JPS63140832A - 内燃機関のスロツトル弁制御装置 - Google Patents

内燃機関のスロツトル弁制御装置

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JPS63140832A
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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〕 本発明は内燃機関のスロットル弁制御装置に関する。
〔従来の技術〕
自動車の速度は運転者がアクセルペダルを踏むことによ
って調節されるようになっている。アクセルペダルは一
般的にスロットル弁にワイヤ等によって連結されている
。これに対して、アクセルペダルをスロットル弁から分
離し、アクセルペダルが運転者の意志を反映することか
らその踏み込み量を検出する検出手段を設け、この検出
手段の出力に応じてスロットル弁をモータ等により制御
することは、特公昭５８−２５８５３号公報、特開昭５
９〜１２２７４２号公報、特開昭５９−１９０４４０号
公報に記載されているように公知である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述の特公昭５８−２５８５３号公報に記載されるよう
なモータによって制御されるスロットル弁では、スロッ
トル弁を制御するためのモータに異常が生じた場合には
内燃機関の制御ができなくなるので、何らかの補償装置
が必要である。従って、この公報ではクラッチを介在さ
せている。しかしながら、モータに異常が生じた場合に
はその後運転することはできなくなる。上述の特開昭５
９−１２２７４２号公報はこの問題点を解決するために
モータによるスロットル弁の駆動機構の他に、スロット
ル弁の最小開度を補償するようにアクセルペダルとスロ
ットル弁とを機械的に連結させる弁機械的制御機構を設
けたものであり、これはモータに連結されたプーリの端
面の突起とアクセルペダルに連結されたプーリの対向端
面の突起とを成る角度だけずらして配置したものである
。モータが正常の場合にはこれらの突起が相対的に間隔
を開けた関係にあるので干渉せず、モータが異常になる
とアクセルペダルを踏み込むことによって同アクセルペ
ダルに連結されたプーリの突起をモータに連結されたプ
ーリの端面の突起に係合させてスロットル弁を開けるこ
とができるようにしたものである。しかしながら、この
公報に記載された機構では、アクセルペダルを大きく踏
み込まないとスロットル弁が開かず、スロットル弁がモ
ータによって異常に開けられてしまった後は弁機械的制
御機構が作動することができず、スロットル弁を閉じる
ことができないという問題があった。また、上述の特開
昭５９−１９０４４０号公報も同様の問題点を解決しよ
うとするものであり、この場合には、モータで制御され
るスロットル弁が、アクセルペダルに取りつけた突起を
スロットル弁の弁軸に取りつけた突起に当てることによ
ってアクセルペダルを戻すときに全閉になるようになっ
ている。しかしながら、モータが異常のときには、スロ
ットル弁が一度閉じられると再度開けることができなく
なるという問題があった。
〔問題点を解決するための手段〕
零発叫による内燃機関のスロットル弁制′４ｙ５装置は
、スロットル弁を開方向に付勢するばねと、アクセル操
作手段に連結され且つスロットル弁の開き位置を制限す
ることのできる第１作動手段と、機関及び車両の作動状
態を検出する検出手段と、該検出手段の出力に基づいて
得られる制御信号に従って駆動され且つ前記第１作動手
段とは独立にスロットル弁の開き位置を制限することの
できる第２作動手段とからなり、該第１作動手段がアク
セル踏み込み量に従って定められた関係でスロットル弁
の開度の上限を規定し、第２作動手段が該上限よりも小
さいスロットル弁の開度を規定することを特徴とするも
のである。
〔実施例〕
第１図及び第２図は本発明による内燃機関のスロットル
弁制御装置を示す図である。１０は内燃機関の吸気系に
配置されるスロットルボディを示し、スロットルボディ
１０にはスロットルシャツ）１２に取りつけられたスロ
ットル弁１４が回転可能に配置される。スロットルシャ
フト１２の一端には固定のビン１６との間にばね１８が
取りつけられ、このばね１８はスロットル弁１４を開方
向に（第２図の矢印Ａ方向に）付勢するものである。ス
ロットルシャフト１２の同じ側の端部にはナンド２０に
よってレバー２２が取りつけられ、このレバー２２の位
置がスロットルセンサ２４によって検出されるようにな
っている。スロットルシャフト１２の他端にはナツト２
６によってスロットルレバー２８が固定される。
スロットルボディ１０にはスロットルシャフト１２と平
