JPH06272577A - 内燃機関のスロットル弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ファーストアイドル時のエンストを防止し、
ＩＳＣの実施を可能にする。 【構成】 内燃機関の吸気通路２に第１スロットル弁１
０と第２スロットル弁２０が直列状に配置され、第１ス
ロットル弁１０がモータ等により電気的に開閉しまた第
２スロットル弁２０がアクセルペダル２６によって機械
的に開閉する。両スロットル弁のうち少なくとも第２ス
ロットル弁２０をバイパスするバイパス通路４と、その
バイパス通路４の通路面積を内燃機関の暖機状態に応じ
て調節するバイパス空気調節弁３０とを備える。

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】内燃機関のスロットル弁制御装置には、
従来、内燃機関（エンジンともいう）の吸気通路に第１
スロットル弁と第２スロットル弁が直列状に配置され、
第１スロットル弁がモータにより電気的に開閉しまた第
２スロットル弁がアクセルペダルによって機械的に開閉
するように構成された２弁式スロットルボデーがある。
このようなスロットル弁制御装置は、例えば特公昭６１
−５４９９３号にて開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】２弁式スロットルボデ
ー形式のスロットル弁制御装置は、アクセルペダルが踏
み込まれて第２スロットル弁が開かれた状態において第
１スロットル弁がモータ制御されるものである。このよ
うな従来装置には、アクセルペダルが踏み込まれておら
ず第２スロットル弁が閉じた状態におけるアイドル回転
数制御（ＩＳＣともいう）の機能が備わってない。この
ため従来では、スロットル弁制御装置とは別個に、スロ
ットル弁のバイパス通路を流れる空気量を調節して目標
回転数に制御するために高価なＩＳＣ用アクチュエータ
が必要であった。

【０００４】またこの対策として、第１スロットル弁の
モータ制御によってＩＳＣを実施することで、ＩＳＣ用
アクチュエータを排除することが考えられる。しかしＩ
ＳＣを実施する場合、アクセル操作される第２スロット
ル弁の全閉位置をエンジンの暖機後に許容されるアイド
ル回転数の上限に対応する位置に設定することになる。
このアイドル回転数は、エンジン負荷の大きい暖機前に
おけるファーストアイドル（ＦＩともいう）時に適した
アイドル回転数よりも低い。従って、ＦＩ時にエンジン
が停止（いわゆるエンスト）することになり、前記ＩＳ
Ｃの実施が困難である。

【０００５】そこで本発明は、前記した問題点を解決す
るためになされたものであり、その目的はファーストア
イドル時のエンストを防止し、ＩＳＣの実施を可能にす
る内燃機関のスロットル弁制御装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明は、内燃機関の吸気通路に第１スロットル弁と第２ス
ロットル弁が直列状に配置され、第１スロットル弁がモ
ータ等により電気的に開閉しまた第２スロットル弁がア
クセルペダルによって機械的に開閉する内燃機関のスロ
ットル弁制御装置において、前記両スロットル弁のうち
少なくとも第２スロットル弁をバイパスするバイパス通
路と、そのバイパス通路の通路面積を前記内燃機関の暖
機状態に応じて調節するバイパス空気調節弁とを備えて
いる。

【０００７】

【作用】前記手段によれば、エンジンの暖機状態に応じ
てバイパス通路を流れる空気量がバイパス空気調節弁に
よって調節されるため、ファーストアイドル時のエンス
トを防止することができる。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例１〜３について順に説明す
る。 〔実施例１〕実施例１のスロットル弁制御装置が図１に
構成図で示されている。図１において、内燃機関の吸気
系に配置されるボデー本体１はほぼ円筒形状をなしてお
り、その中空部を吸気通路２としている。ボデー本体１
には、その吸気通路２を開閉することでエンジンの吸入
空気量を調節する２つのスロットル弁、すなわちモータ
制御系の第１スロットル弁１０とアクセル操作系の第２
スロットル弁２０とが上下に直列状に配置されている。
第１スロットル弁１０の第１スロットル軸１１および第
２スロットル弁２０の第２スロットル軸２１の両端部
は、それぞれボデー本体１にベアリング等を介して回動
可能に支持されている。

【０００９】アクセル操作系において、前記第２スロッ
トル軸２１の一端部（図示右端部）には、第２リターン
スプリング２２が嵌装されているとともにスロットルレ
バー２３が取り付けられている。第２リターンスプリン
グ２２は、その両端フック部がボデー本体側およびスロ
ットルレバー側に掛止されていて、前記第２スロットル
弁２０を閉方向に付勢している。

【００１０】前記第２スロットルレバー２３は、周知の
ように、アクセルワイヤ２７及びアクセルリンケージ２
８を介して車両の運転席のフロア上のアクセルペダル２
６と連繋されている。なおアクセルペダル２６は、アク
セルリターンスプリング２９によって常には反踏み込み
方向へ付勢されている。従って第２スロットル弁２０
は、アクセルペダル２６の踏み込み操作によって所望の
開度に回動させられ、その踏み込みを解除すれば第２リ
ターンスプリング２２の付勢によって全閉位置に閉じら
れる。また第２スロットル弁２０の全閉位置は、エンジ
ンの暖機後に許容されるアイドル回転数の上限に対応し
たアイドル開度に設定されている。

