JPH01117945A - 内燃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〕 本発明は内燃機関のスロットル弁制御装置に関し、さら
に詳しくはモータ（電動機）により駆動されるスロット
ル弁の制御装置に関する。

〔従来の技術〕

特開昭５１−１３８２３５号公報及び特開昭６０−２４
０８３５号公報は、内燃機関のスロットル弁を電動機（
モータ）により駆動することを開示している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

スロットル弁をモータにより駆動する構成では、スロッ
トル弁をアクセル操作子に機械的に連結することなく、
アクセル操作子の操作量を検出手段によって検出するこ
とによってモータをその検出値に応じて制御することが
でき、スロットル開度をアクセル操作子に対して所望の
関係で制御することができる。このようなモータ駆動に
よるスロットル弁制御装置は、モータ並びにその制御回
路に異常が発生するとスロットル弁を制御することがで
きなくなるので、何らかの補償装置を必要とする。

これに対処するために、上記特開昭５１−１３８２３５
号公報及び特開昭６０−２４０８３５号公報は、モータ
とスロットル弁との間に電磁゛クラッチを設けて、モー
タに異常が発生したら電磁クラッチを切ってスロットル
弁をモータから分離し、スロットル弁を全閉位置に戻す
ことができるようにしている。しかしながら、電磁クラ
ッチを切ってスロットル弁を全閉位置に戻すと、その後
でスロットル弁を作動させることができないという問題
点があった。

さらに、電磁クラッチ自体が制御装置によって制御され
るものであり、制御装置に異常が発生する可能性を考え
ると非常時に確実に電磁クラッチが切れるかどうかにつ
いても問題点を提起する必要があると思われる。このよ
うな問題点を鑑みて、本発明は電磁クラッチを設けるこ
となく、アクセル操作子の操作の初期にスロットル弁を
モータから分離してスロットル弁を所定の開度まで機械
的に開くことのできるスロットル弁制御装置を提供せん
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明による内燃機関のスロットル弁制御装置は、内燃
機関のスロットルボディに配置されたスロットル弁が解
除可能な連結手段によりモータに連結され、該連結手段
がモータとスロットル弁との間の機械的連結を解除する
解除位置と、連結を達成することのできる連結位置とを
とることのできる連結解除部材を含み、さらに、アクセ
ル操作子に連動する作動手段を設け、該作動手段が該ア
クセル操作子の操作の初期の間に該連結解除部材を前記
解除位置にするとともにスロットル弁を所定の開度まで
開き、且つアクセル操作子の所定量の操作の後で前記連
結解除部材を前記連結位置にすることを特徴とするもの
である。

〔実施例〕

以下本発明を図面を参照した実施例について説明する。

第１図及び第３図を参照すると、本発明によるスロット
ル弁制御装置はスロットルボディ１０に配置されたスロ
ットル弁１２を有し、スロットル弁１２はスロットルシ
ャフト１４に取りつけられる。スロットルシャフト１４
はスロットルボディ１０に回転可能に支持され、その両
端はスロットルボディｌＯから突出している。また、車
両にはアクセル操作子１６が設けられ、アクセル操作子
１６はケーブル１８によってアクセルリンク２０に連結
される。アクセルリンク２０は、スロットルボディ１０
の外側を通ってスロットルシャフト１４と平行に延びる
アクセルシャフト２２の一端に固定される。アクセルシ
ャフト２２は機関の支持部に回転可能に取りつけられる
。

第１図に示されるように、アクセルリンク２０は板状の
部材として形成され、ケーブル１８の一端を取りつける
ための円弧部２４と、アクセルシャフト２２に対して円
弧部２４の反対側に延びるレバ一部２６とからなり、小
さな板状の係合片２８がレバ一部２６のほぼ先端からア
クセルシャフト２２と平行に同シャフトの中間側に向か
って延びている（第３図）。この場合、レバ一部２６が
概ねスロットルシャフト１４の方向を向くように配置さ
れる。さらにアクセルリターンスプリング３０がアクセ
ルリンク２０とスロットルボディ１０又は機関の支持部
との間に取りつけられ、アクセルリンク２０をアクセル
操作子１６の踏込み方向に対して戻す方向に付勢してい
る。また、ストッパ３２がアクセルリターンスブング３
０に対してアクセルリンク２０の全閉位置を規定する。

