JPH057472Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は内燃機関のスロツトル弁制御装置に関
し、より具体的にはアクセルペダルとスロツトル
弁を機械的に連結すると共に燃費向上等を目指し
て該アクセルペダルと独立にスロツトル弁をアク
チユエータを介して開閉制御する装置において、
該アクチユエータ作動時のアクセルペダル踏力の
変動によるアクセル・フイーリングの悪化、即ち
踏力の変動によつて運転者が受ける違和感乃至不
快感を解消する内燃機関のスロツトル弁制御装置
に関する。

（従来の技術） 自動車等の車両に搭載する内燃機関においてス
ロツトル弁の開閉動作をアクセルペダルの開閉動
作から独立に制御する技術は従来より知られてお
り、その一例として特開昭59−99045号公報記載
の技術を挙げることが出来る。この従来技術にお
いては、加速時にアクセルペダルが急激に踏み込
まれた場合でもスロツトル弁の開動作を機関回転
数の変化が追従可能な範囲内に制御して失火等の
不都合を解消している。

（考案が解決しようとする問題点） ところで前記従来技術は機関運転の過渡時にお
ける運転性の向上を目的とするものであるが、そ
れとは別に燃費の向上を目指してスロツトル弁の
開閉動作を制御する場合があり、かかる技術にお
いてはアクセルペダルとスロツトル弁をワイヤで
連結して開弁動作を行わせると共に、別途アクチ
ユエータ手段を設けて該スロツトル弁を閉方向に
微小制御して燃費ベストのスロツトル弁開度に集
束せしめる如く構成しており、かかる制御装置は
具体的には第７図に示す如く構成されていた。而
して、同図において内燃機関の吸気管１０内には
スロツトル弁１２が配置されると共に、該スロツ
トル弁１２はスロツトル弁軸１４に固定され、該
軸１４の回動動作を介して吸気路を開閉し、公知
の如く吸入空気量を調節する。該スロツトル弁軸
１４は吸気路１０の外方に延長せしめられ、其の
上にスロツトルドラム１６が遊嵌されると共に、
該ドラム１６はワイヤ１８及びリンケージ機構２
０を介してアクセルペダル２２に機械的に連結さ
せられており、運転者のペダル踏込動作により同
図において、矢印ａで示す如く、反時計方向に回
動する如く構成される。又、スロツトル弁軸１４
には、該ドラム１６に隣接してスロツトル直結レ
バー２４が固定されると共に、その間に前記した
第１の付勢手段たるロストモーシヨンスプリング
２６が装着され、該スプリング２６は、スロツト
ルドラム１６がアクセルペダル間（踏込）動作に
よつて反時計方向（矢印ａ）に回動した場合、そ
れに追従してスロツトル直結レバー２４を同方向
に回動せしめ、スロツトル直結レバー２４のアー
ム２４ａがスロツトルドラム１６のアーム１６ａ
に当接する位置まで従動せしめ、スロツトル弁軸
１４を介してスロツトル弁１２を開弁する如く、
付勢力を与えている。他方、スロツトル直結レバ
ー２４と吸気管１０の突起１０ａとの間のスロツ
トル弁軸１４上には前記した第２の付勢手段たる
リターンスプリング２８が装着されており、スロ
ツトル弁１２を閉じ方向に付勢している。

