JPH0599002A

JPH0599002A - スロツトル制御装置

Info

Publication number: JPH0599002A
Application number: JP3292165A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Taguchi; 義典田口; Shinichiro Tanaka; 伸一郎田中; Keiji Aoki; 啓二青木
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 1991-10-12
Filing date: 1991-10-12
Publication date: 1993-04-20
Also published as: US5235951A; DE4234117C2; DE4234117A1

Abstract

(57)【要約】【目的】スロットル制御装置の作動状態を監視し、ア
クセル操作機構が初期位置にあることを条件に異常状態
の判定を行なうと共に、異常状態が所定時間以上継続し
たときには、直ちに機関を停止させることなく、先ずス
ロットルバルブと駆動装置との連結を断つように制御す
る。【構成】アクセルセンサ７、スロットルセンサ１３等
の出力信号をフェイルモニタ回路１３０内の判定回路に
入力し、アクセル操作機構が実質的に初期位置にあって
スロットルバルブ１１が所定開度以上にある異常状態か
否かを判定する。この異常状態が所定時間以上継続した
とき異常検出回路から異常信号を出力する。この異常信
号に応じ、電磁クラッチ機構２を駆動し、スロットルバ
ルブ１１とモータ４との連結を断つ。異常信号を出力し
て所定時間経過後も異常信号を出力したときには、内燃
機関への燃料供給を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の内燃機関に装着
されるスロットル制御装置に関し、特にモータ等の駆動
装置によりアクセル操作に応じてスロットルバルブを開
閉制御すると共に、定速走行制御等の各種制御を行ない
得るスロットル制御装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関のスロットルバルブは、キャブ
レタにあっては燃料と空気の混合気を、電子燃料噴射制
御装置にあっては吸入空気量を調節することにより内燃
機関出力を制御するものであり、アクセルペダルを含む
アクセル操作機構に連動するように構成される。

【０００３】従来、アクセル操作機構がスロットルバル
ブに機械的に連結されていたのに対し、近時、モータ等
の駆動源によってアクセル操作に応じてスロットルバル
ブを開閉する装置が提案されている。例えば実開昭６０
−１２２５４９号公報には、従来技術としてアクセルペ
ダルの踏込み角を検出すると共に、スロットルバルブの
バルブ開度を検出し、両検出信号の偏差に応じてアクチ
ュエータを駆動し、スロットルバルブの開度をアクセル
ペダルの踏込み角と対応した値に制御するようにした燃
料噴射装置が開示されている。

【０００４】このような装置に対し、同公報において
は、何等かの理由によりアクチュエータが故障したり、
あるいはスロットルバルブの動きが不良になってアクセ
ルペダル信号に対応してスロットルバルブの開度を制御
できなくなる場合があることに鑑み、アクセルペダル信
号とスロットルバルブ信号との偏差が設定値以上とな
り、しかもその設定値以上となっている時間が継続して
設定時間以上になるとこれを検出し、その検出出力によ
り燃料噴射又はエンジンの点火を停止させるようにした
装置が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、上記特開昭
６０−１２２５４９号公報に記載の装置において、運転
者がアクセルペダルを踏み込んだ状態にあるときには、
偏差が設定値以上の時間が設定時間以上になったことを
条件に燃料噴射又は点火を停止させることは必ずしも適
切な対応ということはできない。アクセルペダルが踏み
込み状態にあるときには、むしろ運転を継続し得るよう
にすべき場合が多々ある。従って、アクセルペダルに対
する踏力が除かれアクセルペダルが初期位置に戻った場
合にのみ、機関出力を低下、もしくは停止させるように
制御することが望ましい。

【０００６】また、上記公報記載の装置においては、偏
差が設定値以上の時間が設定時間以上になったときに機
関停止させるように制御されるが、転微な故障時等、機
関が正常状態に戻り得る場合には却って煩雑となるの
で、一旦アクチュエータとスロットルバルブとの連結を
断つことに留め、正常状態に回復後直ちに運転し得るよ
うにすることが望ましい。

【０００７】そこで、本発明はスロットルバルブとその
駆動装置とを電磁クラッチ機構を介して連結したスロッ
トル制御装置において、その作動状態を監視し、アクセ
ル操作機構が初期位置にあることを条件に異常状態の判
定を行なうと共に、異常状態が所定時間以上継続したと
きには、直ちに機関を停止させることなく、先ず電磁ク
ラッチ機構を駆動しスロットルバルブと駆動装置との連
結を断つように制御することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明はアクセル操作機構と、少くとも該アクセル
操作機構の操作量に応じて内燃機関のスロットルバルブ
を開方向及び閉方向に駆動可能な駆動装置と、該駆動装
置と前記スロットルバルブとの連結を断続する電磁クラ
ッチ機構と、該電磁クラッチ機構を断続制御すると共に
少くとも前記アクセル操作機構のアクセル操作に応じて
前記駆動装置を駆動制御する駆動制御手段とを備えたス
ロットル制御装置において、少くとも前記アクセル操作
機構の操作量に応じた信号を出力する第１の検出器と、
少くとも前記スロットルバルブの開度に応じた信号を出
力する第２の検出器と、前記第１及び第２の検出器の出
力信号に基づき、前記アクセル操作機構が実質的に初期
位置にあって前記スロットルバルブが所定開度以上にあ
る異常状態か否かを判定する判定回路と、前記異常状態
が所定時間以上継続したときに異常信号を出力する異常
検出回路とを備え、該異常検出回路が異常信号を出力し
たときには、前記駆動制御手段は前記スロットルバルブ
と前記駆動装置との連結を断つように前記電磁クラッチ
機構を駆動することとしたものである。

【０００９】前記駆動制御手段は、前記内燃機関に供給
する燃料を制御する燃料供給制御手段に対し、前記異常
検出回路が前記異常信号を出力し所定時間経過後も前記
異常信号を出力したときには、前記内燃機関への燃料供
給を停止するように制御するとよい。

