JPH01227827A - 車両のスロットルを動作させる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車の速度制御システムの機械的出力と車
両スロットルとの間の機械的連結を特に提供するよう意
図された機械的プーリー装置に関する。

電気的アクチュエータを利用する電子速度制御システム
としては、例えば米国特許第４，６５６゜４０７号に開
示されているものの如く、電気サーボモータの機械的出
力が、車両のスロットルに対し機械的に連結されていて
、制御システムにより生じたエラ−１信号に応じて、エ
ンジンの速度を修正する。

本出願人による同時係属の出願（特願昭６３−１６４．
０８８号）に記載した如く、サーボモータの回転は、ク
ラッチ機構を介して、スロットルに取付けられたケーブ
ルを有するプーリーへ伝達される。プーリーの回転はス
ロットル要素の揺動を生ぜしめ、スロットル要素の揺動
により、キャブレター（気化器）のバタフライ弁を開状
態とせしめてエンジンの速度を増大させる。ケーブルの
テンションが解除されたとき、戻しスプリングによりス
ロットル要素が戻り動作されてバタフライ弁が閉じ、か
くして、エンジンの速度を減少させる。

しかしながら、電子速度制御システムにおける問題の一
つは、多くの車両に設けられたスロットル制御が非直線
形であることである。典型的には、前述した如く、スロ
ットルがキャブレターに配置したバタフライ弁に連結さ
れている。このバタフライ弁は、エンジンに供給される
空気−燃料の混合気の容積を制御することにより、エン
ジンの速度を制御する。この弁は９０度にわたり動作可
能であり、０度のときは遮断を意味し、９０度のときは
動力全開を意味する。このシステムの非直線形システム
においては、スロットルバタフライ弁が０度から約３５
度まで動作することが、エンジンにより達成可能な速度
の８０％を意味すると理解されている。かくして、車両
の速度を制御する際に、車両が高速で運転されていると
きはバタフライ弁がより大きな割合で動作することが要
求される。逆もまた真実である。即ち、車両が低速で運
転されるときは、スロットルバタフライ弁はより小さな
割合で動作することが要求される。車両がマニュアル的
に運転されるときは、スロットルの非直線形は問題とな
らない。何故なら、運転者は、アクセルペダルに加える
圧力を調整することによりそのような非直線形を容易に
補償して、所望の速度に到達させこれを維持させ得るか
らである。

しかしながら、電子速度制御システムは直線形である。

このことは、速度に所定のエラーがある際に、制御シス
テムは、車両が高速又は低速で走行していることとは無
関係に所定のスロットルの修正に応答してしまうであろ
うことを意味する。

所定の速度エラーに応じて制御システムによりスロット
ルへ供給される修正量は、システムの感度として定義さ
れる。車両が低速で運転されているときは、制御システ
ムによりスロットルへ供給される修正がサージングを生
ぜしめるほど大きくならないよう、十分に低いシステム
感度を有することが望ましい。サージングが生ずるのは
、スロットルがその応答カーブの非常に感度の良い領域
で運転されたため、制御システムにより供給されるスロ
ットル修正が大きくなり過ぎ、車両の速度が設定点速度
の上方及び下方に交互に揺れるときに生ずる。かくして
、円滑かつ安定した応答を達成するために、システムの
感度は車両にサージング状態を生ぜしめないよう十分に
低くなければならない。他方、システムの感度が低すぎ
ると、制御システムの精度及び応答性が低下するであろ
う。

もしシステムの機械的特性が直線的であるなら、その解
決法は、制御システムのゲインを調節してシステム感度
が高過ぎないようかつ低過ぎないようにすればよい。し
かしながら、非直線的スロットルの制御においては、シ
ステム感度は車両の速度と共に変化する。このことは、
高速において適切なシステム感度を与えるゲインは、低
速において車両のサージングを生ぜしめるであろうこと
を意味する。逆に、低速において適切なシステム感度を
与えるゲインは、高速において車両速度をゆっくりしか
も不正確にしか制御できないであろう。

この問題の一つの解決法は、電子的制御システムか変化
可能なゲインを伴うように設計しておき、車両の速度が
変化するとき該ゲインがスロットル制御の感度に逆比例
して変化するようにすればよい。しかしながら、そのよ
うな非直線的電子的装置では、電子的制御システムのコ
ストが増大しかつ構成が複雑になってしまう。

本発明の目的は、上記問題を解決した簡単かつ効果的な
解決法を提供することである。即ち、スロットルの非直
線性を直線的システムに変換することにより該非直線性
を補償し、該非直線性を電子工学的な直線的特性に整合
させることである。

