JPH05306636A - エンジンのスロットル弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクセル操作の如何にかかわらず、システム
フェールに対して確実に対応できるエンジンのスロット
ル弁制御装置を提供する。 【構成】 アクセル１に連動される第１部材３と、スロ
ットル弁１０に連動される第２部材７と、モータ駆動さ
れる第３部材１５と、第１部材３の移動に応じてアクセ
ルの開度を検出するアクセル開度検出手段５と、第２部
材の追従に応じてスロットル弁開度を検出するスロット
ル弁開度検出手段１１を備え、アクセルの開度とスロッ
トル弁開度が略等しくかつアクセルの開度が開方向に変
化している場合においてフェール状態を判定する判定手
段を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンのスロットル
弁制御装置に係り、特にアクセル開度に応じたスロット
ル弁開度を制御装置を介して行う構成のエンジンのスロ
ットル弁制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、アクセル開度に応じたスロッ
トル弁の開度制御を行う制御装置を介して行うこと（以
下、スロットル弁制御と言う）が知られており、エンジ
ンの運転状況に応じた最適制御を実施する提案が種々成
されている。ところで、スロットル弁制御のためには、
アイドル回転数に設定する制御機能を行うバイパス弁
と、アクセルの急激な動作を緩和吸収する機能を行うダ
ッシュポットと、オートクルーズなどの車速制御機能を
行うアクチエータと、トラクション制御を行う第２のス
ロットル弁制御手段などが通常必要となるが、以上の構
成要素を全て含む構成は非常に大掛かりになる。

【０００３】そこで、例えば、特開昭６４−４１６２５
号公報のようにアクセル開度に応じたスロットル弁制御
を行うとともに異常発生時に対処する第１の提案がなさ
れており、該提案によれば、スロットル弁の開閉用のス
ロットル弁開閉軸に対してアクセル開度に応じた回転量
を伝達する一方、この開閉軸に対して電磁クラッチを介
してモータ出力軸を接続し、スロットル弁の開閉制御を
制御装置の制御下にあるモータの回転制御に基づいてス
ロットル弁の開度制御を行うようにする一方、制御装置
の制御状態乃至各制御ディバイスにシステムフェールな
どの異常が発生した場合にエンジンの出力の急激な低下
を図るようにしている。

【０００４】また、スロットル弁制御においては、電気
制御系のシステムフェールに対応するために、フェール
時にはアクセルペダルとスロットル弁を機械的に連結可
能にする構成も必要であるので、従来はアクセル開度以
上にスロットルが開制御されないように規制手段を設け
た別の提案も成されている。しかしながら、アイドル回
転数制御機能を制御装置の制御下にあるモータの回転制
御に基づいて行うためには、アイドル回転数に近い範囲
においてモータの微妙な制御が必要となるが、上記の第
１の提案では電磁クラッチを介してスロットル弁制御を
行うので実施困難もしくは実施不可能である問題があ
る。また、第２の提案によれば、開方向の制御はできな
いのことから、例えば、トラクション制御の際に閉方向
の制御のみしかできず機能が半減する問題点がある。

【０００５】そこで、アクセルに連動されて、かつアク
セルを戻し方向に付勢する第１付勢力を得るとともに、
規制部を有した第１部材と、スロットル弁に連動され
て、かつ規制部に対して追従するように配設された第２
部材と、制御装置に接続されるモータにより駆動され、
かつ第２部材をスロットル弁の開方向側から規制する第
３部材と、この第３部材に第２部材を追従させる第２付
勢力と、第３部材をスロットル弁の開方向に付勢する第
３付勢力を備えたエンジンのスロットル弁制御装置を本
願出願人は提案している。

【０００６】本提案によれば、第１部材の移動に順じて
アクセル実開度をアクセル開度検出手段により検出し、
第２部材の第１部材に対する追従に順じてスロットル弁
実開度をスロットル弁開度検出手段により検出するよう
にして、アクセル開度検出に応じたスロットル弁開度を
適宜制御する一方、アクセル開度検出手段とスロットル
弁開度検出手段を含む電子制御系におけるシステムフェ
ールに対応するために、フェール発生時においてはアク
セルペダルに連動された第１部材と、スロットル弁に連
動された第２部材とを機械的に連結可能にして緊急時に
おける対処（リンプモード）を設定可能にしている。