【００１０】また、前記駆動制御手段は、イグニッショ
ンスイッチがオフとなるまで、前記スロットルバルブと
前記駆動装置との連結を断つように前記電磁クラッチ機
構を駆動すると共に、前記内燃機関への燃料供給を停止
するように前記燃料供給制御手段を制御することが好ま
しい。

【００１１】前記駆動装置を制御し自動的に設定車速に
維持する定速走行制御手段を備えたものにあっては、定
速走行制御を行なっているときには前記異常検出回路の
出力を禁止するように制御することが好ましい。

【００１２】更に、イニシャルチェック時にはリセット
信号を出力し、該リセット信号により前記異常検出回路
の出力を禁止するリセット信号発生回路を備えたものと
するとよい。

【００１３】尚、前記第１の検出器がアクセルセンサ、
アクセルアイドルスイッチ及びアクセルペダルスイッチ
を含むアクセル系のセンサを具備し冗長系を構成すると
共に、前記第２の検出器がスロットルセンサ及びスロッ
トルアイドルスイッチを含むスロットル系のセンサを具
備し冗長系を構成するとよい。

【００１４】

【作用】上記の構成になるスロットル制御装置におい
て、アクセル操作機構の操作を行なうと、駆動制御手段
においてアクセル操作機構の操作量に応じた目標スロッ
トル開度が設定される。そして、駆動制御手段の制御に
よって駆動装置が駆動され、スロットルバルブが開方向
又は閉方向に回動し、スロットルバルブの開度が目標ス
ロットル開度と等しくなるように駆動装置が駆動され
る。而して、アクセル操作機構のアクセル操作に応じた
スロットル制御が行なわれ、スロットルバルブの開度に
応じた機関出力が得られる。

【００１５】上記スロットル制御装置において、第１の
検出器から少くともアクセル操作機構の操作量に応じた
信号が出力され、第２の検出器からスロットルバルブの
開度に応じた信号が出力される。第１及び第２の検出器
の出力信号は判定回路に供給され、これらの出力信号に
基づきアクセル操作機構が実質的に初期位置にあってス
ロットルバルブが所定開度以上にある異常状態か否かが
判定される。そして、この異常状態が所定時間以上継続
したとき異常検出回路から異常信号が出力される。この
異常信号が出力されると、駆動制御手段により電磁クラ
ッチ機構が駆動され、スロットルバルブと駆動装置との
連結が断たれる。而して、運転者の意思に基づいてアク
セル操作が解除されたときに異常状態か否かの判定が行
なわれ、異常状態と判定された場合には直ちに機関停止
されることなく、先ずスロットルバルブと駆動装置との
連結が断たれる。

【００１６】前記駆動制御手段を、異常検出回路が異常
信号を出力し所定時間経過後も異常信号を出力したとき
には内燃機関への燃料供給を停止するように制御する構
成とした場合には、運転者の意思に基づいてアクセル操
作が解除されたとき、異常状態と判定されれば先ずスロ
ットルバルブと駆動装置との連結が断たれる。そして、
所定時間経過後も異常信号が出力されたときにはじめて
燃料供給が停止され、機関が停止される。従って、異常
状態と判定された後も別の手段（例えばマニュアル操
作）によって機関の運転を継続し得るので、例えば修理
場までの移動が可能となる。

【００１７】定速走行制御装置を行なっているときには
異常検出回路の出力を禁止することとした場合には、運
転者の意思あるいはブレーキ操作等によって定速走行制
御が中止されない限り、定速走行制御が継続される。更
に、イニシャルチェック時のリセット信号により異常検
出回路の出力を禁止するリセット信号発生回路を備えて
いる場合には、イニシャルチェックが優先されるので確
実にイニシャルチェックが行なわれる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図２に示すように、内燃機関の吸気通路を形成す
るハウジング１内にスロットルバルブ１１が収容されて
いる。スロットルバルブ１１はスロットルシャフト１２
に固定され、スロットルシャフト１２がハウジング１に
回動自在に支持されている。スロットルシャフト１２の
一端部はハウジング１から延出し、これに図示しないリ
ターンスプリング即ち戻しばねが接続され、スロットル
シャフト１２がスロットルバルブ１１の全閉位置方向に
付勢されている。

【００１９】スロットルシャフト１２の先端にはスロッ
トルセンサ１３が連結されている。このスロットルセン
サ１３はスロットルシャフト１２の回転変位を電気信号
に変換するもので、例えばスロットルバルブ１１の開度
を可変抵抗の抵抗値変化で検出し、これをポテンショメ
ータにより電圧変化に変換するように構成されている。
これにより、スロットルセンサ１３からスロットルバル
ブ１１の開度に応じたスロットル開度信号が電子制御ユ
ニット１０に出力される。また、スロットルセンサ１３
はスロットルバルブ１１の開閉状態に応じて開放時オ
フ、閉成時オンとなるスロットルアイドルスイッチ（図
示せず）を内蔵している。即ち、スロットルバルブ１１
の全閉位置を示すスロットルアイドルスイッチ信号が電
子制御ユニット１０に出力される。