キックレバー３４が、アクセルリンク２０よりも内寄り
の位置で、アクセルシャフト２２に回転可能に取りつけ
られる。キックレバー３４の自由端はアクセルリンク２
０のレバ一部２６とほぼ同じ方向を向き、同レバ一部２
６の先端よりも長く延長して形成されている。上記レバ
一部２６から延びる保合片２８がこのキックレバー３４
の一例に係合することができるようになっている。そし
て、保合スプリング３６がアクセルシャフト２２の回り
に巻かれ、その一端がアクセルリンク２０に係止される
とともに他端がキックレバー３４に係止され、よってキ
ックレバー３４をアクセルリンク２０の係合片２８に向
かって押し付けている。

従って、キックレバー３４はアクセルリンク２０に抱か
れてこれとともに回転する。さらに、ストッパ３８がキ
ックレバー３４の延長部に保合片２８と同じ側から当接
するように設けられている。

従って、アクセルリンク２０がアクセル操作子１６の操
作によって第１図で見て反時計回り方向に回転されとき
に、キックレバー３４は途中までアクセルリンク２０と
ともに回転し、キックレバー３４がストッパ３８に当た
るとそれ以後はキックレバー３４はその当接位置に停止
して、アクセルリンク２０のみが回転を続けることにな
る。逆に、アクセル操作子１６を戻すときには途中まで
アクセルリンク２０のみが戻り、ストッパ３８の当接点
を過ぎるとアクセルリンク２０がキックレバー３４を連
れてストッパ３２との当接点まで戻るようになる。

さらに、リリーフレバー係合ローラ４０がキックレバー
３４の先端部に回転可能に取りつけられている。また、
スロットル係合アーム部４１がストッパ３８とは反対側
においてキックレバー３４からほぼ直角状に延長形成さ
れる。

第３図に示されるように、スロットルシャフト１４の左
端部にはレバー４２が取りつけられ、スロットルリター
ンスプリング４４がこのレバー４２とスロットルボディ
１０との間に掛けられてスロットルシャフト１４をスロ
ットル弁１２が閉じる方向に付勢している。また、この
レバー４２は、外側に向いて、スロットルボディ１０に
スロットルシャフト１４の端部を覆うように取りつけら
れたスロットルポジションセンサ４６の検出部と係合す
るようになっている。従って、スロットル弁１２の回転
角度、即ちスロットル開度を検出することができる。同
様に、アクセルシャフト２２の左端部に増りつけられた
レバーがアクセルポジションセンサ４８と係合し、アク
セル操作子１６の操作量、即ちアクセル開度を検出する
ことができるようになっている。なお、これらのセンサ
４６　、４Ｂの検出値はマイクロプロセッサを含む電子
制御装置（ＥＣＵ）　５０に入力され、電子制御装置（
ＥＣＩＩ）５０は後で説明するモータを制御する。また
電子制御装置（ＥＣＵ）　５０は車両や内燃機関の作動
状態を表すその他の信号、例えば前後車輪の速度、機関
の負荷や回転数及び温度等をも入力されることができる
。

スロットルシャフト１４の右端部にはスロットル弁ｔｅ
　−５２カ固定される。スロットルレバー５２はスロッ
トルシャフト１４を支点として直線状に両方に延び、ス
トッパ５４が、スロットルリターンスプリング４４によ
って付勢されたスロットル弁１２の全閉位置でスロット
ルレバー５２の一端と当接するように配置される。スロ
ットルレバー５２の他端部近くにはピン５６が立てられ
、リリーフレバー５８がこのピン５６に回転可能に取り
つけられる。さらに、リリーフスプリング６０がピン５
６の回りに巻かれ、その一端がスロットルレバー５２に
係止されるとともに他端がリリーフレバー５８に係止さ
れ、リリーフレバー５８をピン５６の回りに反時計回り
方向、即ち第１図で見てキックレバー３４に向かう方向
に付勢している。従って、リリーフレバー５８は常時キ
ックレバー３４の先端のリリーフレバー係合ローラ４０
と係合する。また、スロットルレバー５２はその先端に
保合アーム５９を一体に形成されており、上記スロット
ル係合アーム部４１がこの係合アーム５９と係合してア
クセル操作子１６の操作の初期にスロットル弁１２を所
定の開度まで強制的に開くことができるようになってい
る。この保合アーム５９の先端にはスロットル係合アー
ム部４１と係合するためにピンやローラを取りつけるこ
とができる。