【００１１】前記第２スロットル軸２１の他端部（図示
左端部）にはセンサ用第２レバー２４が取り付けられ、
この第２レバー２４には前記ボデー本体１の当該側面に
設置した第２スロットルセンサ２５の検出レバー（図示
省略）が係合されている。第２スロットルセンサ２５
は、第２スロットル軸２１の回動量から第２スロットル
弁２０の開度を検出し、その検出信号をエンジン制御コ
ンピュータ（ＥＣＵという）４０に入力する。

【００１２】モータ制御系において、前記ボデー本体１
の一側面（図示右側面）にはステップモータからなる制
御モータ１６が設けられている。制御モータ１６の出力
軸に駆動ギヤ１７が設けられかつその駆動ギヤ１７とか
み合う従動ギヤ１８が第１スロットル軸１１に設けられ
ている。この制御モータ１６は、前記ＥＣＵ４０が発信
する電気信号に基づいて第１スロットル弁１０を開閉制
御する。また第１スロットル弁１０の全閉位置は、ＩＳ
Ｃの実施を考慮して、前記第２スロットル弁２０のアイ
ドル開度よりも更に小さい開度に設定されている。

【００１３】前記第１スロットル軸１１の他端部（図示
左端部）には、第１リターンスプリング１２が嵌装され
ているとともにセンサ用第１レバー１４が取り付けられ
ている。第１リターンスプリング１２は、その両端がボ
デー本体側および第１レバー側に掛止されていて、前記
第１スロットル弁１０を全開方向に付勢している。前記
第１レバー１４には、前記ボデー本体１の当該側面に設
置した第１スロットルセンサ１５の検出レバー（図示省
略）が係合されている。第１スロットルセンサ１５は、
第１スロットル軸１１の回動量から第１スロットル弁１
０の開度を検出し、その検出信号を前記ＥＣＵ４０に入
力する。

【００１４】前記ＥＣＵ４０には、前記各スロットルセ
ンサ１５，２５の信号や、各種の入力信号が入力され
る。その入力信号としては、例えばエンジン回転数、電
気負荷、パワーステアリング、エンジン水温、車輪速、
エアコン等があげられる。ＥＣＵ４０は、これらの入力
信号に基づいて制御モータ１６に制御信号を出力する。
すなわちＥＣＵ４０は、滑りやすい路面などでの発進お
よび加速時において、入力信号を基に過剰エンジン出力
と判断した際には、制御モータ１６を作動させることに
よりエンジン出力を抑制するトラクション制御（ＴＲＣ
ともいう）を行う。またＥＣＵ４０は、アイドル時にお
いてエンジンの状態に応じた目標回転数となるように、
制御モータ１６を作動させることによりエンジン出力を
抑制するアイドル回転数制御（ＩＳＣ）も行う。

【００１５】更に前記ボデー本体１には、前記吸気通路
２に第１スロットル弁１０の上流にて上流端が連通しか
つ第２スロットル弁１０の下流にて下流端が連通するバ
イパス通路４が形成されている。前記ボデー本体１に
は、バイパス通路４の通路面積を調節する感温ワックス
式バイパス空気調節弁３０が設置されている。バイパス
空気調節弁３０は、作動ロッド（符号省略）をもつ感温
ワックス３２と、そのワックス回りにエンジン冷却水を
流す冷却水路３３と、前記感温ワックス３２の作動ロッ
ドに後端が当接されかつ先端バルブ部が前記バイパス通
路４に対し進退移動することにより通路面積を調節する
バルブ３４と、そのバルブ３４を後退方向（すなわち開
放方向）へ付勢するスプリング３５とを備えている。

【００１６】前記バイパス空気調節弁３０の作動ロッド
は、感温ワックス３２によってエンジン水温に対応して
軸移動させられるもので、エンジン暖機後にはバルブ３
４をスプリング３５の付勢に抗して前進させることによ
りバイパス通路４を閉じ、またエンジン暖機前にはバル
ブ３４がスプリング３５の付勢により後退されることに
よりバイパス通路４をエンジン水温に応じた量に開く位
置に移動する。

【００１７】前記したスロットル弁制御装置において、
ＦＩ時には、第２スロットル弁２０の全閉開度が、暖機
後のアイドル制御時に流す最大の空気量を流す開度に設
定されており、暖機前に必要な空気量を満たさないので
バイパス空気制御弁がエンジン水温に応じてバイパス通
路を開き、そのエンジン水温の上昇に伴って次第にバイ
パス通路を閉じていく。従って、全吸入空気量は、第２
スロットル弁の全閉開度で流れる空気流量を最大とし、
第１スロットル弁が保っている開度にて制限される空気
量と、バイパス空気制御弁の開度に対応してバイパス通
路を流れる空気量との合計量となる。これにより、エン
ジン負荷の大きい暖機前におけるＦＩ時のエンストが防
止される。なおＦＩ時の全吸入空気量最大値は、エンジ
ン水温に応じて許容されるエンジン回転数の上限となる
量に相当する。暖機が完了すれば、バイパス空気制御弁
が全閉し、バイパス通路を流れる空気量が０となる。

