JP2645678B2 - 内燃機関のスロットル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用内燃機関の出
力制御に供されるスロットル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等車両においては、一般に、雪道
等の滑りやすい路面で駆動力をかけ過ぎた時は、駆動輪
の空転（スリップ）に起因してタイヤのグリップ力が低
下するため、車両の加速性や旋回時の操縦性が低下す
る。最近、これらの領域における運動性能を改善する目
的で、駆動力を低減して駆動輪に発生する回転方向の過
剰スリップを防止する機能を備えたトラクションコント
ロールシステム（ＴＣＬ）が提案されている。

【０００３】このトラクションコントロールシステム
は、例えば、図６に示すように、システム構成される。
図６に示すエンジンは電子制御燃料噴射型エンジンであ
り、インジェクタ１や点火プラグ２など種々の装置がエ
ンジンのＥＣＵ３の制御下に置かれている。以下、シス
テム構成をエンジンの吸気流れに沿って簡略に述べる。
エンジン本体４内のピストン５の下降によりエアクリー
ナボデー６内のエアクリーナエレメント７から負圧吸引
された空気は、吸気管８を経由してスロットル装置９に
流入する。尚、エアクリーナボデー６内にはエアフロー
センサや大気圧センサなどの計測装置が設けられ、吸気
に関する各種のデータが計測されてＥＣＵ３に入力する
が、繁雑となるためその説明は省略する。スロットル装
置９内に流入した空気はスロットルバルブ１０によりそ
の通過量を制御される。スロットルバルブ１０は運転者
が踏むアクセルペダル１１によりアクセルレータケーブ
ル１２を介して開閉駆動されると共に、バキュームアク
チュエータ１３によっても閉鎖側に駆動される。図中、
１４と１５とは、それぞれアクセルレータケーブル１２
により駆動される第１のレバーたるアクセルレバー１６
の開度を検出するアクセルセンサとスロットルバルブ１
０自体の開度を検出するスロットルセンサであり、共に
ＥＣＵ３に信号を入力する。バキュームアクチュエータ
１３はハウジング１７にダイヤフラム１８とスプリング
１９とを内蔵したもので、ハウジング内室２０が負圧に
なることにより、アクチュエータロッド２１が図中斜め
上方に牽引される構造となっている。バキュームアクチ
ュエータ１３には吸気管８すなわち略大気圧側とパイプ
２２、マグネットバルブ２３を介して連通する一方、バ
キュームタンク２４すなわち負圧側ともパイプ２５、マ
グネットバルブ２６を介して連通している。バキューム
タンク２４は、スロットル装置９の下流側に接続するサ
ージタンク２７にパイプ２８を介して接続しており、チ
ェックバルブ２９により内部が略一定の負圧に維持され
るようになっている。そして、ＥＣＵ３が両マグネット
バルブ２３，２６を適宜のデューティー比で駆動するこ
とにより、アクチュエータロッド２１の位置が決定され
るようになっいる。スロットル装置９からサージタンク
２７を介してインテークマニホールド３０に空気が到達
すると、その下流側でＥＣＵ３の指令によりインジェク
タ１から燃料が噴射されて混合気となる。そして、同時
にエンジン本体４の吸気弁３１が開くことにより燃焼室
３２内にこの混合気が吸引され、圧縮上死点付近でＥＣ
Ｕ３の指令により点火プラグ２により点火される。爆発
・膨張工程が終了して排気ガスとなった混合気は今度は
排気弁３２が開くことにより排気マニホールド３３に流
入し、図示しない排気ガス浄化装置を経由して有害成分
が除去された後、図示しないマフラから大気中に放出さ
れる。そして、図中、３４はトラクションコントロール
システムの制御装置たるトルクコントロールユニットで
あり、前車輪速度センサ３５と後車輪速度センサ３６か
らの信号が入力する。トルクコントロールユニット３４
内では直進や旋回時における車輪の空転状態を検出し、
制御マップなどに基づきＥＣＵ３に適正駆動トルクを指
示する。ＥＣＵ３では、その適正駆動トルクに見合うス
ロットル開度を演算し、バキュームアクチュエータ１３
の駆動量すなわち両マグネットバルブ２３，２６のデュ
ーティー比を決定し、これらの駆動制御を行う。

