JP2747157B2 - Throttle valve control device for internal combustion engine - Google Patents
Throttle valve control device for internal combustion engineInfo
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- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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、絞り弁開閉操作用のア
クチュエータを備え、通常時は、このアクチュエータに
より絞り弁の開度を制御し、異常時には、このアクチュ
エータを絞り弁から切り離し、アクセルペダルの操作に
より絞り弁の開度が制御出来るようにしてフェイルセイ
フ機能をもたせるようにした車載用の内燃機関における
絞り弁制御装置に係り、特に自動車用のエンジンに好適
な内燃機関の絞り弁制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention comprises an actuator for opening / closing a throttle valve, and normally controls the opening of the throttle valve by this actuator. The present invention relates to a throttle valve control device for a vehicle-mounted internal combustion engine having a fail-safe function by controlling the opening degree of the throttle valve by operating the throttle valve, and more particularly to a throttle valve control device for an internal combustion engine suitable for an automobile engine. About.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、例えば自動車など、車両用内燃機
関の絞り弁(スロットルバルブ)の制御方式として、従来
のアクセルペダル操作による直接的な絞り弁の操作に代
えて、アクセルペダルの操作量をセンサにより電気信号
として取り込み、所定の演算処理を施してから電動機な
どからなるアクチュエータに供給し、このアクチュエー
タにより絞り弁を開閉制御する、いわゆる電子スロット
ル方式の絞り弁制御装置が注目されるようになり、エン
ジンの高出力化など自動車の高性能化に際して有効なト
ラクションコントロールなどの各種のエンジン制御に適
用されるようになっている。2. Description of the Related Art In recent years, as a control method for a throttle valve (throttle valve) of an internal combustion engine for a vehicle such as an automobile, an operation amount of an accelerator pedal is changed instead of a conventional direct operation of the throttle valve by operating an accelerator pedal. A so-called electronic throttle type throttle valve control device, in which an electric signal is captured by a sensor, subjected to predetermined arithmetic processing, and then supplied to an actuator such as an electric motor, which controls opening and closing of the throttle valve by this actuator, has attracted attention. It has been applied to various engine controls such as traction control which is effective in improving the performance of automobiles such as increasing the output of the engine.
【０００３】ところで、このような電子スロットル方式
の絞り弁制御装置では、そこに使用されているアクチュ
エータや、その制御装置などでの異常に際しても、常に
充分な安全性が確保されるようにする、いわゆるフェイ
ルセイフ機能の付与が不可欠である。By the way, in such an electronic throttle type throttle valve control device, sufficient safety is always ensured even in the event of an abnormality in the actuator used therein or the control device thereof. It is essential to provide a so-called fail-safe function.
【０００４】そこで、例えば、特開平２−３０９３３号
公報の開示に代表される従来技術では、絞り弁のアクチ
ュエータ側とアクセルペダル側の両方に、それぞれ電磁
クラッチを設け、正常時には、アクチュエータ側の電磁
クラッチをつないでアクチュエータによる絞り弁の電子
制御、つまり電子スロットルモードでの動作を可能と
し、アクチュエータ系が故障等の異常状態となったとき
には、アクセルペダル側の電磁クラッチにつなぎ代え、
アクセルペダルによる直接的な絞り弁の制御を可能に
し、異常発生にもかかわらず、とにかく自動車の自力で
の運行継続を可能にして、修理工場などへの自動車の持
込ができるようにした、いわば、“異常時補助走行”と
でも言うべきモードが得られるようにしていた。Therefore, for example, in the prior art represented by Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-30933, electromagnetic clutches are provided on both the actuator side and the accelerator pedal side of the throttle valve, and in a normal state, the electromagnetic clutch on the actuator side is provided. By connecting the clutch, electronic control of the throttle valve by the actuator, that is, operation in the electronic throttle mode is enabled, and when the actuator system is in an abnormal state such as failure, it is switched to the electromagnetic clutch on the accelerator pedal side,
The throttle valve can be controlled directly by the accelerator pedal, and despite the occurrence of an abnormality, the car can continue to operate on its own, so that the car can be brought into a repair shop. In this case, a mode that can be called "auxiliary running at abnormal times" is obtained.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来技術は、アクセル
ペダルの操作により絞り弁に与えられるであろう開度よ
りも、アクチュエータによる絞り弁開度が開方向へ制御
されている状態が存在する点について配慮がされておら
ず、このような状態にあるとき、アクチュエータ系に異
常が発生したとすると、アクセルペダルを完全に戻して
も絞り弁を全閉位置に戻すことが出来ず、充分なフェイ
ルセイフ機能の付与が出来ないという問題点があった。In the prior art, there is a state in which the throttle valve opening is controlled in the opening direction by the actuator, rather than the opening that would be given to the throttle valve by operating the accelerator pedal. In such a state, if an abnormality occurs in the actuator system, the throttle valve cannot be returned to the fully closed position even if the accelerator pedal is completely returned, resulting in a sufficient failure. There was a problem that the safety function could not be provided.
【０００６】すなわち、従来技術では、アクチュエータ
系に異常が発生すると、これによりアクチュエータ側の
電磁クラッチは切り離され、代ってアクセルペダル側の
電磁クラッチが接続され、これによってアクセルペダル
による“異常時補助走行”機構が得られるが、このと
き、上記の状態にあったとすると、アクセルペダルの操
作位置に対応した開度よりも大きな開度にある絞り弁
が、そのままアクセルペダルにつながってしまうので、
アクセルペダルを戻しても絞り弁は全閉しないこととな
ってしまい、暴走といった重大な事故につながる可能性
を生じ、完全なフェイルセイフ条件が成立しないという
問題が生じてしまうのである。That is, in the prior art, when an abnormality occurs in the actuator system, the electromagnetic clutch on the actuator side is disconnected by this, and the electromagnetic clutch on the accelerator pedal side is connected instead. A "running" mechanism is obtained, but at this time, if in the above state, the throttle valve having an opening larger than the opening corresponding to the operation position of the accelerator pedal is directly connected to the accelerator pedal.
