JPH02130233A - 機関のスロットル弁制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は機関のスロットル弁制御装置に関し、詳細に
は、電子制御アクチュエータを用いた自動軍用機関のス
ロットル弁の制御装置に関する。

［従来の技術］ 自動車用機関の吸気量制御は一般に吸気通路に設けられ
たスロットル弁の開閉制御によって行われる。そして、
通常、このスロットル弁はアクセルペダルに連動して機
械的に開閉制御される。

ところで、最近では、自動車の運転フィーリングや走行
性能を向上させることを目的として、従来のようにスロ
ットル弁とアクセルペダルとを単にワイヤケーブル等に
より機械的に連結するのではなく、この間に電子制御手
段を介在させ、アクセル踏込量を電気量に変換した信号
（アクセル踏込量信号）と、機関回転数信号、ギヤポジ
ション信号、車輪のスリップ信号等地の機関運転状態あ
るいは車両走行状態を表す信号とに対応して最適のスロ
ットル開度を逐次演算し、その演算された制御量に対応
した電気信号に基づいて作動する電子制御アクチュエー
タによりスロットル弁を開閉駆動するようにしたスロッ
トル弁制御装置の開発が進められている。

ところが、このような電気式のスロットル弁制御装置に
おいては、車両走行中にスロットル弁駆動用の電子制御
アクチュエータや電子制御装置が故障した場合に、運転
者の意志に関係なくスロットル弁が開いたままとなって
車両が暴走するといった事態が生ずる可能性がある。そ
こで、このような危険な事態を回避できるような安全装
置を設けることが必要である。

従来から、例えば、特公昭６１−５４９３３号公報に記
載されているように、電気式のスロットル弁制御装置を
備えた機関において、電子制御式アクチュエータによっ
て駆動制御される第１のスロットル弁と直列にアクセル
ペダルに連動する第２のスロットル弁を配置し、この第
２のスロットル弁を第１のスロットル弁が開いたままに
なった場合の安全スロットル弁として機能させるように
したものが提案されている。また、特開昭６１−６０３
３１号公報には、機関の吸気通路にアクセルペダルに連
動する第１のスロットル弁と電気式の第２のスロットル
弁を直列に配置して、車両加速時のスリップ制御を電気
式の第２のスロットル弁の開閉駆動によって行うととも
に、この第２のスロットル弁の駆動制御手段が故障した
場合には第１のスロットル弁をアクセル操作によって駆
動することで安全性を保つようにしたものが記載されて
いる。

Ｕ発明が解決しようとする課題Ｊ 以上のように、吸気通路に２個のスロットル弁を直列に
配置し、一方のスロットル弁をアクセルペダルに連動さ
せ、他方のスロットル弁を電子制御アクチュエータによ
り駆動制御するようにしたものにおいては、電子制御ア
クチュエータによる方のスロットル弁が作動不能の状態
に陥った場合でもアクセルペダルに連動する方のスロッ
トル弁Ｉこよって車両の暴走を防止できるということで
、安全性が確保できる。しかしながら、２個のスロット
ル弁を直列に配置するのでは、どうしても吸気系が大型
となるためζこ、狭い機関室内での配置が困難になると
いう問題が生ずる。また、上記従来の技術を例えば車両
を自動的に定速走行させるような機関の自動運転のため
の制御装置に適用した場合には、上記特公昭６１−５４
９３３号公報のものも、特開昭６１−６０３３１号公報
のものも、いずれも電気式のスロットル弁を開閉駆動す
るときにアクセルペダルの操作も行うものであるため、
これら従来技術の単なる適用ではアクセルペダルの操作
なしに機関を自動運転できるようなスロットル弁制御装
置を得ることができないという問題点もある。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものであって、小型で安全性が高く、しかも、自動定
速走行装置に適用した場合にアクセルペダルの操作なし
に機関の自動運転を行うことができる機関のスロットル
弁制御装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る機関のスロットル弁制御装置は、スロッ
トル弁に駆動連結された電動機と、この電動機とスロッ
トル弁とを一体的に回動するための回動プレートと、こ
の回動プレートをアクセルペダルの踏み込みに応動して
回動するための機賊的な連結手段と、電動機によるスロ
ットル弁開度制御に異常が発生したとき電動機によるス
ロットル弁の開度制御範囲をアクセルペダルの踏み込み
１こよろ開度以下の範囲に制限する制限手段とを備えた
ものである。

