JPS6380039A - エンジンのスロツトル弁制御装置 - 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、吸気通路に配されるスロットル弁を、アクセ
ル操作部の操作量に応じてアクチュエータにより開閉す
るようにされたエンジンのスロットル弁制御装置に関す
る。

（従来の技術） 自動車等に搭載されるエンジンの吸入空気量を調整する
ため、その吸気通路に配されるスロットル弁は、従来、
アクセルペダル等から成るマクセル操作部の操作に機械
的に連動して開閉するようになされているが、最近、そ
れに代えてアクセルｉ桑作部の操作量を検出し、斯かる
操作量に応じてスロットル弁をモータ等のアクチュエー
タにより開閉するようになすスロットル弁制御装置が考
えられている。

このように、スロットル弁をアクチュエータにより開閉
するようになされたスロットル弁制御装置によれば、ス
ロットル弁の開度を、アクセル操作部の操作量に対応さ
せて変化させるだけでなく、エンジンの運転状態や車両
の走行状態に応じて変化させ得、それによって、例えば
、エンジンのアイドル回転数を目標回転数に維持する制
御や車両の走行速度を一定に維持する制御等を行うこと
が可能となる。

斯かるスロットル弁制御装置において、アクチュエータ
やその制御系において断線等の異常が生じて、スロット
ル弁を適正に制御することができなくなる事態が発生し
たときには、それに対する何らかの対策を迅速かつ適切
に講じる必要がある。

このため、従来においては、例えば、特開昭５９−１５
３９４５号公報に示される如く、アクチュエータやその
制御系が正常であるときには、アクチュエータにスロッ
トル弁の開閉動作を行わせ、それに異常が生じたときに
は、アクチュエータにスロットル弁の開閉制御を中止さ
せるとともに、スロットル弁とアクセル操作部とを電磁
クラッチにより機械的に連結し、以後、スロットル弁を
アクセル操作部の操作に連動させて開閉するようにされ
たスロットル弁制御装置が提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、斯かる提案されたスロットル弁制御装置
にあっては、アクセル操作部とスロットル弁とが連結さ
れたときには、アクセル操作部の操作量に対してスロッ
トル弁の開度が対応しないものとなっているので、アク
セル操作部の操作量にエンジンの運転状態が対応しない
ものとなり、例えば、アクセル操作部が解放されている
にも関わらずスロットル弁が全閉状態（アイドリング開
度状態）とならず、適正なアイドリング状態が得られな
い事態等をまねく虞がある。

斯かる点に鑑み本発明は、スロットル弁をアクチュエー
タによりアクセル操作部の操作量に応じて開閉し、アク
チュエータやその制御系に異常が生じたときには、アク
チュエータによるスロットル弁の開閉制御を中止させる
とともに、アクセル操作部とスロットル弁とを連結して
アクセル操作部の操作に応じてスロットル弁を開閉する
ようになされ、しかも、スロットル弁とアクセル操作部
とを連結するにあたり、それを適切な関係をもって行う
ことができるようにされたエンジンのスロットル弁制御
装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成すべく、本発明に係るエンジンのスロ
ットル弁制御装置は、エンジンの吸気通路に配されるス
ロットル弁に関連して設けられるアクセル操作部と、ス
ロットル弁とアクセル操作部とを遮断する第１の状態と
連結する第２の状態とを選択的にとる断続手段と、アク
セル操作部の操作量を検出するアクセル操作量検出手段
と、スロットル弁の開閉動作を行うアクチュエータと、
アクセル操作量検出手段により検出される操作量に応じ
てスロットル弁を開閉させるべく、アクチュエータを駆
動するアクチュエータ駆動手段と、アクチュエータ及び
その制御系のうちの少なくとも一方の異常を検出する異
常検出手段と、断続手段及びアクチュエータ駆動手段に
関連して配された制御手段とを備え、制御手段が、異常
検出手段によりアクチュエータ及びその制御系の異常が
検出されないとき、断続手段に第１の状態をとらせ、ア
クチュエータ及びその制御系のうちの少なくとも一方の
異常が検出されるとき、アクチュエータによるスロット
ル弁の開閉制御を中止させるとともに、スロットル弁が
アクセル操作部の操作量に対応する開度状態となったと
き、断続手段に第２の状態をとらせるようにされる。

