JPH04339140A - 車両用内燃機関の出力制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用内燃機関の出力
制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両用内燃機関の出力制御装
置として、特開昭６３−５１２０号公報に開示されたも
の（以下従来技術と呼ぶ）がある。この従来技術は、ア
クセルペダルの踏込み量に基づいてスロットル弁を電気
的に駆動する電動モータと、アクセルペダルの踏込み量
に基づいてスロットル弁を機械的に駆動するレバー装置
と、電動モータへの通電が停止された場合にスロットル
弁と電動モータとの連結状態を遮断する電磁クラッチと
を備え、電動モータへの通電が停止された場合にレバー
装置によって機械的にスロットル弁を制御していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、電動モータ
でスロットル弁を駆動するものにおいては、電動モータ
を通電制御する通電制御回路が故障して電動モータの回
転角が目標回転角を越えたり、あるいは電動モータがロ
ックして動かなくなってしまうと、スロットル弁を制御
できなくなってしまう。従来技術においては、上記のよ
うな故障時のための安全対策を施していないので、運転
者がアクセルペダルを操作してもスロットル弁が制御で
きず、アクセルペダルの操作量に応じた開度を越えてス
ロットル弁が開くことによって、車両が暴走したり、内
燃機関がオーバーランしたりする可能性があり、安全性
に不安があった。

【０００４】本発明は、電気式の駆動手段が故障しても
スロットル弁の開度を制御できるようにして安全性を向
上した車両用内燃機関の出力制御装置の提供を目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、運転者により
操作されるアクセルペダルと、開度に応じて内燃機関の
吸入空気量を制御するスロットル弁と、このスロットル
弁に係止して前記スロットル弁の最大開度を規制する規
制部を有し、前記スロットル弁に対して回転可能に配設
され、前記アクセルペダルに連動して変位するアクセル
レバーと、このアクセルレバーを前記スロットル弁の閉
弁方向に付勢する戻し用スプリングと、前記スロットル
弁に対して回転可能に配設され、車両の走行状態に応じ
た目標開度に前記スロットル弁を駆動する電気式の駆動
手段と、前記戻し用スプリングよりスプリング力が小さ
く、前記スロットル弁と前記駆動手段とを機械的に連結
する結合用スプリングとを備えた技術手段を採用した。

【０００６】

【作用】本発明は、故障により電気式の駆動手段が車両
の走行状態に応じた目標開度を越えた開度にスロットル
弁を開こうとしても、アクセルレバーに設けられた規制
部がスロットル弁の最大開度を規制しているので、アク
セルペダルの操作量に対応した開度を越えてスロットル
弁が開かれることはない。このとき、運転者がアクセル
ペダルを操作すると、スロットル弁と駆動手段とが戻し
用スプリングのスプリング力より小さい結合用スプリン
グにより連結している。このため、例えばアクセルペダ
ルの操作量を減少する場合には、戻し用スプリングの付
勢力によりアクセルレバーがスロットル弁の閉弁方向に
戻される。このとき、結合用スプリングが伸長するため
スロットル弁と駆動手段とが容易に離れる。したがって
、アクセルペダルを運転者が操作すれば、そのアクセル
ペダルの操作量に応じてアクセルレバーが変位する。 このため、スロットル弁が規制部に最大開度を規制され
ているので、アクセルレバーの変位にスロットル弁が連
動する。この結果、故障時であってもアクセルペダルを
操作することによりスロットル弁の開度をアクセルペダ
ルの操作量に対応した開度を越えることなく変更できる
。

【０００７】

【実施例】本発明の車両用内燃機関の出力制御装置を図
１ないし図８に示す実施例に基づき説明する。図１は本
発明の第１実施例を示し、乗用車用内燃機関の出力制御
装置を示した図である。乗用車用内燃機関の出力制御装
置１は、アクセルペダル２、スロットル弁３、アクセル
レバー４、電気式の駆動装置５およびスプリング６〜８
を備える。アクセルペダル２は、乗用車の車室内に配設
され、運転者の踏込み量に応じてアクセルレバー４の回
転位置を変化させる。

