JPS59153945A - スロツトルバルブ制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕　本発明は電子制御アクチ。

エータによるスロットルバルブ制御装置に関し、特に電
子制御アクチュエータの異常時に対処する安全装置に関
する。

〔従来技術〕　最近、排気浄化性能や燃費性能を向上さ
せるためのエンジン制御の一環として、スロットルバル
ブとアクセルペダルの機械的連結ヲな（し、アクセル踏
み込み量を電気量に変換した信号（アクセル踏み込み量
信号）と他のエンジン運転状態または車両走行状態を表
わす信号（たとえばエンジン回転数信号、ギヤポジショ
ン信号等）に対応してスロットルバルブの開閉制御を行
なう電子制御アクチュエータによるスロットルバルブ制
御装置の開発が進められている。

この電子制御アクチュエータによるスロットルバルブ制
御装置にあっては、スロットルバルブの開閉は演算制御
部から指令を受けて作動する駆動モータにより行なわれ
るため、車両走行中電子制御アクチ、エータが制御不能
な状態となったときに車両の暴走を防ぐ安全装置を設け
る必要があり、このような安全装置の例として （１）　　制御停止時にスロットルバルブを閉位置にも
とすリターンスプリングをスロットルシャフトに取り伺
けた構成。

（２）　　制御不能となったときに電子制御アクチーエ
ータからスロットルシャフトを切り離す電磁クラッチを
設けた構成。

（３）　　リターンスプリングと電磁クラッチを組み合
わせて電磁クラッチの切離し時にリターンスプリングを
作用させる構成。

が特開昭５５−１４５８６７号公報に開示されている。

ｌ〜かし、これら従来例では電子制御アクチュエータに
よる制御停止後にスロットルバルブを開閉する駆動手段
がないため、その後の車両の安全な走行が確保できず、
修理のため所定の場所に車両を移動させることもできな
くなるとし・う問題点があった。

〔発明の目的〕　本発明は、電子制御アクチ。エータが
制御不能な状態となった場合でも暴走の恐れなく車両の
安全な走行を確保することにより上記問題点を解決する
ことを目的とする。

〔発明の概要〕　上記目的を達成するため本発明では、
アクセルペダルに機械的に連結されアクセル踏み込みに
より回転する回転軸と、該回転軸とスロットルシャフト
との間に介在して電磁コイルが励磁されたときに前記両
軸を切り離し、電磁コイルの励磁が解かれたときに前記
両軸を結合する電磁クラッチと、電子制御アクチュエー
タの制御動作の異常を検知してリレーを駆動し電子制御
アンチ４エータおよび前記電磁クラッチへの電源供給を
停止させる制御回路より構成される安全装置を設け、こ
れにより電子制御アクデーエータの正常時の制御動作に
影響を及ぼすことなく、電子制御アクチーエータが制御
不能な状態となったときのみスロットルシャフトをアク
セルペダルに機械的に連結してアクセル踏み込みにより
スロットルバルブの開閉制御が行なえるようにした。

〔発明の実施例〕　以下、本発明の一実施例を図面によ
り説明する。

第１図は本実施例の全体構成を示す概要図である。図中
、１はスロットルボディ、２はスロットルバルブ、３は
スロットルシャフトである。４は電子制御アクチュエー
タで、−例として駆動モータ（直流サーボモータ）５、
モータ軸に取り付けられたギヤ６、このギヤ６とかみ合
いスロットルシャフト３に取り伺けられたギヤ７、スロ
ットル開度センサ（たとえばポテンショメータ）８、お
よび演算制御部９より構成されたものを示す。演算制御
部９は、図示しないアクセルセンサ（たとえばポテンシ
ョメータ）によりアクセルペダル１０の位置を電気量に
変換したアクセル踏み込み量信号Ｖと、図示しな（・回
転数センサからのエンジン回転数信号Ｎと、図示しない
ギヤポジションセンサからのギヤポジション信号Ｇと、
スロットル開度センサ８からのスロットル開度信号θ７
を入力に取り込み、スロットル開度信号θＦから算出さ
れるスロットルバルブの開度変化率がエンジン回転数信
号Ｎとギヤポジション信号Ｇより決定されるその運転状
態での許容開度変化率の上限値を越先ない範囲の開閉速
度でスロットル）＜ルフ゛の開度をアクセル踏み込み量
信号Ｖに対応して決ｄ）ら１１．　フこ目標開度に一致
させる指令信号を駆動モータ５にｊ呆り、ス０７　）　
／ｌ／ノ（ルブ２を開閉させ’ｌ−）　（％願１１８５
７−２０７７１３号参照）。電子制御アクチュエータの
構成は任意であり、この例に限定されるものでＧ土ない
。

１１はスロットルボディ１に対しアクチュエータ４とは
反対側に設置された電磁クラッチであるＯ電磁クラッチ
１１は電磁コイル１２、コーク１３およびプランジャ１
４より構成されるソレノイド形電磁石を駆動源としてお
り、直動および回転可能に構成されたプランジャ１４の
一端を回転軸１５に結合し、他端に雄側のクラッチ結合
部１６を設け、スロットルシャフト３０軸端に設けた雌
側のクラッチ結合部１７に対向させである。この電磁ク
ラッチをま、フ。