（作　用） 上述の如くの構成とされる本発明に係るエンジンのスロ
ットル弁制御装置においては、制？ｆｆ［１手段が、異
常検出手段によりアクチュエータ及びその制御系の異常
が検出されないとき、断続手段に第１の状態をとらせる
。これにより、アクセル操作部とスロットル弁とが遮断
状態にされて、スロットル弁がアクチュエータ駆動手段
により駆動されるアクチュエータによって、アクセル操
作量検出手段により検出される操作量に応じて開閉せし
められる。

一方、異常検出手段によりアクチュエータ及びその制御
系のうちの少なくとも一方の異常が検出されるとき、制
御手段が、アクチュエータによるスロットル弁の開閉制
御を中止させるとともに、スロットル弁がアクセル操作
部の操作量に対応する開度状態となったとき、断続手段
に第２の状態をとらせる。

これにより、アクセル操作部とスロットル弁とが適切な
関係で連結されて、スロットル弁がアクセル操作部の操
作に連動して開閉されるので、アクチュエータ及びその
制御系のうちの少なくとも一方に異常が生じた後におい
ても、エンジンの運転状態がアクセル操作部の操作量に
対応するものとなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係るエンジンのスロットル弁制御装置
の一例を、それが適用されたエンジンの一部とともに示
す。

第１図において、車両に搭載されたエンジンの吸気通路
１０にはスロットル弁１２が配されている。スロットル
弁１２は、弁体１２ａと弁軸１２ｂから成り、弁軸１２
ｂは、吸気通路１ｏに回転可能に支持されるとともに、
その両端が吸気通路１０の外周側に突出するようにされ
ている。弁軸１２ｂの一端側には、スロットル弁１２の
開度を検出するスロットル開度センサ１４が設けられて
、弁軸１２ｂの他端側には、クラッチディスク１６が噛
み合うセレーション部１８が形成されている。

弁軸１２ｂの他端側におけるセレーション部１８が形成
された部分と先端部との間には、クラッチディスク１６
に連結されてそれと一体的に回転する従動ギヤ２０が、
弁軸１２ｂに対して回転できるもその軸方向には移動で
きない状態で外装されている。クラッチディスク１６と
従動ギヤ２０とは、クラッチディスク１６側において環
状に配列された複数個の保合片１６ａと、それに対応す
るように従動ギヤ２０側に形成された係合溝２゜ａとが
嵌合することにより連結される。従動ギヤ２０は、スロ
ットル弁１２を開閉するアクチュエータとされるモータ
２２の回転軸に固定された駆動ギヤ２４と噛合し、モー
タ２２の駆動力をクラッチディスク１６を介してスロッ
トル弁１２に伝達する。

マタ１．ｆｄ［ｔｌ１２ｂの他端側におけるセレーショ
ン部１８が形成された部分と吸気通路１ｏとの間には、
アクセルペダル３６に加えられる操作力をスロットル弁
１２に伝達するためのアクセルケーブル２６の一端が連
結されたアクセルリンク２８が、弁軸１２ｂに対して回
転できるもその軸方向には移動できない状態で外装され
ている。アクセルリンク２８には、クラッチディスク１
６をアクセルリンク２８に連結するための電磁コイル３
０が設けられ、アクセルリンク２８とクラッチディスク
１６との間には、クラッチディスク１６を従動ギヤ２０
側に付勢するコイルスプリング３２が介装されている。

また、アクセルリンク２８と吸気通路１０との間には、
スロットル弁１２を常時閉方向に付勢するコイル状のリ
ターンスプリング３４が配されている。

さらに、アクセルペダル３６には、それが解放されたと
き、その一端部をストッパ３８に当接させるためのリタ
ーンスプリング３９が設けられ、また、アクセルペダル
３６に関連してその踏込量（操作量）を検出するための
アクセルセンサ４゜が設けられている。

