JPH07113341B2 - 車両用エンジンの回転数制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両特に自動車用エンジの回転数制御装置に
関するものである。

（従来の技術） 従来、車両の運転者によるアクセルペダルの踏込量を、
運転者のエンジン回転数制御意志を表示する信号として
車載コンピュータに入力すると共に、エンジンの冷却水
温や、吸気温度その他のエンジン及び車両運転状態を示
す信号を同コンピュータに入力して最適なスロットル弁
開度を演算し、この演算出力に基づいてスロットル弁駆
動用アクチュエータ（例えば、ステップモータ,DCモー
タ等）を作動させ、スロットル弁の開度を制御し、エン
ジンの回転数を制御するようにしたものが提案されてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来のエンジン回転数制御装置においては、車
載コンピュータやスロット弁制御用のアクチュエータに
故障が発生し、偶々スロットル弁が大きく開いた状態で
作動不能になると、エンジンが高速回転を続けるので、
走行安全上非常に危険である。特に、スロットル弁が全
開近くで閉動不能になると、エンジンが過回転状態で回
転し続けるので、やがて重大な破損を生起する不具合が
ある。本発明は、上述したように常用のスロットル弁開
度制御系統が作動不能に陥った場合に、スロットル弁制
御用アクチュエータに優先して、同スロットル弁を強制
的に閉方向に駆動し得るように構成し、もって車両の走
行安全性を確保すると共に、エンジンの破損を防止する
ことができ、さらに塵埃や泥水等に常時曝されている車
両のエンジンルーム内に設置されても錆付き或いはステ
ィックを起すことがなく、上記スロットル制御用アクチ
ュエータ等の万一の故障時に確実に作動することができ
る構造簡単かつ安価なエンジン回転数制御装置を提供す
ることを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記に鑑み創案されたもので、車両用エンジ
ンの吸気通路に介装されたスロットル弁と、同スロット
ル弁に作動的に連結され、アクセルペダルの踏込量に応
じて同スロットル弁の開度を制御する第１のアクチュエ
ータとを具えた車両用エンジンの回転数制御装置におい
て、上記アクセルペダルの踏込量が設定値以下で、かつ
ブレーキペダルの踏込量が所定値以上のときに、上記ス
ロットル弁の開度を所定開度またはそれ以下に制限する
と共に、上記ブレーキペダルの踏込みが解放されるか、
上記アクセルペダルの踏込量が設定値以上のときに、上
記制限を解除する第２のアクチュエータを有することを
特徴とする車両用エンジンの回転数制御装置、及び上記
スロットル弁の所定開度が、エンジンの低温作動時のフ
ァストアイドル近傍に相当する値であることを特徴とす
る車両用エンジンの回転数制御装置を要旨とするもので
ある。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付図面について具体的に説明す
る。図中符号10は車両用エンジンを概念的に示し、同エ
ンジは吸気マニホールドを含む吸気通路12を具えてい
る。同吸気通路12は、同通路内に介装されたスロットル
弁14、図中概念的に略示された気化器16及びエアクリー
ナ18を経て大気に連通している。上記スロットル弁14
は、その弁軸14′に固着されたプーリ20を具え、同プー
リ20と、この実施例ではステップモータとして図示され
ている第１アクチュエータ22上の協働するプーリ24との
間に、ベルト26が捲装されている。第１アクチュエータ
22は、車載コンピュータ（EPU）28から制御信号をうけ
て、正逆何れかの方向に廻動し、上記プーリ20,24及び
ベルト26を介しスロットル弁軸14′を廻動させてスロッ
トル弁14の開度を増減し、又は停止してスロットル弁の
開度を任意の開度に保持する。

上記コンピュータ28は、運転者によって操作されるアク
セルペダル30の踏込量に応じた出力を生起するアクセル
ペダル踏込量センサ32からの踏込量信号を基本とし、こ
の基本信号に、エンジン及び車両の運転状態に応じて必