ランジャ１４の回転軸１５に結合された側の端部すとヨ
ーク１３との間に吸引ギヤツブを形成し、プラン・ジャ
１４の反対側端部と固定部との間にスプリング１８を設
けて、電磁コイル１２が励磁されたときにクラノチ結合
部１６．１７のかみ合℃・がはすされ、電磁コイル１２
の励磁が解かれたとき、つまり電源が切られたときにク
ラッチ結合部１６．１７がかみ合うようにフェイルセー
フに構成されている。

回転軸１５にボルト１９により固着されたセグメント形
ディスク２０の外周の溝にはアクセルペダル１０に連結
されたアクセルワイヤ２Ｊを巻き伺け、ワイヤの端をデ
ィスク肋に固定しである。第２図はディスク２０の側面
図である。アクセルワイヤ２１に常時張力を加えるため
、回転軸１５にはうず巻形のリターンスプリング２２を
取り付け、このリターンスプリング２２によってスロッ
トルバルブ２を閉位置にもどす方向のトルクを回転１１
ｉｊｌｌ１５に加えている。

２３はアクセルペダル１０のリターンスプリング、２／
ｌはアクセルストッパである。

第３図に拡大して示したようにクラッチ結合部１６は、
その円錐形外周面に細かいピッチで三角波状の凹凸２５
が形成されており、これに対応する凹凸がクラッチ結合
部１７の円錐形内周面に形成されている。

第１図の２６は電子制御アクチ。エータ４および電磁コ
イル１２の電源回路に挿入された常閉接点２にｂを有す
るリレ：で、接点２６ｂの電源側はイグニッションスイ
ッチ２７を経てバッチ１Ｊ２８に接続されて℃・る。

２つは安全装置の制御回路で、本実施例ではアクセル踏
み込み量信号Ｖとスロットル開度信号θＦから電子制御
アクチ、工〜り４の制御動作の異常を検知してリレー２
６を駆動するように構成されている。第４図は制御回路
２９の回路例を示す図で、図示しないアクセルセンサお
よびスロットル開度センサ８からの電圧信号Ｖ、θＦを
抵抗３０．３Ｊ、３２．３３．０１〕アンプ３４より構
成される差動増幅回路に入カシ、（Ｖ−θＦ）に対応す
るＯＰアンプ；３／Ｉの出力を絶対値変換回路３５に入
れて絶対値をとり、これを抵抗３６．３７．３８、ＯＰ
アンプ３９で構成される比較器に入力することにより、
その入力電圧が抵抗４０で設定される比較基準電圧より
大きくなったとき、つまり（Ｖ−θＦ）の値が電子制御
アクチーエータ４の正常な制御動作で許容されるスロッ
トル開度と［４標開度との誤差の上限値を越えたとき、
ＯＰアンフ゛３９の出力はハイかもロウ（またはロウか
ら〕・イ）に変化する。この出力変化をパワーアンプ４
１で増幅し、リレー２Ｇを駆動するものである。

次に本装置の作用を説明する。

イグニッションスイッチ２７のＯＦＦ　時（エンジン停
止時）には、プランジャ１４はスプリング１８′により
押圧されて図の右側に位置し、クラッチ結合部１６．１
７がかみ合った状態にあるが、イグニッションスイッチ
２７をＯＮにすると、リレー２６の常閉接点２６　ｂを
介して電子制御アクチュエータ４および電磁コイル１２
に電源が供給されるため、電磁コイル１２が励磁され、
その発生する磁束Φによりプランジャ１４は図の左側に
移動し、クラッチ結合部１６．１７のかみ合し・がはず
される。このため、プランジャ１４と回転軸１５はアク
セルペダル１０の踏み込みにより回転運動はするが、そ
の運動はスロットルシャフト３には伝達されない。した
がって、通常は車両走行中図示しないアクセルセンサに
より検出されたアクセル踏み込み量信号Ｖおよびエンジ
ン回転数信号Ｎ、ギヤポジション信号Ｇ等の制御（、Ｃ
必要な端信号に基づ℃・て電子側（１１ｉｌアクチユエ
ータ４によりスロットルバルブ２の開閉制御か行なわれ
、プラノジャ１４と回転軸１５はいわばから回りしてい
る状態にある。

しかし、（”Ｊらかの原因により電子制御アクチュエー
タ４によるスロットルバルブ２の開閉制御が不能となり
、制御を停止しなければならなくなった場合は、アクセ
ル踏み込み量信号Ｖとスロットル開度信号θＦから制御
回路２９が制御動作の異常を検知してリレーη２６を駆
動し、常閉接点２（ｉ　ｌ）をＯＪ”、Ｆにする。する
と、電子制御アクチーエータ４および電磁コイル１２へ
の電源供給が停止し、駆動モータ５に電流が流れなくな
ると同時に、電磁コイル１２の励磁が解かれるため、そ
れまでは左側にあったプランジャ１４がスプリングＪ８
の力で右側に移動し、プランジャ１４側のクラッチ結合
部Ｉ６がスロットルシャフト３側のクラッチ結合部１７
にかみ合って回転軸１５とスロットルシャフト３を結合
する。

