(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞り弁を開閉するためのスロットル軸の一方に、該スロットル軸と開閉両方向に相対回動可能に配置されるペダル側駆動機構と、
前記スロットル軸の他方に、該スロットル軸と開閉両方向に相対回動可能に配置されるモータ側駆動機構と、
を備え、
前記ペダル側駆動機構と前記モータ側駆動機構は、前記スロットル軸を開閉両方向に対して相互に干渉することなく独立して駆動可能に構成され、
前記モータ側駆動機構は、モータが絞り弁開方向および絞り弁閉方向に駆動される際に、該モータを初期設定位置に復帰させるべく前記絞り弁開方向又は前記絞り弁閉方向に対して逆方向に弾発付勢力を発生し、前記初期設定位置では弾発付勢力は発生しないモータ初期位置復帰手段を有することを特徴とする絞り弁制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の絞り弁制御装置において、前記モータ側駆動機構は、前記モータの回転軸に固定されたドライブギヤと、
装置本体に回転自在に配設されたアイドルギヤと、
前記スロットル軸の他方を回転自在に嵌挿し、絞り弁全開位置から絞り弁全閉位置までの範囲に渡って不感帯溝部を有するドリブンギヤと、
前記スロットル軸に固定され、前記ドリブンギヤの不感帯溝部両当接面に対し相対移動可能でかつ当接して一体的に移動可能な係合部材と、
を備えることを特徴とする絞り弁制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の絞り弁制御装置において、前記モータ初期位置復帰手段は、前記アイドルギヤに設けられた回転係合部と、
前記装置本体側に設けられた固定係合部と、
両端が前記固定係合部に対向して係合するとともに、前記両端と外周部との間に前記回転係合部が配置され、前記アイドルギヤが絞り弁開方向および絞り弁閉方向に回転する際に該回転係合部が係合可能なコイルスプリングと、
を備えることを特徴とする絞り弁制御装置。
【請求項４】
請求項２記載の絞り弁制御装置において、前記モータの初期設定位置は、前記ドリブンギヤの不感帯溝部の絞り弁開側の当接面が前記スロットル軸の係合部材に略一致する位置に設定されることを特徴とする絞り弁制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の絞り弁制御装置において、前記モータ初期位置復帰手段は、前記モータを介して回転自在な回転係合部と、
前記装置本体側に設けられた固定係合部と、
両端が前記固定係合部に対向して係合するとともに、前記両端と外周部との間に前記回転係合部が配置され、前記モータが絞り弁開方向および絞り弁閉方向に回転する際に該回転係合部が係合可能なコイルスプリングと、
を備えることを特徴とする絞り弁制御装置。
【請求項６】
請求項１記載の絞り弁制御装置において、前記ペダル側駆動機構は、前記スロットル軸に固定されるとともに、軸方向に延在する第１係合片を設けたスロットルレバーと、
前記スロットル軸に回動可能に嵌挿され、前記第１係合片と旋回半径位置が異なることにより絞り弁開方向と絞り弁閉方向ともに干渉することなく且つ軸方向に延在する第２係合片を設けたアクセルレバーと、
前記スロットルレバーと装置本体との間に介装され、該スロットルレバーを絞り弁閉方向に付勢するリターンスプリングと、
前記スロットルレバーと前記アクセルレバーとの間に介装され、前記モータ側駆動機構との相対回転を可能にするロストモーションスプリングと、
を有し、
前記ロストモーションスプリングの一端は、前記第２係合片に対し絞り弁閉方向に向かって常時係合し、
該ロストモーションスプリングの他端は、前記第１係合片と前記第２係合片の少なくとも一方に対し絞り弁開方向に向かって係合及び離間可能に構成することを特徴とする絞り弁制御装置。
【請求項７】
請求項１記載の絞り弁制御装置において、前記ペダル側駆動機構は、前記スロットル軸に固定されるスロットルレバーと、
アクセル開度センサ軸に回動可能に嵌挿され、前記スロットルレバーにリンクを介して一体的に回動可能に連結されるとともに、軸方向に延在して第１係合片を設けたアクセル開度センサレバーと、
前記アクセル開度センサ軸に固定され、前記第１係合片と旋回半径位置が異なることにより絞り弁開方向と絞り弁閉方向ともに干渉することなく且つ軸方向に延在する第２係合片を設けたアクセルレバーと、
前記スロットルレバーと装置本体との間に介装され、該スロットルレバーを絞り弁閉方向に付勢するリターンスプリングと、
前記アクセル開度センサレバーと前記アクセルレバーとの間に介装され、前記モータ側駆動機構との相対回転を可能にするロストモーションスプリングと、
を有し、
前記ロストモーションスプリングの一端は、前記第２係合片に対し絞り弁閉方向に向かって常時係合し、
該ロストモーションスプリングの他端は、前記第１係合片と前記第２係合片の少なくとも一方に対し絞り弁開方向に向かって係合及び離間可能に構成することを特徴とする絞り弁制御装置。
【請求項８】
請求項６または７記載の絞り弁制御装置において、前記第１係合片と前記第２係合片は、前記ロストモーションスプリングの他端が係合及び離間する部位に平面部を設けることを特徴とする絞り弁制御装置。
【請求項９】
請求項１記載の絞り弁制御装置において、前記ペダル側駆動機構は、前記スロットル軸に固定されるとともに、軸方向に延在する第１係合片を設けたスロットルレバーと、
前記スロットル軸に回動可能に嵌挿され、前記第１係合片と旋回半径位置が異なることにより絞り弁開方向と絞り弁閉方向ともに干渉することなく且つ軸方向に延在する第２係合片を設けたアクセルレバーと、
前記スロットルレバーと装置本体との間に介装され、該スロットルレバーを絞り弁閉方向に付勢するリターンスプリングと、
前記スロットルレバーと前記アクセルレバーとの間に介装され、前記モータ側駆動機構との相対回転を可能にするロストモーションスプリングと、
