JP2920920B2 - 車両用スロットル制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車両用エンジンのスロットル制御装置に関
し、たとえば、加速スリップ制御、定速走行維持、アイ
ドリング制御、自動速度制限及び省燃費ドライブなどの
各種のスロットル制御を電気的に行うリンクレススロッ
トル制御装置に関する。

［従来の技術］ 特開昭63−88235号公報は、吸気経路中に直列に設け
られた第１及び第２のスロットル弁と、第１のスロット
ル弁を駆動するステップモータと、第２のスロットル弁
を急閉するアクチエータと、ステップモータ及びアクチ
エータを電気制御する制御部とを備えるリンクレスのス
ロットル制御装置を開示している。制御部は選択された
走行モード及びペダル踏込み量に応じて第１のスロット
ル弁により通常の開度制御を行う。また、制御部はアク
セルペダルが踏込まれていない場合に第２スロットル弁
を急閉して、ステップモータで駆動される第１スロット
ル弁の閉鎖速度が遅いという欠点を補償している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記した従来のリンクレスの車両用ス
ロットル制御装置は、電気制御されるアクチエータによ
り駆動されているので、多様な制御モードを簡単に実行
できる反面、構成が複雑となり、かつ、制御部への電磁
波障害などにより、スロットル弁が誤って開く可能性が
あるという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、電
磁波障害などによる車両スロットル弁の誤開を防止した
リンクレスの車両用スロットル制御装置を提供すること
を目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明の車両用スロットル制御装置は、アクセルペダ
ル及びブレーキペダルの踏込み量をそれぞれ検出するア
クセル操作検出部及びブレーキ操作検出部と、機関出力
調節用のスロットル弁の開度を調節するアクチエータ
と、前記アクセル操作検出部からの信号および内蔵する
定速走行モード制御部からの指令信号に応じて前記アク
チエータを制御する主制御部と、定速走行モード非選択
時でかつ前記アクセル操作検出部で検出されたアクセル
ペダルの踏込み量が所定値以下の時、並びに、定速走行
モード選択時でかつ前記アクセル操作検出部で検出され
た踏込み量が所定値以下かつ前記ブレーキ操作検出部で
検出されたブレーキペダルの踏込み量が所定値以上の時
に、前記主制御部から前記アクチエータへ伝達されるス
ロットル弁開命令を遮断し、上記以外の時に前記スロッ
トル弁開命令の伝達を許容する誤開禁止制御部とを備え
ることを特徴としている。

主制御部は、マイコンで構成することができ、加速ス
リップ制御、定速走行制御などのスロットル制御機能を
もつことができる。

誤開禁止制御部は、主制御部からアクチエータへ流れ
るスロットル弁開電流（スロットル弁開命令）を選択的
に遮断するものであれば、各種電力素子や電子素子で構
成することができる。

また、誤開禁止制御部は、主制御部からの信号に追従
して作動するバッファアンプやリレーと、これらバッフ
ァアンプやリレーから出力されるスロットル弁開電圧
（スロットル弁開命令）を選択的に遮断するスイッチ回
路をもつことができる。

［作用］ 主制御部は、少くともアクセルペダル踏込量及び定速
走行モード選択の有無に応じてアクチエータにスロット
ル弁開命令又はスロットル弁閉命令を伝達し、アクチエ
ータは受取った各命令に応じてスロットル弁を開閉制御
する。

誤開禁止制御部は、定速走行モード非選択時でかつア
クセルペダルの踏込み量が所定値以下の場合において、
また定速走行モード選択時でかつアクセルペダルの踏込
み量が所定値以下でブレーキペダルの踏込み量が所定値
以上の場合において、主制御部からアクチエータへ伝達
されるスロットル弁開命令を遮断する。

たとえば、誤開禁止制御部は、定速走行モード非選択
時にはアクセルペダルの踏込みを止める場合に、定速走
行モード選択時にはアクセルペダルの踏込みを止めかつ
ブレーキペダルを踏み込む場合に、前記スロットル弁開
命令を遮断する。

