JPH05231190A - スロットルアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は内燃機関の吸入空気量制御の電子制御
化に関するもので、従来と同等の信頼性を確保しつつ、
構成の簡素化及び適応範囲の拡大、さらに経済性の向上
を目指している。 【構成】メインシリンダ１の内部にシリンダ小径部１ａ
とシリンダ大径部１ｂを設け、小ピストン２と大ピスト
ン６を内装し油圧伝達機構を構成する。さらに、シリン
ダ小径部１ａ壁面に前記油圧伝達機構内の油液量を一定
に補正するためのポートＡ１０を設けるとともに、ポー
トＢ１２を設けモータによる油圧装置１３と接続し、電
子制御により、本油圧伝達装置の駆動を行なう。 【効果】本発明によれば、比較的容易な工作技術により
電子制御スロットルアクチュエータが得られるので、経
済的効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用吸入空気量
制御機構に関し、制御精度や、制御に柔軟性を持たせる
ために用いられる電子制御方式の特に、制御機構又は制
御素子の故障時のフェイルセーフ機能に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術は、例えば、特開平2−14043
6 号の様に数種のギアと数ケ所の軸受を用い、差動機構
を応用して、アクセルペダルとモータの両方の駆動系で
エンジンへの吸入空気量を制御できる様にしたものや、
同目的を達成するために、特開平2−27123号の様にギア
とリンクを並用した機構のものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術では、
使用部品点数の多さや、形状の複雑さから加工や組立に
多くの工数を要した、さらに、スロットルボディへのモ
ータ直付構成であるため、スロットルボディ部の外形が
著しく大きくなる傾向にあった。本発明は、スロットル
ボディへの部品の集中を無くすことにより、スロットル
ボディ外形の大型化を防ぐと同時に、複雑化していた、
加工，組立作業を平易なものとすることを目的の１つと
している。

【０００４】これとは別に、スロットルアクチュエータ
を制御，駆動している電子部品や、モータ等が万が一、
故障を起した場合でも、安全に車両を運行できる様なフ
ェイルセーフ機能を持たせることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明においては、部品
点数や組立工数を減らすために、複雑やギアやリンクを
用いず、極めて単純な構成の油圧機構を用いた。またス
ロットルボディへの部品の集中を防ぐために、油圧機構
の構成の柔軟さを生かして対応した、例えば、モータ駆
動の圧力発生部と、絞り弁駆動用のピストン部とを分割
して設け、両者を油圧配管で結合する等である。さらに
フェイルセーフ機能については、油圧を介した、モータ
を用いた電子制御系と従来通りのアクセスペダルを用い
た運転者が操作する系統との２重化を行うことにより達
成している。

【０００６】

【作用】本発明での油圧系統に直線運動する機構を用い
ているので製造時基本的に円筒加工で事足りる。また、
本発明品は、前述の様に構成の自由度が大きいので従来
のアクセルペダルとスロットルボディのワイヤラインの
中間位置に設置することもでき、スロットルアクチュエ
ータを構成する際に従来のアクセル機構やスロットルボ
ディをそのまま使用することが可能である。さらにフェ
イルセーフ機能については、アクセルペダルにより動作
するピストン用シリンダと、電子制御による油圧出力を
パイプで結合することにより達成している。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の１実施例を図面を用いて説明
する。

【０００８】図１は本発明の請求項１の断面を示してい
る。メインシリンダ１の内部には、前記メインシリンダ
軸方向に可動なる様に、入力ピストン２がはめ込まれて
いる。入力ピストン２には、Ｏリング２ａが取付けられ
て気密を確保している。また入力ピストン２には、図示
されないアクセルペダルの動作を入力ピストン２に伝達
する入力ロッド４が取付けられており、図示されないア
クセルペダルを踏み込むと、入力ピストン２が図中の右
側に移動する構成とされている。入力ロッド４には、ス
プリングウケ４ａが固定されており、スプリングウケ４
ａとメインシリンダ１の外壁との間に、圧縮バネ３が設
けられており、入力ピストン２を図中の左方向に位置づ
ける様にバネ力を布勢している。

