JPS6175024A - 車両用スロツトル制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は車両の発進時および加速時の駆動輪のスリップ
防止などに通用してスロットル開度を制御する車両用ス
ロットル制御装置に関する。

（従来の技術） 従来この種の装置では、駆動輪のスリップ防止をするも
のとして、特公昭５　Ｌ−３１９１５号「　′車輪のス
リップ防止装置」があり、発進、加速時に駆動輪のスリ
ップが発生すると、エンジンのキャブレーク（スロット
ル）の開度を減じてエンジントルクを減少させている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この従来装置ではスリップ防止のアクチ
ュエータの作動によりスロットル開度を強制的に減少さ
せたとき、そのスロットル軸がアクセルケーブルを介し
てアクセルペダルに直結しているので、前記アクチェエ
ータの駆動力が反力となってアクセルペダルを押し戻す
ことになり、運転者の足にンヨックを与えてしまうとい
う問題がある。

本発明は上記問題を解消するもので、アクセル操作部の
操作中に、スロットル開度を強制的に減少させた場合に
アクセル操作部への反力を防止することを目的としてい
る。

（問題点を解決するための手段） そのために本発明では、車両のエンジントルクを増減さ
せるスロットルに連結したアームと、このアームにアク
セル操作部の操作力を伝える連結機構と、スロットル開
度の減少制御指令に基づいて前記アームを直接駆動する
アクチュエータと、前記連結機構の途中に介在させて前
記アクチュエータの直接駆動による前記アクセル操作部
への反力を減衰させる緩衝手段とを備える構成にしてい
る。

（作　用） 上記構成によれば、アクセル操作部の操作中に、アクチ
ュエータにより強制的にスロットル開度を減少させた際
、その反力は前記連結機構の途中の緩衝手段による減衰
作用で吸収し、アクセル操作部へのショックを防止して
いる。

（実施例） 以下本発明を図に示す実施例について詳細に説明する。

第１図は本発明による車両用スロットル制御装置を通用
した車両用走行制御装置の全体構成を示す構成図である
。第１図において、１０はスロットル部の構成である。

スロットル軸１２にはスロットルバルブ１１とアーム１
３が固定されており、アーム１４はスロットル軸１２の
まわりを空転可能に組み付けである。また、リターンス
プリング１６の両端は、スロットルバルブ１１を組み込
むスロットルボディーとアーム１４に取付けられ、アー
ム１４にはスロットルボディーに対してＡ方向から見て
（以下スロットル部のアームの回転方向はＡ方向から見
た場合の方向とする）常に反時計方向の力が加えられて
いる。緩衝手段をなすスプリング１５の両端はアーム１
３とアーム１４に取付けられ、アーム１４に対してアー
ム１３を時計方向に押しており、通常、アーム１３はア
ーム１４に取付けられたストッパ１７に押し付けられて
いる。従って、スロットルバルブ１１はリターンスプリ
ング１６のハネ力により常に閉じる方向（反時計方向）
に力を受けている。

２０はスロットルアクチュエータであり、アクチュエー
タ内部にある図示されていないタラソチおよびギヤを介
して駆動源のモータ２５によって駆動される出力軸２６
にレバー２１が固定されており、レバー２１はアクチュ
エータ内部にある図示されていないスプリングによって
常に時計方向に押されており、さらにレバー２１は出力
軸２６のまわりに空転可能なアーム２２を時計方向に押
している。さらに、アーム２２はスプリング２７によっ
て時計方向に力を受けている。また出力軸のまわりに空
転可能なアーム２３はアクチュエータ内部で出力軸２６
に固定されているレバーによって反時計方向のみ押され
、出力軸のまわりを回転するようになっている。

すなわち、モータ２５によって出力軸２６を時計方向に
回転させた時はレバー２１によってアーム２２のみを時
計方向に回転させることが出来、出力軸２６を反時計方
向に回転させた時はアクチュエータ内部のレバーによっ
てアーム２３のみを反時計方向に回転させることが出来
るようにしている。２４はアーム２２．２３の回転範囲
を制限するストッパ、２日はスプリング２７の片端をア
クチュエータボディーに固定するストッパである。