要な補正を施す演算を行ない、上記第１アクチュエータ
28に対して最適のスロットル開度を表示する制御信号を
出力するものである。上記補正要素としては、この実施
例の場合、エンジン10の冷却水温を検出する水温センサ
34の出力信号、エンジン10の回転数を検出する回転数セ
ンサ36の出力信号、エンジン10の吸気温度を検出する温
度センサ38の出力信号、車両の走行速度を検出する速度
センサ40の出力信号、トランスミッションの変速段が低
速段もしくは高速段又は後退段の何れに選択されている
かを示す前進変速段センサ42及び後退変速段センサ44の
出力信号が用いられているが、上記以外のエンジン及び
車両の運転状態を示す信号例えば走行地点の吸気密度に
関係する高度信号、吸気の湿度を示す信号等を補正要素
として利用することができ、又反対に上記補正信号の一
部を省略することもできる。

また上記スロットル弁14の弁軸14′には、第１レバー46
の一端が固着され、同レバーの他端自由端部には第２レ
バー48の一端が枢着されている。更に第２レバー48の他
端にはローラ50が回転自在に支持され、同ローラ50は、
第３レバー52の一端に形成された長孔54内に嵌装されて
いる。上記第３レバー52の他端は、第４のレバー56を介
して第２アクチュエータ58の出力ロッド60に連結されて
いる。図示の実施例では、第２アクチュエータ58は真空
作動型のアクチュエータとして例示されており、前記吸
気通路12内の真空が電磁弁62を介して連通される作動室
64及び同作動室を限界する可動隔壁としてのダイヤフラ
ム66を具え、同ダイヤフラム66に上記出力ロッド60が連
結されている。また、上記電磁弁62の付勢回路には、運
転者がブレーキペダル68を踏込むことによって閉成され
るブレーキスイッチ70と、運転者が前記アクセルペダル
30を設定値以上（例えば10％以上）踏込むことによって
開路されるリレースイッチ72が配設され、同リレースイ
ッチ72は、アクセルペダル30を上記設定値以上に踏込む
ことによって閉成されるアクセルスイッチ74により付勢
されるソレノイド76によって開閉制御される。なお、図
中符号78は車載電源例えばバッテリである。

上記構成において、車両の通常走行中は、運転者がアク
セルペダル30を操作することにより、踏込量センサ32か
ら踏込量信号が車載コンピュータ28に入力される。コン
ピュータ28では、この踏込量信号を基本として、そのと
きのエンジン及び車両の運転状態を表わす各種センサ34
乃至44の信号に基づいて必要な演算を行ない、補正され
た出力信号が第１アクチュエータ22に供給される。第１
アクチュエータ22の作動により、プーリ24及び20,ベル
ト26を介してスロットル弁14が、最適の開度に調整され
る。一方、アクセルペダル30が踏込まれていると、スイ
ッチ74が閉成され、ソレノイド76が付勢されてスイッチ
72が開かれるので、電磁弁62が消勢されている。電磁弁
62の消勢時においては、エンジン10の吸気通路12の真空
が、第２アクチュエータ58の作動室64に導入されてい
て、ダイヤフラム66は図示の位置にある。この状態で
は、スロットル弁14の開閉に伴ないその弁軸14′に固着
された第１レバー46が同時に廻動して、第２レバー48上
のローラ50が第３レバー52の長孔54内を左右に変位する
が、同長孔54はスロットル弁14が全閉から全開まで自由
に開閉し得るような寸度に予め設定されているので、ス
ロットル弁14の開閉動作は聊かも妨げられることがな
い。次に、何等かの事由でアクセルペダル踏込量センサ
32、コンピュータ28或いは第１アクチュエータ22が故障
して、スロットル弁14が制御不能になり、或る開度で停
止すると、運転者はアクセルペダル30の操作にも拘わら
ずエンジン10の回転数を制御し得ないことから、当然に
故障の事実を認識することができ、ブレーキペダル68を
踏込んで車両を停止させ、故障の発生に確認しようとす
る筈である。このような場合、勿論アクセルペダル30は
踏込まれていないので、スイッチ72は閉成されており、
上記ブレーキペダル68の踏込みによってスイッチ70が閉
成されるので、電磁弁62が付勢される。電磁弁62の付勢