行にアクセルシャフト３０が回転可能に取りつけられ、
その一端にはナツト３２によってレバー３４が取りつけ
られ、このレバー３４の位置がアクセルセンサ３６によ
って検出されるようになっている。アクセルシャフト３
０の他端にはピン３８との間に第２のばね４０が取りつ
けられ、この第２のばね４０は第２図に矢印Ｂで示され
るように時計回り方向にアクセルシャフト３０を付勢す
る。アクセルシャフト３０のばね４０側の外端部にはア
クセルリンク４２が固定されており、このアクセルリン
ク４２はワイヤ４３により図示しないアクセルペダルに
連結され、アクセルシャフト３０とともにその軸線の回
りを回動可能である。アクセルリンク４２の自由端には
ピン４４によってローラ４６が取りつけられる。第２図
から明らかなように、前述したスロットルレバー２８は
スロットルシャフト１２を支点としたダブルアームレバ
ーであり、アクセルリンク４２のローラ４６がスロット
ルレバー２８の一方のアーム２８ａの一側面に係合可能
なようになっている。さらに、第１図に示されるように
、ストッパ４８が固定され、このストッパ４８はばね４
０によってアクセルリンク４２が戻されるときにスロッ
トル弁１４が全閉となるような位置でアクセルリンク４
２を係止するものである。
スロットルボディ１０にはスロットルシャフト１２と平
行な出力軸５０をもつステップモータ５２が取りつけら
れる。ステップモータ５２の出力軸５０にはナフト５４
によってモータレバー５６が取りつけられ、その自由端
にはアクセルリンク４２のローラ４６と同じ向きにピン
５８によってローラ６０が取りつけられる。このローラ
６０はスロットルレバー２８の他方のアーム２８ｂの反
対側の側面に保合可能なようになっている。
そして、ステップモータ５２を機関作動状態に基づいて
制御するための制御装置（ＥＣＵ）６２が設けられる。
この制御装置６２にはアクセルペダルの踏み込み量を検
出するアクセルセンサ３６及びスロットル弁１４の開度
を検出するスロットルセンサ２４からの検出信号が入力
され、さらにアイドル信号ａ、回転数信号ｂ、水温信号
Ｃ等の機関作動状態を表す検出信号が入力される。制御
装置６２は主にアクセルペダルの踏み込み量に対応して
スロットル弁１４を開かせるようにステップモータ５２
を制御する。しかしながら、スロットル開度とアクセル
開度とは必ずしもリニアな関係にされる必要はなく、第
７図に示されるようにアクセル開度の小さい範囲ではス
ロットル開度の変化量が小さく、アクセル開度の大きい
範囲になるとスロットル開度が急に大きくなるようにす
ることができる。これは制御装置６２に第７図の特性を
記憶させておくことによって実施することができる。
次に作用について説明する。
スロットル弁１４を開く方向に付勢するばね１８のばね
力はステップモータ５２の通電時のトルクより小さく、
非通電時のトルクよりも大きく設定されている。また、
第２のばね４０はアクセルリンク４２及びスロットルレ
バー２８を介してスロットル弁１４を閉じる方向に付勢
するものであり、そのばね力ばばね１８よりも十分に大
きく、アクセルペダルが操作されてなくワイヤ４３が引
かれていないときには、ばね１８によるスロットル弁１
４を開く方向の付勢力に抗してアクセルリンク４２を全
閉、即ちスロットル弁１４を全開にするようになってい
る。第２図はそのような全開位置にある状態を示してい
る。このように、アクセルペダルに連結されたアクセル
リンク４２及びモータ５２に連結されたモータレバー５
６は、ともに且つ相互に独立に、ばね１８によって開方
向に付勢されたスロットル弁１４を閉じる方向に作用す
るものである。
第１図から第５図は、モータ５２がアクセルセンサ３６
の検出出力に従って常時駆動される例を示すものである
。従って、モータ５２及びそのモータレバー５６が主に
スロットル弁を制御し、アクセルペダルに連結されたア
クセルリンク４２はガードとして作用するものである。
アクセルペダルが第２図に示される全閉位置から踏み込
まれると、それに応じてまずアクセルリンク４２がばね
４０に抗して回動する。それによって、第３図に示され
るように、瞬間的にアクセルリンク４２がスロットルレ
バー２８から離れる。
すると、ばね１８によりスロットル弁１４を開かせる力
が発生する。そこでステップモータ５２にアクセルペダ
ルの踏み込み量に応じた制御信号が送られ、ステップモ
ータ５２に連結されたモータレバー５６が所定の角度だ
け回転する。するとスロットルレバー２８かばね１８に
押されてモータレバー５６に追従する。ここで明らかな
ように、ステップモータ５２とモータレバー５６ばばね
１８に抗してスロットル弁１４の開き位置を規制し、そ
れによってスロットル弁の開度を制御するものである。
このときに、第４図に示されるように、アクセルリンク
４２とスロットルレバー２８とのアーム比或いは形状の
