JPH0468457B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンのスロツトルバルブ制御装
置に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕

近年スムーズで楽な運転及び燃費向上等を目的
として電気制御式のスロツトルバルブ制御装置が
開発されてきている。

この種のスロツトルバルブ制御装置は、一般に
アクセルペダルの動きやエンジンの運転状態に応
じてスロツトルバルブの開度を制御するアクチユ
エータを具備しているが、スロツトルバルブ制御
装置は車の運行上駆動力制御を行う重要装置であ
ることから、危険回避、交通確保及び故障の際に
速やかに修理工場等への帰還を可能にするため
に、アクチユエータの故障時にも人為的な制御が
行える構造が望まれている。

こうした要望を満たした先行例として、例えば
特開昭59−122742号公報に記載のスロツトル弁制
御装置は、スロツトル弁電気的制御装置が故障し
た時スロツトル弁をリターンスプリングの作用に
より全閉位置に復帰せしめると共に、スロツトル
弁機械的制御機構を介してアクセルペダルをスロ
ツトル弁に機械的に連結（係合連結）するように
して、制御を可能にしていた。ところが、この例
の場合、常時リターンスプリングの弾力がスロツ
トル弁に作用しているためアクチユエータに係る
負荷が大きく、その結果アクチユエータが大型化
して装置の占有スペースが大となつたり、アクチ
ユエータの動作速度が低下して制御性が悪くなつ
たりするという問題があつた。

本発明は、上記問題点に鑑み、装置の占有スペ
ースが小となると共に制御性が良好となるスロツ
トルバルブ制御装置を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本発明によるスロツトルバルブ制御装置は、ア
クセルペダルの動きやエンジンの運転状態に応じ
てスロツトルバルブの開度を制御するアクチユエ
ータを具備していて、該アクチユエータの故障時
にスロツトルバルブがリターンスプリングの作用
により全閉位置に復帰せしめられ且つアクセルペ
ダルとスロツトル弁が機械的に連結されるように
したエンジンのスロツトルバルブ制御装置におい
て、上記リターンスプリングを温度が変態点以下
では塑性変形し変態点以上では弾性変形する形状
記憶合金から形成し、アクチユエータが故障した
時は上記リターンスプリングを変態点以上の温度
に保つようにして、アクチユエータが正常の時は
リターンスプリングがスプリングとしてスロツト
ルバルブに作用しないようにし、その結果アクチ
ユエータにかかる負荷が極めて小さくて済むよう
にしたものである。

〔実施例〕

以下、図示した一実施例に基づき本発明を詳細
に説明する。

第１図において、１は気化器吸気胴、２は気化
器吸気胴１に直交するようにして枢着されたスロ
ツトルシヤフト、３は吸気胴１内にてスロツトル
シヤフト２に固着されたスロツトルバルブ、４は
スロツトルシヤフト２の外部突出端に固着され且
つその正面の所定位置に断面が半月状のコンタク
トピン４ａが植設されたプーリー、５は吸気胴１
の外部突出部に固定されたモーター等のアクチユ
エータ、６はアクチユエータ５の駆動軸５ａとプ
ーリー４とを連結するベルト、７はベルト６に張
りを与えるテンシヨナーであつて、アクチユエー
タ５によりプーリー４を右左旋せしめることによ
つてスロツトルバルブ３を開閉せしめるようにな
つている。

