JP4385179B2 - Electronically controlled throttle device - Google Patents
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Description
本発明は車両用のエンジン吸気系に設置される絞り弁を電子式制御システムによって開閉動作させるものにおいて、電子式制御システムに絞り弁の開閉動作を不可能とする異常や故障が発生したとき、車両の停止または暴走を防止し安全を図る手段を具えた電子制御絞り弁装置に関するものである。 The present invention opens and closes a throttle valve installed in an engine intake system for a vehicle by an electronic control system, and when an abnormality or failure has occurred in the electronic control system that makes it impossible to open or close the throttle valve, The present invention relates to an electronically controlled throttle valve device provided with means for preventing a vehicle from stopping or running out of control and ensuring safety.
エンジンの制御を高精密に行なうため、絞り弁を運転者のアクセル操作によって機械的に開閉動作させる代わりに、電子式制御システムを用いて電子的に開閉動作させる技術は広く知られており、この制御システムは絞り弁を目標開度位置に開閉動作させるアクチュエータ、アクセル操作量と絞り弁位置とに基いてアクチュエータに所要の駆動信号を送るコントロールユニットを含んでいる。 In order to control the engine with high precision, instead of mechanically opening and closing the throttle valve by the driver's accelerator operation, a technology for opening and closing electronically using an electronic control system is widely known. The control system includes an actuator that opens and closes the throttle valve to a target opening position, and a control unit that sends a required drive signal to the actuator based on the accelerator operation amount and the throttle valve position.
ここで、前記の制御システムに異常や故障を生じたとき、車両が走行不能となったり暴走したりする事態を生じることを避けるため、アクチュエータにステッピングモータを用いたものについて一つの励磁巻線に異常を生じたとき正常なもう一つの励磁巻線を使用して絞り弁を一定の小開度に保持させること(特許文献1参照)、コントロールユニットについて絞り弁の開度信号記憶部に異常を生じたときアクセル操作量に応じた代替開度信号を算出してアクチュエータに出力すること、或いはコントロールユニットやアクチュエータに異常を生じたとき補助コントロールユニットを用いてアクチュエータを作動させること(特許文献2参照)、が提案されている。 Here, when an abnormality or failure occurs in the control system, in order to avoid a situation where the vehicle becomes unable to run or runs away, a single step winding is used for an actuator that uses a stepping motor. When an abnormality occurs, another normal exciting winding is used to hold the throttle valve at a constant small opening (see Patent Document 1), and the control unit has an abnormality in the opening signal storage unit of the throttle valve. When it occurs, an alternative opening signal corresponding to the accelerator operation amount is calculated and output to the actuator, or when an abnormality occurs in the control unit or the actuator, the actuator is operated using the auxiliary control unit (see Patent Document 2) ), Has been proposed.
しかしながら、前者はステッピングモータの二つの励磁巻線の一方に異常を生じたときというきわめて特異な場合における対策手段であり、しかも一定の低速走行に固定されるため事故を回避できない事態を生じるという心配がある。 これに対して、後者は電子制御による開閉動作を継続して任意速度で走行を継続できる利点を有しているが、このものはコントロールユニットに異常を生じたとき或いはアクチュエータに生じた異常が電子制御可能な程度という著しく限定された場合での対応手段である。 従って、絞り弁の電子制御による開閉動作を不能とするコントロールユニットの異常やアクチュエータの故障のいずれを生じたときもこれらに対応できるものではない。更に、例えばアクチュエータの軸受や減速歯車などの機械要素部分が破損したときは絞り弁が破損発生時の開度位置に固定され、開度位置によっては車両を暴走させる心配があるが、前記提案のものでは対応不可能である。
本発明は前述の問題を解消することを課題としてなされたものであって、電子式制御システムに異常や故障を生じて絞り弁を電子的に開閉動作することができなくなったとき、絞り弁を機械的に開閉動作させ車両を安全に走行させることができる手段を具えた電子制御絞り弁装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and when the electronic control system has an abnormality or a failure, the throttle valve cannot be electronically opened and closed. It is an object of the present invention to provide an electronically controlled throttle valve device having means capable of opening and closing mechanically and allowing a vehicle to travel safely.
