JPH02185631A - 機関のスロットル弁制御装置 - 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］ この発明は機関のスロットル弁制御装置に関し、詳細に
は、電子制御アクチュエータにより特に自動車用機関の
出力を制御するスロットル弁の制御装置に関する。

［従来の技術、］ 自動車用機関の吸気量制御は一般に吸気通路に設けられ
たスロットル弁の開閉制御によって行われる。そして、
通常、このスロットル弁はアクセルペダルに連動して機
械的にＯｎ閉制御される。

ところで、最近では、自動車の運転フィーリングや走行
性能を向上させることを目的として、従来のようにスロ
ットル弁とアクセルペダルとを単にワイヤケーブル等に
より機械的に連結するのではなく、この間に電子制御手
段を介在させ、アクセル踏込量を電気量に変換した信号
（アクセル踏込ｍ信号）と、機関回転数信号、ギヤポジ
ション信号、車輪のスリップ信号等能の機関運転状態あ
るいは車両走行状態を表す信号とに対応して最適のスロ
ットル開度を逐次演算し、その演算された制御量に対応
した電気信号に基づいて作動する電子制御アクチュエー
タによりスロットル弁を開閉駆動するようにしたスロッ
トル弁制御装置の開発が進められている。

ところが、このような電気式のスロットル弁制御装置に
おいては、車両走行中にスロットル弁駆動用の電子制御
アクチュエータや電子制御装置が故障した場合に、運転
者の意志に関係なくスロットル弁が開いたままとなって
車両が暴走するといった事態が生ずる可能性がある。そ
こで、このような危険な事態を回避できるような安全装
置を設けることが必要である。

従来から、例えば、特公昭６１−５４９３３号公報に記
載されているように、電気式のスロットル弁制御装置を
備えた機関において、電子制御式アクチュエータによっ
て駆動制御される第１のスロットル弁と直列にアクセル
ペダルに連動する第２のスロットル弁を配置し、この第
２のスロットル弁を第１のスロットル弁が開いたままに
なった場合の安全スロットル弁として機能させるように
したものが提案されている。また、特開昭６１−６０３
３１号公報には、機関の吸気通路にアクセルペダルに連
動する第１のスロットル弁と電気式の第２のスロットル
弁を直列に配置して、車両加速時のスリップ制御を電気
式の第２のスロットル弁の開閉駆動、によって行うとと
もに、この第２のスロットル弁の駆動制御手段が故障し
た場合には第１のスロットル弁をアクセル操作によって
駆動することで安全性を保つようにしたものが記載され
ている。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のように、吸気通路に２個のスロットル弁を直列に
配置し、一方のスロットル弁をアクセルペダルに連動さ
せ、他方のスロットル弁を電子制御アクチュエータによ
り駆動制御するようにしたものにおいては、電子制御ア
クチュエータによる方のスロットル弁が作動不能の状態
に陥った場合でもアクセルペダルに連動する方のスロッ
トル弁によって車両の暴走を防止できるということで、
安全性が確保できる。しかしながら、２個のスロットル
弁を直列に配置するのでは、どうしても吸気系が大型と
なるために、狭い機関室内での配置が困難になるという
問題が生ずる。また、上記従来の技術を例えば車両を自
動的に定速走行させるような機関の自動運転のための制
御装置に適用した場合には、上記特公昭６１−５４９３
３号公報のものも、特開昭６１−６０３３１号公報のも
のも、いずれも電気式のスロットル弁を開閉駆動すると
きにアクセルペダルの操作も行うものであるため、これ
ら従来技術の単なる適用ではアクセルペダルの操作なし
に機関を自動運転できるようなスロットル弁制御装置を
得ることができないという問題点もある。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものであって、小型で安全性が高く、しかも、自動定
速走行装置に適用した場合にアクセルペダルの操作なし
に機関の自動運転を行うことができる機関のスロットル
弁制御装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る機関のスロットル弁制御装置は、スロッ
トル弁の弁軸に配設された第１のプーリと、この第１の
ブーりと同軸線上に対向して配設され且つ電動機により
駆動される第２のプーリと、上記弁軸に回転自在に配設
された回動プレートと、この回動プレ、−トに配設され
上記第１のプーリと上記第２のプーリにそれぞれベルト
またはチェーンで連結された第３のブーりと、上記回動
プレートに対する上記第１のプーリの回転範囲を制限す
る制限部材と、上記回動プレートを運転者の操作に対応
して回動する手段とを備えたものである。