第３図を参照すると、モータ（電動機）６２がスロット
ルボディ１０に取りつけられ、モータレバー６４がモー
タ６２の出力軸６６に取りつけられる。モータレバー６
４の先端には駆動ローラ６８が取りつけられ、リターン
スプリング７０がモータレバー６４を全閉ストッパ７２
の方に戻すように配置されてい為。このモータレバー６
４の先端の駆動ローラ６８はキックレバー３４とは反対
側からリリーフレバー、５８に当接することができる。

また、モータ６２の出力軸６６はスロットルシャフト１
４の軸線に近い位置に配置される。

キックレバー３４、スロットルレバー５２、及びモータ
レバー６４がほぼ直線的な形状に形成されているのに対
して、リリーフレバー５８はハツト状の断面形状に形成
されている。即ち、第４図に示されるように、リリーフ
レバー５８は、キックレバー３４に対する２つの連続的
なカム領域ｌ。

■とモータレバー６４に対する係合領域■とを有し、中
間のカム領域■がハツトの中央の隆起部分に相当するよ
うに膨らんでいる。さらに詳細には、カム領域■はほぼ
直線状またはゆるやかな曲線状であり、カム領域■は円
形状であり、係合領域■はほぼ直線状またはゆるやかな
曲線状である。係合領域■は必ずしもカム領域■と同一
平面上にある必要はな（、係合領域■の形成はモータレ
バー６４の配置に対して所望により変形可能である。

以上の構成のスロットル弁開ＷＪ装置の作用は次の通り
である。

第１図はアクセル操作子１６が全く踏込まれていない状
態を示している。このときに、アクセルリンク２０はア
クセルストッパ３２に当接し、キックレバー３４はキッ
クストッパ３８から浮いた位置にある。一方、スロット
ルレバー５２はスロットルストッパ５４に当接し、従っ
て、スロットル弁１２は全閉している。また、モータ６
２には駆動トルクを与えられていす、モータレバー６４
はモータリターンスプリング７０によってモータストッ
パ７２と当接し、リリーフレバー５８の係合領域■と平
行な関係を過ぎた角度まで戻されている。このとき、リ
リーフレバー５８はリリーフリターンスプリング６０に
よって反時計回り方向に付勢され、カム領域Ｉにおいて
、キックレバー３４のリリーフレバー係合ローラ４０と
当接している。また、キックレバー３４のスロットル係
合アーム部４１はスロットルレバー５２の係合アーム５
９と当接している。

第１図のような初期状態においては、リリーフレバー５
８がモータレバー６４の駆動ローラ６８に対して逃げた
ような関係位置を占めるので、例えモータレバー６４が
回転してもその先端の駆動ローラ６８がリリーフレバー
５８に当らないようになっている。従って、アクセル操
作子１６が踏込まれていない状態でモータ６２やその制
御装置５０が異常になっても、スロットル弁１２が開か
ないようになっている。

第１図の状態からアクセル操作子１６を踏込むと、第５
図の状態になる。第５図は、アクセルリンク２０の回転
に伴ってキックレバー３４がキックストッパ３８に当接
するまで回転し、キックレバー３４のリリーフレバー係
合ローラ４０がリリーフレバー５８のカム領域■に沿っ
て転動してカム領域■に達したところを示している。リ
リーフレバー係合ローラ４０がリリーフレバー５８のカ
ム領域■に沿って転勤することによって、リリーフレバ
ー５８が時計回り方向に押されてピン５６を中心として
回転し、リリーフレバー５８のカム領域■を形成する円
の中心がスロットルシャフト１４と同軸上にくるととも
に、保合領域■がモータレバー６４の駆動ローラ６８に
当たる位置に迫り出してくる。リリーフレバー５８はピ
ン５６によってスロットルレバー５２に回転可能に支持
されているために、リリーフレバー５８はスロットルレ
バー５２に拘束されることなく回転することができる。

この間に、キックレバー３４のスロットル係合アーム部
４１はスロットルレバー５２の係合アーム５９との接触
を続けており、従って、キックレバー３４が回転すると
スロットルレバー５２がスロットルシャフト１４を中心
として回転することになり、スロットル弁１２が所定の
開度まで機械的に開かれることになる。