【０００７】一方、上述の第１部材と第２部材の相対位
置関係から、第１部材に連結されるアクセル開度検出手
段による開度検出値が、第２部材に連結されるスロット
ル弁開度検出手段による開度検出値よりも大きい場合に
おいて正常動作していると判断している。また、アクセ
ル開度検出手段による開度検出値の方が、第２部材に連
結されるスロットル弁開度検出手段による開度検出値よ
りも小さいかもしくは等しい場合においてシステムフェ
ール発生を判断するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
各開度検出時において、予め開状態になっていたアクセ
ルを急激に全閉状態に操作される途中ではモータによる
第３部材の移動速度が十分に追従できない状態が発生す
る結果、アクセル開度検出手段の開度検出値の方が第２
部材に連結されるスロットル弁開度検出手段の開度検出
値よりも小さいかもしくは第１部材と第２部材とが当接
するなどして開度検出値が等しくなる状態が発生し、こ
れをシステムフェール発生として誤検出してしまう不具
合点が判明した。

【０００９】また、システムフェール発生を検出した後
に、モータによる第３部材の駆動を中止して第３付勢力
の作用によるリンプモードに移行する際に、急激にリン
プモードに移行する不具合点があることが判明した。し
たがって、本発明のエンジンのスロットル弁制御装置は
上記の不具合点の解消を目的になされたものであって、
アクセル操作の如何にかかわらず、システムフェールに
対して確実に対応できるエンジンのスロットル弁制御装
置を提供することにある。また、システムフェール後に
リンプモードに穏やかに移行できるエンジンのスロット
ル弁制御装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】及び

【作用】上述の課題を解決し、目的を達成するために本
発明は以下の構成を備える。即ち、アクセルに連動され
アクセルを戻し方向に付勢する第１付勢力を得るととも
に規制部を有した第１部材と、スロットル弁に連動され
規制部に対し追従する第２部材と、制御装置に接続され
るモータにより駆動され第２部材をスロットル弁の開方
向側から規制する第３部材と、第３部材に第２部材を追
従させる第２付勢力と、第３部材をスロットル弁の開方
向に付勢する第３付勢力を備えてなるエンジンのスロッ
トル弁制御装置であって、第１部材の移動に応じてアク
セルの開度を検出するアクセル開度検出手段と、第２部
材の前記追従に応じてスロットル弁開度を検出するスロ
ットル弁開度検出手段を備え、アクセルの開度とスロッ
トル弁開度が略等しくかつアクセルの開度が開方向に変
化している場合において判定手段によりフェール状態を
判定して、フェール状態をアクセルの操作如何にかかわ
らず確実に判定するように働く。

【００１１】また、好ましくは、フェール状態の判定を
受けて、支援回路がモータを緩やかに駆動して第２部材
と第１部材とを当接状態にした後に、モータへの通電を
停止してリンプモードに移行するように働く。

【００１２】

【実施例】以下に、添付の各図面を参照して本願発明の
好適な実施例を順次説明する。先ず、図１はエンジンの
スロットル弁制御装置のモデル図であって、全て平面的
に示しており、後述の上下方向などの記載部分は全て本
図に基づく方向であって、実際の方向とは必ずしも一致
しないものである。なお、図１は本願出願人の提案にな
るものである。

【００１３】本図において、アクセルペダル１はリンク
機構などを介して操作力を第１部材３に対して伝達可能
に設けられるとともに、第１部材３を図中の破線図示の
上方向に移動可能にする一方、実線図示の下方向に移動
自在に設けられている。また、上記のアクセルペダル１
に連結されるリンク機構の途中には、アクセルアイドル
スイッチ２が配設されており、該スイッチの検出により
アクセルが操作されないアイドル状態の検出を可能にし
ている。この第１部材３はリターンスプリング４が車体
との間に張設されており、第１部材をスロットル弁１０
が閉じられる方向に常時付勢するとともにアクセルペダ
ル１の開度に応じた電気出力信号を得るために車体側に
設けられたアクセル開度センサ５の検出部を設けてい
る。この第１部材３にはさらにファストアイドルサーモ
スタット６が設けられており、冷寒時などにおけるアイ
ドルアップを図るようにしている。

