JP3648344B2 - 絞弁制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絞弁が固着された弁軸をアクセルペダルによる人為的操作とモータ駆動による電気的操作とによって制御を行うように構成した絞弁制御装置に関し、一層詳細には、前記アクセルペダルによって駆動されるアクセルペダル側機構の構成を簡素化してレイアウトの自由度を一層向上させることを可能とした絞弁制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車等の内燃機関の吸気用絞弁制御装置において、アクセルペダルの踏み込み量を電気的に検出し、これに応じて内燃機関を目標回転数にすべく、モータを駆動制御して絞弁を開閉制御する、いわゆる、電子スロットル式絞弁制御装置が知られている。
【０００３】
前記の電子スロットル式絞弁制御装置では、単一のモータにより、通常走行、トラクションコントロール、クルーズコントロールおよびアイドルコントロールの如き複数の制御を行うことができる。しかしながら、このように種々の制御を行うためには、モータとアクセルペダルとの操作とを併用する場合、互いに干渉することがないように構成しなければならない。このため、絞弁制御装置全体の構造が相当に複雑化してしまう。さらに、絞弁制御装置等における異常状態に際し、十分な信頼性を確保することが可能なフェールセイフ機能が遂行されることが望まれている。
【０００４】
そこで、特開平５−２４８２７３号公報に開示されているように、アクチュエータ駆動系が故障等の異常状態になったときでも、フェールセイフによりアクセルペダル操作での異常時補助走行が可能な「内燃機関の絞り弁制御装置」（以下、従来例１という）が提案されている。
【０００５】
また、特開平２−９１４３２号公報に開示されているように、スロットル弁の電気的開閉手段が作動停止した場合においても、スロットル弁の機械的補償手段によりスロットル弁の開閉動作ができ、若しくは全閉状態にさせることができるような補償機構を有し、その補償機構によって正常時における電気的なスロットル弁の如何なる開閉動作も妨げない「スロットル弁開閉制御装置」（以下、従来例２という）等が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来例１では、単一のモータで全ての制御を行うものの、減速機や電磁クラッチが必要で、しかもアクセルペダル側に絞り弁軸（スロットル軸）用リターンスプリングの他に２つのロストモーション用スプリングが必要となり、構造が複雑となるという欠点が指摘されている。
【０００７】
一方、前記従来例２では、スロットルシャフトの一方にモータ側駆動機構およびアクセルペダル側駆動機構が集約される構造が採用されている。このため、その構成が複雑になり、モータ側駆動機構やアクセルペダル側駆動機構の配置構成に制約を受け、例えば、アクセル開度センサをスロットルボデイ本体に設けることができない等、設計の自由度が少なくなる。
【０００８】
また、第１レバーと突起片とが当接可能に構成され、第２ばねの端子が前記第１レバーと突起片に対向配置されているため、該第１レバーと突起片とが常に当接するように常時付勢されており、また、モータを駆動して絞弁を開閉いずれの方向に回動させる際にも前記第２ばねによって荷重が作用する。このため、一層その構成が複雑になると共に、設計の自由度が少なくなるという問題がある。
【０００９】
本発明は前記の課題を解決すべくなされたものであり、絞弁をアクセルペダルとモータとを併用して制御すると共に、その構成を簡素化して設計の自由度を向上させ、しかも、フェールセイフ機能とリンプホーム機能を共に達成することが可能な絞弁制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、絞弁本体の内部に回動自在に設けられた弁軸の一方にモータの回転軸を連結し、他方にアクセルペダル操作手段を配置し、アクセルペダルの操作量に対応して前記モータにより前記弁軸に固着された絞弁を開閉制御する絞弁制御装置において、
前記アクセルペダル操作手段は、前記弁軸の回動運動に連動して回動する第１係合片と、
前記弁軸に設けられ、該弁軸を絞弁閉方向に付勢するリターンスプリングと、前記弁軸に対して相対的に回動自在に設けられ、前記アクセルペダルの操作量に対応して回転するアクセルドラムと、
前記アクセルドラムの回動運動に連動して回動する第２係合片と、
一端部が前記第２係合片に係合して該第２係合片を前記絞弁閉方向に付勢すると共に、他端部が前記第１係合片と第２係合片の少なくとも一方に係合して該第１係合片および第２係合片、あるいは、第１係合片または第２係合片を前記絞弁開方向に付勢するロストモーションスプリングと、
を備え、前記モータによって前記弁軸を回動させる際には前記ロストモーションスプリングの他端側が前記第１係合片と第２係合片の少なくとも一方に係合して前記アクセルドラムが前記弁軸に対して相対動可能に回動し、一方前記アクセルペダル操作手段により前記弁軸を回動させる際には前記ロストモーションスプリングの他端側が前記第１係合片と第２係合片の両方に係合して前記アクセルドラムと前記弁軸とが連動して回動することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、モータによって弁軸を駆動する際には前記アクセルドラムの回動に拘わらず、弁軸がモータによって駆動されるされるため、例えば、トラクションコントロール、クルーズコントロールおよびアイドルコントロールが可能であり、一方、モータによる駆動が停止されると、モータの駆動力が前記弁軸に伝達されなくなり、前記アクセルドラムと前記弁軸とが連動するため、アクセルペダル操作手段によって前記弁軸を回動させることが可能である。
【００１２】
この場合、前記第１係合片と前記第２係合片は、その半径が互いに異なるように形成されているため、該第１係合片と第２係合片は互いに当接することなく、絞弁開方向および絞弁閉方向に相対的に回動自在であり、結局、前記モータによる前記弁軸の回動運動が前記ペダル操作手段による前記アクセルドラムの回動運動によって阻害されることがなく、好適である。
【００１３】
また、この場合、前記第１係合片の半径が前記第２係合片の半径より小さく形成されると、前記アクセルドラムと前記弁軸とが連動して回動する際、前記ロストモーションスプリングによって前記第１係合片を押圧する力が小さくて済むため、該ロストモーションスプリングを小さく構成することができ、好ましい。
【００１４】
さらに、この場合、前記アクセルペダル操作手段が、前記弁軸に固着された弁軸レバーと、
前記絞弁本体に対して設けられたアクセルペダルセンサボデイと、
前記アクセルペダルセンサボデイの内部に回動自在に軸支された前記アクセルドラムを絞弁閉方向に付勢するアクセルペダルセンサリターンスプリングと、
前記アクセルドラムと前記アクセルペダルとを連結するアクセル係合手段と、前記アクセルペダルセンサボデイと前記アクセルドラムとの間に配設され、前記第１係合片が設けられた中間レバーと、
前記中間レバーと前記弁軸レバーとを互いに連動して回動可能に連結するリンク部材と、
を備え、前記リターンスプリングは前記絞弁本体と前記弁軸レバーとに係合して前記絞弁を絞弁閉方向に付勢し、前記アクセルドラムには前記第２係合片が形成され、前記ロストモーションスプリングは前記中間レバーと前記アクセルドラムとの間に設けられている。このように構成すると、構造自体が簡素化され、他の機器との配置関係で設計の自由度が大きくなり、好適である。
【００１５】
さらにまた、前記アクセルペダル操作手段が、前記弁軸に固着され、前記第１係合片が形成された弁軸レバーと、
前記アクセルドラムと前記アクセルペダルとを連結するアクセル係合手段と、
前記絞弁本体に固着されたアクセルペダルセンサボデイと、
前記アクセルペダルセンサボデイに回動自在に軸支されたアクセルペダルセンサレバーと、
前記アクセルペダルセンサレバーを絞弁閉方向に付勢するアクセルペダルセンサリターンスプリングと、
前記アクセルドラムと前記アクセルペダルセンサレバーとを互いに連動して回動可能に連結するリンク部材と、
を備え、前記リターンスプリングは前記絞弁本体と前記弁軸レバーとに係合し、前記絞弁を絞弁閉方向に付勢し、前記アクセルドラムは前記弁軸と同軸的且つ前記弁軸に対して相対的に回動自在に設けられると共に、該アクセルドラムには前記第２係合片が形成され、前記ロストモーションスプリングは前記弁軸レバーと前記アクセルドラムとの間に配設されてもよい。この場合も、前記と同様に構造が簡素化され、好ましい。
【００１６】
さらにまた、前記アクセルペダル操作手段が、前記弁軸に固着され、前記第１係合片が形成された弁軸レバーと、
前記弁軸と同軸的且つ前記弁軸に対して相対的に回動自在に配設されると共に、前記第２係合片が設けられたロストレバーと、
前記絞弁本体に固着されたアクセルペダルセンサボデイと、
前記アクセルペダルセンサボデイに回動自在に軸支された前記アクセルドラムを絞弁閉方向に付勢するアクセルペダルセンサリターンスプリングと、
前記ロストレバーと前記アクセルドラムとを互いに連動して回動可能に連結するリンク部材と、
を備え、前記リターンスプリングは前記弁軸レバーと前記絞弁本体とに係合して前記絞弁を絞弁閉方向に付勢し、前記ロストモーションスプリングは前記弁軸レバーと前記ロストレバーとの間に配設されてもよい。
【００１７】
またさらに、前記アクセルペダル操作手段が、前記弁軸に固着され、前記第１係合片が形成された弁軸レバーと、
前記弁軸と同軸的且つ前記弁軸に対して相対的に回動自在に配設されると共に、前記第２係合片が設けられたロストレバーと、
前記絞弁本体に固着されたアクセルペダルセンサボデイと、
前記アクセルペダルセンサボデイに回動自在に軸支された前記アクセルドラムと前記アクセルペダルとを連結するアクセル係合手段と、
前記アクセルドラムを絞弁閉方向に付勢するアクセルペダルセンサリターンスプリングと、
前記アクセルペダルセンサボデイと前記アクセルドラムとの間に前記アクセルドラムと同軸的に配設された中間レバーと、
前記中間レバーと前記ロストレバーとを互いに連動して回動可能に連結するリンク部材と、
を備え、前記リターンスプリングは前記弁軸レバーと前記絞弁本体とに係合して前記絞弁を絞弁閉方向に付勢し、前記ロストモーションスプリングは前記弁軸レバーと前記ロストレバーとの間に配設される。このように構成すると、前記アクセルドラムが所定角度以上回動した際、前記中間レバーは前記アクセルドラムと一体的に回動し、前記ペダル操作手段によって前記弁軸を回動させると、前記アクセルドラムが所定角度以上回動するまで絞弁が開成せず、すなわち、絞弁の開度を制限することができ、モータ駆動系が故障した際にこの絞弁制御装置が使用される自動車を安全な位置に移動することが可能で、しかも該自動車が必要以上の速度となることを防止することができ、好適である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る絞弁制御装置について、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１９】
