JPH06257493A - Fail-safe device for throttle control device - Google Patents

Fail-safe device for throttle control device

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Publication number
JPH06257493A
JPH06257493A JP4251993A JP4251993A JPH06257493A JP H06257493 A JPH06257493 A JP H06257493A JP 4251993 A JP4251993 A JP 4251993A JP 4251993 A JP4251993 A JP 4251993A JP H06257493 A JPH06257493 A JP H06257493A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diaphragm
control device
negative pressure
throttle control
engine torque
Prior art date
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Pending
Application number
JP4251993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Nakamura
英夫 中村
Yoshinori Sugita
喜徳 杉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP4251993A priority Critical patent/JPH06257493A/en
Publication of JPH06257493A publication Critical patent/JPH06257493A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve reliability and the like for a throttle control device by mechanically monitoring an operating condition of a throttle control device and cutting off a motor power source in case of abnormal condition. CONSTITUTION:A mechanical comparator switch 130 is provided in a throttle control device. The mechanical comparator switch 130 compares a force corresponding to actuating of an accelerator pedal 103 with a force of an intake negative pressure corresponding to actual engine torque, and mechanically detects the case when the actual engine torque is abnormally large. The mechanical comparator switch 130 is connected into the power source side circuit of a motor driving circuit in an electronic controller so as to cut off the motor power source in case of abnormal condition.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は,車両のエンジンに装
備され,スロットル弁の開度を電気的に制御するスロッ
トル制御装置において,故障時にスロットル制御を解除
するフェイルセーフ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fail-safe device which is mounted on a vehicle engine and electrically controls the opening of a throttle valve to release the throttle control when a failure occurs.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年,自動車には車両用定速走行制御装
置等のように,スロットル弁を電気的に作動制御するス
ロットル制御装置が装備されてきている。ところで,こ
のスロットル制御装置が走行中に故障すると,エンジン
出力が不用意に増大してしまう。このため故障の有無を
適確に検出し,故障時にあってはスロットル制御を解除
するためのフェイルセーフ装置を設けることが必要不可
欠である。
2. Description of the Related Art In recent years, automobiles have been equipped with a throttle control device for electrically controlling the operation of a throttle valve, such as a vehicle constant speed traveling control device. By the way, if this throttle control device breaks down during traveling, the engine output will inadvertently increase. Therefore, it is indispensable to provide a fail-safe device that accurately detects the presence or absence of a failure and releases the throttle control when a failure occurs.

【0003】従来において,スロットル制御装置のフェ
イルセーフ装置としては,特開昭57−51932号公
報に開示されている「車両の速度制御装置」がある。こ
の先行技術には,アクセルOFF時にモータ電源を遮断
するアクセルリミットスイッチを設けることが開示され
ている。
Conventionally, as a fail-safe device for a throttle control device, there is a "vehicle speed control device" disclosed in JP-A-57-51932. This prior art discloses the provision of an accelerator limit switch that shuts off the motor power when the accelerator is off.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記先
行技術にあっては,アクセルOFF時にのみ上記アクセ
ルリミットスイッチによりモータ電源を遮断する構成を
採用しているため,故障によりエンジン出力が急増する
際には,アクセルを戻さなければ上記状態を回避するこ
とができない。また,アクセルペダルやスロットル弁に
リミットスイッチを設けたり,スロットル開度とアクセ
ル開度の出力信号の差を比較し,電気的に故障を検出し
てフェイルセーフさせる構成にあっては,信号線の断
線,電源の遮断等により故障検出装置自体が故障または
誤動作する可能性があり,故障検出の信頼性が低下す
る。
However, in the above-mentioned prior art, since the motor power is cut off by the accelerator limit switch only when the accelerator is off, the engine output is suddenly increased due to a failure. The above situation cannot be avoided unless the accelerator is returned. In addition, if a limit switch is provided on the accelerator pedal or throttle valve, or if the difference between the output signals of the throttle opening and the accelerator opening is compared and an electrical failure is detected and fail-safe is detected, the signal line The failure detection device itself may fail or malfunction due to disconnection, power interruption, etc., and the reliability of failure detection is reduced.

