JPH03134250A - スロットル駆動装置におけるスロットル開度検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ０発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、吸気通路を有する支持体に該吸気通路を開閉
可能に支承されるとともに支持体との間に介装した戻し
ばねにより前記吸気通路を閉じる方向に付勢されたスロ
ットル弁と、入力電気量に応じて作動するモータとの間
に、ソレノイドの通電状態切換に応じて前記モータおよ
びスロットル弁間の連結、遮断を切換可能なドグクラッ
チが介装されるスロットル駆動装置において、スロット
ル開度を精度よく検出するための方法に関する。

（２）従来の技術 従来、かかるスロットル駆動装置は、たとえば特公昭４
１−１０５６６号公報等により知られている。

（３）発明が解決しようとする課題 上記従来のスロットル駆動装置では、スロットル弁軸に
ポテンショメータ等のスロットル開度検出センサを付設
してスロットル開度を検出するようにしているが、かか
るスロットル開度検出センサは、スロットル開度を精度
よく検出する必要上高価である。

ところで、スロットル弁はモータにより駆動されるので
、モータの作動量がスロットル開度に対応することにな
り、該モータの回転角に依存するパルスをカウンタでカ
ウントするようにすると、安価でかつ精度よくスロット
ル開度を検出することが可能である。ところが、ドグク
ラッチにおいて、その動力遮断状態におけるドグとドグ
穴との相対位置が一定に定まるものではないので、ドグ
クラッチが接続状態となってスロットル弁が所望開度ま
で回動駆動されるまでのモータの回転角がドグクラッチ
の遮断、接続の切換毎に異なることになり、モータの回
転角に依存するパルスを単純にカウントするだけでは、
スロットル開度を正確に検出することが困難である。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、モ
ータの回転角に依存するパルスのカウントにより安価に
かつ正確にスロットル弁開度を検出し得るようにしたス
ロットル駆動装置におけるスロットル開度検出方法を提
供することを目的とする。

Ｂ９発明の構成 （１）課題を解決するための手段 本発明方法によれば、モータを、戻しばねのセットトル
クよりも小さくかつドグクラッチのすべりトルクよりも
大きな初期トルクと、戻しばねのセットトルクよりも大
きな通常トルクとで切換えて電力付勢可能とし、ドグク
ラッチを遮断状態から連結状態とするためのソレノイド
の通電状態切換初期にドグクラッチのドグ穴ピッチから
定まる１ピッチあたりのモータの回転角よりも大きな回
転角だけモータを初期トルクで作動せしめた後、所望の
電気量を付与してモータを通常トルクで作動せしめるよ
うにし、モータの回転角に依存するパルスをカウンタで
カウントしてスロットル開度を検出するとともに該カウ
ンタを前記モータの初期トルクによる作動後にリセット
する。

（２）　作用 上記方法によると、ドグクラッチを連結状態とすべくソ
レノイドの通電状態を切換えたときには、その切換初期
にモータは初期トルクでドグ穴の１ピッチよりも大きな
回転角だけ作動し、それによリドグクラッチが確実に連
結状態となる。而してドグクラッチが連結状態となって
も前記初期トルクよりも戻しばねのセットトルクの方が
大きいので、スロットル弁は閉弁状態を保ち、この状態
でカウンタがリセットされることによりスロットル弁と
カウンタとの相関がとれたことになり、その後の通常ト
ルクによるモータの回転に伴うパルスをカウンタでカウ
ントすることにより、スロットル開度を精度よく検出す
ることができる。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、先ず第１図および第２図において、支持体としてのス
ロットルボディ１には、スロットル軸２が軸受３，４を
介して回動自在に支承されており、このスロットル軸２
には、スロットルボディ１に形成されている吸気通路５
を開閉するバタフライ形スロットル弁６が固設される。

スロットル軸２の両端はスロットルボディ１から両側に
それぞれ突出される。スロットルボディ１から突出され
たスロットル軸２の一端側（第１図の右側）には第ルバ
ー７が固定され、またスロットルボディ１から突出した
スロットル軸２の他端側（第１図の左側）には第２レバ
ー８および被動歯車１６が固定される。

しかも第４レバー７およびスロットルボディ１間には、
第ルバー７すなわちスロットル軸２をスロットル弁閉じ
側に付勢する第１戻しばね１０が介装され、また第２レ
バー８とスロットルボディ１との間には第２レバー８す
なわちスロットル軸２をスロットル弁閉じ側に付勢する
第２戻しばね１１が介装される。