上述の構成に加えて本例では、モータ２２によるスロッ
トル弁１２の開閉動作と、クラッチディスク１６及び電
磁コイル３０等で構成される断続手段との制御を行うた
め、コントロールユニット１００が備えられている。

コントロールユニット１００には、アクセルセンサ４０
から得られるアクセルペダル３６の操作量に応じた検出
信号Ｓａと、スロットル開度センサ１４から得られるス
ロットル弁１２の開度に応じた検出信号Ｓｔとが供給さ
れるとともに、図示されていないが、それらの検出信号
Ｓａ及びＳｔの他に、エンジンの運転状態、例えば、エ
ンジンの回転数、冷却水温をあられす検出信号や車両の
走行状態、例えば、エンジンに付設される変速機のギヤ
ポジション、車両の走行速度をあられす検出信号等も供
給され、さらにバッテリ５０の電圧が印加される。

コントロールユニット１００は、それらの検出信号に基
づいて、スロットル弁１２の開度をアクセルペダル３６
の操作量に応じたものとすべく、制御信号Ｃａを形成し
、それをモータ２２に供給してその動作を制御する。こ
の場合、コントロールユニット１００は、エンジンの運
転状態及び車両の走行状態等が通常状態にある場合には
、アクセルペダル３６の操作量に対応する目標開度を設
定し、スロットル弁１２の開度が斯かる目標開度に一致
するようにモータ２２の動作を制御する。

これに対し、エンジンの運転状態が、例えば、アイドリ
ング状態にあるとき、あるいは、車両に定速走行状態が
要求されているときには、スロットル弁１２の開度を、
上述の目標開度を中心とする所定の範囲内で変化させて
、エンジンのアイドル回転数を目標回転数に収束させる
、あるいは、車両の走行速度を一定に維持するようにモ
ータ２２の動作の制御を行う。

そして、上述の如くの制御が行われている際、コントロ
ールユニット１００は、例えば、検出信号Ｓａ及びＳｔ
が正常のレベルをとるにも関わらず、スロットル弁１２
の開度が目標開度を中心とする所定の範囲内にないこと
が検知されるとき、あるいは、検出信号ＳａもしくはＳ
ｔが正常時にはとり得ないレベルをとることが検知され
るときには、モータ２２あるいはアクセルセンサ４０等
を含んで構成されるその制御系において断線、故障等の
異常が生じたと判断するようにされている。

そして、モータ２２あるいはその制御系が正常であると
判断されるときには、電磁コイル３０への制御信号Ｃｃ
の供給を行わない。これにより、モータ２２あるいはそ
の制御系が正常であるときには、コイルスプリング３２
によりクラッチディスク１６が従動ギヤ２０側に付勢さ
れてクラッチディスク１６と従動ギヤ２ｏとが連結され
、第１図に示される如くの状態とされる。

一方、モータ２２あるいはその制御系において異常が生
じたと判断されたとき、コントロールユニット１００は
、その対策として、まず、電磁コイル３０に制御信号Ｃ
Ｃ４供給してそれを励磁するとともに、モータ２２への
制御信号Ｃａの供給を停止してそれを無負荷状態にする
。これにより、第２図に示される如く、クラッチディス
ク１６が、コイルスプリング３２の弾力に抗して弁軸１
２ｂのセレーション部１８をその軸方向に沿って摺動し
、アクセルリンク２８を介して電磁コイル３゜に吸着保
持されるため、アクセルリンク２８とクラッチディスク
１６とが連結されるとともに、モータ２２によるスロッ
トル弁１２の開閉動作が中止される。その結果、アクセ
ルペダル３６に加えられる操作力がアクセルケーブル２
６．アクセルリンク２８及びクラッチディスク１６を介
してスロットル弁１２に伝達され、スロットル弁１２は
、斯かる異常が生じた後においてもアクセルペダル３６
の操作量に応じて開閉される。