８はアクセルペダル、９はポテンシオメーター
Ｐ及び電源E₁から成つていて、アクセルペダル
８の踏込み量を検知してアクセルペダル踏込み量
信号を出力するアクセルペダル踏込み量センサ
ー、１０は駆動輪速度を検知して信号を出力する
速度センサー、１１はオートドライブ等の指令信
号を指令するスイツチ、１２はアクセルペダル踏
込み量センサー９、速度センサー１０及び指令ス
イツチ１１からの信号を受けてアクチユエータ５
に制御信号を出力したり後述のリターンスプリン
グ通電回路に故障モード信号を出力したりするマ
イクロコンピユータ等の電子制御回路である。１
３はスイツチングトランジスタTr及び電源E₂か
ら成つていると共に＋側が後述のスロツトルバル
ブリターンスプリングの一端に−側が吸気胴１に
夫々接続されていて故障モード信号が入力された
時印加電圧を出力するリターンスプリング通電回
路、１４は一端が吸気胴１と絶縁状態で固着され
且つリターンスプリング通電活路１３の＋側と電
気的に接続されると共に他端がプーリー４と導通
状態で固着され且つスロツトルシヤフト２、吸気
胴１を介してリターンスプリング通電回路１３の
−側と電気的に接続されるようにして、吸気胴１
とプーリー４との間に張架されたスロツトルバル
ブリターンスプリングである。そして、スロツト
ルバルブリターンスプリング１４は、温度が変態
点以下では容易に塑性変形し且つ変態点以上では
弾性変形する形状記憶合金から形成されており、
アクチユエータ５が正常の時は通電回路１３によ
る印加電圧が零で発熱せず、変態点以下の温度に
保たれるのでスプリングとしての作用は無いが、
アクチユエータ５が故障の時は通電回路１３によ
り印加されて発熱し、変態点以上の温度に保たれ
るのでスプリングとして作用してプーリー４に左
旋習性即ちスロツトルバルブ３に対して閉弁習性
を付与するようになつている。

１５はスロツトルシヤフト２の外部突出端に回
転自在に装着された扇形のスロツトルレバーであ
つて、右旋時右側縁がコンタクトピン４ａに係接
するまでは自由回転し、係接後はプーリー４と一
体に回転するようになつている。１６は一端がス
ロツトルレバー１５に他端がアクセルペダル８に
夫々接続されていると共に途中部分にダンパー１
７が設けられたアクセルワイヤであつて、アクセ
ルペダル８の踏込み量に応じてスロツトルレバー
１５を右旋せしめると共に、アクセルペダル８に
連動するスロツトルレバー１５の動きが速くコン
タクトピン４ａ、プーリー４、ベルト６を介して
アクチユエータ５に過負荷がかかりそうな時はダ
ンパー１７が伸びて該過負荷を防止するようにな
つている。１８はスロツトルレバー１５と吸気胴
１との間に張架されたアクセルリターンスプリン
グであつて、スロツトルレバー１５に左旋習性
（復帰習性）を付与している。尚、ダンパー１７
の動作荷重はスロツトルバルブリターンスプリン
グ１４の戻り力とアクセルリターンスプリング１
８の戻り力との和よりも大きく且つアクチユエー
タ５の駆動力とアクセルリターンスプリング１８
の戻り力との和よりも小さく設定されているもの
とする。

次に、本発明スロツトルバルブ制御装置の動作
について説明する。

まず、正常時の動作について、アクセルペダル
踏込み量に対してスロツトルバルブ開度が線形に
変化するものとして説明する。

アクセルペダル８が踏み込まれると電子制御回
路１２によりその踏込み量（アクセル開度）に比
例した長さの信号がアクチユエータ５に送られ、
該アクチユエータ５によりプーリー４が右旋せし
められスロツトルバルブ３が開弁せしめられる
が、第２図に示した如く、スロツトルバルブ全閉
時（アクセルペダル８がフリーの時）にスロツト
ルレバー１５の右側縁とコンタクトピン４ａとの
なす角度がθとなるように設定しておくと、第３
図の１→２→５のようにアクセルペダル８の踏込
み量を変化させた場合、スロツトルレバー１５の
角度は０→２→３のように変化し、アクチユエー
タ５が正常に動作していればスロツトルバルブ開
度は１→４のように変化する。即ち、スロツトル
レバー１５の右側縁とコンタクトピン４ａとは角
度θを保つて動く。

