JPH0559969A - 内燃機関のスロツトル弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクセル操作量に規制されない所望の開度に
スロットル弁を調節でき、定車速度制御が可能な内燃機
関のスロットル弁制御装置を提供する。 【構成】 引張スプリング８により開方向に付勢される
スロットル弁３は、引張スプリング７により閉方向に付
勢されるアクセルレバー４の最大開度規制部２３に第１
バルブレバー１９が係合する。このため、アクセルペダ
ル２の戻し時、スロットル弁３は引張スプリング７の付
勢力により瞬時に閉じられる。そして、アクセルペダル
２により移動される最大開度規制部２３により規制され
た開度以下の範囲で、アクセル操作量に応じた開度にモ
ータ２６によりスロットル弁３の開度が調節される。さ
らにアクチュエータ６により最大開度規制部２３が移動
されると、アクセル操作量に制限されることなく、広い
スロットル開度範囲内でスロットル弁３をモータ２６に
より調節することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のスロットル
弁制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の吸入空気量を調節
するスロットル弁の制御装置としては、特開平２−２２
１６４２号公報および特開平２−１５７４３３号公報に
示されるように、運転者によって操作されるアクセル操
作系と制御装置により駆動される電気操作系との両方で
スロットル弁の開度を調節可能にするものが知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
２−２２１６４２号公報に示されるものは、モータによ
り調節されるスロットル弁の開方向限界開度が規制部材
によって制限されるため、アクセルペダルから足を離し
た場合、アクセルペダルの操作量以上にスロットル弁を
開くことができないので、定車速度（オートドライブ）
制御ができないという問題がある。

【０００４】また特開平２−１５７４３３号公報に示さ
れるものは、モータによりスロットル弁を開方向に駆動
する構成であるから、モータが過回転した場合、モータ
によるスロットル弁の駆動を遮断するクラッチを設ける
必要があり、構造が複雑になるという問題がある。本発
明は、このような問題点を解決するためになされたもの
で、比較的単純な構成で、アクセル操作量に規制されな
い所望の開度にスロットル弁を調節でき、定車速度制御
が可能な内燃機関のスロットル弁制御装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明による内燃機関のスロットル弁制御装置は、内
燃機関の吸入空気量を調節するスロットル弁の開度を、
運転者によって操作されるアクセル操作系と、制御装置
により駆動される電気操作系との両方で調節可能にした
内燃機関のスロットル弁制御装置において、スロットル
弁と、前記スロットル弁を開方向に付勢する第１付勢手
段と、前記スロットル弁とともに開方向に移動する部材
と係合し、前記スロットル弁の開方向限界開度を規制す
る規制部材と、前記規制部材を前記スロットル弁の閉方
向に付勢する第２付勢手段と、運転者の操作量に応じて
前記規制部材を前記第２付勢手段に抗して前記開方向に
移動させ、前記スロットル弁の開度を調節するアクセル
操作系と、前記スロットル弁とともに開方向に移動する
部材と係合し、前記スロットル弁の開度を前記規制部材
で規制された開度以下の範囲で調節する第１駆動手段
と、前記アクセル操作系から独立して前記規制部材を前
記スロットル弁の開方向に移動させ、前記第１駆動手段
による前記スロットル弁の開度調節範囲を拡大する第２
駆動手段とを備えることを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明のスロットル弁制御装置によると、第１
付勢手段により開方向に付勢されるスロットル弁は第２
付勢手段により閉方向に付勢される規制部材と係合して
いるため、アクセルペダルの戻し時、スロットル弁は第
２付勢手段の付勢力により瞬時に閉じられる。そして、
アクセル操作系により移動される規制部材により規制さ
れた開度以下の範囲でアクセル操作量に応じた開度に第
１駆動手段によりスロットル弁の開度が調節される。さ
らに第２駆動手段により規制部材が移動されると、アク
セル操作量により制限されることなく、スロットル弁を
広い開度範囲内で第１駆動手段により調節することが可
能になる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。内燃機関のスロットル弁制御装置に本発明を適用
した第１実施例を図１に示す。図１に示すように、内燃
機関のスロットル弁制御装置１は、アクセルペダル２、
スロットル弁３、アクセルレバー４、電気式の駆動装置
５、アクチュエータ６および引張スプリング７、８、９
を備える。