従って、上記した条件下では誤開禁止制御部がスロッ
トル弁開命令の通過を禁止しているので、主制御部が電
磁波障害または故障などで誤ってスロットル弁開命令を
出力しても、アクチエータのスロットル弁開方向への作
動はなく、スロットル弁の誤開はない。また、定速走行
モード選択時において、アクセルペダルとブレーキペダ
ルを同時に踏込んだ場合には、アクセルペダルの踏込み
量が所定値以上となるので、誤開禁止制御部は主制御部
からのアクチエータへ伝達されるスロットル弁制御命令
を遮断しない。よって、ぬかるみや雪道などでの脱出の
ためにドライバーがアクセルペダルとブレーキペダルを
同時に踏込んで駆動力を調整する場合には、スロットル
弁の開度を調整する。

［実施例］ 本発明のスロットル制御装置の一実施例を第１図によ
り説明する。

本実施例の車両用スロットル制御装置は、アクセルぺ
ダル４の所定量以上の踏込みによりオンする常開のアク
セルペダルスイッチ16と、ブレーキペダル５の所定量以
上の踏込みによりオフする常閉のブレーキペダルスイッ
チ17と、スロットル弁２の開度を減速機構15を介して調
節するDCモータ１と、定速走行モード等の車両走行モー
ドの選択状態及び運転操作信号に応じてアクチエータ１
を制御する主制御部130と、主制御部130からアクチエー
タ１への通電を制御する誤開禁止制御部120とを備え、
その他に、上記した車両走行状態及び運転操作信号を検
出する手段として、アクセルペダル４の踏み込み量を検
出するポテンショメータ７と、スロットル弁２の開度を
検出するロータリーエンコーダ３と、車輪の回転速度を
検出する車輪速センサ14とからなる。

アクセルペダルスイッチ16及びブレーキペダルスイッ
チ17は、それぞれ本発明で言うアクセル操作検出部及び
ブレーキ操作検出部を構成しており、アクセルペダルス
イッチ16はアクセルペダル４を比較的少ない所定量以上
踏込むだけでオンし、ブレーキペダルスイッチ17はブレ
ーキペダル５を比較的少ない所定量以上踏込むだけでオ
フするように設定されている。

アクチエータを構成するDCモータ１は、電源端1a,1b
に印加されるパルス電圧若しくは直流電圧により駆動さ
れ、これらパルス電圧若しくは直流電圧の印加方向を逆
転することにより回転方向が逆転する機能をもつ直流モ
ータで構成されている。DCモータ１の電源端1a,1bは誤
開禁止制御部120を介して主制御部130に接続されてい
る。また、DCモータ１はロータリーエンコーダ３及び主
制御部130とともに、スロットル弁２を所望の開度に調
節するサーボ制御系を構成している。

主制御部130は、CPU及び出力バッファ内蔵のコントロ
ーラで構成されており、定速走行モードを実行する定速
走行モード制御部（図示せず）を備えている。なお、定
速走行モードは、車両負荷に関わらず車両を定速走行さ
せるための制御機能を有している。主制御部130は、ポ
テンショメータ７とロータリーエンコーダ３と車輪速セ
ンサ14とから検出信号を入力されて、これら検出信号を
処理してスロットル弁２を所望開度とするためにスロッ
トル弁開閉信号を合成し、そして、トランジスタ13a〜
ｄで構成された内蔵の前記出力バッファによりスロット
ル弁開閉信号に応じた出力電圧を電力増幅し、電力増幅
された前記出力電圧を誤開禁止制御部120を経由してア
クチエータ１に出力する回路である。なお、上記出力バ
ッファは、ブリッジ接続された四つのトランジスタ13
a、13b、13c、13dおよびその駆動回路を備えている。本
実施例では、スロットル弁２を開く時、トランジスタ13
cと13bがオンされ、トランジスタ13aと13dがオフにされ
る。逆に、スロットル弁２を閉じる時、トランジスタ13
aと13dがオンされ、トランジスタ13cと13bがオフされ
る。トランジスタ13b、13dは図示されていないPWM回路
（Pulse Width Modulation Circuit）によって駆動さ
れ、モータ１へ供給される出力電圧を制御する。このよ
うな出力バッファは既に多くの文献に紹介されているの
で、詳細な説明は省略するが、このバッファによりモー
タ１のサーボ制御が達成される。