３０はアクセル操作部をなすアクセルペダル部の構成で
、３１はアクセルペダル、３２はアクセルペダル３１を
押すレバーである。１９はアクセルペダル３１とスロッ
トル部１０のアーム１４を結ぶアクセルケーブルであり
、運転者がアクセルペダル３１を踏み込むことにより、
アーム１４を時計方向に回転させ、スプリング１５、ア
ーム１３を介してスロットルバルブが開かれる。また１
８はアクチュエータ２０のアーム２２とスロットル部１
０のアーム１３を結ぶコントロールケーブル、３３はア
クチュエータ２０のアーム２３とアクセルペダル部３０
のレバー３２を結ぶコントロールケーブル（又はリンク
）である。

６１は駆動輪速度を検出する速度センサ、６２は従動輪
速度を検出する速度センサ、６３はスロットル開度を検
出するスロットル開度センサ、６４ばオートドライブの
各種指令を発するために手動操作する指令スイッチであ
り、６０はこれらの（＝７す６１．　６２．　６３．　
ＦｒＩ令スイッチ６４からの信号を受けて、アクチュエ
ータ２０に制御信号を出力する電子制御ユニット（以下
ＥＣＵと呼ぶ）であり、マイクロコンピュータを用いた
ものである。

７０はガソリンエンジンであり、スロットル部１０のス
ロットルバルブ１１の開度に応じてその吸入空気量が増
減され、よってエンジンの作動のエンジン回転数（エン
ジントルク）が増減するものである。

次に、上記構成においてその作動について説明する。

（ａ１通常アクセルし作詩； 運転者がアクセルペダル３１を踏むと、アクセルケーブ
ル１９が引っ張られ、スロットル部１０の７−ム１４が
時計方向に回転する。通常、アームＩ３はスプリング１
５によってストッパ１７に押し付けられており、７−ム
１４と一緒に回転するため、スロットル軸１２が回転し
、スロフトル［バルブ１１が開く。つまり、アーム１４
の回転は、スプリング１５．アーム１３を介してスロッ
トル軸１２に伝えられる。この時、アーム１３の回転に
より、コントロールケーブル１８も引っ張られるため、
アクチュエータ２０のアーム２２も反時計方向に回転し
、レバー２１もアーム２２に押されて同方向に回転する
。

他方、運転者がアクセルペダル３１の踏み込み量を減少
させれば、リターンスプリング１６によってアーム１４
が反時計方向に回転し、アーム１３もストッパ１７に押
されて同方向に回転するため、スロットルバルブ１１の
開度が減少する。この時、アーム１３の回転によりコン
トロールケーブル１８が緩められ、アーム２２はスプリ
ング２７によって時計方向に回転し、またレバー２１も
アクチュエータ内部の図示されていないスプリングによ
って同方向に回転する。

（１））スリップ制御時； 発進、急加速時等に駆動輪に過大なスリップが発生し、
重両が安定性を失ない、また加速性も悪化してしまうこ
と防止すべく、次のような制御を行なう。

すなわち、ＥＣＵ６０では、常に速度センサ６１．６２
からの速度情報に基づき、駆動輪のスリップを判定して
おり、スリップ発生時には、アクチュエータ２０に対し
、スロットル開度を減少させてエンジントルクを抑制し
、スリップを抑えるよう指令する。

今、スロットルバルブ１１が開かれている状態で、アク
チュエータ内部の電磁クラ・ノチをＯＮすることにより
モータ２５の動力を出力軸２６に伝達させ、出力軸２６
を時計方向に回転させると、出力軸２６に固定されてい
るレバー２１がアーム”２２を時計方向に回・耘させ、
コントロールケーブル１８を介してスロットル部１０の
アーム１３が反時計方向に回転し、スロットル開度が減
少する。

この時、アーム１３がアーム１４に固定されたストッパ
１７から離れるため、運転者の足にはスプリング１５に
よる力だけ余分な力がかかるが、このスプリング力が小
さくなっているためアクセルペダル３１が無理に押し戻
されることはない。

そして、モータ２５の電流を切れば、スプリング１５に
よってアーム１３が時計方向にストッパ１７に当たる位
置まで回転し、スロットル開度はアクセルペダル３１の
踏み込み量と対応する開度まで戻るので、モータ２５の
電流の０Ｎ１０　Ｆ　Ｆを制御し、スリップ減少に従っ
て徐々にアーム２２を戻して、スロットル開度をアクセ
ルペダル３１の踏み込み量に対応する開度まで開くよう
にする。