【0005】この発明は,上記に鑑みてなされたもので
あって,スロットル制御装置の作動状態を機械的に監視
し,異常時にはモータ電源を機械的に遮断するように構
成して,装置の信頼性を向上させることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above, and mechanically monitors the operating state of the throttle control device and mechanically shuts off the motor power source in the event of an abnormality, thereby improving the reliability of the device. The purpose is to improve sex.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は,上記目的を
達成するために,エンジン側のスロットル弁に通常時に
開放され,非通電時に接続されるノーマルクローズの第
1の電磁クラッチを介してアクセルペダルを連結すると
共に,通電時に接続され,非通電時に開放されるノーマ
ルオープンの第2の電磁クラッチを介してモータに連結
し,正常時にあっては制御手段により第2の電磁クラッ
チを接続した状態にて,モータをアクセル操作に応じて
制御するスロットル制御装置において,前記アクセルペ
ダルの踏込み量に応じた力と,実際のエンジントルクに
応じた吸入負圧の力を比較して作動状態を監視するコン
パレータスイッチを有し,前記コンパレータスイッチを
前記制御手段におけるモータ駆動回路の電源側回路中に
接続するスロットル制御装置のフェイルセーフ装置を提
供するものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides an accelerator via a normally closed first electromagnetic clutch that is normally open to a throttle valve on the engine side and is connected when not energized. A state in which the pedal is connected, connected to the motor through a normally open second electromagnetic clutch that is connected when energized and released when not energized, and in normal time, the second electromagnetic clutch is connected by the control means. In a throttle control device that controls a motor according to an accelerator operation, the operating state is monitored by comparing the force according to the amount of depression of the accelerator pedal with the suction negative pressure force according to the actual engine torque. A slot having a comparator switch and connecting the comparator switch to a power supply side circuit of a motor drive circuit in the control means. There is provided a fail-safe device of the control device.

【0007】また,前記コンパレータスイッチは,ケー
ス内部をダイアフラムで区画することにより大気圧室と
吸入負圧が導入される負圧室とを形成し,前記大気圧室
側ではアクセルペダルが,該アクセルペダルに接続され
る楕円ドラム,該楕円ドラムに接続される第1のバネ,
該第1のバネに接続される押圧手段を介して前記ダイア
フラムに対しアクセル開度に応じたバネ力を作用させる
ように連結され,前記負圧室側では前記ダイアフラムに
負圧力と第2のバネのバネ力が作用するように連結さ
れ,前記ダイアフラムとケース側との間における接点
が,前記ダイアフラムの変位によりON/OFFするよ
うに設けられている。
Further, the comparator switch defines an atmospheric pressure chamber and a negative pressure chamber into which a negative suction pressure is introduced by dividing the inside of the case with a diaphragm, and the accelerator pedal is located on the atmospheric pressure chamber side. An elliptic drum connected to the pedal, a first spring connected to the elliptic drum,
The diaphragm is connected to the diaphragm via a pressing means connected to the first spring so as to exert a spring force according to the accelerator opening degree, and a negative pressure and a second spring are applied to the diaphragm on the negative pressure chamber side. Are connected so as to act on the spring force, and a contact point between the diaphragm and the case side is provided so as to be turned on / off by the displacement of the diaphragm.

【0008】また,前記楕円ドラムは,各アクセル開度
で常にこのアクセル開度でエンジンが発生しうる最大エ
ンジントルクに相当するようにリフトする特性を有し,
該特性を前記ダイアフラムの一方に常に作用させ,該バ
ネ力と前記負圧室側の力を対向させることにより,実際
のエンジントルクが前記最大エンジントルクより大きく
なった場合にのみ前記接点をOFFするものである。
Further, the elliptic drum has a characteristic that at each accelerator opening, the elliptic drum always lifts so as to correspond to the maximum engine torque that the engine can generate at this accelerator opening.
The characteristic is always applied to one of the diaphragms, and the spring force and the force on the negative pressure chamber side are opposed to each other, so that the contact is turned off only when the actual engine torque becomes larger than the maximum engine torque. It is a thing.

【0009】[0009]

【作用】この発明によれば,アクセル操作による車両走
行時において,アクセルペダルの踏込み操作に対してス
ロットル制御装置の電子コントローラによりモータが制
御され,このモータによりスロットル弁が電気的に作動
制御される。このとき,機械式コンパレータスイッチに
おいて,アクセルペダルの踏込みに応じた力と,実際の
エンジントルクに応じた吸入負圧の力を比較して,作動
状態が機械的に監視される。そして,実際のエンジント
ルクが異常に増大すると,このスイッチにより電子コン
トローラにおけるモータ駆動回路の電源を直ちに遮断し
てモータ作動が解除され,アクセルペダルによりスロッ
トル弁を機械的に作動するようにフェイルセーフされ
る。
According to the present invention, the motor is controlled by the electronic controller of the throttle control device in response to the depression of the accelerator pedal when the vehicle is traveling by the accelerator operation, and the throttle valve is electrically controlled by this motor. . At this time, in the mechanical comparator switch, the operating state is mechanically monitored by comparing the force corresponding to the depression of the accelerator pedal with the force of the suction negative pressure corresponding to the actual engine torque. If the actual engine torque increases abnormally, the switch immediately shuts off the power supply to the motor drive circuit in the electronic controller to release the motor operation, and the accelerator pedal causes the throttle valve to fail-safe to mechanically operate. It

【0010】[0010]