【０００４】また、前記スロットル装置９の具体的な構
成を図７及び図８に示す。図中、４０はスロットル装置
９の本体たるスロットルボデーであり、このスロットル
ボデー４０を貫通して回動自在に保持されたスロットル
シャフト４１にスロットルバルブ１０がビス止めされて
いる。スロットルシャフト４１の一端にはスロットルバ
ルブ１０を駆動する第２のレバーたるスロットルレバー
４２が加締めにより固定されている。また、スロットル
シャフト４１には、前記スロットルボデー４０とスロッ
トルレバー４２との間にフック掛けされて、スロットル
バルブ１０の開放付勢手段の一部を構成する捩りコイル
ばね４３が巻装されている。バキュームアクチュエータ
１３はスロットルボデー４０とブラケット４４に跨って
固定されており、アクチュエータロッド２１の下端はス
ロットルレバー４２の上端部に揺動自在に固定されてい
る。一方、前記ブラケット４４には、前記スロットルシ
ャフト４１と同軸にアクセルシャフト４５が遊嵌され、
このアクセルシャフト４５のスロットルボデー４０側の
端部にはアクセルレバー１６がナット４６で固定されて
いる。このアクセルレバー１６の一部には係止部４７が
形成され、スロットルレバー４２に形成された係止部４
８と当接している。したがって、スロットルレバー４２
はスロットルバルブ１０の開放付勢手段の付勢力により
アクセルレバー１６に押し付けられた状態では、アクセ
ルレバー１６に追従して一体に回動するようになってい
る。また、前記アクセルシャフト４５には、２条・２
組、計４個のリターンスプリング４９ａ〜４９ｄが、ブ
ラケット４４とアクセルシャフト軸端のプレート５０と
の間にフック掛けされるなどして、巻装され、これによ
りアクセルレバー１６が常時閉鎖方向に付勢されてい
る。そして、前記リターンスプリング４９ａ〜４９ｄ等
のスロットルバルブ１０を閉鎖させる方向の付勢力が前
記捩りコイルばね４３等のスロットルバルブ１０を開放
させる方向の付勢力に勝るように設定される。