を有し、
前記ロストモーションスプリングの一端は、前記第２係合片に対し絞り弁閉方向に向かって常時係合し、
該ロストモーションスプリングの他端は、前記第１係合片と前記第２係合片の少なくとも一方に対し絞り弁開方向に向かって係合及び離間可能に構成することを特徴とする絞り弁制御装置。
【請求項１０】
請求項１記載の絞り弁制御装置において、前記ペダル側駆動機構は、前記スロットル軸に固定されるスロットルレバーと、
アクセル開度センサ軸に回動可能に嵌挿され、前記スロットルレバーにリンクを介して一体的に回動可能に連結されるとともに、軸方向に延在して第１係合片を設けたアクセル開度センサレバーと、
前記アクセル開度センサ軸に固定され、前記第１係合片と旋回半径位置が異なることにより絞り弁開方向と絞り弁閉方向ともに干渉することなく且つ軸方向に延在する第２係合片を設けたアクセルレバーと、
前記スロットルレバーと装置本体との間に介装され、該スロットルレバーを絞り弁閉方向に付勢するリターンスプリングと、
前記アクセル開度センサレバーと前記アクセルレバーとの間に介装され、前記モータ側駆動機構との相対回転を可能にするロストモーションスプリングと、
を有し、
前記ロストモーションスプリングの一端は、前記第２係合片に対し絞り弁閉方向に向かって常時係合し、
該ロストモーションスプリングの他端は、前記第１係合片と前記第２係合片の少なくとも一方に対し絞り弁開方向に向かって係合及び離間可能に構成することを特徴とする絞り弁制御装置。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の絞り弁制御装置において、前記モータ側駆動機構は、前記モータの回転軸に固定されたドライブギヤと、
装置本体に回転自在に配設されたアイドルギヤと、
前記スロットル軸を回転自在に嵌挿し、絞り弁全開位置から絞り弁全閉位置の範囲に渡って不感帯溝部を有するドリブンギヤと、
前記スロットル軸に固定され、前記ドリブンギヤの不感帯溝部両面に対し相対移動可能でかつ当接して一体的に移動可能な係合部材と、
を備え、
前記モータ初期位置復帰手段は、前記アイドルギヤに設けられた回転係合部と、
前記装置本体側に設けられた固定係合部と、
両端が前記固定係合部に対向して係合するとともに、前記両端と外周部との間に前記回転係合部が配置され、前記アイドルギヤが絞り弁開方向および絞り弁閉方向に回転する際に該回転係合部が係合可能なコイルスプリングと、
を備えることを特徴とする絞り弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スロットル軸をアクセルペダルによる人為的操作とモータ駆動による電気的操作とによって、種々の制御を行う絞り弁制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車等の内燃機関の吸気用絞り弁制御装置において、アクセルペダルの踏み込み量を電気的に検出し、これに応じて内燃機関の目標回転数にすべく、モータを駆動制御して、絞り弁を開閉制御する、いわゆる電子スロットル方式の絞り弁制御装置が知られている。
【０００３】
上記の電子スロットル方式では、単一のモータにより通常走行、トラクションコントロール、クルーズコントロールおよびアイドルコントロールといった複数の制御を行うことはできるものの、前記モータとアクセルペダル側の操作とを併用する場合、互いに干渉することがないように構成しなければならない。これにより、絞り弁制御装置全体の構造が相当に複雑化してしまう。しかも、絞り弁制御装置等における異常に際し、十分な信頼性を確保することが可能なフェールセイフ機能が望まれている。
【０００４】
そこで、特開平５−２４８２７３号公報に開示されているように、アクチュエータ駆動系が故障等の異常状態になったときでも、フェールセイフによりアクセルペダル操作での異常時補助走行が可能であり、この時、暴走等の重大事故が発生するおそれを十分になくすことを目的とした「内燃機関の絞り弁制御装置」（以下、従来例１という）が知られている。
【０００５】
また、特開平４−３４２８３４号公報に開示されているように、万が一故障した場合にも安全に車両を運行することができるフェールセイフ機能やリンプホーム機能を備えた「スロットルアクチュエータ」（以下、従来例２という）や、特開平２−９１４３２号公報に開示されているように、スロットル弁の電気的開閉手段が差動停止した場合においても、スロットル弁の機械的補償手段によりスロットル弁の開閉動作ができ、若しくは全閉状態にさせることができるような補償機構を有し、その補償機構によって正常時における電気的なスロットル弁の如何なる開閉動作も妨げない「スロットル弁開閉制御装置」（以下、従来例３という）等が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来例１では、単一のモータで全ての制御を行うものの、構造が複雑化し、しかもアクセルペダル側に絞り弁軸（スロットル軸）用リターンスプリングの他に２つのロストモーション用スプリングが必要となっている。さらに、モータ側の電気的操作が主体となり、かつアイドルコントロールが絞り弁閉方向側に駆動制御されるため、通常走行時は勿論、アイドル時にも前記モータが通電されており、該モータが発熱して耐久性に問題が生じてしまう。
【０００７】
上記従来例２では、モータ側操作が主体となってクラッチを有するとともに、アクセルペダル側にはスロットル軸レバーおよびアクセルレバーの他に、ロストモーション用スプリングに相当する密着ばねとフローティングレバーとが配設されており、該ペダル側の駆動構造が相当に複雑化するという問題がある。さらに、モータ軸には、モータ側のイナーシャを切り離しかつクラッチ故障時の対応を図るべく、モータ戻しばねが常時一方向（全閉方向）に付勢されている。このため、モータ軸は、反対方向（全開方向）に戻れず、モータの初期位置設定に自由度がなく、また、その初期位置で弾発付勢力が作用しており、モータトルクの大容量化が必要となってしまう。