【００２０】一方、本発明にいうアクセル操作機構を構
成するアクセルペダル５にはアクセルケーブル６を介し
てアクセルセンサ７が接続されている。このアクセルセ
ンサ７は、アクセル操作量を可変抵抗の抵抗値変化で検
出し、これをポテンショメータにより電圧変化に変換す
るように構成されており、またアクセルアイドルスイッ
チ（図示せず）を具備している。而して、アクセルペダ
ル５の操作量即ちアクセル操作量に応じたアクセル開度
信号が電子制御ユニット１０に出力される。また、アク
セルアイドルスイッチはアクセルペダル５の操作時にオ
フで、非操作時にオンとなる。即ち、アクセルペダル５
が非操作状態にあることを示すアクセルアイドルスイッ
チ信号が電子制御ユニット１０に出力される。更に、ア
クセルペダル５の作動に直接応動し、非操作時にオンと
なり操作時にオフとなるアクセルペダルスイッチ８が設
けられている。而して、本実施例においてはアクセルセ
ンサ７及びアクセルペダルスイッチ８が本発明にいう第
１の検出器を構成し、スロットルセンサ１３が第２の検
出器を構成しているが、更に夫々アクセル系、スロット
ル系の検出信号を出力するセンサを追加し冗長系として
の機能を拡大することとしてもよい。

【００２１】上記スロットルシャフト１２の他端には電
磁クラッチ機構２が接続されている。この電磁クラッチ
機構２は歯車機構３を介してモータ４に接続されてお
り、これら歯車機構３及びモータ４によって本発明にい
う駆動装置が構成されている。モータ４としては例えば
ステップモータが使用され、電子制御ユニット１０によ
って駆動制御される。

【００２２】而して、モータ４が回転駆動されたとき、
電磁クラッチ機構２が非通電の状態であれば、スロット
ルバルブ１１はモータ４とは無関係に自由に回動し得る
状態にある。電磁クラッチ機構２が通電されると、モー
タ４の駆動制御量が、歯車機構３を介してスロットルバ
ルブ１１に伝達され、上記駆動制御量に応じてスロット
ルバルブ１１の開度が制御される。そして、スロットル
バルブ１１が開状態にあるときに電磁クラッチ機構２へ
の通電が停止されると、図示しない戻しばねの付勢力に
よってスロットルバルブ１１が全閉状態の初期位置に戻
る。

【００２３】電子制御ユニット１０はマイクロコンピュ
ータを含む制御回路であり、車両に搭載され図１に示す
ように各種センサの検出信号が入力され、電磁クラッチ
機構２及びモータ４の駆動制御を含む各種制御が行なわ
れる。本実施例においては、電子制御ユニット１０によ
って通常のアクセル操作に応じた制御の外、定速走行制
御、加速スリップ制御等の各種制御が行なわれるように
構成されている。

【００２４】図１において、電子制御ユニット１０はマ
イクロコンピュータ１１０及びインタフェース１２０の
スロットル制御部ＴＣと、フェイルモニタ回路１３０及
びインタフェース１４０のフェイルモニタ部ＦＭが並設
されており、これらがモータドライバ１５０、電磁クラ
ッチドライバ１６０を介してモータ４及び電磁クラッチ
機構２に接続されている。また、電子燃料噴射制御ユニ
ット９に接続されるフューエルカットドライバ１７０
が、マイクロコンピュータ１１０及びフェイルモニタ回
路１３０に接続されている。スロットル制御部ＴＣ及び
フェイルモニタ部ＦＭには夫々専用の電源回路１８０，
１９０に接続されている。また、モータドライバ１５０
と電磁クラッチドライバ１６０は夫々メインリレー１８
を介してバッテリＢに接続されている。尚、電子制御ユ
ニット１０は内燃機関のイグニッションスイッチ１４に
接続されると共に、各種内部回路の電源用に直接バッテ
リＢに接続されている。

【００２５】そして、インタフェース１２０，１４０に
はアクセルセンサ７、スロットルセンサ１３が接続され
ると共に、アクセルペダルスイッチ８、ブレーキペダル
スイッチ１５及びパーキングブレーキスイッチ１６が接
続されている。更に、インタフェース１２０，１４０に
は、定速走行制御用スイッチ１７（以下、単に定速走行
スイッチ１７という）が接続されている。

【００２６】上記定速走行スイッチ１７は、定速走行制
御システム全体の電源をオンオフするメインスイッチ
（図示せず）と種々の制御を行なうコントロールスイッ
チ（図示せず）から成り、後者は複数のスイッチ群によ
って構成され周知の種々のスイッチ機能を備えている。
例えば、車両走行中、メインスイッチをオンとした上で
コントロールスイッチ中のセットスイッチを短時間オン
とすると、そのときの車速が記憶されこの車速が維持さ
れる。即ち、図示しない車輪速センサによって検出され
た車速と定速走行スイッチ１７内のセットスイッチによ
りセットされた車速との差に応じて目標スロットル開度
が設定され、モータ４によりスロットルバルブ１１が目
標スロットル開度に駆動制御される。尚、定速走行制御
を解除する手段としては、ブレーキペダル操作、自動変
速機の場合のニュートラル位置へのシフト、パーキング
ブレーキ操作、メインスイッチのオフ操作等がある。

【００２７】電子制御ユニット１０のスロットル制御部
ＴＣ及びこれに接続される各回路により、運転条件に応
じて電磁クラッチ機構２がオンオフ制御されると共に、
アクセルペダル５の踏込量即ちアクセル操作量、及び種
々の制御条件に応じて設定されるスロットルバルブ１１
の開度、即ちスロットル開度が得られるようにモータ４
の駆動制御が行なわれる。また、スロットル制御部ＴＣ
及びフェイルモニタ部ＦＭの各々において、上述の各セ
ンサの出力信号に基づきアクセル系及びスロットル系の
作動状態が監視され、異常状態が検出されたときには各
々にて所定のフェイル処理が行なわれる。

