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JPH0774617B2 - Throttle valve opening control device for internal combustion engine - Google Patents
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JPH0774617B2 - Throttle valve opening control device for internal combustion engine - Google Patents

Throttle valve opening control device for internal combustion engine

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Publication number
JPH0774617B2
JPH0774617B2 JP21232587A JP21232587A JPH0774617B2 JP H0774617 B2 JPH0774617 B2 JP H0774617B2 JP 21232587 A JP21232587 A JP 21232587A JP 21232587 A JP21232587 A JP 21232587A JP H0774617 B2 JPH0774617 B2 JP H0774617B2
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JP
Japan
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throttle valve
opening
combustion engine
internal combustion
output means
Prior art date
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JP21232587A
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JPS6456927A (en
Inventor
克哉 前田
知明 安部
神尾  茂
光則 高尾
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日本電装株式会社
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Publication date
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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】 発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は内燃機関のスロットルバルブ開度制御装置に関
し、特に、いわゆるリンクレススロットル式のスロット
ルバルブの、安全性の高い制御機構に関する。
The present invention relates to a throttle valve opening control device for an internal combustion engine, and more particularly to a so-called linkless throttle type throttle valve with a highly safe control mechanism. .

[従来の技術] リンクレススロットル、即ち、アクセルペダルとスロッ
トルバルブとが直接、機械的に連結されていないスロッ
トルバルブ機構においては、アクセル操作量に対応した
目標開度、またはオートドライブ制御装置が各種センサ
の検出値に基づき設定した目標開度に応じて、スロット
ルバルブ制御装置が電動モータ等のアクチュエータによ
りスロットルバルブの開度を調整するシステムが知られ
ている。
[Prior Art] In a linkless throttle, that is, in a throttle valve mechanism in which an accelerator pedal and a throttle valve are not directly and mechanically connected, a target opening degree corresponding to an accelerator operation amount or an automatic drive control device is various. There is known a system in which a throttle valve control device adjusts the opening degree of a throttle valve by an actuator such as an electric motor according to a target opening degree set based on a detection value of a sensor.

ところが、このシステムでは、制御系に異常が生じた場
合、アクセルペダルでは内燃機関の回転が制御できなく
なる可能性があった。
However, in this system, if an abnormality occurs in the control system, the accelerator pedal may not be able to control the rotation of the internal combustion engine.

そのため、目標開度と実開度値との偏差から異常判定を
して所定の対策を実行しようとする提案(特開昭59−19
0445)、あるいはスロットルバルブの開方向の移動に対
し、アクセルペダルに応じた機械的制限手段を設け、開
方向の異常な制御を防止しようとする提案(特開昭59−
190440)がなされている。
Therefore, a proposal is made to determine an abnormality from the deviation between the target opening and the actual opening value and execute a predetermined countermeasure (JP-A-59-19).
0445), or a proposal to prevent abnormal control in the opening direction by providing a mechanical limiting means for the movement of the throttle valve in the opening direction according to the accelerator pedal (JP-A-59-59).
190440) has been made.

[発明が解決しようとする問題点] しかし、この様な装置では、アクチュエータが故障して
停止してしまうと、スロットルバルブの開度が故障した
時点の状態に維持され、内燃機関の出力制御ができなく
なる場合が考えられる。例えば、電気配線の短絡や断
線、アクチュエータ内への異物の侵入による噛み込み、
等である。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such a device, when the actuator fails and stops, the opening of the throttle valve is maintained in the state at the time of the failure, and the output control of the internal combustion engine is performed. It may be impossible to do so. For example, short-circuit or disconnection of electric wiring, biting due to foreign matter entering the actuator,
Etc.

この様な場合、スロットルバルブの回転が停止してしま
い、しかも開放状態で停止してしまうと、内燃機関が異
常な高回転となる恐れがあった。
In such a case, if the rotation of the throttle valve is stopped and is stopped in the open state, the internal combustion engine may have an abnormally high rotation speed.

発明の構成 そこで、本発明は、上記問題点を解決することを目的と
し、次のような構成を採用した。
Therefore, the present invention adopts the following configuration in order to solve the above problems.