【０００８】
上記従来例３では、従来例１、２と同様に、モータ側を操作主体としているものの、クラッチがなく、構成が比較的簡素化されている。しかしながら、スロットル弁の一方のスロットルシャフトに対しモータが直接的に連結されるとともに、この一方のスロットルシャフトに前記モータ側駆動機構およびアクセルペダル側駆動機構が集約されている。これにより、スロットルシャフトが一方向にのみ長くなり、振動、かじりおよびこじれ等が発生し易く、かつバランスが悪くなってしまう。
【０００９】
しかも、モータは、スロットル軸戻しスプリングのみにより戻されるため、モータ故障時の信頼性に欠ける。また、スロットル軸戻しスプリングとモータとの距離が長く、かつこれらの間に介在物が多いため、イナーシャを十分に除去することが困難となり、スロットル弁が瞬時に戻らず、応答性に劣るという問題がある。さらに、モータは、スロットル軸戻しスプリングにより一方向にしか戻らないため、該モータの初期位置設定に自動度がなく、その上、スロットル軸戻しスプリングが大きな付勢力を必要とし、これに伴ってモータトルクも大きなものが必要となってしまう。
【００１０】
上記のように、従来例１〜３では、フェールセイフ機能とリンプホーム機能とを兼用すると、構成がより複雑なものとなってコストアップが惹起されてしまう。特に、モータ側を操作主体とし、１個のモータで通常走行、トラクションコントロール、クルーズコントロールおよびアイドルコントロールという多機能を兼ねようとすると、アクセルペダル側の操作系の構造が相当に複雑化するという問題が指摘されている。
【００１１】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、スロットル軸の駆動をアクセルペダルとモータとで併用するとともに、簡単な構成でフェールセイフ機能とリンプホーム機能を有することが可能な絞り弁制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明は、ペダル側駆動機構とモータ側駆動機構とが、スロットル軸と開閉両方向に相対回動可能に配置されるとともに、前記スロットル軸を開閉両方向に対して相互に干渉することなく独立して駆動可能である。このため、アクセルペダルの操作が主でも、モータの駆動が主でも、有効に対応することができる。例えば、アクセルペダルによるペダル側駆動機構を介しスロットル軸が駆動されるとともに、モータ側駆動機構を介しトラクションコントロール、クルーズコントロールおよびアイドルコントロールにおける補助制御が行われる。
【００１３】
ここで、モータ側駆動機構は、モータが絞り弁開方向および絞り弁閉方向に駆動される際に、該モータを初期設定位置に復帰させるべく前記絞り弁開方向又は前記絞り弁閉方向に対して逆方向に弾発付勢力を発生し、前記初期設定位置では弾発付勢力は発生しないモータ初期位置復帰手段を備えている。このため、アクセルペダルの操作による走行中に、例えば、車輪がスリップしてトラクションコントロールが働いてモータが絞り弁閉方向に駆動された後、トラクションコントロールの終了と同時に、前記モータが絞り弁開方向に弾発付勢され、該モータが初期設定位置に戻される。一方、モータによるアイドルコントロール、クルーズコントロールまたは通常走行が行われると、このモータが絞り弁開方向に駆動される。そして、モータによる駆動が停止されると、前記モータが絞り弁閉方向に弾発付勢されて初期設定位置に戻される。
【００１４】
このようにモータの駆動が停止されると、このモータは、モータ初期位置復帰手段を介してその駆動方向とは逆方向に弾発付勢されて、初期設定位置に復帰する。従って、万一、モータ制御系に故障が生じても、モータへの通電をカットすれば、該モータが常に初期設定位置に戻されて、アクセルペダルの操作に影響を与えることがない。
【００１５】
しかも、上記の異常時の他、正常時においても、モータを駆動、停止することにより、このモータを含むモータ側駆動機構が初期設定位置に弾発付勢されるため、アクセルペダルの操作にイナーシャの影響がなく、このアクセルペダルの操作性および絞り弁の開閉時の応答性が向上する。すなわち、モータが絞り弁開方向および絞り弁閉方向のいずれの側に駆動されても、このモータに復帰力が発生し、前記モータを円滑に初期設定位置に復帰させることができるとともに、この初期設定位置では、該モータに対しいずれの方向にも弾発力が作用することがなく、モータ側駆動機構が有効に簡素化される。
【００１６】
また、モータ側駆動機構が、ドライブギヤとアイドルギヤとドリブンギヤとを備え、モータ初期位置復帰手段が前記アイドルギヤと装置本体との間に配設される。このため、特に、モータ初期位置復帰手段を配置するために大きなスペースを設ける必要がなく、絞り弁制御装置全体を容易に小型化することができる。
【００１７】
さらに、本発明は、モータ初期位置復帰手段が回転係合部と、固定係合部と、アイドルギヤが絞り弁開方向および絞り弁閉方向に回転する際に前記回転係合部に係合するコイルスプリングとを備える。これにより、モータ初期位置復帰手段は、一層コンパクト化されるとともに、単一のコイルスプリングよりアイドルギヤを介してモータを両方向に復帰させることが可能になる。そして、モータの初期設定位置では、コイルスプリングによる弾発付勢力がこのモータに作用することがなく、前記モータに負荷が発生することがない。
【００１８】
