JPH0726562B2 - 機関のスロットル弁制御装置 - 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により特に自動車用機関の
出力を制御する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他の機関運転状態あ
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
の連動する第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61−60331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の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。

（発明が解決しようとする課題） 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
トル弁に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
なるために、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、前述した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、前記特公昭61−54933
号公報に開示された装置も、特開昭61−60331号公報に
開示された装置も、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。

本発明の目的なかかる従来の問題点を解消するためにな
されたもので、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
制御装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の機関のスロットル弁制御装置は、スロットル弁
の弁軸に配置されたスロットルレバーと、前記弁軸と同
軸線上に配設され且つ電動機によって駆動される原動歯
車と、前記弁軸に回転自在に配設されと回動プレート
た、この回動プレートに配設され前記原動歯車と噛み合
った減速歯車と、この減速歯車と前記スロットルレバー
とを連結するリンク機構と、前記回動プレートに対する
前記スロットルレバーの回転範囲を制限する制限部材
と、前記回動プレートを運転者の操作に対応して回動す
る手段とを備えて構成されている。

（作 用） 本発明の機関のスロットル弁制御装置によると、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。

（実施例） 以下、本発明の機関のスロットル弁制御装置を添付図面
に示された実施例について更に詳細に説明する。

第１図には、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
距離が短か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
に適用した本発明の一実施例が示されている。

本実施例において、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、その一端にはスロットルレーバー４が固設されてい
る。そして、弁軸３と同軸線上に原動歯車５が配設さ
れ、吸気通路１側に固定された電動機６がこの原動歯車
５に駆動連結されている。また、弁軸３上には回転自在
に回動プレート７が設けられている。そして、この回動
プレート７の軸心から離れた位置には歯車軸８が固定さ
れ、該歯車軸８には原動歯車５と噛み合って駆動される
減速歯車９が回転自在に配設されている。また、この減
速歯車９の外縁には連結ピン10が固設され、一方、スロ
ットルレバー４の端部にも連結ピン11が固設されてい
て、減速歯車９とスロットルレバー４とが、それぞれの
連結ピン10,11に回転自在に連結されたリンク板12によ
って相互に連結されている。第２図に示されるように、
スロットルレバー４には円周方向に所定距離延びる回転
範囲制限窓4aが設けられており、回動プレート７には回
転範囲制限窓4aと対応してストッパピン13が固設されて
いる。回転範囲制限窓4aの一端がストッパピン13に当接
することにより、回動プレート７に対するスロットルレ
バー４の回転範囲が制限される。

回動プレート７の側面にはリターンスプリング14の一端
が保持されている。このリターンスプリング14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,ストッパピ
ン13およびスロットルレバー４を介して弁軸３に加えら
れている。また、回動プレート７のリターンスプリング
14保持側とは反対の側面にはバックスプリング15の一端
が保持されている。バックスプリング15は他端がスロッ
トルレバー４に保持され、それによって、スロットルレ
バー４をストッパピン13に当接する方向（第２図の矢印
Ａと反対方向）のトルクを加えている。回動プレート７
の外周部の溝7aにはアクセルワイヤ16が掛けられ、この
アクセルワイヤ16の他端はアクセルペダル17に連結され
ている。アクセルペダル17を踏み込むと、回動プレート
７がリターンスプリング14のばね力に抗して回転され、
減速歯車9,スロットルレバー４を介してスロットル弁２
を開く方向に弁軸３が回転する。

アクセルペダル17には該アクセルペダル17の踏込量を検
知するアクセルセンサ18が付設されている。また、アク
セルペダル17には負圧応動式のアクチュエータ19が連結
されている。このアクチュエータ19は、電磁弁191とダ
イアフラム192及び該ダイアフラム192で区画された負圧
室193を備え、その負圧室193はパイプ20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192とアクセルペダル17とはダイアフラムワ
イヤ21によって連結されている。電磁弁191は負圧を導
くパイプ20の途中に設けられ、通電されたとき負圧室19
3に開口する大気孔194を閉じて吸気負圧をダイアフラム
192に作用させ、電流が遮断されたときは大気孔194を開
いて負圧室193内を略大気圧とするよう構成されてい
る。電磁弁191が通電されダイアフラム192に負圧が作用
すると、ダイアフラムワイヤ21を介してスロットル弁２
を開く方向にアクセルペダル17が駆動される。

スロットル弁２には開度センサ22が付設されている。こ
の開度センサ22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23と、車速センサ24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25が
設けられている。車間距離センサ23は例えはレーダ装置
で構成することができる。また、車両には電動機６を駆
動制御するとともに電磁弁191をオン・オフ制御する電
子制御装置26が備えられている。該電子制御装置26には
車間距離センサ2,車速センサ24のそれぞれの出力信号
と、自動運転スイッチ25のスイッチ信号と、開度センサ
22の出力信号が入力される。電子制御装置26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191へ制御信号を出力する。