【０００９】さらに、前記メインシリンダ１の内部に
は、前記入力ピストン２と対向して、出力ピストン６
が、前記メインシリンダ１の軸方向に可動なる様にはめ
込まれている。出力ピストン６には、Ｏリング６ｂが取
付けられ気密を確保している。出力ピストン６には、図
示されない、エンジンの吸入空気量を制御するスロット
ルバルブの軸に固定されたレバーに、出力ピストン６の
動作を伝達する出力ロッド８が取付けられている。出力
ピストン６が図中の右方向に動いた場合、図示されない
エンジンの吸入空気量を制御するスロットルバルブが閉
じる動作を行う様に構成されている。出力ロッド８に
は、スプリングウケ８ａが固定されており、スプリング
ウケ８ａとメインシリンダ１の端部に固定されたキャッ
プ９との間には、圧縮バネ７が出力ピストン６を図中の
左方向に位置づける様にバネ力を布勢している。

【００１０】メインシリンダ１の入力ピストン２側壁面
には、入力ピストン２と出力ピストン６間の油量を一定
に保つべく油溜１１がポートＡ１０を介して取付けられ
ている。ポートＡ１０は入力ピストン２がメインシリン
ダ１中で、図中の左端に移動した場合にのみメインシリ
ンダ１と油溜１１が継る様な位置に開口しており、入力
ピストン２が前記の位置以外の場所にある場合には、入
力ピストン２の側面にて、メインシリンダ１と油溜１１
とを結ぶポートＡ１０を遮断する様に動作する。一方ポ
ートＢ１２は、メインシリンダ１の壁面でかつ、入力ピ
ストン２及び出力ピストン６が動作しても開口部が塞が
れない位置に開口しており、ポートＡ10の様に、入力ピ
ストン２や出力ピストン６の動作により開閉されること
はない。ポートＢには圧力パイプ５を介して油圧装置１
３と結合している。油圧装置１３はサブシリンダ１４、
及びサブシリンダ１４内に、軸方向に移動可なる様にピ
ストン１５が差し込まれている。ピストン１５にはＯリ
ング１５ａが取付けられ気密を確保している。さらにピ
ストン１５にはメネジ部１５ｂが設けられており、モー
タ１６のモータ軸１６ａに設けられているメネジ部１６
ｂとかみ合い、モータ軸１６ａの回転に伴いサブシリン
ダ１４中をピストン１５が軸方向に移動動作する。

【００１１】つぎに本発明の動作を説明する。

【００１２】油圧装置１３が動作していない場合、図示
されないアクセスルペダルを踏み込むと、入力ロッド４
を介して入力ピストン２が図の右方向に移動し入力ピス
トン２と出力ピストン６との間に満たされている油液に
圧力を伝え出力ピストン６を図の右方向に向って押す。
出力ピストン６に取付けられた出力ロッド８は図の右方
向に移動するので、図示されないエンジンの吸入空気量
を制御するスロットルバルブが開く。一方、図示されな
いアクセルペダルを、一旦踏み込んだ後、足を外した場
合圧縮バネ３と圧縮バネ７のバネ力により入力ピストン
２及び出力ピストン６は図の左方向に移動するので、図
示されないエンジンの吸入空気量を制御するスロットル
バルブが閉じる様動作する。

【００１３】つぎに、図示されないエンジンのコントロ
ールユニットからの指令をモータ１６が受け取り油圧装
置１３が動作した場合、図示されないアクセルペダルを
一定量踏み込んだ状態で、モータ１６が動作すると、サ
ブシリンダ１４内のピストン１５が軸方向に移動し、圧
力パイプ１８を介して入力ピストン２と出力ピストン６
に圧力を伝える。このとき入力ピストン２には図示され
ないアクセルペダルからの力が加わっているので、出力
ピストンのみが移動する。

