JPH0763073A - スロットル弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータ負荷を低減するとともに、副スロット
ル弁の全開保持能力を向上する。 【構成】 エンジンの吸気通路１６の一部を形成するス
ロットルボデー１と、吸気通路１６をアクセル操作によ
って開閉する主スロットル弁１０と、吸気通路１６を制
御用モータ６の制御によって開閉する副スロットル弁２
とを備える。副スロットル弁２の全開復帰用リターンス
プリングをもたない構成とする。副スロットル弁２が吸
気通路１６の軸心線に対し平行をなす位置を所定角度越
えた位置を全開位置としてそれ以上の副スロットル弁２
の開き動作を規制する弁全開ストッパ２２が設けられ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用エンジンの吸
気通路を開閉する主副２つのスロットル弁を直列に備え
る形式のスロットル弁制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のスロットル弁制御装置には、例
えば同一出願人が先に提案した実開昭６４−４６４４３
号公報（これを先行技術１という）がある。先行技術１
は、エンジンの吸気通路の一部を形成するスロットルボ
デーと、そのボデーの吸気通路をアクセル操作によって
開閉する主スロットル弁と、前記吸気通路を制御用モー
タの制御によって減速ギヤを介して開閉する副スロット
ル弁と、その副スロットル弁を全開方向へ付勢する全開
復帰用リターンスプリングとを備えている。この先行技
術１ではリターンスプリングを設けているためにモータ
負荷が大きい。

【０００３】このような問題を解決するものとして、同
一出願人が先に提案した特願平４−３０７６７２号（こ
れを先行技術２という、出願時未公開）がある。先行技
術２は、エンジンの吸気通路の一部を形成するスロット
ルボデーと、そのボデーの吸気通路をアクセル操作によ
って開閉する主スロットル弁と、前記吸気通路を制御用
モータの制御によって開閉する副スロットル弁とを備え
るスロットル弁制御装置において、先行技術１に必要と
した副スロットル弁の全開復帰用リターンスプリングが
排除されている。先行技術２によれば、先行技術１と異
なり副スロットル弁に全開復帰用リターンスプリングに
よるトルク負荷が加わらないためモータ負荷が小さくて
済む。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記先行技術２による
と先行技術１の問題は改善されるが、副スロットル弁の
全開復帰用リターンスプリングを排除したことにより次
の問題が生じる。前記副スロットル弁は、全開復帰後に
制御用モータが非制御すなわち無励磁となると、副スロ
ットル弁は制御用モータのディテントトルクによって全
開位置に保持される。しかし制御用モータのディテント
トルクでは副スロットル弁に対する弁保持能力が小さ
く、例えば異状な振動や衝撃等の外乱により副スロット
ル弁が全開位置から変動し、その変動後の副スロットル
制御の実行時に制御用モータ（ステップモータ）のステ
ップ数ずれ等の制御の異状を招くことがある。なお先行
技術１のものでは全開復帰用リターンスプリングにより
副スロットル弁が全開位置に保持されるので問題ない。

【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、その目的はモータ負荷を
低減するとともに、副スロットル弁の全開保持能力を向
上することのできる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
明のスロットル弁制御装置は、エンジンの吸気通路を形
成するスロットルボデーの吸気通路をアクセル操作によ
って開閉する主スロットル弁と、前記吸気通路を制御用
モータの制御によって開閉する副スロットル弁とを備え
るスロットル弁制御装置において、前記副スロットル弁
の全開復帰用リターンスプリングをもたない構成とし、
また前記副スロットル弁が吸気通路の軸心線に対し平行
をなす位置を所定角度越えた位置を全開位置としてそれ
以上の副スロットル弁の開き動作を規制する弁全開スト
ッパが設けられている。

【０００７】

【作用】前記手段によれば、副スロットル弁に全開復帰
用リターンスプリングによるトルク負荷が加わらないた
め、モータ負荷が小さくて済む。また副スロットル弁
は、弁全開ストッパで規制される全開位置に吸気流れに
よる付勢を受ける。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。スロットル弁制御装置が正断面図で示された図１
において、スロットルボデー１は自動車用エンジンの吸
気通路１６の一部を形成するほぼ円筒状に形成されてい
る。スロットルボデー１には、その上下に平行をなす副
スロットル軸３と主スロットル軸１１がそれぞれベアリ
ング（符号省略）を介して回動可能に支持されている。
各スロットル軸３，１１には吸気通路１６を開閉する各
スロットル弁２，１０が取り付けられている。なお各ス
ロットル軸３，１１の両端部はそれぞれボデー側面より
突出されている。

【０００９】前記２つのスロットル軸３，１１は、図２
の側断面図に示されるように吸気通路１６の軸心Ｃ₁ に
対して次のように配置されている。主スロットル軸１１
は、その軸心Ｃ₂ が吸気通路１６の軸心Ｃ₁ 上にある。
副スロットル軸３は、その軸心Ｃ₃ が吸気通路１６の軸
心Ｃ₁ に対して寸法Ａをもってオフセットされている。
そして副スロットル弁２は、副スロットル軸３に対しそ
の軸心Ｃ₃ から遠い方の開閉端２ａが近い方の開閉端２
ｂよりも下流に位置するように取り付けられている。