【０００８】スロットル弁３は、内燃機関への吸入空気
量を制御するもので、内燃機関の吸気通路を形成するス
ロットルボディ３１内に配設され、ベアリング３２、３
３を介してスロットルボディ３１に回転自在に支持され
たシャフト３４にビス等により固定されている。なお、
シャフト３４の一方の端部には、外周に被係止板３５を
有する円環状の第１バルブレバー３６が固定され、他方
の端部には、外周に被係止板３７が突出した円環状の第
２バルブレバー３８が固定されている。また、被係止板
３７は、シャフト３４の軸方向と平行に張出部３９を有
する。

【０００９】アクセルレバー４は、シャフト３４の一方
の端部に回転自在に組み付けられ、外周にアクセルペダ
ル２に機械的に連結するワイヤー４１の端末を固着して
いる。また、アクセルレバー４のスロットル弁３側面に
は、シャフト３４の軸方向に突出するように係止軸４３
が固定されている。この係止軸４３は、本発明の規制部
であって、シャフト３４に固定された第１バルブレバー
３６の被係止板３５に係止することによりスロットル弁
３がアクセルペダル２の踏込み量に応じた最大開度以上
に開くことを妨げるものである。

【００１０】電気式の駆動装置５は、本発明の駆動手段
であって、ステッピングモータ５１、セクタギア５２お
よびスロットル開度センサ５３から構成されている。ス
テッピングモータ５１は、スロットル弁開度信号に応じ
た目標回転角にピニオンギア５４を回転させて、スロッ
トル弁３を目標開度に開く。セクタギア５２は、シャフ
ト３４の他方の端部に回転自在に組み付けられ、外周が
ピニオンギア５４に噛み合っている。また、セクタギア
５２のスロットル弁３側面には、シャフト３４の軸方向
に突出するように係止軸５５が固定されている。この係
止軸５５は、シャフト３４に固定された第２バルブレバ
ー３８の被係止板３７に係止することによりスロットル
弁３がステッピングモータ５１の目標回転角に応じた最
大開度以上に開くことを妨げるものである。スロットル
開度センサ５３は、乗用車の走行状態のうちアクセルレ
バー４の回転角、すなわち、アクセルペダル２の踏込み
量を検出し、この検出値に応じたスロットル弁開度信号
（電流値）を図示しないコンピュータを介してステッピ
ングモータ５１に送る。なお、５６はセクタギア５２と
シャフト３４との間に介在したベアリングである。

【００１１】スプリング６は、本発明の結合用スプリン
グであって、２本並列に設けられている。スプリング６
は、一端が第２バルブレバー３８の張出部３９に係止さ
れ、他端がセクタギア５２の係止軸５５に係止されて、
第２バルブレバー３８とセクタギア５２とを連結し、ス
ロットル弁３をセクタギア５２に同期させる。スプリン
グ７は、本発明の戻し用スプリングであって、２本並列
に設けられている。スプリング７は、一端がアクセルレ
バー４に係止され、他端がスロットルボディ３１に係止
されて、アクセルレバー４をスロットル弁３の閉弁方向
に付勢するものである。スプリング８は、一端が第１バ
ルブレバー３６の被係止板３５に係止され、他端がスロ
ットルボディ３１に係止されて、第１バルブレバー３６
をスロットル弁３の閉弁方向に付勢するものである。な
お、スプリング６〜８のスプリング力の関係は、スプリ
ング７のスプリング力＞スプリング６のスプリング力、
スプリング６のスプリング力＞スプリング８のスプリン
グ力となるように設定されている。

【００１２】この乗用車用内燃機関の出力制御装置１の
作用を図１に基づき説明する。運転者によってアクセル
ペダル２が踏み込まれると、このアクセルペダル２にワ
イヤー４１を介して機械的に連結されたアクセルレバー
４が図示開方向に、アクセルペダル２の踏込み量に対応
した回転角だけ回転する。そして、このアクセルレバー
４の回転角（スロットル弁３の目標開度）、すなわち、
アクセルペダル２の踏込み量をスロットル開度センサ５
３で検出し、スロットル開度センサ５３からコンピュー
タを介してステッピングモータ５１にスロットル弁開度
信号が出力される。

