专利名称：电子节气门控制系统及两轮摩托车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子节气门控制系统，更具体地，涉及一种为系统故障(失效，异常)而准备的电子节气门控制系统。
背景技术：
用于电子地控制节气门的开度以调节到发动机(内燃机)的进气量的电子节气门系统可降低排放和燃料消耗，并已用于某些四轮机动车。
这种电子节气门系统具有这样的故障保护功能，即，当控制系统发生故障时，该功能停止通过电动机对节气门的致动，并利用弹簧的作用力使节气门恢复到完全关闭位置。从而维持发动机处于这样一种状态，即，可进行躲避运行并将车辆驱动至安全位置。
当设有旁通管路从而即使在节气门通过弹簧的作用力恢复到完全关闭位置时仍可允许一定量的空气进入发动机时，可维持发动机处于可进行躲避运行的状态。
专利文献JP-A-2003-201866公开了这样一种方法，该方法通过用于沿关闭方向作用于节气门的一弹簧和用于沿打开方向作用于节气门的另一弹簧的作用力转动节气门并将节气门保持在预定开度位置而没有旁通管路。
当控制系统发生故障时，节气门通过弹簧的作用力沿关闭方向转动的速度很高。因此，发动机的输出迅速降低。在机动车(四轮机动车)的情况下，由于车辆的重量很大，即使发动机输出迅速降低，驾驶员也不会感觉到车辆特性(工况)的变化。然而，在重量很小的两轮摩托车的情况下，驾乘者会感觉到车辆特性的变化，这可能不利地影响车辆的操作性或者给驾乘者带来不舒服的感觉。
专利文献JP-A-平-6-248979公开了这样一种方法，该方法通过对通过弹簧沿关闭方向作用于节气门转动施加阻力以防止节气门快速(急剧)转动而缓慢地关闭节气门。从而可避免发动机输出迅速降低，并且车辆即使在低速档行驶时也不会作急剧运动(颠簸)。使用采用电粘滞性流体的电子阻尼器作为用于向节气门的转动施加阻力的装置(缓冲机构)。
专利文献JP-A-2002-106368公开了将电子节气门系统应用于两轮摩托车的示例。
发明内容
专利文献JP-A-平-6-248979中公开的方法在防止节气门快速转动方面很出众。然而，由于用于沿关闭方向作用于节气门的弹簧和用于对节气门的转动施加阻力的装置(缓冲装置)装在节气门的节气门轴上，在节气门轴周围必须具有用于容纳该机构的空间。
例如，在专利文献JP-A-平-6-248979所公开的示例中，节气门的节气门轴向左或向右延伸，电子阻尼器(缓冲装置)的活塞和复位弹簧连接到节气门轴的伸出部上，需要大小几乎与节气门体相同的容纳空间。
两轮摩托车中未使用这种机构，因为很难如同在四轮机动车中那样提供用于安装这种额外机构的容纳空间，而且该机构必须装在节气门轴附近。
鉴于上述方面而提出本发明，因此，本发明的目的是提供一种电子节气门控制系统，该系统不需要额外的容纳空间并且当控制系统发生故障时能够可靠地防止节气门快速转动。
根据本发明的一种电子节气门控制系统具有用于控制内燃机的进气量的节气门；用于驱动所述节气门的电动机；以及用于降低所述电动机的转速以控制所述节气门的转动的减速机构，还包括用于沿关闭方向作用于节气门的施力机构；以及用于在该控制系统发生故障时衰减通过所述施力机构的作用力沿关闭方向转动所述节气门的速度的衰减机构，其中，所述施力机构和所述衰减机构中的至少一个与所述减速机构连接。
在一个优选实施例中，所述施力机构设置在所述减速机构中，所述衰减机构与所述减速机构连接。
在一个优选实施例中，所述减速机构与所述电动机连接，所述电动机在控制系统发生故障时转换到再生模式并用作所述衰减机构。
在一个优选实施例中，所述内燃机是具有多个气缸的多缸内燃机，每个气缸均设有节气门，所述减速机构位于两个节气门之间。
在一个优选实施例中，所述减速机构由设置在所述电动机与所述节气门之间的多个回转体构成，所述施力机构装在所述多个回转体中的至少一个上。
