JPH01113524A - スロットル弁開閉制御機構の安全装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は自動車等のエンジンに用いられるスロットル弁
開閉制御機構の安全装置に関し、詳しくはスロットル弁
の制御が不能の場合にも応急的な運転なり能とするもの
である。

〈従来の技術〉 近年、乗用車等に搭載されるガソリンエンジンでは、排
ガス公害の防止や燃費の向上を図りつつ出力等の機関性
能を確保するため、燃料の供給晴や点火時期等を電子制
御しているものが多い。キャブレタや電子式燃料噴射装
置のスロットル弁についても、従来はアクセルペダルに
直結したケーブルを介して運転者の意志に一対一で対応
して開閉操作されていたが、オートクルーズ（定速走行
）装置や機械式自動変速機の発達に伴い、サーボモータ
等の電動アクチュエータにより駆動される電子制御式ス
ロットル弁開閉制御機構を採用したものが出現している
。。

電子制御式スロットル弁開閉制御機構では、通常、アク
セルペダルの踏み込み量の他に、クラッチの接続状態や
吸気温等の諸データをマイクロプロセッサで演算処理し
、スロットル弁をその時点の車両の走行条件に対応した
最適面皮に決定している。このため、例えばオートクル
ーズ装置の作動中には、立板等の負荷状態に拘わらず、
車速を設定値に保持する様にスロットル弁の開度を自動
的に調整したり、機械式自動変速機でのクラッチ切断時
には、ペダル踏み込み量と無関係にスロットル弁を閉じ
たりすることが容易に行えるのである。

ところで、スロットル弁はその開閉ストローク範囲で発
進時から高速時までの全回転域を制御しなければならな
いため、その作動は比較的大きく■１．つラフであり、
アクチュエータとしてはサーボモータが一般に使われて
いる。そのため、電子制御式スロットル弁開閉機構では
、多くの場合アイドル回転の制御にバイパス弁であるア
イドルスピードコントロールバルブ（以下ＩＳＯ弁）を
用い、ノック寸前までエンジン回転を下げて燃費を良好
にするという要求に対処している。

このＩＳＣ弁はスロットル弁と同様に種々のデータから
弁開度が決められ、アイドル回転数を規定値に保つので
あるが、その［１的からスロットル弁のような急激な開
閉はしないし、全開時の吸気流量もごく少なく抑えられ
ている。！ＳＣ弁の駆動源としてはりニアソレノイドや
ステップモータ等の微量制御可能なアクチュエータが用
いられている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、この電子制御式スロットル弁開閉制御機
構は複雑な電子制御部を持っているため、振動等による
回路の切損やヒユーズ切れ等による迂回電流、あるいは
車両無線等による電波障害等から誤作動や作動停止を起
こすことがあり、またスロットル弁を駆動するサーボモ
ータ自体も焼き切れたりすることがある。これらの故障
時には、通常スロットル弁の制御が不能となるが、全開
状態で制御不能となった場合には、暴走事故等を誘発す
る懸念がないとはいえなかった。

この懸念を払拭するため、例えば特開昭６１−８４４１
号公報の如く、スロットル弁の制御不能時には、アクチ
ュエータへの通電を停止すると共に、常時スロットル弁
を閉鎖方向に付勢しているリターンスプリングによりス
ロットル弁を全開にするような安全装置が従来考えられ
ていた。

しかし、この安全装置ではスロットル弁を開閉するアク
チュエータに、平常時においてもリターンスプリングの
ばね力が作用するため、駆動トルクの大きな大型かつ高
価なアクチュエータが必Ｑになったり、スロットル弁の
開動時と閉動時とで駆動トルクに大小があるため、各々
独立した制御ロジックを構成する必要があった。

〈問題点を解決するための手段〉 そこで、本発明では吸気系の主通路に設けられ、アイド
ル時以外のエンジンの運転を制御するスロットル弁「と
、 スロットル弁を開閉駆動するスロットル弁開閉駆動手段
と、 スロットル弁を迂回して主通路に接続されたバイパス通
路と、 バイパス通路に設けられたバイパス弁と、バイパス弁を
開閉駆動するバイパス弁開閉駆動手段と、 を具えるスロットル弁開閉制御機構において、 起動された時のみ面記スロットル弁を閉鎖させるリター
ン機構と、 前記スロットル弁の開閉制御不能時に、面記スロットル
弁開閉駆動手段によるスロットル弁の駆動を停止し、前
記リターン機構を起動すると共に、面記バイパス弁によ
ってエンジンの運転を継続させる制御手段と、を具えた
のである。

〈作　　　用〉 このスロットル弁開閉制御機構の安全装置では、スロッ
トル弁の制御が不能になった。場合、スロットル弁のア
クチュエータへの通電を停止し、リターン機構を起動さ
せることでスロットル弁を閉鎖し、以降はバイパス弁を
制御することで応急的なエンジンの運転を可能とする。