【００１３】そして、ステッピングモータ５１がスロッ
トル弁開度信号に基づく目標回転角だけ回転すると、ピ
ニオンギア５４およびこのピニオンギア５４に噛み合っ
たセクタギア５２も目標回転角だけ回転する。このとき
、セクタギア５２に設けられた係止軸５５とシャフト３
４に固定された第２バルブレバー３８の被係止板３７と
がスプリング６によって連結されているので、セクタギ
ア５２の変位した回転角だけ第２バルブレバー３８も回
転し、シャフト３４に固定されたスロットル弁３が目標
開度に開かれる。

【００１４】逆に、運転者によってアクセルペダル２が
戻されると、アクセルレバー４がスプリング７の付勢力
によって図示開方向と逆方向（閉方向）に、アクセルペ
ダル２の戻し量に対応した回転角だけ戻される。このと
き、セクタギア５２の係止軸５５が第２バルブレバー３
８の被係止板３７に係止して第２バルブレバー３８を押
しながらスロットル弁３の閉弁方向に回転させる。よっ
て、セクタギア５２の回転角だけ第２バルブレバー３８
も回転し、スロットル弁３が目標開度に閉ざされる。

【００１５】ここで、例えばステッピングモータ５１を
制御するコンピュータ等に何らかの故障が生じてステッ
ピングモータ５１の回転角がスロットル弁３の目標開度
を越える場合でも、アクセルレバー４に設けられた係止
軸４３が第１バルブレバー３６の被係止板３５を係止し
てアクセルペダル２の踏込み量を越えてスロットル弁３
が開かれることを妨げられている。このため、スロット
ル弁３が目標開度を越えて開かれることはないので、乗
用車が暴走したり、内燃機関がオーバーランしたりする
ことを防止できる。

【００１６】また、乗用車を走行させているときに、ス
テッピングモータ５１がロックしたりしても、アクセル
ペダル２を操作してアクセルレバー４を戻せば、係止軸
４３が第１バルブレバー３６の被係止板３５に係止して
スロットル弁３を閉弁方向に回転させる。このため、ス
ロットル弁３が閉弁するので、乗用車が暴走したり、内
燃機関がオーバーランしたりすることを防止できる。さ
らに、スプリング６またはスプリング７の２本中１本が
折損した場合でも、ステッピングモータ５１の駆動によ
りスロットル弁３を開閉することができる。

【００１７】そして、前述のような故障時に、運転者が
アクセルペダル２を踏み込めば、スプリング６のスプリ
ング力がスプリング８のスプリング力より大きいため、
アクセルレバー４が図示開方向に回転し、スロットル弁
３を少なくともステッピングモータ５１がロックした位
置まで開くことができる。したがって、この出力制御装
置１においては、何らかの故障が生じても乗用車が暴走
したり、内燃機関がオーバーランしたりすることはない
ので、故障後も通常通りの走行を行える。このため、故
障を修理するために乗用車を安全に自走させることがで
きる。

【００１８】また、アクセルレバー４と第１バルブレバ
ー３６との間には機械的な結合がないため、ステッピン
グモータ５１への通電が停止してもスプリング８の付勢
力によりスロットル弁３を閉弁することができる。そし
て、ステッピングモータ５１によってスロットル弁３を
駆動した時の運転者に感じる踏込み力の変化は全くない
。

【００１９】図２は本発明の第２実施例を示した図で、
乗用車用内燃機関の出力制御装置の概略を示した図であ
る。この実施例では、第１実施例のスプリング８の代わ
りに、第１バルブレバー３６をスロットル弁３の開弁方
向に付勢するスプリング９を設け、さらにアクセルレバ
ー４の側縁に第１バルブレバー３６の被係止板３５を係
止する規制部４５を設けている。なお、スプリング６、
７、９のスプリング力の関係は、スプリング７のスプリ
ング力＞（スプリング６のスプリング力）＋（スプリン
グ９のスプリング力）となるように設定されている。こ
のため、この実施例においては、スプリング７の本数を
１本にしても第１実施例と同様な効果を得ることができ
る。また、スロットル弁３を開方向に付勢するスプリン
グ９を設けたため、ステッピングモータ５１への通電が
停止した場合でも、アクセルペダル２を操作すればスロ
ットル弁３を自由に開閉できる。

