JPS63208632A - 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〕 この発明はスロットル弁制御装置に関し、さらに詳細に
は電子制御アクチュエータにより車両用機関のスロット
ル弁を制御する装置に関するものである。

〔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エン
ジン制御の一環として、スロットル弁とアクセルペダル
の機械的連結をなくし、アクセル踏込み量を電気量に変
換した信号（アクセル踏込み量信与）と他のエンジン運
転状態または車両走行状態を表わす信号（例えばエンジ
ン回転数信号、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Ｗ装置の開発が進められている。

スロットル弁の開閉は、機関運転状態または車両走行状
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
算制御部から成る車両制御装置からの指令を受けて作動
する駆動モータにより行なわれる。このため、車両走行
中に上記駆動モータを含む電子制御アクチュエータが動
作不能になっても車両の暴走を防ぐ安全装置を設ける必
要がある。このような安全装置を設けた例として制御不
能になったときに駆動モータからスロットル弁軸を切り
離す電磁クラッチを設けると共にこの電磁クラッチのＯ
ＦＦ時にスロットル弁を全閉するためのリターンスプリ
ングをスロットル弁軸に設けた構成が特公昭５８−２５
８５３号公報に開示されている。他方、差動歯車装置を
介してスロットル弁軸を電子制御アクチュエータの制御
量やアクセルペダルの踏込み量に応動して機械的に回転
駆゛　動する装置が特開昭６１−２１５４３６号公報に
開示されている。

〔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、電子制御７クチユエータが動作不能の状態に
陥ると、車両の暴走は防止できるが、走行が維持できず
、修理のため所定の場所に車両を移動させることもでき
なくなる問題点があり、また、リターンスプリングが１
つだと折損した場合にスロットル弁を全閉することが出
来ず、車両が暴走する危険があり、さらに、このリター
ンスプリングのスプリング力が強力なためこのリターン
スプリングの抗力に打勝つための駆動力をもった駆動モ
ータが必要となり、この駆動モータの大型化に伴なって
装置自体が大型化する等の問題点があった。この発明は
上記のような問題点を除去するためになされたもので、
安全性が高く、高速応答性に優れ、小型化できるスロッ
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、スロットル弁
を開閉するための弁軸をその出力軸で駆動する差動歯車
装置に噛合っている第１および第２の原動歯車を各々独
立して駆動するものにおいて、弁軸、第１および第２の
原動歯車の各々に対してスロットル弁を閉じる方向に作
用する各リターンスプリングを備えたものである。

〔作　用〕

この発明におけるスロットル弁制御装置は、第２の原動
歯車の駆動不能時にリターンスプリングが第２の原動歯
車をスロットル弁全開の対応位置に戻して車両の暴走を
防ぎ、その後の走行を第１の原動歯車を駆動することに
より行ない、しかもリターンスプリングを３個所に分散
したので個々のスプリング力は小さいものでよく、その
結果、第２の原動歯車を駆動する駆動モータを小型化で
き、しかもリターンスプリングの１つが折損しても他の
残りのリターンスプリングがその肩代りをするので非常
に安全度が高い。

〔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、ｌ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はその軸心で弁軸３に結合した歯車、５は弁軸３
を挿通し、一端が例えば車体等に固定され、他端が歯車
４の側部に固定されたコイル型の第１のリターンスプリ
ングで、スロットル弁２を閉位置に戻す方向のトルクを
歯車４を介して弁軸３に加えている。

６は差動歯車装置で、カサ歯車６１，６２．軸６３、軸
受６４．ピニオン軸６５．小カサ歯車６６゜６７及び大
歯車６８で構成されている。カサ歯車６１．６２は軸６
３にそれぞれ回転自在であり、軸６３は軸受６４で支承
され、軸６３にピニオン軸６５が直交するように固定さ
れている。ピニオン軸６５には小カサ歯車６６．６７が
取付けられ、小カサ歯車６６．６７はカサ歯車６１．６
２と噛合っている。また、ピニオン軸６５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６８に固定されている。