本発明はコントロールユニットとアクチュエータとを含んでおり、運転者のアクセル操作量に応じてコントロールユニットが発する指令により絞り弁を目標開度位置に開閉動作させるようにアクチュエータが作動する電子制御絞り弁装置を次のようにすることによって前述の問題点を解決させることとした。 The present invention includes a control unit and an actuator, and an electronically controlled throttle device in which the actuator is operated to open and close the throttle valve to a target opening position according to a command issued by the control unit in accordance with a driver's accelerator operation amount. The above-mentioned problems were solved by doing the following.
即ち、本発明に係る電子制御絞り弁装置はコントロールユニットが出力するアクセル操作量に応じた指令により作動するアクチュエータ、絞り弁軸上で回転自由なアクチュエータレバー、絞り弁軸に一体回転且つ軸線方向可動な絞り弁軸レバーを含み、アクチュエータの回転をアクチュエータレバー、絞り弁軸レバーを経て絞り弁軸に伝達し絞り弁を開閉動作させる電子式開閉手段と;直動出力軸を具えた補助アクチュエータを有し、前記アクチュエータレバーと絞り弁軸レバーとの連動を解除する分離機構、および前記絞り弁を機械的に開閉動作させるための前記直動出力軸に設けたレバーガイドと絞り弁軸に固定した操作レバーを有する操作機構を含む切替え手段とを具えている。そして、切替え手段はコントロールユニットおよびアクチュエータを含む電子式制御システムに異常や故障を生じたとき補助アクチュエータを作動させて直動出力軸を移動させることにより、先ず分離機構が補助アクチュエータの作動前期段階で絞り弁軸レバーを軸線方向へ移動させアクチュエータレバーとの連動を解除するとともに絞り弁戻しばねによって絞り弁を閉弁位置とするように働き、次に操作機構が補助アクチュエータの作動後期段階で直動出力軸のストロークに応じて絞り弁を開閉動作させるように働くものとした。
That is, the electronically controlled throttle valve device according to the present invention is an actuator that operates according to a command corresponding to the accelerator operation amount output from the control unit, an actuator lever that can freely rotate on the throttle valve shaft, an integral rotation on the throttle valve shaft, and an axial movement. Electronic throttle opening / closing means that transmits the rotation of the actuator to the throttle valve shaft via the actuator lever, throttle valve shaft lever, and opens / closes the throttle valve; and has an auxiliary actuator with a linear output shaft A separation mechanism for releasing the interlocking between the actuator lever and the throttle valve shaft lever, and a lever guide provided on the linear motion output shaft for mechanically opening and closing the throttle valve and an operation fixed to the throttle valve shaft Switching means including an operating mechanism having a lever . The switching means operates the auxiliary actuator and moves the linear output shaft when an abnormality or failure occurs in the electronic control system including the control unit and the actuator. The throttle valve shaft lever is moved in the axial direction to release the interlock with the actuator lever, and the throttle valve return spring works to close the throttle valve. Next, the operating mechanism moves directly in the late stage of operation of the auxiliary actuator. The throttle valve is designed to open and close according to the stroke of the output shaft.
電子式制御システムの異常や故障として、第一にアクチュエータの制御を不能とするようなコントロールユニットの異常または故障、アクチュエータの断線や焼付きなどの故障が例示され、このような場合は絞り弁の開閉制御が不可能となる。第二にアクチュエータの軸受や減速歯車など機械要素部分の破損が例示され、このような場合は絞り弁が破損発生時の開度位置に固定され開閉不能となるので車両が暴走するおそれがある。 Examples of abnormalities and failures in the electronic control system include control unit abnormalities or failures that make the actuator uncontrollable, and failures such as disconnection or seizure of the actuator. Open / close control becomes impossible. Secondly, breakage of mechanical elements such as actuator bearings and reduction gears is exemplified. In such a case, the throttle valve is fixed at the opening position at the time of breakage and cannot be opened and closed, so that the vehicle may run away.