図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係る絞弁制御装置を示す。この絞弁制御装置１０は、絞弁本体１２に形成されている断面円形の通路１４の開度を、略円盤状に形成された絞弁１６の回動により制御するように構成されている。前記絞弁１６は前記絞弁本体１２の内部に回動自在に設けられた弁軸１８に固着され、該弁軸１８は一対のボールベアリング２０ａ、２０ｂによって軸支される。前記弁軸１８の一端側にはアクセルペダル操作手段２２が配設され、前記弁軸１８の他端側にはモータ駆動手段２４が配設される。前記アクセルペダル操作手段２２は前記弁軸１８の一方１８ａに弁軸レバー２６が固着され、該弁軸レバー２６と前記絞弁本体１２との間には当該弁軸レバー２６を絞弁閉方向に付勢するリターンスプリング２８が介装される。
【００２０】
前記アクセルペダル操作手段２２はアクセルペダルセンサ３０を備え、該アクセルペダルセンサ３０は前記絞弁本体１２に固着されたアクセルペダルセンサボデイ３２を有する。該アクセルペダルセンサボデイ３２にはその内部から外部に突出して前記弁軸１８と平行に筒状部材３３が固着され、該筒状部材３３の内部にはセンサ軸３４が回動自在に設けられ、該センサ軸３４の一端部にはアクセルペダルセンサレバー３６が固着される。該アクセルペダルセンサレバー３６は前記アクセルペダルセンサボデイ３２に設けられたエンコーダ部３８に連結され、該エンコーダ部３８は前記アクセルペダルセンサレバー３６の回転角度を電気信号に変換して図示しないコントローラに入力する。前記アクセルペダルセンサレバー３６と前記アクセルペダルセンサボデイ３２との間にはアクセルペダルセンサリターンスプリング４０が介装され、該アクセルペダルセンサリターンスプリング４０は、前記センサ軸３４を、常時、絞弁閉方向に付勢する。
【００２１】
前記筒状部材３３の外周には前記アクセルペダルセンサボデイ３２に近接して中間レバー４２が回動自在に設けられ、該中間レバー４２の端部から第１係合片４４が前記センサ軸３４の軸線方向に延在して形成される。前記中間レバー４２には長尺状に形成されたリンク部材４５の一端部が軸部材４７ａを介して回動自在に設けられ、該リンク部材４５の他端部は前記弁軸レバー２６に軸部材４７ｂを介して軸支される。このため、前記中間レバー４２の第１係合片４４と前記弁軸１８とは互いに連動して回動する。
【００２２】
前記センサ軸３４の端部にはアクセルドラム４６が固着され、該アクセルドラム４６にはアクセルワイヤ係合部５０が形成され、該アクセルワイヤ係合部５０には図示しないアクセルペダルに連結されたアクセルワイヤ４８の端部が係合する。従って、前記アクセルワイヤ４８と前記アクセルワイヤ係合部５０は前記アクセルドラム４６と図示しないアクセルペダルとを連結するアクセル係合手段５１を構成し、該アクセルペダルの踏み込み量に対応して前記アクセルドラム４６が回動する。前記アクセルドラム４６には前記センサ軸３４の軸線方向に延在して第２係合片５２が形成され、該第２係合片５２の回転半径は前記第１係合片４４の回転半径より大きく形成されている。前記アクセルドラム４６と前記中間レバー４２との間にはロストモーションスプリング５４が介装され、該ロストモーションスプリング５４の一端部５４ａは前記第２係合片５２に係合して絞弁閉方向に付勢し、他端部５４ｂは前記第１係合片４４と前記第２係合片５２の少なくともいずれか一方に係合して絞弁開方向に付勢している。前記第１係合片４４と第２係合片５２には前記他端部５４ｂが係合する部位にそれぞれ平面部４４ａ、５２ａが形成されている。
【００２３】
前記モータ駆動手段２４は前記絞弁本体１２に設けられた、例えば、ステッピングモータの如きモータ６０を備え、該モータ６０は図示しないコントローラによって回転制御される。前記モータ６０の回転軸６２は前記弁軸１８と同軸的に配設され、該回転軸６２と前記弁軸１８とはモータ連結手段６４を介して連結される。該モータ連結手段６４は前記弁軸１８に固着された第１カップリングレバー６６と、前記回転軸６２に固着された第２カップリングレバー６８を有する。前記第１カップリングレバー６６の一部には前記弁軸１８の軸線方向に延在して係合片７０が形成され、一方、前記第２カップリングレバー６８には前記係合片７０と当接自在な係合片７２ａ、７２ｂが互いに略１８０゜変位して形成されている。前記第１カップリングレバー６６と第２カップリングレバー６８の間にはモータ連結スプリング７４が介装され、該モータ連結スプリング７４の両端部はそれぞれ前記係合片７０と前記係合片７２ｂに係合して前記第２カップリングレバー６８を絞弁開方向に付勢している。このため、一方の係合片７２ａは常時前記係合片７０に係合し、前記モータ６０の回転軸６２と前記弁軸１８とは一体的に回動する。前記モータ６０には前記弁軸１８と反対側にエンコーダ部７６が設けられ、該エンコーダ部７６は前記回転軸６２の回転角度を電気信号に変換して図示しないコントローラに出力する。
【００２４】
第１の実施の形態に係る絞弁制御装置は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
【００２５】
先ず、図２に示すように、アクセルペダル操作手段２２は、初期状態において、ロストモーションスプリング５４の一端部５４ａと他端部５４ｂがアクセルドラム４６の第２係合片５２に対向して係合され、中間レバー４２の第１係合片４４には前記ロストモーションスプリング５４の他端部５４ｂが略当接し、あるいは、若干の間隙を有している。このとき、弁軸１８は、図１に示すように、リターンスプリング２８によって絞弁閉方向に付勢され、モータ連結手段６４では第１カップリングレバー６６の係合片７０が第２カップリングレバー６８の一方の係合片７２ａに当接している。一方、モータ６０の回転軸６２は所定の位置、すなわち絞弁１６が所定の最小アイドル開度位置となるように回動する。
【００２６】
そこで、図示しないアクセルペダルが踏み込まれると、アクセルワイヤ４８が引張されてアクセルドラム４６が絞弁開方向に回動する。このため、アクセルペダルセンサ３０のエンコーダ部３８はセンサ軸３４の回転角度に対応した信号を出力し、図示しないコントローラはこの信号に対応してモータ６０の回転軸６２を所定角度回動させる。このため、第２カップリングレバー６８の一方の係合片７２ａは第１カップリングレバー６６の係合片７０を押圧し、図３に示すように、絞弁１６が絞弁開方向に回動する。この回動運動は弁軸レバー２６からリンク部材４５を介して中間レバー４２に伝達され、第１係合片４４は絞弁開方向に回動する。
【００２７】
なお、アクセルペダルの踏込量に対する絞弁１６の開度は図示しないコントローラによって設定されており、例えば、踏み込み量が少なくても絞弁１６を大きく開成する場合、図３に示すように、第１係合片４４は第２係合片５２に対して相対的に絞弁開方向に偏位して該第１係合片４４はロストモーションスプリング５４の他端部５４ｂから離間し、一方、踏み込み量が大きくても絞弁１６の開度が小さく設定されている場合、図４に示すように、第１係合片４４は第２係合片５２に対して相対的に絞弁閉方向に偏位し、ロストモーションスプリング５４の他端部５４ｂは第１係合片４４に係合して第２係合片５２から離間する。また、踏み込み量と絞弁１６の開度との設定によっては、図５に示すように、第１係合片４４と第２係合片５２とが略一致して回動する場合もある。
【００２８】
このように、図示しないアクセルペダルの踏み込み量に対して絞弁１６の開度を自在に設定することが可能なため、運転状況等によって様々な制御が可能である。例えば、クルーズコントロールが行われる際には、アクセルペダルの踏み込み量が少なくなってもモータ６０によって絞弁１６は所定の開度に保持されており、第１係合片４４は第２係合片５２に対して相対的に絞弁開方向に偏位している（図３参照）。また、絞弁１６が開状態に維持されている際、車輪のスリップが検出されると、トラクションコントロールが開始される。すなわち、モータ６０の回転軸６２が絞弁閉方向に回動され、絞弁１６は絞弁閉方向に回動する（図１参照）。この回動運動は弁軸レバー２６からリンク部材４５を介して中間レバー４２に伝達され、第１係合片４４はロストモーションスプリング５４の他端部５４ｂに係合して第１係合片５２に対して相対的に絞弁閉方向に回動する（図４参照）。
【００２９】
さらに、アイドルコントロールが行われる場合には、絞弁１６は、図２に示すように、最小アイドル開度位置に偏位している。このとき該絞弁１６は僅かに開いており、通常のアイドル運転時はモータ６０による回動制御は不要で、例えば、冷間始動時やエアコンスイッチがＯＮにされたときなどの必要時にだけモータ６０を付勢し、絞弁１６の開度を大きくするように制御すればよい。
【００３０】
なお、弁軸１８を絞弁閉方向に回動させたときに絞弁１６の開度が０となるように設定し、通常のアイドル運転時にもモータ６０を駆動して絞弁１６を必要な開度に開成することも可能である。
【００３１】
万一、モータ制御系に故障が生じたときには、モータ６０への通電をカットする。すると、モータ６０は無負荷となって回転軸６２は自由に回動可能な状態となる。この場合、第１カップリングレバー６６の係合片７０と第２カップリングレバー６８の係合片７２ａとはモータ連結スプリング７４の付勢作用下に係合しているので、弁軸１８が回動する際に回転軸６２も一体的に回動するが、該回転軸６２は負荷とならず、弁軸１８はペダル側操作に連動して容易に回動する。
【００３２】
そこで、図示しないアクセルペダルが踏み込まれると、図５に示すように、アクセルワイヤ４８によってアクセルドラム４６が回動する。このため、第２係合部５２に押圧されてロストモーションスプリング５４の一端部５４ａが回動し、他端部５４ｂは中間レバー４２の第１係合部４４を絞弁開方向に押圧する。この中間レバー４２はリンク部材４５、弁軸レバー２６を介して弁軸１８に連動されているが、該弁軸１８は、このとき、前述のように容易に回動可能であるため、ロストモーションスプリング５４の他端部５４ｂの回動運動により中間レバー４２が回動し、弁軸１８が回動して絞弁１６が開成する。従って、モータ６０への通電がカットされてもアクセルペダル操作手段２２によって絞弁全閉位置から絞弁全開位置までの全範囲で通常の操作制御が円滑に遂行され、車を安全な位置まで運転して移動することが可能である。また、操縦者に急激な操作感の変化を与えることもない。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る絞弁制御装置１００について、図６を参照して説明する。以下、図中、前記第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。なお、他の実施の形態についても同様である。
【００３４】