［作用］ この発明においては、スロットル弁が電動機等の故障に
よって制御不能となったとき、スロットル弁の開度はア
クセルペダルの踏み込みに対応した開度以下に制限され
ることになり、これにより車両の暴走が防止される。

［実施例］ 以下、実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、先行車両との車間距離を検出する車間距離セ
ンサを備え、車両の走行速度を設定速度に保つようスロ
ットル弁の開度を調整するとともに先行車両との車間距
離が短くなったときには適正な車間距離を保つようスロ
ットル弁の開度を制御する車両の自動定速走行装置に適
用したこの発明の一実施例を示すものである。

この実施例において、機関（図示せず）の吸気通路（１
）には該吸気通路（１）を開閉するスロットル弁（２）
が設けられている。このスロットル弁（２）の弁軸（３
）は吸気通路（１）外に突出し、その一端には第１のプ
ーリ（４）が固設されている。そして、この第１のプー
リ（４）に対向して同軸線上に第２のプーリ（５）が配
設され、吸気通路（１）側に固定された電動機（６）が
この第２のプーリに駆動連結されている。また、弁軸（
３）上には回転自在に回動プレート（７）が設けられて
いる。そして、この回動プレート（７）の軸心から離れ
た位置にはプーリ軸（８）が固定され、該プーリ軸（８
）上に第３のプーリ（９）が回転自在に配設されている
。この第３のプーリ（９）は、小プーリ（９ａ）と大プ
ーリ（９ｂ）とが一体化されたものであって、小プーリ
（９ａ）と第１のプーリ（４）との間には第１の■ベル
ト（１０）が掛けられ、また、大プーリ（９ｂ）と第２
のプーリ（５）との間には第２の■ベルト（ｌＩ）が掛
けら、れている。第２図（第１図のＨ−■断面図）に示
すように、第１のプーリ（４）には円周方向に所定距離
延びる回転範囲制限窓（４ａ）が設けられており、回動
プレート（７）には上記回転範囲制限窓（４ａ）と対応
してストッパピン（１２）が固設されている。回転範囲
制限窓（４ａ）の一端が上記ストッパピン（１２）に当
接することに上り回動プレート（７）に対する第１のプ
ーリ（４）の回転範囲が制限される。

回動プレート（７）の側面ｊこはリターンスプリング（
１３）の一端が保持されている。このリターンスプリン
グ（Ｉ３）は他端が吸気通路（１）側に保持され、これ
によりスロットル弁（２）を閉位置に戻す方向のトルク
が回動プレート（７）６ストツパピン（１２）および第
１のプーリ（４）を介して弁軸（３）に加えられている
。また、回動プレート（７）の上記リターンスプリング
（Ｉ３）保持側と反対の側面にはバックスプリング（１
４）の一端が保持されている。バックスプリング（１４
）は他端が第１のプーリ（４）に保持され、それによっ
て、第１のプーリ（４）をストッパピン（１２）に当接
する方向（第２図中矢印Ａと反対の方向）のトルクを加
えている。回動プレート（７）の外周部の溝（７ａ）に
はアクセルワイヤ゛（Ｉ５）が掛けられ、このアクセル
ワイヤ（Ｉ５）の他端はアクセルペダル（１６）に連結
されている。アクセルペダル（１６）を踏み込むと、回
動プレート（７）がリターンスプリング（１３）のばね
力に抗して回転し、第３のプーリ（９）、第１のプーリ
（４）を介しスロットル弁（２）を開く方向に弁軸（３
）を回動する。