問題点の解決手段 本発明は、渦巻き形表面を有するプーリーを使用するこ
とにより、上述した問題を解決するものである。プーリ
ーは、電子的制御システムの最終回転出力、典型的には
電気的サーボモータに機械的に連結されている。プーリ
ーは車両のスロットル要素に取付けられたケーブルを有
する。ケーブルにより作用される力が無いときは、戻し
用スプリングがスロットル要素をアイドル位置に保持さ
せる。かくして、プーリーが一方又は他方にＪこ回転す
ることにより、ケーブルの移動及びスロットル要素の対
応する移動を生ずる。しかしながら、プーリーの所定の
回転量において、ケーブルがプーリーに対し引き込まれ
又は引き出される寸法は、プーリーの直径に依存してい
る。それゆえ、プーリーは渦巻き形表面を有するよう設
計されており、プーリーの有効直径は高速においては大
きくかつ低速においては小さい。このことは、低速にお
いては大きなスロットル感度を補償するためにケーブル
は小さい移動距離で済むことになる。他方、高速におい
てはスロットル感度は小さいので、プーリーの有効直径
は大きくケーブルは大きく移動することになる。かくし
て、渦巻き形プーリーの非直線的特性は、車両のスロッ
トル制御の非直線的特性と相殺される。その結果、電子
的制御システムの直線的特性と両立し得る機械的システ
ムが得られる。他の特徴によれば、スロットルがアイド
ル位置の方へマニュアル的に揺動されるとき、ケーブル
がプーリーにより巻き取られる。保持ラグはケーブルの
端部に取付けられ、プーリー内の半円形スロット内にス
ライド自在に収納されている。プーリーが回転するに伴
い、保持ラグが相対的に半円形スロットの端部までスラ
イドし、このとさ、プーリーが更に回転するとケーブル
にテンションを生じ、スロットルの揺動を生ずる。この
ときもし、スロットルがマニュアル的にアイドル位置の
方へ揺動されると、保持ラグは、ケーブルの剛性に基づ
き、半円形スロットを介して押し戻されるであろう。か
くして、ケーブルのもつれや引っ掛かりを生じさせ易い
過度の緩みを避けることができる。

本発明の他の目的、特徴及び効果は、本発明の好ましい
実施例についての図面も参照して、以下に述べる詳細な
説明から明らかになるであろう。

本発明の前述した及び以下に述べる説明は単なる代表例
であり、本発明の精神及び範囲は特許請求の範囲の記載
から理解されるべきである。

実施例 第１図を参照すると、本発明の好ましい実施例が、自動
車の速度を制御する電気的動作装置の一部として図示さ
れている。この装置では、駆動モータ７かその回転する
方向に応じて自動車のエンジンの速度を増大又は減少さ
せるようになっている。駆動モータ７の回転シャフトは
スパーギヤ（平歯車）８に一体回転的に連結されている
。スパーギヤ８が駆動モータ７の回転シャフトにより回
転されるとき、スパーギヤ８はギヤ９．１０Ｓ　１１．
１２．１３からなるギヤ列を駆動する。ギヤ１３は駆動
列の最終出力ギヤであって、差動ギヤ群の駆動ベベルギ
ヤ２に一体回転的に連結されている。

ギヤ１３はシャフト５か或はシャフト５と同じ長手方向
軸を有する他のシャフトの回りを回転する。

本出願人による同時係属中の出Ｉｌ！（特願昭６３−１
６４．０８８号）に記載されている如く、駆動ベベルギ
ヤ２の回転により、ギヤハブ４（一対の遊星ギヤシャフ
ト６を軸直交的に固着され、かつシャフト５に対し回転
自在に取付けられている）はシャフト５の回りを回転す
る。保合シャフト２２は、一対の遊星ギヤシャフト６（
夫々遊星ギヤ３文同軸的かつ回転自在に取付けられてい
る）の何れか一方に物理的に係合するよう位置ぎめされ
、この保合時に遊星ギヤシャフト６が固着されているギ
ヤハブ４のそれ以上の回転が妨げられる。保合シャフト
２２の位置は、ソレノイドエレメント３１を動作させる
ソレノイド２４により制御され、このソレノイドエレメ
ント３１はケーブル２３を介して係合シャフト２２に取
付けられている。ソレノイド２４による保合シャフト２
２の回転は、スプリング２８により対抗される。もしギ
ヤハブ４の回転が保合シャフト２２により妨げられてい
るなら、駆動ギヤ２の回転により被駆動ベベルギヤ１が
回転される。被駆動ベベルギヤｌは、リトラクト（引き
込み）プーリー１６に一体回転的に連結されているので
、リトラクトプーリー１６は被駆動ベベルギヤｌに対応
して回転する。