【００１４】次に、第２部材７はスロットル弁１０と連
動してスロットル弁１０の開閉を行うものであり、図中
の上方向に移動してスロットル弁１０を開く一方、下方
向に移動して閉じるものであり、第１部材３の規制部３
ａと第２部材７の規制部７ａの間には間隔Ｅが図示のよ
うに維持された状態において、アイドル状態における制
御を行うようにしている。そして、この第２部材７は調
整自在の閉リミッタ１３により閉方向に移動する際の規
制がなされる一方、第３部材１５の間に張設されたロッ
ドスプリング１４により第２部材７と第３部材１５とが
図示のように当接する状態にされている。また、スロッ
トル弁１０の開度はスロットル開度センサ１１により開
度検出を可能にされるとともにスロットルスイッチ１２
により動作検出を可能にしている。

【００１５】一方、第３部材１５には後述の制御装置に
接続されるモータ８が連結されており、第３部材１５を
図示のように上下方向にモータ駆動することで第３部材
１５に対して当接状態になっている第２部材７を上下方
向に移動することで、スロットル弁１０の開閉制御を行
う構成である。また、第３部材１５にはさらにモータス
プリング９が車体間において張設されており、第３部材
１５を常時上方向に移動するように付勢しており、シス
テムフェール時になどにおいてモータ８の駆動を強制停
止した場合には、第３部材１５に対して当接状態になっ
ている第２部材７の規制部７ａが第１部材３の規制部３
ａに対する直接的な当接にされて機械的にスロットル弁
１０とアクセルペダル１とが連結されるようにして車両
移動ができなくなる事態を防止できるようにしている
が、これをリンプモードと言い、この後に修理工場など
まで運行できるようにしてシステムフェールの修復を可
能にしている。

【００１６】図２は図１のブロック図でありシステムフ
ェール時におけるリンプモードの体系を示している。本
図においてシステムフェール時になどにおいてモータ８
の駆動を強制停止した場合には、第３部材１５と、第２
部材７と第１部材３とが上述のように直接的に当接する
関係にされた「＝メカ駆動系＝」がアクセルペダル１と
スロットル弁１０の間に形成される結果、リンプモード
に対応できる。

【００１７】また、正常動作時においては、アクセルペ
ダル１とスロットル弁１０の間に形成された「＝電子制
御系＝」により制御可能にされている。このために、電
子制御系はＥＣＵ１０１に対して上述のアクセル開度セ
ンサ５と、スロットル開度センサ１１とアクセルアイド
ルスイッチ２、スロットルファーストスイッチ１２に加
えて、ＥＧＩ制御部１０２とバックアップ回路１０５が
接続されており、第３部材１５を介してスロットル弁１
０を開閉駆動するためのモータ駆動回路１０８のバック
アップを行うようにしている。以上の構成の電子制御系
により正常動作時におけるアクセル開度に応じたスロッ
トル弁開度制御を行う一方、各センサ、スイッチ、モー
タおよびＣＰＵなどにおいて後述のシステムフェールの
異常発生した場合には、バックアップ回路１０５の作用
によりモータ駆動を停止して、リンプモードに移行でき
るようにしている。

【００１８】次に、図３は図１のエンジンのスロットル
弁制御装置のモデル図において、アクセルペダル１を急
な閉方向に操作した説明図であって、予め開状態になっ
ていたアクセルペダル１を急激に全閉状態に操作した場
合において、モータ８による第３部材１５の移動速度が
第２部材７の移動に十分に追従できない状態を示してい
る。つまり、アクセルペダル１上から足を離すと、リタ
ーンスプリング４の引っ張り作用により、第１部材３は
閉方向に急激に移動し、アクセル開度センサ５により開
度検出が行われる。また、第２部材７は第１部材３の閉
方向の急峻な移動により規制部３ａ、７ａ間に形成され
ていた間隔Ｅが急激に狭まり、遂には図示のように当接
した状態になるか、当接時の衝撃により第２部材７のほ
うがさらに閉方向に移動する。この際に、モータ８は第
３部材１５を閉方向に移動しようとするが、制御装置、
駆動回路などの時定数などの影響により第３部材１５と
第２部材７の当接状態が保持できず間隔Ｈが発生する状
態になる。