この絞弁制御装置１００のアクセルペダル操作手段１０２は、弁軸１８の一方１８ａに固着された弁軸レバー１０４を備え、該弁軸レバー１０４と絞弁本体１２との間にはリターンスプリング１０６が介装され、該リターンスプリング１０６は前記弁軸レバー１０４を絞弁閉方向に付勢している。前記弁軸レバー１０４には第１係合片１０８が前記弁軸１８の延在方向に沿って形成され、該第１係合片１０８には平面部１０８ａが形成されている。前記弁軸１８には前記弁軸レバー１０４の外方にスペーサ部材１１０を介してアクセルドラム１１２が回動自在に設けられる。該アクセルドラム１１２には第２係合片１１４が前記弁軸１８の延在方向に沿って形成され、該第２係合片１１４には平面部１１４ａが形成される。
【００３５】
前記弁軸レバー１０４と前記アクセルドラム１１２との間にはロストモーションスプリング１１６が介装され、該ロストモーションスプリング１１６の一端部１１６ａは前記第２係合片１１４に係合して該第２係合片１１４を絞弁閉方向に付勢し、他端部１１６ｂは前記第１係合片１０８の平面部１０８ａと前記第２係合片１１４の平面部１１４ａの少なくともいずれか一方に係合して絞弁開方向に付勢している。前記アクセルドラム１１２にはアクセル係合手段１１７が設けられる。該アクセル係合手段１１７は前記アクセルドラム１１２に設けられたアクセルワイヤ係合部１１８と、該アクセルワイヤ係合部１１８に接続されたアクセルワイヤ１２０とを有し、該アクセルワイヤ１２０は図示しないアクセルペダルに連結される。従って、前記アクセルドラム１１２とアクセルペダルとは前記アクセルワイヤ１２０、前記アクセルワイヤ係合部１１８によって連結される。
【００３６】
前記アクセルペダル操作手段１０２はアクセルペダルセンサ１２２を備え、該アクセルペダルセンサ１２２は前記絞弁本体１２に固着されたアクセルペダルセンサボデイ１２４を有する。該アクセルペダルセンサボデイ１２４には前記弁軸１８と平行に筒状部１２６が形成され、該筒状部材１２６の内部にはセンサ軸１２８が回動自在に設けられ、該センサ軸１２８は前記アクセルペダルセンサボデイ１２４に設けられたエンコーダ部１３２に連結され、該エンコーダ部１３２は前記センサ軸１２８の回転角度を電気信号に変換して図示しないコントローラに入力する。前記センサ軸１２８の一端部にはアクセルペダルセンサレバー１３４が固着され、該アクセルペダルセンサレバー１３４と前記アクセルペダルセンサボデイ１２４との間にはアクセルペダルセンサリターンスプリング１３６が介装される。該アクセルペダルセンサリターンスプリング１３６は前記アクセルペダルセンサレバー１３４を絞弁閉方向に付勢している。前記アクセルペダルセンサレバー１３４には軸部材１３８ａを介してリンク部材１４０の一端部が回動自在に設けられ、該リンク部材１４０の他端部は軸部材１３８ｂを介して前記アクセルドラム１１２に軸着される。このため、前記アクセルドラム１１２と前記アクセルペダルセンサレバー１３４とは互いに連動して回動する。
【００３７】
第２の実施の形態に係る絞弁制御装置１００は以上のように構成され、次に、該絞弁制御装置１００の動作について説明する。
【００３８】
先ず、アクセルペダル操作手段１０２は、初期状態において、ロストモーションスプリング１１６の一端部１１６ａと他端部１１６ｂがアクセルドラム１１２の第２係合片１１４に対向して係合され、弁軸レバー１０４の第１係合片１０８には前記ロストモーションスプリング１１６の他端部１１６ｂが略当接し、あるいは、若干の間隙を有している。
【００３９】
そこで、図示しないアクセルペダルが踏み込まれると、アクセルワイヤ１２０が引張されてアクセルドラム１１２が絞弁開方向に回動する。このアクセルドラム１１２の回動運動はリンク部材１４０を介してアクセルペダルセンサレバー１３４に伝達され、エンコーダ部１３２はセンサ軸１２８の回転角度に対応した信号を出力し、図示しないコントローラはこの信号に対応してモータ６０の回転軸６２を所定角度回動させる。このため、弁軸１８を介して絞弁１６が絞弁開方向に回動する。この回動運動は弁軸レバー１０４に伝達され、第１係合片１０８は絞弁開方向に回動する。
【００４０】
モータ６０による弁軸１８の回転角度がアクセルドラム１１２の回転角度より大きい場合、第１係合片１０８は第２係合片１１４に対して相対的に絞弁開方向に回動し、該第１係合片１０８はロストモーションスプリング１１６の他端部１１６ｂから離間する。一方、モータ６０による弁軸１８の回転角度がアクセルドラム１１２の回転角度より小さい場合、第１係合片１０８は第２係合片１１４に対して相対的に絞弁閉方向に回動し、ロストモーションスプリング１１６の他端部１１６ｂは第１係合片１０８に係合して第２係合片１１４から離間する。このように、アクセルドラム１１２の回転角度に拘わらず、モータ６０によって弁軸１８を所望の角度に回動可能であるため、第１の実施の形態に係る絞弁制御装置１０と同様に、クルーズコントロール、トラクションコントロール、アイドルコントロール等の制御が可能である。
【００４１】
また、モータ制御系に故障が生じたときに、モータ６０への通電をカットすると、第１の実施の形態の絞弁制御装置１０と同様に、モータ６０は無負荷となって、回転軸６２がリターンスプリング１０６およびモータ連結スプリング７４の付勢作用下に弁軸１８と一体的に絞弁閉方向に回動する。図示しないアクセルペダルが踏み込まれると、アクセルワイヤ１２０によってアクセルドラム１１２が回動する。このため、第２係合部１１４に押圧されてロストモーションスプリング１１６の一端部１１６ａが回動し、他端部１１６ｂは第１係合部１０８を絞弁開方向に押圧する。このとき、弁軸１８にかかる回転軸６２の負荷は小さく、該弁軸１８が容易に回動するため、ロストモーションスプリング１１６の他端部１１６ｂの回動運動により弁軸レバー１０４が回動し、弁軸１８が回動して絞弁１６が開成する。従って、モータ６０への通電がカットされてもアクセルペダル操作手段１０２によって自動車の走行を続行することができる。
【００４２】
次いで、本発明の第３の実施の形態に係る絞弁制御装置２００について、図７を参照して説明する。
【００４３】
この絞弁制御装置２００のアクセルペダル操作手段２０２は、弁軸１８の一方１８ａに固着された弁軸レバー２０４を備え、該弁軸レバー２０４と絞弁本体１２との間にはリターンスプリング２０６が介装され、該リターンスプリング２０６は前記弁軸レバー２０４を絞弁閉方向に付勢している。前記弁軸レバー２０４には第１係合片２０８が前記弁軸１８の延在方向に沿って形成され、該第１係合片２０８には平面部２０８ａが形成されている。前記弁軸１８には前記弁軸レバー２０４の外方にスペーサ部材２１０を介してロストレバー２１２が回動自在に設けられている。該ロストレバー２１２には第２係合片２１４が前記弁軸１８の延在方向に沿って形成され、該第２係合片２１４には平面部２１４ａが形成される。前記弁軸レバー２０４と前記ロストレバー２１２との間にはロストモーションスプリング２１６が介装され、該ロストモーションスプリング２１６の一端部２１６ａは前記第２係合片２１４に係合して絞弁閉方向に付勢し、他端部２１６ｂは前記第１係合片２０８の平面部２０８ａと前記第２係合片２１４の平面部２１４ａの少なくともいずれか一方に係合して絞弁開方向に付勢している。
【００４４】
前記アクセルペダル操作手段２０２はアクセルペダルセンサ２２２を備え、該アクセルペダルセンサ２２２は前記絞弁本体１２に固着されたアクセルペダルセンサボデイ２２４を有する。該アクセルペダルセンサボデイ２２４には前記弁軸１８と平行に筒状部材２２６が形成され、該筒状部材２２６の内部にはセンサ軸２２８が回動自在に設けられている。該センサ軸２２８は前記アクセルペダルセンサボデイ２２４に設けられたエンコーダ部２３２に連結され、該エンコーダ部２３２は前記センサ軸２２８の回転角度を電気信号に変換して図示しないコントローラに出力する。前記センサ軸２２８の一端部にはアクセルドラム２３４が固着され、該アクセルドラム２３４と前記アクセルペダルセンサボデイ２２４との間にはアクセルペダルセンサリターンスプリング２３６が介装される。該アクセルペダルセンサリターンスプリング２３６は前記アクセルドラム２３４を絞弁閉方向に付勢している。前記アクセルドラム２３４にはアクセル係合手段２３７が設けられる。該アクセル係合手段２３７は前記アクセルドラム２３４に設けられたアクセルワイヤ係合部２３８と、該アクセルワイヤ係合部２３８に接続されたアクセルワイヤ２４０とを有し、該アクセルワイヤ２４０は示しないアクセルペダルに連結される。従って、前記アクセルドラム２３４とアクセルペダルとは前記アクセルワイヤ２４０、前記アクセルワイヤ係合部２３８によって連結される。前記アクセルドラム２３４には軸部材２４２ａを介してリンク部材２４４の一端部が回動自在に設けられ、該リンク部材２４４の他端部は軸部材２４２ｂを介して前記ロストレバー２１２に軸着される。このため、前記ロストレバー２１２と前記アクセルドラム２３４とは互いに連動して回動する。
【００４５】
第３の実施の形態に係る絞弁制御装置２００は以上のように構成され、次に、該絞弁制御装置２００の動作について説明する。
【００４６】
先ず、アクセルペダル操作手段２０２は、初期状態において、ロストモーションスプリング２１６の一端部２１６ａと他端部２１６ｂがロストレバー２１２の第２係合片２１４に対向して係合され、弁軸レバー２０４の第１係合片２０８には前記ロストモーションスプリング２１６の他端部２１６ｂが略当接し、あるいは、若干の間隙を有している。
【００４７】
そこで、図示しないアクセルペダルが踏み込まれると、アクセルワイヤ２４０が引張されてアクセルドラム２３４が絞弁開方向に回動する。このため、センサ軸２２８が回動し、エンコーダ部２３２はセンサ軸２２８の回転角度に対応した信号を出力し、図示しないコントローラはこの信号に対応してモータ（図示せず）を付勢し、絞弁１６を絞弁開方向に回動させる。この回動運動は弁軸レバー２０４に伝達され、第１係合片２０８は絞弁開方向に回動する。
【００４８】
また、前記アクセルドラム２３４の回動運動はリンク部材２４４を介してロストレバー２１２に伝達され、該ロストレバー２１２が回動する。モータによる弁軸１８の回転角度がロストレバー２１２の回転角度より大きい場合、第１係合片２０８は第２係合片２１４に対して相対的に絞弁開方向に回動し、該第１係合片２０８はロストモーションスプリング２１６の他端部２１６ｂから離間する。一方、弁軸１８の回転角度がロストレバー２１２の回転角度より小さい場合、第１係合片２０８は第２係合片２１４に対して相対的に絞弁閉方向に回動し、ロストモーションスプリング２１６の他端部２１６ｂは第１係合片２０８に係合して第２係合片２１４から離間する。このように、ロストレバー２１２の回転角度に拘わらず、モータによって弁軸１８を所望の角度に回動可能であるため、第１、第２の実施の形態に係る絞弁制御装置１０、１００と同様に、クルーズコントロール、トラクションコントロール、アイドルコントロール等の制御が可能である。
【００４９】