【０００８】アクセルペダル２は、乗用車の車室内に配
設され、運転者の踏み込み量に応じてアクセルレバー４
の回転位置を変化させる。スロットル弁３は、内燃機関
の吸気通路を形成するスロットルボディ内に配設され、
ベアリング１４、１５を介してスロットルボディに回転
自在に支持されるシャフト１６にスクリュー等により固
定されている。またシャフト１６の一方の端部には外周
に被係止板２２を有する円環状の第１バルブレバー１９
が固定され、他方の端部には外周に被係止板３４を有す
る第２バルブレバー２０が固定されている。

【０００９】アクセルレバー４は、シャフト１６の一方
の端部に回転自在に組付けられ、外周部にアクセルペダ
ル２に機械的に連結されるワイヤ２１の端部を固着して
いる。また、アクセルレバー４の側縁部には第１バルブ
レバー１９の被係止板２２を係止する最大開度規制部２
３を設けている。この最大開度規制部２３に第１バルブ
レバー１９の被係止板２２が係止することにより、スロ
ットル弁３がアクセルペダル２の踏み込み量に応じた最
大開度以上に開くことを妨げる。

【００１０】電気式の駆動装置５は、モータ２６、セク
タギア２７およびアクセル開度センサ２８から構成され
ている。モータ２６は、スロットル弁開度信号に応じた
目標回転角にピニオンギア３０を回転させてスロットル
弁３を目標開度に開く。セクタギア２７は、外周部がピ
ニオンギア３０に噛み合うもので、シャフト１６の他方
の端部に回転自在に組付けられる。またセクタギア２７
のスロットル弁３側には、シャフト１６の軸方向に突出
するように係止板３２が固定されている。この係止板３
２は、第２バルブレバー２０の被係止板３４に係止する
ことにより、スロットル弁３がモータ２６の目標開度に
応じた最大開度以上に開くことを妨げる。アクセル開度
センサ２８は、アクセルペダル２の踏み込み量を検出す
るもので、この検出値に応じたスロットル弁開度信号を
制御装置（ＥＣＵ）３６を介してモータ２６に送る。

【００１１】アクチュエータ６は、スロットル弁３の最
大開度規制部２３の位置を開弁方向に移動させるもの
で、そのアクチュエータ６の端部は、スロットル弁３の
最大開度規制部２３を有するアクセルレバー４に固定さ
れている。例えば、アクチュエータ６は、ダイアフラム
を用いた負圧アクチュエータ、モータを用いた電気式ア
クチュエータ等を用いることができる。アクチュエータ
６は、アクセルペダル２の作動状態に係わらず、ＥＣＵ
３６の指令によりアクセルレバー４を所望の回転角だけ
開弁方向に回転させる。従って、例えばオートドライブ
のようにアクセルペダル２を離した状態でモータ２６に
よりスロットル弁３を開くことが可能となる。

【００１２】引張スプリング７は、一端がアクセルレバ
ー４に係止され、他端がスロットルボディに係止され、
アクセルレバー４をスロットル弁３の閉弁方向に付勢す
る。引張スプリング８は、一端が第１バルブレバー１９
の被係止板２２に係止され、他端がスロットルボディに
係止され、スロットル弁３を開弁方向に付勢するもので
ある。ここに引張スプリング７の付勢力は、引張スプリ
ング８の付勢力よりも大きい値に設定してある。