一方、スロットルボディ１には、該スロットルボディ１
から突出したスロットル軸２の他端側を覆うようにして
カバー１２が取付けられており、このカバー１２にはス
ロットル軸２と平行な軸線を有するステッピングモータ
１３が取付けられる。

而して、第２レバー８は、ドグクラッチ１４を介してス
テッピングモータ１３に連結される。すなわちステッピ
ングモータ１３の出力軸に設けられた駆動歯車１５と、
前記被動歯車１６との間にドグクラッチ１４が介設され
る。

ドグクラッチ１４は、カバー１２に固定されるケーシン
グ１７と、前記スロットル軸２と平行にしてケーシング
１７に回転自在に支承される回転軸１８と、前記駆動歯
車１５に噛合して回転軸１８に固定される入力歯車１９
と、被動歯車１６に噛合して回転軸１８に相対回転自在
に支承される出力歯車２０と、回転軸１８を囲繞してケ
ーシング１７内に固定配置されるソレノイド２１と、該
ソレノイド２１の励磁時に回転軸１８および出力歯車２
０間を連結すべく人、出力歯車１９．２０間に配置され
る作動板２２とを備える。而して該作動板２２は、回転
軸１８に相対回転不能に支承されるものであり、出力歯
車２０の作動板２２への対向面には複数のドグ穴２０ａ
が周方向に等間隔をあけて穿設され、作動板２２の出力
歯車２０への対向面にはそれらのドグ穴２０ａに嵌合し
得るドグ歯２２ａが突設されている。したがってソレノ
イド２１の励磁に応じて作動板２２が出力歯車２２側に
吸引されて前記ドグ穴２０ａにドグ歯２２ａが嵌合する
ことにより入力歯車１９および出力歯車２０間が連結さ
れることになる。しかも作動板２２は、図示しないばね
により出力歯車２０から離反する方向に付勢されており
、ソレノイド２１が消磁状態にあるときには作動板２２
が出力歯車２０から離反してドグクラッチ１４は遮断状
態にある。

ところでステッピングモータ１３の作動は制御手段２３
により制御されるものであり、この制御手段２３は、第
３図で示すように構成される。

第３図において、アクセルペダル２４の踏込み量を検出
するスロットル操作量検出器２５と、点火スイッチ２６
とが制御手段２３に接続されており、制御手段２３は、
スロットル操作量検出器２５および点火スイッチ２６か
らの信号により、ステッピングモータ１３の作動および
ソレノイド２１の通電状態を制御するとともに、スロッ
トル開度検出器２７にスロットル開度に対応した信号を
入力する。またステッピングモータ１３は、初期トルク
Ｔ０と、その初期トルクＴ、ｌＩよりも大きな通常トル
クＴ　Ｘ２とで切換えて電力付勢可能なものであり、初
期トルクＴ＋ｃ＋発生用の初期電源２８と、前記通常ト
ルクＴ。２を発生させるための通常電源２９とが、制御
手段２３を介してステッピングモータ１３に接続される
。

制御手段２３は、ステッピングモータ１３にその作動量
を定めるパルスを与えて該ステッピングモータ１３を駆
動するモータ駆動回路３０と、ステッピングモータ１３
と前記初期電源２８および通常電源２９との接続状態を
切換えるための切換スイッチ３１と、スロットル操作量
検出器２５の検出値に応じてステッピングモータ１３に
付与スるパルスを設定するためのパルス設定回路３２と
、常時一定のパルスを発生する初期パルス発生回路３３
と、前記モータ駆動回路３０とパルス設定回路３２およ
び初期パルス発生回路３３との接続状態を切換えるため
の切換スイッチ３４と、点火スイッチ２６からの信号入
力に応じて一定時間だけハイレベルの信号を出力するタ
イマ３５と、モータ駆動回路３０からステッピングモー
タ１３に与えられるパルスをカウントし２てスロットル
開度検出器２７に与えるカウンタ３６と、点火スイッチ
２６からの信号に応じてソレノイド２１を励磁するため
のソレノイド励磁回路３７とを備える。

切換スイッチ３１は、初期電源２８に接続される個別接
点３１ａと、通常電源２９に接続される個別接点３１ｂ
と、ステッピングモータ１３に接続される共通接点３１
ｃとを備え、タイマ３５の出力がハイレベルであるとき
に個別接点３１ａを共通接点３１ｃに導通させ、タイマ
３５の出力がローレベルであるときには個別接点３１ｂ
を共通接点３１ｃに導通させる。