【実施例】以下,この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図3は,スロットル制御装置の概略構成を示
す説明図であり,図において,エンジンのスロットルボ
デー301には,吸入空気量を調節するスロットル弁3
02が設けられ,このスロットル弁302に電子コント
ローラ320が装備される。すなわち,運転席側のアク
セルペダル103がアクセルワイヤ304,スロットル
カム305,通電時に開放され,非通電時に接続される
ノーマルクローズの第1の電磁クラッチ306を介して
スロットル弁302の弁軸302aに連結され,第1の
電磁クラッチ306が接続する場合に,アクセルペダル
103の踏込み操作によりスロットル弁302を機械的
に開閉作動するように構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a throttle control device. In the figure, a throttle body 301 of an engine has a throttle valve 3 for adjusting an intake air amount.
02, and the throttle valve 302 is equipped with an electronic controller 320. That is, the accelerator pedal 103 on the driver's side is connected to the valve shaft 302a of the throttle valve 302 via the accelerator wire 304, the throttle cam 305, and the normally closed first electromagnetic clutch 306 which is opened when energized and is connected when de-energized. When the first electromagnetic clutch 306 is engaged, the throttle valve 302 is mechanically opened / closed by depressing the accelerator pedal 103.

【0011】一方,スロットル弁302の弁軸302a
の他方には,DCモータ307がギヤ機構308,通電
時に接続され,非通電時に開放されるノーマルオープン
の第2の電磁クラッチ309を介して連結され,第2の
電磁クラッチ309が接続する場合に,モータ307に
よりスロットル弁302を電気的に開閉作動するように
構成されている。
On the other hand, the valve shaft 302a of the throttle valve 302
On the other hand, the DC motor 307 is connected to the gear mechanism 308 via a normally open second electromagnetic clutch 309 which is connected when energized and is disengaged when de-energized, and when the second electromagnetic clutch 309 is engaged. The motor 307 is configured to electrically open and close the throttle valve 302.

【0012】通常時にあっては,電圧が印加されること
によりノーマルクローズの第1の電磁クラッチ306が
開放され,ノーマルオープンの第2の電磁クラッチ30
9が接続され,故障時にあっては,ノーマルクローズの
第1の電磁クラッチ306が接続され,ノーマルオープ
ンの第2の電磁クラッチ309が開放される。
At normal times, the normally closed first electromagnetic clutch 306 is released by applying a voltage, and the normally open second electromagnetic clutch 30 is opened.
9 is connected, and at the time of failure, the normally closed first electromagnetic clutch 306 is connected and the normally open second electromagnetic clutch 309 is released.

【0013】制御系としては,アクセルペダル103に
設けられてアクセル開度を検出するアクセル開度センサ
311,スロットル弁302に設けられてスロットル開
度を検出するスロットル開度センサ312,変速機出力
軸に設けられる電磁ピックアップ等により車速に比例し
た周波数のパルス信号を出力する車速センサ313を有
する。また,自動定速走行制御(ASCD)の開始を指
示するASCD用セットスイッチ314,自動定速走行
制御(ASCD)の解除を指示するASCD用キャンセ
ルスイッチ315,ブレーキ非操作を検出するブレーキ
リミットスイッチ316を有する。更に,システム作動
状態を機械的に監視する機械式コンパレータスイッチ1
30を有し,これら各種センサ信号とスイッチ信号が電
子コントローラ320に入力し,スロットル制御を実行
する。
As a control system, an accelerator opening sensor 311 provided on the accelerator pedal 103 to detect an accelerator opening, a throttle opening sensor 312 provided to a throttle valve 302 to detect a throttle opening, a transmission output shaft A vehicle speed sensor 313 that outputs a pulse signal having a frequency proportional to the vehicle speed by an electromagnetic pickup or the like provided in the vehicle. Further, an ASCD set switch 314 for instructing the start of the automatic constant speed traveling control (ASCD), an ASCD cancel switch 315 for instructing the cancellation of the automatic constant speed traveling control (ASCD), and a brake limit switch 316 for detecting a brake non-operation. Have. Furthermore, a mechanical comparator switch 1 for mechanically monitoring the system operating state
30. The various sensor signals and switch signals are input to the electronic controller 320 to execute throttle control.

【0014】上記電子コントローラ320は,ワンチッ
プマイコン321,モータ駆動回路322,自己保持リ
レー回路323,電磁クラッチ駆動回路324から構成
される。そして,モータ駆動回路322がモータ307
に接続され,モータ用電源がブレーキリミットスイッチ
316,自己保持リレー回路323を介してモータ駆動
回路322に接続され,これらのブレーキリミットスイ
ッチ316と自己保持リレー回路323に対して機械式
コンパレータスイッチ130が並列接続される。また,
クラッチ用電源が電磁クラッチ駆動回路324に接続さ
れ,電磁クラッチ駆動回路324が第1と第2の電磁ク
ラッチ306,309に直列に接続されている。
The electronic controller 320 comprises a one-chip microcomputer 321, a motor drive circuit 322, a self-holding relay circuit 323, and an electromagnetic clutch drive circuit 324. Then, the motor drive circuit 322 causes the motor 307 to
Is connected to the motor drive circuit 322 through the brake limit switch 316 and the self-holding relay circuit 323, and the mechanical comparator switch 130 is connected to the brake limit switch 316 and the self-holding relay circuit 323. Connected in parallel. Also,
The clutch power source is connected to the electromagnetic clutch drive circuit 324, and the electromagnetic clutch drive circuit 324 is connected in series to the first and second electromagnetic clutches 306 and 309.