【００１８】またエンジンのアイドル制御時におけるエ
ンジン水温と吸入空気量との関係が図２に特性線図で示
されている。図２において、横軸はエンジン冷却水の温
度、縦軸は吸入空気量であり、一点鎖線がバイパス空気
量、実線がバイパス空気量と第１スロットル弁の全閉開
度における空気量との合計量、破線がバイパス空気量と
第２スロットル弁の全閉開度における空気量との合計量
がそれぞれ示されている。なお暖機完了の設定温度はＴ
℃である。また第１スロットル弁１０によるＩＳＣは、
破線と実線との間における斜線指示部において第１スロ
ットル弁１０がエンジン温度やエンジン負荷に応じて任
意の開度に制御されることにより与えられる。

【００１９】前記スロットル弁制御装置によると、暖機
前後にかかわらず、ＩＳＣ時は常にエンジン回転数を第
１スロットル弁１０により制御でき、従来必要とした高
価なＩＳＣ用アクチュエータが不要になる。また、エン
ジンの暖機前後を通して、若し第１スロットル弁１０や
その制御系が故障したとしても、第２スロットル弁２０
を閉じることにより、少なくともエンジンの暖機状態に
応じて許容される上限のエンジン回転数に下がるので、
高い安全性が得られる。

【００２０】〔実施例２〕実施例２のスロットル弁制御
装置が図３に構成図で示されている。なお本例は、実施
例１の一部を変更したものであるからその変更部分につ
いて詳述し、実施例１と同一もしくは均等構成と考えら
れる部分には図面に同一符号を付して重複する説明は省
略する。また次以降の実施例についても同様の考えで重
複する説明は省略する。本例は、実施例１の感温ワック
ス式バイパス空気調節弁３０に代えて、バイメタル式バ
イパス空気調節弁５０を採用している。このバイパス空
気調節弁５０は、バイパス通路４を回動によって通路面
積を調節するバタフライ式バルブ５４と、そのバルブ５
４のシャフト５１が連結された渦巻き形バイメタル５２
と、そのバイメタル５２の周囲に隔壁を介して隣接しか
つエンジン冷却水を流す冷却水路５３とを備えている。

【００２１】前記バイパス空気調節弁５０のシャフト５
１は、バイメタル５２によってエンジン水温に比例して
回動させられるもので、エンジン暖機後にはバルブ５４
を閉じ、またエンジン暖機前にはバルブ５４を開く位置
に作動する。本例によっても、実施例１と同等の作用・
効果が得られる。

【００２２】〔実施例３〕実施例３のスロットル弁制御
装置が図４に構成図で示されている。本例は、実施例１
のバイパス通路４に変更を加えたもので、バイパス通路
４の上流端を第１スロットル弁１０の上流ではなく、両
スロットル弁１０と２０との間にて吸気通路２に連通さ
せたものである。

【００２３】本例によるエンジンのアイドル制御時にお
けるエンジン水温と吸入空気量との関係が図５に図２の
特性線図に準じて表されている。本例によると、第１ス
ロットル弁１０によるＩＳＣが図５の斜線指示部におい
て与えられることになり、実施例１または２に比べてそ
の制御範囲を広くとることができる。

【００２４】なお前記実施例１〜３においては、モータ
制御系の第１スロットル弁１０をアクセル操作系の第２
スロットル弁２０より上流に配置したが、逆に第２スロ
ットル弁２０を第１スロットル弁１０より上流に配置す
ることもできる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、ファーストアイドル時
のエンストを防止でき、第１スロットル弁のモータ制御
によってＩＳＣの実施が可能となる。このため、従来の
高価なＩＳＣ用アクチュエータを排除し、安価なエンジ
ン制御を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のスロットル弁制御装置を示す構成図
である。

【図２】エンジン水温と吸入空気量との関係を示す特性
線図である。

【図３】実施例２のスロットル弁制御装置を示す構成図
である。

【図４】実施例３のスロットル弁制御装置を示す構成図
である。

【図５】エンジン水温と吸入空気量との関係を示す特性
線図である。

【符号の説明】

２ 吸気通路 ４ バイパス通路 １０ 第１スロットル弁 １６ 制御モータ ２０ 第２スロットル弁 ２６ アクセルペダル ３０ バイパス空気調節弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 69/32 Ｆ１６Ｋ 31/68 Ｐ 9179−3Ｈ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸気通路に第１スロットル弁
   と第２スロットル弁が直列状に配置され、第１スロット
   ル弁がモータ等により電気的に開閉しまた第２スロット
   ル弁がアクセルペダルによって機械的に開閉する内燃機
   関のスロットル弁制御装置において、前記両スロットル
   弁のうち少なくとも第２スロットル弁をバイパスするバ
   イパス通路と、そのバイパス通路の通路面積を前記内燃
   機関の暖機状態に応じて調節するバイパス空気調節弁と
   を備えている内燃機関のスロットル弁制御装置。