により第２アクチュエータ58の作動室64に導入されてい
た真空が遮断されて同室内に大気が導入されるので、ダ
イヤフラム66がばね力により右動し、出力ロッド60、第
４レバー56を介して第３レバー52が図中矢印で示すよう
に左方に変位する。上記故障に際して、スロットル弁14
が低い開度でスティック又はロックした場合はそれほど
危険ではないが、前述したように大きい開度、特に全開
付近でスティック又はロックして作動不能となった場
合、エンジン10が高い回転数で運転を続けるので、極め
て危険である。このような場合、上記第３レバー52の左
動によって、長孔54の右端部がローラ50と係合し、第２
レバー48及び第１レバー46を介して、スロットル弁14を
閉方向に強制的に駆動するので、危険を確実に防止する
ことができる。勿論このためには、第２アクチュエータ
58の操作力は十分に大きく、スロットル弁14はもとよ
り、同弁にベルト及びプーリを介して連結され停止して
いる第１アクチュエータ22を駆動するだけの容量を具え
ている必要がある。又上記第２アクチュエータ58の作動
により、スロットル弁14が閉動される場合に、全閉して
急激にエンジン10が停止しては却って危険であるので、
パワーステアリング用の油圧が確保され、又ブレーキ装
置のパワーアシスト（通常エンジンの吸気系の真空を動
力源にしたものが多い）が確保されるように、例えば低
温時のファストアイドル相当分のスロットル弁開度が保
たれるように構成することが好ましい。更にこの場合、
第２アクチュエータ58の応答速度は、排ガス性能上の観
点から広く用いられているダッシュポットの作動に影響
を与えないように構成することが好ましく、具体的に
は、電磁弁62の付勢により作動室64に大気が導入される
際に、絞りその他の手段によってダイヤフラムの作動速
度を調整すればよい。上記ブレーキ操作の結果、車両が
停止し運転者がブレーキペダル68の操作をやめると、ス
イッチ70が開くので、電磁弁62が再び消勢され、第２ア
クチュエータ58及びこれに連結された第３レバー52の長
孔54が夫々図示の原位置に復帰し、スロットル弁14の通
常の開閉が妨げられることがない。

なおまた、上記第２アクチュエータ58及び同アクチュエ
ータとスロットル弁14とを連結する第１ないし第４レバ
ー46,48,52,56は、走行中常時塵埃や泥水等に曝される
車両のエンジンルーム内に設置されるのが通常である
が、アクセルペダル30の踏込量が所定値以下で、かつブ
レーキペダル68の踏込量が設定値以上の減速時に、第２
アクチュエータ58がスロットル弁14の開度を減少する方
向に作動して上記第１ないし第４レバー46,48,52及び56
を駆動し、また惰性走行或いは加速のため、ブレーキペ
ダル68を釈放するか、アクセルペダル30を設定値以上に
踏込むと、第２アクチュエータ58が上記とは反対方向に
作動して上記第１ないし第４レバー46,48,52及び56が逆
方向に駆動されるので、車両の走行中極めて頻繁に、第
２アクチュエータ58及び第１ないし第４レバー46,48,52
及び56が往復変位することとなり、塵埃や泥水に曝され
てもスティック或いは錆付きにより作動不能となること
がなく、従って滅多に起らない第１アクチュエータ22や
コンピュータ28の故障時に、確実に作動する本質的な利
点がある。さらに、上記本発明の構成によれば、吸気通
路12内に設けられている常用のスロットル弁14を、上記
危急時に第２アクチュエータ58により強制的に閉方向に
駆動するので、スロットル弁14とは別個の危急用閉止弁
を追加して吸気通路12内に設ける必要がなく、構造簡単
で安価に提供し得る利点がある。

なお、上記実施例では、エンジン10に対する燃料の供給
が気化器16によって行なわれるように構成されている
が、本発明は、燃料噴射装置を具えたエンジンにも同様
に適用することができる。又、第１アクチュエータ22と
して、ステップモータ又はDCモータが例示されている
が、勿論圧力応動式アクチュエータ或いは電磁式アクチ
ュエータ等を任意に採用することができる。同様に、第
２アクチュエータ58として真空応動ダイヤフラム式アク