[問題点を解決するための手段] 即ち、本発明の要旨とするところは、第1図に例示する
ごとく、 内燃機関の吸入空気量を調節するスロットルバルブM1を
閉方向に付勢する付勢手段M2と、 回転することによりトルクを出力する回転出力手段M3
と、 該回転出力手段M3と上記スロットルバルブM1との間に設
けられ、上記回転出力手段M3からのスロットルバルブM1
開方向のトルクを、回転出力手段M3の回転速度に応じ
て、スロットルバルブM1側に伝達する非接触継手M4と、 外部からの指令値に基づいて、上記スロットルバルブM1
の目標開度を求め、上記スロットルバルブM1の開度が目
標開度となるよう上記回転出力手段M3の回転速度を制御
する回転速度制御手段M5と、 を備えたことを特徴とする内燃機関のスロットルバルブ
開度制御装置にある。
[Means for Solving Problems] That is, the gist of the present invention is, as illustrated in FIG. 1, an urging for urging a throttle valve M1 for adjusting an intake air amount of an internal combustion engine in a closing direction. Means M2 and rotation output means M3 that outputs torque by rotating
And a throttle valve M1 from the rotation output means M3 provided between the rotation output means M3 and the throttle valve M1.
Based on the non-contact joint M4 that transmits the torque in the opening direction to the throttle valve M1 side according to the rotation speed of the rotation output means M3 and the command value from the outside, the above-mentioned throttle valve M1
Of the internal combustion engine, which is characterized by including a rotation speed control means M5 for controlling the rotation speed of the rotation output means M3 so that the opening degree of the throttle valve M1 becomes the target opening degree. It is in the throttle valve opening control device.

[作用] スロットルバルブM1の閉方向へは付勢手段M2が常に付勢
力を与えており、スロットルバルブM1は他に作用力が働
かなければ、閉じようとしている。外部からの指令値に
応じた開度にスロットルバルブM1を開く場合、回転速度
制御手段M5が開度に対応する所定の回転速度となるよう
に回転出力手段M3の回転速度を制御する。すると、非接
触継手M4がスロットルバルブM1に対して回転速度に応じ
た開方向のトルクを伝達する。このためトルクと付勢手
段M2の付勢力とが均衡した位置でスロットルバルブM1は
停止する。この制御はオープンループ制御でもよく、ま
たスロットルバルブM1の停止位置、即ち、開度を開度検
出手段にて検出し、外部からの指令値に基づく目標開度
となるよう上記回転速度制御手段M5がフィードバック制
御するようにしてもよい。
[Operation] The biasing means M2 constantly applies a biasing force to the closing direction of the throttle valve M1, and the throttle valve M1 is trying to close unless another acting force acts. When the throttle valve M1 is opened to an opening degree according to a command value from the outside, the rotation speed control means M5 controls the rotation speed of the rotation output means M3 so as to be a predetermined rotation speed corresponding to the opening degree. Then, the non-contact joint M4 transmits the torque in the opening direction according to the rotation speed to the throttle valve M1. Therefore, the throttle valve M1 is stopped at the position where the torque and the biasing force of the biasing means M2 are balanced. This control may be open loop control, and the stop position of the throttle valve M1, that is, the opening degree is detected by the opening degree detection means, and the rotational speed control means M5 is set so as to become the target opening degree based on the command value from the outside. May perform feedback control.

ここで回転出力手段M3あるいは回転速度制御手段M5が故
障し、回転出力手段M3の回転が停止した場合、非接触継
手M4の伝達するトルクは零となり、スロットルバルブM1
には付勢手段M2の閉方向への付勢力のみが働くので、ス
ロットルバルブM1は全閉となる。こうして、内燃機関が
高回転のまま制御不能に陥るのを防止できる。
If the rotation output means M3 or the rotation speed control means M5 fails and the rotation of the rotation output means M3 stops, the torque transmitted by the non-contact joint M4 becomes zero and the throttle valve M1
Since only the biasing force of the biasing means M2 acts on the throttle valve M1, the throttle valve M1 is fully closed. In this way, it is possible to prevent the internal combustion engine from falling out of control at high speed.

次に、本発明の実施例を説明する。本発明はこれらに限
られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲の種々
の態様のものが含まれる。
Next, examples of the present invention will be described. The present invention is not limited to these, and includes various embodiments without departing from the scope of the invention.

[実施例] 第2図に本発明の内燃機関のスロットルバルブ開度制御
装置を自動車用内燃機関に適用した一実施例を示す。
[Embodiment] FIG. 2 shows an embodiment in which the throttle valve opening control device for an internal combustion engine of the present invention is applied to an internal combustion engine for an automobile.