ところで、本発明スロツトルバルブ制御装置で
は、スロツトルバルブ開度はアクセルペダル踏込
み量と速度センサー１０等により検知される運転
状態とによつて適切な開度が選択されるようにな
つている。その場合スロツトルバルブ開度は第４
図に示す１→６→４→７→１の斜線部内において
変化することになる。又、この時スロツトルレバ
ー１５は上記と同様に０→２→３のように変化す
る。従つて、スロツトルレバー１５の右側縁とコ
ンタクトピン４ａとのなす角度θを適切に設定し
ておけば、定常運転時にはスロツトルレバー１５
とコンタクトピン４ａとは接触しないことにな
る。即ち、機械的な制御手段が電気的な制御手段
の動きを阻害することは無い。

しかしながら、アクチユエータ５には過渡特性
があり、アクセルペダル踏込み量信号や指令信号
に対して遅れなしに追従することができないのが
現実である。これを示したのが第５図ａ及びｂで
あつて、Ａ→Ｂ→Ｃはスロツトルバルブ開度の要
求値であり、Ａ→Ｄ→Ｅ→Ｃは現実値である。こ
こで、アクセルペダル８に連動したスロツトルレ
バー１５の動きが比較的ゆつくりした第５図ｂの
場合、スロツトルレバー１５の右側縁がコンタク
トピン４ａと接触することは無いが、動きが速い
第５図ａの場合は、ＨとＤで囲まれた斜線部分で
スロツトルレバー１５の右側縁がコンタクトピン
４ａを押す状態となる。しかし、上述の如くダン
パー１７の動作荷重がアクチユエータ５の駆動力
とアクセルリターンスプリング１８の戻り力との
和よりも小さく設定されているのでダンパー１７
が伸び、その結果スロツトルレバー１５の開度が
第５図ａの斜線部の下側のＤを通る線に沿つて変
化し、アクチユエータ５へ過負荷がかかるのが防
止される。

尚、必ずしもダンパー１７を設ける必要はな
く、設けない場合は急俊なアクセルペダル８の動
きがアクチユエータ５の動き以上に作用してスロ
ツトルバルブ開度がＡ→Ｈ→Ｅ→Ｃと変化し、加
速を良好にするという効果がある。

そして、以上の動作中リターンスプリング通電
回路１３に発生する印加電圧が零のままでスロツ
トルリターンスプリング１４の通電はなく、その
結果リターンスプリング１４は温度が変態点以下
で塑性変形状態にあるのでアクチユエータ５に対
する負荷は極めて小さいものである。

次に、アクセルペダル踏込み量センサー９から
の信号と速度センサー１０からの信号が著しく矛
盾している場合は電子制御回路１２はアクチユエ
ータ５が故障と判定し、アクチユエータ５へ通電
を止めると同時に、故障モード信号をリターンス
プリング通電回路１３へ出力して該通電回路１３
に印加電圧を発生させてスロツトルバルブリター
ンスプリング１４に通電する。すると、リターン
スプリング１４は、変態点以上の温度に加熱され
て該温度に保持されるので弾性変形状態となり、
その結果スプリングとしての作用を発揮し、第６
図に示した如くプーリー４を左旋即ちスロツトル
バルブ３の閉じ方向に回転せしめてコンタクトピ
ン４ａをスロツトルレバー１５の右側縁に当接せ
しめる。或いは、スロツトルレバー１５の位置即
ちアクセルペダル踏込み量がスロツトルバルブ全
閉開度以下の時（第５図ｂのＦ→Ｇの時）は、プ
ーリー４はスロツトルバルブ全閉位置で停止し、
コンタクトピン４ａはスロツトルレバー１５の右
側縁に接触しない。