パルス設定回路３２は、アクセルペダル２４の踏込み量
に応じた回転角だけステッピングモータ１３を回動させ
るだけのパルスを発生するものである。一方、初期パル
ス発生回路３３は、ドグクラッチ１４においてドグ穴２
０ａの１ピッチあたりのステッピングモータ１３の回転
角よりもわずかに大きい回転角だけステッピングモータ
１３を作動せしめるのに必要な初期パルスを発生するも
のである。而して切換スイッチ３４は、初期パルス発生
回路３３に接続される個別接点３４ａと、パルス設定回
路３２に接続される個別接点３４ｂと、モータ駆動回路
３０に接続される共通接点３４ｃとを備え、この切換ス
イッチ３４は、タイマ３５の出力がハイレベルであると
きに個別接点３４ａを共通接点３４ｃに導通させ、タイ
マ３５の出力がローレベルであるときには個別接点３４
ｂを共通接点３４ｃに導通させる。

タイマ３５は、エンジン始動時に点火スイッチ２６から
ハイレベルの信号が入力されるのに応じて一定時間だけ
ハイレベルの信号を出力するものであり、この一定時間
は、前記初期パルスによる回転角だけステッピングモー
タ１３が作動するのに充分な時間に設定される。

またカウンタ３６は、モータ駆動回路３０から出力され
るパルスをカウントし、そのカウント数に応じた信号を
スロットル開度検出器２７に入力するものであるが、乙
のカウンタ３６はタイマ３５の信号の立ち下がりに応じ
てリセットされる。

ところで、戻しばね１０．１１のセットトルクＴｓ、ス
テッピングモータ１３の初期トルクＴＸＩおよび通常ト
ルクＴｘ２、ならびにドグクラッチ１４のすべりトルク
Ｔｃは、次のような関係を有するように設定される。

Ｔ　ｗ　２　＞　Ｔ　ｓ　＞　Ｔ　Ｘ　Ｉ　＞　Ｔ　ｃ
次にこの実施例の作用について説明すると、エンジン始
動前にはソレノイド２１は消磁されており、スロットル
弁６およびステッピングモータ１３間は遮断状態にあり
、ドグクラッチ１４においてドグ歯とドグ穴との相対位
置は不定である。

エンジンを始動すべく点火スイッチ２６をＯＮ状態にす
ると、ソレノイド２１が励磁されるとともにタイマ３５
が作動して一定時間だけ該タイマ３５からハイレベルの
信号が出力される。これによりモータ駆動回路３０には
初期パルス発生回路３３が接続され、ステッピングモー
タ１３には初期電源２８が接続される。これによりドグ
クラッチ１４において作動板２２はソレノイド２１によ
り出力歯車２０側に吸引され、モータ駆動回路３０は初
期パルス発生回路３３からの信号に応じた初期パルスを
ステッピングモータ１３に与え、該ステッピングモータ
１３は、ドグクラッチ１４のドグ穴２０ａのピッチから
定まる１ピッチあたりの回転角よりも大きな回転角だけ
初期トルク’Ｉ”ＸＩで回転作動することになる。而し
てＴ　Ｘ　Ｉ　＞　Ｔ　ｃと設定されているので、ソレ
ノイド２１により出力歯車２０側に吸引されている作動
板２２と出力歯車２０とはドグ歯２２ａがドグ穴２０ａ
に嵌合するまで相互にすべり、ドグクラッチ１４が連結
状態となる。しかもドグクラッチ１４が連結状態となっ
ても、Ｔｓ　＞Ｔｉ１ｌであるので、スロットル弁６は
その閉弁状態を維持したままである。

このようにしてドグクラッチ１４を遮断状態から連結状
態とする初期には、ドグクラッチ１４を連結状態としな
がらスロットル弁６の閉弁状態を維持することができる
。しかも一定時間経過後にタイマ３５の出力がローレベ
ルとなると、カウンタ３６がリセットされる。したがっ
てスロットル弁６とカウンタ３６との間に相関を持たせ
ることができる。

また前記一定時間経過後に、切換ステッピング３１．３
４のスイッチング態様が切換ゎり、ステッピングモータ
１３に通常電源２９が接続されるとともにパルス設定回
路３２がモータ駆動回路３０に接続される。これにより
アクセルペダル２４の踏込み量に応じてステッピングモ
ータ１３に付与すべきパルスがパルス設定回路３２で設
定され、そのパルスがモータ駆動回路１３に付与される
。