【0015】ワンチップマイコン321は,各種の制御
処理を実行するためのプログラムが格納されているRO
M,該ROMの格納プログラムに従って各種処理を実行
するCPU,該CPUによって処理された結果やデータ
を記憶するRAMの他,デジタルポート,A/Dポー
ト,各種タイマーを内蔵する。そして,システム正常時
にあっては,電磁クラッチ駆動回路324に通電を指示
する信号を出力する。また,アクセル開度センサ31
1,スロットル開度センサ312,車速センサ313か
らの各種センサ信号とセットスイッチ314,キャンセ
ルスイッチ315からのスイッチ信号に基づき,目標ス
ロットル開度を演算し,実スロットル開度が目標値と一
致するようにモータ正逆回転方向を指示する信号と,モ
ータ駆動電流を指示する信号とを出力する。更に,シス
テム故障時にあっては,モータ駆動電流とクラッチ駆動
電流の遮断を指示する。
The one-chip microcomputer 321 is an RO that stores programs for executing various control processes.
M, a CPU that executes various processes in accordance with a program stored in the ROM, a RAM that stores results and data processed by the CPU, a digital port, an A / D port, and various timers. Then, when the system is normal, a signal for instructing energization is output to the electromagnetic clutch drive circuit 324. In addition, the accelerator opening sensor 31
1, the target throttle opening is calculated based on various sensor signals from the throttle opening sensor 312, the vehicle speed sensor 313 and the switch signals from the set switch 314 and the cancel switch 315, so that the actual throttle opening matches the target value. A signal for instructing the forward / reverse rotation direction of the motor and a signal for instructing the motor drive current are output to. Furthermore, in the event of a system failure, it instructs the motor drive current and the clutch drive current to be cut off.

【0016】自己保持リレー回路323は,自動定速走
行制御の際に,セットスイッチ314が操作されて初め
てON状態になり,これ以降はキャンセルスイッチ31
5が操作されるか,ブレーキ操作されるか,あるいはイ
グニッションスイッチがOFFされるまでは,ON状態
を保持する。自己保持リレー回路323がONで,ブレ
ーキリミットスイッチ316も非操作でONする場合
に,モータ駆動回路322とモータ用電源が接続されて
給電状態となる。機械式コンパレータスイッチ130
は,システム作動状態が正常な場合にONして,自動定
速走行制御しない場合もモータ駆動回路322に給電
し,異常時にあってはOFF状態となり,モータ駆動回
路322に対する給電を遮断する。
The self-holding relay circuit 323 is turned on only when the set switch 314 is operated during the automatic constant speed traveling control, and thereafter, the cancel switch 31 is operated.
The ON state is maintained until 5 is operated, the brake is operated, or the ignition switch is turned off. When the self-holding relay circuit 323 is ON and the brake limit switch 316 is also ON without operation, the motor drive circuit 322 and the motor power supply are connected to enter the power supply state. Mechanical comparator switch 130
Turns on when the system operating state is normal, supplies power to the motor drive circuit 322 even when automatic constant-speed traveling control is not performed, turns off when there is an abnormality, and cuts off power supply to the motor drive circuit 322.

【0017】モータ駆動回路322は,正常に給電され
る場合に,マイコン出力信号に基づいて,ブリッジ回路
の対角位置のいずれか1組のパワートランジスタのみを
ONし,モータ307の駆動電流と電流方向を制御す
る。電磁クラッチ駆動回路324は,マイコン出力信号
に基づいてパワートランジスタをON/OFFする。す
なわち,システム正常時には通電することによって,第
2の電磁クラッチ309を接続すると共に第1の電磁ク
ラッチ306を切断し,スロットル弁302をモータ3
07により電気的に作動する。また,システム故障時に
あっては非通電とすることにより,逆に第2の電磁クラ
ッチ309を切断すると共に第1の電磁クラッチ306
を接続し,スロットル弁302をアクセルペダル103
の操作により機械的に作動させる。
When the power is normally supplied, the motor drive circuit 322 turns on only one set of power transistors at the diagonal positions of the bridge circuit based on the microcomputer output signal to drive the motor 307 with the drive current and current. Control the direction. The electromagnetic clutch drive circuit 324 turns on / off the power transistor based on the microcomputer output signal. That is, when the system is operating normally, the second electromagnetic clutch 309 is connected and the first electromagnetic clutch 306 is disengaged by energizing the system to turn the throttle valve 302 on the motor 3
It is electrically operated by 07. In addition, when the system fails, the second electromagnetic clutch 309 is disengaged and the first electromagnetic clutch 306 is turned off.
The throttle pedal 302 to the accelerator pedal 103.
Operate mechanically by operating.