アクセルペダル（１６）には該アクセルペダル（Ｉ６）
の踏込量を検知するアクセルセンサ（１７）が付設され
ている。また、アクセルペダル（１６）には負圧応動式
のアクチュエータ（１８）が連結されている。このアク
チュエータ（１８）は、電磁弁（１８１）とダイアフラ
ム（１８２）及び該ダイアフラム（１８２）で区画され
た負圧室（１８３）を備え、その負圧室（１８３）はパ
イプ（１９）によってスロットル弁（２）下流の吸気通
路（１）に連通されている。また、ダイアフラム（１８
２）とアクセルペダル（１６）とはダイアフラムワイヤ
（２０）によって連結されている。電磁弁（＋８１）は
負圧を導く上記パイプ（１９）の途中に設けられ、通電
されたとき負圧室（１８３）に開口する大気孔（１８４
）を閉じて吸気負圧をダイアフラム（１８２）に作用さ
せ、電流が遮断されたときは大気孔（１８４）を開いて
負圧室（１８３）内を略大気圧とするよう構成されてい
る。

電磁弁（１８１）が通電されダイアフラム（１８２）に
負圧が作用すると、ダイアフラムワイヤ（２０）を介し
てスロットル弁（２）を開く方向にアクセルペダル（Ｉ
６）が駆動される。

スロットル弁（２）には０８度センサ（２１）が付設さ
れている。この開度センサ（２Ｉ）は例えばポテンショ
メータで構成することができる。

車両（図示せず）には前方車両との車間距離を検知する
ための車間距離センサ（２２）と、車速センサ（２３）
が設けられ、また、機関の自動運転を指示する自動運転
スイッチ（２４）が設けられている。上記車間距離セン
サ（２２）は例えばレーダ装置で構成することができる
。また、車両には上記電動機（６）を駆動制御するとと
もに電磁弁（１８１）をオン・オフ制御する電子制御装
置（２５）が備えられている。該電子制御装置（２５）
には上記車間距離センサ（２２）、車速センサ（２３）
のそれぞれの出力信号と、自動運転スイッチ（２４）の
スイッチ信号と、上記開度センサ（２１）の出力信号が
入力される。電子制御装置（２５）はこれら入力情報に
基づいて予め決められた演算処理を行い電動機（６）及
び電磁弁（１８１）へ制御信号を出力する。

次に上記実施例の動作を説明する。

自動運転スイッチが操作されていない通常運転時には電
磁弁（１８１）への通電が遮断される。

このときアクチエエータ（１８）の負圧室（１８３）内
は大気圧に近い圧力となるため、ダイアフラム（１８２
）は作動せず、アクセルペダル（Ｉ６）の自由な操作が
可能となる。したがって、アクセル操作によりリターン
スプリング（１３）に抗して回動プレート（７）を回転
させ、回動プレート（７）と一体的に回転する第３のプ
ーリ（９）、吊型のプーリ（４）を介し弁軸（３）を回
動してスロットル弁（２）を開閉する。それにより機関
の吸気量が調整され出力が制御される。

また、所望の車速（例えば１００１ｖ／ｈ）で定速走行
を行う時は、アクセルペダル（１６）を操作して車速を
上記所望の車速に調整し自動運転スイッチ（２４）を自
動運転側に操作する。その結果、電磁弁（１８１）が通
電されて大気孔（１８４）は閉じられ、吸気通路（１）
から吸気負圧がパイプ（１９）を介してアクチュエータ
（１８１）の負圧室（１８３）に導入されてダイアフラ
ム（１８２）に作用する。その結果、ダイアフラム（１
８２）はリターンスプリング（１３）のばね力に抗して
アクセルペダル（１６）を駆動し、運転者によるアクセ
ルペダル（１６）の操作に関係なく回動プレート（７）
を回転させてスロットル弁（２）を全開位置まで開く。

また、このとき電子制御装置（２５）は車速センサ（２
３）からの車速信号を入力し、車速か上記所望の車速と
なるように電動機（６）を回転制御する。この電動機（
６）の回転は第２のプーリ（５）及び第３のプーリ（９
）を介して第１のプーリ（４）に伝達され、スロットル
弁（２）の弁軸（３）を回転する。電動機（６）が回転
し第２のＶベルト（１１）を介して第３のプーリ（９）
が第２図で矢印Ｂ方向に回転すると、第１のＶベルト（
１０）によって連結された第１のプーリ（４）がバック
スプリング（１４）に抗して矢印Ａの方向に回転する。

