JPH04136931U - スロツトル弁機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドライブバイワイヤ方式のスロットル弁機構
において、故障によるスロットル弁の全開信号発生時
に、エンジンの出力制御を可能にする。 【構成】 ブレーキペダル８とスロットル弁３ａとを連
動させ、ブレーキペダル８の踏込量に応じてスロットル
弁３ａの弁開度を変化させる弁開度変化手段４，４ａ，
８ｄ，８ｈが、ブレーキペダル８とスロットル弁３ａと
の間に配設されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、電動モータ，バキュームモータ等によりスロットル弁の弁開度を 変化させエンジンの出力を制御する、所謂ドライブバイワイヤ方式の自動車等に 好適なスロットル弁機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ドライブバイワイヤ方式のスロットル弁機構を有する自動車等では、まず、ア クセルポジションセンサが運転者のアルセルペダルの踏込量を検出する。アクセ ルポジションセンサが検出したアクセルペダルの踏込量は、電気的にコントロー ラに伝送される。この伝送されたアクセルペダルの踏込量、そしてコントローラ が既に入手しているエンジンおよび走行状態等に関する情報に応じて、コントロ ーラは電動モータないしはバキュームモータ等を電気的に作動させ、スロットル 弁の弁開度を所要の角度にまで変化させる。

【０００３】 このようにしてエンジンの吸気流量を制御するスロットル弁の弁開度が変化さ れ、エンジンの出力制御が行なわれている。 しかし、上述したようなドライブバイワイヤ方式のスロットル弁機構を有する 自動車等では、アクセルポジションセンサ，コントローラ等が故障して、運転者 の意思に反してコントローラが、上述した電動モータないしはバキュームモータ 等に対し、スロットル弁を全開させるような電気信号を発生させる可能性につい て十分に考慮しておく必要がある。

【０００４】 このようなとき運転者は、通常のブレーキ操作だけでは自動車等を制御するこ とはできないので、従来のドライブバイワイヤ方式のスロットル弁機構を備えた 自動車等では、エンジンキーをオフにしてエンジンを停止させなければならない 。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述したような故障発生時にエンジンを完全に停止させてしま ったのでは、取り敢えず修理工場等にまで自動車等を走行させることが不可能に なる。 このような問題に対しては、例えば、エンジンのシリンダの半数ずつを夫々個 別のスロットル弁機構で出力制御し、上述したような故障発生時には、故障が発 生したスロットル弁機構によって制御される側のシリンダ出力のみをオフにさせ 、残り半数のシリンダ出力によって自動車等を走行させるようにすることも可能 である。

【０００６】 しかしながらこのようなスロットル弁機構では、その構成要素がほぼ２重装備 となり大がかりなものとなって、重量増とコスト増とを招くことになる。 本考案はこのような問題を解決するためになされたもので、大幅な重量増とコ スト増とを招くことなく、故障によるスロットル弁の全開信号の発生時にも、当 面の走行を可能にさせるスロットル弁機構を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するために、本考案のスロットル弁機構は、ドライブバイワ イヤ方式によりスロットル弁の弁開度を変化させエンジンの出力を制御する内燃 エンジンのスロットル弁機構において、ブレーキペダルと前記スロットル弁との 間に配設されてブレーキペダルとスロットル弁とを連動させ、ブレーキペダルの 踏込量に応じてスロットル弁の弁開度を変化させる弁開度変化手段を備えること を特徴とする。

【０００８】 好ましくは、前記弁開度変化手段は、ブレーキペダルの踏込量が増加したとき スロットル弁の弁開度を減少させることを特徴とする。 更に好ましくは、前記弁開度変化手段は、ブレーキペダルの踏込量が最大量に 達したとき、スロットル弁を閉弁させ終えていることを特徴とする。

【０００９】

【作用】

上述の内燃エンジンのスロットル弁機構において、弁開度変化手段は、例えば アクセルペダルの踏込量に応じてスロットル弁の弁開度を変化させることが不能 になったとき、ブレーキペダルとスロットル弁とを連動させ、ブレーキペダルの 踏込量に応じてスロットル弁の弁開度を変化させる。

