(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気通路に設けられたその開度に応じてエンジンに吸入される空気量を調節するスロットルバルブと、
アクセル操作量と独立してスロットルバルブを自動的に開閉するアクチュエータと、
スロットルバルブの開閉作動に機械的に連動して変位するスロットルレバーと、
アクセル操作に機械的に連動して変位するアクセルレバーと、
アクセルレバーとスロットルレバーの間に介装される第一スプリングと、
アクセルレバーを挟んでスロットルレバーの反対側であって、アクセルレバーとの距離が、スロットルレバーとアクセルレバーとの距離と等距離に配置された連動レバーと、
連動レバーとアクセルレバーとの間に、アクセルレバーを挟んで第一スプリングと対向するように介装される第二スプリングと、
アクチュエータの作動によりスロットルレバーが変位して第一スプリングが伸縮したときに、連動レバーを変位させて、第一スプリングの伸縮量と等伸縮量に第二スプリングを伸縮させるスプリング連動機構と、
を備えたことを特徴とするエンジンのスロットル開閉装置。
【請求項２】
前記第一スプリングと第二スプリングはそれぞれのバネ定数と初期バネ荷重が互いに等しくなるように形成した
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンのスロットル開閉装置。
【請求項３】
前記スプリング連動機構として、その中央部がピンを介してアクセルレバーに支点を介して揺動可能に連結される連動リンクを備え、
連動リンクに支点を挟んで摺動可能に連結される力点および作用点を備え、
力点をスロットルレバーに結合し、作用点を連動レバーに結合した
ことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンのスロットル開閉装置。
【請求項４】
前記スプリング連動機構として、アクセルレバーに回動可能に連結される連動ギアを備え、
連動ギアに噛合う第一ラックをスロットルレバーに結合し、
第一ラックとの間に連動ギアを挟むようにして連動ギアに噛合う第二ラックを連動レバーに結合した
ことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンのスロットル開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アクチュエータの作動時にアクセルペダル等から運転者に与える反力の増減が抑えられるようにしたエンジンのスロットル開閉装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等に搭載されるエンジンにあっては、運転者の意図とは独立してスロットルバルブを開閉制御できる、いわゆるドライブ・バイ・ワイヤ式のスロットル開閉装置が用いられている。こうしたスロットル開閉装置を用いて、駆動輪の滑りを防止するトラクション制御や、アクセルの急戻し時にエンジンブレーキの効きが制御されるようになっている。
【０００３】
この種のエンジンのスロットル開閉装置として、従来例えば図４に示すようなものがある。
【０００４】
これについて説明すると、エンジンに吸入される空気量を調節するスロットルバルブ５は、アクセルペダル１０と機械的に連動せず、電動モータ１を介して自動的に開閉する。
【０００５】
２１はモータ１およびクラッチ２の作動を制御するスロットルコントロールモジュール、２２はアクセルペダル１０の踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ、２３はスロットルバルブ５の開度を検出するスロットルポジションセンサである。
【０００６】
スロットルコントロールモジュール２１は、アクセルペダル１０の踏み込み量と車両の各種運転条件に応じてスロットルバルブ５の目標開度を算出し、スロットルポジションセンサ２３によって検出されるスロットルバルブ５の開度が算出された目標開度に近づくようにモータ１の回転角度を制御する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アクセルペダル１０とスロットルバルブ５は機械的に連動しないため、万一センサ２２，２３やモータ１等に故障が生じた場合、スロットルバルブ５の開閉ができなくなる可能性がある。
【０００８】