しかしながら、この状態では、アクセルペダル３６の操
作量に対してスロットル弁１２の開度が対応しないもの
となっているので、アクセルペダル３６の操作量にエン
ジンの運転状態が対応しないものとなり、車両の走行状
態が不安定なものになり易い。このため、コントロール
ユニット１００は、次に、検出信号Ｓａがあられすアク
セルペダル３６の操作量が零となるとき、即ち、アクセ
ルペダル３６が解放されるときを待って、電磁コイル３
０への制御信号Ｃｃの供給を一時的に停止する。これに
より、アクセルリンク２８とクラッチディスク１６との
連結状態が解かれるとともに、スロットル弁１２がリタ
ーンスプリング３４の弾力によって全開状態（アイドリ
ング開度状態）に戻される。従って、このときには、ア
クセルペダル３６の操作量とスロットル弁１２の開度と
が対応するものとなるため、コントロールユニット１０
０は、再び電磁コイル３０に制御信号Ｃｃを供給してそ
れを励磁し、アクセルリンク２８とクラッチディスク１
６とを連結する。この結果、アクセルペダル３６とクラ
ッチディスク１６とが適切な関係で連結され、連結され
た後は、スロットル弁１２がアクセルペダル３６の操作
に連動して開閉するため、アクセルペダル３６の操作量
にエンジンの運転状態が対応するものとなって車両を安
定した状態で走行させることができる。

上述の如くの制御を行うコントロールユニット１００は
、例えば、マイクロコンピュータが用いられて構成され
るが、斯かる場合におけるマイクロコンピュータが実行
する、主としてモータ２２もしくはその制御系に異常が
生じた際における対策のためのプログラムの一例を、第
３図のフローチャートを参照して説明する。

このプログラムは、例えば、イグニッションキーがオン
状態にされたとき、スタートし、スタート後、まず、プ
ロセス１０１で、検出信号Ｓａ。

Ｓｔを取り込んでディシジョン１０２に進む。ディシジ
ョン１０２では、前述の如くに、検出信号Ｓａ及びＳｔ
のレベルが正常であるか否か、及び、検出信号Ｓａ及び
Ｓｔが正常なレベルをとるにも関わらずスロットル弁１
２の開度が目標開度を中心とする所定の範囲にあるか否
か、即ち、モータ２２及びその制御系に異常が生じたか
否かを判断し、異常が生じたと判断された場合にはプロ
セス１０３に進み、正常であると判断された場合にはプ
ロセス１０１に戻る。

プロセス１０３では、電磁コイル３０に制御信号Ｃｃを
供給するとともに、モータ２２への制御信号Ｃａの供給
を停止してディシジョン１０４に進む。ディシジョン１
０４では、検出信号Ｓａがあられすアクセルペダル３６
の操作量が零であるか否か、即ち、アクセルペダル３６
が解放されているか否かを判断し、アクセルペダル３６
が解放されていると判断された場合にはプロセス１０５
に進み、アクセルペダル３６が解放されていないと判断
された場合にはアクセルペダル３６が解放されたと判断
されるまでその判断を繰り返し行う。

プロセス１０５では電磁コイル３０への制御信号Ｃｃの
供給を停止してディシジョン１０６に進み、ディシジョ
ン１０６では、検出信号Ｓｔがあられすスロットル弁１
２の開度がアクセルペダル３６の操作量に対応するもの
であるか否か、即ち、スロットル弁１２が全閉状態であ
るか否かを判断し、スロットル弁１２が全閉状態である
と判断された場合にはプロセス１０７に進み、スロット
ル弁１２が全閉状態でないと判断された場合には、スロ
ットル弁１２が全閉状態にされたと判断されるまでその
判断を繰り返し行う。

そして、プロセス１０７では、電磁コイル３０に再び制
御信号Ｃｃを供給した後動作を終了する。

これにより、モータ２２もしくはその制御系に異常が生
じた後において、アクセルペダル３６とスロットル弁１
２とが適切な関係で連結されてスロットル弁１２の開度
がアクセルペダル３６の操作量に対応するものとなる。