チュエータが例示されているが、ピストン式アクチュエ
ータ、或いは電動式アクチュエータを均等的に代替採用
し得ることは自明である。なお又、運転技術の関係から
屡々アクセルペダル30とブレーキペダル68とが同時に踏
込まれることがあるが、この場合には、アクセルスイッ
チ74の閉成により、ソレノイド76が付勢されてスイッチ
72が開路するので、電磁弁62が付勢されることがなく、
従って第２アクチュエータ58が作動せず、スロットル弁
14の開動が妨げられる不具合が生じない。なお又、図示
の実施例では、電磁弁62の付勢回路内に介装されている
スイッチ72がアクセルペダル30の踏込みによって開路さ
れるように構成されているが、車載コンピュータ28等第
１アクチュエータ22の作動系の故障を表示するモニター
装置が設けられている場合は、同モニター装置の出力に
よって、常開のスイッチ72を閉成するようにしてもよ
い。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明に係る車両用エンジンの回
転数制御装置によれば、車両用エンジンの吸気通路に介
装されたスロットル弁と、同スロットル弁に作動的に連
結され、アクセルペダルの踏込量に応じて同スロットル
弁の開度を制御する第１のアクチュエータとを具えた車
両用エンジの回転数制御装置において、上記アクセルペ
ダルの踏込量が設定値以下で、かつブレーキペダルの踏
込量が所定値以上のときに、上記スロットル弁の開度を
所定開度またはそれ以下に制限すると共に、上記ブレー
キペダルの踏込みが解放されるか、上記アクセルペダル
の踏込量が設定値以上のときに、上記制限を解除する第
２のアクチュエータを有することを特徴とし、さらに上
記スロットル弁の所定開度が、エンジンの低温作動時の
ファストアイドル近傍に相当する値であることを特徴と
する構造簡単かつ安価な構成によって、走行中常時塵埃
や泥水に曝されるエンジンルーム内に設置されてもステ
ィックや錆付きによって作動不能となることがなく、ス
ロットル弁の開度を制御する第１アクチュエータ及びそ
の関連部材（コンピュータ等）の故障のために、スロッ
トル弁が制御不能となったときに確実に作動して、強制
的にスロットル弁を閉方向に駆動し、車両走行の安全性
を確保し得ると共に、エンジンの破損を防止し得る利点
がある。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の一実施例を示す概略構成図である。 10……車両用エンジン、46……第１レバー 12……吸気通路、48……第２レバー 14……スロットル弁、52……第３レバー 14′……スロットル弁弁軸、58……第２アクチュエータ 16……気化器、60……アクチュエータの出力ロッド 20及び24……プーリ 22……第１アクチュエータ、62……電磁弁 26……ベルト、64……作動室 28……コンピュータ、70……ブレーキスイッチ 30……アクセルペダル、74……アクセルスイッチ 32……アクセルペダル踏込量センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両用エンジンの吸気通路に介装されたス
   ロットル弁と、同スロットル弁に作動的に連結され、ア
   クセルペダルの踏込量に応じて同スロットル弁の開度を
   制御する第１のアクチュエータとを具えた車両用エンジ
   ンの回転数制御装置において、上記アクセルペダルの踏
   込量が設定値以下で、かつブレーキペダルの踏込量が所
   定値以上のときに、上記スロットル弁の開度を所定開度
   またはそれ以下に制限すると共に、上記ブレーキペダル
   の踏込みが解放されるか、上記アクセルペダルの踏込量
   が設定値以上のときに、上記制限を解除する第２のアク
   チュエータを有することを特徴とする車両用エンジンの
   回転数制御装置。
2. 【請求項２】上記スロットル弁の所定開度が、エンジン
   の低温作動時のファストアイドル近傍に相当する値であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の車両用
   エンジンの回転数制御装置。