【0018】次に,図1において,上記機械式コンパレ
ータスイッチ130の構成について説明する。両端を閉
じた筒状のケース131を有し,該ケース131の内部
がダイアフラム132により区画される。ダイアフラム
132の一方は大気リーク孔133を有する大気圧室1
34であり,他方は管路135によりエンジンの吸気系
に連通して吸気負圧が導入される負圧室136である。
そして,負圧室136において,ダイアフラム132と
ケース131側の取付け部材137とにそれぞれ接点1
38,139が設けられ,両接点138,139は対向
してダイアフラム132の移動によりON/OFFする
ように配置されている。また,両接点138,139
は,結線140によりスイッチ端子141に接続されて
いる。
Next, referring to FIG. 1, the structure of the mechanical comparator switch 130 will be described. It has a cylindrical case 131 whose both ends are closed, and the inside of the case 131 is partitioned by a diaphragm 132. One of the diaphragms 132 has an atmospheric pressure chamber 1 having an atmospheric leak hole 133.
34, and the other is a negative pressure chamber 136 that communicates with an intake system of the engine through a pipe 135 and introduces an intake negative pressure.
Then, in the negative pressure chamber 136, contact points 1 are respectively provided to the diaphragm 132 and the mounting member 137 on the case 131 side.
38, 139 are provided, and both contacts 138, 139 are arranged so as to face each other and be turned on / off by the movement of the diaphragm 132. Also, both contacts 138, 139
Are connected to the switch terminal 141 by a connection 140.

【0019】負圧室136ではダイアフラム132に対
し第2のバネ142が付勢され,このためダイアフラム
132の一方には管路135により導入される吸入負圧
力と第2のバネ142のバネ力とが作用する。そこで,
エンジントルクが小さく,吸入負圧が大きい場合にあっ
ては,ダイアフラム132が負圧室136側に移動して
両接点138,139を閉じ,反対に,エンジントルク
の増大で吸入負圧が減少すると,ダイアフラム132が
大気圧室134側に移動して両接点138,139を開
く方向に作動する。
In the negative pressure chamber 136, the second spring 142 is biased against the diaphragm 132, so that the suction negative pressure introduced by the conduit 135 and the spring force of the second spring 142 are applied to one side of the diaphragm 132. Works. Therefore,
When the engine torque is small and the suction negative pressure is large, the diaphragm 132 moves to the negative pressure chamber 136 side to close both contacts 138 and 139, and conversely, if the suction negative pressure decreases due to the increase of the engine torque. The diaphragm 132 moves to the atmospheric pressure chamber 134 side and operates in a direction to open both contacts 138, 139.

【0020】一方,アクセルペダル103はアクセルワ
イヤ150を介して楕円ドラム151に連結され,該楕
円ドラム151から第1のバネ152を有するワイヤ1
53を介して大気圧室134内部の押圧手段155に連
結される。押圧手段155は,中心を支持アーム156
により支持された方向変換用のレバー157を有し,レ
バー157の一端にワイヤ153が結ばれ,レバー15
7の他端が押圧ロッド158を介してダイアフラム13
2に連結されている。これにより,アクセルペダル10
3を踏込むと,楕円ドラム151の形状に応じて第1の
バネ152が伸長変位してバネ力を発生し,このバネ力
がワイヤ153を介してレバー157,押圧ロッド15
8に伝達され,押圧ロッド158がダイアフラム132
を押圧する。
On the other hand, the accelerator pedal 103 is connected to an elliptic drum 151 via an accelerator wire 150, and the elliptic drum 151 is connected to the wire 1 having a first spring 152.
It is connected to the pressing means 155 inside the atmospheric pressure chamber 134 via 53. The pressing means 155 has a support arm 156 at the center.
Has a lever 157 for direction change supported by a wire 153 connected to one end of the lever 157.
The other end of 7 is connected to the diaphragm 13 via the pressing rod 158.
It is connected to 2. As a result, the accelerator pedal 10
When step 3 is depressed, the first spring 152 is expanded and displaced according to the shape of the elliptic drum 151 to generate a spring force, and this spring force is applied via the wire 153 to the lever 157 and the pressing rod 15
8 and the pressing rod 158 is transferred to the diaphragm 132.
Press.

【0021】楕円ドラム151の形状は,図2に示すよ
うに非線形の特性を有する。この場合の特性曲線は,各
アクセル開度で常に最大エンジントルクに相当するバネ
力を発生するようなリフト量に設定されている。従っ
て,或るスロットル開度で最大エンジントルクに相当し
たバネ力がダイアフラム132に作用する状態におい
て,実際のエンジントルクが最大トルク以下の正常の場
合にあっては,負圧室136側の力が大気圧室134の
バネ力より小さくなって両接点138,139がONす
る。しかし,実際のエンジントルクが最大トルクより異
常に大きくなると,吸入負圧が低減し,負圧室136側
の力が上記バネ力に打ち勝ってダイアフラム132を大
気圧室134側に移動し,これにより接点138,13
9がOFFするものであり,こうして作動状態を機械的
に監視することが可能になる。
The shape of the elliptic drum 151 has a non-linear characteristic as shown in FIG. The characteristic curve in this case is set to a lift amount that always generates a spring force corresponding to the maximum engine torque at each accelerator opening. Therefore, when the spring force corresponding to the maximum engine torque acts on the diaphragm 132 at a certain throttle opening, and the actual engine torque is normal or less than the maximum torque, the force on the negative pressure chamber 136 side is It becomes smaller than the spring force of the atmospheric pressure chamber 134, and both contacts 138 and 139 are turned on. However, when the actual engine torque becomes abnormally higher than the maximum torque, the suction negative pressure is reduced, and the force on the negative pressure chamber 136 side overcomes the spring force to move the diaphragm 132 to the atmospheric pressure chamber 134 side. Contact points 138, 13
9 is turned off, and thus it becomes possible to mechanically monitor the operating state.