又、スロツトル弁軸１４の自由端側にはスロツ
トル閉鎖レバー３０がフリーカラー３２を介して
該軸上に遊嵌されており、該スロツトル閉鎖レバ
ー３０は、矢印ｂで示す如く、時計方向に回動さ
せられた場合、其のアーム３０ａを前記スロツト
ル直結レバーの係合アーム２４ｂに当接せしめて
直結レバー２４を矢印ｃで示す如く時計方向に回
動させ、スロツトル弁１２を閉弁する。該閉鎖レ
バー３０は連結ロツド３４を介して前記したアク
チユエータ手段たるパルスモータ３６の駆動軸３
８に連結されるモータレバー４０の一端に連結さ
せられており、パルスモータ１２が其のモータレ
バー４０のストツパ４２に当接する範囲内で正方
向乃至逆方向に回転すると、その回転方向に応じ
て回動する。尚、パルスモータ３６は制御ユニツ
ト５０によつて制御されており、制御ユニツト５
０は、スロツトル弁軸１４の吸気管側端部に配置
されたスロツトル弁開度センサ５２、アクセルペ
ダル２２の近傍に配置され其の踏込開度を検出す
るアクセル開度センサ５４、吸気管１０のスロツ
トル弁１２下流の適宜位置に設けられ吸気路圧力
を絶対圧力で検出する吸気圧センサ５６及び機関
回転部（図示せず）近傍に設けられ機関のクラン
ク角位置を検出するクランク角センサ５８の出力
を入力して制御値を演算し、パルスモータ３６の
動作を制御する。

上記構成において、スロツトル弁１２はリター
ンスプリング２８によつて閉方向に付勢されてい
るため、該スプリング２８の付勢力は、ロストモ
ーシヨンスプリング２６及びワイヤ１８等を介し
てアクセルペダルに伝達され、常時ペダル踏力の
反力となつている。この場合、アクセルペダル２
２が踏み込まれてスロツトルドラム１６が反時計
方向（矢印ａ）に回動し、スロツトル直結レバー
２４がロストモーシヨンスプリング２６によつて
従動してスロツトル弁が開弁した後、パルスモー
タ３６が正転して連結ロツド３４を矢印ｄ方向に
移動させてスロツトル閉鎖レバー３０を時計方向
（矢印ｂ）に回動させ、ロストモーシヨンスプリ
ング２６のスプリング力に抗してスロツトル直結
レバー２４を時計方向（矢印ｃ）に回動させてス
ロツトル弁１２を閉方向に回動させた場合、リタ
ーンスプリング２８のスプリング力にロストモー
シヨンスプリング２６のスプリング力が加わり、
第８図に示す如くアクセルペダル踏力がステツプ
状に変化してアクセル・フイーリングの低下を招
くと共に、運転者に違和感乃至不快感を与える不
都合があつた。この場合、スロツトル弁１２を閉
方向に付勢するリターンスプリング２８のスプリ
ング力は比較的大きいものであり、そのスプリン
グ力に打ち勝つてスロツトル弁を開弁させるため
にロストモーシヨンスプリング２６のスプリング
力も其れ以上であることが要求される結果、かか
る両スプリング力によつて間欠的にもたらされる
踏力の変動は無視し難いものであつた。

従つて、本考案の目的は従来技術のかかる欠点
を解消することにあり、第２図に示す如くパルス
モータの駆動の有無によつてアクセルペダル踏力
が変化することのない内燃機関のスロツトル弁制
御装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段及び作用） 上記の目的を達成するために本考案は、車載内
燃機関の吸気路内に配設されるスロツトル弁の開
度を制御するスロツトル弁制御装置であつて、該
スロツトル弁を吸気路内において回動自在に担時
するスロツトル弁軸、該スロツトル弁軸に遊嵌さ
れると共にアクセルペダルに連結され其の開閉動
作に連動して該弁軸を中心に回動するスロツトル
ドラム、該スロツトルドラムに隣接して該スロツ
トル弁軸に固定されたスロツトル直結レバー、該
スロツトル直結レバー付近に配置され該スロツト
ル直結レバーをスロツトルドラムの開動作に追従
して回動せしめる第１の付勢手段、前記スロツト
ル直結レバー付近に配置され前記スロツトル弁を
閉方向に付勢する前記第１付勢手段より付勢力に
おいて小なる第２の付勢手段前記スロツトル直結
レバーを介してスロツトル弁を閉方向に回動せし
めるスロツトル閉鎖レバー及び該スロツトル閉鎖
レバーに連結され内燃機関の運転状態に応じて其
の動作を制御するアクチユエータ手段からなるス
ロツトル弁制御装置において、前記スロツトルド
ラムとアクセルペダルとの間の連結系に介挿され
アクセルペダルの開閉動作をスロツトルドラムに
伝達するアクセルドラム及び該アクセルドラム付
近に配置され該アクセルドラムをスロツトル弁閉
方向に付勢する第３の付勢手段を設け、よつてス
ロツトル弁の閉方向付勢力を該第３付勢手段にも
分担せしめる如く構成した。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本考案の実施例を説
明する。第１図に本考案に係る制御装置の全体構
成を示す。尚、図中第７図に示した従来装置と同
一の部材に付いては同一の符号を使用する。