運転者からのアクセルペダル操作量はアクセルセンサ1
によりその踏み込み量がアナログの電圧値として検出さ
れる。その踏み込み量を示すアナログ電圧信号は電子制
御回路3に読み込まれ、他のデータと共に演算処理され
て、電動モータ5の回転速度信号を出力する。電動モー
タ5はその回転速度信号に応じた回転速度で回転し、そ
の回転出力は非接触継手7を介してトルクとしてスロッ
トルバルブ9の回転軸11にスロットルバルブ9の開方向
のトルクとして与えられる。その回転軸11には、ぜんま
いばね13が設けられ、スロットルバルブ9の閉方向の付
勢力を与えている。従って、スロットルバルブ9は、非
接触継手7からのトルクとぜんまいばね13の付勢力との
均衡する開度で停止する。
The accelerator pedal operation amount from the driver is the accelerator sensor 1
Thus, the amount of depression is detected as an analog voltage value. An analog voltage signal indicating the amount of depression is read by the electronic control circuit 3, processed with other data, and outputs a rotation speed signal of the electric motor 5. The electric motor 5 rotates at a rotation speed according to the rotation speed signal, and the rotation output is applied as torque to the rotating shaft 11 of the throttle valve 9 as torque in the opening direction of the throttle valve 9 via the non-contact joint 7. A mainspring 13 is provided on the rotary shaft 11 to apply a biasing force to the throttle valve 9 in the closing direction. Therefore, the throttle valve 9 is stopped at an opening in which the torque from the non-contact joint 7 and the urging force of the mainspring 13 are in balance.

また、スロットルバルブ9の開度は開度センサ15により
アナログの電圧値として検出され、そのアナログ電圧信
号は上記電子制御回路3に読み込まれる。
The opening of the throttle valve 9 is detected by the opening sensor 15 as an analog voltage value, and the analog voltage signal is read by the electronic control circuit 3.

上記電子制御回路3は、CPU17、ROM19、RAM21等を中心
に論理演算回路として構成され、コモンバス23を介して
入力部25に接続されて外部からアクセルセンサ1及び開
度センサ15、その他、必要に応じて内燃機関の負荷や内
燃機関の回転速度等の信号の入力を行い、駆動回路27に
指令信号を出力して、電動モータ5の回転速度を制御す
る。上記入力部25には必要に応じて、波形整形回路、マ
ルチプレクサ、A/D変換器等が設けられている。
The electronic control circuit 3 is configured as a logical operation circuit centering on the CPU 17, ROM 19, RAM 21, etc., is connected to the input section 25 via the common bus 23, and is connected to the accelerator sensor 1 and the opening sensor 15 from the outside, as necessary. In response, signals such as the load of the internal combustion engine and the rotation speed of the internal combustion engine are input, and a command signal is output to the drive circuit 27 to control the rotation speed of the electric motor 5. The input section 25 is provided with a waveform shaping circuit, a multiplexer, an A / D converter, etc., if necessary.

次に上記電動モータ5は、回転速度が制御可能な電気を
動力とする各種モータを用いることができる。例えば、
ステップモータ、DCモータ、あるいは誘導モータや同期
モータといったACモータを用いることできる。
Next, as the electric motor 5, various motors whose power is electric and whose rotation speed can be controlled can be used. For example,
A step motor, a DC motor, or an AC motor such as an induction motor or a synchronous motor can be used.

上記非接触継手7は、第3図に示すごとくの流体継手7A
を用いることができる。第3図は円盤状の流体継手7A
を、電動モータ5の出力軸5a及びスロットルバルブ9回
転軸11の軸線を含む面で破断した概略断面図である。本
流体継手7Aは、電動モータ5の出力軸5aに機械的に直結
され出力軸5aと一体となって回転するポンプ31と、スロ
ットルバルブ9の回転軸11に機械的に直結され回転軸11
と一体となって回転するタービン33とからなる。ポンプ
31の外周には、タービン33を覆って作動油35を密封する
カバー37が設けられ、このカバー37はスロットルバルブ
9の回転軸11に対して摺動状態にある。
The non-contact joint 7 is a fluid joint 7A as shown in FIG.
Can be used. Fig. 3 shows a disk-shaped fluid coupling 7A
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along a plane including the output shaft 5 a of the electric motor 5 and the axis of the throttle valve 9 rotating shaft 11. The fluid coupling 7A is mechanically directly connected to the output shaft 5a of the electric motor 5 and is rotated integrally with the output shaft 5a.
And a turbine 33 that rotates integrally with the turbine 33. pump
A cover 37 that covers the turbine 33 and seals the working oil 35 is provided on the outer periphery of the 31. The cover 37 is in a sliding state with respect to the rotary shaft 11 of the throttle valve 9.

電動モータ5の出力軸5aからスロットルバルブ9の回転
軸11へのトルクの伝達は、密封されている上記作動油35
を介して行われる。即ち、ポンプ31の回転と共にポンプ
31側の羽根31aにより送出される作動油35をタービン33
側の羽根33aが受けることにより、ポンプ31の回転速度
に応じてトルクが伝達される。ポンプ31とタービン33と
は機械的に直結していないため、電動モータ5の出力軸
5aとスロットルバルブ9の回転軸11とは各々独立して回
転可能である。
Torque is transmitted from the output shaft 5a of the electric motor 5 to the rotary shaft 11 of the throttle valve 9 by the sealed hydraulic oil 35.
Done through. That is, when the pump 31 rotates,
The hydraulic oil 35 sent out by the blade 31a on the 31st side is transferred to the turbine 33
By the blade 33a on the side being received, torque is transmitted according to the rotation speed of the pump 31. Since the pump 31 and the turbine 33 are not mechanically directly connected, the output shaft of the electric motor 5
5a and the rotary shaft 11 of the throttle valve 9 can rotate independently of each other.