在一个优选实施例中，所述衰减机构由在气缸中作往复运动并与所述减速机构连接的活塞构成，当控制系统发生故障时，一阻力施加于所述活塞的往复运动。
优选地，所述活塞与最接近所述节气门的回转体连接。
在一个优选实施例中，当控制系统发生故障时，所述节气门通过所述施力机构的作用力沿关闭方向转动然后保持在预定开度位置。
在一个优选实施例中，所述电子节气门具有用于沿关闭或打开方向作用于该节气门的第二施力机构。
优选地，所述施力机构由具有弹簧的机构构成。
优选地，所述回转体为减速齿轮。
根据本发明的两轮摩托车的特征在于具有上述电子节气门控制系统。
根据本发明的电子节气门控制系统，用于沿关闭方向作用于节气门的施力机构和用于衰减通过施力机构的作用力沿关闭方向转动节气门的速度的衰减机构与用于降低电动机的转速以控制节气门的转动的减速机构连接。因此，无需额外的容纳空间，并且当控制系统发生故障时可防止节气门快速转动。
为了利用电动机控制节气门的打开和关闭，需要用于降低电动机的转速的减速机构。由于用于沿关闭方向作用于节气门的施力机构和用于衰减通过施力机构的作用力沿关闭方向转动节气门的速度的衰减机构与该减速机构连接，因此不必提供额外的容纳空间，并且当控制系统发生故障时可防止节气门快速转动。此外，由于施力机构和衰减机构的效应与减速机构的操作同步，因此能够可靠地防止节气门快速转动。
由于在控制系统发生故障时与减速机构连接的电动机转换到再生模式并用作衰减机构，因此无需提供用作衰减机构的专门机构及其所需的额外的容纳空间。
此外，当控制系统发生故障时，一阻力施加于与减速机构连接的活塞的往复运动，从而该活塞可用作衰减机构，因此能够可靠地产生衰减机构的效应。在减速机构由多个回转体(例如减速齿轮)构成的情况下，当活塞与最接近节气门的回转体连接时，活塞根据回转体的转动作往复运动的行程最短，衰减机构可小型化。
图1是示出根据本发明的电子节气门控制系统的结构的视图；图2是示出配备本发明的施力机构的减速机构的结构的侧视图；图3是示出本发明的电动机用控制电路的结构的视图，其中，图3(a)示出当电动机正转时的控制电路，图3(b)示出当电动机反转时的控制电路，图3(c)示出当电动机处于再生模式时的控制电路；图4是等效示出根据本发明的电子节气门控制系统的结构的视图；图5是示出本发明中节气门的开度位置的截面图；图6是示出本发明中节气门开度随时间变化的曲线图；图7是示出根据本发明的电子节气门控制系统的另一结构的视图；图8是示出本发明中节气门机构的结构的视图；图9是本发明中配备施力机构和衰减机构的电驱动机构的截面图；图10是示出本发明中节气门机构的控制系统的方框图；图11是示出本发明中控制单元的结构的视图；图12是示出本发明中电动机用控制电路的结构的视图。
附图标记说明10节气门
11，41节气门体12，42节气门12，42b节气门轴20，43b电动机21控制部30减速机构30a，30b，30c回转体(减速齿轮)31施力机构(弹簧)33，73活塞34，72气缸35，74排气孔36，76开口37，75电磁阀38衰减机构40节气门机构43电驱动机构43b驱动齿轮43c中间大齿轮43e节气门轴驱动齿轮43d中间小齿轮43f壳体；44节气门开度传感器45自由臂46连接板47中间滑轮48节气门拉索49节气门把手50节气门把手开度传感器
51燃料喷射阀52燃料供给管60节气门操纵机构70空气阻尼器71杆100控制单元103车速传感器107发动机单元143电驱动机构201，202输入电路206驱动电路208输出监控电路214电动机电力中断电路300继电器电路具体实施方式
电子节气门系统在降低排放和燃料消耗方面是有利的，但是必须具备当电子节气门控制系统发生故障时作动的故障保护功能。然而，当用于四轮机动车的故障保护功能应用到两轮摩托车时，两轮摩托车的驾乘者会感觉到四轮机动车的驾驶员不会感觉到的车辆特性的突然变化，这是因为两轮摩托车的重量比四轮机动车的重量轻。