【００１０】 このため故障等により、運転者の意思に反してスロットル弁が全開状態となっ た場合には、好ましくは、ブレーキペダルの踏込量が増加したときスロットル弁 の弁開度を減少させ、更に好ましくは、ブレーキペダルの踏込量が最大に達した とき、スロットル弁を閉弁させ終えているので、ブレーキペダルの操作によって エンジンの出力を制御することができる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の詳細を図面に基づいて詳細に説明する。 図１は、本考案に係るスロットル弁機構の具体的構成を示す。 図１において符号１はアクセルペダルを、そして符号１ａはアクセルポジショ ンセンサを示す。アクセルポジションセンサ１ａはアクセルペダル１に連動し、 運転者のアクセルペダル１の踏込量を電気的に検出するものである。アクセルポ ジションセンサ１ａの出力は、コントローラ２に接続されている。

【００１２】 コントローラ２は、このように検出されたアクセルペダル１の踏込量と既存の エンジンおよび走行状態等に関する情報、例えば車速等とに基づいて、後述する スロットル弁３ａの弁開度を最適に制御するものである。 次に符号３は、図示しないエンジンの吸気路の途中に配設されているスロット ルボディを示す。スロットルボディ３の内部には、図２に詳しく示されるように 、スロットル弁３ａが配設されている。スロットル弁３ａは、その弁開度に応じ てエンジンのシリンダに供給される吸気流量を変化させるものである。このスロ ットル弁３ａは、弁軸３ｂに固着されている。

【００１３】 弁軸３ｂは、その両端がスロットルボディ３のケース３ｃに回動自在に軸支さ れている。弁軸３ｂの一端（図示端）はケース３ｃを貫通し、ケース３ｃ外へ突 出している。この弁軸３ｂの突出端には、スロットルレバー３ｄがキー溝結合さ れ螺着されている。このためスロットルレバー３ｄ，弁軸３ｂ，スロットル弁３ ａは、一体に回動することができる。

【００１４】 スロットルレバー３ｄは、弁軸３ｂへの取付部を中心に夫々図示上下方向に延 びる延出部３ｅ，３ｆを形成している。延出部３ｅの略中央位置の、弁軸３ｂと の反対面には、アーム３ｇが弁軸３ｂと並行に一体に突設されている。またアー ム３ｇ側のスロットルレバー３ｄの先端には、板材でクランク型に折曲形成され たワイヤガイド３ｈが、径方向外側に開口して固設されている。

【００１５】 次に弁軸３ｂの外周の、ケース３ｃとスロットルレバー３ｄとの間には、一対 のばね座３ｉ，３ｊが挿通されている。そしてばね座３ｉ，３ｊの間には、捻り コイルばね３ｋが挾装されている。捻りコイルばね３ｋの一端はケース３ｃに係 止され、他端はスロットルレバー３ｄの延出部３ｆの先端付近に係止されている 。この捻りコイルばね３ｋは、スロットルレバー３ｄを図示右方から見てｃｗ方 向に、つまりスロットル弁３ａを閉弁させる方向に常時付勢している。

【００１６】 またケース３ｃには、上述した弁軸３ｂ，スロットルレバー３ｄ等を外側から 覆う、コ字型に板金形成されたモータブラケット３ｍが、その両端に配設された フランジ部３ｎ，３ｐで固着されている。 弁軸３ｂの延長線上に位置するモータブラケット３ｍには、モータ軸挿通孔３ ｑが穿設されている。

【００１７】 次に符号３ｔは、ステップモータアセンブリを示す。ステップモータアセンブ リ３ｔは、上述したコントローラ２と電気的に接続され、コントローラ２の電気 信号に基づいてモータ軸３ｓを所要の角度だけ回転させ、その位置に停止させる ことができるものである。 ステップモータアセンブリ３ｔはモータブラケット３ｍの外側に、モータ軸３ ｓをモータ軸挿通孔３ｑに挿通させ、弁軸３ｂと同軸上に取り付けられている。 ステップモータアセンブリ３ｔのモータ軸３ｑの先端には、アクセルレバー３ｕ がキー溝結合され螺着されている。アクセルレバー３ｕの先端は、上述したスロ ットルレバー３ｄのアーム３ｇに当接することができる。

【００１８】 上述したスロットルボディ３のワイヤガイド３ｈには、コントロールケーブル ４の一端が連結されている。 コントロールケーブル４は、図１に示されるように、ワイヤガイド３ｈに沿っ て案内された後、エンジン上のブラケット５等に付設されたガイドチューブ６ａ を摺動自在に貫通して、ダッシュパネル７の直前まで導かれる。このダッシュパ ネル７は、エンジンルームと客室とを画成するものである。