その際、モータの初期設定位置は、ドリブンギヤの不感帯溝部の絞り弁開側の当接面をスロットル軸の係合部材に略一致する位置に設定する。従って、アイドルコントロール、クルーズコントロールおよび通常走行時には、モータの絞り弁開方向への駆動操作に遅れを生ずることがなく、応答性に優れるという利点がある。一方、トラクションコントロール時には、アクセルペダル側の駆動によって絞り弁が開かれており、スロットル軸の係合部材がドリブンギヤの不感帯溝部を移動して絞り弁閉側の当接面に近接移動している。これにより、トラクションコントロールが開始される際、スロットル軸の係合部材とドリブンギヤの絞り弁閉側の当接面との距離が短くなっており、応答性が向上する。
【００１９】
さらにまた、本発明では、ペダル側駆動機構がスロットルレバーとアクセルレバーとリターンスプリングとロストモーションスプリングとを有し、このロストモーションスプリングの両端部が前記アクセルレバーの第２係合片に対向して係合する。そして、アクセルペダルが開側に操作されると、アクセルレバーの回動によりロストモーションスプリングの他端がスロットルレバーの第１係合片に係合してこのスロットルレバーを前記アクセルレバーと一体的に絞り弁開方向へ回動させる。
【００２０】
一方、アクセルペダルが戻されると、アクセルレバーがリターンスプリングを介して絞り弁閉方向に回動し、スロットルレバーがロストモーションスプリングを介してこのアクセルレバーと一体的に絞り弁閉方向へと回動する。
【００２１】
次に、スロットルレバーおよびアクセルレバーが開状態において、車輪のスリップ等が検出されてモータ駆動機構側が駆動されることにより、トラクションコントロールが開始されると、アクセルレバーはその開状態を維持したまま、スロットル軸が閉方向に回動する。このため、スロットルレバーは、ロストモーションスプリングの他端に係合した状態でアクセルレバーとは独立して絞り弁閉方向に回動する。そこで、トラクションコントロールを解除すべくモータが停止されると、スロットルレバーは、ロストモーションスプリングの弾発付勢力を介しアクセルレバーと一体となる位置まで絞り弁開方向に回動する。
【００２２】
次いで、クルーズコントロールを行う場合、アクセルレバーは、所定の開位置、あるいは全閉位置に保持されて、スロットル軸のみがモータにより絞り弁開方向に回動する。これにより、スロットルレバーは、ロストモーションスプリングの他端から離間して絞り弁開方向に回動し、クルーズコントロールが行われる一方、このクルーズコントロール制御が解除されると、前記スロットルレバーは、リターンスプリングの弾発付勢力によりアクセルレバーと一体となる位置まで絞り弁閉方向に回動する。なお、アイドルコントロールを行う場合、アクセルレバーおよびスロットルレバーは、全閉位置にあり、このスロットルレバーが上記のクルーズコントロール制御と同様に動作する。
【００２３】
また、本発明では、スロットルレバーにリンクを介してアクセル開度センサレバーが連結され、このアクセル開度センサレバーとアクセルレバーとの間にロストモーションスプリングが介装される。このため、簡単な構成で、クルーズコントロール、トラクションコントロールおよびアイドルコントロール等が容易に遂行される。
【００２４】
さらにまた、第１および第２係合片には、ロストモーションスプリングの他端に係合及び離間する部位に対応して平面部が設けられる。これにより、ロストモーションスプリングの他端が第１および第２係合片に当接する際に損傷することを阻止し、前記ロストモーションスプリングの耐久性が向上する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る絞り弁制御装置１０の構成概念図であり、図２は、前記絞り弁制御装置１０の一部断面構成図である。
【００２６】
この絞り弁制御装置１０は、装置本体１２に形成されている通路１４の開度を、絞り弁１６の回動により制御するように構成されており、燃料噴射用の他、気化器用として使用されるものであるが、この第１の実施形態では、燃料噴射用についてのみ説明する。
【００２７】
絞り弁制御装置１０は、絞り弁１６を固定したスロットル軸１８の一方１８ａに配置され、アクセルペダル２０によって前記スロットル軸１８を駆動するためのペダル側駆動機構２２と、前記スロットル軸１８の他方１８ｂに配置され、正逆両方に回転可能なモータ（例えば、ステップモータ）２４によって該スロットル軸１８を駆動するためのモータ側駆動機構２６とを備え、このモータ側駆動機構２６は、前記モータ２４が絞り弁開方向および絞り弁閉方向に駆動される際に、該モータ２４を初期設定位置に復帰させるべく、弾発付勢力を発生するモータ初期位置復帰手段２８を有する。
【００２８】
スロットル軸１８は、一対のベアリング３０を介して装置本体１２に回動自在に支持されており、その一方１８ａは、小判形断面形状に形成されている。ペダル側駆動機構２２は、スロットル軸１８の一方１８ａに固定されるとともに、軸方向（図２中、矢印Ｘ方向）に延在する第１係合片３２を設けたスロットルレバー３４と、前記スロットル軸１８の一方１８ａにスペーサ部材３５を介して回動可能に介装されるとともに、軸方向に延在して前記第１係合片３２と個別に回動自在な第２係合片３６を設けたアクセルレバー３８と、前記スロットルレバー３４と装置本体１２との間に介装され、該スロットルレバー３４を絞り弁閉方向に付勢するリターンスプリング４０と、前記スロットルレバー３４とアクセルレバー３８との間に介装され、前記モータ側駆動機構２６との相対回転を可能にするロストモーションスプリング４２とを有する。
【００２９】
ロストモーションスプリング４２の弾発力は、リターンスプリング４０の弾発力よりも大きく設定されている。図２〜図４Ａに示すように、ロストモーションスプリング４２の一端４２ａは、アクセルレバー３８の第２係合片３６に対して絞り弁閉方向に向かって常時係合し、このロストモーションスプリング４２の他端４２ｂは、スロットルレバー３４の第１係合片３２と、前記第２係合片３６の少なくとも一方に対して絞り弁開方向に向かって係合可能である。スロットルレバー３４の第１係合片３２とアクセルレバー３８の第２係合片３６は、ロストモーションスプリング４２の他端４２ｂが係合する部位に平面部３２ａ、３６ａを設けている。