【００２８】図３はフェイルモニタ回路１３０の具体的
構成を示すもので、入力端子ＩＰ１乃至ＩＰ９を介して
各センサの出力信号が入力する。即ち、アイドル系とし
て、入力端子ＩＰ１にはアクセルセンサ７からアクセル
開度信号が入力し、入力端子ＩＰ２にはアクセルアイド
ルスイッチ信号が入力する。入力端子ＩＰ３にはアクセ
ルペダルスイッチ８からの信号が入力する。また、スロ
ットル系として、入力端子ＩＰ４にはスロットルセンサ
７からスロットル開度信号が入力し、入力端子ＩＰ５に
はスロットルアイドルスイッチ信号が入力する。そし
て、定速走行制御用として、入力端子ＩＰ６にはブレー
キペダルスイッチ１５からの信号が、入力端子ＩＰ７に
はパーキングブレーキスイッチ１６からの信号が、夫々
入力する。尚、入力端子ＩＰ８，ＩＰ９には自動変速機
のニュートラルスイッチ信号等、定速走行制御に供する
他の信号が入力する。

【００２９】そして、入力端子ＩＰ１への入力信号は、
抵抗Ｒ１乃至Ｒ４を有するコンパレータＣＰ１の反転入
力端子に入力する。この入力信号は、定電圧Ｖｃｃが抵
抗Ｒ１，Ｒ２によって分割された所定の電圧Ｖａと比較
される。そして、比較結果の出力は入力端子ＩＰ２，Ｉ
Ｐ３への入力信号と共にオアゲートＧ１（以下、単にゲ
ートＧ１という）に入力するように構成されている。同
様に、入力端子ＩＰ４への入力信号は抵抗Ｒ５乃至Ｒ８
を有するコンパレータＣＰ２の反転入力端子に入力し、
抵抗Ｒ５，Ｒ６によって分割された所定の電圧Ｖｓと比
較される。そして、比較結果の出力は入力端子ＩＰ５の
入力信号と共にアンドゲートＧ２（以下、ゲートＧ２と
いう）に入力するように構成されている。また、入力端
子ＩＰ６乃至ＩＰ９への入力信号はオアゲートＧ３（以
下、ゲートＧ３という）に入力するように構成されてい
る。

【００３０】上記ゲートＧ１は、入力端子ＩＰ１乃至Ｉ
Ｐ３への入力信号の何れかが高レベル（以下、Ｈとい
う）信号であるときに、Ｈ出力となる。即ち、入力端子
ＩＰ１にはアクセル開度が所定開度以下でアクセルセン
サ７の出力が上記電圧Ｖａより小であるときにＨ信号が
入力し、入力端子ＩＰ２にはアクセルアイドルスイッチ
がオンであるとき、入力端子ＩＰ３にはアクセルペダル
スイッチ８がオンであるときに夫々Ｈ信号が入力する。
また、ゲートＧ２はスロットルバルブ１１が全閉状態、
即ちスロットルセンサ１３の出力が上記電圧Ｖｓより小
であって、且つスロットルアイドルスイッチがオンであ
るときにＨ信号が出力される。

【００３１】ゲートＧ１とゲートＧ２の出力は判定回路
ＡＤの入力端子Ｄ０，Ｄ１に入力し、ゲートＧ１がＨ出
力でゲートＧ２が低レベル（以下、Ｌという）出力の場
合のみ出力端子Ｑ１がＨ出力となるように構成されてい
る。即ち、判定回路ＡＤは図４のように構成されてお
り、ナンドゲートＧ９及びアンドゲートＧ１０によっ
て、ゲートＧ１から入力端子Ｄ０に入力する信号がＨ入
力の場合には、ゲートＧ２から入力端子Ｄ１に入力する
信号がＬ入力のときの出力端子Ｑ１はＨ出力で、入力端
子Ｄ１がＨ入力のときの出力端子Ｑ１はＬ出力となる。
入力端子Ｄ０がＬ入力の場合には、入力端子Ｄ１がＬ入
力のときの出力端子Ｑ１はＬ出力で、入力端子Ｄ１がＬ
入力のときの出力端子Ｑ１もＬ出力となる。従って、ア
クセルペダル５が初期位置に戻された状態であるのにス
ロットルバルブ１１が全閉状態となっていない場合に、
出力端子Ｑ１は異常を示すＨ出力となり、それ以外は正
常時のＬ出力となる。

【００３２】上記判定回路ＡＤの出力は、アンドゲート
Ｇ４（以下、ゲートＧ４という）によって、オアゲート
Ｇ５（以下、ゲートＧ５という）の出力信号のＨ又はＬ
の状態に応じて後段の第１タイマ回路Ｔ１にそのまま入
力するか否かが決定される。即ち、後述するように車両
が定速走行制御中でゲートＧ５がＬ出力となっている場
合には、判定回路ＡＤの出力がＨ又はＬ出力の何れかに
関わらずゲートＧ４は常にＬ出力とされる。定速走行制
御が解除されゲートＧ５がＨ出力となった場合には、判
定回路ＡＤの出力がそのままゲートＧ４の出力となる。

【００３３】第１タイマ回路Ｔ１は図５に示すようにゲ
ートＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３と分周器ＤＶ１によって構
成されている。分周器ＤＶ１は、端子ＣＫ２がＬ入力の
ときに端子ＣＬＫから端子ＣＫ１に方形波のクロックパ
ルスが入力し、これが端子Ａ乃至Ｅによって設定される
分周比に応じて分周されて端子ＱＴから出力端子Ｑ２に
出力されるように構成されている。端子ＣＫ２がＨ入力
のときは、端子ＱＴは不変で、クリア端子ＣＬＲがＬ入
力のときは端子ＱＴはＬ出力となり内部ラッチ回路もク
リアされる。而して、入力端子Ｄ２に判定回路ＡＤの出
力信号が入力し、これがＨ入力となると内部タイマが作
動を開始し所定時間ｔｄを経過したとき端子ＱＴがＨ出
力となるように構成されている。これに対し、入力端子
Ｄ２がＬ入力となり、あるいはリセット端子ＲＳ２がＬ
入力となると内部タイマがクリアされる。尚、上記所定
時間ｔｄは、運転者が急にアクセルペダル５を離したと
きに、モータ４が駆動されてスロットルバルブ１１が閉
作動を開始し、実際に全閉に到るまでに要する遅延時間
に鑑み、この間に異常状態と判定されるのを回避するた
めに設定されるものである。