（Ｃ）オートドライブ時； オートドライブを行なう時には、アクチュエータ内部の
電磁クラッチをＯＮＬ、モータ２５の動力を出力軸２６
に伝達出来るようにし、モータ２５の電流をスリップ制
御時と逆にし、出力軸２６を反時計方向に回転させ、出
力軸２６に固定されたアクチュエータ内部の図示されて
いないレバーによってアーム２３を反時計方向に回転さ
せ、コントロールケーブル３３、レバー３２を介してア
クセルペダル３１の踏み込み量を制御する。ここで、通
常のアクセル操作時やスリップ制御時にアーム２３が動
かされることはない。またオートドライブ制御時のスロ
ットル部の動作は、通常のアクセル操作時と同じである
。

次にＥＣＵ６０の動作の一例を第２図のフローチャート
を用いて説明する。

まず、ステップ１０１にて、各センサから駆、動輪速度
ＶＷ、従動輪速度Ｖｖ、スロットル開度θＴＨを読み込
み、ステップ１０２にて運転者が手動スイッチをセット
しているか否かを示すオートドライブ実行モードになっ
ているか否かを判別する。もし、オートドライブ実行モ
ードになっている場合はステップ１０８へ移り、オート
ドライブ用のプログラムを実行してステップ１０１に戻
る。

他方、ステップ１０２にて、オートドライブ実行モード
になっていないと判別された場合は、ステップ１０３に
移り、スリップ判定レベルＶＶを作成する。すなわち、
従動輪速度Ｖｖをに倍（Ｋ＝１．１〜２．０）して目標
スリップ判定レベルＶＴとする。次に、ステップ１０４
で駆動輪速度Ｖｗ、スリンジャ１定レベルＶＴを比較し
てスリップの有無を判定する。ステップ１０４にてＶｗ
≧ＶＴが成立し、スリ、プ有りと判定された場合は、ス
テップ１０５に移り、スロットル開度を減少しエンジン
トルクを抑えるために、スロットル開度変化量△θ＝−
Δθ１　（Δθ１〉Ｏ）と設定し、ステップ１０７に移
る。一方、ステップ１０４にて■ｗ　＜　Ｖ　［が成立
し、スリ・ノブ無しと判定された場合は、ステップ１０
６に移り、スロットル開度を増加し、エンジントルクを
増加させるようにスロットル開度変化量△θ＝△θ２　
（△θ２〉０）と設定し、ステップ１０７に移る。ステ
ップ１０７ではスロットル開度がθ丁Ｈ＋△θに制御さ
れる様にアクチェエータ２０を駆動し、ステップ１０１
に戻る。

この駆動は、第３図の波形図に示すように、モータに印
加される電圧パターンのＤｕ　ｔｙ比ｔ／Ｔ（Ｔ：周期
、一定）を制御することによって行なわれる。スリップ
制御時には、モータ２５に流れる電流の方向は常に同じ
であり、アクチュエータ２０の出力トルクは宙に時計方
向に働き、電圧パターンのＤｕｔｙ比を大きくすればア
クチュエータの出力トルクが大きくなる。従って、Ｄｕ
　ｔｙ比を制御することによって、スロットル開度を制
御出来る。

スリップが発生していなければ、最終的にＤｕｔｙ比は
０％になり、モータ印加電圧０１”　Ｆの状態に戻る。

上述の実施例におけるアクチュエータ２０では出力軸２
６の駆動回転方向違いにより、スリップ制御、オートド
ライブ制御の両者を行なえる構造とし、速い応答性を必
要とするスリップ制御のために、スリップ制御時に駆動
されるアーム２２の半径は大きくしてあり、またギヤに
よる減速比も小さくすることができる。他方、オートド
ライブ制御では、スリップ制御に比べて応答性は遅くて
も良いが、スロットル開度の分解能を大きくするために
、出力軸２６からさらにギヤを介してオートドライブ制
御用のアーム２３を駆動する構成とし、減速比を大きく
して必要な分ＩＷ能を得ることができる。

さらに、この実施例では、スロットルバルブを閉じるの
に必要な力を小さくし、またアクセルペダル３１へのシ
ョックを和らげるために第１図に示す様にスプリング１
５を用いており、よってアクチュエータ２０に必要な力
はスプリング１５の荷重より大きければよいため、アク
チュエータ２０は小型化でき、またスリップ発生時のア
クチェエータの動作も高速化出来る。また、アクセルペ
ダル３１へのショックもスプリング１５によって緩和さ
れ、運転者にとってアクセルペダル３１が、スプリング
１５による力の分だけ重くなるだけである。

そして、スプリング１５の荷重を小さくするほど前記の
特徴が著しくなるが、スプリング１５の荷重は、通常の
アクセル動作時に運転者が急激にアクセルペダルを踏み
込んだ時に、第１図において、アーム１３がストッパ１
７から離れないだけの荷重に設定している。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

