JPH11236828A - スロットルバルブの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】不快な振動を与えること無くエンジンの過回転
を有効に防止する。 【解決手段】エンジン１１の吸気通路１２に設けられア
クセルペダル１８に連動して通路１２を開閉するスロッ
トルバルブ１６と、エンジンの回転速度を検出する回転
センサ２６と、スロットル開度を検出するスロットル開
度センサ２４と、スロットルバルブの開度を強制的に減
じるアクチュエータ２３と、開度が強制的に減じられた
時にアクセルペダルの動作をスロットルバルブに伝達し
ないキャンセル手段２１と、回転センサ及びスロットル
開度センサの検出出力に基づきエンジンの回転速度が所
定の回転速度を越えるときアクチュエータを作動するコ
ントローラ２７とを備える。所定の回転速度がエンジン
のオーバーラン速度より低い値であって、コントローラ
はオーバーラン速度に至るまでスロットル開度を連続的
に減じ、オーバーラン速度近傍で燃料をカットすること
が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクセルペダルに
連動してエンジンの吸気通路を開閉するスロットルバル
ブの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シリンダ内で、燃料を燃焼させる自動車
用のエンジンにおいては、空気量に基づいて燃料の噴射
が行われ、この燃料と空気の混合気に点火してピストン
を回転させる。このようなエンジンにおいては、流入空
気の通路にアクセルペダルに連動するスロットルバルブ
が設けられ、このスロットルバルブの開度によって、エ
ンジンの出力を制御する方式が採用される。このような
エンジンとして従来、燃料にガソリンを使用してプラグ
により点火するガソリンエンジンや、ディーゼルエンジ
ンをベースとして燃料に圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を使用
し気化器において空気と混合し、この混合気に点火する
する圧縮天然ガスエンジンが知られている。ガソリンエ
ンジンにおいては、無負荷回転時のエンジン回転速度と
エンジンの発生するトルクの総合的な値である出力が最
高となる定格出力が決定されており、この時のエンジン
の回転速度以上になっても、エンジンの各機構に問題を
起こさないような設計がなされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ディーゼルエ
ンジンをベースとした圧縮天然ガスエンジンでは、最高
出力を満足しようとすると、エンジンの発生トルクの関
係で、回転速度がディーゼルエンジンとしての許容回転
速度を越えてしまい、エンジンに大きな悪影響を及ぼし
てしまう不具合がある。この場合、燃料である圧縮天然
ガスの気化器への供給を停止することも考えられるが、
エンジンの回転速度が許容回転速度を越えた時点で直ち
に燃料供給を停止すると、アクセルペダルの踏込みに対
するエンジンの追随性を悪化させ、いわゆるハンチング
を起させて乗員又は積み荷に不快な振動を与える問題点
がある。本発明の目的は、乗員又は積み荷に不快な振動
を与えること無くエンジンの過回転を有効に防止しうる
スロットルバルブの制御装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、エンジン１１の吸気通路１２に設け
られアクセルペダル１８に連動して通路１２を開閉する
スロットルバルブ１６と、エンジン１１の回転速度を検
出する回転センサ２６と、スロットルバルブ１６のスロ
ットル開度を検出するスロットル開度センサ２４と、ス
ロットルバルブ１６の開度を強制的に減じるアクチュエ
ータ２３と、アクチュエータ２３によりスロットルバル
ブ１６の開度を強制的に減じた時にアクセルペダル１６
の動作をスロットルバルブ１６に伝達しないように構成
されたキャンセル手段２１と、回転センサ２６及びスロ
ットル開度センサ２４の検出出力に基づきエンジン１１
の回転速度が所定の回転速度を越えるときアクチュエー
タ２３を作動するコントローラ２７とを備えたスロット
ルバルブの制御装置である。エンジン１１の回転速度が
所定の回転速度を越えるときコントローラ２７がアクチ
ュエータ２３を作動し、アクチュエータ２３がスロット
ルバルブ１６の開度を強制的に減じることによりエンジ
ンの過回転を防止する。アクチュエータ２３がスロット
ルバルブ１６の開度を強制的に減じる時、キャンセル手
段２１はアクセルペダル１６の動作をスロットルバルブ
１６に伝達しない。

