JPH0623018B2 - 車両用スロツトル制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両の発進時および加速時の駆動輪のスリップ
防止などに適用してスロットル開度を制御する車両用ス
ロットル制御装置に関する。

（従来の技術） 従来この種の装置では、駆動輪のスリップ防止をするも
のとして、特公昭５１−３１９１５号「車輪のスリップ
防止装置」があり、発進，加速時に駆動輪のスリップが
発生すると、エンジンのキャブレータ（スロットル）の
開度を減じてエンジントルクを減少させている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この従来装置ではスリップ防止のアクチ
ュエータの作動によりスロットル開度を強制的に減少さ
せたとき、そのスロットル軸がアクセルケーブルを介し
てアクセルペダルに直結しているので、前記アクチュエ
ータの駆動力が反力となってアクセルペダルを押し戻す
ことになり、運転者の足にショックを与えてしまうとい
う問題がある。

本発明は上記問題を解消するもので、アクセル操作部の
操作中に、スロットル開度を強制的に減少させた場合に
アクセル操作部への反力を防止することを目的としてい
る。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、 車両のエンジントルクを増減させるスロットルバルブ
（１１）と、 前記スロットルバルブ（１１）のスロットル軸（１２）
に固定された第１のアーム（１３）と、 アクセルペダル（３１）の操作に応じた方向に駆動され
る第２のアーム（１４）と、 前記第１のアーム（１３）と前記第２のアーム（１４）
とを連結し、一方のアームが駆動される時に、他方のア
ームに対して一方のアームの駆動方向と同方向の力を付
与する第１の弾性手段（１５）と、 前記第２のアーム（１４）に対して、前記スロットルバ
ルブ（１１）を閉じる方向に力を付与する第２の弾性手
段（１６）と、 前記スロットル軸（１２）を介して、前記スロットルバ
ルブ（１１）を閉じる方向に駆動するアクチュエータ
（２０）とを備えることを特徴とする。

（作用） 上記構成によれば、アクセルペダルの操作に応じた方向
に第２のアームが駆動されると、第１の弾性手段によっ
て第２のアームの駆動方向と同方向への力が第１のアー
ムに付与される。従って、アクセルペダルの踏み込み操
作が行われた場合には、踏み込み操作に応じた方向に第
２のアームが駆動され、これにより第１の弾性手段を介
して付与される駆動力によって第１のアームもアクセル
ペダルの踏み込み操作に応じた方向に駆動される。第１
のアームはスロットルバルブのスロットル軸に固定され
ているので、第１のアームの駆動に伴い、スロットルバ
ルブが開く。

かかる状態において、エンジントルクを強制的に減少さ
せようとする場合には、アクチュエータがスロットル軸
を介してスロットルバルブを閉じる方向に駆動する。す
ると、スロットル軸に固定された第１のアームが、スロ
ットルバルブの閉方向への駆動の分だけ同様に駆動され
るが、この第１のアームの駆動分は第１の弾性手段の弾
性力によって吸収することができるので、第２のアーム
はアクセルペダルの踏み込み量に応じた位置を維持し、
アクセルペダルへの直接的なショックを防止することが
できる。

（実施例） 以下本発明を図に示す実施例について詳細に説明する。

第１図は本発明による車両用スロットル制御装置を適用
した車両用走行制御装置の全体構成を示す構成図であ
る。第１図において、１０はスロットル部の構成であ
る。スロットル軸１２にはスロットルバルブ１１とアー
ム１３が固定されており、アーム１４はスロットル軸１
２のまわりを空転可能に組み付けてある。また、リター
ンスプリング１６の両端は、スロットルバルブ１１を組
み込むスロットルボディーとアーム１４に取付けられ、
アーム１４にはスロットルボディーに対してＡ方向から
見て（以下スロットル部のアームの回転方向はＡ方向か
ら見た場合の方向とする。）常に反時計方向の力が加え
られている。スプリング１５の両端はアーム１３とアー
ム１４に取付けられ、アーム１４に対してアーム１３を
時計方向に押しており、通常、アーム１３はアーム１４
に取付けられたストッパ１７に押し付けられている。従
って、スロットルバルブ１１はリターンスプリング１６
のバネ力により常に閉じる方向（反時計方向）に力を受
けている。

