JP2575741Y2 - 自律走行用スロットル装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、速度制御などのために
車両に装備されるスロットル装置に関し、詳しくは、ア
クセルペダルの操作によらない自律走行も両立できる自
律走行用スロットル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、アクセルペダルの操作によらずス
ロットルバルブを操作して自律走行するようにした自律
走行車が実験段階にあり、種々の自律走行方式が提案さ
れている。その一例として、車両の前方監視を行う複数
個のカメラと、このカメラの画像をデータ処理して車両
の加速、減速指令を行うコントローラと、このコントロ
ーラの指令信号に応じてスロットルバルブを開閉すべく
駆動されるモータとを備えたものが知られている。

【０００３】また、このような自律走行方式に対応でき
る自律走行用スロットル装置としては、１つのスロット
ルバルブをモータで直接駆動するドライブバイワイヤ方
式のものや、直列に配置された２つのスロットルバルブ
の一方を閉方向に制御してトラクションコントロールを
行うタンデム方式のもの（特開平１−２１２６２３号公
報参照）が、従来一般に知られている。また、アクセル
ペダルをアクチュエータで操作して自動定速走行を行う
クルーズコントロールシステムも従来知られている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところで、前記ドライ
ブバイワイヤ方式のものは、モータが故障した場合にス
ロットルバルブが閉位置に戻らなくなる虞れがあり、車
両が急加速や高速走行を継続する事態に陥るなどの点で
安全性に問題があった。また、タンデム方式のものは、
スロットルバルブが常に閉方向にしか作動せず、運転者
の意思通りにスロットルバルブを制御して通常走行する
ことができないという問題があった。さらに、クルーズ
コントロールシステムでは、アクセルペダルの位置で設
定されたスロットル開度以下にスロットルバルブを制御
できず、トラクションコントロールができないという問
題があった。

【０００５】このように、従来の自律走行用スロットル
装置にはそれぞれ一長一短があり、自律走行と通常走行
との両立が図れ、自律走行時の安全性も確保できるとい
う段階に至っていないのが実状である。

【０００６】そこで本考案は、アクセルペダルの操作に
よる通常走行とモータ駆動による自律走行とを同時に両
立でき、自律走行においては、自律走行セット時のスロ
ットルバルブの開度以下の範囲で急加速や異常な高速走
行を未然に防止できる自律走行用スロットル装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本考案の自律走行用スロットル装置は、トラクショ
ンコントロール用の第１モータに直接駆動されて全開状
態から閉方向に制御される第１スロットルバルブと、ア
クセルペダルに連繋して回動するアクセルカムまたは自
律走行用の第２モータに駆動されて回動するスロットル
ギヤに選択的に係合して回動するスロットル開閉レバー
と、このスロットル開閉レバーを介して開閉制御され、
上記第１スロットルバルブに直列に配置される第２スロ
ットルバルブとを備える自律走行用スロットル装置であ
って、上記第２モータの駆動回路を遮断可能な常閉のリ
ミットスイッチと、上記スロットルギヤと同軸に枢支さ
れ先端部が一定位置に保つようにバネ支持されてなり、
この先端部が上記第２スロットルバルブの開方向に上記
一定位置以上回動することにより上記リミットスイッチ
をオフ操作し上記駆動回路を遮断するリミットスイッチ
操作レバーと、上記スロットルギヤが上記スロットル開
閉レバーに係合したことを検知して指令信号を出力する
コントローラと、該コントローラの指令信号に応じて作
動し、上記リミットスイッチ操作レバーとスロットルギ
ヤとを一体化する電磁クラッチと、を備えたことを特徴
とする。

【０００８】

【作用】このような手段を採用した自律走行用スロット
ル装置は、通常、第１スロットルバルブが全開で、これ
と直列の第２スロットルバルブはアイドリング開度とな
っている。そこでアクセルペダルを操作すると、アクセ
ルカムが回動し、これにスロットル開閉レバーが係合し
て回動することで、第２スロットルバルブが開閉制御さ
れる。また、自律走行のセット状態では、第２モータに
駆動されてスロットルギヤが回動し、これにスロットル
開閉レバーが係合して回動することで、第２スロットル
バルブが開閉制御される。このようにスロットル開閉レ
バーはアクセルカムまたはスロットルギヤに選択的に係
合して２スロットルバルブを開閉制御するので、アクセ
ルペダルの操作による通常走行と第２モータの駆動によ
る自律走行とが同時に両立する。