一方、モータ制御系に故障が生じたときには、第１、第２の実施の形態の絞弁制御装置１０、１００と同様に、モータ（図示せず）への通電をカットする。そこで、図示しないアクセルペダルが踏み込まれると、アクセルワイヤ２４０によってアクセルドラム２３４が回動し、リンク部材２４４を介してロストレバー２１２が回動する。このため、第２係合部２１４に押圧されてロストモーションスプリング２１６の一端部２１６ａが回動し、他端部２１６ｂは第１係合部２０８を絞弁開方向に押圧する。このとき、弁軸１８にかかる回転軸６２の負荷は小さく、該弁軸１８が容易に回動するため、ロストモーションスプリング２１６の他端部２１６ｂの回動運動により弁軸レバー２０４が回動し、弁軸１８が回動して絞弁１６が開成する。従って、モータへの通電がカットされてもアクセルペダル操作手段２０２によって運転を続けることができる。
【００５０】
次いで、本発明の第４の実施の形態に係る絞弁制御装置３００について、図８を参照して説明する。この絞弁制御装置３００は、前記第３の実施の形態に係る絞弁制御装置２００とアクセルドラムの構成が異なるものである。
【００５１】
該絞弁制御装置３００のアクセルペダルセンサ２２２に設けられたセンサ軸３０４にはアクセルドラム３０６が固着され、該アクセルドラム３０６にはアクセルペダルセンサリターンスプリング２３６の一端部が係合する係合片３０８が形成される。従って、前記アクセルペダルセンサリターンスプリング２３６は前記アクセルドラム３０６を絞弁閉方向に付勢している。前記アクセルドラム３０６にはアクセル係合手段３０９が設けられる。該アクセル係合手段３０９は前記アクセルドラム３０６に設けられたアクセルワイヤ係合部３１０と、該アクセルワイヤ係合部３１０に接続されたアクセルワイヤ３１２とを有し、該アクセルワイヤ３１２は示しないアクセルペダルに連結される。このため、前記アクセルドラム３０６とアクセルペダルとは前記アクセルワイヤ３１２、前記アクセルワイヤ係合部３１０によって連結される。
【００５２】
前記センサ軸３０４には前記アクセルドラム３０６と筒状部材２２６の間にスペーサ３１４を介して中間レバー３１６が回動自在に設けられる。該中間レバー３１６には係合片３１８が形成され、該係合片３１８は前記係合片３０８に当接自在に構成される。前記中間レバー３１６には軸部材３２０ａを介してリンク部材３２２の一端部が回動自在に設けられ、該リンク部材３２２の他端部は軸部材３２０ｂを介してロストレバー２１２に軸着される。このため、前記ロストレバー２１２と前記中間レバー３１６とは互いに連動して回動する。
【００５３】
絞弁１６が最小アイドル開度位置に回動し、且つ、アクセルドラム３０６が絞弁閉方向に回動しているとき、アクセルドラム３０６の係合片３０８は中間レバー３１６の係合片３１８に対して所定角度絞弁閉方向に離間している。このため、前記アクセルドラム３０６の回転角度が所定角度以下のときには中間レバー３１６はアクセルドラム３０６の回動運動に拘わらず回動せず、一方、前記アクセルドラム３０６が所定角度以上回動すると、係合片３０８と係合片３１８とが当接し、前記中間レバー３１６は前記アクセルドラム３０６と一体的に回動する。
【００５４】
第４の実施の形態に係る絞弁制御装置３００は以上のように構成され、次に、該絞弁制御装置３００の動作について説明する。ここで、図示しないモータによって絞弁１６の開度を制御する動作については前記第３の実施の形態に係る絞弁制御装置２００と同一であるので、その説明を省略する。
【００５５】
モータ制御系に故障が生じたときには、第１〜第３の実施の形態の絞弁制御装置１０、１００、２００と同様に、モータ（図示せず）への通電がカットされる。このため、弁軸１８は弁軸レバー２０４を介してリターンスプリング２０６によって絞弁閉方向に回動され、絞弁１６は最小アイドル回度位置に回動する。図示しないアクセルペダルが踏み込まれると、アクセルワイヤ３１２によってアクセルドラム３０６が回動する。しかし、該アクセルドラム３０６の回転角度が所定角度以下のときは、前記係合片３０８と係合片３１８とは離間しているので、中間レバー３１６は回動せず、絞弁１６が開成されることもない。従って、絞弁１６は最小アイドル開度位置に保持される。アクセルペダルがさらに踏み込まれ、アクセルドラム３０６が所定角度以上回動すると、係合片３０８と係合片３１８とが当接し、中間レバー３１６はアクセルドラム３０６と一体的に回動する。このため、リンク部材３２２を介してロストレバー２１２が回動し、ロストモーションスプリング２１６を介して弁軸レバー２０４が回動して絞弁１６が開成する。
【００５６】
このように、アクセルペダルを所定量以上踏み込むことによって絞弁１６を開成するように構成することにより、モータ駆動系に故障が生じたときでも自動車を安全な位置まで移動させることが可能で、しかも該自動車が必要以上の速度となることを防止している。
【００５７】
【発明の効果】
本発明に係る絞弁制御装置によれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【００５８】
アクセルペダルの操作と独立してモータによる絞弁の開度制御を行うことができるため、クルーズコントロール、トラクションコントロール、アイドルコントロール等、様々な制御が可能で、また、アクセルペダル操作手段の構成が簡素化され、様々な構成、配置が可能なため、機構の配置に制約が少なく、レイアウトの自由度が向上する。
【００５９】
また、第１係合片の半径は第２係合片の半径より小さく形成されているため、第１係合片と第２係合片とが互いに当接することがなく、アクセルドラムの回動運動が阻害されることがないため、絞弁の開成制御の自由度が広がり、また、ロストモーションスプリングを小さく構成することができ、レイアウトの自由度を一層向上させることが可能となる。
【００６０】
さらに、モータ制御系に故障が生じたときに、モータへの通電をカットしても、アクセルペダルが踏み込まれるとアクセルドラムからロストモーションスプリングを介して弁軸が回動することにより、絞弁の開成制御が可能なため、自動車を安全に移動させることができ、さらに、操作感が急激に変化して操縦者に不安を与えることもなく、フェースセイフ機能とリンプホーム機能とを併せ持った多機能な電子制御式の絞弁制御装置を得ることができる。
【００６１】
さらにまた、アクセルペダルを所定量以上踏み込むことによって絞弁が開成するように構成することにより、自動車が必要以上の速度となることを防止し、より安全性を向上させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る絞弁制御装置を示す一部省略縦断面図である。
【図２】図１の絞弁制御装置の絞弁閉状態の一部省略概略斜視図である。
【図３】図１の絞弁制御装置のクルーズコントロール時の一部省略概略斜視図である。
【図４】図１の絞弁制御装置のトラクションコントロール時の一部省略概略斜視図である。
【図５】図１の絞弁制御装置のアクセルペダルが踏み込まれた状態の一部省略概略斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る絞弁制御装置を示す一部省略縦断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る絞弁制御装置を示す一部省略縦断面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る絞弁制御装置を示す一部省略縦断面図である。
【符号の説明】
１０、１００、２００、３００…絞弁制御装置
１２…絞弁本体
１６…絞弁
１８…弁軸
２２、１０２、２０２…アクセルペダル操作手段
２４…モータ駆動手段
２６、１０４、２０４…弁軸レバー
２８、１０６、２０６…リターンスプリング
３０、１２２、２２２…アクセルペダルセンサ
４２、３１６…中間レバー
４５、１４０、２４４、３２２…リンク部材
４４、１０８、２０８…第１係合片
４６、１１２、２３４、３０６…アクセルドラム
５２、１１４、２１４…第２係合片
５４、１１６、２１６…ロストモーションスプリング
６０…モータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、絞弁が固着された弁軸をアクセルペダルによる人為的操作とモータ駆動による電気的操作とによって制御を行うように構成した絞弁制御装置に関し、一層詳細には、前記アクセルペダルによって駆動されるアクセルペダル側機構の構成を簡素化してレイアウトの自由度を一層向上させることを可能とした絞弁制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車等の内燃機関の吸気用絞弁制御装置において、アクセルペダルの踏み込み量を電気的に検出し、これに応じて内燃機関を目標回転数にすべく、モータを駆動制御して絞弁を開閉制御する、いわゆる、電子スロットル式絞弁制御装置が知られている。
【０００３】
前記の電子スロットル式絞弁制御装置では、単一のモータにより、通常走行、トラクションコントロール、クルーズコントロールおよびアイドルコントロールの如き複数の制御を行うことができる。しかしながら、このように種々の制御を行うためには、モータとアクセルペダルとの操作とを併用する場合、互いに干渉することがないように構成しなければならない。このため、絞弁制御装置全体の構造が相当に複雑化してしまう。さらに、絞弁制御装置等における異常状態に際し、十分な信頼性を確保することが可能なフェールセイフ機能が遂行されることが望まれている。
【０００４】
そこで、特開平５−２４８２７３号公報に開示されているように、アクチュエータ駆動系が故障等の異常状態になったときでも、フェールセイフによりアクセルペダル操作での異常時補助走行が可能な「内燃機関の絞り弁制御装置」（以下、従来例１という）が提案されている。
【０００５】
また、特開平２−９１４３２号公報に開示されているように、スロットル弁の電気的開閉手段が作動停止した場合においても、スロットル弁の機械的補償手段によりスロットル弁の開閉動作ができ、若しくは全閉状態にさせることができるような補償機構を有し、その補償機構によって正常時における電気的なスロットル弁の如何なる開閉動作も妨げない「スロットル弁開閉制御装置」（以下、従来例２という）等が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来例１では、単一のモータで全ての制御を行うものの、減速機や電磁クラッチが必要で、しかもアクセルペダル側に絞り弁軸（スロットル軸）用リターンスプリングの他に２つのロストモーション用スプリングが必要となり、構造が複雑となるという欠点が指摘されている。
【０００７】
一方、前記従来例２では、スロットルシャフトの一方にモータ側駆動機構およびアクセルペダル側駆動機構が集約される構造が採用されている。このため、その構成が複雑になり、モータ側駆動機構やアクセルペダル側駆動機構の配置構成に制約を受け、例えば、アクセル開度センサをスロットルボデイ本体に設けることができない等、設計の自由度が少なくなる。
【０００８】
また、第１レバーと突起片とが当接可能に構成され、第２ばねの端子が前記第１レバーと突起片に対向配置されているため、該第１レバーと突起片とが常に当接するように常時付勢されており、また、モータを駆動して絞弁を開閉いずれの方向に回動させる際にも前記第２ばねによって荷重が作用する。このため、一層その構成が複雑になると共に、設計の自由度が少なくなるという問題がある。