これに対処して、スロットルバルブ５を自動的に開閉するモータ１を設けるとともに、アクセルペダル１０とスロットルバルブ５を機械的に連動させて、万一センサ２２，２３やモータ１等に故障が生じた場合も、アクセルペダル１０を介してスロットルバルブ５の開閉ができるようにすることが考えられる。
【０００９】
しかしながら、アクセルペダル１０とスロットルバルブ５を機械的に連動させた場合、モータ１の作動によりアクセルペダル１０が強制的に開閉されるときに、アクセルペダル１０から運転者に与える反力が不意に変化するという問題点が考えられる。
【００１０】
本発明は上記の問題点を解消し、アクチュエータの作動時にアクセルペダル等から運転者に与える反力の増減を抑えるようにしたエンジンのスロットル開閉装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のエンジンのスロットル開閉装置は、エンジンの吸気通路に設けられたその開度に応じてエンジンに吸入される空気量を調節するスロットルバルブと、アクセル操作量と独立してスロットルバルブを自動的に開閉するアクチュエータと、スロットルバルブの開閉作動に機械的に連動して変位するスロットルレバーと、アクセル操作に機械的に連動して変位するアクセルレバーと、アクセルレバーとスロットルレバーの間に介装される第一スプリングと、アクセルレバーを挟んでスロットルレバーの反対側であって、アクセルレバーとの距離が、スロットルレバーとアクセルレバーとの距離と等距離に配置された連動レバーと、連動レバーとアクセルレバーとの間に、アクセルレバーを挟んで第一スプリングと対向するように介装される第二スプリングと、アクチュエータの作動によりスロットルレバーが変位して第一スプリングが伸縮したときに、連動レバーを変位させて、第一スプリングの伸縮量と等伸縮量に第二スプリングを伸縮させるスプリング連動機構と、を備える。
【００１２】
請求項２に記載のエンジンのスロットル開閉装置は、請求項１に記載の発明において、
前記第一スプリングと第二スプリングはそれぞれのバネ定数と初期バネ荷重が互いに等しくなるように形成する。
【００１３】
請求項３に記載のエンジンのスロットル開閉装置は、請求項１または２に記載の発明において、
前記スプリング連動機構として、
その中央部がピンを介してアクセルレバーに支点を介して揺動可能に連結される連動リンクを備え、
連動リンクに支点を挟んで摺動可能に連結される力点および作用点を備え、
力点をスロットルレバーに結合し、
作用点を連動レバーに結合する。
【００１４】
請求項４に記載のエンジンのスロットル開閉装置は、請求項１または２に記載の発明において、
前記スプリング連動機構として、
アクセルレバーに回動可能に連結される連動ギアを備え、
連動ギアに噛合う第一ラックをスロットルレバーに結合し、
第一ラックとの間に連動ギアを挟むようにして連動ギアに噛合う第二ラックを連動レバーに結合する。
【００１５】
【作用】
請求項１に記載のエンジンのスロットル開閉装置において、運転者によるアクセル操作量が変化すると、アクセルレバーは連動機構を介してスロットルレバーを変位させ、スロットルバルブを機械的に開閉させる。
【００１６】
アクチュエータを介してスロットルバルブを強制的に開閉させる場合、スロットルレバーが変位して第一スプリングを伸縮させるが、スロットルレバーの変位に連動して、第一スプリングの伸縮量と等伸縮量に第二スプリングを伸縮させるスプリング連動機構を介して第一スプリングの付勢力を相殺するように第二スプリングを伸縮させる。
【００１７】
これにより、アクチュエータの作動時に、第一スプリングからアクセルレバーに加わる付勢力の増減分は、第二スプリングからアクセルレバーに加わる付勢力の増減分によって相殺され、アクセルペダル等から運転者に与える反力が増減することを抑えられる。
【００１８】
請求項２に記載のエンジンのスロットル開閉装置において、第一スプリングと第二スプリングはそれぞれのバネ定数と初期荷重が互いに等しくなるように設定される構成により、アクチュエータの作動に伴う第一スプリングの付勢力の変化分を第二スプリングの付勢力の変化分と等しくすることが可能となる。したがって、第一スプリングの付勢力の変化分は第二スプリングの付勢力の変化分によって完全に相殺される。
【００１９】
請求項３に記載のエンジンのスロットル開閉装置において、アクチュエータを介してスロットルバルブを強制的に開閉させる場合、スロットルレバーが変位して第一スプリングを伸縮させるが、これに伴って揺動する連動リンクを介して連動レバーが変位し、第一スプリングの付勢力を相殺するように第二スプリングを伸縮させる。これにより、アクセルペダル等から運転者に与える反力が増減することを抑えられる。