【０００９】ここで、アクセルペダルの操作による通常
走行から自律走行にセットすると、第２スロットルバル
ブの開度に応じた回動位置にあるスロットル開閉レバー
にスロットルギヤが係合した時点で、電磁クラッチがコ
ントローラの指令信号により作動し、リミットスイッチ
操作レバーがスロットルギヤに一体化される。そこで、
スロットルギヤが第２スロットルバルブの開方向にそれ
以上回動すると、リミットスイッチ操作レバーの先端部
がリミットスイッチをオフ操作し、第２モータの駆動回
路を遮断する。従って、第２モータの駆動による自律走
行は、自律走行セット時の第２スロットルバルブの開度
以下の範囲で行われる。

【００１０】

【実施例】以下、本考案による自律走行用スロットル装
置の一実施例を添付の図面に基づいて具体的に説明す
る。一実施例の概略構造を示す図１及び図２において、
符号１はスロットルボディ、２はこのスロットルボディ
１の吸気通路１ａ内に設置されたトラクションコントロ
ール用の第１スロットルバルブ、３はこの第１スロット
ルバルブ２より下流側の吸気通路１ａ内に設置された第
２スロットルバルブをそれぞれ示している。

【００１１】前記第１スロットルバルブ２は、スロット
ルボディ１に付設されたトラクションコントロール用の
第１モータ４の回転軸４ａにバルブシャフト２ａが直結
されたもので、後述するコントローラの指令信号により
車両の前後輪のスリップ状態に応じて第１モータ４が回
転制御されることで、吸気通路１ａを全開状態から所要
角度だけ閉じるようになっている。そしてこの第１スロ
ットルバルブ２の開度は、スロットルボディ１に付設さ
れた第１スロットル開度センサ５により検出されてコン
トローラにフィードバックされるようになっている。

【００１２】前記第２スロットルバルブ３は通常走行及
び自律走行用のもので、そのバルブシャフト３ａには、
Ｌ字形に屈曲してバルブシャフト３ａの軸方向に沿って
延びる係合部６ａを有するスロットル開閉レバー６が固
定されている。そしてこのスロットル開閉レバー６の回
動に応じて上記第２スロットルバルブ３が吸気通路１ａ
を開閉し、その開度はスロットルボディ１に付設された
第２スロットル開度センサ７により検出されてコントロ
ーラにフィードバックされるようになっている。なお、
上記スロットル開閉レバー６はリターンスプリング８に
より原位置に復帰回動して第２スロットルバルブ３を閉
じるようになっている。

【００１３】ここで、前記第２スロットルバルブ３のバ
ルブシャフト３ａには、扇形のアクセルカム９とスロッ
トルギヤ１０とがそれぞれ回動自在に枢支され、これら
はリターンスプリング１１，１２によりそれぞれ前記ス
ロットル開閉レバー６と同方向に回動して原位置に復帰
するようになっている。

【００１４】前記アクセルカム９は、アクセルケーブル
１３を介してアクセルペダル１４に連繋され、アクセル
ペダル１４の踏込み操作でリターンスプリング１１に抗
して回動するようになっており、その際、前記スロット
ル開閉レバー６の係合部６ａに係合してスロットル開閉
レバー６を回動させ、第２スロットルバルブ３を開くよ
うになっている。

【００１５】また、前記スロットルギヤ１０には、自律
走行用の第２モータ１５の回転軸１５ａに固定されたピ
ニオンギヤ１６が噛合っており、コントローラの指令信
号により第２モータ１５が回転制御されることで、スロ
ットルギヤ１０はリターンスプリング１２に抗して回動
し、その際、前記スロットル開閉レバー６の係合部６ａ
に係合してスロットル開閉レバー６を回動させ、第２ス
ロットルバルブ３を開くようになっている。なお、上記
第２モータ１５は図示省略したエンジン本体などに支持
されている。

【００１６】ここで、図３にも示すように、前記スロッ
トルギヤ１０には電磁クラッチ１７を介してリミットス
イッチ操作レバー１８が同軸に枢着され、コントローラ
の指令信号により電磁クラッチ１７が接続するとリミッ
トスイッチ操作レバー１８がスロットルギヤ１０と一体
化するようになっている。そしてこのリミットスイッチ
操作レバー１８の先端部１８ａは、エンジン本体などに
固定された支持ピン１９，１９との間に張設された左右
のコイルスプリング２０，２０によりバランス状態に支
持されて電磁クラッチ１７の遮断時には一定位置を保つ
ようになっている。

【００１７】一方、前記第２モータ１５の駆動回路を遮
断可能なリミットスイッチ２１がスロットルボディ１な
どに支持して設けられている。このリミットスイッチ２
１は、常閉の接点部２１ａを前記リミットスイッチ操作
レバー１８の先端部１８ａに近接して臨ませており、電
磁クラッチ１７の接続によりリミットスイッチ操作レバ
ー１８の先端部１８ａがスロットルギヤ１０と共にスロ
ットル開閉レバー６の係合部６ａ側へ回動する際、これ
に係合して接点部２１ａが開かれるようになっている。