Even if the accelerator pedal is returned, the throttle valve will not be fully closed, which may lead to a serious accident such as runaway, and a problem that the complete fail-safe condition is not satisfied.
【０００７】また、上記従来技術は、コストの低減につ
いての配慮が充分にされておらず、電磁クラッチを２個
必要とするため、非常にコスト高となり望ましくないと
いう問題もあった。Further, the above prior art has a problem that the cost reduction is not sufficiently considered and two electromagnetic clutches are required, so that the cost is extremely high and it is not desirable.
【０００８】本発明の目的は、コスト的に優位な構成
で、且つ、万一、アクチュエータ駆動系が故障等の異常
状態になったときでも、フェイルセイフによりアクセル
ペダル操作での“異常時補助走行”が可能で、このと
き、暴走等の重大事故が発生する虞れを充分になくすこ
とができる内燃機関の絞り弁制御装置を提供することに
ある。An object of the present invention is to provide a configuration which is advantageous in terms of cost and, even in the event that the actuator drive system is in an abnormal state such as a failure, the fail-safe operation of the accelerator pedal by operating the accelerator pedal. It is an object of the present invention to provide a throttle valve control device for an internal combustion engine that can sufficiently eliminate the possibility of occurrence of a serious accident such as runaway at this time.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的は、絞り弁開閉
位置を制御するアクチュエータと、絞り弁の開閉駆動部
材と上記アクチュエータの駆動力出力部材の間に設置し
た駆動力結合切離手段と、アクセルペダルの操作に応じ
て変位する部材と上記絞り弁の開閉駆動部材を結合する
撓み駆動力伝達機構とを備え、上記アクチュエータによ
り制御される絞り弁の開度と上記アクセルペダルの操作
により絞り弁に与えられようとする開度との差が上記撓
み駆動力伝達機構により吸収され、上記駆動力結合切離
手段により上記アクチュエータが上記絞り弁の開閉駆動
部材から切り離されたときには、上記アクセルペダルの
操作により上記絞り弁の開閉操作が行えるようにした内
燃機関の絞り弁制御装置において、上記撓み駆動力伝達
機構が、相互に反対方向の変位を受けるように配置さ
れ、且つ、それぞれ予応力が与えられている２個のスプ
リングを有し、これら２個のスプリングの相互に反対方
向に現われる変位によって上記開度の差を吸収するよう
にしたスプリング駆動力伝達機構で構成され、上記絞り
弁の開閉駆動部材による上記絞り弁の全開位置が、上記
アクセルペダルの操作に応じて変位する部材の最大戻し
位置の手前にくるようにして達成される。The object of the present invention is to provide an actuator for controlling an opening / closing position of a throttle valve, a driving force coupling / separating means provided between a driving member for opening / closing the throttle valve and a driving force output member for the actuator. The throttle valve includes a member that is displaced in response to operation of an accelerator pedal and a flexure driving force transmission mechanism that couples an opening / closing drive member of the throttle valve. The opening of the throttle valve controlled by the actuator and the throttle valve by operating the accelerator pedal When the difference from the opening degree to be given to the opening is to be absorbed by the bending driving force transmission mechanism and the actuator is separated from the opening / closing driving member of the throttle valve by the driving force coupling / separating means, the accelerator pedal In the throttle valve control device for an internal combustion engine in which the opening and closing operation of the throttle valve can be performed by an operation, the deflection driving force transmission mechanisms are opposite to each other. The two springs are arranged to receive directional displacements and are each prestressed, and the difference in the degree of opening is absorbed by the displacements of the two springs appearing in opposite directions. And a fully opened position of the throttle valve by the opening / closing drive member of the throttle valve is located before a maximum return position of a member that is displaced in response to operation of the accelerator pedal. Achieved.
【００１０】[0010]
【作用】撓み駆動力伝達機構は、アクチュエータによる
絞り弁の動きを吸収してアクセルペダルの操作位置によ
る影響を打消し、アクチュエータが駆動力結合切離手段
より絞り弁から切り離されたときには、アクセルペダル
による開度に絞り弁の開度が一致した状態で、アクセル
ペダルによる絞り弁の開閉操作を可能にするように働
き、さらに、このとき、上記アクセルペダルの操作に応
じて変位する部材の最大戻し位置の手前に上記絞り弁の
開閉駆動部材による上記絞り弁の全閉位置がくるように
してあるので、撓み駆動力伝達機構により、絞り弁を全
閉位置に弾性的に位置決めする力が働く。The deflection driving force transmission mechanism absorbs the movement of the throttle valve by the actuator to cancel the influence of the operation position of the accelerator pedal. When the actuator is separated from the throttle valve by the driving force coupling / separating means, the accelerator pedal is released. When the opening of the throttle valve matches the opening of the throttle valve, the opening and closing operation of the throttle valve by the accelerator pedal is enabled, and at this time, the maximum return of the member displaced in accordance with the operation of the accelerator pedal is performed. Since the fully closed position of the throttle valve by the opening / closing drive member of the throttle valve is positioned before the position, a force for elastically positioning the throttle valve to the fully closed position is exerted by the bending driving force transmission mechanism.
【００１１】従って、万一、アクチュエータ駆動系が故
障等の異常状態になったときには、アクセルペダルによ
る絞り弁の操作が可能になるので、“異常時補助走行”
機能が与えられ、且つ、このときには撓み駆動力伝達機
構を構成するスプリングのバランスが意図的に崩される
ので、絞り弁はアクセルペダル操作位置まで戻された上
で所定の弾性力をもって全閉位置に保持されるので、絞
り弁に吸気負圧などによる外力が作用しても、全閉位置
から戻される虞れがなくなり、“異常時補助走行”状態
での暴走等の重大事故発生は確実に抑えられ、完全なフ
ェイルセイフ機能と高信頼性を達成することができる。Therefore, if the actuator drive system is in an abnormal state such as failure, the throttle valve can be operated by the accelerator pedal.