【０００５】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明において、所定の回転速度がエンジン１１のオーバー
ラン速度より低い値であって、コントローラ２７は所定
の回転速度からオーバーラン速度に至るまでの間にスロ
ットル開度を連続的に減じるようにアクチュエータ２３
を制御するスロットルバルブの制御装置である。所定の
回転速度からオーバーラン速度に至るまでの間にスロッ
トル開度を連続的に減じるようにコントローラ２７がア
クチュエータ２３を制御することにより、コントローラ
２７によるアクチュエータ２３の制御時におけるアクセ
ルペダルの踏込みに対するエンジンの追随性の悪化、及
びハンチングの発生を防止する。請求項３に係る発明
は、請求項２に係る発明において、エンジン１１への燃
料供給を停止する燃料カット手段１４ｂが設けられ、コ
ントローラ２７はオーバーラン速度近傍の速度で燃料カ
ット手段１４ｂにより燃料をカットするように制御する
スロットルバルブの制御装置である。オーバーラン速度
近傍の速度で燃料をカットすることにより、エンジン回
転速度がオーバーラン速度を越えて上昇することを確実
に防止する。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳しく説明する。図１に示すように、エンジン
１１には吸気通路である吸気管１２の基端が設けられ、
先端にはエアクリーナ１３が設けられる。エアクリーナ
１３から吸入された空気は、吸気管１２を通ってエンジ
ン１１に供給されるようになっている。吸気管１２に
は、燃料であるＣＮＧを空気と混合する気化器１４が設
けられ、気化器１４の上流側における吸気管１２にはエ
ンジン１１に供給する吸入空気量を制御するスロットル
バルブ１６が設けられる。気化器１４には図示しない燃
料タンクから気化器１４へ燃料を供給する燃料管１４ａ
が接続され、燃料管１４ａにはエンジン１１への燃料供
給を停止可能に構成された燃料カット手段である燃料カ
ットバルブ１４ｂが設けられる。

【０００７】スロットルバルブ１６にはスロットルレバ
ー１６ａの基端が固着され、スロットルレバー１６ａを
図の実線矢印で示すように回転させることによりスロッ
トルバルブ１６が開き、逆に、スロットルレバー１６ａ
を図の破線矢印で示すように回転させることによりスロ
ットルバルブ１６は閉じるように構成される。スロット
ルバルブ１６は開くことによりエンジン１１に供給され
る空気量が増加してエンジン出力を増加させ、逆に、ス
ロットルバルブ１６は閉じることによりエンジン１１に
供給される空気量が減ってエンジン出力を減少させるよ
うになっている。

【０００８】スロットルレバー１６ａの先端にはアクセ
ルロッド１７が接続される。アクセルロッド１７は第１
ロッド１７ａと第２ロッド１７ｂにより構成され、スロ
ットルレバー１６ａの先端には第２ロッド１７ｂの一端
が接続される。第１ロッド１７ａの一端はアクセルレバ
ー１８ａを介してアクセルペダル１８に接続され、第１
ロッド１７ａ及び第２ロッド１７ｂのそれぞれの他端は
キャンセル手段２１により接続される。図２及び図３に
示すように、キャンセル手段２１は第１ロッド１７ａの
他端に設けられたアウターチューブ２１ａと、アウター
チューブ２１ａ内を軸方向に移動可能に第２ロッド１７
ｂの他端に設けられたインナーピース２１ｂと、インナ
ーピース２１ｂを介して第２ロッド１７ｂと第１ロッド
１７ａの両者を引き合うように付勢するアウターチュー
ブ２１ａに内蔵された圧縮ばね２１ｃとを備える。図１
に戻って、このように構成されたキャンセル手段２１
は、アクセルペダル１８を一点鎖線の状態から実線で示
すように踏み込むと、アクセルロッド１７とともに移動
してスロットルレバー１６ａを回転させてスロットルバ
ルブ１６を開くように構成される。