车辆特性的这种突然变化是由于节气门的快速转动导致的。为了防止节气门的快速转动，应当将如专利文献JP-A-平-6-248979中公开的缓冲装置安装到节气门的节气门轴上。然而，在两轮摩托车中难以提供将这种缓冲装置安装到节气门的节气门轴上的空间。
本发明的发明人考虑到容纳空间的限制在将电子节气门系统应用到两轮摩托车中的限制。作为关于如何提供对电子节气门控制系统的缓冲装置而无需增加容纳空间的研究的结果，完成了本发明。
下面将参照图1至图3说明本发明的电子节气门控制系统。本发明并不限于下面的实施例。
图1是示意性示出电子节气门控制系统的一个实施例的基本构造的视图。用于控制内燃机(未示出)的进气量的节气门10设置在节气门体11内，并具有经由减速机构30与用于驱动节气门10的电动机20连接的节气门轴12。减速机构30降低电动机20的转速以控制节气门10的转动。
在图1所示例子中，减速机构30由减速比不同的三个回转体30a、30b以及30c构成。控制部21控制电动机20的正向转动和反向转动，从而打开和关闭节气门10。回转体30a、30b以及30c可以是减速齿轮或连杆(link)。
图2是沿节气门10的节气门轴12看时某些回转体(30b和30c)的侧视图。一施力机构(例如弹簧)31卷绕在回转体30c的转轴上。施力机构31的一端31a与设置在回转体30c上的销32接合，另一端31b支承在外部件如节气门体11(未示出)的外部。施力机构31经由回转体30c沿关闭方向作用于节气门轴12(未示出)。
由于如上所述构成的施力机构31可设置在用于将电动机20的转动传递到节气门的节气门轴的减速机构中，因此无需用于安装施力机构31的额外的容纳空间。此外，可使用减速机构的用于防止游隙的复位弹簧作为施力机构31。
当减速机构30由多个回转体构成时，只需将施力机构31装在回转体中的至少一个回转体上。对于每一气缸都具有一节气门10的多缸内燃机的情况，当减速机构位于两个节气门之间时，节气门机构整体可小型化。
当控制系统发生故障时，控制部21将电动机20转换到再生模式以控制通过施力机构31的作用力沿关闭方向转动节气门10的速度。即，再生模式下的电动机用作防止节气门快速转动的缓冲装置。
图3(a)至3(c)是示出用于在控制系统发生故障时将电动机20转换到再生模式的控制部21中的控制电路的视图。该控制电路由具有四个晶体管FET1至FET4的H桥电路构成。
图3(a)示出当电动机20正转时的控制电路。当晶体管FET1和FET4接通而晶体管FET2和FET3关闭时，电流如箭头所示流动。图3(b)示出当电动机20反转时的控制电路。当晶体管FET2和FET3接通而晶体管FET1和FET4关闭时，电流如箭头所示流动。通过改变电流流过电动机20的方向，电动机20的转动方向改变，从而控制节气门10打开或关闭。
图3(c)示出当电动机20处于再生模式时的控制电路。当晶体管FET1和FET2接通而晶体管FET3和FET4关闭时，电流如箭头所示流动。此时，电动机20用作发电机。因而，产生反向电动势并产生相反方向的电流。通过该电流，产生与电动机20的转动方向相反的方向的力矩，该力矩用作降低电动机20的转速的制动(力矩)。可通过关闭晶体管FET1和FET2而接通晶体管FET3和FET4将电动机20转换到再生模式。当电动机20转换到再生模式时，优选地，切断连接到电动机的电源。
通过将电动机20转换到再生模式而作动本发明中的故障保护功能，可使用用于控制电动机20的正常操作的控制电路控制该操作。即，由于可使用用于驱动节气门10的电动机20作为用于防止节气门快速转动的缓冲装置并使用用于控制电动机20的正转和反转的控制电路作为用于控制该缓冲装置的装置来实现本发明中的故障保护功能，不需要在常规的电子节气门控制系统上提供任何附加机构。
图4是示出与图1至图3所示电子节气门控制系统等效的结构的视图。
