JP3085388B2 - 内燃機関のスロツトル開度制御装置 - Google Patents

内燃機関のスロツトル開度制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関のスロツトル開度制御装置に係り、
特にスロツトル開度を制御する駆動モータの異状時で
も、運転者のペタル操作でエンジン回転数が制御できる
様にした内燃機関のスロツトル開度制御装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、スロツトル弁の開度を機械的なペタル機構によ
らず、例えばモータ等の駆動手段によつて制御するもの
が特開昭63−277826号等によつて知られている。この従
来のスロツトル開度制御装置では、駆動モータの異状時
等には、ペタル操作によつて作動するレバーの働きによ
つて上記スロツトル弁を強制的に閉方向へ戻す機構が採
用されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記の従来技術になるスロツトル開度
制御装置では、駆動モータの異状時等には、上記スロツ
トル弁が強制的に閉方向へ戻されることから、例えば高
速道路での走行時、あるいは、一般道路での走行時にお
いて、急速にエンジン出力が低下してしまい、運転者に
不安感を与え、場合によつてはエンジンの停止にもつな
がつてしまう。
そこで、本発明では、この様な異状時（故障時）にお
いても、エンジン動作を制御するための上記スロツトル
弁は、単に強制的に閉方向へ戻されるだけでは不十分で
あるとの認識に立ち、異状時（故障時）であつても、運
転者の意志で自走することを可能とする内燃機関のスロ
ツトル開度制御装置を提供することをその目的とする。
すなわち、例え駆動モータ等が故障した場合でも、そ
の故障した車を修理するためにも、車はやはり走らせな
ければならない。この考えに基づき、本発明では、車を
低速で走らせるため、ペタル操作によつて上記スロツト
ル弁を微少開度で開閉することが出来る様にするもので
ある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、 スロットルシャフトに固定されたスロットル弁を開閉
するためスロットルシャフトを回転駆動する駆動モータ
と、前記スロットル弁の開度を制御するため前記駆動モ
ータを駆動する制御装置と、前記スロットルシャフトと
共に回転され、且つ係合部を備えたスロットルレバー
と、前記スロットルレバーの係合部に係合して前記スロ
ットルレバーを開方向に付勢する開方向係合部と前記ス
ロットルレバーの係合部に係合して前記スロットルレバ
ーを閉方向に付勢する閉方向係合部とを備えたアクセル
レバーと、前記駆動モータのトルクよりも大きいトルク
で前記アクセルレバーをスロットル弁の閉方向に付勢す
るリターンスプリングとを有し、アクセルの操作力と前
記リターンスプリングの戻りトルクとの関係で位置決め
される前記アクセルレバーの前記開方向係合部および前
記閉方向係合部と前記スロットルレバーの前記係合部と
の間に特定の間隙を維持するように前記制御装置によっ
て前記駆動モータを駆動してスロットル弁の開度を制御
し、且つ前記アクセルレバーと前記スロットルレバーと
の支軸をずらすと共に、前記アクセルレバーの支軸から
前記アクセルと前記アクセルレバーとの接続点までの寸
法を前記スロットルレバーの支軸と前記スロットルレバ
ーの係合部との寸法より長くしたことにより達成され
る。
〔作用〕
スロツトル弁はスロツトル弁軸に固定され、第１レバ
ーは前記スロツトル弁軸に固定している。一方駆動モー
タは、ギア等の変速機構により、スロツトル弁軸と連動
する様にしてある。
第２レバーはアクセルペタルにアクセルワイヤー又は
リンク機構により連動されており、駆動モータとは別の
動きをする様な構造である。
この様に第１レバーと第２レバーの動きが別々である
ため、駆動モータが正常時には、第１レバーの規則ピン
部は第２レバーの長孔の中を自由に動くことができる。
万一駆動モータが故障した時には、第２レバーの長孔
の端部で第１レバーの規制ピン部を押し、スロツトル弁
を閉じ方向及び開き方向に自由に制御できる。