これらの異常や故障は周知の異常検知、故障診断、フェイルセーフ、異常発生報知の各手段を適宣に利用または応用することによって容易に知ることができる。 また、切替え手段の補助アクチュエータの作動は、前記の異常や故障の発生を検知したときコントロールユニットが指令を発することにより自動的に、または運転者が報知を受けて指令を発することにより人為的に行なわせることができる。 These abnormalities and failures can be easily known by appropriately using or applying well-known abnormality detection, failure diagnosis, fail safe, and abnormality occurrence notification means. Further, the operation of the auxiliary actuator of the switching means is performed automatically when the control unit issues a command when the occurrence of the abnormality or failure is detected, or artificially when the driver receives a command and issues the command. Can be done.
本発明に係る電子制御絞り弁装置は、電子式制御システムが正常なときはアクチュエータレバーと絞り弁軸レバーとが結合して絞り弁を電子的に開閉動作させている。 そして、電子式制御システムに異常や故障が発生したときは補助アクチュエータを作動させてその作動初期段階で絞り弁軸レバーをアクチュエータレバーから分離し、これにより無拘束となった絞り弁が絞り弁戻しばねによって閉弁位置とされた状態から補助アクチュエータの作動後期段階で直動出力軸のストロークに応じて絞り弁を開閉動作させるものとしており、補助アクチュエータを作動させるという単一操作で絞り弁を電子制御系から切り離して機械的に開閉動作することができる。 In the electronically controlled throttle device according to the present invention, when the electronic control system is normal, the actuator lever and the throttle valve shaft lever are coupled to electronically open and close the throttle valve. When an abnormality or failure occurs in the electronic control system, the auxiliary actuator is operated and the throttle valve shaft lever is separated from the actuator lever at the initial stage of operation, so that the throttle valve that has become unconstrained is returned to the throttle valve. The throttle valve is opened and closed according to the stroke of the linear output shaft in the later stage of operation of the auxiliary actuator from the valve closed position by the spring, and the throttle valve is electronically operated by a single operation of operating the auxiliary actuator. It can be opened and closed mechanically by disconnecting from the control system.
本発明の一つの実施の形態では、切替え手段を直動出力軸に設けたレバーガイド、および絞り弁軸に固着した操作レバーを有しており、補助アクチュエータの作動後期段階でレバーガイドが操作レバーを回転させて絞り弁を開閉動作させるものとしている。 別の実施の形態では、切替え手段を装置の構造部分に回動可能に設けたレバーガイド、および絞り弁軸に固着した操作レバーを有しており、レバーガイドは直動出力軸のストロークに応じて回動させられ補助アクチュエータの作動後期段階で操作レバーを回転させて絞り弁を開閉動作させるものとしている。 更に別の実施の形態では、切替え手段を直動出力軸に回転可能且つ軸線方向移動不可に設けたレバーガイド、および絞り弁軸に固着した操作レバーを有しており、レバーガイドは直動出力軸のストロークに応じて回転させられ補助アクチュエータの作動後期段階で操作レバーを回転させて絞り弁を開閉動作させるものとしている。 更にまた別の実施の形態では、切替え手段を装置の構造部分に固定したレバーガイドを有しており、補助アクチュエータの作動後期段階でレバーガイドが絞り弁軸レバーを回転させて絞り弁を開閉動作させるものとしている。 これらにより、絞り弁の機械的な開閉動作を円滑に行なうことができる。 In one embodiment of the present invention, the switching means has a lever guide provided on the linear output shaft and an operation lever fixed to the throttle valve shaft, and the lever guide is operated at the later stage of operation of the auxiliary actuator. Is used to open and close the throttle valve. In another embodiment, the switching means has a lever guide provided rotatably in the structural portion of the apparatus, and an operation lever fixed to the throttle valve shaft, and the lever guide corresponds to the stroke of the linear output shaft. The throttle valve is opened and closed by rotating the operation lever at a later stage of operation of the auxiliary actuator. In still another embodiment, the switching means has a lever guide that is rotatable on the linear output shaft and is not movable in the axial direction, and an operation lever that is fixed to the throttle valve shaft. The throttle valve is rotated according to the stroke of the shaft, and the throttle lever is opened and closed by rotating the operation lever at a later stage of operation of the auxiliary actuator. In yet another embodiment, a lever guide having a switching means fixed to the structural portion of the device is provided, and the lever guide rotates the throttle valve shaft lever to open and close the throttle valve at the later stage of operation of the auxiliary actuator. It is supposed to let you. Accordingly, the mechanical opening / closing operation of the throttle valve can be performed smoothly.