［作用］ この発明においては、スロットル弁が電動機等の故障に
よって制御不能となったとき、スロットル弁の開度はア
クセルペダルの踏み込みに対応した開度以下に制限され
ることになり、これにより車両の暴走が防止される。

［実施例］ 以下、実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、先行車両との車間距離を検出する車間距離セ
ンサを備え、車両の走行速度を設定速度に保つようスロ
ットル弁の開度を調整するとともに先行車両との車間距
離が短くなったときには適正な車間距離を保つようスロ
ットル弁の開度を制御する車両の自動定速走行装置に適
用したこの発明の一実施例（第１の実施例）を示すもの
である。

この実施例において、機関（図示せず）の吸気通路（１
）には該吸気通路（１）を開閉するスロットル弁（２）
が設けられている。このスロットル弁（２）の弁軸（３
）は吸気通路（１）外に突出し、その一端にはウオーム
ホイール（４）が固設されている。そして、このウオー
ムホイール（４）に噛み合うウオームギヤ（５）が電動
機（６）に連結されている。この電動機（６）は弁軸（
３）上に回転自在に配設された回動プレート（７）に固
定されている。電動機（６）が回転すると、ウオームギ
ヤ（５）およびウオームホイール（４）を介し上記スロ
ットル弁（２）が開閉駆動される。

その際、電動機（６）によるスロットル弁（２）の開度
制御範囲は回動プレート（７）に固設されたストッパピ
ン（８）によって規定される。すなわち、第２図（第１
図のＡ矢視図）に示すように、ウオームホイール（４）
には切欠部（４ａ）が形成され、該切欠部（４ａ）の一
端に上記ストッパピン（８）が当接することによって特
にスロットル弁が開く方向へのウオームホイール（４）
の回転範囲が制限されている。同図に矢印Ｂで示す方向
はスロットル弁（２）を閉じる側へのウオームホイール
（４）の回転方向である。

回動プレート（７）にはリターンスプリング（９）の一
端が保持されている。このリターンスプリング（９）は
他端が吸気通路（１）側に保持され、これによりスロッ
トル弁（２）を閉位置に戻す方向のトルクが回動プレー
ト（７）、電動機（６）。

ウオームギヤ（５）及びウオームホイール（４）を介し
て弁軸（３）に加えられている。回動プレート（７）の
外周部のａ　（７ａ　）にはアクセルワイヤ（１０）が
掛けられ、このアクセルワイヤ（１０）の他端はアクセ
ルペダル（ＩＩ）に連結されている。アクセルペダル（
１１）を踏み込むと、回動プレート（７）がリターンス
プリング（９）のばね力に抗して回転し、電動機（６）
、ウオームギヤ（５）及びつオームホイール（４）を介
しスロットル弁（２）を開く方向に弁軸（３）を回動す
る。

アクセルペダル（ＩＩ）には該アクセルペダル（１１）
の踏込量を検知するアクセルセンサ（１２）が付設され
ている。また、アクセルペダル（ｌｌ）には負圧応動式
のアクチュエータ（１３）が連結されている。このアク
チュエータ（１３）は、電磁弁（１３１）とダイアフラ
ム（１３２）及び該ダイアフラム（１３２）で区画され
た負圧室（１３３）を備え、その負圧室（１３３）はパ
イプ（１４）によってスロットル弁（２）下流の吸気通
路（１）に連通されている。また、ダイアフラム（１３
２）とアクセルペダル（１１）とはダイアフラムワイヤ
（１５）によって連結されている。電磁弁（１３１）は
負圧を導く上記パイプ（１４）の途中に設けられ、通電
されたとき負圧室（１３３）に開口する大気孔（＋３４
）を閉じて吸気負圧をダイアフラム（１３２）に作用さ
せ、電流が遮断されたときは大気孔（１３４）を開いて
負圧室（１３３）内を略大気圧とするよう構成されてい
る。