特徴によって、アクセルリンク４２の回転角度が比較的
に小さくてもスロットルレバー２８の回転角度が比較的
に大きくなり、それにより、アクセルリンク４２のロー
ラ４６はスロットルレバー２８の側面から離れている。
アクセルリンク４２及びスロットルレバー２８の角度が
変化してもこの関係は維持される。
従って、スロットル弁１４の開度はステップモータ５２
のみによって制御される。
アクセルリンク４２が全閉位置にあるときにはステップ
モータ５２に通電されなくても、前述したように大きな
ばね力のばね４０によってスロットル弁１４が全閉位置
に維持される。作動時には、アクセルリンク４２はスロ
ットルレバー２８から離れた位置にあるが、その位置は
アクセルペダルの踏み込み量に従ったものである。スロ
ットル弁１４はばね１８により開く方向に付勢されてい
るので、異常時にステップモータ５２の制御トルクがな
くなるとスロットル弁１４は制御されることなく全開し
ようとする。このときに、第５図に示されるように、ス
ロットルレバー２８が所定の位置にあるアクセルリンク
４２のローラ４６に当たり、それ以上に開くのを防止す
る。即ち、アクセルリンク４２はスロットル弁１４の開
き角度の上限を制限するものである。そして、このよう
な異常時には、スロットル弁１４はアクセルリンク４２
に規制されて制御することができる。
第６図の曲線Ｘはアクセルリンク４２がスロットルレバ
ー２８に接触して制御されるときのアクセル開度とスロ
ットル開度の関係を示す図である。
異常時にはこの曲線Ｘに沿ってスロットル開度が制御さ
れる。通常時にはアクセルリンク４２がスロットルレバ
ー２８から乱れ、スロットル弁１４はステップモータ５
２により制御される。このときには、ステップモータ５
２によるスロットル弁１４の制御開度は第６図の曲線Ｘ
の下で斜線を引いた範囲から適切に選択することができ
、第７図はその一例である。そして、ステップモータ５
２や制御装置６２が故障した場合にはアクセルペダルの
踏み込み量に対して意図していたよりもスロットル弁が
大きく開くためにトルクの変化から異常を知ることがで
き、またばね１８の力かばね４０の力を弱める方向に働
くためにアクセルペダルが軽くなって異常を知ることが
できる。
第８図から第１１図は本発明の第２実施例を示す図であ
る。第１図から第５図の実施例が、モータ５２がアクセ
ルセンサ３６の検出出力に従って常時駆動され、従って
、モータ５２が主にスロットル弁１４を制御し、アクセ
ルペダルに連結されたアクセルリンク４２はガードとし
て作用するものであったのに対して、第８図から第１１
図の実施例はアクセルペダルに連結されたアクセルリン
ク４２が主にスロットル弁１４を制御し、モータ５２は
機関の出力を減少させることが必要なときにのみ一時的
に駆動されるものである。
第８図及び第９図を参照すると、スロットル弁１４を開
方向に付勢するばね１８、スロットル弁１４に連結され
たスロットルレバー２８、アクセルペダルに連結された
アクセルリンク４２、及びモータ５２に連結されたモー
タレバー５６の基本構成は前の例とほぼ同様である。そ
して、アクセルリンク４２モークレバー５６はともにス
ロットル弁１４を閉じる方向にスロットルレバー２８に
係合するようになっている。しかしながら、第８図から
明らかなように、第１図に示されるようなアクセルセン
サはなく、その代わりに、制御装置６２にはアイドル信
号ａ、回転数信号ｂ、水温信号Ｃ等の機関作動状態を表
す検出信号に加えて車両の作動状態を表す信号ｄ、ｅ、
ｆが入力されている。これらの信号ｄ、ｅ、ｆは機関出
力を減少させることが必要なことを検出し、例えば、車
輌の発進、加速時の過剰出力による車輪のス’Ｊ　７プ
やオートマチックトランスミッションの変速等を検出す
る。
第９図に示されるように、モータレバー５６は、スロッ
トル弁１４の全開相当の位置に設けられたストッパ７０
に当たって待機しており、従って、通常はモータレバー
５６はスロットルレバー２８に係合しないようになって
いる。従って、スロットルレバー２８はアクセルリンク
４２によって開度を規制される。この場合にも、スロッ
トル弁１４の開度は例えば第１１図の曲線ｘ、ｙ、ｚで
示されるものの中から選択的に設定されることができ、
これは例えばアーム比やスロットルレバー２８のアクセ
ルリンク４２　（のローラ４６）との保合部の形状を変
更することによって自由に設定することができる。なお
、第１１図では曲線Ｚを選択した場合のモータ５２によ
るスロットル弁１４の制御可能範囲を斜線に示しており
、スロットル弁１４の制御開度は曲線Ｚを上限として適
切に設定される。
このように、通常はアクセルリンク４２によりスロット
ル弁１４を制御しておき、車輪のスリップ等が検出され
たら、第９図の位置からモータ５２を駆動して、第１Ｏ