A function is given, and at this time, the balance of the spring constituting the bending drive force transmission mechanism is intentionally lost, so that the throttle valve is returned to the accelerator pedal operation position and then moved to the fully closed position with a predetermined elastic force. Even if an external force such as intake negative pressure acts on the throttle valve, there is no danger that the throttle valve will be returned from the fully closed position. As a result, complete fail-safe function and high reliability can be achieved.
【００１２】また、このとき、駆動力結合切離手段とな
る電磁クラッチなどは１個で済み、この結果、コスト的
に優位な構成とすることができる。Also, at this time, only one electromagnetic clutch or the like as the driving force coupling / separating means is required, and as a result, a configuration superior in cost can be obtained.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、本発明による内燃機関の絞り弁制御装
置について、図示の実施例により詳細に説明する。図１
は、本発明の一実施例で、図において、１は絞り弁で、
この絞り弁１は、支持体(スロットルボディ)２に回動自
在に支承されている絞り弁軸３に固定されている。４は
コントロールユニット、６は絞り弁開度制御用のアクチ
ュエータとなるモータで、コントロールユニット４に
は、エンジンの運転状態を示す種々の情報に基づいて設
定された目標開度５が入力され、それにより、モータ６
へ駆動信号７を伝送する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a throttle valve control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG.
Is an embodiment of the present invention. In the drawing, 1 is a throttle valve,
The throttle valve 1 is fixed to a throttle valve shaft 3 rotatably supported on a support (throttle body) 2. Reference numeral 4 denotes a control unit, 6 denotes a motor serving as an actuator for controlling the throttle valve opening, and a target opening 5 set based on various information indicating the operating state of the engine is input to the control unit 4. The motor 6
The drive signal 7 is transmitted.
【００１４】次に、８は電磁クラッチで、コントロール
ユニット４からの励磁信号９により動作し、絞り弁軸３
とモータ６の間での駆動力の伝達切離しを制御する駆動
力結合切離手段を構成する。この電磁クラッチ８のロー
タ８ａは絞り弁軸３に取付けられ、その入力側のギア８
ｂは、絞り弁軸３に対して回動自在に構成されている。
そして、このギア８ｂに噛み合っている減速機１０を介
してモータ６から駆動力が伝達されるようになってい
る。Next, reference numeral 8 denotes an electromagnetic clutch, which operates according to an excitation signal 9 from the control unit 4, and controls the throttle valve shaft 3.
And a driving force coupling / separating means for controlling the transmission / separation of the driving force between the motor and the motor 6. The rotor 8a of the electromagnetic clutch 8 is attached to the throttle valve shaft 3, and its input side gear 8
b is configured to be rotatable with respect to the throttle valve shaft 3.
The driving force is transmitted from the motor 6 via the reduction gear 10 meshing with the gear 8b.
【００１５】次に、１１はスプリング駆動力伝達機構
で、絞り弁軸３に取付けられた制御レバー１１ａと、ア
クセルワイヤ１５を介してアクセルペダル１４に連結さ
れたスロットルレバー１１ｂ、それに２個のロストモー
ション用のスプリング１１ｃ、１１ｄで構成されてい
る。そして、スロットルレバー１１ｂと制御レバー１１
ａは、これら２個のロストモーション用のスプリング１
１ｃ、１１ｄにより係合されている。一方、スロットル
レバー１１ｂには、リターンスプリング１２が設けてあ
り、これにより、絞り弁１を閉じ方向に付勢されてい
る。Reference numeral 11 denotes a spring driving force transmitting mechanism, which includes a control lever 11a attached to the throttle valve shaft 3, a throttle lever 11b connected to an accelerator pedal 14 through an accelerator wire 15, and two lost levers. It is composed of motion springs 11c and 11d. Then, the throttle lever 11b and the control lever 11
a is the two lost motion springs 1
1c, 11d. On the other hand, a return spring 12 is provided on the throttle lever 11b, whereby the throttle valve 1 is urged in the closing direction.
【００１６】次に、１８はスロットルポジションセンサ
で、絞り弁１の実開度を検出する検出手段となり、１９
はアクセルポジションセンサで、スロットルレバー１１
ｂの操作位置を検出する検出手段となる。また、２０は
アジャストレバーで、これは絞り弁軸３に固定されてお
り、全開ストッパ１６、全閉ストッパ１７と係合して絞
り弁１の回動範囲を規定する働きをする。なお、この図
１では、全開ストッパ１６は表われていない。Next, reference numeral 18 denotes a throttle position sensor, which serves as detecting means for detecting the actual opening of the throttle valve 1;
Is an accelerator position sensor, and the throttle lever 11
It serves as detecting means for detecting the operation position b. Reference numeral 20 denotes an adjustment lever, which is fixed to the throttle valve shaft 3 and engages with the fully-open stopper 16 and the fully-closed stopper 17 to function to regulate the rotation range of the throttle valve 1. In FIG. 1, the fully open stopper 16 is not shown.