非接触継手の他の例として、電磁誘導を利用した継手を
第4図(イ)、(ロ)に示す。第4図(イ)は円盤状の
電磁継手7Bを、電動モータ5の出力軸5a及びスロットル
バルブ9の回転軸11の軸線を含む面で破断した概略断面
図である。本電磁継手7Bは、電動モータ5の出力軸5aに
圧入で機械的に直結され出力軸5aと一体となって回転す
る円盤状の永久磁石41と、スロットルバルブ9の回転軸
11に圧入で機械的に直結され回転軸11と一体となって回
転するアルミニウム円板43及び鉄円板45とからなる。上
記アルミニウム円板43及び鉄円板45は、各々その周囲に
短円筒状の周縁部43a,45aが設けられている。鉄円板45
の短円筒状の円周部45aには、永久磁石31、アルミニウ
ム円板43及び鉄円板45を覆うカバー47が設けられ、この
カバー47は電動モータ5の出力軸5aに対して摺動状態に
ある。
As another example of the non-contact joint, a joint utilizing electromagnetic induction is shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). FIG. 4 (a) is a schematic sectional view of the disc-shaped electromagnetic coupling 7B taken along a plane including the output shaft 5a of the electric motor 5 and the rotation shaft 11 of the throttle valve 9. The electromagnetic coupling 7B is a disk-shaped permanent magnet 41 that is mechanically directly connected to the output shaft 5a of the electric motor 5 by press fitting and rotates integrally with the output shaft 5a, and a rotary shaft of the throttle valve 9.
It is composed of an aluminum disk 43 and an iron disk 45 that are mechanically directly connected to the shaft 11 by press fitting and rotate integrally with the rotary shaft 11. The aluminum disc 43 and the iron disc 45 are provided with short cylindrical peripheral portions 43a and 45a around the periphery thereof. Iron disc 45
A cover 47 that covers the permanent magnet 31, the aluminum disc 43, and the iron disc 45 is provided on the short cylindrical circumferential portion 45a of the electric motor 5. The cover 47 is in a sliding state with respect to the output shaft 5a of the electric motor 5. It is in.

電動モータ5の出力軸5aからスロットルバルブ9の回転
軸11へのトルクの伝達は、電磁誘導により行われる。即
ち、第4図(ロ)に示す8極の永久磁石41の回転に伴
い、永久磁石41と鉄円板45との間で磁路を形成している
磁力線がアルミニウム円板43を横切って移動することに
よりアルミニウム円板43内に渦電流が発生する。このこ
とにより、永久磁石41側のトルクが永久磁石41の回転速
度に応じてアルミニウム円板43側に伝達される。永久磁
石41とアルミニウム円板43とは直結していないため、電
動モータ5の出力軸5aとスロットルバルブ9の回転軸11
とは各々独立して回転可能である。
The torque is transmitted from the output shaft 5a of the electric motor 5 to the rotary shaft 11 of the throttle valve 9 by electromagnetic induction. That is, as the eight-pole permanent magnet 41 shown in FIG. 4 (b) rotates, the magnetic lines of force forming a magnetic path between the permanent magnet 41 and the iron disc 45 move across the aluminum disc 43. By doing so, an eddy current is generated in the aluminum disc 43. As a result, the torque on the permanent magnet 41 side is transmitted to the aluminum disc 43 side according to the rotation speed of the permanent magnet 41. Since the permanent magnet 41 and the aluminum disc 43 are not directly connected, the output shaft 5a of the electric motor 5 and the rotary shaft 11 of the throttle valve 9
And can rotate independently of each other.

また、上記ぜんまいばね13は、その外方端が吸気管50に
係止し、内方端がスロットルバルブ9の回転軸11に係止
していることにより、スロットルバルブ9を閉方向に付
勢している。
Further, the main spring 13 has its outer end locked to the intake pipe 50 and its inner end locked to the rotary shaft 11 of the throttle valve 9, so that the throttle valve 9 is biased in the closing direction. is doing.

次に、上記電子制御回路3の実施する制御について説明
する。
Next, the control executed by the electronic control circuit 3 will be described.

第5図はそのスロットルバルブ開度制御処理のフローチ
ャートを表している。
FIG. 5 shows a flowchart of the throttle valve opening control processing.