７．８はカサ歯車６１．６２の外周にそれぞれ噛合って
いる第１および第２の原動歯車である。

９は第１の原動歯車７の軸心に固定された回転軸で、こ
の回転軸９にボルト１０で固設されたセグメント形ディ
スク１１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。１
４はアクセルワイヤ１２に張力を与えるために回転軸９
を挿通し、一端が例えば車体等に固定され、他端が第１
の原動歯車７の側部に固定されたコイル型の第２のリタ
ーンスプリングで、スロットル弁２を閉位置に戻す方向
のトルクを第１の原動歯車７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のストッパである。

１７は電子制御アクチュエータで、直流の駆動モータ１
７１と、これに電流供給を行なう電流制御回路１７２と
、電磁クラッチ１７３とから構成されている。１８は第
２の原動歯車８の軸心に固定された回転軸、１９は回転
軸１８を挿通し、一端が例えば車体等に、他端が第２の
原動歯車８の側部にそれぞれ固定されたコイル型の第３
のリターンスプリングで、スロットル弁２を閉位置に戻
す方向のトルクを第２の原動歯車８に加えている。

したがって、スロットル弁２が閉じる時には第１〜第３
のリターンスプリング５，１４．１９の全てがスロット
ル弁２を閉じる方向に作用する。なお回転軸１８を介し
て駆動モータ１７１により第２の原動歯車８は回転駆動
されるが、回転軸１８と駆動モータ１７１との間には電
磁クラッチ１７３が配設され、この電磁クラッチ１７３
の電源をＯＦＦすると駆動モータ１７１の回転力は回転
軸１８に伝わらないように構成されている。

２０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、２１は回転軸１８すなわち第２の原動歯車８の
回転量を検出する回転角度センサ、２２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、２３は機関の動作状ｔｃ、（例えば回転数、Ｎ
）および車両の操作状態（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２
０．回転角度センサ２１．アクセルセンサ２２およびセ
ンサ２３のそれぞれの出力信号を人力し、これらの入力
情報に対応して予め定められた演算処理を行なって電流
制御回路１７２を介して駆動モータ１７１を駆動すると
ともに電磁クラッチ１７３の０Ｎ−ＯＦＦを制御する演
算制御部である。

次に動作について説明する。駆動モータ１７１の回転駆
動力はｔｍクラッチ１７３を介して第２の原動歯車８．
カサ歯車６２．小カサ歯車６６゜６７、ビニ、ｔン軸６
５および大歯車６８を介して歯車４から弁軸３に伝わる
。一方、アクセルペダル１３の踏込みの度合の変化に応
じてアクセルワイヤ１２．セグメントディスク１１１回
転軸９および第１の原動歯車７を介して差動歯車装置５
の一方のカサ歯車６１に駆動力が与えられる。このカサ
歯車６１の回転駆動力は小カサ歯車６６．６７に作用し
、電子制御アクチュエータ１７によって回転されている
カサ歯車６２の回転に対して重畳する形でピニオン軸６
５をカサ歯車６１が回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６８がら歯車
４を介して弁軸３に伝えられる。上記のようにして弁軸
３に伝えられた回転駆動力はスロットル弁２を開閉する
。

ここで、スロットル弁２を開く方向に回転動力が伝達さ
れる場合、駆動モータ１７１による場合には第３のリタ
ーンスプリング１９の力に抗して動力が伝達され、アク
セルペダル１３の踏込みの場合には第２のリターンスプ
リング１４の力に抗して動力が伝達される。このように
伝達される回転動力は、差動歯車装置６および歯車４を
介して第１のリターンスプリング５の力に抗して弁軸３
に上記のように伝達される。

また、アクセルペダル１３がら運転者の足が離され車両
のブレーキ操作が行われる時は、アクセルワイヤ１２で
駆動されている第１の原動歯車７は第２のリターンスプ
リングＩ４の復元力により素早くスロ７）ル弁２を閉じ
る作用をするが、駆動モーダ１７１の動作追従遅れによ
り第２の原動歯車８はスロットル弁２を閉じる動作が緩
慢となる。このような時には、センサ２３によりブレー
キ操作が検知され、この検知信号を入力した演算制御部
２４は直ちに電磁クラッチ１７３をＯＦＦにし、電子制
御アクチュエータエフと第２の原動歯車８を切り離す。

この結果、第２の原動歯車８に作用している第３のリタ
ーンスプリング１９の復元力により第２の原動歯車８は
スロ７）ル弁２の全閉位置に対応した位置に素早く戻さ
れる。勿論、スロットル弁２を全閉位置に戻す時には第
１のリターンスプリング５の復元力も歯車４に作用して
補助力として利用される。