【００１３】引張スプリング９は、一端がスロットルボ
ディに係止され、他端がセクタギア２７の係止板３２に
係止され、セクタギア２７をスロットル弁３の開弁方向
に付勢する。その付勢力は、モータ２６の非通電時にモ
ータ２６を開方向に回転させるのに必要な力より大きく
設定してある。何らかの故障によりモータ２６への通電
を停止したとき、引張スプリング９は、アクセルレバー
４によるスロットル弁３の作動の妨げにならないようモ
ータ２６を開方向へ回転させておくために設定されてい
る。引張スプリング９を設けたのは、仮に引張スプリン
グ９に対応する付勢力を引張スプリング８に付加したと
すると、その付加した付勢力に対応する付勢力を引張ス
プリング７に増加する必要があるので、そうすると、ア
クセルペダル２の踏み力が過度に増大してしまうためで
ある。すなわち、この引張スプリング９を設けることに
よりアクセルペダル２の付勢力が低減される。

【００１４】アクセルレバー開度センサ３８は、スロッ
トル弁３の最大開度規制部２３を有するアクセルレバー
４の開度を検出し、この検出値に応じたアクセルレバー
４の開度信号をＥＣＵ３６に送る。次にこのスロットル
弁制御装置の作用について説明する。運転者によってア
クセルペダル２が踏み込まれると、ワイヤ２１により機
械的に連結されたアクセルレバー４が開方向にアクセル
ペダル２の踏み込み量に対応した回転角だけ回転する。
そして、アクセルレバー４の回転角、即ち、アクセルペ
ダル２の踏み込み量をアクセル開度センサ２８により検
出し、ＥＣＵ３６を介してモータ２６にアクセルペダル
２の踏み込み量に応じたスロットル弁開度信号が出力さ
れる。そしてモータ２６のピニオンギア３０およびそれ
に噛み合うセクタギア２７が目標回転角だけ回転する。
このとき、セクタギア２７に固定された係止板３２に対
して第２バルブレバー２０が引張スプリング８の付勢力
によって押付けられるので、セクタギア２７の変位した
回転角だけ第２バルブレバー２０が回転し、シャフト１
６に固定されたスロットル弁３が目標開度に開かれる。

【００１５】逆に、アクセルペダル２が戻されると、ア
クセルレバー４が引張スプリング７の付勢力によってス
ロットル弁３の閉弁方向にアクセルペダル２の戻し量に
対応した回転角だけ戻される。このとき、アクセル開度
センサ２８はアクセルペダル２の戻し量を検出し、ＥＣ
Ｕ３６を介してモータ２６にアクセルペダル２の戻し量
に応じたスロットル弁開度信号が出力される。そして、
モータ２６のピニオンギア３０およびそれに噛み合うセ
クタギア２７が目標回転角だけ回転し、セクタギア２７
に固定された係止板３２が第２バルブレバー２０の被係
止板３４をアクセルペダル２の戻し量に対応した回転量
だけ回転させる。

【００１６】モータ２６あるいはＥＣＵ３６等に何らか
の故障が発生したとき、引張スプリング７の付勢力は引
張スプリング８の付勢力よりも大きい値に設定されてい
るため、アクセルレバー４の最大開度規制部２３が第１
バルブレバー１９の被係止板２２を係止し、さらにモー
タ２６が開度を大きくしようとしても第２バルブレバー
３４と被係止板３２が離れることにより、アクセルペダ
ル２の踏み込み量以上にスロットル弁３が開かれること
はない。これにより、内燃機関が過回転することが防止
される。このとき、モータ２６の通電は遮断され、引張
スプリング９によりセクタギア２７を開側に回転させる
ことによってアクセルレバー４による制御が可能にな
る。すなわち、第１バルブレバー１９の被係止板２２が
引張スプリング８の付勢力で最大開度規制部２３に押付
けられ、第１バルブレバー１９とアクセルレバー４とが
一緒に回転するので、スロットル弁３はアクセルペダル
２の動きに応じて回転する。

【００１７】次に、本発明の第２実施例によるスロット
ル弁制御装置を図２および図３に示す。第２実施例は、
内燃機関の過回転を確実に防止する安全システムを採用
した例である。すなわち、第１実施例の構成に加えて、
アクチュエータ６の駆動信号をオンオフする操作スイッ
チ４２を設けている。