この結果、駆動モータが故障した時でも、運転者のア
クセル操作でスロットル弁を開閉することができ、車を
走らせることができる。
尚、アクセルレバーとスロットルレバーとの支軸をず
らすと共に、アクセルレバーの支軸からアクセルとアク
セルレバーとの接続点までの寸法をスロットルレバーの
支軸とスロットルレバーの係合部との寸法より長くし
て、アクセルの踏み込みに対するスロットル弁の開度変
化特性に自由度を持たせながら、モータ異常時における
アクセルの踏み込み力が増幅されてスロットルレバーに
伝わる。
〔実施例〕
以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図及び第２図には本発明の一実施例になるスロツ
トル開度制御装置の上面断面図及び側面図が示されてお
り、これらの図において、スロツトルボデイ４の中央部
に円筒形状に形成された機関の吸気通路１には、いわゆ
るバタフライ式のスロツトル弁２が介装され、このスロ
ツトル弁２はスロツトル弁軸３により支承されている。
このスロツトル弁軸３は、スロツトルボデイ４を貫通
し、その両端部を上記スロツトルボデイ４内に設けたボ
ールベアリング31,31により支承して回動自由に取付け
られている。
このスロツトル弁軸３の一端部（図では右端）には第
１ギア5aが取付けられ、この第１ギア5aは、さらに正逆
回転可能な駆動モータ６の出力軸に取付けられた第２ギ
ア5bに噛み合う様に構成されている。
前記駆動モータ６は、例えばエンジンの状態及び運転
状態に応じた制御をするための制御装置（図示せず）か
らの制御信号により回転し、もつて、上記スロツトル弁
２の開度を制御する様になつている。
一方、前記スロツトル弁軸３の他端部には制御第１レ
バー７が取付けられている。またスロツトルボデイ１の
一部分には支持シヤフト８が取付けられ、この支持シヤ
フト８には第２レバー９が取付けられている。この第２
レバー９は、リンクで動かせる様に、例えばボールジヨ
イント9aによつて回動自由に取付けられている。また、
この第２レバー９のボールジヨイント9a部分には、アク
セルペタルのリンク機構（図示せず）が接続されてい
る。一方、前記支持シヤフト８には弾性部材として、例
えばコイル状のリターンスプリング10が取付けられ、第
２レバー９をスロツトル弁２の閉弁方向に付勢する様に
なつている。このリターンスプリング10は、上記駆動モ
ータの回転トルクよりも大きく設定されている。
また、図からも明らかな様に、上記第２レバー９の上
方先端部には長孔部90が形成されており、この長孔部90
には、上記第１レバー７の平面から突出して形成された
規制ピン7aが挿入されている。
第２レバーは、第１レバーがある程度自由に動くこと
ができる様に第２レバーのガイド部の円弧上の動く範囲
は自由に決めることができる。
第１レバーを固定しているスロットル弁軸は、駆動モ
ータで直接動き、スロットル弁の動きは、運転者のペダ
ル踏み込みで、運転状態を感知し、エンジン回転数を制
御する。このため第２レバーの長孔形状は駆動モータで
制御されるエンジン回転数により決まる。
また第２レバーを回動するトルクは、駆動モータが作
動しなくなり、駆動モータを動かすことが出来るトルク
があれば充分であり、あまり大きいトルクは必要としな
い。
この様に第１レバーと第２レバーが自由に動くように
すれば第１レバーと第２レバーを同軸上に設けても可能
である。
次に、以上にその構成を説明したスロツトル開度制御
装置の動作について説明する。
まず、正常動作時には、第２レバー９はアクセルペタ
ルの踏込量に応じ、第３図に示す様に、第１レバー７の
長孔部90と規制ピン7aとの間に、より具体的には、長孔
部90の端部9cとの間に常に一定の隙間ｄを保ちながら、
図中の矢印方向に回動される。また、アクセルペダルを
外し、スロツトル弁２が閉じる時でも、上述した様に第
２レバー９の長孔部90の両端部9b,9cと上記第１レバー
７の規制ピン7aとは当らない様になつている。これは、
通常、上記第１レバー７と第２レバー９とは別々に動く
ためであり、そのため特別なリンク機構は必要としない
が、第２レバー９の長孔90と第１レバー７の規制ピン7a