以下に、本発明の特徴を具体化する誤開禁止制御部12
0の構成を説明する。

誤開禁止制御部120はDCモータ１の電源端1aに各一端
が接続されたリミットスイッチ10及びダイオード12aを
もち、リミットスイッチ10の他端510とダイオード12aの
他端512とは、互いに並列接続されたリレー９の常開接
点9a及びリレー８の常開接点8aにより接続されている。
更に、ダイオード12aの他端512は第１インバータ13gの
出力接点13eに接続されている。

また、誤開禁止制御部120は、互いに並列接続された
リミットスイッチ11及びダイオード12bをもち、これら
リミットスイッチ11及びダイオード12bの各一端はDCモ
ータ１の電源端1bに接続され、各他端は第２インバータ
13hの出力接点13fに接続されている。リミットスイッチ
10は常開型式であり、スロットル弁２が所定開度以上開
いた場合にオフする。リミットスイッチ11も常閉型式で
あり、スロットル弁２が所定開度以上閉じた場合にオフ
する。これらリミットスイッチ10、11はスロットル弁２
の駆動軸20と同軸のカム（図示せず）により開閉するよ
うに配設されている。

リレー８の一端はアクセルペダルスイッチ16を介して
高位電源＋Vccに接続され、その他端は接地されてい
る。リレー９の一端はブレーキペダルスイッチ17及びPN
Pトランジスタ６を介して高位電源＋Vccに接続され、そ
の他端は接地されている。なお、PNPトランジスタ６の
ベース電極は、図示しない定速走行モード選択スイッチ
から信号電圧を供給されており、上記定速走行モード選
択スイッチがオンして定速走行モードが選択された場合
に導通するように接続されている。

以下、上記説明した車両用スロットル制御装置の動作
を説明する。

（通常走行状態の説明） まず、リレー８、９の少なくとも一方はターンオンし
ており、リレー８の常開接点8a及びリレー９の常開接点
9aの少なくとも一方が導通している通常走行状態につい
て説明する。なお、この通常走行状態は、アクセルペダ
ル４の踏込みが所定値より大でアクセルペダルスイッチ
16がオンしている条件Ａと、定速走行モードが選択され
てPNPトランジスタ６がターンオンしかつブレーキペダ
ル５の踏込みが所定値より小でブレーキペダルスイッチ
17がオンしている条件Ｂのどちらかが満たされる場合に
生じる。

上記通常走行状態において、主制御部130は、ポテン
ショメータ７、車輪速センサ14、上記定速走行モード選
択スイッチ（図示せず）から入力される信号に応じて所
望のスロットル開度を決定し、決定したスロットル開度
に応じて内蔵の前記出力バッファからDCモータ１に出力
電圧を送る。

弁開時には、スロットル弁２の開度が最大となってリ
ミットスイッチ10がオフしない限り、出力接点13eか
ら、接点8a（または接点9a）、リミットスイッチ10、DC
モータ１、リミットスイッチ11（またはダイオード12
b）を介して、接点13fに電流が流れ、スロットル弁２は
所望の開度まで開かれる。

なお実際には、主制御部130は、ロータリーエンコー
ダ３からフィードバックされる実開度と、決定した目標
開度との差を解消するべく、PWM（パルス幅変調）モー
ドにて上記通電を実施している。

弁開時には、スロットル弁２の開度が最小となってリ
ミットスイッチ11がオフしない限り、出力接点13fか
ら、リミットスイッチ11、DCモータ１、リミットスイッ
チ10（またはダイオード12a）、接点8a（または接点9
a）、を介して、接点13eに電流が流れ、スロットル弁２
は所望の開度まで閉じられる。

この場合にも、通電はPWM（パルス幅変調）モードに
て実施される。

（誤開禁止走行状態の説明） 次ぎに、リレー８、９の両方がターンオフしており、
リレー８の常開接点8a及びリレー９の常開接点9aの両方
が遮断している誤開禁止走行状態について説明する。な
お、この誤開禁止走行状態は、上記（通常走行状態の説
明）の欄で説明した条件Ａ、Ｂの両方が満たされない場
合に生じる。

即ち、誤開禁止状態は、アクセルペダル４の踏込みが
所定値以下でアクセルペダルスイッチ16がオフしている
条件Ａと、定速走行モードが選択されてPNPトランジス
タ６がターンオフしかつブレーキペダル５の踏込みが所
定値以上でブレーキペダルスイッチ17がオフしている条
件Ｂの両方が満たされる場合に生じる。