【００３４】第１タイマ回路Ｔ１の出力端子Ｑ２は第１
ラッチ回路Ｌ１の入力端子Ｄ３に接続され、その出力端
子Ｑ３は、電磁クラッチ機構２を停止するための信号を
出力する出力端子ＯＴ１に接続されている。第１ラッチ
回路Ｌ１は、図６に示すように構成されており、入力端
子Ｄ３がＨ入力となると抵抗Ｒ３１を介してコンデンサ
Ｃ３１が充電され、電位が上昇する。そして、シュミッ
トインバータＧ３１のスレショルド電位を越えると、シ
ュミットインバータＧ３１の出力が反転すると同時にイ
ンバータＧ３２の出力も反転し、コンデンサＣ３１は抵
抗Ｒ３１と抵抗Ｒ３３の分圧電位に固定され、出力端子
Ｑ３はＨ出力に保持される。一方、リセット端子ＲＳ３
がＨ入力となるとトランジスタＴＲがオンとなり、コン
デンサＣ３１の充電電荷は抵抗Ｒ３４及びトランジスタ
ＴＲを介して放電され、出力端子Ｑ３はＬ出力となる。
尚、コンデンサＣ３１が充電された状態でイグニッショ
ンスイッチ１４がオフとなったときには抵抗Ｒ３１，Ｒ
３２を介して放電される。このように、本実施例におい
てはノイズによる誤動作を防止すべく、上記の放電回路
を利用しフリップフロップ等のエッジトリガ回路を採用
しないこととしている。尚、第２、第３及び第４ラッチ
回路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の各構成も第１ラッチ回路Ｌ１と
実質的に同じである。

【００３５】第１ラッチ回路Ｌ１の出力は第１リセット
信号発生回路ＲＧ１にも入力し、その出力はインバータ
Ｇ８を介して第１タイマ回路Ｔ１のリセット端子ＲＳ２
に入力するように構成されている。即ち、第１リセット
信号発生回路ＲＧ１は図７に示すように構成されてお
り、第１ラッチ回路Ｌ１の出力端子Ｑ３から入力端子Ｄ
４にＨ入力があると、その瞬間はアンドゲートＧ４２
（以下、ゲートＧ４２という）の入力端子ＩＮ４１はＨ
入力となるが、コンデンサＣ４１は未充電であるので入
力端子ＩＮ４２はＨ入力であり、出力端子Ｑ４はＨ出力
となる。そして、図８に示すようにコンデンサＣ４１の
電位がシュミットインバータＧ４１のスレショルド電位
を越えると、ゲートＧ４２の出力が反転して出力端子Ｑ
４はＬ出力となり、結局出力端子Ｑ４からは図８に示す
リセット信号が出力される。一方、入力端子Ｄ４がＬ入
力となると、コンデンサＣ４１の充電電荷は抵抗Ｒ４１
を介して放電される。尚、図３中の第２及び第３リセッ
ト信号発生回路ＲＧ２，ＲＧ３の構成も図７と実質的に
同じである。而して、第１ラッチ回路Ｌ１から異常信号
のＨ信号が出力され第１リセット信号発生回路ＲＧ１に
入力すると、リセット信号（Ｈ信号）が出力され、イン
バータＧ８で反転し第１タイマ回路Ｔ１のリセット端子
ＲＳ２がＬ入力となる。これにより第１タイマ回路Ｔ１
の内部タイマがクリアされる。

【００３６】ここで、入力端子ＩＰ６乃至ＩＰ９の入力
信号はオアゲートＧ３に入力し、ブレーキペダルスイッ
チ１５、パーキングブレーキスイッチ１６等の何れかの
スイッチがオンとなったときＨ入力となる。このＨ入力
は第３ラッチ回路Ｌ３で保持されゲートＧ５に入力す
る。一方、入力端子ＩＰ１０は定速走行スイッチ１７を
オンとしたときにＬ信号が入力するもので、ゲートＧ５
及びインバータＧ８に接続されている。従って、入力端
子ＩＰ１０がＬ入力となるとゲートＧ５がＬ出力となる
と共に、インバータＧ８で反転されて第２リセット信号
発生回路ＲＧ２の入力端子Ｄ６に対しＨ入力となり、第
２ラッチ回路Ｌ２のリセット端子ＲＳ５にリセット信号
が入力される。

【００３７】第１ラッチ回路Ｌ１の出力はアンドゲート
Ｇ６（以下、ゲートＧ６という）に入力すると共に、第
１タイマ回路Ｔ１の出力が反転してゲートＧ６に入力す
る。ゲートＧ６の出力は第３ラッチ回路Ｌ３の入力端子
Ｄ７に入力し、その出力端子Ｑ７からの出力はアンドゲ
ートＧ７（以下、ゲートＧ７という）に入力する。ま
た、ゲートＧ７には第１タイマ回路Ｔ１の出力がそのま
ま入力する。そして、ゲートＧ７の出力は第４ラッチ回
路Ｌ４を介して出力端子ＯＴ２出力となる。この出力端
子ＯＴ２は図１のフューエルカットドライバ１７０に接
続されており、これにＨ信号が出力されると、電子燃料
噴射制御ユニット９に対し燃料供給の停止（フューエル
カット）を指示するように構成されている。

【００３８】そして、イニシャルチェック信号が入力す
る入力端子ＩＰ１１は第３リセット信号発生回路ＲＧ３
の入力端子Ｄ９に接続されると共に、第２タイマ回路Ｔ
２の入力端子Ｄ１０に接続されている。第３リセット信
号発生回路ＲＧ３の出力端子Ｑ９は第１ラッチ回路Ｌ１
のリセット端子ＲＳ３に接続されると共に、第３ラッチ
回路Ｌ３のリセット端子ＲＳ７に接続されている。尚、
入力端子ＩＰ１１に入力するイニシャルチェック信号は
イニシャルチェック中はＬ信号であり、イニシャルチェ
ックを終了するとＨ信号となる。