電子制御装置５０はまずアクセルリンク２０の回転角度
、即ちアクセル開度が所定の角度θ。になったかどうか
を判定している。この所定の角度ｅ０は、第５図に示さ
れるようにキックレバー３４がキックストッパ３８に当
接するときの角度に相当するものである。電子制御装置
５０はアクセル開度が所定の角度θ。以下のときには前
述したようにモータ６２への電流供給をカットし、従っ
て、スロットルレバー５２が上記したように機械的に開
かれることができるのである。そして、電子制御装置５
０はアクセル開度が所定の角度θ。以上になったときに
スロットル弁１２をアクセル開度に対応した開度にもた
らすための実質的なモータ６２の制御を開始するように
なっている。

モータ６２は、スロットルポジションセンサ５４により
検出された位置と目標位置とを比較することによって制
御される。

アクセル操作子１６を第５図に示される状態からさらに
踏込むと、第６図に示されるように、アクセルリンク２
０の開度が所定の角度θ。よりも大きくなり、アクセル
リンク２０はキックレバー３４を残したままさらに回転
する。電子制御装置５０はアクセルポジションセンサ４
８によって検出されたアクセル開度を受け、アクセル開
度に対応した駆動信号をモータ６２に送る。モータ６２
ハモークレバー６４を回転させ、モータレバー６４の回
転は駆動ローラ６８を介してリリーフレバー５８の係合
領域■に伝動される。この場合、キックレバー３４の位
置はキックストッパ３８に当たって固定されており、リ
リーフレバー係合ローラ４０の位置も同様に固定されて
いる。従って、リリーフレバー係合ローラ４０がリリー
フレバー５８の支点の作用をするようになり、リリーフ
レバー５８の係合領域■をモータレバー６４の駆動ロー
ラ６８によって押すと、リリーフレバー５８の反対側の
ビン５６側の端部が動くことになる。

ピン５６はスロットルレバー５２に連結されているので
、結局、スロットルレバー５２がスロットルシャフト１
４とともに回転し、スロットル弁１２を開くのである。

このように、スロットルレバー５２が回転すると、スロ
ットルレバー５２の係合アーム５９はスロットル係合ア
ーム部４１がら離れ、スロットルレバー５２は上記所定
のスロットル開度以上において自由に回転することがで
きる。なお、リリーフレバー係合ローラ４０がリリーフ
レバー５８のカム領域■に係合しているので、リリーフ
レバー５８はほぼスロットルシャフト１４の軸線を中心
として回転することになり、スロットル弁１２の開度は
モータレバー６４の回転量にアーム比を掛けたものに等
しくなる。リリーフレバー５８のカム領域■が円形以外
の形状の場合には、回転の中心の位置がずれていくので
スロットル弁１２の開度とモータレバー６４の回転量と
の関係がもっと複雑になる。

アクセル操作子を戻すときには、今の説明と逆に、第６
図の状態からスロットル弁１２の開度が小さくなって第
５図の状態で所定の開度になり、それからスロットル弁
１２はモータ６２の伝動経路から分離され、アクセル操
作子と機械的に連動して全開状態になるのである。

次に、モータ６２又は制御装置５０に異常が発生した場
合を説明する。運転者は異常を惑したらアクセル操作子
１６をゆるめるであろう。すると、モータ６２の駆動ト
ルクが小さくなってモータレバー６４はモータリターン
スプリング７０によって戻され、上記閉動作と同様にモ
ータ６２の伝動経路から分離され且つスロットル弁１２
を全閉にすることができる。しかしながら、アクセル操
作子１６をゆるめても、モータ６２の駆動トルクが小さ
くならず、モータレバー６４が成る位置でロックしてし
まうかもしれないが、この場合にもスロットル弁１２を
閉じることができるのである。

この場合、アクセル操作子１６を戻すと、キックレバー
３４は機械的に第１図に示す位置に戻り、リリーフレバ
ー５８から逃げようとする。リリーフレバー係合ローラ
４０の第１図の位置を第６図に破線によって示す、スロ
ットルレバー５２はスロットルリターンスプリング４４
の力を受け、且つリリーフレバー５８はリリーフリター
ンスプリング６０の力を受けているので、キックレバー
３４が逃げるとリリーフレバー５８が追従し、このとき
、スロットルレバー５２もスロットルリターンスプリン
グ４４の力によって戻る。従って、モータレバー６４が
どの位置でロックしても、スロットルレバー５２及びリ
リーフレバー５８が第１図に示す位置に戻るのである。