この誤開禁止走行状態において、弁開時には、リレー
８、９の両方がターンオフしているので、それらの接点
8a及び接点9aは遮断し、ハイレベルの出力接点13eからD
Cモータ１に電流は通電されず、DCモータ１はスロット
ル弁２を開くことはない。

弁閉時には、スロットル弁２の開度が最小となってリ
ミットスイッチ11がオフしない限り、出力接点13fか
ら、リミットスイッチ11、DCモータ１、ダイオード12a
を介して、接点13eに電流が流れ、スロットル弁２は所
望の開度まで閉じられる。なお、スロットル弁２を閉方
向に付勢する戻しバネ（図示せず）を配設しておけば、
より確実にスロットル弁２を閉じることがきる。この場
合、戻しバネの強さが、モータ非通電時の拘留トルクに
打勝ってスロットル弁２を閉じ得るように設定されれ
ば、より好ましい。

従って、上記した誤開禁止走行状態において、主制御
部130が電磁波障害または故障などで誤ってスロットル
弁開命令を出力しても（出力接点13eをハイレベル、出
力接点13fを0Vとしても）、DCモータ１はスロットル弁
開方向へ回転せず、スロットル弁の誤開は生じない。

本実施例の誤開禁止制御部120は、定速走行モードに
おいて、単にアクセルペダル４を戻しただけでは作動せ
ず、更にブレーキペダル５の踏込みを検出してからスロ
ットル弁開命令を遮断しているので、単なるアクセルペ
ダル４の踏込みによって定速走行モードにおける増速が
可能となっており、定速走行モードにおける手動の追越
し操作が可能となっている。

なお、本発明の誤開禁止制御部は上記説明した構成の
他に、各種の構成が可能である。たとえば、アクセルペ
ダル４やブレーキペダル５の踏込みは各種リミットスイ
ッチで検出することができ、これらリミットスイッチを
使用して誤開禁止制御部120を構成することができる。

その他、リレー８、９などを各種無接点リレーやCMOS
トランスファスイッチ等で置換えることもできる。

（発明の効果） 上記説明したように、本発明の車両用スロットル制御
装置は、定速走行モード非選択時でかつアクセルペダル
の踏込み量が所定値以下の場合に、又は定速走行モード
選択時でかつアクセルペダルの踏込み量が所定値以下ブ
レーキペダルの踏込み量が所定値以上の場合に、主制御
部からアクチエータへ伝達されるスロットル弁開命令を
遮断する誤開禁止制御部を備えているので、主制御部が
電磁ノイズ混入により誤動作したり、故障を起こしたり
しても、スロットル弁の誤開を防止でき、車両暴走の恐
れがない。また、ぬかるみや雪道では、アクセルペダル
とブレーキペダルを同時に踏込んで駆動力を調整して脱
出ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の車両用スロットル制御装置
を説明する一部模式の回路図である。 16……アクセルペダルスイッチ （アクセル操作検出部） 17……ブレーキペダルスイッチ （ブレーキ操作検出部） １……DCモータ （アクチエータ） 130……主制御部 120……誤開禁止制御部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アクセルペダル及びブレーキペダルの踏込
   み量をそれぞれ検出するアクセル操作検出部及びブレー
   キ操作検出部と、 機関出力調節用のスロットル弁の開度を調節するアクチ
   エータと、 前記アクセル操作検出部からの信号および内蔵する定速
   走行モード制御部からの指令信号に応じて前記アクチエ
   ータを制御する主制御部と、 定速走行モード非選択時でかつ前記アクセル操作検出部
   で検出されたアクセルペダルの踏込み量が所定値以下の
   時、並びに、定速走行モード選択時でかつ前記アクセル
   操作検出部で検出されたアクセルペダルの踏込み量が所
   定値以下かつ前記ブレーキ操作検出部で検出されたブレ
   ーキペダルの踏込み量が所定値以上の時に、前記主制御
   部から前記アクチエータへのスロットル弁開命令の伝達
   を遮断し、上記以外の時に前記スロットル弁開命令の伝
   達を許容する誤開禁止制御部と、 を備えることを特徴とする車両用スロットル制御装置。