设置在节气门体11中的节气门10由与节气门10连接的电动机20驱动转动，当控制系统发生故障时，通过用于沿关闭方向作用于节气门的施力机构31和用于衰减通过施力机构的作用力沿关闭方向转动节气门10速度的衰减机构38使节气门10沿关闭方向缓慢转动，然后保持在预定开度位置。
这里的一个特征在于，施力机构31和衰减机构38中的至少一个与减速机构30连接。由于施力机构31和/或衰减机构38与减速机构30同步工作，因此施力机构和/或衰减机构表现出可靠的效果。
在图1至图3所示例子中，当控制系统发生故障时，电动机20转换到再生模式并用作衰减机构38。
图5是示出当从平行于节气门10的节气门轴12的方向看时，节气门体11中节气门10的开度位置的截面图。在图5中，实线表示在正常操作期间节气门10的开度位置10a。当控制系统发生故障时，节气门10通过施力机构31的作用力沿关闭方向(箭头所示的方向)转动，然后保持在由虚线表示的预定开度位置10b。
施力机构31的作用力调节为使得节气门10的开度足以将内燃机维持在可在图5中所示的预定开度位置10b进行躲避运行的状态。内燃机处于可进行躲避运行的状态是指内燃机处于即使失去电子节气门系统的电子控制时仍可将车辆至少驱动到诸如路边的安全位置的状态。它包括怠速操作状态。
图6是示出当将节气门10从当控制系统发生故障时刻的开度θ1的位置转动到预定开度θ0的位置的过程中节气门10的开度随时间而变化的曲线图。
尽管在该实施例中当控制系统发生故障时节气门沿关闭方向转动并保持在预定开度位置，但是当内燃机能够以其它方式维持在可进行躲避运行的状态时，也可将节气门转动到完全关闭位置。例如，当在节气门体内设置有旁通管路从而当控制系统发生故障时可通过该旁通管路将一定量的空气引入内燃机中时，可将内燃机维持在可进行躲避运行的状态。在两轮摩托车的情况下，当车辆如此轻以至于即使节气门完全关闭时驾乘者也可推动车辆时，不需要提供这种旁通管路。
虚线A表示仅通过施力机构31的作用力沿关闭方向转动节气门10的情况。节气门10的开度在非常短的时间段t1内达到预定开度θ0。实线B表示将电动机20转换到再生模式以便以较低的速度沿关闭方向转动节气门10的情况。节气门10的开度需要长时间t2达到预定开度θ0。
根据本发明的电子节气门控制系统，即使控制系统发生故障且作动故障保护功能时，节气门也不会快速转动。因此，两轮摩托车的驾乘者不会感觉到车辆特性的突然变化。
图7是示出使用空气阻尼器作为衰减机构38的示例的视图。在气缸34中作往复运动的活塞33的一端与回转体30c连接。气缸34的端部形成有排气孔35和开口36，开口36中装有电磁阀37。通过电磁阀37的打开和关闭控制施加在气缸34中的活塞34的往复运动上的阻力的大小。
当电子节气门系统正常工作时，电磁阀37打开，不对活塞34的与回转体30c同步的往复运动施加阻力。当控制系统发生故障时，电磁阀37关闭，对活塞34的往复运动施加阻力。
即，当电子节气门系统正常工作时不对由减速机构30的转动造成的节气门10的打开和关闭操作产生影响。当控制系统发生故障时，对减速机构30的转动施加阻力，从而可衰减通过施力机构31的作用力沿关闭方向转动节气门10的速度。
活塞34优选与最接近节气门10的回转体30c连接。用于降低电动机20的转速的减速机构30通常由装配在一起的多个部件构成，最接近节气门10的回转体30c的转动范围最小。因此，当活塞33与回转体30c连接时，活塞33往复运动的行程最小，用作衰减机构的空气阻尼器可小型化。
由于用于衰减节气门沿关闭方向转动的速度所需的力(衰减力)取决于与施力机构沿关闭方向作用于节气门的力的相对关系，因此当作用力小时衰减力也可以小。因此，只要衰减力小于电动机的转矩，即使衰减机构始终与减速机构连接也不影响电子节气门系统的正常工作。在这种情况下，当使用空气阻尼器作为衰减机构时排气孔35的大小合适时，无需用电磁阀37打开和关闭开口36，从而可简化衰减机构的结构。