まず処理が開始されると、ステップ100にて各種フラグ
・変数時の初期設定がなされる。次にステップ110にて
アクセルセンサ1の出力をアクセル操作量として検出す
る。次いでステップ120にて上記アクセル操作量に基づ
いて目標スロットル開度TARが計算される。次いでステ
ップ130にて実際のスロットル開度TAを開度センサ15の
出力値から検出する。
First, when the process is started, in step 100, various flags and variables are initialized. Next, at step 110, the output of the accelerator sensor 1 is detected as the accelerator operation amount. Next, at step 120, the target throttle opening TAR is calculated based on the accelerator operation amount. Next, at step 130, the actual throttle opening TA is detected from the output value of the opening sensor 15.

そして、ステップ140にて実際のスロットル開度TAが目
標スロットル開度TARより小さいか否かが判定される。
肯定判定であれば、ステップ150にて電動モータ5の回
転速度を操作するための操作値MSを所定値α増加させる
処理を行う。また、ステップ140にて否定判定されれ
ば、次にステップ160にて実際のスロットル開度TAが目
標スロットル開度TARより大きいか否かが判定される。
肯定判定であれば、ステップ170にて電動モータ5の操
作値MSを所定値β減少させる処理を行う。また、ステッ
プ160にて否定判定されれば、実際のスロットル開度TA
と目標スロットル開度TARとは一致しているとして、操
作値MSに対しては何もされない。
Then, at step 140, it is judged if the actual throttle opening TA is smaller than the target throttle opening TAR.
If the determination is affirmative, in step 150, a process of increasing the operation value MS for operating the rotation speed of the electric motor 5 by a predetermined value α is performed. If a negative determination is made in step 140, then it is determined in step 160 whether the actual throttle opening TA is larger than the target throttle opening TAR.
If the determination is affirmative, in step 170, the operation value MS of the electric motor 5 is decreased by a predetermined value β. If a negative determination is made in step 160, the actual throttle opening TA
And the target throttle opening TAR match, nothing is done to the operation value MS.

ステップ150,170の後、またはステップ160にて否定判定
された後、ステップ180にて操作値MSに応じた出力を電
動モータ5になして、再度ステップ110の処理に戻る。
以下同様な処理を繰り返す。
After steps 150 and 170, or after a negative determination is made in step 160, an output corresponding to the operation value MS is output to the electric motor 5 in step 180, and the process returns to step 110 again.
The same process is repeated thereafter.

従って、スロットバルブ9の開度が所望の開度よりも小
さければ、操作量MSを増加して電動モータ5の回転速度
を上昇させて、非接触継手7を介してスロットルバルブ
9側へ与えるトルクを上昇させる。逆に、スロットルバ
ルブ9の開度が所望の開度よりも大きければ、操作量MS
を減少して電動モータ5の回転速度を低下させて、非接
触継手7を介してスロットルバルブ9側へ与えるトルク
を低下させる。
Therefore, if the opening degree of the slot valve 9 is smaller than the desired opening degree, the operation amount MS is increased to increase the rotation speed of the electric motor 5, and the torque applied to the throttle valve 9 side via the non-contact joint 7 is increased. Raise. On the contrary, if the opening of the throttle valve 9 is larger than the desired opening, the manipulated variable MS
Is decreased to decrease the rotation speed of the electric motor 5 and the torque applied to the throttle valve 9 side via the non-contact joint 7 is decreased.

上記加減算値α,βは同一値でもよく、異なる値として
応答性を調整してもよい。また、α,βの値をMSの値に
応じて、変更してもよい。例えば、第6図の点線で示す
ごとくMSが低い状態では、低速運転時の微妙な車速調整
を行うためにα,βを小さくし、MSが高い状態では、
α,βを大きくしてもよい。ただし、第6図実線はα,
βが固定値の場合のMSとTAとの関係を表す。
The addition and subtraction values α and β may be the same value, or the responsiveness may be adjusted to different values. Further, the values of α and β may be changed according to the value of MS. For example, as shown by the dotted line in FIG. 6, when MS is low, α and β are made small in order to perform delicate vehicle speed adjustment at low speed operation, and when MS is high,
α and β may be increased. However, the solid line in FIG. 6 is α,
Shows the relationship between MS and TA when β is a fixed value.

また、MSの時間的増減分(微分値)ΔMSを検出して、Δ
MSに応じてα,βを設定してもよい。例えば、|ΔMS|
が大きいとき、α,βを大きくし、|ΔMS|が小さいと
き、α,βを小さくする。
Also, the time increment / decrement (differential value) ΔMS of MS is detected, and Δ
You may set α and β according to MS. For example, | ΔMS |
When is large, α and β are increased, and when | ΔMS | is small, α and β are decreased.