【００３９】第２タイマ回路Ｔ２は、図９に示すように
ゲート２１，２２，２３及び分周器ＤＶ２によって構成
されており、図１０に示すように作動する。先ず、入力
端子Ｄ１０がＬ入力となるとゲートＧ２１の入力端子Ｉ
Ｎ２２はＨ入力となる。このとき分周器ＤＶ２による内
部タイマがスタートするが、所定時間ｔｃを経過するま
ではゲートＧ２１の入力端子ＩＮ２１はＬ入力であり、
従ってゲートＧ２１はＨ入力である。そして、入力端子
Ｄ１０がＨ入力となると、ゲートＧ２１の入力ＩＮ２２
がＬ入力となるのでゲートＧ２１はＬ出力となる。ま
た、所定時間ｔｃを経過すると内部タイマはＨ出力とな
りゲートＧ２１の入力端子ＩＮ２１がＨ入力となって、
ゲートＧ２１はＬ出力となる。この第２タイマ回路Ｔ２
の出力端子Ｄ１０は、第４ラッチ回路Ｌ４のリセット端
子ＲＳ８に接続されている。

【００４０】以上の構成になる実施例の作用を説明す
る。図１１のフローチャートは本実施例のスロットル制
御部ＴＣにおける全体作動を示すもので、ステップＳ１
にてイニシャライズされ、ステップＳ２にてインタフェ
ース１２０への前述の種々の入力信号が処理され、ステ
ップＳ３に進みこれらの入力信号に応じて制御モードが
選択される。即ち、ステップＳ４乃至Ｓ８の何れかが選
択される。

【００４１】ステップＳ４乃至Ｓ６の制御が行なわれた
ときは、ステップＳ９にてフェイル処理が行なわれた
後、ステップＳ１０にて出力処理されてモータドライバ
１５０、電磁クラッチドライバ１６０により電磁クラッ
チ機構２及びモータ４が駆動される。尚、ステップＳ７
のアイドル回転数制御は機関状態が変化してもアイドル
回転数を一定の値に保持するように制御するもので、ス
テップＳ８はイグニッションスイッチ１４をオフとした
後の後処理を行なうものである。また、ステップＳ９の
フェイル処理は、インターフェース１２０を介して入力
される種々の信号を監視し、異常状態と判定した場合に
はモータ４とスロットルバルブ１１との連結を断ち、あ
るいは電子燃料噴射制御ユニット９に対し燃料の供給を
停止するように制御するものである。

【００４２】ここで、上記の全体作動の内、ステップＳ
４の通常アクセル制御時の作動を図１及び図２を参照し
て説明する。電子制御ユニット１０のスロットル制御部
ＴＣにより電磁クラッチドライバ１６０を介して電磁ク
ラッチ機構２が通電されると、モータ４の駆動力が歯車
機構３及び電磁クラッチ機構２を介してスロットルシャ
フト１２に伝達され得る状態となり、以後、後述の異常
状態とならない限りスロットルシャフト１２はモータ４
によって回転駆動され、スロットルバルブ１１が所定開
度に制御されることとなる。

【００４３】即ち、通常アクセル制御時には、アクセル
ペダル５の踏み込み操作を行なうと、その操作量に応じ
たアクセル開度信号がアクセルセンサ７から電子制御ユ
ニット１０に入力され、そのスロットル制御部ＴＣにて
アクセル操作量に応じた目標スロットル開度が設定され
る。そして、モータ４が駆動されスロットルシャフト１
２が回動すると、その回転角に応じたスロットル開度信
号がスロットルセンサ１３から電子制御ユニット１０に
出力され、スロットルバルブ１１が上記目標スロットル
開度に略等しくなるように、スロットル制御部ＴＣによ
ってモータドライバ１５０を介してモータ４が駆動制御
される。而して、アクセルペダル５の操作量に対応した
スロットル制御が行なわれ、スロットルバルブ１１の開
度に応じた機関出力が得られる。

【００４４】このように、アクセルペダル５とスロット
ルバルブ１１との間の機械的な連結関係が生ずることは
なく、アクセルペダル５の操作に応じ滑らかな発進、走
行を確保することができる。そして、アクセルペダル５
の操作を解除すると、図示しない戻しばねの付勢力およ
びモータ４の駆動力によってスロットルバルブ１１が全
閉状態とされる。

【００４５】本実施例においては、上記ステップＳ９に
おけるフェイル処理に加え、フェイルモニタ部ＦＭにお
いて以下のようにフェイル処理が行われる。即ち、上記
通常アクセル制御時において、フェイルモニタ部ＦＭに
て異常と判定されたときには、電磁クラッチ機構２への
通電が停止され、あるいは機関への燃料供給が停止され
る。以下、この間の作動について説明する。

【００４６】運転者がアクセル操作を解除し、アクセル
ペダル５に対する踏力が除かれると、アクセルセンサ７
から入力端子ＩＰ１に入力するアクセル開度信号がＨ信
号となり、アクセルセンサ７内のアクセルアイドルスイ
ッチもオンとなって入力端子ＩＰ２もＨ入力となる。更
にアクセルペダルスイッチ８がオンとなり入力端子ＩＰ
３もＨ入力となる。而して、ゲートＧ１へのＨ入力によ
りアクセル操作が解除されたものと判定され、ゲートＧ
１がＨ出力となる。この状態で、スロットルバルブＴ１
が依然所定のスロットル開度以上のままであれば、入力
端子ＩＰ４に入力するスロットルセンサ１３からのスロ
ットル開度信号がＬ信号となると共に、スロットルアイ
ドルスイッチもオフで入力端子ＩＰ５もＬ入力となり、
ゲートＧ２がＬ出力となる。従って判定回路ＡＤの入力
端子Ｄ０がＨ入力、入力端子Ｄ１がＬ入力となり、出力
端子Ｑ１から異常状態を示すＨ信号が出力される。