【0022】以下に,数式を用いて上記の動作を具体的
に説明する。先ず,アクセル開度Aの場合における楕円
ドラム151の図2に示した特性曲線によるリフト量を
F(A),比例定数をbとすると,最大エンジントルク
max は,下記の(1)式となる。
The above operation will be specifically described below by using mathematical expressions. First, assuming that the lift amount of the elliptic drum 151 according to the characteristic curve shown in FIG. 2 at the accelerator opening A is F (A) and the proportional constant is b, the maximum engine torque T max is given by the following equation (1). Become.

【0023】Tmax =b・F(A)・・・・(1) また,吸入負圧をB,アイドル状態での負圧をB0 ,定
数をaとし,エンジントルクTと吸入負圧を近似する
と,下記の(2)式となる。
T max = b · F (A) ··· (1) Further, the suction negative pressure is B, the negative pressure in the idle state is B 0 , the constant is a, and the engine torque T and the suction negative pressure are When approximated, the following equation (2) is obtained.

【0024】B=a・T−B0 ・・・・・(2) 次に,第1のバネ152のバネ定数をK1 ,第2のバネ
142のバネ定数をK2 とし,アクセルペダル103の
踏込みによるアクセル開度Aにおいて,ダイアフラム1
32が左側にX変位したとすると,この場合におけるダ
イアフラム132の左側押圧力は,K1 (F(A)−
X)である。また,エンジントルクに応じた吸入負圧を
B,ダイアフラム132の受圧面積をS,ダイアフラム
132の変位量をXとすると,ダイアフラム132の右
側押圧力は,K2 ・X+BSである。従って,これら左
右の力の釣合い関係により,下記の(3)式が成立す
る。
B = a · T−B 0 (2) Next, let the spring constant of the first spring 152 be K 1 and the spring constant of the second spring 142 be K 2, and let the accelerator pedal 103 Diaphragm 1 at accelerator opening A due to depression of
If 32 is displaced X to the left side, the left side pressing force of the diaphragm 132 in this case is K 1 (F (A) −
X). When the suction negative pressure according to the engine torque is B, the pressure receiving area of the diaphragm 132 is S, and the displacement amount of the diaphragm 132 is X, the right pressing force of the diaphragm 132 is K 2 · X + BS. Therefore, the following equation (3) is established by the balance relationship between these left and right forces.

【0025】 K2 ・X+BS−K1 (F(A)−X)=0 ────(3) ここで,上記(3)式に対し,上記(1)式と(2)式
を代入し,a・S=K1 /b=cとすると,下記の
(4)式となる。
K 2 · X + BS−K 1 (F (A) −X) = 0 (3) Here, the above equations (1) and (2) are substituted into the above equation (3). However, if a · S = K 1 / b = c, then the following equation (4) is obtained.

【0026】 T−Tmax =(B0 ・S−(K1 +K1 )X)/c ────(4) そこで,正常な状態で,エンジントルクがそのときのア
クセル開度による最大エンジントルクに達した場合は,
T=Tmax を上記(4)式に代入することにより,ダイ
アフラム132の中立位置X0 は,(5)式となる。
T−T max = (B 0 · S− (K 1 + K 1 ) X) / c ───── (4) Then, in a normal state, the maximum engine based on the accelerator opening at that time is the engine torque. When the torque is reached,
By substituting T = T max into the equation (4), the neutral position X 0 of the diaphragm 132 becomes the equation (5).

【0027】 X0 =B0 ・S/(K1 +K2 ) ────(5) 従って,両接点138,139を上記(5)式の位置に
セットすることにより,異常時は全てダイアフラム13
2が右側に移動して接点138,139をOFFする。
こうしてアクセル開度の全ての領域で作動状態を監視す
ることが可能となる。
X 0 = B 0 · S / (K 1 + K 2 )-(5) Therefore, by setting both contacts 138 and 139 at the positions of the above formula (5), all the diaphragms can be used in case of abnormality. Thirteen
2 moves to the right to turn off the contacts 138 and 139.
In this way, it becomes possible to monitor the operating state in all regions of the accelerator opening.