本実施例は、上述のごとく構成されているので、電動モ
ータ5が故障して停止した場合、流体継手7Aまたは電磁
継手7Bは、トルクを伝達しなくなる。従って、ぜんまい
ばね13の付勢力のみがスロットルバルブ9に働いて、ス
ロットルバルブ9は全閉になる。速ち、内燃機関の出力
が最低状態となる。電子制御回路3が、異常となって、
操作出力をしなくなった場合にも同様な効果がある。
Since the present embodiment is configured as described above, when the electric motor 5 fails and stops, the fluid coupling 7A or the electromagnetic coupling 7B stops transmitting torque. Therefore, only the biasing force of the mainspring 13 acts on the throttle valve 9, and the throttle valve 9 is fully closed. The speed is high, and the output of the internal combustion engine becomes the minimum state. The electronic control circuit 3 becomes abnormal,
The same effect is obtained when the operation output is stopped.

また、電動モータ5が直流モータである場合、従来の構
成では自動車の定常走行中などはスロットルバルブの開
度がほぼ一定となるために、ブラシがコンミテータの特
定の場所に当接し続け、その当接し合う部分での摩耗が
甚だしく、モータの寿命を短くしてしまうが、上記構成
では、電動モータ5は一方方向に回転し続けるものでよ
く、その回転速度の高低によりスロットルバルブ9の開
度を制御するものであることから、従来のようにコンミ
テータ部分が局部的に摩耗することがない。即ち、電動
モータの寿命が長くなる。また、電動モータ5がパルス
モータである場合、配線が短絡、切断すると、電気的に
ロックする可能性が高い反面、回転し続ける可能性は低
く、パルスモータと非接触継手の組合せは安全対策上、
特に有効である。また、スロットルバルブ9の開度は電
動モータ5の回転速度によるのであるから、電動モータ
5の精度は回転速度の制御精度に依る。従って、モータ
自身の角度分解能は基本的に無関係であるため、高価、
大型、高分解能のHB型でなく、低価格、小型のPM型を電
動モータ5として使用することができる。
Further, when the electric motor 5 is a direct current motor, the opening of the throttle valve is substantially constant in the conventional configuration such as during normal running of the vehicle, so that the brush keeps contacting with a specific place of the commutator, and the corresponding position is maintained. Although the wear at the contacting portions is great and the life of the motor is shortened, in the above-mentioned configuration, the electric motor 5 may continue to rotate in one direction, and the opening and closing of the throttle valve 9 can be controlled by the high and low rotation speed. Since it is controlled, the commutator portion is not locally worn unlike the conventional case. That is, the life of the electric motor is extended. In addition, when the electric motor 5 is a pulse motor, if the wiring is short-circuited or disconnected, it is likely to be electrically locked, but it is unlikely to continue to rotate, and the combination of the pulse motor and the non-contact joint is a safety measure. ,
Especially effective. Further, since the opening degree of the throttle valve 9 depends on the rotation speed of the electric motor 5, the accuracy of the electric motor 5 depends on the control accuracy of the rotation speed. Therefore, since the angular resolution of the motor itself is basically irrelevant, it is expensive,
A low-priced, small-sized PM type can be used as the electric motor 5 instead of the large-sized, high-resolution HB type.

上述した実施例では、α,βの値をMSに応じて変更する
例を挙げたが、α,βは固定のまま、第7図に示すよう
な非円形ギャ201,203の組合せを非接触継手7とスロッ
トルバルブ9との間に配置して、同様な作用を達成する
ことができる。ここでギャ201が非接触継手7側であ
り、ギャ203がスロットルバルブ9側である。即ち、ス
ロットルバルブ9の開度が低い噛み合いの位置では、ギ
ャ201の軸201aと噛み合っている部分の歯面201bとの距
離m1は、ギャ203の軸203aと噛み合っている部分の歯面2
03bとの距離L1に比較して長いが、スロットルバルブ9
の開度が高い噛み合いの位置では、ギャ201の軸201aと
噛み合っている部分の歯面201bとの距離m2は、ギャ203
の軸203aと噛み合っている部分の歯面203bとの距離L2に
比較して短くなっている。このため、スロットルバルブ
9の開度が低いときは、電動モータ5のトルクがギャ20
3に比較的低く伝わり、回転速度の上昇の割には、スロ
ットルバルブ9の開方向へ動かないが、スロットルバル
ブ9の開度が高くなると、電動モータ5のトルクがギャ
203に比較的高く伝わり、回転速度の上昇に応じて、ス
ロットルバルブ9が開方向へ動き易くなる。
In the above-mentioned embodiment, the example in which the values of α and β are changed according to the MS is given, but the combination of the non-circular gears 201 and 203 as shown in FIG. And throttle valve 9 can be placed to achieve a similar effect. Here, the gear 201 is on the non-contact joint 7 side, and the gear 203 is on the throttle valve 9 side. That is, at the meshing position where the opening degree of the throttle valve 9 is low, the distance m1 from the tooth surface 201b of the portion meshing with the shaft 201a of the gear 201 is the tooth surface 2 of the portion meshing with the shaft 203a of the gear 203.
It is longer than the distance L1 with 03b, but the throttle valve 9
At a meshing position where the opening degree is high, the distance m2 between the gear 201 and the tooth surface 201b of the portion meshing with the shaft 201a is
It is shorter than the distance L2 between the tooth surface 203b of the portion meshing with the shaft 203a. Therefore, when the opening of the throttle valve 9 is low, the torque of the electric motor 5 is reduced to 20%.
Even though the throttle valve 9 does not move in the opening direction in spite of the increase in the rotation speed, the torque of the electric motor 5 is reduced when the opening degree of the throttle valve 9 is increased.
It is transmitted to 203 relatively high, and the throttle valve 9 easily moves in the opening direction as the rotation speed increases.