本考案に係る装置が従来装置と相違する点は、
先ずスロツトル弁軸１４と平行にアクセルドラム
軸６０を設け、該軸６０上にアクセルドラム６２
を固定すると共に、該アクセルドラム６２をスロ
ツトルドラム１６とアクセルペダル２２とを連結
する連結系（ワイヤ１８、リンケージ機構２０）
の間に介挿させた点にある。即ち、該アクセルド
ラム６２に溝６４を穿設し其処にワイヤ１８を巻
回すると共に、スロツトルドラム１６のアーム１
６ａを伸張せしめて第２の連結ロツド６６をもつ
てアクセルドラム６２と連結したものである。更
に、アクセルドラム軸６０上に其の一端を固定部
材６８に掛止せしめて前記した第３の付勢手段た
る第２リターンスプリング７０を配置し、該アク
セルドラム６２を矢印ｅで示す如く時計方向に付
勢する如く構成した。更に、本考案に係る装置に
おいては其のスロツトル弁１２の閉方向付勢力の
全部乃至大部分を第２リターンスプリング７０に
負担せしめたものである。該アクセルドラム６２
とスロツトルドラム１６とは第２連結ロツド６６
を介して連結されているので、第２リターンスプ
リング７０のスプリング力はスロツトルドラム１
６、ロストモーシヨンスプリング２６、当接アー
ム２４ａ及びスロツトル直結レバー２４を介して
スロツトル弁１２へ伝達され、リターンスプリン
グ２８と協働して乃至は単独でスロツトル弁１２
を閉方向に付勢することになる。即ち、従来装置
を含めた斯る装置の場合、スロツトル弁軸１４に
作用するトルクは、 Ｍ＞Ｌ−Ｂ＞Ｃ の関係にあることが要求される。この場合、Ｍ：
パルスモータ３６の発生トルク、Ｌ：ロストモー
シヨンスプリング２６の最大トルク、Ｂ：リター
ンスプリング２８の最大トルク、Ｃ：定数、であ
る。ここで定数Ｃをあまり大きく設定するとアク
セル・フイーリングの悪化を招き、他方小さく設
定するとスロツトル弁の全開不良を生ずるが、い
づれにしても、上式から判明する如く、リターン
スプリング２８のみに閉弁力を負担させる場合、
ロストモーシヨンスプリング２６に其れ以上のス
プリング力を与える必要があり、其の結果前述し
たペダル踏力の変動をもたらす不都合があつたも
のであるが、本考案の場合第２リターンスプリン
グ７０を新設して其れに閉弁力の全部乃至大部分
を負担させたため、リターンスプリング２８のス
プリング力は微小値、例えば万一異常によつてス
ロツトル弁１２に作用する力が消滅した場合それ
を閉弁出来る程の微小値で良く、其の結果ロスト
モーシヨンスプリング２６のスプリング力も其れ
を超える程度の微小値で良いことになる。かく構
成した結果、ワイヤ１８等を通じてアクセルペダ
ル２２に伝えられるペダル踏力の反力は、主とし
て主リターンスプリング７０のスプリング力に依
存することになる。パルスモータ３６の閉弁動作
は従来装置と同様スロツトル弁軸１４においてス
ロツトル閉鎖レバー３０とスロツトル直結レバー
２４との間で行われるが、第２リターンスプリン
グ７０は該スロツトル弁軸１４と別体のアクセル
ドラム軸６０上に設置されていると共に閉弁力の
全部乃至大部分を負担する高いスプリング力が与
えられているので、その結果アクセルペダル２２
には踏力の反力として殆ど第２リターンスプリン
グ７０のスプリング力のみが一定値で与えられる
ことになる。即ち、ペダル踏力は第２図に示す如
く、パルスモータ制御の開始の前後を通じて殆ど
変化することがない。従つて、アクセル・フイー
リングが悪化することがなく、運転者に違和感乃
至不快感を与えることがない。更に、前記式にお
いて、Ｌ，Ｂの値を小さく設定した結果、Ｍ、即
ちパルスモータ３６の駆動力も低減することが出
来、該モータを小型化することが出来、更にモー
タレバー４０等の付随機構も小型化することが出
来る。従つて、従来装置に比し、皮相的には装置
が複雑化し大型化する印象を与えるが、結果的に
は装置全体として見れば小型化、簡易化されるこ
とになる。