以上说明了根据本发明的电子节气门控制系统。下面参照图8至图12详细说明电子节气门控制系统的结构。
图8是示出与发动机单元(未示出)的气缸的进气口连接的节气门机构40的结构的视图。
每个节气门体41均为圆筒形，并且每个节气门42均包括设置在对应的节气门体41内并固定到延伸通过所有的节气门体41的公用节气门轴42a上的盘形节气门板42b。图8中右侧的两个节气门体41以及左侧的两个节气门体41通过连接凸出部41d彼此连接，在中间的两个节气门体41之间设置有电驱动机构43。
电驱动机构43具有设置成其转动轴平行于节气门轴42a的电动机43a。安装到电动机43a上的驱动齿轮43b的转动经由中间大齿轮43c和中间小齿轮43d传递到固定到节气门轴42a上的扇形节气门轴驱动齿轮43e。通过节气门轴驱动齿轮43e驱动节气门轴42a转动。电驱动机构43容纳在与节气门体41单独形成的壳体43f中。
在向外延伸的节气门轴42a的右端安装有用于检测节气门42的开度的节气门开度传感器44。一自由臂45的盘形凸出部45a安装在节气门轴42a的左端以相对转动。自由臂45具有经由连接板46连接到中间滑轮47的臂部45b(未示出)。中间滑轮47经由节气门拉索48连接到方向把上的节气门把手49。
连接板46、中间滑轮47、节气门拉索48以及节气门把手49构成节气门操纵机构60，该节气门操纵机构根据驾乘者操作节气门把手49的程度手动打开和关闭节气门42。电驱动机构43和节气门操纵机构60用作驱动源。
中间滑轮47由中间轴47a的左端固定地支承并与其一起转动，中间轴47a由形成于节气门体41最左端的凸出部41c可转动地支承。在中间轴47a的右端安装有用于检测节气门把手49的操作角度的节气门把手开度传感器50。
在节气门体41的下方设置有用于各个气缸的燃料喷射阀51，一公用燃料供给管52连接到燃料喷射阀51的燃料引入部。
图9是示出配备用作施力机构的弹簧31和用作衰减机构的空气阻尼器70的电驱动机构43的视图。
弹簧31卷绕在节气门轴驱动齿轮43e的转轴上。弹簧31的一端与设置在节气门轴驱动齿轮43e上的销32接合，另一端由壳体43f和节气门体(未示出)支承。弹簧31经由节气门轴驱动齿轮43e沿关闭方向作用于节气门轴42a。
空气阻尼器70的活塞73具有由节气门轴驱动齿轮43e支承的杆71。空气阻尼器70的气缸72的端部与壳体43f连接，从而空气阻尼器70与电驱动机构43形成一体。
气缸72的端部形成有排气孔74和开口76，开口76中装有电磁阀75。通过电磁阀75的打开和关闭控制施加在气缸72中的活塞73的往复运动上的阻力的大小。
当电子节气门系统正常工作时，电磁阀75打开，不对活塞73的与节气门轴驱动齿轮43e同步的往复运动施加阻力。当控制系统发生故障时，电磁阀75关闭，对活塞73的往复运动施加阻力。
排气孔74小到足以对活塞73的往复运动施加阻力，开口76大到在打开时足以不对活塞73的往复运动施加阻力。
活塞73的杆71与在减速机构各部件中最接近节气门10的节气门轴驱动齿轮43e连接。由于最接近节气门10的节气门轴驱动齿轮43e的转动范围最小，因此当活塞73与节气门轴驱动齿轮43e连接时活塞73的往复运动的行程最短，从而空气阻尼器70可小型化。
图10是示出节气门机构的控制系统的结构的框图。
在发动机单元107中，节气门机构40控制到气缸的进气量且燃料喷射阀51调节将喷入气缸中的燃料量以控制输出功率。在节气门机构40中，通过电驱动机构43中的电动机43a的驱动力使节气门轴42a转动并打开和关闭节气门42。节气门开度传感器44检测节气门42的开度并向控制单元100输出节气门开度检测信号。
电驱动机构43中的电动机43a根据从控制单元100输入的节气门驱动信号经由驱动齿轮43b、中间大齿轮43c以及中间小齿轮43d产生用于转动节气门机构40中的节气门轴42a的驱动力。当来自电驱动机构43的驱动力被切断时，节气门操纵机构60根据驾乘者操纵节气门把手49的程度手动打开或关闭节气门42。