すなわち、第１図の実施例では通常のアクセル動作時に
運転者が急激にアクセルペダル３１を踏み込んだ時にア
ーム１３がストッパ１７から離れないだけの荷重にセフ
）されたスプリング１５をアクセルペダル３１とアーム
１３間の連結機構の途中に介在させるものを示したが、
別異の構成にしたものを第４図に示す。

この第４図において、スロットル部４０の構成は、スロ
ットルバルブ４１を固定したスロットル軸４２にアーム
４５が固定されており、リターンスプリング４３の両端
はスロットルボディとアーム４５に取り付けられ、その
力は常にアーム４５を反時計方向（すなわち、スロット
ルバルブ４１を閉じる方向）へ作用している。アーム４
５にはアクセルケーブル４４とコントロールケーブル４
６が取り付けられ、アクセルケーブル４４はスロットル
バルブ４１を開く方向、また、コントロールケーブル４
６はスロットルバルブ４１を閉じる方向にアーム４５を
引っ張るようになっている。

コントロールケーブル４６の一端は第１図と同様に、ア
クチュエータ２０のアーム２２に取り付けられている。

一方、アクセルケーブル４４の途中には緩衝部５０のシ
リンダ５１が設けられておりアクセルペダル３１と直結
し、シリンダ５１内部のピストン５２とアクセルケーブ
ル４４によりアーム４５と直結している。またシリンダ
５１とピストン５２はスプリング５３によってつながれ
ており、通常シリンダ５１とピストン５２はスプリング
５３により一体となって動く。スプリング５３の張力は
スプリング４３がアーム４５に作用している力より大き
く、運転者が急にアクセルペダル３１を踏み込んだ時に
シリンダ５１とピストン５２が離れないような荷重に設
定している。従って、アクチュエータ２０によってスロ
ットル開度を強制的に減少させた際、その反力はスプリ
ング５３で減衰され、アクセルペダル３１を押し戻すの
を防止することができる。

なお、上述の実施例ではスリップ制御時とオートドライ
ブ制御時ではモータ電流を逆転し、それぞれの制御時に
流れるモータ電流は一方向でＤｕｔｙ制御によってスロ
ットル開度を制御したが、アクセルペダルの踏み込み量
を検出するセンサを設け、各制御時に正逆のモータ電流
を流し、ＤｕＬｙ比＋１００％〜−１００％６の範囲で
変化させてスロットル開度を制御するようにしても良い
。

また、スロットルアクチュエータはスリップ制御とオー
トドライブの両機能を備えたものであるが、スリップ制
御専用のアクチュエータによってアーム１３を動かす様
にしてもよい。

また、このアクチュエータはモーフ以外（例えば油圧、
空気圧等）の動力を用いたものでも良い。

また、ＥＣＵの動作において、スリップの有無によって
変化させるスロットル開度変化量△θは、スロットル開
度θＴｌ−１、エンジンの状態等の関数として求めるよ
うにしてもよい。

（発明の効果） 以上述べたように本発明においては、車両の駆動輪のス
リップ防止などに適用し、アクセル操作部の操作中に、
それに連結したスロットルの開度をアクチュエータによ
り強制的に減少制御した際、その反力を連結機構の途中
に介在させた緩衝手段による減衰作用で吸収することが
でき、アクセル操作部へのショックを防止することがで
きるという優れた効果がある。

【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構成図、第２図は
第１図中のＥＣＵの演算処理を示すフローチャート、第
３図はその作動説明に供する波形図、第４図は本発明の
他の実施例を示す全体構成図である。 １０・・・スロットル部、１１・・・スロットルバルブ
、１３・・・アーム、１５・・・ｔｔ　ｆｆｒ手段をな
すスプリング、２０・・・アクチュエータ、３ｏ・・・
アクセル操作部、６０・・・ＥＣＵ、７ｏ・・・ガソリ
ンエンジン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両のエンジントルクを増減させるスロットルに連結し
   たアームと、 このアームにアクセル操作部の操作力を伝える連結機構
   と、 スロットル開度の減少制御指令に基づいて前記アームを
   直接駆動するアクチュエータと、 前記連結機構の途中に介在させて前記アクチュエータの
   直接駆動による前記アクセル操作部への反力を減衰させ
   る緩衝手段とを備える ことを特徴とする車両用スロットル制御装置。