２０はスロットルアクチュエータであり、アクチュエー
タ内部にある図示されていないクラッチおよびギヤを介
して駆動源のモータ２５によって駆動される出力軸２６
にレバー２１が固定されており、レバー２１はアクチュ
エータ内部にある図示されていないスプリングによって
常に時計方向に押されており、さらにレバー２１は出力
軸２６のまわりに空転可能なアーム２２を時計方向に押
している。さらに、アーム２２はスプリング２７によっ
て時計方向に力を受けている。また出力軸のまわりに空
転可能なアーム２３はアクチュエータ内部で出力軸２６
に固定されているレバーによって反時計方向のみ押さ
れ、出力軸のまわりを回転するようになっている。

すなわち、モータ２５によって出力軸２６を時計方向に
回転させた時はレバー２１によってアーム２２のみを時
計方向に回転させることが出来、出力軸２６を反時計方
向に回転させた時はアクチュエータ内部のレバーによっ
てアーム２３のみを反時計方向に回転させることが出来
るようにしている。２４はアーム２２，２３の回転範囲
を制限するストッパ、２８はスプリング２７の片端をア
クチュエータボディーに固定するストッパである。

３０はアクセル操作部をなすアクセルペダル部の構成
で、３１はアクセルペダル、３２はアクセルペダル３１
を押すレバーである。１９はアクセルペダル３１とスロ
ットル部１０のアーム１４を結ぶアクセルケーブルであ
り、運転者がアクセルペダル３１を踏み込みことによ
り、アーム１４を時計方向に回転させ、スプリング１
５、アーム１３を介してスロットルバルブが開かれる。
また１８はアクチュエータ２０のアーム２２とスロット
ル部１０のアーム１３を結ぶコントロールケーブル、３
３はアクチュエータ２０のアーム２３とアクセルペダル
部３０のレバー３２を結ぶコントロールケーブル（又は
リンク）である。

６１は駆動輪速度を検出する速度センサ、６２は従動輪
速度を検出する速度センサ、６３はスロットル開度を検
出するスロットル開度センサ、６４はオートドライブの
各種指令を発するために手動操作する指令スイッチであ
り、６０はこれらのセンサ６１，６２，６３，指令スイ
ッチ６４からの信号を受けて、アクチュエータ２０に制
御信号を出力する電子制御ユニット（以下ＥＣＵと呼
ぶ）であり、マイクロコンピュータを用いたものであ
る。

７０はガソリンエンジンであり、スロットル部１０のス
ロットルバルブ１１の開度に応じてその吸入空気量が増
減され、よってエンジンの作動のエンジン回転数（エン
ジントルク）が増減するものである。

次に、上記構成においてその作動について説明する。

(a)通常アクセル操作時； 運転者がアクセルペダル３１を踏むと、アクセルケーブ
ル１９が引っ張られ、スロットル部１０のアーム１４が
時計方向に回転する。通常、アーム１３はスプリング１
５によってストッパ１７に押し付けられており、アーム
１４と一緒に回転するため、スロットル軸１２が回転
し、スロットルバルブ１１が開く。つまり、アーム１４
の回転は、スプリング１５，アーム１３を介してスロッ
トル軸１２に伝えられる。この時、アーム１３の回転に
より、コントロールケーブル１８も引っ張られるため、
アクチュエータ２０のアーム２２も反時計方向に回転
し、レバー２１もアーム２２に押されて同方向に回転す
る。

他方、運転者がアクセルペダル３１の踏み込み量を減少
させれば、リターンスプリング１６によってアーム１４
が反時計方向に回転し、アーム１３もストッパ１７に押
されて同方向に回転するため、スロットルバルブ１１の
開度が減少する。この時、アーム１３の回転によりコン
トロールケーブル１８が緩められ、アーム２２はスプリ
ング２７によって時計方向に回転し、またレバー２１も
アクチュエータ内部の図示されていないスプリングによ
って同方向に回転する。

(b)スリップ制御時； 発進、急加速時等に駆動輪に過大なスリップが発生し、
車両が安定性を失ない、また加速性も悪化してしまうこ
と防止すべく、次のような制御を行なう。

すなわち、ＥＣＵ６０では、常に速度センサ６１，６２
からの速度情報に基づき、駆動輪のスリップを判定して
おり、スリップ発生時には、アクチュエータ２０に対
し、スロットル開度を減少させてエンジントルクを抑制
し、スリップを抑えるよう指令する。