尚、アクセルドラム軸６０にはアクセル開度セ
ンサ５４が設けられ、スロツトル弁開度センサ５
２と共に検出値を制御ユニツト５０に送出する。
該制御ユニツト５０は、更に吸気圧センサ５６及
びクランク角センサ５８の出力を入力して制御値
を演算してパルスモータ３６を駆動する。

続いて、第３図以下を参照して該制御ユニツト
及びその動作について説明する。

制御ユニツト５０は第３図に示すようにアクセ
ル開度センサ５４、スロツトル弁開度センサ５２
及び吸気圧センサ５６の各出力を入力して其の電
圧を適宜レベルを変換するレベル変換回路８０を
備え、該回路出力はマイクロ・コンピユータ８２
に送出され其のマルチプレクサ付Ａ／Ｄ変換回路
８２ａで順次デジタル値に変換される。又、クラ
ンク角センサ５８の出力信号は、制御ユニツト５
０内において波形整形回路８４に送られて波形整
形された後入力Ｉ／Ｏ８２ｂを介してマイクロ・
コンピユータ８２に入力される。マイクロ・コン
ピユータ８２は更にCPU８２ｃ，ROM８２ｄ，
RAM８２ｅ及び出力Ｉ／Ｏ８２ｆを備え、クラ
ンク角センサ出力から機関回転数を算出すると共
に、他の入力パラメータ値から制御値を演算し、
出力Ｉ／Ｏ８２ｆを介してパルスモータ制御回路
８６に出力し、パルスモータ３６の動作を制御す
る。

次に、制御ユニツト５０の動作を第４図フロ
ー・チヤートに従つて説明する。尚、本プログラ
ムは所定周期毎に起動される。

先ず、ステツプ100において機関回転数Ne、吸
気管内絶対圧力PBA、スロツトル弁開度θth及び
アクセル角度θACCが読み出され、ステツプ102
において該スロツトル弁開度θthがアクセル角度
θACCから所定値Δθ（例えば、0.5゜）を差し引いた
値より小であるか否か判断する。θth≧θACC−
Δθならば、スロツトル弁開度θthの方が大きいの
で、駆動速度Δθth情報を含むパルスモータ閉弁
駆動指令をパルスモータ制御回路８６に出力する
（ステツプ104）。θth＜θACC−Δθならば、BSFC
（最小燃料消費率）が得られるスロツトル弁目標
開度θNを機関回転数Neに応じてROM８２ｄか
ら検索する（ステツプ106）。ROM８２ｄには第
５図に示すような特性でエンジン回転数Neに応
じた目標開度θNが予め記憶されている。次いで、
ステツプ108においてスロツトル弁開度θthが目標
開度θNの許容範囲（θN±ｄ）にあるか否か判断
し、許容範囲内にない場合ステツプ110において
実際の絞り弁開度θthが目標開度θNより大である
か否か判断し、θth＞θNならばパルスモータ閉弁
駆動指令を出力し（ステツプ104）、θth≦θNなら
ばパルスモータ開弁駆動指令を出力する（ステツ
プ112）。