は常に前記長孔部90の両端部9b,9cと接触することがな
い。
この状態時の図示されない上記制御装置は、アクセル
ペタルの踏込量，車速，吸入圧力等に応じて運転者の意
志に合うようにスロツトル弁２の目標開度を設定する。
そして、上記制御装置は検出された実際のスロツトル弁
２の開度と、前記目標開度とからの偏差を演算し、該演
算結果に基ずいて、前記駆動モータ６をスロツトル弁２
の開度が設定された目標開度になる様に制御する。これ
により，上記制御装置からの電気的な制御信号により、
スロツトル弁２が運転者の意志に合う開度に制御される
こととなる。
一方、運転中に例えば上記制御装置に故障が発生し、
駆動モータ６により上記スロツトル弁２が全開方向に制
御されようとする場合、あるいは、逆に断線等により制
御されない状態になつた場合には、上記第２レバー９の
長孔部90両端9b,9cによつて第１レバー７の規制ピン7a
を押して回動させ、もつて、スロツトル弁２をペタル踏
み込み方向に制御する。
すなわち、この様な場合、この第２レバー９には、駆
動モータ６のトルクよりも大きいトルクのリターンスプ
リング10でスロツトル弁２を閉じ方向に付勢することに
より、スロツトル弁２は前記アクセルペタル踏み込量に
対応する所定位置に保持できる。したがつて、制御装置
等に故障が発生しても、スロツトル弁２の開度がアクセ
ルペタル踏み込量すなわち、運転者の意志に合う値に保
持できることとなる。
また、一般的に駆動モータ６の発生トルクより大きい
トルクで駆動モータ６の動作を止めると、モータ自身が
トルクを保持できなくなり、スロツトル弁２を急閉する
動作、謂る脱調現象を生じる。この時、スロツトル弁２
が急閉すると、エンジン出力が急に低下するため、運転
者に不安感を与える。そのため、運転者に不安感を与え
ないためにも、適度なるエンジン出力が得られる様にス
ロツトル弁２の閉じ側と開き側の両側に開閉制御可能に
するため、第２レバー７の長孔部90の両側の端部9b,9c
で第１レバー７の規制ピン7aを介し、もつてスロツトル
弁２の開閉を制御する。
また、駆動モータ６が断線した様な時も、上記と同様
に、第２レバー９の長孔部90の両端部9bと9cを使つてス
ロツトル弁２を開閉制御し、このスロツトル弁２の動け
る範囲で運転者の意志に応じた車両走行が可能になる様
にした。
また、この様な故障時には、第１レバー７と第２レバ
ー９の動きをスムーズにさせるためには、上記長孔部90
での動きを円滑にする必要がある。このため、上記レバ
ー７の規制ピン部7aの形状を例えば棒状よりも摺動抵抗
の少ないローラーを用いることにより一層、滑らかな動
きを得ることが可能になる。
第２図はアイドル状態での、第４図はスロツトルバル
ブが閉じる時の状態を示す。なお、ここに記入したスロ
ツトルバルブ作動範囲θにおいて、運転状態に応じ制御
装置からの信号により駆動モータ６が自由に動ける範囲
での増速も減速も可能である。
第５図には、駆動モータ６の作動域とアクセルドラム
（第２レバー）の動く範囲（スロツトル開度）をアクセ
ルペタルの踏み込み量に対して示す、図である。又、駆
動モータの動きは、ペタル操作とは切り離し、コントロ
ールユニツトにより、車の状況により自由に動かすこと
ができるので、出力を得たい時には運転者のペタル操作
より、スロツトル開度を大きく、又逆に出力を下げたい
時にはスロツトル開度を小さくすることも出来る。
このため、ペタル操作とつながつている、スロツトル
レバーは、前述した作動範囲外で動作できる様に、駆動
モータと連結している第１レバーより、ペタルと連結し
ている第２レバーは先に動く様にした。
〔発明の効果〕
以上の説明からも明らかな様に、本発明によれば、駆
動モータやその制御装置等の異状動作及び故障により作
動しなくなつた時でも、運転者のペタル踏み込み量に応
じた車両走行が可能となる。もつて自動車の安全性及び
信頼性を保持できるという優れた効果を発揮する。ま
た、アクセルの踏み込みに対するスロットル弁の開度変
化特性に自由度を持たせながら、モータ異常時における
アクセルの踏み込み力が増幅されてスロットルレバーに
伝わる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明になる内燃機関のスロツトル開度制御装