【０００９】
本発明は前記の課題を解決すべくなされたものであり、絞弁をアクセルペダルとモータとを併用して制御すると共に、その構成を簡素化して設計の自由度を向上させ、しかも、フェールセイフ機能とリンプホーム機能を共に達成することが可能な絞弁制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、絞弁本体の内部に回動自在に設けられた弁軸の一方にモータの回転軸を連結し、他方にアクセルペダル操作手段を配置し、アクセルペダルの操作量に対応して前記モータにより前記弁軸に固着された絞弁を開閉制御する絞弁制御装置において、
前記アクセルペダル操作手段は、前記弁軸の回動運動に連動して回動する第１係合片と、
前記弁軸に設けられ、該弁軸を絞弁閉方向に付勢するリターンスプリングと、前記弁軸に対して相対的に回動自在に設けられ、前記アクセルペダルの操作量に対応して回転するアクセルドラムと、
前記アクセルドラムの回動運動に連動して回動する第２係合片と、
一端部が前記第２係合片に係合して該第２係合片を前記絞弁閉方向に付勢すると共に、他端部が前記第１係合片と第２係合片の少なくとも一方に係合して該第１係合片および第２係合片、あるいは、第１係合片または第２係合片を前記絞弁開方向に付勢するロストモーションスプリングと、
を備え、前記モータによって前記弁軸を回動させる際には前記ロストモーションスプリングの他端側が前記第１係合片と第２係合片の少なくとも一方に係合して前記アクセルドラムが前記弁軸に対して相対動可能に回動し、一方前記アクセルペダル操作手段により前記弁軸を回動させる際には前記ロストモーションスプリングの他端側が前記第１係合片と第２係合片の両方に係合して前記アクセルドラムと前記弁軸とが連動して回動することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、モータによって弁軸を駆動する際には前記アクセルドラムの回動に拘わらず、弁軸がモータによって駆動されるされるため、例えば、トラクションコントロール、クルーズコントロールおよびアイドルコントロールが可能であり、一方、モータによる駆動が停止されると、モータの駆動力が前記弁軸に伝達されなくなり、前記アクセルドラムと前記弁軸とが連動するため、アクセルペダル操作手段によって前記弁軸を回動させることが可能である。
【００１２】
この場合、前記第１係合片と前記第２係合片は、その半径が互いに異なるように形成されているため、該第１係合片と第２係合片は互いに当接することなく、絞弁開方向および絞弁閉方向に相対的に回動自在であり、結局、前記モータによる前記弁軸の回動運動が前記ペダル操作手段による前記アクセルドラムの回動運動によって阻害されることがなく、好適である。
【００１３】
また、この場合、前記第１係合片の半径が前記第２係合片の半径より小さく形成されると、前記アクセルドラムと前記弁軸とが連動して回動する際、前記ロストモーションスプリングによって前記第１係合片を押圧する力が小さくて済むため、該ロストモーションスプリングを小さく構成することができ、好ましい。
【００１４】
さらに、この場合、前記アクセルペダル操作手段が、前記弁軸に固着された弁軸レバーと、
前記絞弁本体に対して設けられたアクセルペダルセンサボデイと、
前記アクセルペダルセンサボデイの内部に回動自在に軸支された前記アクセルドラムを絞弁閉方向に付勢するアクセルペダルセンサリターンスプリングと、
前記アクセルドラムと前記アクセルペダルとを連結するアクセル係合手段と、前記アクセルペダルセンサボデイと前記アクセルドラムとの間に配設され、前記第１係合片が設けられた中間レバーと、
前記中間レバーと前記弁軸レバーとを互いに連動して回動可能に連結するリンク部材と、
を備え、前記リターンスプリングは前記絞弁本体と前記弁軸レバーとに係合して前記絞弁を絞弁閉方向に付勢し、前記アクセルドラムには前記第２係合片が形成され、前記ロストモーションスプリングは前記中間レバーと前記アクセルドラムとの間に設けられている。このように構成すると、構造自体が簡素化され、他の機器との配置関係で設計の自由度が大きくなり、好適である。
【００１５】
さらにまた、前記アクセルペダル操作手段が、前記弁軸に固着され、前記第１係合片が形成された弁軸レバーと、
前記アクセルドラムと前記アクセルペダルとを連結するアクセル係合手段と、
前記絞弁本体に固着されたアクセルペダルセンサボデイと、
前記アクセルペダルセンサボデイに回動自在に軸支されたアクセルペダルセンサレバーと、
前記アクセルペダルセンサレバーを絞弁閉方向に付勢するアクセルペダルセンサリターンスプリングと、
前記アクセルドラムと前記アクセルペダルセンサレバーとを互いに連動して回動可能に連結するリンク部材と、
を備え、前記リターンスプリングは前記絞弁本体と前記弁軸レバーとに係合し、前記絞弁を絞弁閉方向に付勢し、前記アクセルドラムは前記弁軸と同軸的且つ前記弁軸に対して相対的に回動自在に設けられると共に、該アクセルドラムには前記第２係合片が形成され、前記ロストモーションスプリングは前記弁軸レバーと前記アクセルドラムとの間に配設されてもよい。この場合も、前記と同様に構造が簡素化され、好ましい。
【００１６】
さらにまた、前記アクセルペダル操作手段が、前記弁軸に固着され、前記第１係合片が形成された弁軸レバーと、
前記弁軸と同軸的且つ前記弁軸に対して相対的に回動自在に配設されると共に、前記第２係合片が設けられたロストレバーと、
前記絞弁本体に固着されたアクセルペダルセンサボデイと、
前記アクセルペダルセンサボデイに回動自在に軸支された前記アクセルドラムを絞弁閉方向に付勢するアクセルペダルセンサリターンスプリングと、
前記ロストレバーと前記アクセルドラムとを互いに連動して回動可能に連結するリンク部材と、
を備え、前記リターンスプリングは前記弁軸レバーと前記絞弁本体とに係合して前記絞弁を絞弁閉方向に付勢し、前記ロストモーションスプリングは前記弁軸レバーと前記ロストレバーとの間に配設されてもよい。
【００１７】
またさらに、前記アクセルペダル操作手段が、前記弁軸に固着され、前記第１係合片が形成された弁軸レバーと、
前記弁軸と同軸的且つ前記弁軸に対して相対的に回動自在に配設されると共に、前記第２係合片が設けられたロストレバーと、
前記絞弁本体に固着されたアクセルペダルセンサボデイと、
前記アクセルペダルセンサボデイに回動自在に軸支された前記アクセルドラムと前記アクセルペダルとを連結するアクセル係合手段と、
前記アクセルドラムを絞弁閉方向に付勢するアクセルペダルセンサリターンスプリングと、
前記アクセルペダルセンサボデイと前記アクセルドラムとの間に前記アクセルドラムと同軸的に配設された中間レバーと、
前記中間レバーと前記ロストレバーとを互いに連動して回動可能に連結するリンク部材と、
を備え、前記リターンスプリングは前記弁軸レバーと前記絞弁本体とに係合して前記絞弁を絞弁閉方向に付勢し、前記ロストモーションスプリングは前記弁軸レバーと前記ロストレバーとの間に配設される。このように構成すると、前記アクセルドラムが所定角度以上回動した際、前記中間レバーは前記アクセルドラムと一体的に回動し、前記ペダル操作手段によって前記弁軸を回動させると、前記アクセルドラムが所定角度以上回動するまで絞弁が開成せず、すなわち、絞弁の開度を制限することができ、モータ駆動系が故障した際にこの絞弁制御装置が使用される自動車を安全な位置に移動することが可能で、しかも該自動車が必要以上の速度となることを防止することができ、好適である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る絞弁制御装置について、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１９】
図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係る絞弁制御装置を示す。この絞弁制御装置１０は、絞弁本体１２に形成されている断面円形の通路１４の開度を、略円盤状に形成された絞弁１６の回動により制御するように構成されている。前記絞弁１６は前記絞弁本体１２の内部に回動自在に設けられた弁軸１８に固着され、該弁軸１８は一対のボールベアリング２０ａ、２０ｂによって軸支される。前記弁軸１８の一端側にはアクセルペダル操作手段２２が配設され、前記弁軸１８の他端側にはモータ駆動手段２４が配設される。前記アクセルペダル操作手段２２は前記弁軸１８の一方１８ａに弁軸レバー２６が固着され、該弁軸レバー２６と前記絞弁本体１２との間には当該弁軸レバー２６を絞弁閉方向に付勢するリターンスプリング２８が介装される。
【００２０】
前記アクセルペダル操作手段２２はアクセルペダルセンサ３０を備え、該アクセルペダルセンサ３０は前記絞弁本体１２に固着されたアクセルペダルセンサボデイ３２を有する。該アクセルペダルセンサボデイ３２にはその内部から外部に突出して前記弁軸１８と平行に筒状部材３３が固着され、該筒状部材３３の内部にはセンサ軸３４が回動自在に設けられ、該センサ軸３４の一端部にはアクセルペダルセンサレバー３６が固着される。該アクセルペダルセンサレバー３６は前記アクセルペダルセンサボデイ３２に設けられたエンコーダ部３８に連結され、該エンコーダ部３８は前記アクセルペダルセンサレバー３６の回転角度を電気信号に変換して図示しないコントローラに入力する。前記アクセルペダルセンサレバー３６と前記アクセルペダルセンサボデイ３２との間にはアクセルペダルセンサリターンスプリング４０が介装され、該アクセルペダルセンサリターンスプリング４０は、前記センサ軸３４を、常時、絞弁閉方向に付勢する。
【００２１】
前記筒状部材３３の外周には前記アクセルペダルセンサボデイ３２に近接して中間レバー４２が回動自在に設けられ、該中間レバー４２の端部から第１係合片４４が前記センサ軸３４の軸線方向に延在して形成される。前記中間レバー４２には長尺状に形成されたリンク部材４５の一端部が軸部材４７ａを介して回動自在に設けられ、該リンク部材４５の他端部は前記弁軸レバー２６に軸部材４７ｂを介して軸支される。このため、前記中間レバー４２の第１係合片４４と前記弁軸１８とは互いに連動して回動する。
【００２２】
前記センサ軸３４の端部にはアクセルドラム４６が固着され、該アクセルドラム４６にはアクセルワイヤ係合部５０が形成され、該アクセルワイヤ係合部５０には図示しないアクセルペダルに連結されたアクセルワイヤ４８の端部が係合する。従って、前記アクセルワイヤ４８と前記アクセルワイヤ係合部５０は前記アクセルドラム４６と図示しないアクセルペダルとを連結するアクセル係合手段５１を構成し、該アクセルペダルの踏み込み量に対応して前記アクセルドラム４６が回動する。前記アクセルドラム４６には前記センサ軸３４の軸線方向に延在して第２係合片５２が形成され、該第２係合片５２の回転半径は前記第１係合片４４の回転半径より大きく形成されている。前記アクセルドラム４６と前記中間レバー４２との間にはロストモーションスプリング５４が介装され、該ロストモーションスプリング５４の一端部５４ａは前記第２係合片５２に係合して絞弁閉方向に付勢し、他端部５４ｂは前記第１係合片４４と前記第２係合片５２の少なくともいずれか一方に係合して絞弁開方向に付勢している。前記第１係合片４４と第２係合片５２には前記他端部５４ｂが係合する部位にそれぞれ平面部４４ａ、５２ａが形成されている。