【０００９】第２ロッド１７ｂには制御レバー２２を介
してスロットルバルブ１６の開度を強制的に減じるアク
チュエータ２３が設けられる。本実施の形態におけるア
クチュエータ２３はサーボモータ２３ａと、このサーボ
モータ２３ａの回転により突出軸２３ｂの突出量を制限
可能に構成された制御ボックス２３ｃとを有し、制限範
囲以内の突出軸２３ｂは制御ボックス２３ｃ内部への没
入及び制御ボックス２３ｃからの突出が自由に行われる
ように構成される。図３に示すように、サーボモータ２
３ａの回転により突出軸２３ｂの制御ボックス２３ｃか
らの突出量が制限されると、アクセルペダル１８が踏込
まれている状態であれば、突出軸２３ｂは制御ボックス
２３ｃに没入し、支点２２ａを中心に制御レバー２２を
図の実線矢印で示すように回転させる。制御レバー２２
の回転は第２ロッドを圧縮バネ２１ｃの付勢力に打勝つ
力で図の破線矢印で示すように移動させ、スロットルバ
ルブ１６の開度を強制的に減じるように構成される。な
お、アクチュエータ２３の駆動時にキャンセル手段２１
における圧縮バネ２１ｃは縮むので、アクセルペダル１
８の動作はスロットルバルブ１６に伝達することはな
い。

【００１０】図１に戻って、吸気管１２にはスロットル
バルブ１６の開度を検出するスロットル開度センサ２４
が設けられ、エンジン１１にはその回転速度を検出する
回転センサ２６が設けられる。スロットル開度センサ２
４及び回転センサ２６の検出出力はコントローラ２７に
入力され、コントローラ２７の制御出力はサーボモータ
２３ａとカットバルブ１４ｂに接続される。コントロー
ラ２７にはメモリ２７ａが設けられ、このメモリ２７ａ
には回転センサ２６の検出出力に対するスロットルバル
ブ１６の開度が図４に示すようなマップとして記憶され
る。なお、本実施の形態におけるエンジン１１のオーバ
ーラン速度は３３００ｒｐｍであり、このコントローラ
２７は回転センサ２６及びスロットル開度センサ２４の
検出出力に基づきエンジン１１の回転速度が所定の回転
速度、本実施の形態では２９００ｒｐｍを越えるときア
クチュエータ２３を作動するように構成される。

【００１１】このように構成されたスロットルバルブの
制御装置の動作を図５に示す制御行程図を用いて説明す
る。エンジン１１の運転中コントローラ２７は回転セン
サ２６及びスロットル開度センサ２４の検出出力を入力
し、エンジン１１の回転速度ＮＥが所定の回転速度以
下、本実施の形態では２９００ｒｐｍ以下である運転状
況では、コントローラ２７はアクチュエータ２３を動作
させることはなく、アクセルペダル１８に連動してスロ
ットルバルブ１６は通路を開閉し、アクセルペダル１８
を踏込むことによりスロットルバルブ１６を開けばエン
ジン１１に供給される空気量が増えてエンジン出力が増
加し、逆に、アクセルペダル１８の踏込みを緩めてスロ
ットルバルブ１６を閉じればエンジン１１に供給される
空気量が減ってエンジン出力が減少する。このようにア
クセルペダル１８の踏込みによりエンジン出力は制御さ
れる。

【００１２】エンジンの回転速度ＮＥが所定の回転速度
以上、本実施の形態では２９００ｒｐｍ以上に達したな
らば、コントローラ２７はアクチュエータ２３を作動さ
せる。コントローラ２７は所定の回転速度である２９０
０ｒｐｍからオーバーラン速度である３３００ｒｐｍ以
上に至るまでの間にスロットル開度を図４に示すマップ
に基づいて連続的に減じるようにアクチュエータ２３を
制御する。即ち、コントローラ２７はサーボモータ２３
ａを制御し、図３に示すように、突出軸２３ｂの突出量
を制限することによりアクセルペダル１８の踏込み量に
拘らず第２ロッド１７ｂを図の破線矢印で示すように移
動してスロットルバルブ１６の開度を図４のマップに基
づいて強制的に減じさせる。この場合、キャンセル手段
２１は圧縮バネ２１ｃが縮むことによりアクセルペダル
１８の動作をスロットルバルブ１６に伝達しないように
する。

【００１３】アクチュエータ２３の制御によるスロット
ル開度の調整にも拘らずエンジン１１の回転速度ＮＥが
上昇し、その回転速度がオーバーラン速度近傍まで上昇
したならば、コントローラ２７はオーバーラン速度近傍
の速度で燃料カット手段であるカットバルブ１４ｂによ
り燃料をカットするように制御する。本実施の形態にお
けるオーバーラン速度近傍の速度とは３３００ｒｐｍで
あり、コントローラ２７は回転センサ２６の検出出力が
３３００ｒｐｍを越えた時点でカットバルブ１４ｂによ
り燃料をカットする。この燃料カットにより図示しない
燃料タンクから気化器１４への燃料供給は行われなくな
り、エンジン回転速度ＮＥがオーバーラン速度を越えて
上昇することを防止する。

