JPH039036A - スロツトル弁制御装置 - 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、エンジンの吸入空気量を調整するためのスロ
ットル弁制御装置に関する。

（従来技術） 近年、トラクションコントロールやクルーズコントロー
ル等の車両走行制御の開発により、エンジンの吸入空気
量を調整するためのスロットル弁をアクチュエータで駆
動させて、アクセルペダルの操作と独立してスロットル
弁を開閉制御することができるスロットル弁制御装置が
提案されている。

従来、このようなスロットル弁装置は、第３図に示すよ
うに構成されており、運転者によって操作されるアクセ
ルペダル３１の操作量がペダルセンサ３２で検出され、
制御ユニット３３でペダルセンサ３２およびエンジンの
運転状態等を検出する各種センサ３４からの信号に基づ
いて目標スロットル開度が演算されるとともに、スロッ
トル弁３５の実際の開度がスロットルセンサ３６で検出
され、上記目標スロットル弁開度と実際のスロットル弁
開度との差に応じて制御ユニット３３において誤差修正
が行なわれた電気的出力がスロットル弁３５を回転駆動
するためのサーボモータ３７に印加され、スロットル弁
３５が適正な開度に開閉制御されるサーボ系が構成され
ている。

またこの装置では、アクチュエータとしてのサボモータ
３７やその制御系において断線、故障等の異常が発生し
て、スロットル弁３５を適正に制御できなくなる事態が
考えられるため、その対策として、アクセルペダル３１
とスロットル弁３５とが電磁クラッチ３８およびワイヤ
リンク３９を介して連結されており、制御ユニット３３
内に設けられた異常検出手段４０によってスロットル弁
３５の開度が正常であるか否かを監視することにより、
スロットル弁３５の開度が正常であるときには、電磁ク
ラッチ３８を非接続状態にしてサーボモータ３７にスロ
ットル弁３５の開閉を行なわせ、異常が発生したときに
は、サーボモータ３７への通電を停止させるとともに、
電磁クラッチ３８を接続状態にしてアクセルペダル３１
とスロットル弁３５とを電磁クラッチ３８およびワイヤ
リンク３９を介して機械的に連結し、アクセルペダル３
１の操作によりスロットル弁３５を機械的に開閉させる
ように構成されている。

しかしながら、上記装置では、異常発生時に電磁クラッ
チ３８、が接続されたときには、アクセルペダル３１の
操作量とスロットル弁３５の開度は既に対応しない状態
とたっており、さらに両者の３ ４ 関係は電磁クラッチ３８の接続タイミングによっても様
々に変化するため、例えば、アクセルペダル３１の操作
量が最大、スロットル弁３５の開度が最小で電磁クラッ
チ３８が接続されると、アクセルペダル３１を踏み込ん
だ状態でもエンジンがアイドリング状態であったり、ま
た逆にアクセルペダル３１の操作量が最小であるにも関
わらずスロットル弁３５が全開で電磁クラッチ３８が接
続されると、エンジンがオーバーランする可能性もあり
、安全かつ適正なエンジンの運転状態が得られないとい
った不具合が生じる虞れがある。

そこで従来、上記の如き構成のスロットル弁制御装置に
おいて、異常発生時に電磁クラッチ３８を接続させてア
クセルペダル３１とスロットル弁３５とを機械的に連結
された後、ペダルセンサ３２からの信号によりアクセル
ペダル３１の操作量が零（アクセルペダルから足を放し
た状態）となったときに−時的に電磁クラッチ３８の接
続状態を解放し、スロットル弁３５をリターンスプリン
グのばね力によって全開状態にした後に再び電磁クラッ
チ３８を接続させることにより、アクセルペダル３１の
操作量とスロットル弁３５の開度との関係を適正化する
ものが提案されている（特開昭６３−８００３９号公報
参照）。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来例では、異常が発生して電磁クラッチ３８によ
りアクセルペダル３１とスロットル弁３５とを機械的に
連結した場合に、アクセルペダル３１の操作量が零とな
るのを待ってアクセルペダル３１とスロットル弁３５と
の関係の修正を行うため、異常と判定されたときにアク
セルペダル３１の操作量に対してスロットル弁３５の開
度が過小な場合には、運転者がアクセルペダルを踏み続
けることが考えられ、即座にアクセルペダル３１とスロ
ットル弁３５とを適正な関係で連結することができない
。