【0028】次に,この実施例の動作について説明す
る。アクセルペダル103を踏込み操作して車両走行す
る場合に,機械式コンパレータスイッチ130にはアク
セル開度に対して最大エンジントルク相当のバネ力と,
実際のエンジントルクとバネ力による力とが対向して作
用し,両方の力の関係により機械的に作動状態が監視さ
れる。そこで,正常の場合にあっては,接点138,1
39がONし,このため電子コントローラ320のモー
タ駆動回路322に機械式コンパレータスイッチ130
により給電される。また,この正常時にあっては,電磁
クラッチ駆動回路324により第2の電磁クラッチ30
9が通電により接続し,モータ307の駆動電流と電流
方向が制御され,これによりスロットル弁302はモー
タ307により電気的に作動制御される。
Next, the operation of this embodiment will be described. When the vehicle travels by depressing the accelerator pedal 103, the mechanical comparator switch 130 has a spring force equivalent to the maximum engine torque with respect to the accelerator opening.
The actual engine torque and the force due to the spring force act in opposition to each other, and the operating state is mechanically monitored by the relationship between both forces. Therefore, in the normal case, the contacts 138, 1
39 is turned on, which causes the motor drive circuit 322 of the electronic controller 320 to switch to the mechanical comparator switch 130.
Powered by. Further, during this normal time, the second electromagnetic clutch 30 is driven by the electromagnetic clutch drive circuit 324.
9 is connected by energization, the drive current and current direction of the motor 307 are controlled, and thereby the throttle valve 302 is electrically controlled by the motor 307.

【0029】一方,何らかの原因により,実際のエンジ
ントルクが増大すると,吸入負圧が低減し,機械式コン
パレータスイッチ130においてダイアフラム132が
中立位置から右側に移動し,接点138,139がOF
Fする。そこで,この異常時にあっては,モータ駆動回
路322が電源から遮断され,モータ307に対する電
流信号も遮断される。一方,この場合にあっては,電磁
クラッチ駆動回路324により非通電状態となり,第1
の電磁クラッチ306が接続され,これによりスロット
ル弁302はアクセルペダル103に連結して機械的に
作動するようにフェイルセーフされる。
On the other hand, if the actual engine torque increases for some reason, the suction negative pressure decreases, the diaphragm 132 of the mechanical comparator switch 130 moves from the neutral position to the right, and the contacts 138 and 139 are OF.
F Therefore, at the time of this abnormality, the motor drive circuit 322 is cut off from the power supply, and the current signal to the motor 307 is also cut off. On the other hand, in this case, the electromagnetic clutch drive circuit 324 causes a non-energized state, and
The electromagnetic clutch 306 is connected, whereby the throttle valve 302 is connected to the accelerator pedal 103 and is fail-safe so as to be mechanically operated.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
スロットル制御装置において,機械式コンパレータスイ
ッチにより機械的に作動状態を監視する構成であるた
め,信号線の断線等の影響が全く無くなり,作動状態監
視の信頼性が著しく向上する。機械式コンパレータスイ
ッチはアクセルペダルの踏込みに応じた力と,実際のエ
ンジントルクに応じた吸入負圧の力を比較する構成であ
るため,実際のエンジントルクの異常時を正確に検出す
ることができる。機械式コンパレータスイッチは電子コ
ントローラにおけるモータ駆動回路の電源側回路中に接
続され,異常時には直ちにモータ電源を遮断するので,
事故を確実に回避することができる。
As described above, according to the present invention,
In the throttle control device, since the operating state is mechanically monitored by the mechanical comparator switch, the influence of disconnection of the signal line is completely eliminated, and the reliability of operating state monitoring is significantly improved. Since the mechanical comparator switch is configured to compare the force according to the depression of the accelerator pedal with the force of the suction negative pressure according to the actual engine torque, it is possible to accurately detect the abnormal state of the actual engine torque. . Since the mechanical comparator switch is connected to the power supply side circuit of the motor drive circuit in the electronic controller and immediately shuts off the motor power supply in the event of an abnormality,
Accidents can be reliably avoided.

【0031】また,機械式コンパレータスイッチは,ダ
イアフラムの変位で接点をON,OFFする構成である
から,構造が簡単で,動作も正確になる。ダイアフラム
の一方には楕円ドラムにより各アクセル開度に対して最
大エンジントルクに相当するバネ力が作用し,ダイアフ
ラムの他方には吸入負圧等の力が作用し,両者の力関係
で異常の有無を検出する構成であるため,各アクセル開
度の最大エンジントルクより大きい場合を正確に検出す
ることができる。
Further, since the mechanical comparator switch has a structure in which the contacts are turned on and off by the displacement of the diaphragm, the structure is simple and the operation becomes accurate. The elliptic drum applies a spring force corresponding to the maximum engine torque to one of the diaphragms for each accelerator opening, and a force such as suction negative pressure acts on the other side of the diaphragm. Since it is configured to detect the above, it is possible to accurately detect the case where the accelerator opening is larger than the maximum engine torque.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るスロットル制御装置のフェイルセ
ーフ装置の実施例を一部断面して示す構成図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an embodiment of a fail safe device of a throttle control device according to the present invention.