【００１８】図４は自律走行システムのブロック構成を
示しており、コントローラ２２の出力側には前記第１モ
ータ４、第２モータ１５及び電磁クラッチ１７がそれぞ
れ接続されている。また、コントローラ２２の入力側に
は前記第１スロットル開度センサ５、第２スロットル開
度センサ７及びリミットスイッチ２１がそれぞれ接続さ
れている。そしてさらに、コントローラ２２の入力側に
は、カメラ２３からの画像信号を入力する画像データ処
理部２４と、自律走行スイッチ２５とが接続されてい
る。

【００１９】前記カメラ２３は車両の前方を監視する複
数台のもので、これらのカメラ２３から画像信号を入力
する前記画像データ処理部２４は、車両の前方を走行す
る先行車両との車間距離の変化を検出してその検出信号
をコントローラ２２に出力するようになっている。また
自律走行スイッチ２５は、第２モータ１５による第２ス
ロットルバルブ３の開閉制御を開始させるための信号を
コントローラ２２に出力する。そして上記自律走行スイ
ッチ２５からの信号を入力したコントローラ２２は、画
像データ処理部２４からの検出信号に応じた加速または
減速の指令信号を前記第２モータ１５に出力するように
なっている。

【００２０】次に、このように構成された一実施例の自
律走行用スロットル装置につき、車両の運転状態と共に
その作用を説明する。まず、自律走行用スロットル装置
は、初期状態で第１スロットルバルブ２が全開して吸気
通路１ａを開いている。そしてこのとき、図５（ａ）に
示すようにスロットル開閉レバー６、アクセルカム９及
びスロットルギヤ１０がそれぞれリターンスプリング
８，１１，１２により原位置に復帰回動していること
で、第２スロットルバルブ３はアイドリング開度に維持
されている。

【００２１】そこでアクセルペダル１４を踏み込むと、
アクセルケーブル１３を介してアクセルカム９がリター
ンスプリング１１に抗して回動し、その際、図５（ｂ）
に示すように、前記スロットル開閉レバー６の係合部６
ａに係合してスロットル開閉レバー６を回動させる。そ
してこのスロットル開閉レバー６の回動により、第２ス
ロットルバルブ３はアクセルペダル１４の踏み込み量に
応じて吸気通路１ａを開くのであり、こうして車両はア
クセルペダル１４の操作に応じて通常走行する。

【００２２】ここでアクセルペダル１４の操作による通
常走行中に、所定速度で自律走行スイッチ２５をオン操
作すると、車両の自律走行が開始される。図６はこの自
律走行に移行する際のコントローラ２２の制御手順を示
しており、自律走行スイッチ２５がオンすると（Ｓ
１）、コントローラ２２が画像データ処理部２４からの
検出信号に応じた加速または減速の指令信号を前記第２
モータ１５に出力することで、第２モータ１５が駆動さ
れる（Ｓ２）。そしてコントローラ２２は第２モータ１
５の駆動電流の増大傾向をチェックし（Ｓ３）、電流値
が急激に増大すると（Ｓ４）、電磁クラッチ１７に指令
信号を出力してこれを接続する（Ｓ５）。

【００２３】一方、第２スロットルバルブ３の操作系に
おいては、第２モータ１５の駆動によりピニオンギヤ１
６を介してスロットルギヤ１０が回動する。そしてこの
スロットルギヤ１０は、図５（ｃ）に示すように第２ス
ロットルバルブ３の開度に応じた回動位置にあるスロッ
トル開閉レバー６の係合部６ａに当接して係合するので
あり、アクセルペダル１４の踏み込みを解除しても第２
モータ１５の駆動に応じて第２スロットルバルブ３が開
閉制御され、こうして車両の自律走行が開始される。

【００２４】ここで、前述のようにスロットルギヤ１０
が回動してスロットル開閉レバー６の係合部６ａに係合
する際には、スロットル開閉レバー６を介してリターン
スプリング８の負荷が第２モータ１５に加わるので、第
２モータ１５の電流値が急激に増大する。そこでコント
ローラ２２の指令信号により電磁クラッチ１７が接続
し、以後リミットスイッチ操作レバー１８は電磁クラッ
チ１７を介してスロットルギヤ１０に一体化される。こ
のため、第２モータ１５によりスロットルギヤ１０が第
２スロットルバルブ３の開方向にそれ以上回動する場合
には、リミットスイッチ操作レバー１８の先端部１８ａ
がリミットスイッチ２１の接点部２１ａを開いて第２モ
ータ１５の駆動回路を遮断するのであり、第２モータ１
５の駆動による自律走行は、自律走行開始時の第２スロ
ットルバルブ３の開度以下の範囲で行われることとな
る。