【００１０】図１において、前記主スロットル軸１１の
一端（図示右端）にはアクセルレバー１７が取り付けら
れている。アクセルレバー１７には図示されないアクセ
ルリンケージが接続される。また主スロットル軸１１の
他端部には、主スロットル弁１０を閉方向に付勢するバ
ックスプリング１８が配置されている。更に主スロット
ル軸１１の他端にはセンサレバー１９が取り付けられて
いる。主スロットル軸１１の他端側において、スロット
ルボデー１の側面には主スロットルセンサ１３が設置さ
れており、そのセンサ１３の図示されない検出レバーが
前記センサレバー１９と係合されている。主スロットル
センサ１３は、主スロットル軸１１の回動に基づいて主
スロットル弁１０の開度および全閉状態を検出しその検
出信号を電子制御ユニットからなる制御装置ＥＣＵに出
力する。主スロットル弁１０は、通常はバックスプリン
グ１８の付勢によってアイドル開度である全閉状態にお
かれ、アクセルリンケージのアクセル操作に連動して所
望開度に回動させられる。

【００１１】前記副スロットル軸３の一端部（図示右端
部）には位置規制レバー９が取り付けられている。図１
のＸ−Ｘ視側面図に相当する図６に示されるように、位
置規制レバー９はほぼ対称状をなす一対の突起９１，９
２を有しており、副スロットル弁２の全閉時には一方の
突起９１が弁全閉ストッパ２１に当接しそれ以上の閉じ
動作を規制し（図６の二点鎖線参照）、また副スロット
ル弁２の全開時には他方の突起９２が弁全開ストッパ２
２に当接しそれ以上の開き動作を規制する（図６の実線
参照）。各ストッパ２１，２２は、スロットルボデー１
にねじつけられているスクリュからなるもので、副スロ
ットル弁２の各規制位置をねじ調整することができる。
さらに弁全開ストッパ２２は、副スロットル弁２が吸気
通路１６の軸心Ｃ₁ 線に対し平行をなす位置を所定角度
θ越えた位置を全開位置としてねじ調整されている（図
２参照）。

【００１２】前記副スロットル軸３の一端にはセンサレ
バー２０が取り付けられている。副スロットル軸３の一
端側においてスロットルボデー１の側面には副スロット
ルセンサ１２が設置されており、そのセンサ１２の図示
されない検出レバーが前記センサレバー２０と係合され
ている。副スロットルセンサ１２は、副スロットル軸３
の回動に基づいて副スロットル弁２の開度および全開状
態を検出しその検出信号を前記制御装置ＥＣＵに出力す
る。

【００１３】前記副スロットル軸３の他端側（図示左
側）において、スロットルボデー１の側面には、制御用
モータ６が副スロットル軸３と同一軸線上に配置されて
いる。制御用モータ６は、ハイブリッド型ステップモー
タからなるもので、スロットルボデー１の側面に取り付
けられるモータハウジング６ａと、そのハウジング６ａ
内にベアリングを介して回転可能に支持されたロータ５
と、そのハウジング６ａ内に収容されかつロータ５の外
周をとりまくステータ４とを備えている。ロータ５は、
ロータ軸５ａにマグネット５ｂおよびロータコア５ｃを
結合してなるもので、ステータ４のステータコア４ａに
巻かれたコイル４ｂに駆動パルス信号が入力されること
によりその信号に応じて所定角度回転する。

【００１４】前記制御用モータ６のロータ軸５ａと副ス
ロットル軸３とは、スロットルボデー１とモータハウジ
ング６ａとの間に形成される中空状の空間部分において
動力伝達可能な連結手段を介して連結されている。この
連結手段が図５に説明図で示されている。なお図５
（ａ）は連結手段の断面図、同（ｂ）はモータ側レバー
の正面図、同（ｃ）は副スロットル側レバーの正面図で
ある。ロータ軸５ａの当該端部にはモータ側レバー７が
ねじ止めされている。このレバー７の先端部にはロータ
軸５ａと平行をなしかつ反モータ側に突出する連結ピン
７ａが取り付けられている。また、副スロットル軸３の
当該端部には副スロットル側レバー８がねじ止めされて
いる。このレバー８の先端部には連結穴８ａが形成され
ており、この連結穴８ａに前記連結ピン７ａの先端部が
係入されている。従って、ロータ軸５ａの回転が副スロ
ットル軸３に回転比１：１でもって直動的に伝達され
る。

【００１５】さらに、副スロットル側レバー８の先端部
にはモータ側に突出する折曲片８ｃが設けられ、この折
曲片８ｃに板バネ８ｂが取り付けられている。板バネ８
ｂは、図５（ｃ）に二点鎖線で示されるように副スロッ
トル側レバー８の連結穴８ａに挿入されたモータ側レバ
ー７の連結ピン７ａをその軸に交差する方向（図中矢印
参照）へ付勢し、連結ピン７ａと連結穴８ａとの間のが
たつきを０とする。図１における制御用モータ６は、前
記制御装置ＥＣＵからの信号によって作動し、副スロッ
トル弁２を所定開度に開閉するとともに通常は同スロッ
トル弁２を全開状態に復帰させる。