【００３０】
図１に示すように、アクセルレバー３８は、ケーブル４４を介してアクセルペダル２０に連結されるとともに、このアクセルペダル２０は、スプリング４６を介して、常時、矢印方向に付勢されている。図２および図３に示すように、アクセルレバー３８にリンク部材４８の一端が係合し、このリンク部材４８の他端が、アクセル開度センサ５０に連結されたアクセル開度センサ軸５２のセンサレバー５４に係合する。このセンサレバー５４には、センサリターンスプリング５６が配設されている。
【００３１】
モータ側駆動機構２６は、図２および図３に示すように、モータ２４の回転軸２４ａに固定されたドライブギヤ６０と、装置本体１２に回転自在に配設されたアイドルギヤ６２と、スロットル軸１８の他方１８ｂを回転自在に嵌装し、絞り弁全開位置から絞り弁全閉位置の範囲に渡って不感帯溝部６４を有するドリブンギヤ６６（図５Ａ参照）と、前記スロットル軸１８の他方１８ｂに固定され、前記ドリブンギヤ６６の不感帯溝部６４の第１および第２当接面６４ａ、６４ｂに対し相対移動可能でかつ当接して一体的に移動可能な係合ピン（係合部材）６８とを備える。
【００３２】
モータ初期位置復帰手段２８は、アイドルギヤ６２と装置本体１２との間に配設されており、前記アイドルギヤ６２の側面部に固着された回転ピン（回転係合部）７０と、前記装置本体１２側に設けられた固定ピン（固定係合部）７２と、両端７４ａ、７４ｂが前記固定ピン７２に対向して係合するとともに、この両端７４ａ、７４ｂと外周部７４ｃとの間に前記回転ピン７０が配置され、アイドルギヤ６２が絞り弁開方向および絞り弁閉方向に回転する際に、該回転ピン７０が係合可能なコイルスプリング７４とを備える。モータ２４の初期設定値は、ドリブンギヤ６６の不感帯溝部６４の絞り弁開側の第１当接面６４ａがスロットル軸１８の係合ピン６８に略一致する位置、すなわち最小アイドル開度位置に設定される（図５Ａ参照）。
【００３３】
このように構成される絞り弁制御装置１０の動作について、以下に説明する。
【００３４】
先ず、図４Ａに示すように、ペダル側駆動機構２２は、初期状態において、ロストモーションスプリング４２の両端４２ａ、４２ｂがアクセルレバー３８の第２係合片３６に対向して係合され、スロットルレバー３４の第１係合片３２には、前記ロストモーションスプリング４２の他端４２ｂが略当接し、あるいは、若干の隙間を有している。
【００３５】
そこで、図１に示すように、アクセルペダル２０が踏み込まれてこのアクセルペダル２０が矢印とは逆方向に回動すると、ケーブル４４を介してアクセルレバー３８が絞り弁開方向に回動する。このため、図４Ｂに示すように、第２係合片３６を絞り弁開方向に弾発付勢するロストモーションスプリング４２の他端４２ｂが、この第２係合片３６と一体的に回動し、スロットルレバー３４の第１係合片３２に当接する。
【００３６】
その際、スロットルレバー３４を絞り弁閉方向に弾発付勢しているリターンスプリング４０の弾発力が、ロストモーションスプリング４２の弾発力よりも小さく設定されているため、前記スロットルレバー３４は、アクセルレバー３８およびロストモーションスプリング４２と一体的に絞り弁開方向へと回動する。これにより、スロットルレバー３４が固定されるスロットル軸１８が回動し、前記スロットル軸１８に固着されている絞り弁１６が所定の角度だけ開動して装置本体１２の通路１４の開度が大きくなる。
【００３７】
一方、アクセルペダル２０が戻されると、ケーブル４４によるアクセルレバー３８の引張力が解除され、アクセルレバー３８が絞り弁閉方向に回動する。また、スロットルレバー３４は、リターンスプリング４０を介して絞り弁閉方向へと回動され、前記スロットルレバー３４、前記アクセルレバー３８およびロストモーションスプリング４２が一体的に絞り弁閉方向へと戻される。なお、アクセルレバー３８は、リターンスプリング４０およびセンサリターンスプリング５６の弾発力によっても、絞り弁閉方向へと戻される。
【００３８】
次に、図４Ｂに示すように、アクセルレバー３８およびスロットルレバー３４が開状態に維持されている際、車輪のスリップが検出されると、モータ２４が駆動されてトラクションコントロールが開始される。すなわち、アクセルペダル２０のみが操作されている際、図５Ａに示すように、スロットル軸１８の係合ピン６８は、ドリブンギヤ６６の不感帯溝部６４を、その全閉位置から全開位置までの間で移動するだけであり、モータ２４には、モータ初期位置復帰手段２８を構成するコイルスプリング７４の弾発力が作用していない。
【００３９】
そこで、図５Ｂに示すように、モータ２４が駆動され、回転軸２４ａを介してドライブギヤ６０が矢印Ａ方向（絞り弁開方向）に回動すると、それに噛合するアイドルギヤ６２が矢印方向に回転する。このため、アイドルギヤ６２に設けられている回転ピン７０は、コイルスプリング７４の端部７４ａを強制的に回動させ、このコイルスプリング７４にねじり力を発生させるとともに、前記アイドルギヤ６２に噛合するドリブンギヤ６６は、絞り弁閉方向に回動して第２当接面６４ｂが係合ピン６８を、図５Ｂ中、二点鎖線の位置から実線の位置に強制的に回動させる。これにより、スロットル軸１８に固定されている絞り弁１６が閉方向に回動し、トラクションコントロールが行われる。
【００４０】
一方、ペダル側駆動機構２２では、スロットル軸１８が絞り弁閉方向に回動すると、図４Ｃに示すように、スロットルレバー３４が絞り弁閉方向に回動し、第１係合片３２は、ロストモーションスプリング４２の他端４２ｂをアクセルレバー３８の第２係止片３６から離間させて絞り弁閉方向に回動させる。このため、アクセルレバー３８の開度を維持した状態で、スロットルレバー３４がこのアクセルレバー３８に干渉することがなく、ロストモーションスプリング４２の他端４２ｂを絞り弁閉方向に強制的にねじる。
【００４１】