この結果、アクセルペダル１０の踏み込みがアクセルワ
イヤ２１、ディスク２０、回転軸１５、プランジャ１４
、クラッチ結合部１６．１７を介してスロットルシャフ
ト３に伝達され、アクセル踏み込みによりスロットルバ
ルブ２を開閉することが可能となる。

ここで、クラッチ結合部１６．１７の対向面の凹凸を図
示のように細かいピッチで設けておくことにより、両者
が当接した瞬間にはかみ合わな（ても、アクセル踏み込
みにより回転軸１５がわずが回転すればかみ合い、容易
に結合状態となる。結合後も駆動モータ５、ギヤ６．７
がアクセル踏み力に対する負荷として存在するが、電子
制御アクチーエータ４が制御を停止してし・る状態では
モータ５に駆動トルクが発生しないため、踏みカに対す
る負荷としては微々たるもので、アクセル踏み込みによ
るスロットルバルブの開閉には支障がなし・。

また、回転軸１５とスロットルシャフト３が結合された
時点では、実際のスロットルバルブの開度とアクセル踏
み込み量に対応する目標開度とのずれが許容範囲の上限
値を越えて℃・るとはいうものの、極端に大きなずれは
ない。したがって、電子制御アクチュエータ４の制御停
市後もアクセル踏み込みによりスロットルバルブ２の開
閉制御がｎＪ能であり、車両の安全な走行が確保される
。

もちろん、電子制御アクチュエータの制御停止は、たと
えば制御回路２９の出力信号により警告灯を点滅させる
等の手段によって運転者に報知するが、故障を知った運
転者は修理のため所定の場所に車両を移動させることが
できる。

電磁クラッチ１１は、回転軸１５とスロットルシャフト
３の結合を確実にするため図に例示したようなかみ合し
・式クラッチであることが望ましいが、その構成は図示
の例に限定されるものではなく、また、通常の摩擦クラ
ッチを用℃・てもよ（・。

〔発明の効果〕　以上説明したように本発明によれば、
電子制御アクチ。エータが制御不能な状態となった場合
でも、電子制御アクチ。エータの制御停止と同時にアク
セルペダルに機械的に連結された回転軸とスロットルシ
ャフトが電磁クラ、チを介して結合されることにより、
アクセル踏み込みに応じたスロットルバルブの開閉制御
が可能であり、電子制御アクチーエータの制御不能時に
懸念される車両の暴走をなくすると共に、エンストを起
こすこともなく、その後の安全な走行を確保できるとい
う効果が得られる。

さらに前記実施例の効果として、電子制御アクチーエー
タ４側には電磁クラッチが存在しないため、従来のよう
にアクチ。エータ側に設けた電磁クラッチの滑りによっ
てスロットルバルブ制御の正確さをそこなうことがない
と共に、安全装置として単にスロットルシャフトにリタ
ーンスプリングを取り付けた場合のように常時リターン
スプリングが駆動モータの負荷になることもなく、駆動
モータの容量を小さくできるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体の概要図、第２図
は第１図中のアクセルワイヤ２１と回転軸１５の結合部
の側面図、第３図は同じくクラッチ結合部Ｉ６の側面図
、第４図は制御回路２９の回路例を示す図である。 ２：スロットルバルブ、３：スロットルシャフト、４°
電子制御アクチーエータ、５　駆動モータ、９　演算制
御部、１（）：アクセルペダル、１１：電磁クラッチ、
１２：電磁コイル、１３　　ヨーク、１／１゛グランジ
ヤ、１５゛回転軸、１Ｇ、１７：クラッチ結合部、１８
：クラフチ結合用スプリング、２１：アクセルワイヤ、
２２、Ｚ３：リターンスプリング、２６：　リレー、２
９：制御回路、Ｖ°アクセル踏み込み量信号、Ｎ：エン
ジン回転数信号、Ｇ°ギヤポジション信号、θＦ＝スロ
ットル開度信号 代理人弁理士　中　利　純之助

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スロットルバルブを開閉する駆動モータを有しアクセル
   踏み込み量信号と他のエンジン運転状態または車両走行
   状態を表わす信号に対応してスロットルバルブの開閉制
   御を行なう電、７子制御アクチユエータによるスロット
   ルバルブ制御装置において、アクセルペダルに機械的に
   連結されアク・セル踏み込みにより回転する回転軸と、
   該回転軸とスロットルシャフトとの間に介在して電磁コ
   イルが励磁されたときに前記両軸を切り離し、電磁コイ
   ルの励磁が解かれたときに前記両軸を結合する電磁クラ
   ッチと、電子制御アクチ＝エークの制御動作の異常を検
   知してリレーを駆動し電子制御アクチュエータおよび前
   記電磁クラッチへの電源供給を停止させる制御回路より
   構成される安全装置を備えたことを特徴とするスロット
   ルバルブ制御装置。