车速传感器103检测后轮115的转速并向控制单元100输出对应于该转速的车速信号。节气门把手开度传感器50检测节气门把手49的操作角并向控制单元100输出节气门操作角检测信号。换档开关105响应于驾乘者的手动操作向控制单元100输出档位信号。
图11是控制单元100的框图。控制单元100由多个输入电路201和202、CPU 205、驱动电路206、输出监控电路208以及电机断电电路214构成。
输入电路201向CPU 205输出从节气门开度传感器44输入的节气门开度检测信号。输入电路202向CPU 205输出从节气门把手开度传感器50输入的节气门操作角检测信号。CPU 205基于从输入电路201和202输入的信号向驱动电路206输出用于控制电驱动机构43中的电动机43a的操作的控制信号。
CPU 205具有监控自身操作状态并检测其异常操作的功能。当检测到异常操作时，CPU 205向电机断电电路214输出中断信号并向驱动电路206输出用于将电动机43a转换到制动模式的模式切换信号。
CPU 205还具有基于从输入电路201和202输入的信号检测传感器44和50的异常的功能。当检测到传感器44或50出现异常时，CPU 205向电机断电电路214输出异常信号并向驱动电路206输出用于将电动机43a转换到制动模式的模式切换信号。
CPU 205还具有基于从输出监控电路208输入的信号检测驱动电路206及电动机43a的异常的功能。当检测到驱动电路206或电动机43a出现异常时，CPU 205向驱动电路206输出模式切换信号。
驱动电路206是具有四个晶体管FET1至FET4的H桥电路(见图3)。当驱动电路206及电动机处于正转模式时，晶体管FET1和FET4接通而晶体管FET2和FET3关闭，电流如图3(a)中所示流动。当驱动电路206及电动机处于反转模式时，晶体管FET2和FET3接通而晶体管FET1和FET4关闭，电流如图3(b)中所示流动。
当驱动电路206及电动机处于制动模式时，晶体管FET1和FET2接通而晶体管FET3和FET4关闭，电流如图3(c)中所示流动。此时，电动机43a用作发电机。因而，产生反向电动势并产生相反方向的电流。通过该电流，产生与电动机43a的转动方向相反的方向的力矩，该力矩用作制动(力矩)。
驱动电路206基于从CPU 205输入的控制信号控制晶体管FET1至FET4的接通和关闭，以控制电动机43a的正转和反转。驱动电路206基于从CPU 205输入的模式切换信号控制晶体管FET1至FET4的接通和关闭，以控制电动机43a的制动操作。
输出监控电路208检测在驱动电路206与电动机43a之间的流动的驱动电流，并向CPU 205输出驱动电流信号。
电机断电电路214从电机电源向驱动电路206提供电力。当从CPU 205接收到异常信号时，电机断电电路214切断从电机电源到驱动电路206的电力供应。节气门开度传感器44及车速传感器103用作用于检测车辆的操作状况的检测部。
下面说明正常情况下电子节气门系统中的控制操作。
在两轮摩托车中，当驾乘者操作节气门把手49时，通过节气门把手开度传感50检测节气门把手49的操作角，并将节气门操作角检测信号输入控制单元100中的CPU 205。通过节气门开度传感器44检测节气门42的开度，并将节气门开度检测信号输入控制单元100中的CPU 205。
CPU 205基于从节气门把手开度传感50输入的节气门操作角检测信号以及从节气门开度传感器44输入的节气门开度检测信号向驱动电路206输出用于控制电驱动机构43中的电动机43a的操作的控制信号。
驱动电路206基于从CPU 205输入的控制信号控制晶体管FET1至FET4的接通和关闭以使电动机43a正转或反转，从而可将节气门42打开或关闭至期望的开度位置。