【００１８】この操作スイッチ４２は、次のの場
合、アクチュエータ６への通電をカットする。 ＥＣＵ３６やモータ２６に何らかの故障が発生した場
合、ブレーキペダル４０を踏むことにより、ＥＣＵ３６
を通さずに、アクチュエータ６への通電をカットする。
例えばアクチュエータ６がアクセルレバー４を開方向に
回転させたとき、ブレーキペダル４０が踏み込まれる
と、操作スイッチ４２がオンとなってアクチュエータ６
への通電をカットし、図２に示すように、アクセルレバ
ー４が引張スプリング７の付勢力により閉方向に戻さ
れ、図３に示すように、アクセルレバー４の側縁の最大
開度規制部２３がバルブレバー１９の被係止板２２を押
し、スロットル弁３を閉弁する。これにより内燃機関の
過回転を防止する。

【００１９】アクチュエータ６が故障した場合、例え
ば、電気配線の断線、負圧アクチュエータのダイアフラ
ムの破損等によりアクチュエータ６の駆動力が失われる
と、アクセルレバー開度センサ３８の出力とバルブ開度
センサ４４の出力を比較することにより、異常を検出で
き、この異常信号検出時、ＥＣＵ３６の指令によりアク
チュエータ６の通電をカットする。これにより、アクセ
ルレバー４は、アクセルペダル２と連動し、スロットル
弁３の開度規制部材として作用する。従って、オートド
ライブのような開側の制御は出来ないが、安全性を確保
しつつ走行が可能となる。

【００２０】アクチュエータ６が故障した場合、アク
チュエータ６への通電が停止され、アクチュエータ６が
戻らないようなロック状態が発生すると、ＥＣＵ３６の
出力とアクセル開度センサ２８の出力とアクセルレバー
開度センサ３８の出力を比較することにより、アクチュ
エータ６の異常を検出できる。この場合、スロットル弁
３はモータ２６により制御されるので安全に走行でき
る。しかし、例えばＥＣＵ３６によりモータ２６の回転
を制御することによってスロットル弁３を所定開度以上
に開かないようにすれば、このことを運転者にも知らせ
ることができ、また修理も早くなされるので、さらに安
全性を高めることができる。

【００２１】次に、本発明の第３実施例によるスロット
ル弁を図４および図５に示す。第３実施例は、感温部材
を設けることにより低温時にファーストアイドルを可能
にした例である。引張スプリング５０は、一端がスロッ
トルボディに係止され、他端がスロットル弁３に回転自
在に配設された全閉ストッパ５２を開弁方向に付勢して
いる。全閉ストッパ５２の一部がこの付勢力により感温
部材５４の端部５５に押付けられている。感温部材５４
は、高温時、端部５５が突出し、低温時、端部５５が引
込む。これにより、低温時、全閉ストッパ５２を開方向
に移動させるため、アクセルレバー４の最大開度規制部
２３の位置を開方向に変え、モータ２６の制御範囲が開
側に拡大されるので、ファーストアイドルを可能にす
る。

【００２２】次に、本発明の第４実施例を図６に示す。
第４実施例は、第１実施例に示す第１バルブレバー１９
の被係止板２２にスロットル弁全閉時の緩衝装置６０を
設けた例である。緩衝装置６０は、シリンダ６２の内部
にピストン６６を開弁方向に付勢する圧縮コイルスプリ
ング６４を設けている。スロットル弁３の急閉時、緩衝
装置６０により全閉ストッパ６８に被係止板２２が当た
る際の衝撃を和らげ、ギア等の摩耗を低減する効果があ
る。