更に、ギャ201は電動モータ5の過回転を生じた場合、
軸201aからその周縁まで最も距離の短い(m3)部分201c
がスロットルバルブ9側のギャ203に接触するが、その
周縁まで最も距離の短い部分201cは歯が刻設されておら
ず、平滑な面であることから、噛み合い状態が解除さ
れ、ギャ203側がぜんまいばね13の作用により、元のス
ロットルバルブ9全閉の状態に戻ってしまう。このよう
に、電動モータ5の過回転に対しても安全性を確保でき
るという効果がある。上記実施例においては、スロット
ルバルブ9の開度をアクセル操作量に応じて制御した
が、本発明をオートドライブ制御装置に適用して自動的
に設定された目標開度に応じて制御しても同様な効果を
生ずる。
Furthermore, when the gear 201 causes excessive rotation of the electric motor 5,
The shortest (m3) part 201c from the shaft 201a to its periphery
Comes into contact with the gear 203 on the throttle valve 9 side, but the portion 201c having the shortest distance to the peripheral edge has no teeth and is a smooth surface, so the meshed state is released and the gear 203 side is the mainspring. Due to the action of the spring 13, the original throttle valve 9 is fully closed. In this way, there is an effect that safety can be ensured even when the electric motor 5 is excessively rotated. Although the opening of the throttle valve 9 is controlled according to the accelerator operation amount in the above embodiment, the present invention may be applied to an automatic drive control device to control according to a target opening automatically set. A similar effect occurs.

また、フィードバック制御ばかりでなく制御装置が単に
電動モータ5をオープンループで制御してスロートルバ
ルブ9の開度を設定するようにしてもよい。
In addition to the feedback control, the control device may simply control the electric motor 5 in an open loop to set the opening degree of the throat valve 9.

上記実施例において、ぜんまいばね13が付勢手段M2に該
当し、電動モータ5が回転出力手段M3に該当し、流体継
手7A,電磁継手7Bが被接触継手M4に該当し、電子制御回
路3が回転速度制御手段M5に該当する。
In the above embodiment, the mainspring 13 corresponds to the biasing means M2, the electric motor 5 corresponds to the rotation output means M3, the fluid coupling 7A and the electromagnetic coupling 7B correspond to the contacted coupling M4, and the electronic control circuit 3 It corresponds to the rotation speed control means M5.

発明の効果 本発明は上述のごとく、付勢手段M2にて閉方向へ付勢さ
れているスロットルバルブM1に開方向のトルクが非接触
継手M4を介して回転出力手段M3から伝達されるように構
成されているため、回転出力手段M3が停止(ロック)す
ると、非接触継手M4は回転出力手段M3よりのトルクをス
ロットルバルブM1に伝達しなくなるため、回転出力手段
M3のロック故障を検出するための装置を設けなくても付
勢手段M2によりスロットルバルブM3を全閉にすることが
できて、内燃機関の異常な過回転が生じることがなく、
安全性を高めることができる。
As described above, the present invention allows the torque in the opening direction to be transmitted from the rotation output means M3 via the non-contact joint M4 to the throttle valve M1 which is biased in the closing direction by the biasing means M2. Since it is configured, when the rotation output means M3 is stopped (locked), the non-contact joint M4 does not transmit the torque from the rotation output means M3 to the throttle valve M1.
Even without providing a device for detecting the lock failure of M3, the throttle valve M3 can be fully closed by the biasing means M2, and abnormal overspeed of the internal combustion engine does not occur,
The safety can be improved.