下面说明当电子节气门控制系统发生故障时的控制操作。
当检测到操作中出现异常时，CPU 205向电机断电电路214输出中断信号并向驱动电路206输出模式切换信号。当从CPU 205接收到中断信号时，电机断电电路214切断从电机电源到驱动电路206的电力供应。
当电机断电电路214切断来自电机电源的电力供应且驱动电路206从CPU 205接收到模式切换信号时，如图3(c)中所示，晶体管FET1和FET2接通而晶体管FET3和FET4关闭以将驱动电路206转换到制动模式，以便防止电动机43a的快速转动。
这样，当CPU 205检测到异常时，电机断电电路214切断来自电机电源的电力供应且驱动电路206转换到制动模式。从而，电驱动机构43中的电动机43a用作发电机，产生反向电动势并产生相反方向的电流。通过该电流，产生与电动机43a的转动方向相反的方向的力矩，该力矩用作制动(力矩)。因而，电动机43a转换到制动模式，防止了节气门42的突然动作。在此之后，驾乘者可通过操纵节气门把手49手动打开或关闭节气门42。
如上所述，当CPU 205检测到异常时，可防止电动机43a的快速转动，以防止节气门42的快速动作。因此，能够防止两轮摩托车的特性的突然变化和驾乘者操纵性的变化。
下面说明当传感器44或50发生故障时的控制操作。
当检测到从输入电路201或202输入的节气门开度检测信号或节气门操作角检测信号中出现异常时，CPU 205判定节气门开度传感器44或节气门把手开度传感器50发生故障，并向电机断电电路214输出中断信号，向驱动电路206输出模式切换信号。当从CPU 205接收到中断信号时，电机断电电路214切断从电机电源到驱动电路206的电力供应。
当电机断电电路214切断来自电机电源的电力供应且驱动电路206从CPU 205接收到模式切换信号时，如图3(c)中所示，晶体管FET1和FET2接通而晶体管FET3和FET4关闭以将驱动电路206转换到制动模式，以便防止电动机43a的快速转动。
这样，当节气门开度传感器44或节气门把手开度传感器50发生故障时，电机断电电路214切断来自电机电源的电力供应且驱动电路206转换到制动模式。从而，电驱动机构43中的电动机43a用作发电机，产生反向电动势并产生相反方向的电流。由于该电流，产生与电动机43a的转动方向相反的方向的力矩，该力矩用作制动(力矩)。
因此，当节气门开度传感器44或节气门把手开度传感器50发生故障时，可防止电动机43a的快速转动以防止节气门42的突然动作，并可防止两轮摩托车的特性的突然变化。因此，驾乘者不会感觉到不舒服及操纵性的变化。
如前所述，在该电子节气门控制系统中，当传感器44或50发生故障时，从电机电源到用于驱动电动机43a的驱动电路206的电力供应被切断，然后通过驱动电路206将电动机43a转换到制动模式。
这样，当控制系统发生故障时，可防止由于电动机的快速转动导致的节气门的突然动作，并可防止两轮摩托车的特性的突然变化。因此，驾乘者不会感觉到不舒服及操纵性的变化。另外，不需要在驱动系统中设置额外的机构或在控制系统中设置额外的电路，能够以低成本实现上述功能。
在上述示例中，由于驱动电路构造成具有晶体管FET1至FET4的H桥电路，晶体管FET1至FET4中任何一个的故障都使得难以转换到制动模式。因此，可如图12中所示将用于制动操作的继电器电路300与该H桥电路连接。
在这种情况下，在发生故障时，可通过切断从电机电源到驱动电路的电力供应并作动继电器电路300而可靠地将电动机转换到制动模式。因此，可增强制动操作的可靠性。用于继电器电路300中的元器件并不限于继电器开关。也可使用能够进行开关操作的半导体元器件。
尽管在上述示例中本发明应用于使用发动机单元作为动力源的车辆，但是本发明并不限于此。本发明也可应用于使用例如电动机作为动力源的车辆。另外，尽管节气门机构使用电驱动机构143及节气门操纵机构60作为驱动源，但是也可使用用于作用于节气门的弹簧作为驱动源。