【００１９】 このように配設されたコントロールケーブル４を客室側に引っ張ると、スロッ トル弁３ａの閉弁方向に、弁軸３ｂに対して回転力を付与することができる。 次に符号８は、客室内の運転席の足下位置に配設されたブレーキペダルを示す 。 ブレーキペダル８は基本的に、Ｌ字型に折曲形成されたブレーキアーム８ａと 、ブレーキアーム８ａの一端に固設されたペダル８ｂとにより構成されている。 ブレーキアーム８ａは、ダッシュパネル７に固着されたブラケット７ａに、ペダ ル８ｂを下方客室側に向けて、取付軸８ｃを中心にして揺動自在に軸支されてい る。

【００２０】 一方、ダッシュパネル７のエンジンルーム側には、マスタシリンダ９が取り付 けられている。このマスタシリンダ９は、運転者のブレーキペダル８の踏込力を 油圧に変換して、ブレーキを作動させるものである。 そして、マスタシリンダ９のピストンロッド９ａがダッシュパネル７を摺動自 在に貫通し、客室内でブレーキアーム８ａに回動自在にピン結合されている。こ のピン結合部９ｂは、ブレーキアーム８ａの取付軸８ｃより僅かにペダル８ｂ側 に配置されている。従って、運転者はブレーキペダル８を踏み込むことにより、 取付軸８ｃを支点としてマスタシリンダ９のピストンロッド９ａを、強い力で押 動させることができる。一方マスタシリンダ９内に配設された図示しないコイル ばねが、ピストンロッド９ａのストローク長の範囲でブレーキペダルを常時客室 側に付勢している。

【００２１】 次に、上述したブレーキアーム８ａの、取付軸８ｃの略裏面位置には、コント ロールレバー８ｄが、ブレーキアーム８ａ上に配設された支点８ｅを中心に回動 自在に軸支されている。支点８ｅから上側のコントロールレバー８ｄは、下側よ り長い長端部８ｆを形成しており、その先端はブレーキアーム８ａの先端より上 方に突出し、また図３に示されるように、フォーク状に溝８ｇが形成されている 。そして、この長端部８ｆとブレーキアーム８ａとの間にはコイルばね８ｈが挾 装され、コントロールレバー８ｄを図示ｃｃｗ方向に付勢している。また、支点 ８ｅから下側に形成された短端部８ｉは、コイルばね８ｈの付勢力によって、そ の先端部がブレーキアーム８ａに当接している。

【００２２】 次に、上述したコントロールレバー８ｄの溝８ｇと略同一高さ位置のダッシュ パネル７には、管状のガイド６ｂが嵌挿され固着されている。またガイド６ｂに は、棒状のプルロッド４ａが摺動自在に挿通されている。プルロッド４ａのエン ジンルーム側端には、上述したコントロールケーブル４が連結されている。一方 プルロッド４ａの客室側端は、ブレーキペダル８のコントロールレバー８ｄの溝 ８ｇに挿通されると共に、その先端にはＴ字型の係止部４ｂが形成され、コント ロールレバー８ｄに係止することができる。

【００２３】 以上において、コントロールレバー８ｄ，コイルばね８ｈ，プルロッド４ａ， コントロールケーブル４により弁開度変化手段が構成されている。 次に、本スロットル弁機構の作動について説明する。 通常走行時に運転者がアクセルペダルを踏み込んでエンジンの出力を上昇させ ようとすると、アクセルポジションセンサ１が運転者のアクセルペダルの踏込量 を検出する。アクセルポジションセンサ１が検出したアクセルペダルの踏込量は 、電気的にコントローラに伝送される。そして、伝送されたアクセルペダルの踏 込量と既存のエンジンおよび走行状態等に関する情報とに基づいて、コントロー ラ２はステップモータアセンブリ３ｐを電気的に作動させ、所要の角度だけ回転 させる。するとステップモータアセンブリ３ｐに取り付けられたアクセルレバー ３ｕがスロットルレバー３ｄのアーム３ｇに当接し、捻りコイルばね３ｋの付勢 力に抗して、スロットルレバー３ｇを図２の図示右方から見てｃｃｗ方向に、上 記所要の角度だけ回転させる。これに伴ってスロットル弁３ａが、やはり上記所 要の角度だけ開弁し、アクセルペダルの踏込量等に応じたエンジン吸気が行なわ れる。