【００１７】次に、２１、２２はスプリング受けで、樹
脂材のような摩擦係数の小さい材料で作られ、ロストモ
ーション用のスプリング１１ｃ、１１ｄをこれらのスプ
リング受け２１、２２上に設けることにより、これらの
摺動抵抗を少なくする働きをする。また、２３はアクセ
ルポジションセンサ軸で、これは、センサハウジング２
５に回動自在に挿入保持され、これにレバー２４が取付
けられている。そして、このレバー２４は、スロットル
レバー１１ｂと、接合ピン２４ａにより係合されている
ので、スロットルレバー１１ｂの回動に伴って一緒に回
動し、スロットルレバー１１ｂの回動をアクセルポジシ
ョンセンサ１９へ伝えることができる。そして、このと
き、このアクセルポジションセンサ軸２３には、比較的
弱い復帰力のリターンスプリング１３が設けてあり、こ
れにより、回動伝達系に存在する遊びを無くすようにな
っている。Next, reference numerals 21 and 22 denote spring receivers, which are made of a material having a small coefficient of friction such as a resin material. By providing lost motion springs 11c and 11d on these spring receivers 21 and 22, It works to reduce these sliding resistances. Reference numeral 23 denotes an accelerator position sensor shaft, which is a sensor housing 2.
5 is rotatably inserted and held, and a lever 24 is attached to this. Since the lever 24 is engaged with the throttle lever 11b by the joining pin 24a, the lever 24 rotates together with the rotation of the throttle lever 11b, and the rotation of the throttle lever 11b is transmitted to the accelerator position sensor 19. Can tell. At this time, the accelerator position sensor shaft 23 is provided with a return spring 13 having a relatively weak restoring force, thereby eliminating play present in the rotation transmission system.
【００１８】このスロットルポジションセンサ１８の出
力電圧２６は、コントロールユニット４に入力され、絞
り弁１の実開度を表わす出力電圧値２６と目標開度５と
の比較判断により駆動信号７がモータ６に伝送され、こ
れにより絞り弁１のフィードバック制御が成立してい
る。The output voltage 26 of the throttle position sensor 18 is input to the control unit 4, and the drive signal 7 is determined by comparing the output voltage value 26 representing the actual opening of the throttle valve 1 with the target opening 5 to determine the drive signal 7. , Whereby feedback control of the throttle valve 1 is established.
【００１９】そして、モータ６による制御が中断してい
るときは、基本的には、スロットルポジションセンサ１
８の出力電圧２６とアクセルポジションセンサ１９の出
力電圧２７との間には、ある一定の相関があり、これら
をコントロールユニット４に取り込み、比較判断して正
常の動作をしているか否かのフェイルセイフ制御が成立
している。但し、ここで説明したフェイルセイフ制御ロ
ジックは一例にすぎず、これに限られるものではない。When the control by the motor 6 is interrupted, basically, the throttle position sensor 1
8 has a certain correlation between the output voltage 26 of the accelerator position sensor 19 and the output voltage 27 of the accelerator position sensor 19. These correlations are taken into the control unit 4 and compared and judged to determine whether or not the operation is normal. Safety control is established. However, the fail-safe control logic described here is merely an example, and the present invention is not limited to this.
【００２０】図２は、スプリング駆動力伝達機構１１を
図１のＰ方向から見た図で、絞り弁１は絞り弁軸３に固
定され、制御レバー１１ａも絞り弁軸３に固定されてお
り、従って、絞り弁１と一体となって回動する。一方、
スロットルレバー１１ｂは絞り弁軸３に対して回動自在
に支承されており、ロストモーション用のスプリング１
１ｃ、１１ｄは、スプリング受け２１、２２上に、互い
に逆方向の付勢力をもたせて組付けられており、これに
より、これらのスプリング１１ｃ、１１ｄは、スロット
ルレバー１１ｂに対して相互に反対方向の変位を受ける
ように配置され、且つそれぞれ予応力が与えられるよう
に構成されていることになる。FIG. 2 is a view of the spring driving force transmission mechanism 11 viewed from the direction P in FIG. 1. The throttle valve 1 is fixed to the throttle valve shaft 3, and the control lever 11a is also fixed to the throttle valve shaft 3. Therefore, it rotates integrally with the throttle valve 1. on the other hand,
The throttle lever 11b is rotatably supported with respect to the throttle valve shaft 3, and has a spring 1 for lost motion.
The springs 1c and 11d are mounted on the spring receivers 21 and 22 with biasing forces in directions opposite to each other, whereby the springs 11c and 11d are opposed to each other with respect to the throttle lever 11b. It is arranged so as to receive the displacement, and is configured to be given a prestress.
【００２１】また、アクセルワイヤ１５はスロットルレ
バー１１ｂのワイヤガイド溝１５ａを通って、玉掛け部
１１ｅでスロットルレバー１１ｂに固定され、アクセル
ペダル１４の操作により、リターンスプリング１２の付
勢力に抗して、絞り弁１を矢印θA方向に回動させるこ
とができるように構成されている。The accelerator wire 15 passes through the wire guide groove 15a of the throttle lever 11b, is fixed to the throttle lever 11b by a slinging portion 11e, and is operated against the urging force of the return spring 12 by operating the accelerator pedal 14. is configured to the throttle valve 1 can be rotated in the arrow theta a direction.
【００２２】次に、これら図１、図２に示した実施例の
動作について、以下、図３の構成概念図により説明す
る。この図３は、理解を容易にするため、図１の実施例
における回転動作を左右方向の直線移動で表わし、図１
と同じ部分、もしくは同等の部分には同じ符号を付した
ものである。Next, the operation of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to the conceptual configuration diagram of FIG. FIG. 3 shows the rotational operation in the embodiment of FIG. 1 by linear movement in the left-right direction for easy understanding.
The same reference numerals are given to the same parts or equivalent parts.
【００２３】図３において、いま、運転者が、図示して
ないキースイッチをＯＮにすると、これと同時に励磁信
号９が電磁クラッチ８に伝送され、電磁クラッチ８はＯ
Ｎ状態となり、これで通常制御状態での準備完了とな
り、コントロールユニット４からモータ６へ駆動信号７
が伝送されて、絞り弁１が開閉制御されることになる。In FIG. 3, when the driver turns on a key switch (not shown), an excitation signal 9 is transmitted to the electromagnetic clutch 8 at the same time, and the electromagnetic clutch 8
N state, the preparation in the normal control state is completed, and the drive signal 7 is sent from the control unit 4 to the motor 6.