したがってステッピングモータ１３は、所望の回転角だ
け通常トルクＴ。２で回転作動することになり、戻しば
ね１０．１１のセットトルク’ｒｓ　＜通常トルクＴ＋
＜２であるので、スロットル弁６が所望の開度まで開弁
作動する。しかもモータ駆動回路３０からステッピング
モータ１３に付与されるパルスをカウンタ３６でカウン
トしているので、そのカウント値に基づいてスロットル
開度検出器２７でスロットル開度を得ることができる。

このようにして、ステッピングモータ１３に付与するパ
ルスをカウンタ３６でカウントして、正確なスロットル
開度を得ることができる。

以上の実施例では、ソレノイド２１の消磁状態で遮断状
態とし、ソレノイド２１を励磁することにより遮断状態
から連結状態に切換えるようにしたドグクラッチ１４を
取り上げて説明したが、本発明は、ソレノイドの消磁状
態で連結状態であって異常発生時にソレノイドを励磁す
ることにより遮断状態となるドグクラッチを用いたスロ
ットル駆動装置にも適用可能であり、その場合、異常発
生に応じて一旦遮断状態となったドグクラッチを再度連
結状態とするときに、本発明に従うことによりスロット
ル弁とカウンタとの間で相関をとらせることができる。

またステッピングモータ１３に代えてサーボモータを用
い、そのサーボモータの回転角を検出するエンコーダか
らのパルスをカウンタでカウントするようにしてもよい
。

Ｃ２発明の効果 以上のように本発明によれば、モータを、戻しばねのセ
ットトルクよりも小さくかっドグクラッチのすべりトル
クよりも大きな初期トルクと、戻しばねのセットトルク
よりも大きな通常トルクとで切換えて電力付勢可能とし
、ドグクラッチを遮断状態から連結状態とするためのソ
レノイドの通電状態切換初期にドグクラッチのドグ穴ピ
ッチから定まる１ピッチあたりのモータの回転角よりも
大きな回転角だけモータを初期トルクで作動せしめた後
、所望の電気量を付与してモータを通常トルクで作動せ
しめるようにし、モータの回転角に依存するパルスをカ
ウンタでカウントしてスロットル開度を検出するととも
に該カウンタを前記モータの初期トルクによる作動後に
リセットするので、ドグクラッチを遮断状態から連結状
態とするときに、スロットル弁とカウンタとの間で相関
をとらせ、カウンタによるカウント値により正確なスロ
ットル開度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図はス
ロットル駆動装置の縦断正面図、第２図は第１図におけ
る各構成要素の連結状態を示すための斜視図、第３図は
制御手段の構成を示すブロック図である。 １・・・支持体としてのスロットルボディ、５・・・吸
気通路、６・・・スロットル弁、１０．１１・・・戻し
ばね、１３・・・ステッピングモータ、１４・・・ドグ
クラッチ、２０ａ・・・ドグ穴、２１・・・ソレノイド
、３６・・・カウンタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気通路（５）を有する支持体（１）に該吸気通路（５
   ）を開閉可能に支承されるとともに支持体（１）との間
   に介装した戻しばね（１０、１１）により前記吸気通路
   （５）を閉じる方向に付勢されたスロットル弁（６）と
   、入力電気量に応じて作動するモータ（１３）との間に
   、ソレノイド（２１）の通電状態切換に応じて前記モー
   タ（１３）およびスロットル弁（６）間の連結、遮断を
   切換可能なドグクラッチ（１４）が介装されるスロット
   ル駆動装置において、前記モータ（１３）を、戻しばね
   （１０、１１）のセットトルクよりも小さくかつドグク
   ラッチ（１４）のすべりトルクよりも大きな初期トルク
   と、戻しばね（１０、１１）のセットトルクよりも大き
   な通常トルクとで切換えて電力付勢可能とし、ドグクラ
   ッチ（１４）を遮断状態から連結状態とするためのソレ
   ノイド（２１）の通電状態切換初期にドグクラッチ（１
   ４）のドグ穴（２０ａ）ピッチから定まる１ピッチあた
   りのモータ（１３）の回転角よりも大きな回転角だけモ
   ータ（１３）を初期トルクで作動せしめた後、所望の電
   気量を付与してモータ（１３）を通常トルクで作動せし
   めるようにし、モータ（１３）の回転角に依存するパル
   スをカウンタ（３６）でカウントしてスロットル開度を
   検出するとともに該カウンタ（３６）を前記モータ（１
   ３）の初期トルクによる作動後にリセットすることを特
   徴とするスロットル駆動装置におけるスロットル開度検
   出方法。