【００１９】したがって、以上の状態では、アクセル開
度センサ５によるアクセル開度の検出値の方が第２部材
に連結されるスロットル開度センサ１１による開度検出
値よりも小さい状態か、もしくは第１部材と第２部材と
が当接するなどして開度検出値同士が等しくなる状態が
発生する。そこで、第１部材３と第２部材７の相対位置
関係に矛盾するアクセル開度センサ５によるアクセル開
度の検出値の方が第２部材に連結されるスロットル開度
センサ１１による開度検出値よりも小さい状態か、もし
くは開度検出値が等しくなる状態を、そのままシステム
フェール発生として検出してしまうと、本来的なシステ
ムフェール発生の検出ができなくなる。

【００２０】そこで、第１部材５が第２部材７から離れ
る開方向に移動ないし移動した直後にシステムフェール
発生の判定を行うようにして、システムフェール発生の
誤検出を防止する制御例を以下に述べる。図４はシステ
ムフェール判定からリンプモードに移行するフローチヤ
ートであり、本図において、ステップＳ１でシステムフ
ェール判定が開始されてステップＳ２に進み、第１部材
３に設けられたアクセル開度センサ５による実開度と、
第２部材７に設けられたスロットル開度センサ１１によ
る実開度の比較が行われ、アクセル開度検出値がスロッ
トル開度検出値よりも小さいか、もしくは等しいか否か
の判定がされる。このステップＳ２で小さいか、もしく
は等しくないとの判定がされるとステップＳ１１の正常
モードに移行する。

【００２１】一方、ステップＳ２においてアクセル開度
センサ５による実開度が、スロットル開度センサ１１に
よる実開度よりも小さいか、等しいと判定されるとステ
ップＳ３に進み、アクセル開度センサ５とスロットル開
度センサ１１による実開度の検出が（各検出値の微分値
が正となる）開き方向で行われたかどうかの判定が行わ
れ（各検出値の微分値が負となる）閉じ方向の検出であ
った場合には、上述の図３における状態と判断してステ
ップＳ１１の正常モードに移行する。

【００２２】また、ステップＳ３において、微分値が正
となる開き方向で検出がされたと判断されると、次のス
テップＳ４においてフェールモードの判定がされる。こ
の後に、モータ８による第３部材１５の駆動を中止して
第３付勢力を発生するモータスプリング９（図１）に作
用によるリンプモードに移行する際に、急激にリンプモ
ードに移行することを防止するために、ステップＳ４か
らステップＳ５に進みＥＣＵ１０１による正常モードの
動作が停止されて、支援回路のバックアップ回路１０５
への自動切り替えが行われ（ステップＳ６）て、モータ
８の駆動停止後に閉方向の緩やかな駆動が行われて第１
部材３と第２部材７の規制部同士が当接した状態にされ
る。この後に、アクセルアイドルスイッチ２がオンされ
てアイドル状態になった時点でモータ８への駆動電流を
カットしてステップＳ９のメカ（リンプ）モードに移行
して終了する（ステップＳ１０）。

【００２３】次に、図５はフェールモードに移行するフ
ローチヤートであって、上述のアクセル開度センサ５と
スロットル開度センサ１１による実開度の検出以外に実
行されるべきフローチヤートである。本図において、ス
テップＳ２０において今回のアクセル開度から前回のア
クセル開度を差し引いた値が所定値ａより大きく、また
今回のスロットル開度から前回のスロットル開度を差し
引いた値が所定値ｂより大きいと、ステップＳ２５のフ
ェールモードに移行し、またステップＳ２０において各
開度の差が各所定値よりも小さい場合にはステップＳ２
１に進み、アクセルアイドルスイッチ２がオンされてお
り、かつアクセル開度が所定値ｃよりも大きく、スロッ
トルスイッチ１２がオンされており、かつスロットル開
度が所定値ｄよりも大きい場合にはステップＳ２５のフ
ェールモードに移行する。