Is transmitted, and the opening and closing of the throttle valve 1 is controlled.
【００２４】このとき、絞り弁軸３に取付られている制
御レバー１１ａは、モータ６の回転により、絞り弁１と
一体になって、図中に破線で示すように移動(回動)する
が、この制御レバー１１ａの移動(回動)により発生する
スロットルレバー１１ｂとの相対変位は、ロストモーシ
ョン用のスプリング１１ｃ、１１ｄの一方の伸びと他方
の縮み(図１では、一方の巻き緩みと、他方の巻き締ま
りとなる)により吸収され、この結果、アクセルペダル
１４の踏み込み量に応じて与えられているスロットルレ
バー１１ｂの操作位置にかかわらず、これと独立に、モ
ータ６による絞り弁１の開閉制御が可能になり、電子ス
ロットルモードとしての動作が得られることになる。At this time, the control lever 11a attached to the throttle valve shaft 3 moves (rotates) as shown by a broken line in FIG. The relative displacement between the control lever 11a and the throttle lever 11b caused by the movement (rotation) of the control lever 11a is caused by one extension and the other contraction of the lost motion springs 11c and 11d (in FIG. As a result, the opening and closing of the throttle valve 1 by the motor 6 is independent of the operation position of the throttle lever 11b given in accordance with the depression amount of the accelerator pedal 14. Control becomes possible, and operation as an electronic throttle mode is obtained.
【００２５】次に、いま、何らかの理由により、モータ
駆動系に故障等の異常が発生したとする。そうすると、
コントロールユニット４に内蔵されている異常判断機能
の働きにより、まず、電磁クラッチ８の励磁が停止さ
れ、この電磁クラッチ８がＯＦＦ状態にされる。そうす
ると、絞り弁軸３はモータ６から切り離され、フリーに
なる。Next, it is assumed that an abnormality such as a failure has occurred in the motor drive system for some reason. Then,
By the function of the abnormality determination function built in the control unit 4, first, the excitation of the electromagnetic clutch 8 is stopped, and the electromagnetic clutch 8 is turned off. Then, the throttle valve shaft 3 is disconnected from the motor 6 and becomes free.
【００２６】しかして、このとき、スロットルレバー１
１ｂと制御レバー１１ａとの間に相対変位が生じていた
とすると、ロストモーション用のスプリング１１ｃとロ
ストモーション用のスプリング１１ｄの付勢荷重に差が
生じているので、この付勢荷重の差がバランスする位
置、つまり相対変位差をゼロとする位置まで、これらの
スプリング１１ｃ、１１ｄの働きにより制御レバー１１
ａが移動(回動)され、この結果、絞り弁１もアクセルペ
ダル１４の操作位置に適合した開度に移動(回動)させら
れてしまうことになる。At this time, the throttle lever 1
If there is a relative displacement between the control lever 11a and the control lever 11a, a difference occurs between the biasing loads of the lost motion spring 11c and the lost motion spring 11d. The position of the control lever 11 is controlled by the action of the springs 11c and 11d until the position where the relative displacement difference becomes zero.
a is moved (rotated), and as a result, the throttle valve 1 is also moved (rotated) to an opening degree suitable for the operation position of the accelerator pedal 14.
【００２７】そして、この結果、絞り弁軸３は、制御レ
バー１１ａとロストモーション用のスプリング１１ｃ、
１１ｄ、それにスロットルレバー１１ｂを介してアクセ
ルペダル１４にだけ結合された状態になり、ここでアク
セルペダル１４の操作で絞り弁１を駆動させるための準
備が完了されることになる。As a result, the throttle valve shaft 3 is connected to the control lever 11a and the lost motion spring 11c,
11d and a state where the throttle valve 1 is coupled to the accelerator pedal 14 via the throttle lever 11b, and the preparation for driving the throttle valve 1 by operating the accelerator pedal 14 is completed.
【００２８】そこで、このあとは、アクセルペダル１４
を踏み込むことにより、リターンスプリング１２、１３
の復帰力に抗してスロットルレバー１１ｂは回動され、
このスロットルレバー１１ｂの移動(回動)に応じて、制
御レバー１１ａにはロストモーション用のスプリング１
１ｃ、１１ｄの荷重がバランスするような力が作用する
ので、制御レバー１１ａはスロットルレバー１１ｂに追
従して、それと同位相での移動(回動)を行ない、絞り弁
１の開度制御が得られ、“異常時補助走行”機能を達成
することができるのである。Then, after that, the accelerator pedal 14
The return springs 12 and 13
, The throttle lever 11b is rotated against the return force of
In response to the movement (rotation) of the throttle lever 11b, a lost motion spring 1 is attached to the control lever 11a.
Since a force acts to balance the loads of 1c and 11d, the control lever 11a follows the throttle lever 11b and moves (rotates) in the same phase as the throttle lever 11b, so that the opening control of the throttle valve 1 is obtained. As a result, it is possible to achieve the function of "auxiliary running when abnormal".
【００２９】ところで、図３において、一点鎖線Ｘ−
Ｘ’で示してあるスロットルレバー１１ｂの位置は、ロ
ストモーション用のスプリング１１ｃ、１１ｄの荷重が
バランスしている状態、すなわち、中立位置にあるとき
での絞り弁１の全閉開度、すなわち、アイドル開度に対
応した位置を表わしている。By the way, in FIG.
The position of the throttle lever 11b indicated by X 'is in a state where the loads of the lost motion springs 11c and 11d are balanced, that is, when the throttle valve 1 is in the neutral position, that is, the fully-closed opening degree of the throttle valve 1, that is, The position corresponding to the idle opening is shown.