このようにして上記所望の車速となるようスロットル弁
（２）の開度が制御される。また、この自動運転中、先
行車両との車間距離が短くなったことが車間距離センサ
（２２）によって検知されると、電子制御装置（２５）
は上記所望の車速に関係なくスロットル弁（２）を閉じ
側に駆動して適正な車間距離を保つよう紘速制御を行う
。そして、先行車両との車間距離が十分長くなると再び
上記所望の車速による定速走行を行う。

このような定速走行装置において、電動機（６）や電子
制御装置（２５）が故障したり、あるいはまたＶベルト
（１０）、（１１）に弛みや切断が生じて作動不能とな
ったときには、そういった異常状態を開度センサ（２１
）の出力信号によって検知し、直ちに電磁弁（１８１）
への通電を遮断し、大気孔（１８４）を開放する。これ
によってアクセルペダル（１６）の自由な操作が可能と
なるため、運転者はアクセルペダル（１６）を操作して
スロットル弁（２）を開閉制御することができる。その
際、スロットル弁（２）を開く方向への第１のプーリ（
４）の回転は回転範囲制限窓（４ａ）の一端がストッパ
ビン（１２）に当接することによって制限されるため、
電動機（６）によってスロットル弁（２）がアクセルペ
ダル（Ｉ６）の踏み込みに対応する開度以上に開くこと
はない。

したがって、車両の暴走を防ぐことができる。

なお、この実施例では車間距離センサを備えた自動定速
走行装置について説明したが、この発明は車間距離セン
サを備えないものに対しても勿論適用することができる
。

また、この発明は自動定速走行装置以外にも適用するこ
とが可能である。

また、上記実施例では各プーリ（４）、（５）（９）間
を■ベルトで連結したものを示したが、■ベルトに代え
て歯付ベルトあるいはチェーン等を用いてもよく、その
場合も上記実施例と同様の効果を奏する。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、電動機によるスロット
ル弁の開度制御範囲をアクセルペダルの踏み込みによる
開度以下に制限するように構成したので、上記電動機等
が作動不能の状態に陥っても車両が暴走することのない
安全性の高い、しかも自動運転が可能なスロットル弁制
御装置が得られる。また、各プーリ間をベルトまたはチ
ェーンで連結したので、減速比（プーリ比）を自由に選
定することができ、さらに、ブーりがストッパピノに当
たって回転停止するときの衝撃をベルト等によって緩和
することができるという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すスロットル弁制御装
置の構成図、第２図は第１図の■−■断面図である。 図において、（＋）は吸気通路、（２）はスロットル弁
、（３）は弁軸、（４）は第１のプーリ、（４ａ）は回
転範囲制限窓、（５）は第２のプーリ、（６）は電動機
、（７）は回転プレート、（９）は第３のプーリ、（１
０）、（１１）はベルト、（１２）はストッパピン、（
！３）はリターンスプリング、（１５）はアクセルワイ
ヤ、（１６）はアクセルペダル、（１８）はアクチュエ
ータ、（２１）は開度センサ、（２４）は自動運転スイ
ッチである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関の出力を制御するスロットル弁を開閉するた
   めの弁軸と、該弁軸に配設された第１のプーリと、該第
   １のプーリと同軸線上に対向して配設され且つ電動機に
   より駆動される第２のプーリと、上記弁軸に回転自在に
   配設された回動プレートと、該回動プレートに配設され
   上記第１のプーリと上記第２のプーリにそれぞれベルト
   またはチェーンで連結された第３のプーリと、上記回動
   プレートに対する上記第１のプーリの回転範囲を制限す
   る制限部材と、上記回動プレートを運転者の操作に対応
   して回動する手段とを備えたことを特徴とする機関のス
   ロットル弁制御装置。