電磁弁（１３１）が通電されダイアフラム（１３２）に
負圧が作用すると、ダイヤフラムワイヤ（！５）を介し
てスロットル弁（２）を開く方向にアクセルペダル（１
１）が駆動される。

スロットル弁（２）には開度センサ（１６）が付設され
ている。この開度センサ（１６）は例えばポテンショメ
ータで構成することができる。

車両（図示せず）には前方車両との車間距離を検知する
ための車間距離センサ（１７）と、車速センサ（１８）
が設けられ、また、機関の自動運転を指示する自動運転
スイッチ（１９）が設けられている。上記車間距離セン
サ（１７）は例えばレーダ装置で構成することができる
。また、車両には上記電動機（６）を駆動制御するとと
もに電磁弁（１３１）をオン・オフ制御する電子制御装
置（２０）が備えられている。該電子制御装置（２０）
には上記車間距離センサ（１７）、車速センサ（１８）
のそれぞれの出力信号と、自動運転スイッチ（Ｉ９）の
スイッチ信号と、上記開度センサ（１６）の出力信号が
入力される。電子制御装置（２０）はこれら入力情報に
基づいて予め決められた演算処理を行い電動機（６）及
び電磁弁（１３１）に制御信号を出力する。

次に上記実施例の動作を説明する。

自動運転スイッチが操作されていない通常運転時には電
磁弁（１３１）への通電が遮断される。

このときアクチュエータ（１３）の負圧室（１３３）内
は大気圧に近い圧力となるため、ダイアフラム（１３２
）は作動せず、アクセルペダル（１１）の自由な操作が
可能となる。したがって、アクセル操作によりリターン
スプリング（９）に抗して回動プレート（７）を回転さ
せ、回動プレート（７）と一体的に回転する電動機（６
）、ウオームギヤ（５）、ウオームホイール（４）を介
し弁軸（３）を回動してスロットル弁（２）を開閉する
。それにより機関の吸気量が調整され出力が制御される
。

また、所望の車速（例えばｌ　ＯＯｋｍ／ｈ）で定速走
行を行う時は、アクセルペダルを操作して車速を上記所
望の車速に調整し自動運転スイッチ（１９）を自動運転
側に操作する。その結果、電磁弁（＋３１）が通電され
て大気孔（１３４）は閉じられ、吸気通路（１）から吸
気負圧がパイプ（１４）を介してアクチュエータ（１３
１）の負圧室（１３３）に導入されてダイアフラム（１
３２）に作用する。その結果、ダイアフラム（１３２）
はリターンスプリング（９）のばね力に抗してアクセル
ペダル（１１）を駆動し、運転者によるアクセルペダル
（１１）の操作に関係なく回動プレート（７）を回転さ
せてスロットル弁（２）を全開位置まで開く。また、こ
のとき電子制御装置（２０）は車速センサ（１８）から
の車速信号を入力し、車速が上記所望の車速となるよう
に電動機（６）を回転制御する。この電動機（６）の回
転はウオームギヤ（５）を介してウオームホイール（４
）に伝達され、スロットル弁（２）の弁軸（３）を回転
する。その結果上記所望の車速となるようスロットル弁
（２）の開度が制御される。また、この自動運転中、先
行車両との車間距離が短くなったことが車間距離センサ
（１７）によって検知されると、電子制御装置（２０）
は上記所望の車速に関係なくスロットル弁（２）を閉じ
側に駆動して適正な車間距離を保つよう減速制御を行う
。そして、先行車両との車間距離が十分長くなると再び
上記所望の車速による定速走行を行う。