そして、リリーフレバー５８が戻るときに、リリーフレ
バー５８は第６図で見て左方向への移動を含み、すると
リリーフレバー５８の係合領域■がモータレバー６４の
ローラ６８から外れるようになる。かくして、リリーフ
レバー５８は不特定の位置でロックしたモータ６２から
完全に分離される。この状態でモータ６２又は制御装置
５０の異常が復元したら、モータレバー６４の駆動ロー
ラ６８は元の初期位置へ戻ることができる。駆動ローラ
６８が元の初期位置へ戻らない場合には、リリーフレバ
ー５８が不特定の位置でロックしたモータ６２から完全
に分離されたまま、アクセル操作子１６を踏込むとその
初期の操作位置においてキックレバー３４のスロットル
係合アーム部４１がスロットルレバー５２の係合アーム
５９と当接してスロットル弁１２を所定の開度まで機械
的に開くことができるのである。よって車両を運転する
のに必要な最低のスロットル開度を確保することができ
る。

第２図はアクセル開度に対するスロットル開度の関係の
１例を示しており、アクセル開度が所定の角度θ。にな
るまではスロットル開度はアクセル開度と直線関係で所
定の値Ｔ０まで開（。アクセル開度が角度θ。以上にな
るとモータ６２によりスロットル開度をアクセル開度の
関数として制御することができる。このようにして、ス
ロットル開度はアクセル開度の関数として予め設定され
ることができ、スロットル開度はモータ６２の駆動位置
を制御することによって適切に制御される。

なお、第２図ではスロットル開度はアクセル開度に対し
て直線的な関係で示されているが、直線関係以外のあら
ゆる関係とすることができる。また、スロットル開度は
アクセル開度以外の車両及びエンジンパラメータによっ
て補正することもできる。

例えば、前後車輪の速度の差の検出によってスリップを
検出したときには機関出力を抑制するためにスロットル
開度を小さくする制御を行い、或いは、アクセル操作子
１６が瞬時に全踏込みされたときには機関の出力をなめ
らかに増加させるような制御を行い、或いは変速機のシ
フトチェンジをするときに車両のトルクショックを軽減
するためにシフトアンプ時の機関回転数ダウンやシフト
ダウン時の機関回転数アンプ等の制御を行うことができ
るのである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、モータを使用し
てスロットル弁の開度を最適に制御できるようにしたば
かりか、スロットル弁駆動用のモータの作用力をスロッ
トル弁に伝達するに際し、運転者のアクセル操作子操作
に応じて連結及び開放を可能とする機械的連結手段を介
在させ、そしてアクセル操作子の操作量の小さい範囲で
はスロットル弁を機械的にアクセル操作子に連動させた
ことにより異常時にスロットル弁をモータから確実に開
放してモータの異常作動がスロットル弁に伝達されない
ようにし且つ車両の避難措置に必要な機関出力を確保す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスロットル弁制御装置をモータを
取外した状態で示す第３図の矢印Ｉから見た側面図、第
２図は本発明によるスロットル弁制御装置によるアクセ
ル開度に対するスロットル開度の関係を説明するための
図、第３図は本発明によるスロットル弁制御装置を示す
断面図、第４図は第１図のリリーフレバーを示す図、第
５図は第１図の装置でアクセルリンクが所定の角度だけ
回転されたところを示す第１図と同様の図、第６図は第
１図の装置でアクセルリンクがさらに回転されたところ
を示す第１図と同様の図である。 ｌＯ・・・スロットルボディ、 １２・・・スロットル弁、 １４・・・スロットルシャフト、 １６・・・アクセル操作子、 ２０・・・アクセルリンク、 ３４・・・キックレバー、 ３８・・・ストッパ、 ４０・・・リリーフレバー係合ローラ、４１・・・スロ
ットルレバー係合アーム部、５２・・・スロットルレバ
ー、 ５６・・・ピン、 ５８・・・リリーフレバー、 ５９・・・キックレバー係合アーム部、６２・・・モー
タ、 ６４・・・モーフレバー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関のスロットルボディに配置されたスロットル弁
   が解除可能な連結手段によりモータに連結され、該連結
   手段がモータとスロットル弁との間の機械的連結を解除
   する解除位置と、連結を達成することのできる連結位置
   とをとることのできる連結解除部材を含み、さらに、ア
   クセル操作子に連動する作動手段を設け、該作動手段が
   該アクセル操作子の操作の初期の間に該連結解除部材を
   前記解除位置にするとともにスロットル弁を所定の開度
   まで開き、且つアクセル操作子の所定量の操作の後で前
   記連結解除部材を前記連結位置に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。