なお、上述の例においては、モータ２２もしくはその制
御系に異常が生じたことが検知されるとき、スロットル
弁１２とアクセルペダル３６とを連結するとともに、モ
ータ２２によるスロットル弁１２の開閉制御を中止させ
、その後、アクセルペダル３６が解放されたとき、−時
的にスロットル弁１２とアクセルペダル３６との連結を
解いてスロットル弁１２がリターンスプリング３４によ
って全閉状態にされるのを待って、再びスロットル弁１
２とアクセルペダル３６とを連結するようになされてい
るが、本発明に係るエンジンのスロットル弁制御装置は
、必ずしもこのようにされる必要はなく、要は、モータ
もしくはその制御系に異常が生じたとき、モータによる
スロットル弁の開閉制御を中止させ、その後、アクセル
ペダルの操作量とスロットル弁の開度とが対応するもの
となるとき、スロットル弁とアクセルペダルとを連結す
るようになされればよい。

また、上述の例においてはアクチュエータとしてモータ
が用いられているが、アクチュエータはモータに限られ
ず、他の流体圧等によって作動するものが用いられても
よ（、さらに、上述の例においては、クラッチディスク
１６及び電磁コイル３０等から成る断続手段によってス
ロットル弁１２をモータ２２及びアクセルペダル３６の
何ずれか一方に連結するようになされているが、斯かる
構成に限られず、例えば、前述の公報にも示されル如＜
に、スロットル弁とアクセルペダルとを断続手段により
選択的に遮断もしくは連結するようにされて、スロット
ル弁とアクチュエータとは常時連結状態にするようにさ
れてもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係るエンジンの
スロットル弁制御装置においては、アクチュエータやそ
の制御系に異常が生じたとき、スロットル弁がアクセル
操作部の操作量に対応する開度状態となったとき、アク
セル操作部とスロットル弁とを連結するようになされる
ので、アクセル操作部とスロットル弁とが適切な関係で
連結される。

このため、本発明に係るエンジンのスロットル弁制御装
置によれば、アクチュエータ及びその制御系のうちの少
な（とも一方に異常が生じてもスロットル弁をアクセル
操作部の操作量に応じて適正に開閉させることができ、
この結果、アクチュエータ及びその制御系のうちの少な
くとも一方に異常が生じた後においても、エンジンの運
転状態をアクセル操作部の操作量に対応させることがで
きて、車両を安定した状態で走行させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジンのスロットル弁制御装置
の一例をそれが適用されたエンジンの一部とともに示す
概略構成図、第２図は第１図に示される例の動作説明に
供される部分構成図、第３図は第１図に示される例のコ
ントロールユニットにマイクロコンピュータが用いられ
た場合における、斯かるマイクロコンピュータが実行す
るプログラムの一例を示すフローチャートである。 図中、１２はスロットル弁、１４はスロットル開度セン
サ、１６はクラッチディスク、２０は従動ギヤ、２２は
モータ、２４は駆動ギヤ、２６はアクセルケーブル、２
８はアクセルリンク、３０は電磁コイル、３４はリター
ンスプリング、３６はアクセルペダル、４０はアクセル
センサ、１゜Ｏはコントロールユニットである。 第３図 第１図 ■へ５゜ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの吸気通路に配されるスロットル弁に関連して
   設けられるアクセル操作部と、上記スロットル弁とアク
   セル操作部とを遮断する第１の状態と連結する第２の状
   態とを選択的にとる断続手段と、上記アクセル操作部の
   操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、上記スロ
   ットル弁の開閉動作を行うアクチュエータと、上記アク
   セル操作量検出手段により検出される操作量に応じて上
   記スロットル弁を開閉させるべく、上記アクチュエータ
   を駆動するアクチュエータ駆動手段と、上記アクチュエ
   ータ及びその制御系のうちの少なくとも一方の異常を検
   出する異常検出手段と、該異常検出手段により上記アク
   チュエータ及びその制御系の異常が検出されないとき、
   上記断続手段に第１の状態をとらせ、上記アクチュエー
   タ及びその制御系のうちの少なくとも一方の異常が検出
   されるとき、上記アクチュエータによる上記スロットル
   弁の開閉制御を中止させるとともに、上記スロットル弁
   が上記アクセル操作部の操作量に対応する開度状態とな
   ったとき、上記断続手段に第２の状態をとらせる制御手
   段と、を具備して構成されるエンジンのスロットル弁制
   御装置。