【００２４】 このときスロットルレバー３ｇは、コントロールケーブル４、すなわちコント ロールケーブル４に連結されたプルロッド４ａを、上記所要の角度に対応する長 さだけエンジンルーム側に引き寄せる。このため、プルロッド４ａが係止してい るコントロールレバー８ｄが、コイルばね８ｈを圧縮させながら支点８ｅを中心 に回転する。

【００２５】 次に、上記状態から自動車等を制動しようとするとき、運転者は通常アクセル ペダル１から足を放す。このためコントローラ２は、アクセルポジションセンサ １ａからの電気信号等に基づいてスロットル弁３ａを閉弁させ、エンジンをアイ ドリングに戻す。これに伴ってスロットルボディ３内のスロットルレバー３ｄは 、コントロールケーブル４、すなわちプルロッド４ａを客室側に押動する。

【００２６】 このため、ブレーキプダル８上のコントロールレバー８ｄは、コイルばね８ｈ の付勢力によって、一旦アイドル時の位置にまで戻る。 次に運転者がプレーキペダル８を踏み込むと、ブレーキアーム８ａがマスタシ リンダ９のピストンロッド９ａを押動し、ブレーキを作動させる。これに伴って 、ブレーキペダル８上のコントロールレバー８ｄ全体が、取付軸８ｃを中心に図 示ｃｃｗ方向に回転する。このため、コントロールレバー８ｄは支点８ｅを中心 に図示ｃｗ方向に回転し、コントロールレバー８ｄにより押動されたコイルばね ８ｈは再び圧縮される。

【００２７】 このように、通常のエンジンの操作ないしはブレーキ操作時の範囲内に於いて は、コイルばね８ｈの作用により、エンジン操作とブレーキ操作とが分離して行 なわれる。 次に、アクセルポジションセンサ１ａ，コントローラ２等が故障して、コント ローラ２が、スロットル弁３ａを全開させるような電気信号をステップモータア センブリ３ｐに対して発生させた場合には、ステップモータアセンブリ３ｐがス ロットルレバー３ｄを、スロットル弁３ａの全開位置にまで回転させる。このた め、エンジンは一旦最大出力にまで出力上昇する。

【００２８】 またコントロールケーブル４は、スロットルレバー３ｄによって最大距離、エ ンジンルーム側に引き寄せられる。このため、ブレーキペダル４上のコイルばね ８ｈもエンジン最大出力時の位置にまで圧縮され、コントロールレバー８ｄに対 して、図示ｃｃｗ方向に大きな付勢力を与えている。 次に運転者が自動車等を制動させようとしてブレーキペダル８を踏み込んだと き、本スロットル弁機構は図４のように作動する。図４において、横軸はブレー キペダル８のブレーキストロークＳを百分率（％）で示し、Ｓ₂ はブレーキの遊 び、すなわちブレーキの効き始め時のブレーキストロークＳを、またＳ₄ は最大 ブレーキ制動力が得られるブレーキストロークＳを夫々示している。一方縦軸は 、ブレーキ制動力と本スロットル弁機構に基づいて作動されるスロットル弁８ａ の弁開度とを、夫々百分率で示している。

【００２９】 まず、ブレーキストロークＳが遊びＳ₂ の間の、例えばブレーキの遊びＳ₂ の 約１／２のブレーキストロークＳ₁ にまで踏み込まれると、コイルばね８ｈの更 なる圧縮によって増大したコントロールレバー８ｄへの付勢力と、スロットルボ ディ３内の捻りコイルばね３ｋのばね力との合力が、ステップモータアセンブリ ３ｐの駆動力に打ち勝つようになる。これによりプレーキペダル３上のコントロ ールレバー８ｄが、プルロッド４ａすなわちコントロールケーブル４を客室側に 引き寄せ始める。これに伴ってスロットルレバー３ｄが、図２の図示右方から見 てｃｗ方向に回転しようとし、スロットル弁３ａは閉弁し始める。そしてブレー キストロークＳが上述したＳ₂ に達すると、スロットル弁３ａは所要の角度にま で閉弁し、エンジンの出力は低下されると共に、この時点でブレーキが作動し始 める。