今、スロットルバルブ１１が開かれている状態で、アク
チュエータ内部の電磁クラッチをＯＮすることによりモ
ータ２５の動力を出力軸２６に伝達させ、出力軸２６を
時計方向に回転させると、出力軸２６に固定されている
レバー２１がアーム２２を時計方向に回転させ、コント
ロールケーブル１８を介してスロットル部１０のアーム
１３が反時計方向に回転し、スロットル開度が減少す
る。この時、アーム１３がアーム１４に固定されたスト
ッパ１７から離れるため、運転者の足にはスプリング１
５による力だけ余分な力がかかるが、このスプリング力
が小さくなっているためアクセルペダル３１が無理に押
し戻されることはない。

そして、モータ２５の電流を切れば、スプリング１５に
よってアーム１３が時計方向にストッパ１７に当たる位
置まで回転し、スロットル開度はアクセルペダル３１の
踏み込み量と対応する開度まで戻るので、モータ２５の
電流のＯＮ／ＯＦＦを制御し、スリップ減少に従って徐
々にアーム２２を戻して、スロットル開度をアクセルペ
ダル３１の踏み込み量に対応する開度まで開くようにす
る。

(c)オートドライブ時； オートドライブを行なう時には、アクチュエータ内部の
電磁クラッチをＯＮし、モータ２５の動力を出力軸２６
に伝達出来るようにし、モータ２５の電流をスリップ制
御時と逆にし、出力軸２６を反時計方向に回転させ、出
力軸２６に固定されたアクチュエータ内部の図示されて
いないレバーによってアーム２３を反時計方向に回転さ
せ、コントロールケーブル３３、レバー３２を介してア
クセルペダル３１の踏み込み量を制御する。ここで、通
常のアクセル操作時やスリップ制御時にアーム２３が動
かされることはない。またオートドライブ制御時のスロ
ットル部の動作は、通常のアクセル操作時と同じであ
る。

次にＥＣＵ６０の動作の一例を第２図のフローチャート
を用いて説明する。

まず、ステップ１０１にて、各センサから駆動輪速度Ｖ
_Ｗ、従動輪速度Ｖ_Ｖ、スロットル開度θ_ＴＨを読み込
み、ステップ１０２にて運転者が手動スイッチをセット
しているか否かを示すオートドライブ実行モードになっ
ているか否かを判別する。もし、オートドライブ実行モ
ードになっている場合はステップ１０８へ移り、オート
ドライブ用のプログラムを実行してステップ１０１に戻
る。他方、ステップ１０２にて、オートドライブ実行モ
ードになっていないと判別された場合は、ステップ１０
３に移り、スリップ判定レベルＶ_Ｔを作成する。すなわ
ち、従動輪速度Ｖ_ＶをＫ倍（Ｋ＝1.1〜2.0）して目標ス
リップ判定レベルＶ_Ｔとする。次に、ステップ１０４で
駆動輪速度Ｖ_Ｗ、スリップ判定レベルＶ_Ｔを比較してス
リップの有無を判定する。ステップ１０４にてＶ_Ｗ≧Ｖ
_Ｔが成立し、スリップ有りと判定された場合は、ステッ
プ１０５に移り、スロットル開度を減少しエンジントル
クを抑えるために、スロットル開度変化量Δθ＝−Δθ
_１（Δθ_１＞０）と設定し、ステップ１０７に移る。一
方、ステップ１０４にてＶ_Ｗ＜Ｖ_Ｔが成立し、スリップ
無しと判定された場合は、ステップ１０６に移り、スロ
ットル開度を増加し、エンジントルクを増加させるよう
にスロットル開度変化量Δθ＝Δθ_２（Δθ_２＞０）と
設定し、ステップ１０７に移る。ステップ１０７ではス
ロットル開度がθ_ＴＨ＋Δθに制御される様にアクチュ
エータ２０を駆動し、ステップ１０１に戻る。

この駆動は、第３図の波形図に示すように、モータに印
加される電圧パターンのDuty比ｔ／Ｔ（Ｔ：周期，一
定）を制御することによって行なわれる。スリップ制御
時には、モータ２５に流れる電流の方向は常に同じであ
り、アクチュエータ２０の出力トルクは常に時計方向に
働き、電圧パターンのDuty比を大きくすればアクチュエ
ータの出力トルクが大きくなる。従って、Duty比を制御
することによって、スロットル開度を制御出来る。スリ
ップが発生していなければ、最終的にDuty比は０％にな
り、モータ印加電圧ＯＦＦの状態に戻る。