一方、ステツプ108において許容範囲内にある
と判断された場合はBSFCが得られる目標吸気圧
PBNを機関回転数Neに応じてROM８２ｄから
検索する（ステツプ114）。ROM８２ｄには第６
図に示すような特性で機関回転数Neに応じた目
標絶対圧PBNが予め記憶されている。次いで、
ステツプ116において実吸気圧PBAが目標吸気圧
PBNに等しいか否か判断し、PBA＝PBNならば
其のときのスロツトル弁開度を維持するためにパ
ルスモータ駆動停止指令を出力し（ステツプ
118）、PBA≠PBNならば、実吸気圧PBAが目標
吸気圧PBNより大であるか否か判断し（ステツ
プ120）、PBA＞PBNならば、パルスモータ閉弁
駆動指令を出力し（ステツプ104）、PBA＜PBN
ならばパルスモータ開弁駆動指令を出力する（ス
テツプ112）。尚、駆動速度Δθth情報を含むパル
スモータ閉弁駆動指令は、例えば、８ビツトから
なり、そのうちの２ビツトが駆動／停止及び駆動
方向を表し、残りの６ビツトが駆動速度Δθthを
表す。又、パルスモータ制御回路８６は、駆動速
度Δθth情報に応じた周波数で発振信号を発生す
る周波数シンセサイザPLL回路と、その発振信
号をパルス信号に波形整形する波形整形回路と、
駆動指令情報に応じてパルス信号をパルスモータ
３６へ供給／停止する論理回路とから構成され、
パルスモータ開弁駆動指令に応じてパルスモータ
３６に第１駆動パルスを供給し、その第１駆動パ
ルスの発生周期を駆動速度Δθthに対応させてパ
ルスモータ３６を逆回転させ、スロツトル閉鎖レ
バー３０を反時計方向に回転させる。又、パルス
モータ閉弁駆動指令に応じてパルスモータ３６に
第１駆動パルスと逆位相の第２駆動パルスを供給
し、その第２駆動パルスの発生周期を駆動速度
Δθthに対応させてパルスモータ３６を正回転さ
せてスロツトル閉鎖レバー３０を矢印ｂ方向に回
転させる。

この場合、パルスモータ３６の回転角度が基準
角度位置から逆回転方向にあるときにアクセルペ
ダル２２を踏み込むと、ワイヤ１８がアクセルペ
ダル２２方向に引かれてアクセルドラム６２が反
時計方向に回転し、それに連動してスロツトルド
ラム１６が矢印ａ方向に回転し、ロストモーシヨ
ンスプリング２６の付勢力によりスロツトル直結
レバー２４も矢印ａの方向に回転するので、スロ
ツトル弁１２はアクセル角度θACCに等しい開度
で開弁方向に駆動される。又、パルスモータ３６
が正回転させられた場合には係合アーム２４ｂに
アーム３０ａが当接しスロツトル直結レバー２４
を矢印ｃ方向に回転させるので、スロツトル弁１
２がアクセル角度θACCとは無関係に閉弁方向に
駆動されることになり、或いはパルスモータ駆動
停止指令に応じてパルスモータ３６の回転を停止
させて其のときの絞り弁開度を維持させることに
なる。この場合、アクセルドラム軸６０を設け、
其処に第２リターンスプリング７０を設けてスロ
ツトル閉弁付勢力の全部又は大部分を負担せしめ
たので、パルスモータ３６の閉弁動作の開始の前
後を通じて、第２図に示す如くアクセルペダル踏
力の変動を解消出来たことは前述の通りである。