【００２３】
前記モータ駆動手段２４は前記絞弁本体１２に設けられた、例えば、ステッピングモータの如きモータ６０を備え、該モータ６０は図示しないコントローラによって回転制御される。前記モータ６０の回転軸６２は前記弁軸１８と同軸的に配設され、該回転軸６２と前記弁軸１８とはモータ連結手段６４を介して連結される。該モータ連結手段６４は前記弁軸１８に固着された第１カップリングレバー６６と、前記回転軸６２に固着された第２カップリングレバー６８を有する。前記第１カップリングレバー６６の一部には前記弁軸１８の軸線方向に延在して係合片７０が形成され、一方、前記第２カップリングレバー６８には前記係合片７０と当接自在な係合片７２ａ、７２ｂが互いに略１８０゜変位して形成されている。前記第１カップリングレバー６６と第２カップリングレバー６８の間にはモータ連結スプリング７４が介装され、該モータ連結スプリング７４の両端部はそれぞれ前記係合片７０と前記係合片７２ｂに係合して前記第２カップリングレバー６８を絞弁開方向に付勢している。このため、一方の係合片７２ａは常時前記係合片７０に係合し、前記モータ６０の回転軸６２と前記弁軸１８とは一体的に回動する。前記モータ６０には前記弁軸１８と反対側にエンコーダ部７６が設けられ、該エンコーダ部７６は前記回転軸６２の回転角度を電気信号に変換して図示しないコントローラに出力する。
【００２４】
第１の実施の形態に係る絞弁制御装置は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
【００２５】
先ず、図２に示すように、アクセルペダル操作手段２２は、初期状態において、ロストモーションスプリング５４の一端部５４ａと他端部５４ｂがアクセルドラム４６の第２係合片５２に対向して係合され、中間レバー４２の第１係合片４４には前記ロストモーションスプリング５４の他端部５４ｂが略当接し、あるいは、若干の間隙を有している。このとき、弁軸１８は、図１に示すように、リターンスプリング２８によって絞弁閉方向に付勢され、モータ連結手段６４では第１カップリングレバー６６の係合片７０が第２カップリングレバー６８の一方の係合片７２ａに当接している。一方、モータ６０の回転軸６２は所定の位置、すなわち絞弁１６が所定の最小アイドル開度位置となるように回動する。
【００２６】
そこで、図示しないアクセルペダルが踏み込まれると、アクセルワイヤ４８が引張されてアクセルドラム４６が絞弁開方向に回動する。このため、アクセルペダルセンサ３０のエンコーダ部３８はセンサ軸３４の回転角度に対応した信号を出力し、図示しないコントローラはこの信号に対応してモータ６０の回転軸６２を所定角度回動させる。このため、第２カップリングレバー６８の一方の係合片７２ａは第１カップリングレバー６６の係合片７０を押圧し、図３に示すように、絞弁１６が絞弁開方向に回動する。この回動運動は弁軸レバー２６からリンク部材４５を介して中間レバー４２に伝達され、第１係合片４４は絞弁開方向に回動する。
【００２７】
なお、アクセルペダルの踏込量に対する絞弁１６の開度は図示しないコントローラによって設定されており、例えば、踏み込み量が少なくても絞弁１６を大きく開成する場合、図３に示すように、第１係合片４４は第２係合片５２に対して相対的に絞弁開方向に偏位して該第１係合片４４はロストモーションスプリング５４の他端部５４ｂから離間し、一方、踏み込み量が大きくても絞弁１６の開度が小さく設定されている場合、図４に示すように、第１係合片４４は第２係合片５２に対して相対的に絞弁閉方向に偏位し、ロストモーションスプリング５４の他端部５４ｂは第１係合片４４に係合して第２係合片５２から離間する。また、踏み込み量と絞弁１６の開度との設定によっては、図５に示すように、第１係合片４４と第２係合片５２とが略一致して回動する場合もある。
【００２８】
このように、図示しないアクセルペダルの踏み込み量に対して絞弁１６の開度を自在に設定することが可能なため、運転状況等によって様々な制御が可能である。例えば、クルーズコントロールが行われる際には、アクセルペダルの踏み込み量が少なくなってもモータ６０によって絞弁１６は所定の開度に保持されており、第１係合片４４は第２係合片５２に対して相対的に絞弁開方向に偏位している（図３参照）。また、絞弁１６が開状態に維持されている際、車輪のスリップが検出されると、トラクションコントロールが開始される。すなわち、モータ６０の回転軸６２が絞弁閉方向に回動され、絞弁１６は絞弁閉方向に回動する（図１参照）。この回動運動は弁軸レバー２６からリンク部材４５を介して中間レバー４２に伝達され、第１係合片４４はロストモーションスプリング５４の他端部５４ｂに係合して第１係合片５２に対して相対的に絞弁閉方向に回動する（図４参照）。
【００２９】
さらに、アイドルコントロールが行われる場合には、絞弁１６は、図２に示すように、最小アイドル開度位置に偏位している。このとき該絞弁１６は僅かに開いており、通常のアイドル運転時はモータ６０による回動制御は不要で、例えば、冷間始動時やエアコンスイッチがＯＮにされたときなどの必要時にだけモータ６０を付勢し、絞弁１６の開度を大きくするように制御すればよい。
【００３０】
なお、弁軸１８を絞弁閉方向に回動させたときに絞弁１６の開度が０となるように設定し、通常のアイドル運転時にもモータ６０を駆動して絞弁１６を必要な開度に開成することも可能である。
【００３１】
万一、モータ制御系に故障が生じたときには、モータ６０への通電をカットする。すると、モータ６０は無負荷となって回転軸６２は自由に回動可能な状態となる。この場合、第１カップリングレバー６６の係合片７０と第２カップリングレバー６８の係合片７２ａとはモータ連結スプリング７４の付勢作用下に係合しているので、弁軸１８が回動する際に回転軸６２も一体的に回動するが、該回転軸６２は負荷とならず、弁軸１８はペダル側操作に連動して容易に回動する。
【００３２】
そこで、図示しないアクセルペダルが踏み込まれると、図５に示すように、アクセルワイヤ４８によってアクセルドラム４６が回動する。このため、第２係合部５２に押圧されてロストモーションスプリング５４の一端部５４ａが回動し、他端部５４ｂは中間レバー４２の第１係合部４４を絞弁開方向に押圧する。この中間レバー４２はリンク部材４５、弁軸レバー２６を介して弁軸１８に連動されているが、該弁軸１８は、このとき、前述のように容易に回動可能であるため、ロストモーションスプリング５４の他端部５４ｂの回動運動により中間レバー４２が回動し、弁軸１８が回動して絞弁１６が開成する。従って、モータ６０への通電がカットされてもアクセルペダル操作手段２２によって絞弁全閉位置から絞弁全開位置までの全範囲で通常の操作制御が円滑に遂行され、車を安全な位置まで運転して移動することが可能である。また、操縦者に急激な操作感の変化を与えることもない。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る絞弁制御装置１００について、図６を参照して説明する。以下、図中、前記第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。なお、他の実施の形態についても同様である。
【００３４】
この絞弁制御装置１００のアクセルペダル操作手段１０２は、弁軸１８の一方１８ａに固着された弁軸レバー１０４を備え、該弁軸レバー１０４と絞弁本体１２との間にはリターンスプリング１０６が介装され、該リターンスプリング１０６は前記弁軸レバー１０４を絞弁閉方向に付勢している。前記弁軸レバー１０４には第１係合片１０８が前記弁軸１８の延在方向に沿って形成され、該第１係合片１０８には平面部１０８ａが形成されている。前記弁軸１８には前記弁軸レバー１０４の外方にスペーサ部材１１０を介してアクセルドラム１１２が回動自在に設けられる。該アクセルドラム１１２には第２係合片１１４が前記弁軸１８の延在方向に沿って形成され、該第２係合片１１４には平面部１１４ａが形成される。
【００３５】
前記弁軸レバー１０４と前記アクセルドラム１１２との間にはロストモーションスプリング１１６が介装され、該ロストモーションスプリング１１６の一端部１１６ａは前記第２係合片１１４に係合して該第２係合片１１４を絞弁閉方向に付勢し、他端部１１６ｂは前記第１係合片１０８の平面部１０８ａと前記第２係合片１１４の平面部１１４ａの少なくともいずれか一方に係合して絞弁開方向に付勢している。前記アクセルドラム１１２にはアクセル係合手段１１７が設けられる。該アクセル係合手段１１７は前記アクセルドラム１１２に設けられたアクセルワイヤ係合部１１８と、該アクセルワイヤ係合部１１８に接続されたアクセルワイヤ１２０とを有し、該アクセルワイヤ１２０は図示しないアクセルペダルに連結される。従って、前記アクセルドラム１１２とアクセルペダルとは前記アクセルワイヤ１２０、前記アクセルワイヤ係合部１１８によって連結される。
【００３６】
前記アクセルペダル操作手段１０２はアクセルペダルセンサ１２２を備え、該アクセルペダルセンサ１２２は前記絞弁本体１２に固着されたアクセルペダルセンサボデイ１２４を有する。該アクセルペダルセンサボデイ１２４には前記弁軸１８と平行に筒状部１２６が形成され、該筒状部材１２６の内部にはセンサ軸１２８が回動自在に設けられ、該センサ軸１２８は前記アクセルペダルセンサボデイ１２４に設けられたエンコーダ部１３２に連結され、該エンコーダ部１３２は前記センサ軸１２８の回転角度を電気信号に変換して図示しないコントローラに入力する。前記センサ軸１２８の一端部にはアクセルペダルセンサレバー１３４が固着され、該アクセルペダルセンサレバー１３４と前記アクセルペダルセンサボデイ１２４との間にはアクセルペダルセンサリターンスプリング１３６が介装される。該アクセルペダルセンサリターンスプリング１３６は前記アクセルペダルセンサレバー１３４を絞弁閉方向に付勢している。前記アクセルペダルセンサレバー１３４には軸部材１３８ａを介してリンク部材１４０の一端部が回動自在に設けられ、該リンク部材１４０の他端部は軸部材１３８ｂを介して前記アクセルドラム１１２に軸着される。このため、前記アクセルドラム１１２と前記アクセルペダルセンサレバー１３４とは互いに連動して回動する。
【００３７】
第２の実施の形態に係る絞弁制御装置１００は以上のように構成され、次に、該絞弁制御装置１００の動作について説明する。
【００３８】
先ず、アクセルペダル操作手段１０２は、初期状態において、ロストモーションスプリング１１６の一端部１１６ａと他端部１１６ｂがアクセルドラム１１２の第２係合片１１４に対向して係合され、弁軸レバー１０４の第１係合片１０８には前記ロストモーションスプリング１１６の他端部１１６ｂが略当接し、あるいは、若干の間隙を有している。