図に示されるようにモータレバー５６によってスロット
ルレバー２８を押し、それによってスロットルレバー２
８をアクセルリンク４２から離し、アクセルリンク４２
によって規制されていたスロットル開度をさらに小さく
することができる。スロットル開度が小さくなると機関
出力が低下し、それによって作動条件が復元したら再び
モータ５２を反転駆動させてモータレバー５６を第９図
に示される位置に戻す。
この場合にも、モータ５２の作動は運転者の意識しない
間に行われるが、それまでアクセルペダルにはばね４０
からばね１８の力を引いた力がかかっていたものが、急
にばね１８の力がな（なってその変化を運転者が感知で
きるため、機関出力が過剰であることを知ることができ
る。そして、モータ５２を作動させるときでも、スロッ
トル開度をアクセルリンク４２によって制限された上限
を越えるようにすることはできず、安全性が確保される
。そして、モータ５２等に異常が生じてモータレバー５
６が成る位置でロックしてしまってもアクセルペダルを
戻せばスロットル弁１４を閉じることができ、そして、
機関の再操作が必要なときはアクセルペダルを踏むこと
によってモータレバー５６がロックしてしまった位置ま
では開くことができ、このときにこの開度までは通常の
アクセル感覚で操作することができるのである。特に、
スロットル弁１４を必要なときだけ閉じ制御できるため
に最適な機関出力制御が可能になる。
スロットル弁の機械的操作と電気的操作を単一のスロッ
トル弁に簡単に両立させることができ、構造が簡単で安
価なスロットル弁制御装置が得られる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によればスロ・７トル弁の
機械的操作と電気的操作を単一のスロットル弁に簡単に
両立させることができ、構造が簡単で安価なスロットル
弁制御装置が得られる。特に、スロットル弁はアクセル
ペダルにて規制する開度以上に開かれることはなく、電
気的に制御される場合にも安全性の上で極めて優れてい
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるスロットル弁の制御装置の第１実
施例を示す図、第２図は第１図の装置をモータを省略し
て第１図の矢印■から見た正面図、第３図から第５図は
それぞれ別の作動状態にあるところを示す第２図と同様
の図、第６図はスロットル弁上限制御位置を説明するた
めの図、第７図は通常時のアクセル開度とスロットル開
度の関係を示す図、第８図は本発明によるスロットル弁
の制御装置の第２実施例を示す図、第９図は第８図の装
置の正面図、第１０図は別の作動状態にあるところを示
す第９図と同様の図、第１１図はアクセル開度とスロッ
トル開度の関係を示す図である。 １４・・・スロットル弁、　　　１８・・・ばね、２８
・・・スロットルレバー、 ３６・・・アクセルセンサ、　　４０・・・ばね、４２
・・・アクセルリンク、 ５０・・・モータシャフト、　５２・・・モータ、５６
・・・モータレバー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、スロットル弁を開方向に付勢するばねと、アクセル
    操作手段に連結され且つスロットル弁の開き位置を制限
    することのできる第１作動手段と、機関及び車両の作動
    状態を検出する検出手段と、該検出手段の出力に基づい
    て得られる制御信号に従って駆動され且つ前記第１作動
    手段とは独立にスロットル弁の開き位置を制限すること
    のできる第２作動手段とからなり、該第１作動手段がア
    クセル踏み込み量に従って定められた関係でスロットル
    弁の開度の上限を規定し、第２作動手段が該上限よりも
    小さいスロットル弁の開度を規定することを特徴とする
    内燃機関のスロットル弁制御装置。 ２、前記検出手段がアクセル踏み込み量を検出するアク
    セル踏み込み量検出手段を含み、前記第２作動手段が、
    前記第１作動手段のアクセル踏み込み量に応じて定めら
    れ関係でスロットル弁の開度を規定するために実質的に
    常時駆動されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    に記載の内燃機関のスロットル弁制御装置。 ３、機関出力を減少させることが必要なときにのみ、前
    記第２作動手段が、前記検出手段からの検出信号に基づ
    いて得られる制御信号により一時的に駆動されることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の内燃機関のス
    ロットル弁制御装置。
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