels when stepping on the accelerator pedal, is it better that there is no change between when there is a failure and when it is normal, or is it better to have it change when a failure occurs and make the driver aware of the failure? Whether it is good or not is determined in the design of the entire system. However, in either case, either requirement can be satisfied by selectively using the first embodiment or the second embodiment proposed by the present invention.

【0034】このとき、第二のばね14の初期ひずみに
よって発生する第二のレバー16および第三のレバー1
5を引き合うトルクが、第一のばね13および第三のば
ね41がスロットルバルブ5の全開時に発生するトルク
の和よりも大きくなるように設定すると、すべてのアク
セル開度(スロットル開度)において第三のレバー15
は第二のレバー16と一体となって動くので、運転者の
アクセルペダル操作に対しるスロットルバルブ5の応答
に遅れが生じることがない。また、アクセル開度が全開
の場合にはスロットル開度も全開となるので、故障時に
運転者が操作可能なスロットル開度範囲に制限を受ける
こともない。
At this time, the second lever 16 and the third lever 1 generated by the initial strain of the second spring 14
5 is set to be larger than the sum of the torques generated by the first spring 13 and the third spring 41 when the throttle valve 5 is fully opened, the Three levers 15
Since it moves in unison with the second lever 16, there is no delay in the response of the throttle valve 5 to the driver's operation of the accelerator pedal. Further, when the accelerator opening is fully open, the throttle opening is also fully open, so there is no restriction on the throttle opening range that the driver can operate in the event of a failure.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明のスロットルアクチュエータは、
通常時にはクラッチを接続状態にして主たるスロットル
操作はモータによって行い、アクセルペダルからの操作
量とモータからの操作量の差は、第二のばね及び第一の
レバーと第三のレバーの設定位置の関係によって吸収さ
れるので、モータによるスロットル制御によって無用な
ショックを運転者に与えることがない。
[Effects of the Invention] The throttle actuator of the present invention has the following features:
Normally, the main throttle operation is performed by the motor with the clutch in the engaged state, and the difference between the amount of operation from the accelerator pedal and the amount of operation from the motor is determined by the second spring and the setting positions of the first and third levers. Since the shock is absorbed by the relationship, unnecessary shock is not given to the driver by throttle control by the motor.

【0036】さらに、モータやモータを駆動する制御装
置が故障した場合に対するフェイルセイフ機能やリンプ
ホーム機能については、クラッチを切断してモータをス
ロットルバルブ軸から切り離してアクセルペダルのみに
よるスロットル操作を行うことができるので、故障発生
後も安全に車を移動させることができる。
Furthermore, as for the fail-safe function and limp-home function in case the motor or the control device that drives the motor breaks down, the clutch is disengaged, the motor is separated from the throttle valve shaft, and the throttle is operated only by the accelerator pedal. This allows the vehicle to be moved safely even after a breakdown occurs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の第一実施例の断面図。FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the present invention.

【図2】第一実施例の動作説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the first embodiment.

【図3】スロットル開度がアクセル開度と等しくなるよ
うに制御をしたときのアクセル開度とスロットル開度の
特性図。
FIG. 3 is a characteristic diagram of the accelerator opening and throttle opening when the throttle opening is controlled to be equal to the accelerator opening.

【図4】スロットル開度がアクセル開度より小さくなる
ように制御した場合の動作説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation when the throttle opening is controlled to be smaller than the accelerator opening.

【図5】スロットル開度がアクセル開度より小さくなる
ように制御した場合のアクセル開度とスロットル開度の
特性図。
FIG. 5 is a characteristic diagram of the accelerator opening and the throttle opening when the throttle opening is controlled to be smaller than the accelerator opening.

【図6】スロットル開度がアクセル開度より大きくなる
ように制御した場合の動作説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation when the throttle opening is controlled to be larger than the accelerator opening.

【図7】スロットル開度がアクセル開度より大きくなる
ように制御した場合のアクセル開度とスロットル開度の
特性図。
FIG. 7 is a characteristic diagram of the accelerator opening and the throttle opening when the throttle opening is controlled to be larger than the accelerator opening.

【図8】本発明のスロットルアクチュエータを用いてス
ロットル制御を行った場合のアクセル開度とスロットル
開度の特性図。
FIG. 8 is a characteristic diagram of accelerator opening and throttle opening when throttle control is performed using the throttle actuator of the present invention.

【図9】故障時に、アクセルペダルによって操作した場
合の動作説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the operation when an accelerator pedal is operated at the time of a failure.

【図10】故障時のアクセル開度とスロットル開度の特
性図。
FIG. 10 is a characteristic diagram of accelerator opening and throttle opening at the time of failure.

【図11】本発明の第二実施例の断面図。FIG. 11 is a sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図12】第二実施例において、電磁クラッチを切断で
きなかった場合の動作説明図。
FIG. 12 is an explanatory diagram of the operation when the electromagnetic clutch cannot be disconnected in the second embodiment.

【図13】第二実施例において、電磁クラッチが正常に
動作した場合の動作説明図。
FIG. 13 is an explanatory diagram of the operation when the electromagnetic clutch operates normally in the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ボディ、2…スロットルバルブ軸、4…吸気通路、
5…スロットルバルブ、8…第一のレバー、13…第一
のばね、14…第二のばね、15…第三のレバー、16
…第2のレバー、21,22,23,24…嵌合部、3
1…ギア、35…電磁クラッチ、36…モータ、38…
ピニオン、41…第三のばね。
1...Body, 2...Throttle valve shaft, 4...Intake passage,
5... Throttle valve, 8... First lever, 13... First spring, 14... Second spring, 15... Third lever, 16
...Second lever, 21, 22, 23, 24...Fitting part, 3
1... Gear, 35... Electromagnetic clutch, 36... Motor, 38...
Pinion, 41...Third spring.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】スロットルバルブが閉じる方向に作用する
トルクをスロットルバルブ軸に与える第一のばねと、前
記スロットルバルブ軸に設けられた第一のレバーと、ア
クセルペダルによって操作される第二のレバーと、前記
第一レバーおよび前記第二のレバーの間に設けられ前記
アクセルペダルからのトルクのうち前記スロットルバル
ブを開く方向のもののみを前記第一のレバーに伝える第
三のレバーと、前記第二のレバーと前記第三のレバーを
引き合う第二のばねと、前記スロットルバルブ軸にトル
クを与えるモータと、前記モータから前記スロットルバ
ルブ軸へ与えるトルクの断続を行うクラッチとによって
構成されたことを特徴とするスロットルアクチュエータ
1. A first spring that applies a torque acting in a direction in which the throttle valve closes to a throttle valve shaft, a first lever provided on the throttle valve shaft, and a second lever operated by an accelerator pedal. a third lever that is provided between the first lever and the second lever and transmits only the torque from the accelerator pedal in the direction of opening the throttle valve to the first lever; A second spring that pulls together the second lever and the third lever, a motor that applies torque to the throttle valve shaft, and a clutch that connects and disconnects the torque applied from the motor to the throttle valve shaft. Features a throttle actuator.
JP14840091A 1991-06-20 1991-06-20 Throttle actuator Pending JPH04370334A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06299871A (en) * 1993-04-19 1994-10-25 Hitachi Ltd Throttle valve control device for internal combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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