【００２０】
請求項４に記載のエンジンのスロットル開閉装置において、アクチュエータを介してスロットルバルブを強制的に開閉させる場合、スロットルレバーが変位して第一スプリングを伸縮させるが、これに伴って第一ラックに噛合う連動ギアが回転し、連動ギアに噛合う第二ラックを介して連動レバーが変位し、第一スプリングの付勢力を相殺するように第二スプリングを伸縮させる。これにより、アクセルペダル等から運転者に与える反力が増減することを抑えられる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１において、５はスロットルバルブであり、スロットルバルブ５はエンジンの吸気通路に設けられ、その開度に応じてエンジンに吸入される空気量を調節する。
【００２３】
１０はアクセルペダルであり、アクセルペダル１０は運転者に踏み込まれることにより後述する伝達機構を介してスロットルバルブ５を開き、その踏み込み量が減らされることによりスロットルバルブ５が閉じるようになっている。
【００２４】
１は電動モータであり、モータ１はクラッチ２を介してスロットルバルブ５をアクセルペダル１０の踏み込み量と独立して自動的に開閉するアクチュエータを構成する。モータ１は、位置制御機能を持つステップモータ等で構成される。
【００２５】
４はスロットルレバーであり、スロットルレバー４はスロットルバルブ５の開閉作動と機械的に連動し、図１において左方向に変位するとスロットルバルブ５が閉じ側に回転し、右方向に変位するとスロットルバルブ５が開き側に回転する。
【００２６】
３はアクセルレバーであり、アクセルレバー３はアクセルペダル１０の踏み込み量に応じて図中左右方向に変位する。
【００２７】
６は第一スプリングであり、第一スプリング６はアクセルレバー３とスロットルレバー４の間に介装される。第一スプリング６はアクセルレバー３と共にアクセルペダル１０の動きをスロットルバルブ５に伝える伝達機構を構成する。
【００２８】
１１はリターンスプリングであり、リターンスプリング１１はアクセルレバー３を介してアクセルペダル１０を戻し方向に付勢する。
【００２９】
７は第二スプリングであり、第二スプリング７はアクセルレバー３を挟んで第一スプリング６と対向するように介装され、アクセルレバー３に対する第一スプリング６の付勢力を相殺する。
【００３０】
第一スプリング６と第二スプリング７は、それぞれのバネ定数と初期バネ荷重が互いに等しくなるように設定される。
【００３１】
８は連動レバーであり、連動レバー８はアクセルレバー３およびスロットルレバー４と同じく図中左右方向に変位可能に設けられる。連動レバー８とアクセルレバー３の間に第二スプリング７が介装される。
【００３２】
モータ１の回転に伴って第一スプリング６が伸縮するのに連動して第二スプリング７を伸縮させるスプリング連動機構として、アクセルレバー３とスロットルレバー４の相対変位に応じて第二スプリング７を伸縮させる連動リンク９が設けられる。
【００３３】
連動リンク９はその中央部がピン１２を介してアクセルレバー３に揺動可能に連結される。連動リンク９はその両端部に長穴１３，１４が形成される。各長穴１３，１４に挿通する各ピン１５，１６がスロットルレバー４と連動レバー８にそれぞれ結合される。
【００３４】
連動リンク９をてことして考えると、中央のピン１２が支点となり、アクセルレバー３に結合されたピン１３が力点となり、連動レバー８に結合されたピン１４が作用点となる。
【００３５】
アクセルレバー３とスロットルレバー４および連動レバー８は互いに平行移動するため、連動リンク９の回転位置に応じてアクセルレバー３を挟んでスロットルレバー４と連動レバー８が平行移動し、第一スプリング６と第二スプリング７の長さが常に等しくなる。
【００３６】
図２のシステム図において、２１はモータ１およびクラッチ２の作動を制御するスロットルコントロールモジュール、２２はアクセルペダル１０の踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ、２３はスロットルバルブ５の開度を検出するスロットルポジションセンサである。
【００３７】