そこで本発明では、通常はアクチュエータにてスロット
ル弁を開閉駆動させ、アクチュエータやその制御系に異
常が発生したときには、アクチュエータによるスロット
ル弁の開閉駆動を中止させるとともに、異常発生時のア
クセルペダルの操作量およびスロットル弁開度に関係な
く、即座にアクセルペダルとスロットル弁とを適正な関
係で機械的に連結させるスロットル弁制御装置を提供し
ようとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明では、エンジンの吸
気通路に配設されたスロワ１−ル弁をアクセルペダルの
操作量等に応じてアクチュエータにて開閉させるスロッ
トル弁制御装置において、アクセルペダルとスロットル
弁とを機械的に連結するためのワイヤリンク手段と、ワ
イヤリンク手段の途中に介在せしめられ、該ワイヤリン
ク手段の全長を前記アクセルペダルの操作にスロットル
弁が連動する長さとする第１の状態と、該第１の状態よ
りも延長する第２の状態とを選択的にとる電気的ワイヤ
リンク調節手段と、アクチュエータまたはその制御系の
いずれかに異常が発生したことを検出する異常検出手段
とを備え、制御手段が、異常検出手段により異常が検出
されないときは、電気的ワイヤリンク調節手段に第２の
状態をとらせ、ワイヤリンク手段に遊びを持たせてアク
セルペダルとスロットル弁とを機械的に非連結状態とし
、異常検出手段により異常が検出されたときは、アクチ
ュエータによるスロットル弁の開閉を中止させるととも
に、電気的ワイヤリンク調節手段に第１の状態をとらせ
、アクセルペダルとスロットル弁とをワイヤリンク手段
を介して機械的に連結させるものである。

（作用） 上記の如く構成された本発明に係るスロットル弁制御装
置においては、制御手段が、異常検出手段によりアクチ
ュエータまたはその制御系に異常が検出されないときに
、電気的ワイヤリンク調節手段に第２の状態をとらせ、
アクセルペダルとスロットル弁とを連結するためのワイ
ヤリンク手段の全長を連結時の長さよりも延長させてワ
イヤリンク手段に遊びを持たせる。このためアクセルペ
ダルとスロットル弁とは機械的に非連結状態となり、ス
ロットル弁がアクチュエータによりアクセフ ＝８− ルペダルの操作量等に応じて開閉される。

一方、異常検出手段によりアクチュエータまたはその制
御系に異常が検出されるときには、制御手段が、アクチ
ュエータによるスロットル弁の開閉駆動を中止させると
ともに、電気的ワイヤリンク調節手段に第１の状態をと
らせ、上記第２の状態におけるワイヤリンク手段の遊び
を無くしてアクセルペダルとスロットル弁とを機械的に
連結させる。このとき、連結されたアクセルペダルとス
ロットル弁の操作量と弁開度との関係は常に一定である
ため、アクチュエータまたはその制御系に異常が発生し
た場合でも、即座にアクセルペダルとスロットル弁とを
適正な関係で機械的に連結し、異常発生後もエンジンの
運転状態がアクセルペダルの操作に対応するものとなる
。

（実施例） 以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例の構成を示す図である。第
１図において、エンジンの吸気通路１に配されたスロッ
トル弁２は、弁体２ａと弁軸２ｂとからなり、弁軸２ｂ
が吸気通路１に回動自在に支持されている。弁軸２ｂの
両端は吸気通路１の外側にそれぞれ突出しており、その
一端側にはスロットル弁２の開度を検出するスロットル
センサ３が設けられ、他端側にはスロットル弁２を開閉
駆動するためのサーボモータ４が連結されている。

なお、スロットル弁２は図示せぬリターンスプリングに
より全開方向に付勢されている。

また、アクセルペダル５に連結されたアクセル軸５ａは
、アクセルペダル５の踏込操作により回動するように設
けられ、その一端側にアクセルペダル５の操作量を検出
するペダルセンサ６が設けられている。アクセル軸５ａ
の他端は、ワイヤ７ａ、電気的ワイヤリンク調節手段８
、ワイヤ７ｂを順次台してスロットル弁２の弁軸２ｂの
サーボモータ４側端部に連結されている。