置の一実施例を示す断面図、第２図は同装置の左側面図
（アイドル状態時）を示し、第３図及び第４図はアクセ
ルペタルを踏み込み時の同装置の左側面図、第５図は同
装置スロツトル弁開度の制御特性を示すグラフである。 １……吸気通路、２……スロツトル弁、３……スロツト
ル弁軸、４……スロツトルボデイ、５……ギア、６……
駆動モータ、７……第１レバー、7a……ローラー、８…
…支持シヤフト、９……第２レバー、9a……ボールジヨ
イント、9b,9c……長孔部の端部、10……リターンスプ
リング。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−117943（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−186022（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−277826（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−117945（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−121738（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 9/02 - 11/10 F02D 41/00 - 41/40

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】スロットルシャフトに固定されたスロット
    ル弁を開閉するためスロットルシャフトを回転駆動する
    駆動モータと、 前記スロットル弁の開度を制御するため前記駆動モータ
    を駆動する制御装置と、前記スロットルシャフトと共に
    回転され、且つ係合部を備えたスロットルレバーと、 前記スロットルレバーの係合部に係合して前記スロット
    ルレバーを開方向に付勢する開方向係合部と前記スロッ
    トルレバーの係合部に係合して前記スロットルレバーを
    閉方向に付勢する閉方向係合部とを備えたアクセルレバ
    ーと、 前記駆動モータのトルクよりも大きいトルクで前記アク
    セルレバーをスロットル弁の閉方向に付勢するリターン
    スプリングとを有し、 アクセルの操作力と前記リターンスプリングの戻りトル
    クとの関係で位置決めされる前記アクセルレバーの前記
    開方向係合部および前記閉方向係合部と前記スロットル
    レバーの前記係合部との間に特定の間隙を維持するよう
    に前記制御装置によって前記駆動モータを駆動してスロ
    ットル弁の開度を制御し、且つ前記アクセルレバーと前
    記スロットルレバーとの支軸をずらすと共に、前記アク
    セルレバーの支軸から前記アクセルと前記アクセルレバ
    ーとの接続点までの寸法を前記スロットルレバーの支軸
    と前記スロットルレバーの係合部との寸法より長くした
    内燃機関のスロットル開度制御装置。
  2. 【請求項２】請求項１において、 前記制御装置は、前記アクセルの操作量に基づいて前記
    駆動モータを駆動するものであることを特徴とする内燃
    機関のスロットル開度制御装置。
  3. 【請求項３】請求項１において、 アイドル回転時には、前記スロットルレバーの前記係合
    部と前記アクセルレバーの前記閉方向係合部とが接する
    ようにしたことを特徴とする内燃機関のスロットル開度
    制御装置。
  4. 【請求項４】請求項１において、 前記スロットル弁を開方向に付勢する手段を有すること
    を特徴とする内燃機関のスロットル開度制御装置。
  5. 【請求項５】請求項１において、 前記スロットルレバーの前記係合部と前記アクセルレバ
    ーの前記開方向係合部および前記閉方向係合部とが係合
    する部分をローラーにしたことを特徴とする内燃機関の
    スロットル開度制御装置。
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