【００２０】図３は本発明の第３実施例を示した図で、
乗用車用内燃機関の出力制御装置の概略を示した図であ
る。この実施例では、第１実施例のスプリング８の代わ
りに、第１バルブレバー３６の被係止板３５とアクセル
レバー４に設けられた突起部４４とを連結するスプリン
グ１０を設けている。なお、スプリング６、７のスプリ
ング力の関係は、スプリング７のスプリング力＞スプリ
ング６のスプリング力となるように設定されている。こ
のため、この実施例においては、スプリング７の本数を
１本にしても第１実施例と同様な効果を得ることができ
る。また、第１バルブレバー３６とアクセルレバー４と
を連結するスプリング１０を設けたため、ステッピング
モータ５１への通電が停止した場合でも、アクセルペダ
ル２を操作すればスロットル弁３を自由に開閉できる。

【００２１】図４ないし図９は本発明の第４実施例を示
した図で、乗用車用内燃機関の出力制御装置を示した図
である。この実施例の乗用車用内燃機関の出力制御装置
１００は、アクセルペダル（図示せず）、スロットル弁
１０１、アクセルレバー１０２、駆動手段としての電気
式の駆動装置１０３およびスプリング１０４〜１０７を
備える。

【００２２】スロットル弁１０１は、図４に示したよう
に、内燃機関の吸気通路を形成するスロットルボディ１
０８内に配設され、ベアリング１０９、１１０を介して
スロットルボディ１０８に回転自在に支持されたシャフ
ト１１１にビス１１２により固定されている。なお、シ
ャフト１１１の一方の端部には、図５にも示したように
、外周に被係止板１１３および保持部１１４が突出した
略円環状の第１バルブレバー１１５が固定されている。 また、シャフト１１１の他方の端部には、図６および図
７にも示したように、外周から被係止板１１６を突出し
た第２バルブレバー１１７が固定されている。被係止板
１１６の端部には、軸方向に突出した保持部１１８が形
成されている。

【００２３】アクセルレバー１０２は、図４に示したよ
うに、シャフト１１１の一方の端部に回転自在に組み付
けられ、外周にアクセルペダルに機械的に連結するワイ
ヤー（図示せず）の端末を固着するプーリ１２１が形成
されている。また、アクセルレバー１０２のスロットル
弁１０１側面には、図８にも示したように、第１バルブ
レバー１１５の被係止板１１３に係止する規制部として
の係止片１２２が固定されている。

【００２４】電気式の駆動装置１０３は、図４に示した
ように、ステッピングモータ１３１、セクタギア１３２
およびスロットル開度センサ１３３から構成されている
。ステッピングモータ１３１は、スロットル弁開度信号
に応じた目標回転角にピニオンギア（図示せず）を回転
させる。セクタギア１３２は、シャフト１１１の他方の
端部に回転自在に組み付けられ、外周にピニオンギア（
図示せず）に噛み合う歯部１３４を有する。また、セク
タギア１３２のスロットル弁１０１側面には、図６およ
び図９にも示したように、第２バルブレバー１１７の被
係止板１１６に係止する２つの係止部材１３５が固定さ
れている。スロットル開度センサ１３３は、乗用車の走
行状態のうちアクセルレバー１０２の回転角、すなわち
、アクセルペダル２の踏込み量を検出し、この検出値に
応じたスロットル弁開度信号（電流値）をステッピング
モータ１３１に送る。なお、１３６はセクタギア１３２
とシャフト１１１との間に介在したベアリングである。