電気的ワイヤリンク調節手段８は、互いに対向するムー
ビングコア８ａおよびステータコア８ｂと、ステータコ
ア８ｂの外周に巻装された電磁コイル８ｃとから構成さ
れた電磁マグネットよりなり、アクセルペダル５のアク
セル軸５ａに連結されたワイヤ７ａの端部がムービング
コア８ａに接続され、スロットル弁２の弁軸２ｂに連結
されたワイヤ７ｂの端部がステータコア８ｂに接続され
ている。電気的ワイヤリンク調節手段８を含めたワイヤ
７ａおよび７ｂの全長は、ムービングコア８ａがステー
タコア８ｂに吸引された状態で、アクセルペダル５の全
ストロークにスロットル弁２の全開から全開が対応すべ
く決定されている。またムービングコア８ａは、ステー
タコア８ｂに吸引されていない状態における脱落を防止
するために、その移動方向およびステータコア８ｂ間の
最大離間距離がステータコア８ｂの延長上に配設された
ガイド部材８ｄによって制限されている。従って、ムー
ビングコア８ａがステータコア８ｂに吸引されていない
状態では、ワイヤ７ａおよび７ｂの全長は、ムービング
コア８ａとステータコア８ｂとの最大離間距離を限度と
して実質的に延長され、このときアクセルペダル５の操
作はスロットル弁２に伝達し得ない。

さらに、サーボモータ４によるスロットル弁２の開閉駆
動および電気的ワイヤ調節手段８の制御を行うため、制
御ユニット９が設けられている。

制御＋ユニット９には、ペダルセンサ６からのアクセル
ペダル５の操作量を検出した信号と、スロットルセンサ
３からのスロットル弁２の弁開度を検出した信号とが供
給される他、エンジン回転数および車速等のエンジンの
運転状態および車両の走行状態を検出するための各種セ
ンサ１０からの信号が供給される。これらの信号に基づ
いて、制御ユニット９は、通常走行、トラクション制御
あるいはクルーズコントロール等の各種走行条件の下に
目標スコツ１ヘル開度を演算するとともに、スロットル
センサ３で検出した実際のスロットル開度が上記目標ス
ロットル開度と一致するようにサーボモータ４への制御
信号を決定する。

また、制御ユニット９内には、サーボモータ４またはセ
ンサ類を含むその制御系に断線、故障等の異常が発生し
たことを検出する異常検出手段１− ２− １１が設けられている。この異常検出手段１１は、例え
ばスロットルセンサ３で検出した実際のスロットル開度
の目標スロットル開度に対する誤差が一定値を一定時間
以上超えたと検知されるとき、あるいは、スロットルセ
ンサ３およびペダルセンサ６の検出出力が正常時にはと
り得ないレベルをとることが検知されるときなどに、上
記の如くサーボモータ４またはその制御系に異常が生じ
たと判断する。

そして、異常検出手段１１によってサーボモータ４また
はその制御系が正常であると判断されるときには、制御
ユニット９は、上記の如く決定した制御信号をサーボモ
ータ４に出力し、スロットル弁２をサーボモータ４にて
開閉制御するとともに、電気的ワイヤリンク調節手段８
の電磁コイル８ｃへの通電を行なわない。このため電気
的ワイヤリンク調節手段８のムービングコア８ａはステ
ータコア８ｂに吸引されず、前述の如くアクセルペダル
５とスロットル弁２とを機械的に連結するためのワイヤ
７ａおよび７ｂの全長を実質的に延長させて遊びを持た
せた状態となるので、アクセルペダル５の操作が機械的
にスロットル弁２に伝達されることがなく、サーボモー
タ４によるスロットル弁２の開閉駆動が阻害されること
はない。

一方、サーボモータ４またはその制御系に異常が生じた
と判断されたときには、制御ユニット９は、サーボモー
タ４への制御信号の供給を中止してそれを無負荷状態に
するとともに、電気的ワイヤリンク調節手段８の電磁コ
イル８ｃに通電を行う。これにより、ムービングコア８
ａがステータコア８ｂに吸引されて密着し、ワイヤ７ａ
および７ｂの遊びが除去されて、アクセルペダル５がワ
イヤ７ａ、電気的ワイヤリンク調節手段８およびワイヤ
７ｂを介してスロットル弁２に機械的に連結され、アク
セルペダル５に連係させてスロットル弁２を操作するこ
とが可能となる。このとき、前述の如くワイヤ７ａおよ
び７ｂ（電気的ワイヤリンク調節手段８を含む）の長さ
は、アクセルペダル５の全ストロークにスロットル弁２
の全ストロークが対応すべく決定されているので、異常
検山手段１１によって異常と判断されたときのアクセル
ペダル５の操作量およびスロットル弁２の弁開度に関係
なく、常に一義的に定まる適正な関係でアクセルペダル
５とスロットル弁２とが連結される。従って、サーボモ
ータ４またはその制御系に異常が発生した場合に、アク
セルペダル５とスロットル弁２とが即座に適正な関係で
連結され、異常発生後もアクセルペダル５の操作に応じ
たエンジンの運転状態で車両を走行させることができる
。