【０００５】このように構成されるため、運転者がアク
セルペダル１１を踏み込むと、アクセルレータケーブル
１２を介してアクセルレバー１６が図８中矢印に示す方
向（時計回り）に回転する。すると、アクセルレバー１
６と互いの係止部４７，４８により当接しているスロッ
トルレバー４２が、スロットルバルブの開放付勢手段た
る捩りコイルばね４３等の付勢力により、アクセルレバ
ー１６に追従して回動する。その結果、スロットルバル
ブ１０が開放され、吸気管８からサージタンク２７，イ
ンテークマニホールド３０を介してエンジン本体４に流
入する吸気量が増大し、ＥＣＵ３からの燃料噴射量も増
加して出力が上昇する。尚、同図にはスロットルバルブ
１０が半開の状態を破線により示してある。一方、凍結
路走行時などにおいて車輪が空転すると、前車輪速度セ
ンサ３５や後車輪速度センサ３６などからの情報を総合
してトルクコントロールユニット３４からＥＣＵ３に適
正駆動トルクが指示される。ＥＣＵ３内では前述したよ
うに、この適正駆動トルクに見合うスロットルバルブ１
０の開度すなわちバキュームアクチュエータ１３の駆動
量を演算し、マグネットバルブ２３，２６を所定のデュ
ーティ比ーで駆動する。すると、バキュームアクチュエ
ータ１３のハウジング内室２０が負圧となり、前記捩り
コイルばね４３およびダイヤフラムスプリング１９の付
勢力に打ち勝ってアクチュエータロッド２１が図中上方
に所定量牽引される。そして、アクチュエータロッド２
１と連結されているスロットルレバー４２が図８に二点
鎖線で示すようにアクセルレバー１６から離反する方向
（反時計回り）に回動し、スロットルレバー４２と一体
のスロットルバルブ１０も閉鎖方向に駆動される。その
結果、エンジン本体４の出力も適宜低下し、車輪の空転
が防止される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジン本
体４においては、吸気弁３１の摩耗やオイル下がりによ
り燃焼生成物たるカーボンやエンジンオイルがスロット
ルバルブ１０の付近に付着し、スラッジ（Sludge）が生
成されることがある。その後、機関停止中にこのスラッ
ジが硬化してスロットルバルブ１０をスロットルボデー
４０に固着させてしまうことが往々に起こる。また、厳
冬期においてはスロットルシャフト４１と軸受間などに
氷雪（水分）が入り込んで凍結し、同様にスロットルシ
ャフト４１（スロットルバルブ１０）を固着させてしま
うこともある。このような場合、一般的なアクセルレバ
ーとスロットルバルブが一体の直動式スロットル装置で
は、運転者がアクセルペダルを踏み込むことにより固着
状態は解除される。而るに、前述したスロットル装置９
の如くアクセルシャフト４５とスロットルバルブ１０と
が連結されていないものでは、スロットルバルブ１０が
開放付勢手段（捩りコイルばね４３等）の付勢力により
付勢されているだけなので、アクセルペダルを踏み込む
だけでは解除が行われずに運転不能となる虞があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の、本発明の構成は、人為的操作部材に連動して回転す
るアクセルレバーに対し、スロットルバルブと一体のス
ロットルレバーを開放付勢手段の付勢力により追従させ
るようにした内燃機関のスロットル装置において、前記
アクセルレバーと一体に回転するカム部材と、該カム部
材と係合すべくスロットルボデーに弾性支持され前記ス
ロットルバルブの開弁初期に前記カム部材との係合によ
り前記スロットルレバーを強制的に押圧回転させる中間
係合部材とを備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】前記構成によれば、スロットルバルブが固着し
た際には、アクセルレバーと一体動するカム部材が中間
係合部材を介してスロットルレバーを、スロットルバル
ブの開弁初期に強制的に回動させ、これによりスロット
ルバルブの固着状態が解除される。

【０００９】

【実施例】以下添付図面に基づいて本発明の一実施例を
説明する。図１において、１６はアクセルペダル１１
（図６参照）に連動して回転するアクセルレバーで、リ
ターンスプリング４９ａ〜４９ｄにより常時閉鎖方向に
付勢されている。４２はスロットルボデー４０内のスロ
ットルバルブ１０と一体動するスロットルレバーで、捩
りコイルばね４３による開方向の付勢力により前記アク
セルレバー１６に追従し得るようになっている。また、
このスロットルレバー４２は、ＴＣＬ作動時は、バキュ
ームアクチュエータ１３によりアクセルレバー１６の動
きとは関係なく目標スロットル開度に制御されるように
なっている。ここまでの構成は図７に示した従来のスロ
ットル装置と同様である。

【００１０】本実施例では、前記アクセルレバー１６の
内側面に所定形状の板カム５１が一体的に固着されると
ともに、この板カム５１に係合し得る中間的係合部材と
しての板ばね５２がスロットルボデー４０側に適宜の手
段で固定される。そして、前記板ばね５２は、その先端
係合部５３が常に板カム５１と接触する方向に働いてお
り、この板カム５１の形状及び取付位置との関連で、ス
ロットルバルブ１０の開弁初期（全閉＋３°位）に、前
記板カム５１との係合により当該スロットルレバー４２
を強制的に押圧回転させるように設けられる。図示例で
は、板ばね５２の先端係合部５３がコ字板状に形成され
てこの先端係合部５３が、アクセルレバー１６の係止部
４７と当接し得る（通常作動時において）スロットルレ
バー４２の係止部４８へ下方から係合し得るようになっ
ている。