本発明の前記と異なる実施の形態では、切替え手段を装置の構造部分に回動可能に設けられ絞り弁軸レバーを回転可能に保持しているとともに直動出力軸を結合した回動部材を有しており、直動出力軸のストロークに応じて回動部材が回動させられて絞り弁軸レバーを軸線方向へ移動させ補助アクチュエータの作動前期段階でアクチュエータレバーとの連動を解除するものとしている。 これにより、アクチュエータレバーと絞り弁軸レバーとの連動を円滑に解除することができる。 In an embodiment different from the foregoing of the present invention, the switching means is rotatably provided in the structural portion of the apparatus, and the throttle valve shaft lever is rotatably held and has a rotating member coupled with the linear output shaft. The rotating member is rotated according to the stroke of the linear motion output shaft, the throttle valve shaft lever is moved in the axial direction, and the interlock with the actuator lever is released at the early stage of operation of the auxiliary actuator. . Thereby, the interlocking between the actuator lever and the throttle valve shaft lever can be smoothly released.
本発明の或る実施の形態では、補助アクチュエータの作動後期段階におけるストロークとレバーガイドの形状とに依存する絞り弁の最大開度位置を、ストローク可調節とすることにより全開と小開度位置との間で可調整としている。 これにより、 車両の走行を設定した最大速度以内で安全に継続させることができる。 In one embodiment of the present invention, the maximum opening position of the throttle valve depending on the stroke and the shape of the lever guide in the later stage of operation of the auxiliary actuator is set to be fully open and small opening positions by making the stroke adjustable. Adjustable between. As a result, vehicle travel can be safely continued within the set maximum speed.
以上のように、本発明によると絞り弁の開閉を不可能とする異常や故障が電子式制御システムに発生したとき、その発生個所を問わず補助アクチュエータを作動させるという単一の操作で絞り弁を電子制御系から切り離して機械的な開閉動作に切替え、車両を安全に走行させることができるものである。 As described above, according to the present invention, when an abnormality or failure that makes it impossible to open or close the throttle valve occurs in the electronic control system, the throttle valve can be operated by a single operation that activates the auxiliary actuator regardless of the occurrence location. Can be separated from the electronic control system and switched to a mechanical opening / closing operation to allow the vehicle to travel safely.
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、吸気路2を横断してスロットルボディ1に回転可能に支持した絞り弁軸3の一方の端部に絞り弁レバー5が取り付けられ、ねじりコイルばねからなる絞り弁戻しばね6がこの絞り弁レバー5に係合して絞り弁4を閉じる方向の回転力を絞り弁軸3に付勢している。 また、絞り弁軸3の軸端に絞り弁位置センサ7が設けられている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. A
絞り弁軸3のもう一方の端部に操作レバー8が固定して取り付けられ、更にそれより軸端側にアクチュエータレバー16が回転自由に嵌装支持されているとともに絞り弁軸レバー17がキイ結合部18により一体回転且つ軸線方向可動に嵌装されている。 アクチュエータレバー16と絞り弁軸レバー17とには連結ピン20と連結孔21とが設けられ、これらは連結機構19を構成している。