このような動作は電磁クラッチ１７３をＯＮにした状態
で駆動モータ１７１の電源を０ＦＦＬ、第３のリターン
スプリング１９の復元力により駆動モータ１７１を空転
することでも得られる。

また、駆動モータ１７１または電流制御回路１７２が故
障すると第２の原動歯車８の回転動作が異常となる。こ
れを検出した回転角度センサ２１から異常な回転角度検
出信号を入力した演算制御部２４はその異常を検知する
と直ちに電磁クラッチ１７３をＯＦＦにし、第３のリタ
ーンスプリング１９の作用で第２の原動歯車８をスロッ
トル弁２の全閉位置に対応した位置に戻し、車両が暴走
するのを防止する。そして、ｔｉｆｆクラッチ１７３の
ＯＦＦ後は、アクセルペダル１３により第１の原動歯車
７のみをアクセルワイヤ１２を介して直接駆動し、車両
の走行を行なう。

また、スロットル弁２が凍結等により第１〜第３のリタ
ーンスプリング５，１４．１９の復元力では全開困難な
時には、電子制御アクチュエータ１７により第２の原動
歯車７をスロットル弁２が全閉する方向に逆転駆動し、
スロットル弁２を閉じる力を駆動モータ１７１により増
大させ、上記凍結等に対応する０以上のように、駆動モ
ータ１７１によりスロ７）ル弁２を開く時に抗する第１
および第３のリターンスプリング５，１９の抗力は凍結
等に対応する程強くする必要がないので、これらのスプ
リング力を小さくし、その結果、駆動モータ１７１も小
出力で小型にすることができる。

また、第１〜第３のリターンスプリング５，１４゜１９
のいずれかが折損しても残りのリターンスプリングの作
用でスロットル弁２を全閉することができる。

なお、リターンスプリングを歯車に取付けたが歯車の回
転軸に取付けても良いことは勿論言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば各リターンスプリング
により弁軸、第１および第２の原動歯車に対してスロッ
トル弁を閉じる方向に作用する各トルクを与えるように
構成したので、応答性に優れると共に電子制御アクチュ
エータが故障した場合でも車両が暴走したり、走行不能
になることがなく安全性が高く、また、リターンスプリ
ングを分散したので歯車のバンクラッシュによるガタの
防止を計ることができると共にその内の１個が折損して
も残りのものでスロットル弁を全閉することができるの
で安全性が高く、さらに駆動モータはリターンスプリン
グの抗力に全て打勝つ駆動力を必要としないのでその小
型化が可能となるものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すスロットル弁制御装
置の構成図である。 図中、２はスロットル弁、３は弁軸、４は歯車、５は第
１のリターンスプリング、６は差動歯車装置、７は第１
の原動歯車、８は第２の原動歯車、１２はアクセルワイ
ヤ、１３はアクセルペダル、１４は第３のリターンスプ
リング、１７は電子制御アクチュエータ、１９は第３の
リタ−ンスプリング。 代理人　　　　大　　岩　　増　　隨 手続補正書（自発） 昭和　　年　　月　　日 持許庁長宮殿　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
．α１、事件の表示　　　特願昭６２−４１８５０号２
、発明の名称 スロットル弁制御装置 ３、補正をする者 ５、補正の対象 ６　補正の内容 （１）明細書筒５頁１７行目、同第６頁２０行目及び同
第７頁１１行目の「車体等」を「機関等」と補正する。 以上

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差動歯車装
   置とこの差動歯車装置に噛合っている第１および第２の
   原動歯車とこれら第１および第２の原動歯車を各々独立
   して回転駆動する第１および第２の駆動手段を備えたス
   ロットル弁制御装置において、上記弁軸、上記第１およ
   び第２の原動歯車の各々に対して上記スロットル弁を閉
   じる方向に作用する各リターンスプリングを備えたこと
   を特徴とするスロットル弁制御装置。
2. （２）上記スロットル弁を閉じる時には上記第２の駆動
   手段が上記スロットル弁を全閉する方向に上記第２の原
   動歯車を逆転駆動することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のスロットル弁制御装置。