第２図は、本発明の他の実施例における電気的ワイヤリ
ンク調節手段を示す図で、第２図ａはその平面図、第２
図すは第２図ａのＡ−Ａ断面図である。なお、図示され
ない部分は第１図と同一の構成を有している。第２図に
おいて、レバー２１および２２は、各々の中央部におい
てエンジンルーム内の構造物に固定されたシャフト２３
により回動自在に枢支されており、それぞれ中央部を中
心に屈曲され、各々の一端２１ａ、２２ａ側を重ね合わ
せた状態で他端２１ｂ、２２ｂ側が所定の挾み角θをな
す。レバー２１の上記重合させた一端２１ａには、電磁
マグネット２４がそのムービングコアを兼ねるピン２４
ａを摺動自在に貫通させてケース２４ｄを固定され、レ
バー２２の上記重合させた一端２２ａには、レバー２１
を貫通したピン２４ａの頭部が係合する固定穴２５が形
成されている。ピン２４ａはステータコア２４ｂとの間
に配されたスプリング２６によりステータコア２４ｂか
ら離間する方向（第２図す中に矢印で示す）に付勢され
ており、このスプリング２６のばね力によりピン２４ａ
がレバー２１の一端２１’ａを貫通してレバー２２の一
端２２ａの固定穴２５に係合することにより、レバー２
１および２２の一端２１ａ、２２ａ側が重合し、他端２
１ｂ、２２ｂ側が挾み角θをなす状態（第２図ａの状態
）を保持している。

一方、挾み角Ｏをなすレバー２１および２２の他端２１
ｂ、２２ｂ側は、両端部間に強いばね力を有するスプリ
ング２７が架は渡されて４両レバー間の挾み角を無くす
方向に互いに引張り力を゛加１５− ６ えられており、さらに、レバー２２には図示せぬアクセ
ルペダル５のアクセル軸５ａにその一端が連結されたワ
イヤ７ａの他端が、接続され、レバー２１には図示せぬ
スロットル弁２の弁軸２ｂにその一端が連結されたワイ
ヤ７ｂの他端が、接続されるとともに、電磁マグネット
２４のピン２４ａによる両レバー２１．２２の係合関係
がなくなり、スプリング２７によりレバー２１および２
２の他端が互いに引かれ合ったときに、レバー２１の縁
部に当接して最小の挾み角を決定するストッパ２８が形
成されている。また、前記実施例と同様に、ワイヤ７ａ
および７ｂの長さは、レバ２１．２２の挾み角が最小の
ときに、アクセルペダル５の全ストロークがスロットル
弁２の全ストロークに対応してアクセルペダル５とスロ
ワ１−ル弁２とが機械的に連結される長さであり、レバ
ー２１．２２の挾み角が所定の挾み角Ｏのときに、ワイ
ヤ７ａおよび７ｂに生じる遊びによってアクセルペダル
５の操作がスロットル弁２に伝達しないように挾み角θ
が決定されている。なお、第２図すにおいて２４ｃは電
磁コイルである。

上記の構成において、サーボモータ４またはその制御系
が正常である場合に、スロットル弁２が前述の如くサー
ボモータ４によって開閉駆動されでいるときは、電磁マ
グネット２４の電磁コイル２４ｃに通電は行われない。

これにより、ピン２４ａとステータコア２４．　ｂ間に
吸引力は発生せず、ピン２４ａはスプリング２６のばね
力によって押し出されてその頭部がレバー２１を貫通し
てレバー２２の固定穴２５に係合した状態をとる。

従って、レバー２１および２２は第２図に示した所定の
挾み角θをなす状態を維持する。この状態において、レ
バー２２および２１に接続されたワイヤ７ａおよび７ｂ
の全長は延長されて遊びが生じるため、アクセルペダル
２の操作がワイヤ７ａ、７ｂを介してスロットル弁２に
伝わることがなく、サーボモータ４によるスロットル弁
２の開閉駆動を阻害することがない。