そして、トラクションコントロールが終了し、モータ２４の駆動が停止されると、モータ初期位置復帰手段２８を構成するコイルスプリング７４の弾発力を介して、アイドルギヤ６２が回転ピン７０と一体的に図５Ｂの矢印方向とは逆方向に付勢され、前記アイドルギヤ６２、ドライブギヤ６０およびドリブンギヤ６６は、初期設定位置に戻される。
【００４２】
ペダル側駆動機構２２側では、モータ側駆動機構２６によるスロットルレバー３４の絞り弁閉方向への付勢力（図４Ｃ中、矢印参照）が除去される。これにより、スロットルレバー３４は、ロストモーションスプリング４２の弾発力を介して絞り弁開方向へと回動され、前記スロットルレバー３４がアクセルレバー３８と一体となる位置まで開方向に回動し、戻される（図４Ｂ参照）。その際、ロストモーションスプリング４２の他端４２ｂがアクセルレバー３８の第２係合片３６に当接し、スロットルレバー３４は、このアクセルレバー３８と一体となる位置からさらに開方向に回動することがない。
【００４３】
さらにまた、クルーズコントロールが行われる際には、アクセルレバー３８およびスロットルレバー３４は、一体的にある開度位置に維持されており、モータ２４が駆動され、図５Ｃに示すように、ドライブギヤ６０が矢印Ｂ方向（絞り弁開方向）に回動する。このため、アイドルギヤ６２は、回転ピン７０でコイルスプリング７４の端部７４ｂを回動させながら矢印方向に回転し、これに噛合するドリブンギヤ６６の第１当接面６４ａが係合ピン６８をスロットル軸１８と一体的に絞り弁開方向に回動させる。
【００４４】
一方、ペダル側駆動機構２２では、図４Ｄに示すように、アクセルレバー３８が一定の開度位置、あるいは所定位置に戻された状態で、スロットルレバー３４のみが絞り弁開方向に回動する。ここで、ロストモーションスプリング４２の両端４２ａ、４２ｂがアクセルレバー３８の第２係合片３６のみに係合し、スロットルレバー３４の第１係合片３２がこのロストモーションスプリング４２から離間する。従って、アクセルレバー３８に何ら影響を与えることがなく、モータ側駆動機構２６を独立して操作することができるという効果が得られる。
【００４５】
クルーズコントロール制御が解除されると、モータ初期位置復帰手段２８を構成するコイルスプリング７４の弾発力を介して、アイドルギヤ６２が、図５Ｃ中、矢印とは逆方向に回動し、これに噛合するドライブギヤ６０およびドリブンギヤ６６が絞り弁閉方向へと回動して所定の初期位置に戻される。一方、ペダル側駆動機構２２では、スロットルレバー３４がリターンスプリング４０の戻し力により元の位置、すなわち、アクセルレバー３８と一体となる位置まで回動する（図４Ａ参照）。
【００４６】
また、アイドルコントロールが行われる際には、アクセルレバー３８およびスロットルレバー３４が、図４Ａに示す全閉位置に配置されている。このスロットルレバー３４の全閉位置では、絞り弁１６が僅かに開いており、最小アイドル開度を与えている。これにより、通常のアイドル運転時は、モータ２４による駆動制御が不用で、例えば、冷間始動時やエアコンスイッチがＯＮされた時等の必要時にだけモータ２４が駆動され、モータ側駆動機構２６を介して絞り弁１６の開度を大きくするように、すなわち、回転数を増加させるように制御すればよい。
【００４７】
なお、スロットルレバー３４の全閉位置で絞り弁１６の開度が０となるように設定し、モータ２４の駆動作用下に絞り弁１６を開方向に駆動して最小アイドル回転数を付与するように制御することもでき、また逆にスロットルレバー３４の全閉位置を絞り弁１６のアイドル回転数が高めの開度に設定し、モータ２４の駆動作用下に前記絞り弁１６を閉側に駆動することにより、最小アイドル回転数を付与するように制御することも可能である。
【００４８】
第１の実施形態では、モータ側駆動機構２６において、モータ２４が正逆両方向、すなわち、絞り弁開方向および絞り弁閉方向に駆動されても、このモータ２４の駆動が停止されると、モータ初期位置復帰手段２８を介してコイルスプリング７４がいずれの方向にも弾発付勢力を付与しない位置（初期設定位置）に配置される。このため、モータ制御系に故障が生じた時等に、モータ２４への通電を停止するだけで、このモータ２４が必ず初期設定位置に戻され、アクセルペダル２０側の操作に影響を与えることがない。これにより、アクセルペダル２０側は、絞り弁全閉位置から絞り弁全開位置までの全範囲で、通常の操作制御が円滑に遂行可能になる。
【００４９】
しかも、モータ側駆動機構２６は、コイルスプリング７４を介して確実に復帰できるため、簡単な構成からなるモータ初期位置復帰手段２８により、フェールセイフ機能を保証し、かつ構成の簡素化が可能になる。また、モータ２４の駆動を停止すると同時に、モータ側駆動機構２６がコイルスプリング７４によって初期設定位置に戻されるため、モータ側駆動機構２６のイナーシャがアクセルペダル２０の操作に影響することがなく、このアクセルペダル２０の操作性および絞り弁１６の開閉時の応答性に優れるという効果が得られる。さらに、モータ側駆動機構２６の初期設定位置では、モータ２４に開閉いずれの方向にも弾発力が働かず、中立状態のままであり、このモータ２４に負荷が作用することを阻止することができる。
【００５０】
さらにまた、第１の実施形態では、モータ側駆動機構２６がドライブギヤ６０、アイドルギヤ６２およびドリブンギヤ６６を備えており、モータ初期位置復帰手段２８がこのアイドルギヤ６２と装置本体１２の間に介装されている。従って、特に、モータ初期位置復帰手段２８の配置用として大きなスペースを設ける必要がなく、モータ側駆動機構２６全体をコンパクトに構成することができるという利点がある。
【００５１】