（考案の効果） 本考案は、アクセルペダルとスロツトル弁をワ
イヤ等で連結すると共にアクチユエータ手段を介
してアクセルペダルによる開閉動作とは独立にス
ロツトル弁を開閉制御する内燃機関のスロツトル
弁制御装置において、該スロツトル弁とアクセル
ペダルとの連結機構にアクセルドラムを介挿せし
めると共に該アクセルドラムをスロツトル弁閉方
向に付勢する第３付勢手段を設け、該第３付勢手
段にもスロツトル弁閉方向付勢力を分担せしめる
如く構成したので、アクチユエータ手段の動作時
に連結機構を通じて伝達されるアクセルペダル踏
力の変動が防止され、アクセル・フイーリングの
悪化が回避され、運転者に不快感乃至違和感を与
えることがない利点を備える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る内燃機関のスロツトル弁
制御装置の全体構成を示す概略図、第２図は本考
案におけるアクセルペダル踏込量とアクセルペダ
ル踏力の関係を示す説明グラフ、第３図は制御ユ
ニツトの詳細を示す説明ブロツク図、第４図は該
制御ユニツトの制御動作を示すフロー・チヤー
ト、第５図は機関回転数に応じて検索するBSFC
（最小燃料消費率）目標スロツトル弁開度特性を
示す説明グラフ、第６図は第５図と同様なBSFC
目標吸気圧特性を示す説明グラフ、第７図は従来
技術のスロツトル弁制御装置の全体構成を示す概
略図及び第８図は従来装置のアクセルペダル踏込
量とアクセルペダル踏力の関係を示す説明グラフ
である。 １０……吸気管、１２……スロツトル弁、１４
……スロツトル弁軸、１６……スロツトルドラ
ム、１８……ワイヤ、２０……リンケージ機構、
２２……アクセルペダル、２４……スロツトル直
結レバー、２６……ロストモーシヨンスプリング
（第１付勢手段）、２８……リターンスプリング
（第２付勢手段）、３０……スロツトル閉鎖レバ
ー、３４……連結ロツド、３６……パルスモータ
（アクチユエータ手段）、４０……モータレバー、
４２……ストツパ、５０……制御ユニツト、５２
……スロツトル弁開度センサ、５４……アクセル
開度センサ、５６……吸気圧センサ、５８……ク
ランク角センサ、６０……アクセルドラム軸、６
２……アクセルドラム、６６……第２連結ロツ
ド、７８……第２リターンスプリング（第３付勢
手段）、８２……マイクロ・コンピユータ、８６
……パルスモータ制御回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 車載内燃機関の吸気路内に配設されるスロツ
   トル弁の開度を制御するスロツトル弁制御装置
   であつて、 ａ 該スロツトル弁を吸気路内において回動自
   在に担時するスロツトル弁軸、 ｂ 該スロツトル弁軸に遊嵌されると共にアク
   セルペダルに連結され、其の開閉動作に連動
   して該弁軸を中心に回動するスロツトルドラ
   ム、 ｃ 該スロツトルドラムに隣接して該スロツト
   ル弁軸に固定されたスロツトル直結レバー、 ｄ 該スロツトル直結レバー付近に配置され、
   該スロツトル直結レバーをスロツトルドラム
   の開動作に追従して回動せしめる第１の付勢
   手段、 ｅ 前記スロツトル直結レバー付近に配置さ
   れ、前記スロツトル弁を閉方向に付勢する、
   前記第１付勢手段より付勢力において小なる
   第２の付勢手段、 ｆ 前記スロツトル直結レバーを介してスロツ
   トル弁を閉方向に回動せしめるスロツトル閉
   鎖レバー、 及び ｇ 該スロツトル閉鎖レバーに連結され内燃機
   関の運転状態に応じて其の動作を制御するア
   クチユエータ手段 からなる内燃機関のスロツトル弁制御装置に
   おいて、 ｈ 前記スロツトルドラムとアクセルペダルと
   の間の連結系に介挿され、アクセルペダルの
   開閉動作をスロツトルドラムに伝達するアク
   セルドラム、 及び ｉ 該アクセルドラム付近に配置され、該アク
   セルドラムをスロツトル弁閉方向に付勢する
   第３の付勢手段、 を設け、よつてスロツトル弁の閉方向付勢力を
   該第３付勢手段にも分担せしめたことを特徴と
   する内燃機関のスロツトル弁制御装置。 (2) 該第３付勢手段の付勢力を第２付勢手段の其
   れよりも大きくしたことを特徴とする実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の内燃機関のスロツ
   トル弁制御装置。