一方、サーボモータ４またはその制御系に異常が発生し
た場合には、前記実施例と同様にサーボモータ４への制
御信号の供給が停止されると同時に、電磁マグネツ１〜
２４の電磁コイル２４ｃに通電が行なわれる。これによ
り、ピン２４ａとステタコア２４ｂとの間に吸引力が発
生し、スプリング２６のばね力に抗してピン２４−　ａ
かステータコア２４ｂに吸引され、ピン２４ａの頭部が
レノ＼２２の固定穴２５から離脱し、レバー２１および
２２がスプリング２７の強力なばね力によって互いに引
き寄せられ、レバー２２がレバー２１のストッパ２８に
当接するまで両者の挾み角か減少する。従って、ワイヤ
７ａ、７ｂの遊びが除却されて、アクセルペダル５とス
ロツ１−ル弁２とかワイヤ７ａ、７ｂおよび当該電気的
ワイヤ調ｍ手段を介して適正な関係で機械的に連結され
る。以後、レバー２１および２２は強力なスプリン）ｆ
２７のばね力により最小の挾み角を維持することにより
、前記実施例と同様にサーボモータ４またはその制御系
に異常が発生した後も、ワイヤ７ａおよび７ｂの全長は
スプリング２７のばね力に抗して延長されることなく、
アクセルペダル５の操作に応したエンジンの運転状態で
車両を走行さぜることがてきる。

なお、以」二説明した実施例では、アクセルペダルとス
ロツ１−ル弁とを機械的に連結するワイヤリンク手段と
してワイヤな用いていたが、ワイヤリンク手段としてリ
ンク機構を用いても同様な効果を得られることは明白で
ある。ただし第２実施例においては、レバーの少くとも
一方に連結されるリング機構の連杆をレバーに対し摺動
自在とし、挾み角を最小としたとき該レバーに係止せし
める止め具を設ける必要がある。

（発明の効果） 以」二説明したように、本発明によるスロットル弁制御
装置では、スロワ１ヘル弁駆動用のアクチュエータまた
はその制御系に異常が発生したときに、異常発生時のア
クセルペダルの操作量およびスコツ１〜ル弁の開度の状
態に関わらす常に一義的に定まる関係てスコツ１〜ル弁
とアクセルペダルとが機械的に連結されるので、異常発
生時に即座に適正な関係でアクセルペダルとスロットル
弁とを連結９− ０ して、エンジンの運転状態とアクセルペダルの操作量と
を対応させることができ、安全確実なスロットル操作が
得られる等の効果に有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は
本発明の他の実施例の要部を示す図で、第２図ａはその
平面図、第２図すは第２図ａのＡＡ断面図、第３図は従
来のスロットル弁を制御装置の構成を示す図である。 ２・・・スロットル弁、　　　３・・・スロットルセン
サ、４・・サーボモータ、　　　５・・アクセルペダル
、６・・アクセルセンサ、　　７ａ、７ｂ・　ワイヤ、
８・・電気的ワイヤリンク調節手段、 ９・制御ユニット、　　　１１　異常検出手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジンの吸気通路に配設されたスロットル弁をアクセ
   ルペダルの操作量等に応じてアクチュエータにて開閉さ
   せるスロットル弁制御装置において、 前記アクセルペダルとスロットル弁とを機械的に連結す
   るためのワイヤリンク手段と、 前記ワイヤリンク手段の途中に介在せしめられ、該ワイ
   ヤリンク手段の全長を前記アクセルペダルの操作に前記
   スロットル弁が連動する長さとする第１の状態と、該第
   １の状態よりも延長する第２の状態とを選択的にとる電
   気的ワイヤリンク調節手段と、 前記アクチュエータまたはその制御系のいずれかに異常
   が発生したことを検出する異常検出手段と、 前記異常検出手段により異常が検出されないときは、前
   記電気的ワイヤリンク調節手段に第２の状態をとらせ、
   前記ワイヤリンク手段に遊びを持たせて前記アクセルペ
   ダルと前記スロットル弁とを機械的に非連結状態とし、
   前記異常検出手段により異常が検出されたときは、前記
   アクチュエータによる前記スロットル弁の開閉を中止さ
   せるとともに、前記電気的ワイヤリンク調節手段に第１
   の状態をとらせ、前記アクセルペダルと前記スロットル
   弁とを前記ワイヤリンク手段を介して機械的に連結させ
   る制御手段とを具備することを特徴とするスロットル弁
   制御装置。