【００１４】この様にして、図示されないエンジンのコ
ントロールユニットからの指令により、図示されないエ
ンジンの吸入空気量を制御するスロットルバルブが、電
気信号に対応して動作する。

【００１５】つぎに万が一モータ１６が動作不能になっ
た場合、図示されないアクセルペダルから足を外すと、
圧縮バネ３及び圧縮バネ７のバネ力により、入力ピスト
ン２がシリンダ小径部１ａの図面左端に移動するのでポ
ート１０が開状態となり、油溜１１とシリンダ小径部１
ａが継がり、油圧装置１３の動作により、シリンダ小径
部１ａとシリンダ大径部１ｂに追加または削減された油
液量が、ポート１０を通して油溜１１に排出または油溜
１１から補給され、油液及びピストンの関係がモータ１
６を動作する前、つまり油圧装置１３が作動していない
状態と同じになる。

【００１６】つぎに図２を用いて本発明の請求項２を説
明する。尚、図２において図１と同一番号の部分は同一
名称同一機能を有する。

【００１７】請求項２は同１項に対し、入力ピストン２
と出力ピストン６との径が異なる構成としている。他は
同一である。

【００１８】入力ピストン２の径に対し出力ピストン６
の径を大きくすることにより油圧装置１３より発生した
圧力が、メインシリンダ１に加わった場合出力ピストン
６に加わる力の方が入力ピストン２に加わる力より大き
くなる。つまり油圧装置１３が動作した場合の、入力ピ
ストンへの返力を小さくできる。

【００１９】この様に本実施例によれば加工組立上比較
的容易に、かつ従来の機構を流用することができ、さら
に、信頼性も確保した電子制御スロットルアクチュエー
タを実現することができる。

【００２０】

【発明の効果】この様に本発明によれば、同一機能を目
指した場合、ギアやリンク類を使用したものに対し、加
工，組立性を良好にできる、また、機構を分散できるの
で、エンジンへの搭載性も良好となる。さらに従来の電
子制御スロットルアクチュエータを搭載していない形の
ものにも後付けという形で搭載可となる。従って、組立
性及び経済性の向上に大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の断面図を示す。

【図２】本発明の第２実施例の断面図を示す。

【符号の説明】１ …メインシリンダ、１ａ…シリンダ小径部、１ｂ…シ
リンダ大径部、２…入力ピストン、３…圧縮バネ、４…
入力ロッド、５…圧力パイプ、６…出力ピストン、７…
圧縮バネ、８…出力ロッド、１０…ポートＡ、１１…油
溜、１２…ポートＢ、１３…油圧装置、１４…サブシリ
ンダ、１５…ピストン、１６…モータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 直行 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 佐藤 英治 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 門向 裕三 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】耐圧シリンダと、前記耐圧シリンダ内に一
   対のピストンが対向してなり、該一対のピストンの片方
   に伝達索を用いて、アクセルペダルの出力を接続し、他
   方に伝達索を用いて、エンジンの吸気筒内に内装された
   スロットルバルブ駆動用リンクを接続するとともに、前
   記アクセルペダルの出力を接続したピストンが、前記耐
   圧シリンダ内を軸方向に移動するにつれピストン側面で
   開または、閉状態となるポートと、前記一対のピストン
   の、前記耐圧シリンダ内での移動にかかわらず常時開口
   しているポートとを配し、前記ピストンの移動により開
   閉するポートに油溜め容器を接続し、常時開口している
   ポートに、エンジンのコントロールユニットからの信号
   により正または負の油圧を発生するモータ駆動の油圧量
   の出力を接続したことを特徴とするスロットルアクチュ
   エータ。
2. 【請求項２】請求項１記載のスロットルアクチュエータ
   において、前記アクセルペダルを接続したピストン径に
   比較し、前記エンジンの吸気筒内に内装されたスロット
   ルバルブ駆動用リンクに接続したピストンが大径である
   ことを特徴とするスロットルアクチュエータ。