【００３０】一方、この実施例では、全閉ストッパ１７
によるアクセルペダル１４を戻したときのスロットルレ
バー１１ｂの全閉位置は、上記一点鎖線Ｘ−Ｘ’による
位置よりも、さらに所定の角度αだけ戻し方向になるよ
うに構成されている。On the other hand, in this embodiment, the fully closed stopper 17
When the accelerator pedal 14 is released, the fully closed position of the throttle lever 11b is configured to return by a predetermined angle α from the position indicated by the dashed line XX ′.
【００３１】この結果、この実施例では、アクセルペダ
ル１４をストロークがゼロの位置に戻すと、リターンス
プリング１２、１３の弾性力により、スロットルレバー
１１ｂは絞り弁１の全閉開度(アイドル開度)を越えて更
に全閉ストッパ１定まる全閉位置にまで戻り、この結
果、ロストモーション用のスプリング１１ｃ、１１ｄに
は、それらの中立位置から角度αに対応した変位が与え
られ、この変位に対応した弾性力を発生し、これにより
しっかりと全閉開度(アイドル開度)に押しつけられるの
で、エンジンの吸気負圧などにより絞り弁１が開いてし
まうという虞れを確実に防止し、“異常時補助走行”状
態での暴走等の重大事故発生は確実に抑えられ、完全な
フェイルセイフ機能と高信頼性を達成することができ
る。As a result, in this embodiment, when the accelerator pedal 14 is returned to the position where the stroke is zero, the throttle lever 11b causes the throttle lever 11b to fully open the throttle valve 1 (idle opening degree) by the elastic force of the return springs 12 and 13. ) And further returns to the fully closed position determined by the fully closed stopper 1. As a result, the lost motion springs 11c and 11d are given a displacement corresponding to the angle α from their neutral position, and correspond to this displacement. The throttle valve 1 is firmly pressed to the fully-closed opening (idling opening), thereby reliably preventing the throttle valve 1 from being opened due to the negative pressure of the intake air of the engine and the like. The occurrence of serious accidents such as runaway in the "assisted driving" state is reliably suppressed, and a complete fail-safe function and high reliability can be achieved.
【００３２】図４は、この実施例における制御可能領域
を示したもので、モータ６による絞り弁１の開度制御領
域は、この図４から明らかなように、全域にわたっての
開閉制御が可能である。また、“異常時補助走行”モー
ド時でも、従来技術と同様であり、角度α以上ではアク
セルペダル操作にそのまま追従した制御になることが判
る。FIG. 4 shows a controllable region in this embodiment. As shown in FIG. 4, the opening control region of the throttle valve 1 by the motor 6 can be controlled to open and close over the entire region. is there. In addition, even in the "auxiliary driving at abnormal time" mode, the control is the same as that of the prior art, and it is understood that the control directly follows the operation of the accelerator pedal when the angle is more than α.
【００３３】次に、図５により、“異常時補助走行”状
態での絞り弁１の動きとアクセルレバー１１ｂの動きの
関係について説明する。この図から明らかなように、こ
の実施例では、アクセルペダル１４の操作初期時、つま
りアクセルレバ−１１ｂの回転角がα°以下の場合にお
いては、制御レバー１１ａの動き、すなわち、絞り弁１
の開度に不感帯が与えられた形になる。この不感帯は、
絞り弁１に、全閉開度での保持力を与えたことによるも
ので、これにより暴走等の事故が発生することがなく、
完全なフェイルセイフ機能と高信頼性を達成できること
が判る。そして、また、アクセルペダル１４の操作に、
この不感帯が現われることにより、自動車の運転者は、
“異常時補助走行”状態に移行したことを感じ取ること
ができる。Next, referring to FIG. 5, the relationship between the movement of the throttle valve 1 and the movement of the accelerator lever 11b in the "auxiliary running in abnormal" state will be described. As is apparent from this figure, in this embodiment, at the initial stage of the operation of the accelerator pedal 14, that is, when the rotation angle of the accelerator lever 11b is equal to or smaller than α °, the movement of the control lever 11a, that is, the throttle valve 1
A dead zone is given to the degree of opening. This dead zone is
This is because the throttle valve 1 is provided with a holding force at the fully-closed opening degree, whereby an accident such as runaway does not occur.
It can be seen that complete fail-safe function and high reliability can be achieved. And, also, in the operation of the accelerator pedal 14,
With this dead zone, the driver of the car
It can be sensed that the state has shifted to the "auxiliary running at abnormal time" state.
【００３４】従って、この実施例によれば、異常発生時
には、モータ６が絞り弁軸３から切り離されてアクセル
ペダルによる開度制御下に自動的に移行すると共に、絞
り弁１の開度も、自動的にアクセルペダル１４の操作位
置に対応した状態でアクセルペダルによる開度制御下に
置かれることになり、“異常時補助走行”機能が与えら
れると共に、アクセルペダル１４を完全に戻したときに
は、絞り弁１は所定の弾性力で全閉開度に押しつけられ
て保持されるので、“異常時補助走行”状態での暴走等
の重大事故発生は確実に抑えられ、完全なフェイルセイ
フ機能と高信頼性を達成することができる。Therefore, according to this embodiment, when an abnormality occurs, the motor 6 is disconnected from the throttle valve shaft 3 and automatically shifts to the opening control by the accelerator pedal. If the accelerator pedal 14 is completely returned when the accelerator pedal 14 is completely returned under the control of the opening degree by the accelerator pedal in a state corresponding to the operation position of the accelerator pedal 14 automatically, Since the throttle valve 1 is pressed and held at a fully-closed opening with a predetermined elastic force, occurrence of a serious accident such as runaway in the "auxiliary running in abnormal condition" state is reliably suppressed, and a complete fail-safe function and high Reliability can be achieved.