また、スロットル軸１８の係合ピン６８と、ドリブンギヤ６６の開方向側である第１当接面６４ａとを略一致させ、モータ２４の初期設定位置を絞り弁全閉位置で、かつ最小アイドル開度位置に設定している。そして、この開度位置を基準に、絞り弁１６を開方向にアイドル制御することが可能であり、さらにクルーズコントロールや通常走行制御が遂行される。これにより、絞り弁１６の開方向への駆動操作に対し、遅れを生ずることがなく、応答性に優れるという効果がある。しかも、アイドル最小回転数は、全閉位置により決まるため、この状態で、モータ２４への通電が不用となり、アイドル回転数を増加させる際にのみ前記モータ２４に通電すればよい。
【００５２】
一方、トラクションコントロール時には、アクセルペダル２０の操作によって絞り弁１６が開かれており、スロットル軸１８に固着された係合ピン６８は、ドリブンギヤ６６の不感帯溝部６４に沿って移動し、閉方向側の第２当接面６４ｂに近接した位置に相対移動している。従って、この状態からトラクションコントロールが開始されると、ドリブンギヤ６６が絞り弁閉方向に回動を開始すると略同時に、第２当接面６４ｂが係合ピン６８に当接し、好適な応答性が得られる。
【００５３】
また、モータ初期位置復帰手段２８は、単一のコイルスプリング７４を備えており、このコイルスプリング７４の弾発付勢力を介してモータ２４を正逆いずれの方向からも所定の初期設定位置に復帰させることができる。これにより、モータ側駆動機構２６のコンパクト化および構成の簡素化が可能になるとともに、初期設定位置で前記モータ２４に負荷が作用することがない。
【００５４】
さらにまた、第１の実施形態では、ペダル側駆動機構２２およびモータ側駆動機構２６がそれぞれスロットル軸１８に対し相対移動可能で、かつ個別に制御自在に構成されるとともに、このペダル側駆動機構２２が単一のロストモーションスプリング４２を有し、このロストモーションスプリング４２の一端４２ａがアクセルレバー３８側に常時係合し、前記ロストモーションスプリング４２の他端４２ｂが前記アクセルレバー３８とスロットルレバー３４の少なくとも一方に係合自在である。
【００５５】
このため、スロットルレバー３４とアクセルレバー３８は、開閉両方向に対して互いに干渉することなく回動可能であり、モータ側駆動機構２６によってトラクションコントロール、クルーズコントロールおよびアイドルコントロールの種々の制御を行う際にも、極めて簡単な構成からなるペダル側駆動機構２２を介して有効に対応することが可能になる。その上、第１および第２係合片３２、３６には、ロストモーションスプリング４２の他端４２ｂが係合する部位に平面部３２ａ、３６ａを設けている。これにより、ロストモーションスプリング４２の他端４２ｂが第１および第２係合片３２、３６間で移動する際、この他端４２ｂの損傷を阻止することができる。
【００５６】
また、第１の実施形態では、上記のようにアクセルペダル２０の操作を主とするものの他、モータ２４の駆動を主操作とする際にも容易に対応することができる。この場合、絞り弁制御装置１０は、同一構成のものを使用し、制御プログラムのみを変更するだけでよい。すなわち、アクセルペダル２０の操作によりアクセルレバー３８の開度をアクセル開度センサ５０により検出し、この検出結果に基づいて絞り弁１６の開度を予め設定された目標回転数となるようにモータ２４が駆動される。
絞り弁１６の開度は、スロットル軸１８の他方１８ｂ側に設けられたスロットル開度センサ９０（図２参照）により検出し、逐次、設定エンジン回転数になるようにフィードバック制御する。具体的には、エンジンの実回転数、車速、車輪のスリップ量、エンジン温度、エンジン負荷、車両の走行状態、さらに電気的負荷等をセンサで検出し、この結果をＣＰＵに入力してそれぞれ最適の条件になるように演算し、このＣＰＵからモータ２４へ駆動信号を出力すればよい。
【００５７】
その際、アクセルレバー３８とスロットルレバー３４の関係は、前述したトラクションコントロール、クルーズコントロールおよびアイドルコントロールの場合と同じである。但し、アクセルペダル２０側の操作とモータ２４側の操作は、常に瞬間的に追従するため、通常走行時でもモータ２４およびこれに連結されたドリブンギヤ６６が回転し、スロットル軸１８の係合ピン６８が前記ドリブンギヤ６６の第１当接面６４ａに略一致して当接しており、遊びがない。
【００５８】
これにより、第１の実施形態では、アクセルペダル２０の駆動動作とモータ２４の駆動操作とのいずれが主であっても、絞り弁制御装置１０を兼用することができ、制御プログラムの変更のみで容易に対応することが可能になる。
【００５９】
なお、第１の実施形態では、スロットルレバー３４の戻し用に単一のリターンスプリング４０を備えているが、このリターンスプリング４０の外方に別のリターンスプリングを配置し、二重の戻し構造を採用してもよく、また、モータ２４側に別途リターンスプリングを配置してもよい。さらに、モータ２４は、ステップモータの他、ＤＣモータを採用することができる。
【００６０】
次に、本発明の第２の実施形態に係る絞り弁制御装置１００を、図６を参照して説明する。なお、第１の実施形態に係る絞り弁制御装置１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６１】
この絞り弁制御装置１００では、モータ２４に代替してＤＣモータ１０２を備えており、このＤＣモータ１０２は、前記モータ２４とは逆向き、すなわち、装置本体１２側に配置されている。このＤＣモータ１０２には、電池クラッチ１０４が連結されている。
【００６２】
従って、絞り弁制御装置１００では、ＤＣモータ１０２が装置本体１２側に収容されるため、全体構造が一層コンパクト化するという利点が得られる。なお、ＤＣモータ１０２に代替してステップモータを使用することができる。
【００６３】
図７には、本発明の第３の実施形態に係る絞り弁制御装置１１０の一部断面図が示されている。なお、第１の実施形態に係る絞り弁制御装置１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６４】