【００３９】
そこで、図示しないアクセルペダルが踏み込まれると、アクセルワイヤ１２０が引張されてアクセルドラム１１２が絞弁開方向に回動する。このアクセルドラム１１２の回動運動はリンク部材１４０を介してアクセルペダルセンサレバー１３４に伝達され、エンコーダ部１３２はセンサ軸１２８の回転角度に対応した信号を出力し、図示しないコントローラはこの信号に対応してモータ６０の回転軸６２を所定角度回動させる。このため、弁軸１８を介して絞弁１６が絞弁開方向に回動する。この回動運動は弁軸レバー１０４に伝達され、第１係合片１０８は絞弁開方向に回動する。
【００４０】
モータ６０による弁軸１８の回転角度がアクセルドラム１１２の回転角度より大きい場合、第１係合片１０８は第２係合片１１４に対して相対的に絞弁開方向に回動し、該第１係合片１０８はロストモーションスプリング１１６の他端部１１６ｂから離間する。一方、モータ６０による弁軸１８の回転角度がアクセルドラム１１２の回転角度より小さい場合、第１係合片１０８は第２係合片１１４に対して相対的に絞弁閉方向に回動し、ロストモーションスプリング１１６の他端部１１６ｂは第１係合片１０８に係合して第２係合片１１４から離間する。このように、アクセルドラム１１２の回転角度に拘わらず、モータ６０によって弁軸１８を所望の角度に回動可能であるため、第１の実施の形態に係る絞弁制御装置１０と同様に、クルーズコントロール、トラクションコントロール、アイドルコントロール等の制御が可能である。
【００４１】
また、モータ制御系に故障が生じたときに、モータ６０への通電をカットすると、第１の実施の形態の絞弁制御装置１０と同様に、モータ６０は無負荷となって、回転軸６２がリターンスプリング１０６およびモータ連結スプリング７４の付勢作用下に弁軸１８と一体的に絞弁閉方向に回動する。図示しないアクセルペダルが踏み込まれると、アクセルワイヤ１２０によってアクセルドラム１１２が回動する。このため、第２係合部１１４に押圧されてロストモーションスプリング１１６の一端部１１６ａが回動し、他端部１１６ｂは第１係合部１０８を絞弁開方向に押圧する。このとき、弁軸１８にかかる回転軸６２の負荷は小さく、該弁軸１８が容易に回動するため、ロストモーションスプリング１１６の他端部１１６ｂの回動運動により弁軸レバー１０４が回動し、弁軸１８が回動して絞弁１６が開成する。従って、モータ６０への通電がカットされてもアクセルペダル操作手段１０２によって自動車の走行を続行することができる。
【００４２】
次いで、本発明の第３の実施の形態に係る絞弁制御装置２００について、図７を参照して説明する。
【００４３】
この絞弁制御装置２００のアクセルペダル操作手段２０２は、弁軸１８の一方１８ａに固着された弁軸レバー２０４を備え、該弁軸レバー２０４と絞弁本体１２との間にはリターンスプリング２０６が介装され、該リターンスプリング２０６は前記弁軸レバー２０４を絞弁閉方向に付勢している。前記弁軸レバー２０４には第１係合片２０８が前記弁軸１８の延在方向に沿って形成され、該第１係合片２０８には平面部２０８ａが形成されている。前記弁軸１８には前記弁軸レバー２０４の外方にスペーサ部材２１０を介してロストレバー２１２が回動自在に設けられている。該ロストレバー２１２には第２係合片２１４が前記弁軸１８の延在方向に沿って形成され、該第２係合片２１４には平面部２１４ａが形成される。前記弁軸レバー２０４と前記ロストレバー２１２との間にはロストモーションスプリング２１６が介装され、該ロストモーションスプリング２１６の一端部２１６ａは前記第２係合片２１４に係合して絞弁閉方向に付勢し、他端部２１６ｂは前記第１係合片２０８の平面部２０８ａと前記第２係合片２１４の平面部２１４ａの少なくともいずれか一方に係合して絞弁開方向に付勢している。
【００４４】
前記アクセルペダル操作手段２０２はアクセルペダルセンサ２２２を備え、該アクセルペダルセンサ２２２は前記絞弁本体１２に固着されたアクセルペダルセンサボデイ２２４を有する。該アクセルペダルセンサボデイ２２４には前記弁軸１８と平行に筒状部材２２６が形成され、該筒状部材２２６の内部にはセンサ軸２２８が回動自在に設けられている。該センサ軸２２８は前記アクセルペダルセンサボデイ２２４に設けられたエンコーダ部２３２に連結され、該エンコーダ部２３２は前記センサ軸２２８の回転角度を電気信号に変換して図示しないコントローラに出力する。前記センサ軸２２８の一端部にはアクセルドラム２３４が固着され、該アクセルドラム２３４と前記アクセルペダルセンサボデイ２２４との間にはアクセルペダルセンサリターンスプリング２３６が介装される。該アクセルペダルセンサリターンスプリング２３６は前記アクセルドラム２３４を絞弁閉方向に付勢している。前記アクセルドラム２３４にはアクセル係合手段２３７が設けられる。該アクセル係合手段２３７は前記アクセルドラム２３４に設けられたアクセルワイヤ係合部２３８と、該アクセルワイヤ係合部２３８に接続されたアクセルワイヤ２４０とを有し、該アクセルワイヤ２４０は示しないアクセルペダルに連結される。従って、前記アクセルドラム２３４とアクセルペダルとは前記アクセルワイヤ２４０、前記アクセルワイヤ係合部２３８によって連結される。前記アクセルドラム２３４には軸部材２４２ａを介してリンク部材２４４の一端部が回動自在に設けられ、該リンク部材２４４の他端部は軸部材２４２ｂを介して前記ロストレバー２１２に軸着される。このため、前記ロストレバー２１２と前記アクセルドラム２３４とは互いに連動して回動する。
【００４５】
第３の実施の形態に係る絞弁制御装置２００は以上のように構成され、次に、該絞弁制御装置２００の動作について説明する。
【００４６】
先ず、アクセルペダル操作手段２０２は、初期状態において、ロストモーションスプリング２１６の一端部２１６ａと他端部２１６ｂがロストレバー２１２の第２係合片２１４に対向して係合され、弁軸レバー２０４の第１係合片２０８には前記ロストモーションスプリング２１６の他端部２１６ｂが略当接し、あるいは、若干の間隙を有している。
【００４７】
そこで、図示しないアクセルペダルが踏み込まれると、アクセルワイヤ２４０が引張されてアクセルドラム２３４が絞弁開方向に回動する。このため、センサ軸２２８が回動し、エンコーダ部２３２はセンサ軸２２８の回転角度に対応した信号を出力し、図示しないコントローラはこの信号に対応してモータ（図示せず）を付勢し、絞弁１６を絞弁開方向に回動させる。この回動運動は弁軸レバー２０４に伝達され、第１係合片２０８は絞弁開方向に回動する。
【００４８】
また、前記アクセルドラム２３４の回動運動はリンク部材２４４を介してロストレバー２１２に伝達され、該ロストレバー２１２が回動する。モータによる弁軸１８の回転角度がロストレバー２１２の回転角度より大きい場合、第１係合片２０８は第２係合片２１４に対して相対的に絞弁開方向に回動し、該第１係合片２０８はロストモーションスプリング２１６の他端部２１６ｂから離間する。一方、弁軸１８の回転角度がロストレバー２１２の回転角度より小さい場合、第１係合片２０８は第２係合片２１４に対して相対的に絞弁閉方向に回動し、ロストモーションスプリング２１６の他端部２１６ｂは第１係合片２０８に係合して第２係合片２１４から離間する。このように、ロストレバー２１２の回転角度に拘わらず、モータによって弁軸１８を所望の角度に回動可能であるため、第１、第２の実施の形態に係る絞弁制御装置１０、１００と同様に、クルーズコントロール、トラクションコントロール、アイドルコントロール等の制御が可能である。
【００４９】
一方、モータ制御系に故障が生じたときには、第１、第２の実施の形態の絞弁制御装置１０、１００と同様に、モータ（図示せず）への通電をカットする。そこで、図示しないアクセルペダルが踏み込まれると、アクセルワイヤ２４０によってアクセルドラム２３４が回動し、リンク部材２４４を介してロストレバー２１２が回動する。このため、第２係合部２１４に押圧されてロストモーションスプリング２１６の一端部２１６ａが回動し、他端部２１６ｂは第１係合部２０８を絞弁開方向に押圧する。このとき、弁軸１８にかかる回転軸６２の負荷は小さく、該弁軸１８が容易に回動するため、ロストモーションスプリング２１６の他端部２１６ｂの回動運動により弁軸レバー２０４が回動し、弁軸１８が回動して絞弁１６が開成する。従って、モータへの通電がカットされてもアクセルペダル操作手段２０２によって運転を続けることができる。
【００５０】
次いで、本発明の第４の実施の形態に係る絞弁制御装置３００について、図８を参照して説明する。この絞弁制御装置３００は、前記第３の実施の形態に係る絞弁制御装置２００とアクセルドラムの構成が異なるものである。
【００５１】
該絞弁制御装置３００のアクセルペダルセンサ２２２に設けられたセンサ軸３０４にはアクセルドラム３０６が固着され、該アクセルドラム３０６にはアクセルペダルセンサリターンスプリング２３６の一端部が係合する係合片３０８が形成される。従って、前記アクセルペダルセンサリターンスプリング２３６は前記アクセルドラム３０６を絞弁閉方向に付勢している。前記アクセルドラム３０６にはアクセル係合手段３０９が設けられる。該アクセル係合手段３０９は前記アクセルドラム３０６に設けられたアクセルワイヤ係合部３１０と、該アクセルワイヤ係合部３１０に接続されたアクセルワイヤ３１２とを有し、該アクセルワイヤ３１２は示しないアクセルペダルに連結される。このため、前記アクセルドラム３０６とアクセルペダルとは前記アクセルワイヤ３１２、前記アクセルワイヤ係合部３１０によって連結される。
【００５２】
前記センサ軸３０４には前記アクセルドラム３０６と筒状部材２２６の間にスペーサ３１４を介して中間レバー３１６が回動自在に設けられる。該中間レバー３１６には係合片３１８が形成され、該係合片３１８は前記係合片３０８に当接自在に構成される。前記中間レバー３１６には軸部材３２０ａを介してリンク部材３２２の一端部が回動自在に設けられ、該リンク部材３２２の他端部は軸部材３２０ｂを介してロストレバー２１２に軸着される。このため、前記ロストレバー２１２と前記中間レバー３１６とは互いに連動して回動する。
【００５３】
絞弁１６が最小アイドル開度位置に回動し、且つ、アクセルドラム３０６が絞弁閉方向に回動しているとき、アクセルドラム３０６の係合片３０８は中間レバー３１６の係合片３１８に対して所定角度絞弁閉方向に離間している。このため、前記アクセルドラム３０６の回転角度が所定角度以下のときには中間レバー３１６はアクセルドラム３０６の回動運動に拘わらず回動せず、一方、前記アクセルドラム３０６が所定角度以上回動すると、係合片３０８と係合片３１８とが当接し、前記中間レバー３１６は前記アクセルドラム３０６と一体的に回動する。
【００５４】
第４の実施の形態に係る絞弁制御装置３００は以上のように構成され、次に、該絞弁制御装置３００の動作について説明する。ここで、図示しないモータによって絞弁１６の開度を制御する動作については前記第３の実施の形態に係る絞弁制御装置２００と同一であるので、その説明を省略する。