次に前述の実施例に係るスロットル弁制御装置の動作を
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191への通電が遮断される。このときアクチュエー
タ19、負圧室193内は大気圧に近い圧力となるため、ダ
イアフラム192は作動せず、アクセルペダル17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14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減速歯車9,スロ
ットルレバー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100km/h）で定速走行を行う
時は、アクセルペダル17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25を自動運転側に操作す
る。その結果、電磁弁191が通電されて大気孔194は閉じ
られ、吸気通路１から吸気負圧がパイプ20を介してアク
チュエータ19の負圧室193に導入されてダイアフラム192
に作用する。その結果、ダイアフラム192はリターンス
プリング14のばね力に抗してアクセルペダル17を駆動
し、運転者によるアクセルペダル17の操作に関係なく回
動プレート７をスロットル弁２全開位置まで回転させ
る。また、このとき電子制御装置26は車速センサ24から
の車速信号を入力し、車速が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の回転は原動歯車
５及び減速歯車９を介してスロットルレバー４に伝達さ
れ、スロットル弁２の弁軸３を回転する。第２図で矢印
Ｂ方向に減速歯車９が回転すると、リンク板12によって
連結されたスロットルレバー４がバックスプリング15に
抗して矢印Ａの方向に回転し、スロットル弁２は閉じ側
に駆動される。また、減速歯車９が矢印Ｂと反対の方向
に回転すると、スロットルレバー４は矢印Ａと反対側つ
まりスロットル弁２を開く側に回転する。このようにし
て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23によって検知される
と、電子制御装置26は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26が故障したり、あるいはまた減速歯車９とスロッ
トルレバー４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22の出力
信号によって検知し、直ちに電磁弁191への通電を遮断
し、大気孔194を開放する。これによってアクセルペダ
ル17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17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を開く方向へのスロ
ットルレバー４の回転な回転範囲制限窓4aの一端がスト
ッパピン13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17の踏
み込みに対応する開度以上に開くことはない。従って、
車両の暴走を防ぐことができる。

第３には本発明に係る機関のスロットル弁制御装置の他
の実施例が示されている。この実施例におけるスロット
ル弁制御装置では、減速歯車９が内歯車9aを備えるもの
から構成され、この内歯車9aが原動歯車５に噛み合って
いる。これ以外は第１図および第２図に示された実施例
と同じであるので、これ以上の説明は省略する。このよ
うな実施例によれば、原動歯車５と噛合う減速歯車９を
内歯車9aで構成したことにより、原動歯車５と減速歯車
９との回転中心間距離を短かくすることができ、全体を
小型に構成することができる。

更に、上述した各実施例のスロットル弁制御装置は車間
距離センサを備えた自動定速走行装置に適用した場合に
ついて説明したが、本発明に係るスロットル弁制御装置
は特開昭61−60331号公報等に開示されている車輪のス
リップ率を制御する装置にも適用できる。この場合の構
成は第４図に示されている。この第４図からも明らかな
ように本発明のスロットル弁制御装置を車輪のスリップ
率制御装置に適用した場合には第１図の実施例で設けら
れていたアクチュエータ19は不要となる。

すなわち運転者によりアクセルペダル17が踏込まれた通
常運転時に、駆動輪速度センサ27と従動輪速度センサ28
の出力信号により駆動輪のスリップを検知したスリップ
制御部29は電動機６を駆動してスロットル弁２を閉じ
る。その結果、機関出力が低下し、駆動輪の駆動トルク
が減少しスリップの発生が抑制される。

このような構成においても電動機６によるスロットル弁
２の開度制御範囲がアクセルペダル17により開弁された
開度以下の範囲に限定されているので、電動機６等の故
障によりスロットル弁２が開き暴走するということはな
く安全性の高い装置とすることができる。

なお、前述した各実施例では減速歯車９とスロットルレ
バー４をリンク板12で連結したものを示したがロッド或
いはワイヤ等であってもよく、前述の各実施例と同様の
効果を奏する。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明における機関のスロットル
弁制御装置によれば、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、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図は本発明の一実施例における機関のスロットル弁
制御装置を示す構成説明図、第２図は第１図のII−II線
に沿って得たスロットル弁制御装置の断面図、第３図は
本発明の他の実施例に係る機関のスロットル弁制御装置
を第２図と同様に示す断面図、第４図は本発明の機関ス
ロットル弁制御装置を車輪のスリップ率制御装置に適用
した場合の構成説明図である。 １……吸気通路、２……スロットル弁、３……弁軸、４
……スロットルレバー、4a……回転範囲制限窓、５……
原動歯車、６……電動機、７……回動プレート、９……
減速歯車、13……ストッパピン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関の出力を制御するスロットル弁を開閉
   するための弁軸と、該弁軸に配設されたスロットルレバ
   ーと、前記弁軸の同軸線上に配設され且つ電動機によっ
   て駆動される原動歯車と、前記弁軸に回転自在に配設さ
   れた回動プレートと、該回動プレートに配設され前記原
   動歯車と噛み合った減速歯車と、該減速歯車と前記スロ
   ットルレバーとを連結するリンク機構と、前記回動プレ
   ートに対する前記スロットルレバーの回転範囲を制限す
   る制限部材と、前記回動プレートを運転者の操作に対応
   して回動する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。