この絞り弁制御装置１１０では、アクセル開度センサ軸１１２に回動可能に介装され、スロットルレバー１１４にリンク部材１１６を介して一体的に回動可能に連結されるとともに、軸方向に延在して第１係合片１１８を設けたアクセル開度センサレバー１２０と、前記アクセル開度センサ軸１１２に固定されるとともに、軸方向に延在して前記第１係合片１１８と個別に回動可能な第２係合片１２２を設けたアクセルレバー１２４とを備える。
【００６５】
アクセル開度センサレバー１２０とアクセルレバー１２４との間には、ロストモーションスプリング１２６が介装され、このロストモーションスプリング１２６の一端１２６ａが、第２係合片１２２に対し絞り弁閉方向に向かって常時係合し、このロストモーションスプリング１２６の他端１２６ｂが、前記第１係合片１１８と前記第２係合片１２２の少なくとも一方に対し絞り弁開方向に向かって係合する。第１および第２係合片１１８、１２２には、ロストモーションスプリング１２６の他端１２６ｂが係合する部位に対応して平面部１１８ａ、１２２ａが設けられる。
【００６６】
このように構成される絞り弁制御装置１１０では、図示しないアクセルペダルの操作によってアクセルレバー１２４が絞り弁開方向に回動されると、ロストモーションスプリング１２６の他端１２６ｂに係合する第１係合片１１８を介してアクセル開度センサレバー１２０が絞り弁開方向に回動する。
【００６７】
次いで、このアクセル開度センサレバー１２０にリンク部材１１６を介して係合するスロットルレバー１１４が、リターンスプリング４０に抗してスロットル軸１８と一体的に回動し、絞り弁１６の開度が増加する。
【００６８】
また、トラクションコントロールやクルーズコントロールが行われる際には、モータ側駆動機構（図示せず）を介してスロットル軸１８と一体的にスロットルレバー１１４が絞り弁開方向、または絞り弁閉方向に回動され、リンク部材１１６を介してアクセル開度センサレバー１２０がアクセルレバー１２４とは個別に回動する。これによって、第１の実施形態に係る絞り弁制御装置１０と同様の効果が得られる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明に係る絞り弁制御装置では、スロットル軸と開閉方向に相対回動可能であり、かつ前記スロットル軸を開閉両方向に対して相互に干渉することなく独立して駆動可能なペダル側駆動機構とモータ側駆動機構とを個別に備える。このため、アクセルペダルの操作が主でも、モータの駆動が主でも、有効に対応することができる。
【００７０】
さらに、モータ側駆動機構には、モータが絞り弁開方向および絞り弁閉方向に駆動される際、このモータを初期設定位置に弾発的に復帰させるモータ初期位置復帰手段が設けられている。これにより、簡単な構成で、フェールセイフ機能とリンプホーム機能とを併せ持った多機能な電子制御式の絞り弁制御装置を得ることができる。
【００７１】
特に、モータ初期位置復帰手段が、弾発付勢力によりモータを初期設定位置に復帰させる構成であるため、一層簡単な構造で優れた応答性を得ることが可能になる。また、モータが絞り弁開方向および絞り弁閉方向に駆動されても、該モータを初期設定位置に迅速かつ確実に復帰させることができ、駆動系のイナーシャがペダル側駆動機構に作用することを有効に回避することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る絞り弁制御装置の構成概念図である。
【図２】前記絞り弁制御装置の一部断面構成図である。
【図３】前記絞り弁制御装置の要部斜視説明図である。
【図４】前記絞り弁制御装置を構成するペダル側駆動機構の動作説明図であって、図４Ａは、絞り弁閉状態の説明図であり、図４Ｂは、アクセルペダルが踏み込まれた状態の説明図であり、図４Ｃは、トラクションコントロール時の説明図であり、図４Ｄは、クルーズコントロール時の説明図である。
【図５】前記絞り弁制御装置を構成するモータ側駆動機構の動作説明図であって、図５Ａは、モータが駆動されていない状態の説明図であり、図５Ｂは、トラクションコントロール時の説明図であり、図５Ｃは、クルーズコントロール時の説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る絞り弁制御装置の一部断面説明図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る絞り弁制御装置の一部断面説明図である。
【符号の説明】
１０、１００、１１０…絞り弁制御装置
１２…装置本体                    １６…絞り弁
１８…スロットル軸                ２０…アクセルペダル
２２…ペダル側駆動機構            ２４…モータ
２６…モータ側駆動機構            ２８…モータ初期位置復帰手段
３２、３６、１１８、１２２…係合片
３４、１１４…スロットルレバー    ３８、１２４…アクセルレバー
４０…リターンスプリング
４２、１２６…ロストモーションスプリング
５０…アクセル開度センサ          ５４…センサレバー
６０…ドライブギヤ                ６２…アイドルギヤ
６４…不感帯溝部                  ６６…ドリブンギヤ
７０…回転ピン                    ７２…固定ピン
７４…コイルスプリング            １０２…ＤＣモータ
１１２…アクセル開度センサ軸      １２０…アクセル開度センサレバー
【図１】
0003785209.tif 000002
【図２】
0003785209.tif 000003
【図３】
0003785209.tif 000004
【図４】
0003785209.tif 000005
【図５】
0003785209.tif 000006
【図６】
0003785209.tif 000007
【図７】
0003785209.tif 000008