【００５５】
モータ制御系に故障が生じたときには、第１〜第３の実施の形態の絞弁制御装置１０、１００、２００と同様に、モータ（図示せず）への通電がカットされる。このため、弁軸１８は弁軸レバー２０４を介してリターンスプリング２０６によって絞弁閉方向に回動され、絞弁１６は最小アイドル回度位置に回動する。図示しないアクセルペダルが踏み込まれると、アクセルワイヤ３１２によってアクセルドラム３０６が回動する。しかし、該アクセルドラム３０６の回転角度が所定角度以下のときは、前記係合片３０８と係合片３１８とは離間しているので、中間レバー３１６は回動せず、絞弁１６が開成されることもない。従って、絞弁１６は最小アイドル開度位置に保持される。アクセルペダルがさらに踏み込まれ、アクセルドラム３０６が所定角度以上回動すると、係合片３０８と係合片３１８とが当接し、中間レバー３１６はアクセルドラム３０６と一体的に回動する。このため、リンク部材３２２を介してロストレバー２１２が回動し、ロストモーションスプリング２１６を介して弁軸レバー２０４が回動して絞弁１６が開成する。
【００５６】
このように、アクセルペダルを所定量以上踏み込むことによって絞弁１６を開成するように構成することにより、モータ駆動系に故障が生じたときでも自動車を安全な位置まで移動させることが可能で、しかも該自動車が必要以上の速度となることを防止している。
【００５７】
【発明の効果】
本発明に係る絞弁制御装置によれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【００５８】
アクセルペダルの操作と独立してモータによる絞弁の開度制御を行うことができるため、クルーズコントロール、トラクションコントロール、アイドルコントロール等、様々な制御が可能で、また、アクセルペダル操作手段の構成が簡素化され、様々な構成、配置が可能なため、機構の配置に制約が少なく、レイアウトの自由度が向上する。
【００５９】
また、第１係合片の半径は第２係合片の半径より小さく形成されているため、第１係合片と第２係合片とが互いに当接することがなく、アクセルドラムの回動運動が阻害されることがないため、絞弁の開成制御の自由度が広がり、また、ロストモーションスプリングを小さく構成することができ、レイアウトの自由度を一層向上させることが可能となる。
【００６０】
さらに、モータ制御系に故障が生じたときに、モータへの通電をカットしても、アクセルペダルが踏み込まれるとアクセルドラムからロストモーションスプリングを介して弁軸が回動することにより、絞弁の開成制御が可能なため、自動車を安全に移動させることができ、さらに、操作感が急激に変化して操縦者に不安を与えることもなく、フェースセイフ機能とリンプホーム機能とを併せ持った多機能な電子制御式の絞弁制御装置を得ることができる。
【００６１】
さらにまた、アクセルペダルを所定量以上踏み込むことによって絞弁が開成するように構成することにより、自動車が必要以上の速度となることを防止し、より安全性を向上させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る絞弁制御装置を示す一部省略縦断面図である。
【図２】図１の絞弁制御装置の絞弁閉状態の一部省略概略斜視図である。
【図３】図１の絞弁制御装置のクルーズコントロール時の一部省略概略斜視図である。
【図４】図１の絞弁制御装置のトラクションコントロール時の一部省略概略斜視図である。
【図５】図１の絞弁制御装置のアクセルペダルが踏み込まれた状態の一部省略概略斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る絞弁制御装置を示す一部省略縦断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る絞弁制御装置を示す一部省略縦断面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る絞弁制御装置を示す一部省略縦断面図である。
【符号の説明】
１０、１００、２００、３００…絞弁制御装置
１２…絞弁本体
１６…絞弁
１８…弁軸
２２、１０２、２０２…アクセルペダル操作手段
２４…モータ駆動手段
２６、１０４、２０４…弁軸レバー
２８、１０６、２０６…リターンスプリング
３０、１２２、２２２…アクセルペダルセンサ
４２、３１６…中間レバー
４５、１４０、２４４、３２２…リンク部材
４４、１０８、２０８…第１係合片
４６、１１２、２３４、３０６…アクセルドラム
５２、１１４、２１４…第２係合片
５４、１１６、２１６…ロストモーションスプリング
６０…モータ
Claims (7)
- 絞弁本体の内部に回動自在に設けられた弁軸の一方にモータの回転軸を連結し、他方にアクセルペダル操作手段を配置し、アクセルペダルの操作量に対応して前記モータにより前記弁軸に固着された絞弁を開閉制御する絞弁制御装置において、
前記アクセルペダル操作手段は、前記弁軸の回動運動に連動して回動する第１係合片と、
前記弁軸に設けられ、該弁軸を絞弁閉方向に付勢するリターンスプリングと、前記弁軸に対して相対的に回動自在に設けられ、前記アクセルペダルの操作量に対応して回転するアクセルドラムと、
前記アクセルドラムの回動運動に連動して回動する第２係合片と、
一端部が前記第２係合片に係合して該第２係合片を前記絞弁閉方向に付勢すると共に、他端部が前記第１係合片と第２係合片の少なくとも一方に係合して該第１係合片および第２係合片、あるいは、第１係合片または第２係合片を前記絞弁開方向に付勢するロストモーションスプリングと、
を備え、前記モータによって前記弁軸を回動させる際には前記ロストモーションスプリングの他端側が前記第１係合片と第２係合片の少なくとも一方に係合して前記アクセルドラムが前記弁軸に対して相対動可能に回動し、一方、前記アクセルペダル操作手段により前記弁軸を回動させる際には前記ロストモーションスプリングの他端側が前記第１係合片と第２係合片の両方に係合して前記アクセルドラムと前記弁軸とが連動して回動することを特徴とする絞弁制御装置。 - 請求項１記載の絞弁制御装置において、
前記第１係合片と前記第２係合片は、その半径が互いに異なるように形成され、該第１係合片と第２係合片は互いに当接することなく、絞弁開方向および絞弁閉方向に相対的に回動自在であることを特徴とする絞弁制御装置。 - 請求項１記載の絞弁制御装置において、
前記第１係合片の半径は前記第２係合片の半径より小さく形成されることを特徴とする絞弁制御装置。 - 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の絞弁制御装置において、
前記アクセルペダル操作手段は、前記弁軸に固着された弁軸レバーと、
前記絞弁本体に対して設けられたアクセルペダルセンサボデイと、
前記アクセルペダルセンサボデイの内部に回動自在に軸支された前記アクセルドラムを絞弁閉方向に付勢するアクセルペダルセンサリターンスプリングと、
前記アクセルドラムと前記アクセルペダルとを連結するアクセル係合手段と、前記アクセルペダルセンサボデイと前記アクセルドラムとの間に配設され、前記第１係合片が設けられた中間レバーと、
前記中間レバーと前記弁軸レバーとを互いに連動して回動可能に連結するリンク部材と、
を備え、前記リターンスプリングは前記絞弁本体と前記弁軸レバーとに係合して前記絞弁を絞弁閉方向に付勢し、前記アクセルドラムには前記第２係合片が形成され、前記ロストモーションスプリングは前記中間レバーと前記アクセルドラムとの間に設けられることを特徴とする絞弁制御装置。 - 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の絞弁制御装置において、
前記アクセルペダル操作手段は、前記弁軸に固着され、前記第１係合片が形成された弁軸レバーと、
前記アクセルドラムと前記アクセルペダルとを連結するアクセル係合手段と、
前記絞弁本体に固着されたアクセルペダルセンサボデイと、
前記アクセルペダルセンサボデイに回動自在に軸支されたアクセルペダルセンサレバーと、
前記アクセルペダルセンサレバーを絞弁閉方向に付勢するアクセルペダルセンサリターンスプリングと、
前記アクセルドラムと前記アクセルペダルセンサレバーとを互いに連動して回動可能に連結するリンク部材と、
を備え、前記リターンスプリングは前記絞弁本体と前記弁軸レバーとに係合し、前記絞弁を絞弁閉方向に付勢し、前記アクセルドラムは前記弁軸と同軸的且つ前記弁軸に対して相対的に回動自在に設けられると共に、該アクセルドラムには前記第２係合片が形成され、前記ロストモーションスプリングは前記弁軸レバーと前記アクセルドラムとの間に配設されることを特徴とする絞弁制御装置。 - 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の絞弁制御装置において、
前記アクセルペダル操作手段は、前記弁軸に固着され、前記第１係合片が形成された弁軸レバーと、
前記弁軸と同軸的且つ前記弁軸に対して相対的に回動自在に配設されると共に、前記第２係合片が設けられたロストレバーと、
前記絞弁本体に固着されたアクセルペダルセンサボデイと、
前記アクセルペダルセンサボデイに回動自在に軸支された前記アクセルドラムを絞弁閉方向に付勢するアクセルペダルセンサリターンスプリングと、
前記ロストレバーと前記アクセルドラムとを互いに連動して回動可能に連結するリンク部材と、
を備え、前記リターンスプリングは前記弁軸レバーと前記絞弁本体とに係合して前記絞弁を絞弁閉方向に付勢し、前記ロストモーションスプリングは前記弁軸レバーと前記ロストレバーとの間に配設されることを特徴とする絞弁制御装置。 - 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の絞弁制御装置において、
前記アクセルペダル操作手段は、前記弁軸に固着され、前記第１係合片が形成された弁軸レバーと、
前記弁軸と同軸的且つ前記弁軸に対して相対的に回動自在に配設されると共に、前記第２係合片が設けられたロストレバーと、
前記絞弁本体に固着されたアクセルペダルセンサボデイと、
前記アクセルペダルセンサボデイに回動自在に軸支された前記アクセルドラムと前記アクセルペダルとを連結するアクセル係合手段と、
前記アクセルドラムを絞弁閉方向に付勢するアクセルペダルセンサリターンスプリングと、
前記アクセルペダルセンサボデイと前記アクセルドラムとの間に前記アクセルドラムと同軸的に配設された中間レバーと、
前記中間レバーと前記ロストレバーとを互いに連動して回動可能に連結するリンク部材と、
を備え、前記リターンスプリングは前記弁軸レバーと前記絞弁本体とに係合して前記絞弁を絞弁閉方向に付勢し、前記ロストモーションスプリングは前記弁軸レバーと前記ロストレバーとの間に配設され、前記アクセルドラムが所定角度以上回動すると、前記中間レバーは前記アクセルドラムと一体的に回動することを特徴とする絞弁制御装置。
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