次に、この状態でアクセルペダル８を第４図の
１→２→５のように踏み込むと、スロツトルレバ
ー１５は角度θ分の遊びを経た後その右側縁が第
７図に示した如くコンタクトピン４ａと接触し、
スロツトルバルブ開度を２←→３のように変化させ
る。即ち、スロツトルバルブ３はアクセルペダル
８と機械的に連結された状態となり、アクセルペ
ダル８の動きに応じて開閉する。従つて、アクチ
ユエータ５の故障時も人為的な制御が可能であ
る。

以上、本発明のスロツトルバルブ制御装置の作
用について説明したが、本発明スロツトルバルブ
制御装置は、アクチユエータ５が正常の時はスロ
ツトルバルブリターンスプリング１４がスプリン
グとしてスロツトルバルブ３に作用しないので、
アクチユエータ５にかかる負荷が極めて小さくて
済む。従つて、アクチユエータ５を小型化でき装
置の占有スペースが小となると共に、アクチユエ
ータ５の動作速度が速くなり制御性が向上する。

尚、本発明スロツトルバルブ制御装置は上記実
施例に限定されず、例えば第８図に示した如くア
クチユエータ５とスロツトルシヤフト２が直結さ
れているもの、図示されていないがアクチユエー
タ５とスロツトルシヤフト２との間の駆動力伝達
部がギヤから成るもの、アクチユエータ５が油圧
式又は空気圧式のもの、スロツトルバルブリター
ンスプリング１４への加熱をPTC（正温度係数）
ヒーターを用いて行うものでも良い。又、第６図
及び第７図に示した如くスロツトルバルブリター
ンスプリング１４を案内するガイド１９，２０，
２１を設けても良く、その場合リターンスプリン
グ１４の塑性変形時の必要以上の伸びや振動によ
るあばれを防止できるという効果がある。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によるスロツトルバルブ制
御装置は、装置の占有スペースが小となると共に
制御性が良好となるという実用上極めて重要な利
点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスロツトルバルブ制御装
置の一実施例の全体図、第２図は上記実施例にお
けるスロツトルレバーの右側縁とコンタクトピン
との位置関係を示す要部側面図、第３図及び第４
図は夫々アクチユエータが正常の時にアクセルペ
ダル踏込み量に対してスロツトルバルブ開度が線
形及び非線形に変化する場合を示すグラフ、第５
図ａ及びｂは夫々アクチユエータの過渡特性の影
響をスロツトルレバーの動きが速い場合及び遅い
場合にて示すグラフ、第６図及び第７図は夫々ア
クチユエータが故障した時のスロツトルバルブリ
ターンスプリングの作用及び機械的制御手段によ
る作用を示す図、第８図は他の実施例の一部破断
平面図である。 １……吸気胴、２……スロツトルシヤフト、３
……スロツトルバルブ、４……プーリー、４ａ…
…コンタクトピン、５……アクチユエータ、６…
…ベルト、７……テンシヨナー、８……アクセル
ペダル、９……アクセルペダル踏込み量センサ
ー、１０……速度センサー、１１……指令スイツ
チ、１２……電子制御回路、１３……リターンス
プリング通電回路、１４……スロツトルバルブリ
ターンスプリング、１５……スロツトルレバー、
１６……アクセルワイヤ、１７……ダンパー、１
８……アクセルリターンスプリング、１９，２
０，２１……ガイド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アクセルペダルの動きやエンジンの運転状態
   に応じてスロツトルバルブの開度を制御するアク
   チユエータを具備していて、該アクチユエータの
   故障時にスロツトルバルブがリターンスプリング
   の作用により全閉位置に復帰せしめられ且つアク
   セルペダルとスロツトル弁が機械的に連結される
   ようにしたエンジンのスロツトルバルブ制御装置
   において、上記リターンスプリングを温度が変態
   点以下では塑性変形し変態点以上では弾性変形す
   る形状記憶合金から形成し、アクチユエータが故
   障した時は上記リターンスプリングを変態点以上
   の温度に保つようにしたことを特徴とするスロツ
   トルバルブ制御装置。