このような定速走行装置において、電動機（６）や電子
制御装置（２０）が故障したり、あるいはまたウオーム
ギヤ（５）とウオームホイール（４）との間に異物が噛
み込まれて作動不能となったときには、そういった異常
状態を開度センサ（１６）の出力信号によって検知し、
直ちに電磁弁（１３１）への通電を遮断し、大気孔（１
３４）を開放する。これによってアクセルペダル（１１
）の自由な操作が可能となるため、運転者はアクセルペ
ダル（１１）を操作してスロットル弁（２）を開閉制御
することができる。その際、スロットル弁（２）を開く
方向へのウオームホイール（４）の回転は切欠部４ａが
ストッパピン（８）に当接することによって制限される
ため、電動機（６）によってスロットル弁（２）がアク
セルペダル（ｌｌ）の踏み込みに対応する開度以上に開
かれることはない。したがって、車両の暴走を防ぐこと
ができる。

なお、この実施例では車間距離センサを備えた自動定速
走行装置について説明したが、この発明は車間距離セン
サを備えないものに対しても勿論適用することができる
。

また、この発明は前記特開昭６１−６０３３１号公報等
に開示されているような車輪のスリップ率を制御する装
置にも適用することもできる。第３図はこのようなスリ
ップ率の制御に適用した実施例（第２の実施例）の構成
を示している。以下この実施例を説明する。なお、先の
第１の実施例と共通する部分については図に同一の符号
を付すにとどめて詳細な説明は省略する。

この実施例の場合、上記第１の実施例におけるようなア
クチュエータ（１３）は不要である。そして、車間距離
センサ（１７）や車速センサ（１８）に代えて駆動輪速
度センサ（２１）と従動輪速度センサ（２２）が設けら
れ、これらのセンサ（２１，２２）の出力信号とスロッ
トル弁（２）の開度を検出する開度センサ（！６）の出
力信号がコントロールユニットのスリップ制御部（２３
）に入力される。運転者によってアクセルペダル（Ｉ■
）が踏み込まれた通常運転時において、駆動輪速度セン
サ（２１）と従動輪速度センサ（２２）の出力信号によ
り駆動輪のスリップを検知すると、スリップ制御部（２
３）は電動機（６）を駆動してスロットル弁（２）を閉
じ側に制御する。その結果、機関出力が低下し駆動輪の
駆動トルクが減少してスリップが抑えられる。

この実施例においても、電動機（６）によるスロットル
弁（２）の開度制御範囲はアクセルペダル（１りの踏み
込みによる開度以下の範囲に制限されるため、電動機等
の故障によりスロットル弁（２）が開いて車両が暴走す
るといった事態を避けることができる。

また、この発明は自動定速走行装置以外にも適用するこ
とが可能である。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、電動機によるスロット
ル弁の開度制御範囲をアクセルペダルの踏み込みによる
開度以下に制限するように構成したので、上記電動機等
が作動不能の状態に陥っても車両が暴走することのない
安全性の高い、しかも自動運転が可能なスロットル弁制
御装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示すスロットル弁制
御装置の構成図、第２図は第１図の矢印Ａ方向から見た
側面図、第３図はこの発明を車輪スリップ制御装置に応
用した第２の実施例を示す構成図である。 図において、（１）は吸気通路、（２）はスロットル弁
、（４）はウオームホイール、（５）はつオームギヤ、
（６）は電動機、（７）は回転プレート、（８）はスト
ッパピン、（９）はリターンスプリング、（１０）はア
クセルワイヤ、（１１）はアクセルペダル、（１３）は
アクチュエータ、（！６）は開度センや、（１９）は自
動運転スイッチである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関の出力を制御するスロットル弁に駆動連結さ
   れた電動機と、該電動機と上記スロットル弁とを一体的
   に回動するための回動プレートと、該回動プレートをア
   クセルペダルの踏み込みに応動して回動するための機械
   的な連結手段と、上記電動機によるスロットル弁開度制
   御に異常が発生したとき該電動機によるスロットル弁の
   開度制御範囲を上記アクセルペダルの踏み込みによる回
   動によって規定された開度以下の範囲に制限する開度制
   限手段とを備えたことを特徴とする機関のスロットル弁
   制御装置。