【００３０】 次に、ブレーキストロークＳが５０パーセント（％）以下の、例えば３０パー セントにまで達すると、コントロールレバー８ｄはプルロッド４ａを更に客室側 に引き寄せ、スロットル弁３ａを全閉させる。これによりエンジンの出力はアイ ドリングになる一方、ブレーキ制動力は一層高められる。 そしてブレーキストロークＳが上述したＳ₄ に達すると、ブレーキ制動力は最 大になる。一方スロットル弁３ａは、ブレーキストロークＳがＳ₃ を超え１００ パーセントに達するまで、閉弁状態に保たれる。

【００３１】 このように本スロットル弁機構では、ブレーキペダル８の踏込量を変化させる ことにより、エンジン出力とブレーキ制動力との双方を同時に、しかもバランス 良く制御することができる。つまり、ブレーキの遊びＳ₂ の間にスロットル弁３ ａは閉弁し始め、ブレーキストロークＳが５０パーセント以下でスロットル弁３ ａは閉弁し終えるように設定されている。従って故障等により、運転者の意思に 反しコントローラ２が、スロットル弁３ａを全開させる電気信号を発生させた場 合にも、直ちにエンジンを停止させる必要はなく、ブレーキペダル８の操作のみ によって当面の走行を行なうことができる。このような状態で所要の地点に達し たとき、エンジンキーをオフにすれば、自動車等を完全に停止させることができ る。

【００３２】 なお、本考案の具体的構成は上述した一実施例に限定されるものではない。例 えば、スロットルボディ３，ブレーキペダル８の詳細な構成等に関しては、種々 の変形が考えられる。 また、ブレーキストロークＳとスロットル弁３ａの弁開度との関係は、図４に 示されるものに限定されるものではなく、ブレーキ制動力等との関連において適 宜設定される。

【００３３】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案の内燃エンジンのスロットル弁機構におい て、弁開度変化手段は、例えばアクセルペタルの踏込量に応じてスロットル弁の 弁開度を変化させることが不能になったとき、ブレーキペダルとスロットル弁と を連動させ、ブレーキペダルの踏込量に応じてスロットル弁の弁開度を変化させ る。

【００３４】 このため、運転者の意志に反してスロットル弁が全開状態となった場合には、 プレーキペダルの操作によってエンジンの出力を制御することができる。 つまり、ブレーキペタルの操作のみによってプレーキ制動力とエンジン出力と の双方を同時に、しかもバランス良く制御することができるので、上述の故障発 生時にも、直ちにエンジンキーをオフにして自動車等を停止させる必要はなく、 当面の走行が可能となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のスロットル弁機構の具体的構成を示す
簡略システム図である。

【図２】図１中のスロットルボディ３の要部の構成を示
す一部断面図である。

【図３】図１中のコントロールレバー８ｄの上端部を示
す側面図である。

【図４】図１中のブレーキペダル８のブレーキストロー
クＳと、ブレーキ制動力ないしはスロットル弁３ａの弁
開度との関係を示す特性図である。

【符号の説明】 １ アクセルペダル １ａ アクセルポジションセンサ ２ コントローラ ３ スロットルボディ ３ａ スロットル弁 ３ｂ 弁軸 ３ｄ スロットルレバー ３ｋ 捻りコイルばね ３ｔ ステップモータアセンブリ ３ｕ アクセルレバー ４ コントロールケーブル（弁開度変化手段） ４ａ プルロッド（弁開度変化手段） ７ ダッシュパネル ８ ブレーキペダル ８ａ ブレーキアーム ８ｂ ペダル ８ｄ コントロールレバー（弁開度変化手段） ８ｈ コイルばね（弁開度変化手段） ９ マスタシリンダ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドライブバイワイヤ方式によりスロット
   ル弁の弁開度を変化させエンジンの出力を制御する内燃
   エンジンのスロットル弁機構において、ブレーキペダル
   と前記スロットル弁との間に配設されてブレーキペダル
   とスロットル弁とを連動させ、ブレーキペダルの踏込量
   に応じてスロットル弁の弁開度を変化させる弁開度変化
   手段を備えることを特徴とするスロットル弁機構。