【００２３】本発明の第５実施例によるスロットル弁制
御装置を図７に示す。第５実施例は、前記第３実施例に
示す感温部材５４に代えて内燃機関冷却水の温度に応じ
て吸入空気量を制御する制御弁７０を設けた例である。
スロットル弁３を迂回する迂回通路７２に感温部材７４
が設けられる。感温部材７４は、高温時、迂回通路７２
の通過空気流量を少なくし、低温時、通過空気流量を多
くする。これにより、スロットル弁３の開閉動作に係わ
らずファーストアイドルを可能にする。

【００２４】次に、本発明の第６実施例によるスロット
ル弁制御装置を図８に示す。第６実施例はアクセルペダ
ル２に連結されるワイヤ２１のたるみを防止した例であ
る。この第６実施例では、アクセルレバー４を、アクチ
ュエータ６に駆動される第１のアクセルレバー４ａとア
クセルペダル２に連動する第２のアクセルレバー４ｂと
に分割し、第１のアクセルレバー４ａを第２のアクセル
レバー４ｂの開弁方向側に位置し、第１のアクセルレバ
ー４ａと第２のアクセルレバー４ｂを各々引張スプリン
グ７および８０により閉弁方向に付勢する。これによ
り、アクセルペダル２から足を離した状態で、アクチュ
エータ６が作動可能で、かつこのとき、第１のアクセル
レバー４ａが開方向に動いても第２のアクセルレバー４
ｂが動くことがないのでアクセルワイヤ２１がたるむの
が防止される。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の内燃機関
のスロットル弁制御装置によれば、簡単な構成により、
アクセルペダルの操作量に規制されない所望の開度にス
ロットル弁を調節できるという効果がある。また、アク
セルペダルから足を離した場合、電気操作系によって車
速を所望速度に制御する定車速度（オートドライブ）制
御が可能であるという効果がある。さらには、オートド
ライブ時などに、モータ、ＥＣＵ、アクチュエータ等が
故障しても、内燃機関の過回転が防止され、安全性が確
保されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す概略斜視図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す模式図である。

【図３】本発明の第２実施例によるスロットル弁および
その周囲を示す部分断面図である。

【図４】本発明の第３実施例を示す模式図である。

【図５】本発明の第３実施例を示す部分斜視図である。

【図６】本発明の第４実施例を示す模式図である。

【図７】本発明の第５実施例を示す模式図である。

【図８】本発明の第６実施例を示す模式図である。

【符号の説明】

２ アクセルペダル ３ スロットル弁 ４ アクセルレバー（アクセル操作系） ６ アクチュエータ（第２駆動手段） ７ 引張スプリング（第２付勢手段） ８ 引張スプリング（第１付勢手段） １９ 第１バルブレバー（部材） ２０ 第２バルブレバー（部材） ２３ 最大開度規制部（規制部材） ２６ モータ（第１駆動手段） ３６ ＥＣＵ（制御装置）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸入空気量を調節するスロッ
   トル弁の開度を、運転者によって操作されるアクセル操
   作系と、制御装置により駆動される電気操作系との両方
   で調節可能にした内燃機関のスロットル弁制御装置にお
   いて、 スロットル弁と、 前記スロットル弁を開方向に付勢する第１付勢手段と、 前記スロットル弁とともに開方向に移動する部材と係合
   し、前記スロットル弁の開方向限界開度を規制する規制
   部材と、 前記規制部材を前記スロットル弁の閉方向に付勢する第
   ２付勢手段と、 運転者の操作量に応じて前記規制部材を前記第２付勢手
   段に抗して前記開方向に移動させ、前記スロットル弁の
   開度を調節するアクセル操作系と、 前記スロットル弁とともに開方向に移動する部材と係合
   し、前記スロットル弁の開度を前記規制部材で規制され
   た開度以下の範囲で調節する第１駆動手段と、 前記アクセル操作系から独立して前記規制部材を前記ス
   ロットル弁の開方向に移動させ、前記第１駆動手段によ
   る前記スロットル弁の開度調節範囲を拡大する第２駆動
   手段とを備えることを特徴とする内燃機関のスロットル
   弁制御装置。