【００４７】このとき、定速走行制御中でなければゲー
トＧ５はＨ出力であり、ゲートＧ４を介して判定回路Ａ
Ｄの出力がそのまま出力される。また、ブレーキ操作が
行われブレーキペダルスイッチ１５がオンとなって定速
走行制御が解除されたときにもゲートＧ５はＨ出力とな
る。判定回路ＡＤのＨ出力がゲートＧ４を介して第１タ
イマ回路Ｔ１に入力すると、所定時間ｔｄ遅延されて第
１ラッチ回路Ｌ１の入力端子Ｄ３に異常状態を示すＨ信
号が出力される。而して、この第１タイマ回路Ｔ１によ
って本発明にいう異常検出回路が構成され、アクセルペ
ダル５の踏力が除かれた後、モータ４が駆動されてスロ
ットルバルブ１１が閉作動するまでの間の誤判定が防止
される。

【００４８】そして、異常状態を示すＨ信号は第１ラッ
チ回路Ｌ１にて保持され、出力端子ＯＴ１から図１の電
磁クラッチドライバ１６０に出力されて電磁クラッチ機
構２への通電が停止され、モータ４とスロットルバルブ
１１との連結が断たれる。このとき、第１タイマ回路Ｔ
１は第１リセット信号発生回路ＲＧ１からリセット信号
が入力されて内部タイマがクリアされる。而して、アク
セル操作が解除された場合において、異常状態と判定さ
れたときにはスロットルバルブ１１が初期位置に戻され
ることになる。尚、第１ラッチ回路Ｌ１においてはイグ
ニッションスイッチ１４がオフとなるまでＨ出力が保持
されるので、スロットルバルブ１１はイグニッションス
イッチ１４がオフとなるまでモータ４との連結が断たれ
た状態に維持され、モータ４の駆動によるスロットル制
御は行なわれない。

【００４９】異常状態を示すＨ信号は第１ラッチ回路Ｌ
１からゲートＧ６に入力し、第１タイマ回路Ｔ１がクリ
アされて一旦Ｌ出力となったときにゲートＧ６がＨ出力
となり、第３ラッチ回路Ｌ３にてＨ出力が保持されゲー
トＧ７に入力する。そして、再度所定時間ｔｄ経過後第
１タイマ回路Ｔ１がＨ出力となったときゲートＧ７がＨ
出力となり、第４ラッチ回路Ｌ４にてＨ出力が保持さ
れ、出力端子ＯＴ２から図１のフューエルカットドライ
バ１７０に出力される。これにより、電子燃料噴射制御
ユニット９による燃料供給が停止される。而して、異常
信号が出力されて電磁クラッチドライバ１６０が駆動さ
れた後所定時間ｔｄ以上経過してもなお異常信号が出力
される場合には、フューエルカットドライバ１７０が駆
動され燃料供給が停止される。上記第１、第２及び第４
ラッチ回路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４はイグニッションスイッチ
１４がオフとなるまで保持されるので、アクセル操作等
を行なっても燃料供給が再開されることはない。尚、異
常信号が出力されてから、さらにｔｄ時間待ってから燃
料供給を遮断するのは、異常信号発生時に電磁クラッチ
機構２の連結が絶たれてから、戻しばねにより実際にス
ロットルバルブが全閉になるまでには時間が必要である
ので、この間に燃料供給を遮断してしまうことのないよ
うにするためである。

【００５０】次に、定速走行制御を行う場合には、前述
のようにアクセルペダル５が操作されない初期位置でス
ロットルバルブ１１がモータ４によって駆動されること
になるので、定速走行制御時にはフェイルモニタ回路１
３０の作動を禁止する必要がある。このため本実施例に
おいては、定速走行制御に移行すると入力端子ＩＰ１０
にＬ信号が入力され、従ってゲートＧ５からゲートＧ４
へはＬ入力となり、判定回路ＡＤの出力状態とは無関係
にゲートＧ４はＬ出力となり正常運転として処理され
る。運転者がブレーキ操作等を行った場合には前述のよ
うに定速走行制御が中止されるが、このときにはゲート
Ｇ３はＨ出力となりゲートＧ５からゲートＧ４にＨ信号
が出力され、判定回路ＡＤの出力がそのままゲートＧ４
の出力となる。そして、再度定速走行制御を開始する
と、ゲートＧ５がＬ出力となると共に第２ラッチ回路Ｌ
２がリセットされる。

【００５１】運転者がイグニッションスイッチ１４をオ
ンとすると、イニシャルチェックとして、マイクロコン
ピュータ１１０により各回路及び装置の作動確認が行な
われる。従って、このイニシャルチェック時において
も、アクセルペダル５が初期位置でスロットルバルブ１
１がモータ４によって駆動されることになる。このた
め、イニシャルチェックが行われている間は異常信号が
そのまま出力されないように以下のように制御される。
即ち、イニシャルチェック時には入力端子ＩＰ１１にＬ
信号が入力し、第２タイマ回路Ｔ２にＬ信号が入力する
ので、内部タイマが起動し、所定時間ｔｃの間Ｈレベル
に保持され、所定時間ｔｃを経過するか、又は入力端子
ＩＰ１１がＨ入力となるまで第４ラッチ回路Ｌ４がリセ
ットされる。これにより、イニシャルチェック開始後所
定時間ｔｃの間はフューエルカットドライバ１７０が駆
動されず、従って燃料供給が停止されることはない。イ
ニシャルチェック終了により入力端子ＩＰ１１がＨ入力
となると、第３リセット信号発生回路ＲＧ３から第１及
び第３ラッチ回路Ｌ１，Ｌ３の各々にリセット信号が供
給され、これらがリセットされる。