第１図に車両エンジン用のスロットル２０が、そのアイ
ドル位置にスロットル戻しスプリング２１によりその位
置に保持されて示されている。スロットル２０はシャフ
ト３３の回りを揺動し、それにより車両エンジンの速度
を変化させる。ケーブル１９はスロットル２０に対し、
スロットル戻しスプリング２１と同じ取付点に取付けら
れている。ケーブル１９のテンションがスロットル戻し
スプリング２１による力を越えたとき、スロットル２０
はケーブル１９の方向へシャフト３３の回りを揺動して
、エンジンの速度を増大させる。アクチュエータ戻しス
プリング２５は、その一端が不特定の固定構造体に取付
けられ、かつその他端がりトラクトプーリー１６のポー
ル部分３２に取付けられる。もし、リトラクトプーリー
１６に他のトルクが作用しなければ、アクチュエータ戻
しスプリング２５は、リトラクトプーリー１６を、ポー
ル部分３２が機械的ストッパ２６に当接することによっ
て制限される位置に保持する。機械的ストッパ２６は装
置の固定構造体の一部である。

被駆動ギヤ１が、リトラクトプーリー１６のアクチュエ
ータ戻しスプリング２５によるトルクよりも大なるトル
クを受けたとき、リトラクトプーリー１６はケーブル１
９のテンションを増大させる方向へ回転開始する。ケー
ブル１９は、保持ラグ１８を介してリトラクトプーリー
１６に連結されている。保持ラグ１８はケーブル１９に
取付けられ、リトラクトプーリー１６の半円形スロット
１７内にスライド自在に係合されている。

もし保持ラグ１８が半円形スロット１７のポール部分３
２に最も近い端部までスライドしたとき、リトラクトプ
ーリー１６が機械的ストップ２６から遠ざかる方へ回転
することによりケーブル１９にテンションを発生させる
。駆動モータ７は、アクチュエータ戻しスプリング２５
及びスロットル戻しスプリング２１による力よりも大な
るテンションを発生させ得るので、駆動モータ７が適当
な方向へ回転するとき、該テンションによりスロットル
２０はアイドル位置から遠ざかるよう揺動する。

クラッチ装置が非保合状態になると、リトラクトプーリ
ー１６は、アクチュエータ戻しスプリング２５によりそ
のポール部分３２が機械的ストッパ２６に当接する位置
まで戻される。この位置において、クラッチは非保合状
態であるから、アクチュエータ戻しスプリング２５から
リトラクトプーリー１６へトルクが作用されることによ
り、駆動ベベルギヤ２が回転しても遊星ギヤ３が回転（
公転）するのみで被駆動ベベルギヤ１を何隻回転させな
いことが保証される。そのとき、スロットル戻しスプリ
ング２１のバネ力により、スロットル２０は、図示しな
い手段によりマニュアル的に揺動されるのでない限り、
アイドル位置に保持される。

リトラクトプーリー１６において、スロットル２０がマ
ニュアル的にアイドル位置から揺動されてケーブル１９
がリトラクトプーリー１６の方へ移動するとき、保持ラ
グ１８が半円形スロット１７内でスライドし得るように
設計されている。

第３図に示す如く、保持ラグ１８が半円形スロット１７
内をスライドするに伴い、ケーブル１９は孔３０を通り
抜けるようになっている。ケーブル１９は、スロットル
２０がアイドル位置からマニュアル的に移動されるとき
、ケーブル１９が保持ラグ１８を半円形スロット１７を
介して押圧し得るよう、十分な剛性を有するよう設計さ
れている。

かくして、ケーブル１９が過度に緩んでもつれや引っ掛
かりを生ずるのを防止出来る。第２図によれば、リトラ
クトプーリー１６は、ネジ２９により保持シールド２７
を取付けられている。保持シールド２７は、ケーブル１
９が保持ラグ１８を押圧するとき該ケーブル１９を半円
形スロット１７内に強制的に保持せしめる。