上述の実施例におけるアクチュエータ２０では出力軸２
６の駆動回転方向違いにより、スリップ制御、オートド
ライブ制御の両者を行なえる構造とし、速い応答性を必
要とするスリップ制御のために、スリップ制御時に駆動
されるアーム２２の半径は大きくしてあり、またギヤに
よる減速比も小さくすることができる。他方、オートド
ライブ制御では、スリップ制御に比べて応答性は遅くて
も良いが、スロットル開度の分解能を大きくするため
に、出力軸２６からさらにギヤを介してオートドライブ
制御用のアーム２３を駆動する構成とし、減速比を大き
くして必要な分解能を得ることができる。

さらに、この実施例では、スロットルバルブを閉じるの
に必要な力を小さくし、またアクセルペダル３１へのシ
ョックを和らげるために第１図に示す様にスプリング１
５を用いており、よってアクチュエータ２０に必要な力
はスプリング１５の荷重より大きければよいため、アク
チュエータ２０は小型化でき、またスリップ発生時のア
クチュエータの動作も高速化出来る。また、アクセルペ
ダル３１へのショックもスプリング１５によって緩和さ
れ、運転者にとってアクセルペダル３１が、スプリング
１５による力の分だけ重くなるだけである。

そして、スプリング１５の荷重を小さくするほど前記の
特徴が著しくなるが、スプリング１５の荷重は、通常の
アクセル動作時に運転者が急激にアクセルペダルを踏み
込んだ時に、第１図において、アーム１３がストッパ１
７から離れないだけの荷重に設定している。

なお、上述の実施例ではスリップ制御時とオートドライ
ブ制御時ではモータ電流を逆転し、それぞれの制御時に
流れるモータ電流は一方向でDuty制御によってスロット
ル開度を制御したが、アクセルペダルの踏み込み量を検
出するセンサを設け、各制御時に正逆のモータ電流を流
し、Duty比＋１００％〜−１００％の範囲で変化させて
スロットル開度を制御するようにしても良い。

また、スロットルアクチュエータはスリップ制御とオー
トドライブの両機能を備えたものであるが、スリップ制
御専用のアクチュエータによってアーム１３を動かす様
にしてもよい。

また、このアクチュエータはモータ以外（例えば油圧、
空気圧等）の動力を用いたものでも良い。

また、ＥＣＵの動作において、スリップの有無によって
変化させるスロットル開度変化量Δθは、スロットル開
度θ_ＴＨ、エンジンの状態等の関数として求めるように
してもよい。

（発明の効果） 以上述べたように本発明においては、車両の駆動輪のス
リップ防止などに適用することができるもので、アクセ
ルペダルの操作中に、エンジントルクを減少すべくアク
チュエータによってスロットルバルブを閉方向に駆動し
た場合、その閉方向への駆動分を第１の弾性手段の弾性
力によって吸収するようにしているので、アクセルペダ
ルへの直接的なショックを防止することができる。

さらに、第１の弾性手段のセット荷重は、アクセルペダ
ルの操作時に、第１のアームと第２のアームとが一緒に
なって動くだけの荷重で足りるので、上記のようにスロ
ットルバルブを強制的に閉方向に駆動した場合でも、第
１の弾性手段がアクセルペダルへ与える反力を小さくす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第２図は
第１図中のＥＣＵの演算処理を示すフローチャート、第
３図はその作動説明に供する波形図、第４図は本発明の
他の実施例を示す全体構成図である。 １０……スロットル部、１１……スロットルバルブ、１
３……アーム、１５……緩衝手段をなすスプリング、２
０……アクチュエータ、３０……アクセル操作部、６０
……ＥＣＵ、７０……ガソリンエンジン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両のエンジントルクを増減させるスロッ
   トルバルブ（１１）と、 前記スロットルバルブ（１１）のスロットル軸（１２）
   に固定された第１のアーム（１３）と、 アクセルペダル（３１）の操作に応じた方向に駆動され
   る第２のアーム（１４）と、 前記第１のアーム（１３）と前記第２のアーム（１４）
   とを連結し、一方のアームが駆動される時に、他方のア
   ームに対して一方のアームの駆動方向と同方向の力を付
   与する第１の弾性体（１５）と 前記第２のアーム（１４）に対して、前記スロットルバ
   ルブを閉じる方向に力を付与する第２の弾性体（１６）
   と、 前記スロットル軸（１２）を介して、前記スロットルバ
   ルブ（１１）を閉じる方向に駆動するアクチュエータ
   （２０）とを備えることを特徴とする車両用スロットル
   制御装置。