An
スロットルボディ1またはエンジン周辺の適宣個所に設けた図示しない取付台にアクチュエータ9が設置されている。 アクチュエータ9は直流モータであって、アクセルペダル10の踏込み量を検知するアクセル位置センサ11が検出したアクセル操作量、および絞り弁位置センサ7が検出した絞り弁位置に基いてコントロールユニット12が出力する駆動信号により、絞り弁4を目標開度位置に開閉動作させるものであり、これらはよく知られた電子式制御システムを構成している。
An actuator 9 is installed on a mounting base (not shown) provided at an appropriate place around the
絞り弁4が電子的に開閉動作するとき、図1に示したように連動機構19の連結ピン20が連結孔21に嵌入してアクチュエータレバー16と絞り弁軸レバー17とを一体回転させるようなっている。 アクチュエータ9の回転は減速歯車13を経て原動レバー14に伝達され、そして原動レバー14とアクチュエータレバー16とに両端をそれぞれ回転自由に結合した長さ可調整のリンク部材15を介してアクチュエータレバー16に伝えられ、連動機構19によって結合された絞り弁軸レバー17を回転させて絞り弁4に開き方向の動作を行なわせる。 また、絞り弁戻しばね6により絞り弁軸3と一体に絞り弁軸レバー17、アクチュエータレバー16が回転して絞り弁4に閉じ方向の動作を行なわせるとともに、アクチュエータ9を初期位置に戻す方向へ回転させる。
When the
以上により絞り弁4の電子的な開閉動作が行なわれるものであり、アクチュエータ9、コントロールユニット12、アクチュエータレバー16、絞り弁軸レバー17および絞り弁戻しばね6は電子式開閉手段Aを構成している。
The electronic opening / closing operation of the
補助アクチュエータ25は流体圧シリンダを使用したものであってスロットルボディ1に絞り弁軸3と平行に設けられており、ピストン26から延びるピストンロッドである直動出力軸29に円錐状のカム面30Aを外側周面に有するレバーガイド30が設けられている。 ピストン26の直動出力軸29側にはピストンばね27が作用させてあり、反対側のシリンダ室28には作動流体の給排路31が接続されている。給排路31は作動流体給排手段である方向切換弁32によって圧力源33およびドレン34のいずれかと接続され、シリンダ室28に作動流体を送入することによってピストン26が直動出力軸29を押し出す方向へ移動し、作動流体を排出することによってピストンばね27がピストン26を直動出力軸29が引き込む方向へ移動させる。
The
装置の構造部分、本実施の形態ではスロットルボディ1に回動部材36が補助リンク35を介して回動且つ揺動可能に結合されている。この回転部材36は中央部に形成した嵌入孔36Aに絞り弁軸レバー17のボス部17Aに装着した軸受37を嵌入させ、軸受37に突設した結合ピン38を長孔39に嵌装することにより軸受37と絞り弁軸レバー17とを一体に軸線方向へ移動させ且つ絞り弁軸3と一体に回転させるように保持しているとともに、先端を直動出力軸29の先端に回動自由に結合している。
A rotating
前述の補助アクチュエータ25、回動部材36はアクチュエータレバー16と絞り弁軸レバー17との連動を解除する分離機構B1を構成している。 また、操作レバー8、補助アクチュエータ25、レバーガイド30は絞り弁4を機械的に開閉動作させる操作機構B2を構成し、これらの分離機構B1、操作機構B2は絞り弁4を電子的な開閉動作から機械的な開閉動作に切替える切替え手段Bを構成する。
The
このような構成とした本実施の形態は、電子式制御システムが正常なときは電子式開閉手段Aによって絞り弁4を前述のように開閉動作させている。 このとき、図1、図4(A)に示すようにレバーガイド30が操作レバー8から離れているので、絞り弁4を全閉と全開との間で支障なく開閉することができる。
In this embodiment configured as described above, when the electronic control system is normal, the
電子式制御システムに異常または故障が発生して絞り弁4が開閉制御不能となったり一定開度位置に固定されたとき、これらをコントロールユニット12が検知して機械的な開閉動作に切替える。この切替えは自動的に行なわれるか、または異常発生の報知を受けた運転者が手動で指令を発することにより行なわれるものであり、補助アクチュエータ25を作動させるという単一操作で切替えおよびその後の絞り弁4の開閉動作が行なわれる。
When the electronic control system becomes abnormal or malfunctions, and the
即ち、方向切換弁32を操作して圧力源33の作動流体をシリンダ室28に導入することにより、直動出力軸29が押し出し方向へ移動して回動部材36を回動させ、絞り弁軸レバー17を軸線方向へ移動させて連結機構19によるアクチュエータレバー16との結合を解除する。 このとき、アクチュエータレバー16、絞り弁軸レバー17がどの位相にあっても、これらが切り離されることによって絞り弁戻しばね6が絞り弁4を全閉位置に戻す。 また、全閉位置に戻ったとき、図4(B)に示すように操作レバー8はレバーガイド30のカム面30Aの中間またはそれよりも小径側にほぼ接触する。
That is, by operating the