【００３５】次に、図６は、この実施例におけるスプリ
ング駆動力伝達機構１１の、モータ６による制御時と、
アクセルペダル１４の操作による制御時での動作を示す
概略図で、横軸は絞り弁１の開度ＴＶＯを、縦軸はロス
トモーション用スプリング１１ｃ、１１ｄの付勢トルク
Ｔを示している。図６中で、点Ｏは、中立(初期)状態を
表わし、ここはアクセルペダルの操作位置に一致した絞
り弁開度ＴＶＯにあるものとする。Next, FIG. 6 shows a state where the spring driving force transmission mechanism 11 in this embodiment is controlled by the motor 6,
FIG. 5 is a schematic diagram showing an operation at the time of control by operating the accelerator pedal 14, wherein the horizontal axis represents the opening TVO of the throttle valve 1, and the vertical axis represents the biasing torque T of the lost motion springs 11c and 11d. In FIG. 6, a point O represents a neutral (initial) state, and it is assumed that the point O is at the throttle valve opening TVO corresponding to the operation position of the accelerator pedal.
【００３６】まず、モータ６により、絞り弁１を角度θ
M deg だけ、開き方向に制御している状態を考えると、
一方のロストモーション用スプリング１１ｃは巻き込ま
れる方向に偏角し、他方のロストモーション用スプリン
グ１１ｄは、緩む方向に偏角することになり、従って、
この図６に示すＯ−Ａ″特性がスプリング１１ｃの付勢
トルクＴ特性を示し、Ｏ−Ｂ″特性がスプリング１１ｄ
の付勢トルクＴ特性を示すことになる。そして、ここ
で、Ａ″−Ｂ″の絶対値が、モータ６が発生すべき必要
トルクを表すこととなる。なお、これは、絞り弁１を開
き方向に制御している場合についての説明であるが、閉
じ方向に制御している場合も同様である。First, the throttle valve 1 is set to the angle θ by the motor 6.
Considering the state of controlling in the opening direction by M deg,
One lost motion spring 11c is deflected in the direction in which it is wound, and the other lost motion spring 11d is deflected in the loosening direction.
The OA "characteristic shown in FIG. 6 indicates the biasing torque T characteristic of the spring 11c, and the OB" characteristic indicates the spring 11d.
Will be shown. Here, the absolute value of A "-B" represents the required torque to be generated by the motor 6. Note that this is a description of the case where the throttle valve 1 is controlled in the opening direction, but the same applies to the case where the throttle valve 1 is controlled in the closing direction.
【００３７】次に、この図６において、Ｏ点からスプリ
ング駆動力伝達機構１１による“異常時補助走行”機構
が作動した場合を考える。アクセルペダル１４の操作に
より、スロットルレバー１１ｂが角度θA deg だけ開き
方向に回動したとすると、スプリング１１ｃ、１１ｄの
付勢トルクＴは、それぞれがバランスする方向に相対移
動させられる。この結果、制御レバー１１ａはスロット
ルレバー１１ｂの回動に伴って同一方向に追従し、図６
上では、Ｏ点→Ｏ´点に移動することになり、絞り弁１
は、同じ角度θA deg 、開き方向に回動し、この結果、
モータ６を含む駆動系に異常が発生した場合でも、確実
に“異常時補助走行”機構が成立することになる。Next, in FIG. 6, the case where the "auxiliary running at abnormal time" mechanism by the spring driving force transmission mechanism 11 is operated from the point O will be considered. Assuming that the throttle lever 11b is rotated in the opening direction by the angle θ A deg by operating the accelerator pedal 14, the biasing torques T of the springs 11c and 11d are relatively moved in a direction in which they are balanced. As a result, the control lever 11a follows in the same direction with the rotation of the throttle lever 11b.
In the above, the point moves from the point O to the point O ', and the throttle valve 1
Rotates in the opening direction by the same angle θ A deg, and as a result,
Even if an abnormality occurs in the drive system including the motor 6, the "auxiliary running at the time of abnormality" mechanism is reliably established.
【００３８】通常、この実施例のように、アクセルペダ
ル１４側にクラッチなどを設けないと、モータ６などの
アクチュエータにより絞り弁１の制御がなされたとき、
アクセルペダル１４にキックバック現象が現われる。然
し乍ら、この実施例では、ロストモーション用のスプリ
ングとして、２個のスプリング１１ｃ、１１ｄを用い、
これらの付勢トルクが反対になるようにして組立てあ
り、この結果、この実施例によれば、これらのスプリン
グ１１ｃ、１１ｄの絞り弁軸３に対する付勢トルク定数
を同一にとることにより、各々の合成トルクをフラット
化し、図５の特性Ｏ−Ｃを得ることができ、従って、こ
の実施例によれば、キックバック現象を無くすことが出
来るという効果がある。Normally, when a clutch or the like is not provided on the accelerator pedal 14 side as in this embodiment, when the throttle valve 1 is controlled by an actuator such as the motor 6,
A kickback phenomenon appears on the accelerator pedal 14. However, in this embodiment, two springs 11c and 11d are used as the lost motion springs.
As a result, according to this embodiment, the biasing torque constants of the springs 11c and 11d with respect to the throttle valve shaft 3 are made equal to each other, so that each of the springs 11c and 11d has the same biasing torque constant. The combined torque can be flattened and the characteristic OC of FIG. 5 can be obtained. Therefore, according to this embodiment, there is an effect that the kickback phenomenon can be eliminated.
【００３９】[0039]
【発明の効果】本発明によればコスト的に優位な構成
で、且つ、万一、駆動系が故障等の異常状態になった時
でも、フェイルセイフによりアクセルペダル操作での
“異常時補助走行”が可能で、また、暴走等の重大事故
が発生することのない完全なフェイルセイフ機構と高信
頼性を達成した内燃機関の絞り弁制御装置を容易に提供
することができる。According to the present invention, the configuration is advantageous in terms of cost, and even if the drive system is in an abnormal state such as a failure, the "fail-safe" auxiliary driving by operating the accelerator pedal is possible. It is possible to easily provide a complete fail-safe mechanism that does not cause a serious accident such as runaway and a throttle valve control device for an internal combustion engine that achieves high reliability.