【００２５】スプリング１０４は、本発明の結合用スプ
リングであって、２本のスプリングからなり二重に巻回
されている。スプリング１０４は、一端が第２バルブレ
バー１１７の保持部１１８に係止され、他端がセクタギ
ア１３２の係止部材１３５に係止されている。スプリン
グ１０５は、本発明の戻し用スプリングであって、アク
セルレバー１０２をスロットル弁１０１の閉弁方向に付
勢するもので、２本のスプリングからなり二重に巻回さ
れている。スプリング１０５は、一端がアクセルレバー
１０２に係止され、他端がスロットルボディ１０８に固
定された筒状ブッシュ１８１に係止されている。スプリ
ング１０６は、一端が第１バルブレバー１１５の被係止
板１１３に係止され、他端がスロットルボディ１０８に
係止されて、第１バルブレバー１１５をスロットル弁１
０１の閉弁方向に付勢するものである。なお、スプリン
グ１０４〜１０６のスプリング力の関係は、スプリング
１０５のスプリング力＞スプリング１０４のスプリング
力、スプリング１０４のスプリング力＞スプリング１０
６のスプリング力となるように設定されている。スプリ
ング１０７は、環状部材１７１とスロットルボディ１０
８との間に介装され、ベアリング１０９のアウタレース
をスロットルボディ１０８から離すように付勢し、シャ
フト１１１を図中右方に付勢する。

【００２６】（変形例）本実施例では、アクセルペダル
の踏込み量を検出するスロットル開度センサの出力に応
じてスロットル弁を目標開度を定めたが、車両の傾きを
検出する傾斜センサ、車速を検出する車速センサ等の出
力に応じてスロットル弁の目標開度を定めても良い。本
実施例では、セクタギアに直接回転方向の運動を与える
ステッピングモータを用いたが、セクタギアにクランク
機構を介して回転方向の運動を与える電気式のアクチュ
エータを用いても良い。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、電気式の駆動手段が故障した
場合でも、アクセルペダルの操作量を越えてスロットル
弁が開かれることはなく、さらにアクセルペダルの操作
量に応じた開度にスロットル弁を制御することができる
。この結果、安全性に優れた内燃機関の出力制御装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例にかかる乗用車用内燃機関の出力制
御装置の概略を示した構造図である。

【図２】第２実施例にかかる乗用車用内燃機関の出力制
御装置の概略を示した構造図である。

【図３】第３実施例にかかる乗用車用内燃機関の出力制
御装置の概略を示した構造図である。

【図４】第４実施例にかかる乗用車用内燃機関の出力制
御装置を示した断面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。

【図６】第４実施例にかかる乗用車用内燃機関の出力制
御装置を示した側面図である。

【図７】図４のＢ−Ｂ断面図である。

【図８】図４のＣ−Ｃ断面図である。

【図９】図４のＤ−Ｄ断面図である。

【符号の説明】 １　　乗用車用内燃機関の出力制御装置２　　アクセル
ペダル ３　　スロットル弁 ４　　アクセルレバー ５　　電気式の駆動装置（駆動手段） ６　　スプリング（結合用スプリング）７　　スプリン
グ（戻し用スプリング）４３　　係止軸（規制部）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　（ａ）運転者により操作されるアクセ
   ルペダルと、（ｂ）開度に応じて内燃機関の吸入空気量
   を制御するスロットル弁と、（ｃ）このスロットル弁に
   係止して前記スロットル弁の最大開度を規制する規制部
   を有し、前記スロットル弁に対して回転可能に配設され
   、前記アクセルペダルに連動して変位するアクセルレバ
   ーと、（ｄ）このアクセルレバーを前記スロットル弁の
   閉弁方向に付勢する戻し用スプリングと、（ｅ）前記ス
   ロットル弁に対して回転可能に配設され、車両の走行状
   態に応じた目標開度に前記スロットル弁を駆動する電気
   式の駆動手段と、（ｆ）前記戻し用スプリングよりスプ
   リング力が小さく、前記スロットル弁と前記駆動手段と
   を機械的に連結する結合用スプリングとを備えた車両用
   内燃機関の出力制御装置。