【００２４】また、ステップＳ２１の条件を満足しない
場合には、ステップＳ２２に進み、アクセル入力信号値
とスロットル入力信号値が所定値ｅと所定値ｆの間にあ
るかどうかの判定がされて、ある場合にはステップＳ２
５のフェールモードに移行する。そして、所定値の間に
ない場合にはステップＳ２３に進み、スロットル制御信
号出力ｇと、ストットル入力信号ｋの絶対値が所定値ｉ
より＞乃至等しいかの判定がされて満足するとステップ
Ｓ２５に進みフェールモードに移行する。

【００２５】そして、ステップＳ２３の条件を満足しな
い場合には、ステップＳ２４に進みアクセル入力信号値
が所定値ｊより大きく、かつ維持状態時間が所定値ｋよ
りも大きくスロットルスイッチがオンされている場合に
はステップＳ２５に進みフェールモードに移行する。一
方、ステップＳ２４の条件を満足しない場合にはフェー
ル無しの判定がされリターン（ステップＳ２６）する。

【００２６】以上のフェール判定を図４に基づく上述の
システムフェール判定の前に実行して異常検出をする。
以上説明したように構成を簡略化でき、システムフェー
ルに対して対応でき、アクセル操作の開閉状態の如何に
かかわらず、システムフェールに対して確実に対応でき
る。また、システムフェール後にリンプモードに穏やか
に移行できる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、装
置全体の構成を簡略化でき、システムフェールに対して
対応でき、アクセル操作の如何にかかわらず、システム
フェールに対して確実に対応できるエンジンのスロット
ル弁制御装置を提供できる。また、システムフェール後
にリンプモードに穏やかに移行できるエンジンのスロッ
トル弁制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジンのスロットル弁制御装置のモデル図で
ある。

【図２】図１のブロック図でありシステムフェール時に
おけるリンプモードの体系を示している。

【図３】エンジンのスロットル弁制御装置のモデル図に
おいて、アクセルを急な閉方向に操作した説明図であ
る。

【図４】システムフェール判定からリンプモードに移行
するフローチヤートである。

【図５】システムフェール判定の制御フローチヤートで
ある。

【符号の説明】

１ アクセルペダル、 ３ 第１部材、 ５ アクセル開度センサ、 ７ 第２部材、 ８ モータ、 １０ スロットル弁、 １１ スロットル開度センサ、 １０１ ＥＣＵである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクセルに連動され該アクセルを戻し方
   向に付勢する第１付勢力を得るとともに規制部を有した
   第１部材と、スロットル弁に連動され前記規制部に対し
   追従する第２部材と、制御装置に接続されるモータによ
   り駆動され前記第２部材をスロットル弁の開方向側から
   規制する第３部材と、該第３部材に前記第２部材を追従
   させる第２付勢力と、前記第３部材をスロットル弁の開
   方向に付勢する第３付勢力を備えてなるエンジンのスロ
   ットル弁制御装置であって、 前記第１部材の移動に応じてアクセルの開度を検出する
   アクセル開度検出手段と、 前記第２部材の前記追従に応じてスロットル弁開度を検
   出するスロットル弁開度検出手段を備え、 前記アクセルの開度と前記スロットル弁開度が略等しく
   かつ前記アクセルの開度が開方向に変化している場合に
   おいてフェール状態を判定する判定手段を具備すること
   を特徴とするエンジンのスロットル弁制御装置。
2. 【請求項２】 前記フェール状態の判定を受けて、前記
   モータを緩やかに駆動して前記第２部材と前記第１部材
   とを当接状態にした後に、前記モータへの通電を停止す
   る支援回路を具備することを特徴とする請求項１に記載
   のエンジンのスロットル弁制御装置。