【００１６】前記スロットル弁制御装置において、非走
行状態にあっては、図２に示されるように主スロットル
弁１０は全閉状態にあり、副スロットル弁２が全開状態
にある。通常の走行状態では、アクセル操作に連動して
主スロットル弁１０が所望開度に回動する。また、主ス
ロットル弁１０の開弁を制御装置ＥＣＵが検知しかつ判
断して過剰エンジン出力と判断した際には、これに基づ
いてその制御装置ＥＣＵが制御用モータ６を作動させて
副スロットル弁２を閉弁させることにより、エンジン出
力を抑制するいわゆるトラクション制御（ＴＲＣ）が行
われる。この状態が図３の説明図に示されている。前記
出力制御の終了後は、前記制御装置ＥＣＵによる制御用
モータ６の制御により副スロットル弁２を初期位置（全
開位置）へ復帰させる。前記スロットル弁制御装置で
は、副スロットル弁２の制御用モータ６による開閉にお
いて全開復帰用リターンスプリングによるトルク負荷が
加わらないため、モータ負荷が小さくて済む。

【００１７】また副スロットル弁２の閉塞制御中におい
て、制御用モータ６のコイル断線等の異常により副スロ
ットル弁２が万一、開口不能すなわち制御不能となった
場合には、次のようにして自動車の退避走行が可能であ
る。すなわち、オフセット配置された副スロットル弁２
には、閉塞制御中においてエンジンの吸気管負圧作用が
開弁方向（図３において右回り方向）に作用し、副スロ
ットル弁２が図４の説明図に示されるように開弁するこ
とにより、主スロットル弁１０のアクセル操作による退
避走行が行える。従って、リターンスプリングがなくて
もフェイルセーフ構成を確保することができる。なお制
御不能時には、制御装置ＥＣＵによって制御用モータ６
に対する非通電処理がなされるものとする。

【００１８】また、副スロットル弁２の全開復帰後の全
開時すなわち制御用モータの非制御時には制御用モータ
が無励磁となる。このとき副スロットル弁２は、図２及
び図６に示されるように位置規制レバー９の突起９２と
弁全開ストッパ２２との当接によって全開位置に規制さ
れ、吸気流れによる付勢を受けることによりその全開位
置に保持される。すなわち、副スロットル弁開度と吸気
流れトルクとの関係が示された図７の特性線図を参照し
て詳述すると、副スロットル弁２の開度は、全閉位置を
０°としまた全開位置を約８７°として表示され、吸気
通路の軸心線と平行をなす位置（点Ｐ）は約８１°のと
ころにある。また、図７中点線で表される波形が吸気管
負圧で、吸気流れのトルクは図７中実線の波形で表され
ている。この吸気流れのトルクは、副スロットル弁２の
開度が約４０°前後付近で閉弁側に大きく作用し、そこ
から全開に向かって閉弁側に作用するトルクが小さくな
っていき、吸気通路の軸心線と平行をなす位置（点Ｐ）
で０となり、その後全開に向かって開弁側に作用するト
ルクが大きくなっていく。従って、全開位置では吸気流
れトルクＴsが開弁側に作用しこのトルクＴs により副
スロットル弁２が全開位置に保持される。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、全開復帰用リターンス
プリングの排除によってモータ負荷を低減することがで
きる。また吸気流れにより副スロットル弁が弁全開スト
ッパで規制される全開位置に付勢されるので、副スロッ
トル弁の全開保持能力が向上し、よって全開復帰用リタ
ーンスプリングがなくても外乱による副スロットル弁の
変動を防止することができる。

【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断面図
である。

【図２】同側断面図である。

【図３】スロットル弁制御装置の異常状態を示す説明図
である。

【図４】スロットル弁制御装置の退避走行状態を示す説
明図である。

【図５】制御用モータの連結手段を示す説明図である。

【図６】図１のＸ−Ｘ視側面図である。

【図７】副スロットル弁開度と吸気流れトルクとの関係
を示す特性線図である。

【符号の説明】

１ スロットルボデー ２ 副スロットル弁 ３ 副スロットル軸 ６ 制御用モータ １０ 主スロットル弁 １６ 吸気通路 ２２ 弁全開ストッパ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの吸気通路を形成するスロット
   ルボデーの吸気通路をアクセル操作によって開閉する主
   スロットル弁と、前記吸気通路を制御用モータの制御に
   よって開閉する副スロットル弁とを備えるスロットル弁
   制御装置において、前記副スロットル弁の全開復帰用リ
   ターンスプリングをもたない構成とし、また前記副スロ
   ットル弁が吸気通路の軸心線に対し平行をなす位置を所
   定角度越えた位置を全開位置としてそれ以上の副スロッ
   トル弁の開き動作を規制する弁全開ストッパが設けられ
   たスロットル弁制御装置。