【００１１】このように構成されるため、今スロットル
バルブ１０がスラッジ等に起因して固着した場合、従来
では、スロットルレバー４２がアクセルレバー１６に追
従不可能となって開作動不良を起こす虞があった。とこ
ろが、本実施例では、前述したように、アクセルペダル
１１の踏付けと同時に、アクセルレバー１６と一体の板
カム５１が板ばね５２の先端係合部５３を介してスロッ
トルレバー４２を強制的に回動させることになり、これ
によりスロットルバルブ１０の固着状態が解除される
（図２参照）。固着が一旦解除された後は、捩りコイル
ばね４３等の付勢力によりスロットルレバー４２がアク
セルレバー１６に追従して回動し始め、通常の運転が行
われる。また、ＴＣＬ作動時は、板カム５１とスロット
ルレバー４２の係止部４８とは、予めスロットルシャフ
ト軸心方向へ位相が若干ずらされているため、スロット
ルレバー４２はバキュームアクチュエータ１３により何
ら支障なく閉方向に回動し得る。

【００１２】図３〜図５は本発明の他の実施例を示すも
のである。図３は、板ばね５２の先端係合部にローラ５
３ａを組み付け、板カム５１と常時接触することにより
踏力が増大するのを防止するようにした例である。図４
は、板ばね５２を板カム５１と接触しない方向に働かせ
ておき、スロットルバルブ１０の全閉時にスロットルレ
バー４２の係止部４８で先端係合部５３を押え込むよう
にした例である。これによれば、通常に作動している時
は、板カム５１と板ばね５２とが接触しないので踏力が
小さくて済む。なお、本図中５５は板ばね５２の位置を
規制するための剛体からなるストッパ板である。図５
は、図４の実施例における板ばね５２の先端係合部にロ
ーラ５３ａを組み付けてさらに踏力の軽減を図った例で
ある。

【００１３】なお、本発明は前記各実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で各種変更が可能
であることは言う迄もない。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
ロットルバルブが固着した際にはアクセルレバーと連動
するカム機構によりスロットルレバーを強制的に回動さ
せて固着を解くようにしたため、スラッジの付着などに
よりスロットルバルブが固着してもアクセルペダルを踏
み込むだけでそれが自動的に解かれるため、運転不能と
なる事態が未然に回避できる。また、カム機構はリンク
機構等に比べて構造が簡単であるため、信頼性やコスト
面で頗る有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す概略構成斜視図であ
る。

【図２】その作用状態を示す要部側面図である。

【図３】本発明の第２実施例を示す要部側面図である。

【図４】本発明の第３実施例を示す要部側面図である。

【図５】本発明の第４実施例を示す要部側面図である。

【図６】トラクションコントロールシステムのシステム
構成図である。

【図７】従来のスロットル装置の断面図である。

【図８】図７のＡ−Ａ矢視図である。

【符号の説明】

９ スロットル装置 １０ スロットルバルブ １３ バキュームアクチュエータ １６ アクセルレバー ４２ スロットルレバー ４３ 捩りコイルばね ４９ａ〜４９ｄ リターンスプリング ５１ 板カム ５２ 板ばね ５３ 先端係合部 ５３ａ ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三宅 光浩 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 高橋 晃 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 市川 耕司 京都府京都市右京区太秦巽町１番地 三 菱自動車エンジニアリング株式会社 京 都事業所内 (72)発明者 初見 養之助 神奈川県小田原市久野2480 三國工業株 式会社 小田原工場内 (56)参考文献 特開 平３−156133（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−85227（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−75135（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人為的操作部材に連動して回転するアク
   セルレバーに対し、スロットルバルブと一体のスロット
   ルレバーを開放付勢手段の付勢力により追従させるよう
   にした内燃機関のスロットル装置において、前記アクセ
   ルレバーと一体に回転するカム部材と、該カム部材と係
   合すべくスロットルボデーに弾性支持され前記スロット
   ルバルブの開弁初期に前記カム部材との係合により前記
   スロットルレバーを強制的に押圧回転させる中間係合部
   材とを備えたことを特徴とする内燃機関のスロットル装
   置。