アクチュエータレバー16と絞り弁軸レバー17とが切り離された時点で補助アクチュエータ25は全ストロークのほぼ中間またはそれ以下の作動量である。即ち、補助アクチュエータ25の作動前記段階で分離機構B1によるアクチュエータレバー16と絞り弁軸レバー17との連動の解除が行なわれることとなる。
When the
直動出力軸29が更に押し出し方向へ移動すると、レバーガイド30のカム面30Aが操作レバー8を押して絞り弁軸3を絞り弁4の閉弁位置から開き方向へ回転させる。 補助アクチュエータ25が全ストロークの作動をしたとき、図3、図4(C)に示すように操作レバー8がカム面30Aの最大径部分に接して絞り弁4を設定した最大開度位置、本実施の形態では小開度に開かせる。 そして、方向切換弁32を操作してシリンダ室28からの作動流体の排出量、或いはシリンダ室28への作動流体の送入量を調節することにより、絞り弁4を設定最大開弁位置と閉弁位置との間で任意の開度とすることができる。
When the linear
即ち、アクチュエータレバー16と絞り弁軸レバー17との連動を解除した後の補助アクチュエータ25の残りストローク、換言すれば作動後期段階で操作機構B2による絞り弁4の機械的な開閉動作を行なうことにより、車両を任意の低速度で走行させることができる。
That is, the remaining stroke of the
操作機構B2は前述の操作レバー8と円錐状のカム面30Aを有するレバーガイド30とを具えたものに限られるものではなく、図5,図6,図7に示す実施の形態とすることによっても絞り弁4の機械的な開閉動作を円滑に行なわせることができる。
The operation mechanism B2 is not limited to the one provided with the above-described
図5は装置の構造部分であるスロットルボディ1に板状のレバーガイド40を回動可能に片持ち軸支し、その自由端側の二叉部40Bに直動出力軸29を挟み込んで直動出力軸29に突設した受ピン41に二叉部40Bを乗せ、このレバーガイド40の操作レバー8に向いた面をカム面40Aとしたものである。絞り弁4が電子的な開閉動作を行なっているとき、レバーガイド40は操作レバー8の回転領域から離れている。直動出力軸29が押し出し方向へ移動を開始するとレバーガイド40は次第に仰起し、アクチュエータレバー16と絞り弁軸レバー17とが切り離されたとき閉弁位置に戻った操作レバー8にカム面40Aがほぼ接触する。 直動出力軸29が更に押し出し方向へ移動すると、レバーガイド40の傾斜角度が次第に大きくなってカム面40Aが操作レバー8を押して回転させ、絞り弁4の開度を大きくする。
In FIG. 5, a plate-shaped
図6は一側縁を折り曲げた板状のレバーガイド43に設けたカラー44を直動出力軸29に嵌装し、直動出力軸29の周方向に延在する傾斜誘導面44Aをカラー44に形成するとともに、折り曲げ部分の操作レバー8に向かい合う面をカム面43Aとし、このレバーガイド43を直動出力軸29に突設した押し片45とスロットルボディ1に設けた図示しないガイド押えとの間に挟み込むことによって直動出力軸29に回転可能且つ軸線方向移動不可に保持したものであって、このレバーガイド43には復帰ばね47が作用させてある。 絞り弁4が電子的な開閉動作を行なっているとき、レバーガイド43のカム面43Aは操作レバー8の回転領域から離れている。 直動出力軸29が押し出し方向へ移動を開始すると、押し片45が傾斜誘導面44Aを押してレバーガイド43を回転させ、アクチュエータレバー16と絞り弁軸レバー17とが切り離されたとき閉弁位置に戻った操作レバー8にカム面43Aがほぼ接触する。 直動出力軸29を更に押し出し方向へ移動させるとカム面43Aが操作レバー8を押して絞り弁4の開度を大きくする方向に回転させ、引込み方向へ移動させると復帰ばね47によってレバーガイド43が逆方向に回転して絞り弁4の開度を小さくする。
In FIG. 6, a
図7は装置の構造部分であるスロットルボディ1に先端部分を屈曲させた板状のレバーガイド49を固定設置し、屈曲部分の絞り弁軸レバー17に向かい合う面をカム面49Aとしたものである。 絞り弁4が電子的な開閉動作を行なっているとき、絞り弁軸レバー17はカム面49Aから離れた領域で回転する。直動出力軸29が押し出し方向へ移動を開始して絞り弁軸レバー17を絞り弁軸3の軸線方向へ移動させ、アクチュエータレバー16との連動を解除して絞り弁4が閉弁位置となったとき、絞り弁軸レバー17はカム面49Aにほぼ接触する。 直動出力軸29が更に押し出し方向へ移動すると、絞り弁軸レバー17は軸線方向へ移動しながらカム面49Aによって回転させられ、絞り弁4の開度を大きくする。
In FIG. 7, a plate-like lever guide 49 having a bent end is fixedly installed on the
前記の操作レバー8、絞り弁軸レバー17のカム面30A,40A,43A,49Aと係合する個所はそのままであってもよいが、これらにローラを装備してころがり接触させることにより引掛かりや食付きを生じる心配なく円滑に回転させることができる。 また、図7に示した実施の形態によると、操作レバー8が不要であるとともにレバーガイド49をスロットルボディ1に固定設置すればよいので操作機構B2がきわめて簡単なものとなる。
The portions of the