【００１４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、エ
ンジンの回転速度を検出する回転センサと、スロットル
バルブの開度を強制的に減じるアクチュエータと、アク
チュエータによりスロットルバルブの開度を強制的に減
じた時にアクセルペダルの動作をスロットルバルブに伝
達しないように構成されたキャンセル手段と、エンジン
の回転速度が所定の回転速度を越えるときアクチュエー
タを作動するコントローラとを備えたので、エンジンの
回転速度が所定の回転速度を越えるときコントローラが
アクチュエータを作動し、アクチュエータがアクセルペ
ダルの踏込みに拘らずエンジンの吸気通路に設けられた
スロットルバルブの開度を強制的に減じる。この結果、
エンジンの過回転を防止することができる。

【００１５】また、所定の回転速度からオーバーラン速
度に至るまでの間にスロットル開度を連続的に減じるよ
うにコントローラがアクチュエータを制御すれば、コン
トローラによるアクチュエータの制御時におけるアクセ
ルペダルの踏込みに対するエンジンの追随性の悪化、及
びハンチングの発生を防止する。この結果、乗員又は積
み荷に不快な振動を与えること無くエンジンの過回転を
有効に防止することができる。更に、エンジンへの燃料
供給を停止する燃料カット手段を設け、コントローラが
オーバーラン速度近傍の速度で燃料カット手段により燃
料をカットするようにすれば、オーバーラン速度近傍の
速度で燃料をカットすることにより、エンジン回転速度
がオーバーラン速度を越えて上昇することを確実に防止
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バルブの制御装置を示す構
成図。

【図２】そのスロットルバルブとアクチュエータとキャ
ンセル手段との関係を示す図。

【図３】そのアクチュエータがスロットルバルブの開度
を強制的に減じた状態を示す図２に対応する図。

【図４】そのコントローラのメモリに記録された回転速
度とスロットルバルブの開度との関係を示す図。

【図５】その装置の制御行程図。

【符号の説明】

１１ エンジン １２ 吸気通路 １４ｂ カットバルブ（燃料カット手段） １６ スロットルバルブ １８ アクセルペダル ２１ キャンセル手段 ２３ アクチュエータ ２４ スロットル開度センサ ２６ 回転センサ ２７ コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/22 ３８０ Ｆ０２Ｄ 41/22 ３８０Ｓ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン(11)の吸気通路(12)に設けられ
   アクセルペダル(18)に連動して前記通路を開閉するスロ
   ットルバルブ(16)と、 前記エンジン(11)の回転速度を検出する回転センサ(26)
   と、 前記スロットルバルブ(16)のスロットル開度を検出する
   スロットル開度センサ(24)と、 前記スロットルバルブ(16)の開度を強制的に減じるアク
   チュエータ(23)と、 前記アクチュエータ(23)により前記スロットルバルブ(1
   6)の開度を強制的に減じた時に前記アクセルペダル(16)
   の動作を前記スロットルバルブ(16)に伝達しないように
   構成されたキャンセル手段(21)と、 前記回転センサ(26)及び前記スロットル開度センサ(24)
   の検出出力に基づき前記エンジン(11)の回転速度が所定
   の回転速度を越えるとき前記アクチュエータ(23)を作動
   するコントローラ(27)とを備えたスロットルバルブの制
   御装置。
2. 【請求項２】 所定の回転速度がエンジン(11)のオーバ
   ーラン速度より低い値であって、コントローラ(27)は前
   記所定の回転速度から前記オーバーラン速度に至るまで
   の間にスロットル開度を連続的に減じるようにアクチュ
   エータ(23)を制御する請求項１記載のスロットルバルブ
   の制御装置。
3. 【請求項３】 エンジン(11)への燃料供給を停止する燃
   料カット手段(14b)が設けられ、コントローラ(27)はオ
   ーバーラン速度近傍の速度で前記燃料カット手段(14b)
   により燃料をカットするように制御する請求項２記載の
   スロットルバルブの制御装置。