〈実　施　例〉 本発明に係る安全装置を取りつけたスロットル弁開閉制
御機構の実施例を以下に説明する。

第１図は本実施例の模式的構成を示してあり、ＥＣＩ搭
載エンジンの吸気系に設けられたものである。

１゛λ１において、吸気管の主通路ｌにはバタフライ型
のスロットル弁２が設けられており、スロットル弁２を
迂回して主通路に接続されたバイパス通路３には棒状の
ＩＳＣ弁４が設けられている。そして、スロットル弁２
はスロットル弁開閉駆動手段としてのサーボモータ５に
よる回動で、ｌ５（Ｊ−４はバイパスブを開閉駆動手段
としてのりニアソレノイド６による油送で、各々主通路
１とバイパス通路３の流路面ｈ１の調節をしている。ス
ロットル弁２の弁体７とサーボモータ５とは回動軸８に
より接続されており、この回動ｆｌｌｌ　８の主通路１
とバイパス通路３で囲まれた空間９に突き出た端部８ａ
はＬ型に形成されている。また、空間９には、起動され
た時にスロットルｆｐ２を閉鎖するスロットル弁のリタ
ーン機構１０が回動軸８の端部８ａに近接して配置さね
ている。そして、サーボモータ５とリニアソレノイド６
、リターン機構１０は図示しないコントロールユニット
に接Ｈされ、その指令で作動するようになっている。

コントロールユニットには、これも図示しないアクセル
位置センサやエアフローセンサ、またはフィードバック
手段たるスロットル開度センサ等の種々のセンサと、オ
ートクルーズ装置等が接続されている。そして、コント
ロールユニットはこれらの機器からの入力データを演算
処理してスロットル弁やＩＳＣ弁の開度を決定する演算
処理部と、サーボモータ５やリニアソレノイド６等のア
クチュエータ等に指令を出す駆動制御部とを有している
。駆動制御は通常走行ではアクセル開度をもとに行われ
るが、前述したようにオートクルーズ装置の作動時やク
ラッチの切断時等にはアクセル開度と無関係に適切な開
度が指示される。

さて、コントロールユニットやサーボモータ５に故障が
生じ、スロットル弁２が制御不能になった場合、安全装
置が始動される。

制御不能の判断は、例えばアクセル開度が０°であるに
もかかわらず所定時間内にスロットル弁２が全閉になら
ない等、種々の設定条件で行われ、駆動制御部から指令
が出される。

まず、サーボモータ５への通電が停止されてスロットル
弁２の回動が自由になり、同時にリターン機構１０が起
動される。リターン機構１０としては様々なものが実現
可能であるが、第２図にあげたものは駆動源としてバイ
メタルあるいは形状記憶合金製のアクチュル弁２を閉鎖
するものである。また、第３図にあげたものはコイルス
プリングであるアクチュエータ１１を付勢した状態でヒ
ユーズ１２により係止しておき、通電によ）てヒユーズ
１２が溶断するとスロットル弁２が閉鎖されるようにし
たものである。この外にも、起動時にのみスロットル弁
２を閉鎖方向に駆動するリターン機構としてはりニアソ
レノイド等を用いたもの等が考えられるが図示はしない
。

スロットル弁２の閉鎖後は、前述した特開昭６１−８４
４１号公報の特許請求の範囲第２項に示されるようにＩ
ＳＣ弁４を制御することにより応急的な運転が行われ、
修理工場等への走行が可能となる。

尚、第４図に示したものは本実施例の制御システム図で
あり、コントロールユニットへデータを送るセンサ類と
して、エアフローセンサ、アクセル位置センサ、スロッ
トル開度センサ、車速センサ、エンジン回転数センサ、
アイドルスイッチ、クランク角センサ等があることと、
コントロールユニットからはスロットル弁やＩＳＣ弁の
アクチュエータの他、イグナイタやインジェクタへも制
御信号が送られることが示されている。また、第５図に
示したものは本実施例の制御フローチャートであり、ス
ロットル弁が制御不能の場合、安全装置か働く手順を示
している。

そして、このフローチャートは、本実施例ではさらに、
安全装置が正常に作動しない場合、ヒュエルーカットと
点火カットを行いエンジンを停止させるようにしている
ことを示している。

〈発明の効果〉 本発明によれば、制御手段とリターン機構とを具え、ス
ロットル弁の開閉制御不能時にのみ当該リターン機構が
起動してスロットル弁を閉鎖するように安全装置を構成
したので、従来の安全装置の如く、スロットル弁を駆動
するアクチュエータに高トルクの大型・高価なものを使
用する必要がなくなり、また、スロットル弁の開動時と
閉動時の必要駆動トルクが等しくなるため、単一の制御
ロジックで制御＝Ｊ能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスロットル弁開閉制御機構の安全
装置の一実施例の模式的構成図であり、第２図、第３図
はリターン機構の例で１は吸気管の主通路、 ２はスロットル弁、 ３はバイパス通路、 ４はＩＳＣ弁、 ５はサーボモータ、 ６はリニアソレノイド、 ８は回動輪、 ｌＯはリターン機構、 １１はアクチュエータ、 １２はヒユーズである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　吸気系の主通路に設けられ、アイドル時以外のエンジ
   ンの運転を制御するスロットル弁と、スロットル弁を開
   閉駆動するスロットル弁 開閉駆動手段と、 スロットル弁を迂回して主通路に接続されたバイパス通
   路と、 バイパス通路に設けられたバイパス弁と、 バイパス弁を開閉駆動するバイパス弁開閉 駆動手段と、 を具えるスロットル弁開閉制御機構におい て、 起動された時のみ前記スロットル弁を閉鎖させるリター
   ン機構と、 前記スロットル弁の開閉制御不能時に、前記スロットル
   弁開閉駆動手段によるスロットル弁の駆動を停止し、前
   記リターン機構を起動すると共に、前記バイパス弁によ
   ってエンジンの運転を継続させる制御手段と、 を具えたことを特徴とするスロットル弁開閉制御機構の
   安全装置。