図1乃至図7で説明した実施の形態における補助アクチュエータ25である流体圧シリンダを作動する作動流体の圧力源33として、車両ブレーキ用圧力空気、エンジン潤滑油、別途に準備したポンプで発生させた圧力空気または圧力油が例示され、これらのいずれかが使用される。
As the
ここで、本発明では補助アクチュエータとして流体圧シリンダに限らず電動モータを使用したものとすることができる。 即ち、電動モータとしてリニアモータを使用した場合は、その可動子を直動出力軸29に代えるかまたは可動子を直動出力軸29と結合する。 電動モータとして正逆回転可能な回転モータを用いた場合は、図8(A)に示すように回転モータ52の出力軸53をスロットルボディ1に設けたシリンダブロック55に螺装したねじ杆54に一体回転可能に結合し、ねじ杆54の先端を直動出力軸29の基端のピストン56に接触させるとともに、これらを常時接触させるピストンばね57をピストン56に作用させて補助アクチュエータ51とした。 回転モータ52の正転時にねじ杆54を介して直動出力軸29を押し出し方向へ移動させ、逆転時にピストンばね57が直動出力軸29を引き込み方向へ移動させる。
Here, in the present invention, not only the fluid pressure cylinder but also an electric motor can be used as the auxiliary actuator. That is, when a linear motor is used as the electric motor, the movable element is replaced with the linear
或いは、図8(B)に示すように回転モータ52の出力軸53にカム59を固着して直動出力軸29の基端のピストン56に接触させて補助アクチュエータ58とした。 回転モータ52の正転時にカム59が直動出力軸29を押し出し方向へ移動させ、逆転時にピストンばね57が直動出力軸29を引き込み方向へ移動させる。
Alternatively, as shown in FIG. 8B, the
或いはまた、前述のような補助アクチュエータ25,51,58を用いることなく、運転者が絞り弁軸レバー17を手動で操作することによってもアクチュエータレバー16と絞り弁軸レバー17との切り離しおよび絞り弁4の開閉を行なわせることができる。 この場合、スロットルボディ1の設置場所によっては絞り弁軸レバー17に運転席で手に持つことができるレバーやハンドルを設けることが、手動操作を容易に行なわせるうえで有利である。
Alternatively, the
尚、本実施の形態では絞り弁4の機械的な開閉動作を小開度内で行なわせるものとしたが、カム面30A,40A,43A,49Aの形状や直動出力軸29またはリニアモータの最大ストローク、回転モータ52の最大回転数を適宣に設定することにより最大開弁位置を任意に設定することができ、例えば閉弁位置と全開位置との間で任意に開閉動作を行なわせることができる。 また、補助アクチュエータ25,51,58によって絞り弁4の開閉を行なう場合、運転者の手動操作で方向切換弁32による流体圧シリンダへの作動流体の供給・排出を制御し、或いはリニアモータの正逆方向のストロークや回転モータ52の正逆方向回転数を制御することによって絞り弁軸4を任意の開度とし、従って車両を任意の走行速度とすることができる。 或いは、運転者のアクセルペダル10の踏込み量を検出したアクセル位置センサ11の信号に応じて補助アクチュエータ25,51,58を作動させることによっても絞り弁4に任意の機械的な開閉動作を行なわせることができる。
In the present embodiment, the mechanical opening / closing operation of the
1 スロットルボディ、 3 絞り弁軸、 4 絞り弁、 6 絞り弁戻しばね、 8 操作レバー、 9 アクチュエータ、 12 コントロールユニット、 16 アクチュエータレバー、 17 絞り弁軸レバー、 25,51,58 補助アクチュエータ、 29 直動出力軸、 30,40,43,49 レバーガイド、 30A,40A,43A,49A カム面、 36 回動部材、 A 電子式開閉手段、 B 切替え手段、 B1 分離機構、 B2 操作機構
1 throttle body, 3 throttle valve shaft, 4 throttle valve, 6 throttle valve return spring, 8 operation lever, 9 actuator, 12 control unit, 16 actuator lever, 17 throttle valve shaft lever, 25, 51, 58 auxiliary actuator, 29 straight Dynamic output shaft, 30, 40, 43, 49 Lever guide, 30A, 40A, 43A, 49A Cam surface, 36 Rotating member, A Electronic opening / closing means, B switching means, B1 separation mechanism, B2 operation mechanism
Claims (17)
直動出力軸を具えた補助アクチュエータを有し、前記アクチュエータレバーと絞り弁軸レバーとの連動を解除する分離機構、および前記直動出力軸に設けたレバーガイドと絞り弁軸に固定した操作レバーを有し、前記補助アクチュエータの作動後期段階で前記レバーガイドが前記する操作レバーを駆動させて前記絞り弁を機械的に開閉動作させる操作機構を含む切替え手段と、