スロットルコントロールモジュール２１は、アクセルペダル１０の踏み込み量と車両の各種運転条件に応じてスロットルバルブ５の目標開度を算出し、スロットルポジションセンサ２３によって検出されるスロットルバルブ５の開度が算出された目標開度に近づくようにモータ１の回転角度を制御する。
【００３８】
スロットルコントロールモジュール２１は、クラッチ２を作動させてモータ１の作動時にスロットルバルブ５とモータ１を接続するが、モータ１やアクセルポジションセンサ２３等の電気系統に故障が発生した場合にスロットルバルブ５とモータ１の接続を解除する。
【００３９】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００４０】
運転者によってアクセルペダル１０が踏み込まれると、アクセルレバー３がリターンスプリング１１に抗して図中右方向に移動し、アクセルレバー３は連動リンク９等を介してスロットルレバー４を図中右方向に移動し、スロットルレバー４はスロットルバルブ５を開弁させる。
【００４１】
逆に、運転者によってアクセルペダル１０の踏み込み量が減らされると、アクセルレバー３がリターンスプリング１１の付勢力により図中左方向に移動し、アクセルレバー３は連動リンク９等を介してスロットルレバー４を図中左方向に移動し、スロットルレバー４はスロットルバルブ５を閉弁させる。
【００４２】
例えば車両のスリップ時等にスロットルコントロールモジュール２１からの出力に基づき、モータ１が回転し、クラッチ２を介してスロットルバルブ５を強制的に閉弁させる場合、スロットルレバー４は図中左方向に移動し、第一スプリング６を伸長させるが、同時に連動リンク９を介して連動レバー８が図中右方向に移動し、第二スプリング７を伸長させる。このとき、図２に矢印で示すように、第一スプリング６からアクセルレバー３に加わる付勢力が減少する分は、第二スプリング７からアクセルレバー３に加わる付勢力が減少する分によって相殺される。
【００４３】
これに対して逆方向にモータ１が回転し、クラッチ２を介してスロットルバルブ５を強制的に開弁させる場合、スロットルレバー４は図中右方向に移動し、第一スプリング６を圧縮するが、同時に連動リンク９を介して連動レバー８が図中左方向に移動し、第二スプリング７を圧縮する。このとき、図２に矢印で示すように、第一スプリング６からアクセルレバー３に加わる付勢力が増加する分は、第二スプリング７からアクセルレバー３に加わる付勢力が増加する分によって相殺される。
【００４４】
第一スプリング６と第二スプリング７は、それぞれのバネ定数と初期荷重が互いに等しくなるように設定されるとともに、連動レバー８および連動リンク９を介して第一スプリング６と第二スプリング７の伸縮量が等しく変化する構成により、上記モータ１の回転に伴う第一スプリング６の付勢力の変化分は第二スプリング７の付勢力の変化分と等しくなる。したがって、第一スプリング６の付勢力の変化分は第二スプリング７の付勢力の変化分によって完全に相殺され、アクセルレバー３およびアクセルペダル１０を強制的に動かすことがなく、アクセルペダル１０から運転者に与える反力が不意に変化する不具合を解消することができる。
【００４５】
次に、図３に示す実施例について説明する。なお、図１、図２等との対応部分には同一符号を付す。
【００４６】
モータ１の回転に伴って第一スプリング６が伸縮するのに連動して第二スプリング７を伸縮させるスプリング連動機構として、アクセルレバー３に回動可能に連結される連動ギア３０を備え、連動ギア３０に噛合う第一ラック３１をスロットルレバー４に結合し、第一ラック３１との間に連動ギア３０を挟むようにして連動ギア３０に噛合う第二ラック３２を連動レバー８に結合する。
【００４７】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００４８】
運転者によってアクセルペダル１０が踏み込まれると、アクセルレバー３がリターンスプリング１１に抗して図中右方向に移動し、アクセルレバー３は連動ギア３０等を介してスロットルレバー４を図中右方向に移動し、スロットルレバー４はスロットルバルブ５を開弁させる。
【００４９】
逆に、運転者によってアクセルペダル１０の踏み込み量が減らされると、アクセルレバー３がリターンスプリング１１の付勢力により図中左方向に移動し、アクセルレバー３は連動ギア３０等を介してスロットルレバー４を図中左方向に移動し、スロットルレバー４はスロットルバルブ５を閉弁させる。
【００５０】