第２図及び第３図に示す如く、プーリー１６の巻き暦表
面４５は、これに沿ってケーブル１９が巻かれるもので
、孔３０に隣接した点から外方へ渦巻き形状とされてい
る。それゆえ、プーリー１６の有効径は、プーリー１６
の反時計方向回転によりケーブル１９が引張られて巻き
暦表面４５に巻かれるに従い、増大する。第１図に示す
如く、スロットル２０が、当初のアイドル位置から揺動
されるとき、スロットル２０の所望の増大する揺動を生
ぜしめるためにプーリー１６の回転は一層少なく増大す
ることが必要であり、これに伴いスロットル２０はフル
スロットル位置の方へ移動される。それゆえ、キャブレ
ター（気化器）の非直線的特性はブー’）−１６の逆の
関係の非直線的特性により相殺される。実際、このやり
方において、プーリーの有効径を変えることにより、ス
ロットルの移動距離とプーリーの回転角度との間の機能
的関係は、理論的にはユーザーの如何なる希望も満足さ
せ得る。

本発明は、前述の特定の実施例に関連して、述べられて
きＩ；が、多くの他の代替例、変形例、修正例が当業者
には可能であることが明らかである。

それらの代替例、変形例、修正例も当初の特許請求の範
囲の思想内に含まれることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明になる車両のスロットルを動作させる
装置を自動車の速度制御装置に適用した場合の全体の斜
視図、 第２図は、自動車エンジンの速度を変化させるべくクラ
ッチ装置により駆動される上記プーリーの分解斜視図、 第３図は、上記プーリーの平面図である。 ｌ・・・非駆動ベベルギヤ　２・・・駆動ベベルギヤ３
００．遊星ギヤ　　　　　４川ギヤハブ６・・・遊星ギ
ヤシャフト　７・・・駆動モータ８〜１３・・・ギヤ　
　　１６川リトラクトプーリー１７・・・半円形スロッ
ト　１８・・・保持ラグ１９．２３・・・ケーブル　２
０・・・スロットル２１．２５．２８・・・戻しスプリ
ング２２・・・保合シャフト　　２４・・・ソレノイド
２６・・・機械的ストッパ　２７・・・保持シールド３
０・・・孔　　　　　　　３２・・・ポール部分４５・
・・巻き暦表面 （外４名〕 ψ ＼ ＝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、自動速度制御システム等の一部として車両のスロッ
   トルを動作させる装置であって、 機械的プーリーであって、該プーリーを回転させる手段
   に連結された該機械的プーリーと、車両のスロットル及
   び前記機械的プーリーの両方に対し取付けられており、
   該プーリーがケーブル手段を引き込む方向へ回転するこ
   とにより、該スロットルを車両の速度を増大させる方向
   へ移動させる該ケーブル手段と、 その一端が前記機械的プーリーに連結されかつその他端
   が不動的に固定されたスプリング手段であって、該機械
   的プーリーを前記スロットルに取付けている該ケーブル
   手段のテンションを低減させる方向へ、該機械的プーリ
   ーを回転付勢させるよう配向された該スプリング手段と
   、 前記スプリング手段により生じたトルクによる該機械的
   プーリーの回転を、スロットルが適当なアイドリング位
   置となる地点で停止させる機械的ストッパ手段と、 から構成してなることを特徴とする車両のスロットルを
   動作させる装置。 ２、前記スロットルを前記機械的プーリーに取付けてい
   る前記ケーブル手段に取付けられた保持ラグと、 該機械的プーリーの一部に一体的に設けられた通路であ
   って、その中に前記保持ラグがスライド自在に係合され
   て、該ケーブル手段が該機械的プーリーの方へ移動する
   際に、該ケーブル手段に過度の緩みを生ぜしめないよう
   な方向へ該保持ラグがスライドするのを許容する該通路
   と、 該保持ラグのスライドを制限し、かつ該機械的プーリー
   が適宜の方向へ回転する際に、該機械的プーリーが、ス
   ロットルに取付けられた該ケーブル手段にテンションを
   生ぜしめるのを可能とする第２のストッパ手段と、 からなることを特徴とする請求項１に記載の装置。 ３、前記ケーブル手段が通過する前記通路に連続する孔
   を更に有し、前記第２のストッパ手段が、該孔を囲む該
   通路の壁であることを特徴とする請求項２に記載の装置
   。 ４、前記プーリーが巻き形表面を更に有し、該巻き形表
   面は、該ケーブル手段が取付けられた地点から外方へ渦
   巻き形状となっていることを特徴とする請求項１乃至３
   の何れかに記載の装置。 ５、前記プーリーが回転される際に、該プーリーの回転
   の程度に応じてスロットルの移動距離を変化させる手段
   を更に有することを特徴とする請求項１に記載の装置。 ６、前記プーリーが回転される際に、該プーリーの回転
   の程度に応じてスロットルの移動距離を増大させる手段
   を更に有することを特徴とする請求項１に記載の装置。