を具え、前記切替え手段は前記コントロールユニットおよびアクチュエータを含む電子式制御システムに異常や故障を生じたとき前記補助アクチュエータを作動させて前記直動出力軸を移動させることにより、先ず前記分離機構が前記補助アクチュエータの作動前期段階で前記絞り弁軸レバーを軸線方向へ移動させ前記アクチュエータレバーとの連動を解除するとともに絞り弁戻しばねによって前記絞り弁を閉弁位置とするように働き、次に前記操作機構が前記補助アクチュエータの作動後期段階で前記直動出力軸のストロークに応じて前記絞り弁を開閉動作させるように働く、
ものとしたことを特徴とする電子制御絞り弁装置。 An actuator that operates according to a command corresponding to the accelerator operation amount output by the control unit, an actuator lever that can freely rotate on the throttle valve shaft, and a throttle valve shaft lever that rotates integrally with the throttle valve shaft and is movable in the axial direction. Electronic opening / closing means for transmitting rotation to the throttle valve shaft via the actuator lever and throttle valve shaft lever to open and close the throttle valve;
A separation mechanism that has an auxiliary actuator having a linear motion output shaft and releases the interlock between the actuator lever and the throttle valve shaft lever, and a lever guide provided on the linear motion output shaft and an operation lever fixed to the throttle valve shaft Switching means including an operation mechanism that mechanically opens and closes the throttle valve by driving the operation lever described above by the lever guide at a later stage of operation of the auxiliary actuator;
The switching means operates the auxiliary actuator to move the linear output shaft when an abnormality or failure occurs in the electronic control system including the control unit and the actuator. In the first stage of operation of the auxiliary actuator, the throttle valve shaft lever is moved in the axial direction to release the interlock with the actuator lever, and the throttle valve return spring serves to close the throttle valve, and then the operation A mechanism works to open and close the throttle valve according to the stroke of the linear output shaft at a later stage of operation of the auxiliary actuator;
An electronically controlled throttle valve device characterized by that.
The separation mechanism releases the interlock between the actuator lever and the throttle valve shaft lever, and the operation mechanism subsequently opens and closes the throttle valve by manual operation instead of the auxiliary actuator. The electronically controlled throttle device according to claim 1, 3 , 5 , 8, or 10 .
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