尽管在上述示例中描述了电子节气门控制系统中的传感器44或50发生故障的情况，但是本发明并不限于此。本发明的控制系统可对于电子节气门控制系统中的任何故障作出反应。
尽管已在本发明的优选实施例中描述了本发明，但是这些描述不是为了进行限制，应当理解，可进行各种变型。实施例中的两轮摩托车是指包括任何助力自行车和小型(踏板式)摩托车的摩托车，更具体地，是可通过倾斜车身进行转向的车辆。因此，配备两个或更多个前轮和/或两个或更多个后轮，即，总其具有三个或四个(或更多)车轮的车辆也包括在“两轮摩托车”中。
工业应用性根据本发明，可提供这样一种电子节气门控制系统，该系统不需要额外的容纳空间并且当控制系统发生故障时可防止节气门快速转动。
权利要求
1.一种电子节气门控制系统，该系统具有用于控制内燃机的进气量的节气门；用于驱动所述节气门的电动机；以及用于降低所述电动机的转速以控制所述节气门的转动的减速机构；还包括用于沿关闭方向作用于所述节气门的施力机构；以及用于在所述控制系统发生故障时衰减通过所述施力机构的作用力沿关闭方向转动所述节气门的速度的衰减机构，其中，所述施力机构和所述衰减机构中的至少一个与所述减速机构连接。
2.根据权利要求1所述的电子节气门控制系统，其特征在于，所述施力机构设置在所述减速机构中；所述衰减机构与所述减速机构连接。
3.根据权利要求1所述的电子节气门控制系统，其特征在于，所述减速机构与所述电动机连接；当所述控制系统发生故障时，所述电动机转换到再生模式并用作所述衰减机构。
4.根据权利要求1所述的电子节气门控制系统，其特征在于，所述内燃机是具有多个气缸的多缸内燃机，每个气缸均设有节气门，所述减速机构位于两个节气门之间。
5.根据权利要求1所述的电子节气门控制系统，其特征在于，所述减速机构由设置在所述电动机与所述节气门之间的多个回转体构成；所述施力机构装在所述多个回转体中的至少一个上。
6.根据权利要求1或5所述的电子节气门控制系统，其特征在于，所述衰减机构由在气缸中作往复运动并与所述减速机构连接的活塞构成；当所述控制系统发生故障时，一阻力施加于所述活塞的往复运动。
7.根据权利要求6所述的电子节气门控制系统，其特征在于，所述活塞与最接近所述节气门的所述回转体连接。
8.根据权利要求1所述的电子节气门控制系统，其特征在于，当所述控制系统发生故障时，所述节气门通过所述施力机构的作用力沿关闭方向转动然后保持在预定开度位置。
9.根据权利要求1所述的电子节气门控制系统，其特征在于，所述电子节气门具有用于沿关闭或打开方向作用于该节气门的第二施力机构。
10.根据权利要求1所述的电子节气门控制系统，其特征在于，所述施力机构由具有弹簧的机构构成。
11.根据权利要求5所述的电子节气门控制系统，其特征在于，所述回转体为减速齿轮。
12.一种具有根据权利要求1至11中任一项所述的电子节气门控制系统的两轮摩托车。
全文摘要
本发明的目的是提供一种电子节气门控制系统，当该控制系统发生故障时能够可靠地防止节气门快速转动。提供了用于控制内燃机的进气量的节气门(10)；用于驱动该节气门(10)的电动机(20)；以及用于降低该电动机(20)的转速以控制节气门(10)的转动的减速机构(30)。减速机构(30)具有用于沿关闭方向作用于节气门(10)的施力机构(31)。减速机构(30)与用于在控制系统发生故障时衰减通过施力机构(31)的作用力沿关闭方向转动节气门(10)的速度的衰减机构(38(20))连接。衰减机构(38)由再生模式下的电动机(20)或空气阻尼器构成。
文档编号F02D41/22GK1878939SQ20048003336
公开日2006年12月13日 申请日期2004年11月9日 优先权日2003年11月12日
发明者丸尾启介, 岸知昭, 松田岳志, 横井正人, 山口犹也 申请人:雅马哈发动机株式会社