【図2】図1に示した楕円ドラムの特性を示すグラフで
ある。
FIG. 2 is a graph showing characteristics of the elliptic drum shown in FIG.

【図3】本発明に係る機械式コンパレータスイッチを具
備したスロットル制御装置の概略構成を示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a throttle control device including a mechanical comparator switch according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

103 アクセルペダル 130 機械式コンパレータスイッチ 302 スロットル弁 306 第1の電磁クラッチ 307 モータ 309 第2の電磁クラッチ 320 電子コントローラ 322 モータ駆動回路 103 accelerator pedal 130 mechanical comparator switch 302 throttle valve 306 first electromagnetic clutch 307 motor 309 second electromagnetic clutch 320 electronic controller 322 motor drive circuit

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 41/14 320 C 8011−3G Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location F02D 41/14 320 C 8011-3G

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジン側のスロットル弁に通常時に開
放され,非通電時に接続されるノーマルクローズの第1
の電磁クラッチを介してアクセルペダルを連結すると共
に,通電時に接続され,非通電時に開放されるノーマル
オープンの第2の電磁クラッチを介してモータに連結
し,正常時にあっては制御手段により第2の電磁クラッ
チを接続した状態にて,モータをアクセル操作に応じて
制御するスロットル制御装置において,前記アクセルペ
ダルの踏込み量に応じた力と,実際のエンジントルクに
応じた吸入負圧の力を比較して作動状態を監視するコン
パレータスイッチを有し,前記コンパレータスイッチを
前記制御手段におけるモータ駆動回路の電源側回路中に
接続することを特徴とするスロットル制御装置のフェイ
ルセーフ装置。
1. A normally-closed first valve that is normally opened and connected to a throttle valve on the engine side when not energized.
Is connected to the motor via a normally open second electromagnetic clutch that is connected when energized and is opened when de-energized, and is connected to the motor by the control means during normal operation. In a throttle control device that controls a motor according to accelerator operation with the electromagnetic clutch connected, the force corresponding to the depression amount of the accelerator pedal is compared with the force of suction negative pressure according to the actual engine torque. A fail-safe device for a throttle control device, comprising: a comparator switch for monitoring an operating state of the throttle control device, wherein the comparator switch is connected to a power supply side circuit of a motor drive circuit in the control means.
【請求項2】 前記コンパレータスイッチは,ケース内
部をダイアフラムで区画することにより大気圧室と吸入
負圧が導入される負圧室とを形成し,前記大気圧室側で
はアクセルペダルが,該アクセルペダルに接続される楕
円ドラム,該楕円ドラムに接続される第1のバネ,該第
1のバネに接続される押圧手段を介して前記ダイアフラ
ムに対しアクセル開度に応じたバネ力を作用させるよう
に連結され,前記負圧室側では前記ダイアフラムに負圧
力と第2のバネのバネ力が作用するように連結され,前
記ダイアフラムとケース側との間における接点が,前記
ダイアフラムの変位によりON/OFFするように設け
られていることを特徴とする請求項1記載のスロットル
制御装置のフェイルセーフ装置。
2. The comparator switch defines an atmospheric pressure chamber and a negative pressure chamber into which a negative suction pressure is introduced by dividing the inside of the case with a diaphragm, and the accelerator pedal on the atmospheric pressure chamber side is the accelerator pedal. A spring force corresponding to the accelerator opening is applied to the diaphragm via an elliptic drum connected to the pedal, a first spring connected to the elliptic drum, and a pressing means connected to the first spring. Is connected to the diaphragm so that negative pressure and a spring force of a second spring act on the diaphragm on the negative pressure chamber side, and a contact between the diaphragm and the case side is turned on / off by the displacement of the diaphragm. The fail safe device of the throttle control device according to claim 1, wherein the fail safe device is provided so as to be turned off.
【請求項3】 前記楕円ドラムは,各アクセル開度で常
にこのアクセル開度でエンジンが発生しうる最大エンジ
ントルクに相当するようにリフトする特性を有し,該特
性を前記ダイアフラムの一方に常に作用させ,該バネ力
と前記負圧室側の力を対向させることにより,実際のエ
ンジントルクが前記最大エンジントルクより大きくなっ
た場合にのみ前記接点をOFFすることを特徴とする請
求項2記載のスロットル制御装置のフェイルセーフ装
置。
3. The elliptic drum has a characteristic of always lifting at each accelerator opening so as to correspond to the maximum engine torque that the engine can generate at this accelerator opening, and the characteristic is always applied to one of the diaphragms. 3. The contact is turned off only when the actual engine torque becomes larger than the maximum engine torque by causing the spring force and the force on the negative pressure chamber side to oppose each other by causing them to act. Fail-safe device for the throttle control device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6845315B2 (en) 2003-03-19 2005-01-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Engine air-intake control device and engine air-intake control method

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