【００５２】以上のように、本実施例によれば異常状態
の判定に際しアクセルペダル５が初期位置に戻ったこと
が条件とされるので、異常対応時に運転者の意思が反映
される。しかも、直ちに機関停止されることはなく、一
旦モータ４によるスロットル制御が停止されるので、例
えばマニュアル操作によりスロットルバルブ１１を駆動
し機関の運転を継続することができ、車両を修理場まで
移動することができる。

【００５３】モータドライバ１５０及び／又は電磁クラ
ッチドライバ１６０に異常信号が出力された場合には、
各ラッチ回路によりイグニッションスイッチ１４がオフ
となるまでその状態が保持されるので、確実に異常対応
を行なうことができる。また、イニシャルチェックある
いは定速走行制御を行なう場合にはアクセルペダル５の
操作とは無関係にモータ４を駆動する必要があるが、こ
れらを行なうときにはフェイルモニタ回路１３０の機能
が一時停止されるので、誤作動を惹起するおそれはな
い。

【００５４】更に、フェイル処理はスロットル制御部Ｔ
Ｃとフェイルモニタ部ＦＭによりソフト及びハードの両
面で行なわれ、しかも種々のセンサにより冗長系が構成
されるので、一層の信頼性を確保できる。特に、フェイ
ルモニタ部ＦＭはマイクロコンピュータ１１０とは無関
係に電気回路を付設するだけで構成することができるの
で容易且つ安価に製造することができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下の効果を奏する。即ち、本発明のスロットル制御
装置においては、第１及び第２の検出器の出力信号に基
づき、アクセル操作機構が実質的に初期位置にあってス
ロットルバルブが所定開度以上であるとき異常状態か否
かが判定され、この異常状態が所定時間以上継続したと
き異常検出回路から異常信号が出力されるように構成さ
れているので、運転者が走行の意思がない場合にのみ機
関が停止され、適切な対策がなされる。しかも、異常状
態が所定時間以上継続しても直ちに機関が停止すること
なく、先ずスロットルバルブと駆動装置との連結が断た
れるように構成されているので、例えばマニュアル操作
によって小出力乍ら機関の運転を継続し、車両を修理場
まで走行させるといったことも可能となる。

【００５６】また、異常信号が出力されて所定時間経過
してもなお異常信号が出力されるときに燃料供給制御手
段に対し、燃料供給を停止するように制御するものにあ
っては、一旦駆動装置によるスロットルバルブの駆動が
停止された後になお異常状態にあれば燃料供給が停止さ
れるので、故障の可能性が高いときには強制的に機関を
停止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスロットル制御装置の一実施例におけ
る電子制御ユニットのブロック図である。

【図２】本発明のスロットル制御装置の概要を示すブロ
ック図である。

【図３】本発明の一実施例におけるフェイルモニタ回路
のブロック図である。

【図４】本発明の一実施例における判定回路のブロック
図である。

【図５】本発明の一実施例における第１タイマ回路の具
体的構成を示す回路図である。

【図６】本発明の一実施例における第１ラッチ回路の具
体的構成を示す回路図である。

【図７】本発明の一実施例における第１リセット信号発
生回路の具体的構成を示す回路図である。

【図８】本発明の一実施例の第１リセット信号発生回路
における作動を示すタイムチャートである。

【図９】本発明の一実施例における第２タイマ回路の具
体的構成を示す回路図である。

【図１０】本発明の一実施例の第２タイマ回路の作動を
示すタイムチャートである。

【図１１】本発明の一実施例におけるスロットル制御部
の全体作動を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ハウジング２電磁クラッチ機構３歯車機構４モータ（駆動装置）５アクセルペダル７アクセルセンサ（第１の検出器）８アクセルペダルスイッチ（第１の検出器）９電子燃料噴射制御ユニット（燃料供給制御手段）１０電子制御ユニット（駆動制御手段）１１スロットルバルブ１２スロットルシャフト１３スロットルセンサ（第２の検出器）１４イグニッションスイッチ１５ブレーキペダルスイッチ１６パーキングブレーキスイッチ１７定速走行スイッチＴＣスロットル制御部ＦＭフェイルモニタ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青木啓二愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクセル操作機構と、少くとも該アクセ
ル操作機構の操作量に応じて内燃機関のスロットルバル
ブを開方向及び閉方向に駆動可能な駆動装置と、該駆動
装置と前記スロットルバルブとの連結を断続する電磁ク
ラッチ機構と、該電磁クラッチ機構を断続制御すると共
に少くとも前記アクセル操作機構のアクセル操作に応じ
て前記駆動装置を駆動制御する駆動制御手段とを備えた
スロットル制御装置において、少くとも前記アクセル操
作機構の操作量に応じた信号を出力する第１の検出器
と、少くとも前記スロットルバルブの開度に応じた信号
を出力する第２の検出器と、前記第１及び第２の検出器
の出力信号に基づき、前記アクセル操作機構が実質的に
初期位置にあって前記スロットルバルブが所定開度以上
にある異常状態か否かを判定する判定回路と、前記異常
状態の時間が所定時間以上継続したときに異常信号を出
力する異常検出回路とを備え、該異常検出回路が異常信
号を出力したときには、前記駆動制御手段は前記スロッ
トルバルブと前記駆動装置との連結を断つように前記電
磁クラッチ機構を駆動することを特徴とするスロットル
制御装置。
【請求項２】前記駆動制御手段は、前記内燃機関に供
給する燃料を制御する燃料供給制御手段に対し、前記異
常検出回路が前記異常信号を出力し所定時間経過後も前
記異常信号を出力したときには、前記内燃機関への燃料
供給を停止するように制御することを特徴とする請求項
１記載のスロットル制御装置。