【図１】本発明による内燃機関の絞り弁制御装置の一実
施例を示す断面展開図である。FIG. 1 is an expanded sectional view showing an embodiment of a throttle valve control device for an internal combustion engine according to the present invention.
【図２】図１の実施例の一部を示す側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view showing a part of the embodiment of FIG. 1;
【図３】図１の実施例の動作原理を説明するための構成
概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the principle of operation of the embodiment shown in FIG. 1;
【図４】本発明の一実施例における制御可能領域を表わ
す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a controllable area in one embodiment of the present invention.
【図５】本発明の一実施例における絞り弁とスロットル
レバーの特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram of a throttle valve and a throttle lever in one embodiment of the present invention.
【図６】本発明の一実施例におけるスプリング駆動力伝
達機構の特性図である。 １ 絞り弁 ２ 支持体(スロットルボディ) ３ 絞り弁軸 ４ コントロールユニット ５ 目標開度信号 ６ モータ ７ 駆動信号 ８ 電磁クラッチ ８ａ電磁クラッチのロータ ８ｂ 電磁クラッチのギア ９ 励磁信号 １０ 減速機 １１ スプリング駆動力伝達機構 １１ａ 制御レバー １１ｂ スロットルレバー １１ｃ、１１ｄ ロストモーション用のスプリング １１ｅ 玉掛け部 １２、１３ リターンスプリング １４ アクセルペダル １５ アクセルワイヤ １６ 全開ストッパ １７ 全閉ストッパ １８ スロツトルポジションセンサ １９ アクセルポジションセンサ ２０ アジャストレバー ２１、２２ スプリング受け ２３ アクセルポジションセンサ軸 ２４ レバー ２４ａ 接合ピン ２５ センサハウジング ２６、２７ 出力電圧FIG. 6 is a characteristic diagram of a spring driving force transmission mechanism according to one embodiment of the present invention. REFERENCE SIGNS LIST 1 throttle valve 2 support (throttle body) 3 throttle valve shaft 4 control unit 5 target opening signal 6 motor 7 drive signal 8 electromagnetic clutch 8 a electromagnetic clutch rotor 8 b electromagnetic clutch gear 9 excitation signal 10 reduction gear 11 spring driving force Transmission mechanism 11a Control lever 11b Throttle lever 11c, 11d Lost motion spring 11e Sling section 12, 13 Return spring 14 Accel pedal 15 Accel wire 16 Fully open stopper 17 Fully closed stopper 18 Slot position sensor 19 Accel position sensor 20 Adjust lever 21 , 22 Spring receiver 23 Accelerator position sensor shaft 24 Lever 24a Joint pin 25 Sensor housing 26, 27 Output voltage
Claims (2)
タと、絞り弁の開閉駆動部材と上記アクチュエータの駆
動力出力部材の間に設置した駆動力結合切離手段と、ア
クセルペダルの操作に応じて変位する部材と上記絞り弁
の開閉駆動部材を結合する撓み駆動力伝達機構とを備
え、上記アクチュエータにより制御される絞り弁の開度
と上記アクセルペダルの操作により絞り弁に与えられよ
うとする開度との差が上記撓み駆動力伝達機構により吸
収され、上記駆動力結合切離手段により上記アクチュエ
ータが上記絞り弁の開閉駆動部材から切り離されたとき
には、上記アクセルペダルの操作により上記絞り弁の開
閉操作が行えるようにした内燃機関の絞り弁制御装置に
おいて、上記撓み駆動力伝達機構が、 相互に反対方向の変位を受けるように配置され、且つ、
それぞれ予応力が与えられている２個のスプリングを有
し、これら２個のスプリングの相互に反対方向に現われ
る変位によって上記開度の差を吸収するようにしたスプ
リング駆動力伝達機構で構成され、 上記絞り弁の開閉駆動部材による上記絞り弁の全開位置
が、 上記アクセルペダルの操作に応じて変位する部材の最大
戻し位置の手前にくるように構成されていることを特徴
とする内燃機関の絞り弁制御装置。1. An actuator for controlling a throttle valve opening / closing position, a driving force coupling / separating means provided between a driving force output member of the actuator and an opening / closing drive member of the throttle valve, and a displacement in response to an operation of an accelerator pedal. And a flexure driving force transmitting mechanism for coupling the opening / closing drive member of the throttle valve. The opening degree of the throttle valve controlled by the actuator and the opening degree to be given to the throttle valve by operating the accelerator pedal When the actuator is disconnected from the opening / closing drive member of the throttle valve by the driving force coupling / separating means, the opening / closing operation of the throttle valve is performed by operating the accelerator pedal. In the throttle valve control device for an internal combustion engine, the deflection driving force transmission mechanism is arranged so as to receive displacements in opposite directions. Placed, and
Has two springs, each prestressed
And the two springs appear in opposite directions
The spring is designed to absorb the difference in opening due to the displacement
Fully open position of the throttle valve constituted by a ring driving force transmission mechanism and opened and closed by a drive member for opening and closing the throttle valve
But throttle valve controller for an internal combustion engine, characterized by being configured to come in front of the maximum return position of the member to be displaced in response to operation of the accelerator pedal.
構で構成されていることを特徴とする内燃機関の絞り弁
制御装置。2. The throttle valve control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said driving force coupling / separating means comprises an electromagnetically actuated clutch mechanism.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP4051678A JP2747157B2 (en) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | Throttle valve control device for internal combustion engine |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4051678A JP2747157B2 (en) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | Throttle valve control device for internal combustion engine |
Related Child Applications (1)
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Families Citing this family (2)
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- 1992-03-10 JP JP4051678A patent/JP2747157B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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