また、回転出力手段M3として、回転位置精度が低いもの
でも適用でき、更に回転し続けるために、例えば回転出
力手段M3としてブラシ式の直流モータを使用した場合、
一部分に集中した摩耗が生じにくく、より寿命が長くな
る。
Further, as the rotation output means M3, one having a low rotational position accuracy can be applied, and in order to keep rotating further, for example, when a brush type DC motor is used as the rotation output means M3,
Wear that concentrates on one part is unlikely to occur, and the service life is extended.

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

第1図は本発明の基本的構成例示図、第2図はその一実
施例の概略構成図、第3図は流体継手の概略断面図、第
4図(イ)は電磁継手の概略断面図、第4図(ロ)はそ
の円盤状の永久磁石の説明図、第5図は電子制御回路に
て実行されるスロットルバルブ開度制御処理のフローチ
ャート、第6図はモータ回転速度MSとスロットル開度TA
との関係を表すグラフ、第7図は非円形ギャの噛み合い
状態を表す説明図を示す。 3……電子制御回路、5……電動モータ 7A……流体継手、7B……電磁継手 9……スロットルバルブ、13……ぜんまいばね 15……スロットルバルブの開度センサ
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a basic configuration of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an embodiment thereof, FIG. 3 is a schematic sectional view of a fluid coupling, and FIG. 4 (a) is a schematic sectional view of an electromagnetic coupling. 4 (b) is an explanatory view of the disk-shaped permanent magnet, FIG. 5 is a flowchart of throttle valve opening control processing executed by an electronic control circuit, and FIG. 6 is a motor rotation speed MS and throttle opening. Degree TA
FIG. 7 is a graph showing the relationship with the above, and FIG. 3 ... Electronic control circuit, 5 ... Electric motor 7A ... Fluid coupling, 7B ... Electromagnetic coupling 9 ... Throttle valve, 13 ... Mainspring 15 ... Throttle valve opening sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高尾 光則 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−153945(JP,A) 特開 昭61−237842(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mitsunori Takao 1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi Nihon Denso Co., Ltd. (56) Reference JP-A-59-153945 (JP, A) JP-A-61 -237842 (JP, A)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内燃機関の吸入空気量を調節するスロット
ルバルブを閉方向に付勢する付勢手段と、 回転することによりトルクを出力する回転出力手段と、 該回転出力手段と上記スロットルバルブとの間に設けら
れ、上記回転出力手段からの前記スロットルバルブ開方
向のトルクを、前記回転出力手段の回転速度に応じて、
前記スロットルバルブ側に伝達する非接触継手と、 外部からの指令値に基づいて、上記スロットルバルブの
目標開度を求め、上記スロットルバルブの開度が目標開
度となるよう上記回転出力手段の回転速度を制御する回
転速度制御手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関のスロットルバルブ
開度制御装置。
1. A biasing means for biasing a throttle valve for adjusting an intake air amount of an internal combustion engine in a closing direction, a rotation output means for outputting a torque by rotating, a rotation output means and the throttle valve. The torque in the opening direction of the throttle valve from the rotation output means, depending on the rotation speed of the rotation output means,
Based on a non-contact joint transmitted to the throttle valve side and a command value from the outside, the target opening of the throttle valve is obtained, and the rotation output means is rotated so that the opening of the throttle valve becomes the target opening. A throttle valve opening control device for an internal combustion engine, comprising: a rotational speed control means for controlling a speed.
【請求項2】前記非接触継手が、流体を利用してトルク
を伝達する流体継手である特許請求の範囲第1項記載の
スロットルバルブ制御装置。
2. The throttle valve control device according to claim 1, wherein the non-contact joint is a fluid joint that transmits torque by using a fluid.
【請求項3】前記非接触継手が、電磁誘導を利用してト
ルクを伝達する継手である特許請求の範囲第1項記載の
内燃機関のスロットルバルブ開度制御装置。
3. The throttle valve opening control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the non-contact joint is a joint that transmits torque by utilizing electromagnetic induction.
【請求項4】前記回転速度制御手段は、前記スロットル
バルブの実開度が目標開度より小さい時前記回転出力手
段の回転速度を上昇させ、前記スロットルバルブの実開
度が目標開度より大きい時前記回転出力手段の回転速度
を低下させる手段を含む特許請求の範囲第1項または第
2項または第3項記載の内燃機関のスロットルバルブ開
度制御装置。
4. The rotation speed control means increases the rotation speed of the rotation output means when the actual opening of the throttle valve is smaller than a target opening, and the actual opening of the throttle valve is larger than the target opening. The throttle valve opening control device for an internal combustion engine according to claim 1, 2 or 3, further comprising means for reducing the rotation speed of the rotation output means.
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