例えば車両のスリップ時等にスロットルコントロールモジュール２１からの出力に基づき、モータ１が回転し、クラッチ２を介してスロットルバルブ５を強制的に閉弁させる場合、スロットルレバー４は図中左方向に移動し、第一スプリング６を伸長させるが、同時に連動ギア３０に噛合う第一、第二ラック３１，３２を介して連動レバー８が図中右方向に移動し、第二スプリング７を伸長させる。これにより、第一スプリング６からアクセルレバー３に加わる付勢力が減少する分は、第二スプリング７からアクセルレバー３に加わる付勢力が減少する分によって相殺される。
【００５１】
これに対して逆方向にモータ１が回転し、クラッチ２を介してスロットルバルブ５を強制的に開弁させる場合、スロットルレバー４は図中右方向に移動し、第一スプリング６を圧縮するが、同時に連動ギア３０に噛合う第一、第二ラック３１，３２を介して連動レバー８が図中左方向に移動し、第二スプリング７を圧縮する。これにより、第一スプリング６からアクセルレバー３に加わる付勢力が増加する分は、第二スプリング７からアクセルレバー３に加わる付勢力が増加する分によって相殺される。
【００５２】
このように、モータ１の回転に伴う第一スプリング６の付勢力の変化分は、第二スプリング７の付勢力の変化分によって完全に相殺され、アクセルレバー３およびアクセルペダル１０を強制的に動かすことがなく、アクセルペダル１０から運転者に与える反力が不意に変化する不具合を解消することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載のエンジンのスロットル開閉装置は、アクチュエータを介してスロットルバルブを強制的に開閉させる場合、スロットルレバーが変位して第一スプリングを伸縮させるが、スロットルレバーの変位に連動して、第一スプリングの伸縮量と等伸縮量に第二スプリングを伸縮させるスプリング連動機構を介して第一スプリングの付勢力を相殺するように第二スプリングを伸縮させる構成により、アクチュエータや電気系統の故障時にフェイルセーフ機能を果たすとともに、通常のアクチュエータの作動時にアクセルペダル等から運転者に与える反力が不意に変化することを抑えられる。
【００５４】
請求項２に記載のエンジンのスロットル開閉装置は、第一スプリングと第二スプリングのバネ定数と初期荷重をそれぞれ互いに等しくする構成により、アクチュエータの作動に伴う第一スプリングの付勢力の変化分を第二スプリングの付勢力の変化分と等しくすることが可能となり、アクセルペダル等から運転者に与える反力の増減を完全に解消することができる。
【００５５】
請求項３に記載のエンジンのスロットル開閉装置は、アクチュエータを介してスロットルバルブを強制的に開閉させる場合、スロットルレバーが変位して第一スプリングを伸縮させるが、これに伴って揺動する連動リンクを介して連動レバーが変位し、第一スプリングの付勢力を相殺するように第二スプリングを伸縮させる構成により、リンク機構を用いて構造の簡素化をはかれる。
【００５６】
請求項４に記載のエンジンのスロットル開閉装置において、アクチュエータを介してスロットルバルブを強制的に開閉させる場合、スロットルレバーが変位して第一スプリングを伸縮させるが、これに伴って第一ラックに噛合う連動ギアが回転し、連動ギアに噛合う第二ラックを介して連動レバーが変位し、第一スプリングの付勢力を相殺するように第二スプリングを伸縮させる構成により、歯車機構を用いて構造の簡素化がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す機械的構成図。
【図２】同じく制御系を含むシステム図。
【図３】他の実施例を示す機械的構成図。
【図４】従来例を示すシステム図。
【符号の説明】
１  モータ
２  クラッチ
３  アクセルレバー
４  スロットルレバー
５  スロットルバルブ
６  第一スプリング
７  第二スプリング
８  連動レバー
９  連動リンク
１０  アクセルペダル
１１  リターンスプリング
１２  ピン（支点）
１３  長穴
１４  長穴
１５  ピン（力点）
１６  ピン（作用点）
２１  スロットルコントロールモジュール
２２  アクセルポジションセンサ
２３  スロットルポジションセンサ
３０  連動ギア
３１  第一ラック
３２  第二ラック
【図１】
0003617123.tif 000002
【図２】
0003617123.tif 000003
【図３】
0003617123.tif 000004
【図４】
0003617123.tif 000005