【００２５】このように一実施例の自律走行用スロット
ル装置は、アクセルカム９またはスロットルギヤ１０が
スロットル開閉レバー６の係合部６ａに選択的に係合し
て第２スロットルバルブ３を開閉制御するのであり、ア
クセルペダル１４の操作による通常走行と第２モータ１
５の駆動による自律走行とが両立する。そしてこの通常
走行あるいは自律走行のいずれの場合にも、車両の前後
輪にスリップが生じたときには、コントローラ２２の指
令信号によりスリップ状態に応じて第１モータ４が回転
制御されるのであり、第１スロットルバルブ２が吸気通
路１ａを全開状態から所要角度だけ閉じてエンジン出力
をダウンし、こうしてトラクションコントロールされ
る。

【００２６】

【考案の効果】以上説明したとおり本考案によれば、ア
クセルペダルの操作によりアクセルカムが回動し、これ
にスロットル開閉レバーが係合して回動することで、第
２スロットルバルブが開閉制御される。また、自律走行
のセット状態では、第２モータに駆動されてスロットル
ギヤが回動し、これにスロットル開閉レバーが係合して
回動することで、第２スロットルバルブが開閉制御され
る。このようにスロットル開閉レバーはアクセルカムま
たはスロットルギヤに選択的に係合して２スロットルバ
ルブを開閉制御するので、アクセルペダルの操作による
通常走行と第２モータの駆動による自律走行とを同時に
両立することができ、第２モータが故障した場合にもア
クセルペダルによる通常走行ができる。

【００２７】ここで、アクセルペダルの操作による通常
走行から自律走行にセットすると、第２スロットルバル
ブの開度に応じた回動位置にあるスロットル開閉レバー
にスロットルギヤが係合した時点で、電磁クラッチがコ
ントロールユニットの指令信号により作動し、リミット
スイッチ操作レバーがスロットルギヤに一体化される。
そこで、スロットルギヤが第２スロットルバルブの開方
向にそれ以上回動すると、リミットスイッチ操作レバー
の先端部がリミットスイッチをオフ操作し、第２モータ
の駆動回路を遮断する。従って、第２モータの駆動によ
る自律走行は、自律走行セット時の第２スロットルバル
ブの開度以下の範囲で行われるのであり、急加速や異常
な高速走行を未然に防止して安全性を確保することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による自律走行用スロットル装置の一実
施例の全体概略構造を示す斜視図である。

【図２】一実施例の全体概略構造を示す断面図である。

【図３】一実施例の要部構造を示す部分正面図である。

【図４】一実施例における自律走行システムのブロック
構成図である。

【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ一実施例の
作用を示す要部の部分正面図である。

【図６】一実施例の作用を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ スロットルボディ ２ 第１スロットルバルブ ３ 第２スロットルバルブ ４ 第１モータ ５ 第１スロットル開度センサ ６ スロットル開閉レバー ７ 第２スロットル開度センサ ８ リターンスプリング ９ アクセルカム １０ スロットルギヤ １１ リターンスプリング １２ リターンスプリング １３ アクセルケーブル １４ アクセルペダル １５ 第２モータ １６ ピニオンギヤ １７ 電磁クラッチ １８ リミットスイッチ操作レバー １９ 支持ピン ２０ コイルスプリング ２１ リミットスイッチ ２２ コントローラ ２３ カメラ ２４ 画像データ処理部 ２５ 自律走行スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 11/10 Ｆ０２Ｄ 11/10 Ｑ 29/02 ３０１ 29/02 ３０１Ｂ 41/22 ３１０ 41/22 ３１０Ｅ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 トラクションコントロール用の第１モー
   タに直接駆動されて全開状態から閉方向に制御される第
   １スロットルバルブと、 アクセルペダルに連繋して回動するアクセルカムまたは
   自律走行用の第２モータに駆動されて回動するスロット
   ルギヤに選択的に係合して回動するスロットル開閉レバ
   ーと、 このスロットル開閉レバーを介して開閉制御され、上記
   第１スロットルバルブに直列に配置される第２スロット
   ルバルブとを備える自律走行用スロットル装置であっ
   て、 上記第２モータの駆動回路を遮断可能な常閉のリミット
   スイッチと、上記スロットルギヤと同軸に枢支され先端部が一定位置
   に保つようにバネ支持されてなり、この先端部が上記第
   ２スロットルバルブの開方向に上記一定位置以上回動す
   ることにより上記リミットスイッチをオフ操作し上記駆
   動回路を遮断するリミットスイッチ操作レバーと、 上記スロットルギヤが上記スロットル開閉レバーに係合
   したことを検知して指令信号を出力するコントローラ
   と、 該コントローラの指令信号に応じて作動し、上記リミッ
   トスイッチ操作レバーとスロットルギヤとを一体化する
   電磁クラッチと、 を備えたことを特徴とする自律走行用
   スロットル装置。