JPH10205360A - 内燃機関の空気流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スロットルボディの構造を複雑化することな
く、運転者の要求するアクセルペダル踏み込み量とエン
ジン出力の特性を満足させる空気流量制御装置を得る。 【解決手段】 アクセルペダルの操作によりスロットル
バルブ２の開度を変化させてエンジンの吸入空気量を制
御する装置において、アクセルペダルの操作による低開
度領域ではスロットルバルブ２が開かない不感帯領域を
設け、当該領域ではスロットルバルブ２をバイパスする
形で設けられたアイドルスピードコントロールバルブ３
の空気流量制御により、自動車走行時の内燃機関の出力
制御を行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の空気
流量制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関の空気流量制御装置を図
５及び図６により説明する。

【０００３】従来より自動車用内燃機関の空気流量制御
装置として、運転者がアクセルペダルを介して操作する
スロットルバルブを備えたスロットルボディが使用され
ている。図５（ａ），（ｂ）は従来の空気流量制御装置
の概略図及びその装置における空気流量とアクセルペダ
ル踏み込み量の関係を示す説明図である。図５（ａ）に
示すように、スロットルボディ１内に設けられたスロッ
トルバルブ２はスロットル軸９に回動自在に軸支されて
おり、さらにスロットルレバー７もスロットル軸９に固
定されている。スロットルレバー７はアクセルワイヤ４
によってアクセルペダル１１と直接連結されており、ア
クセルペダル１１の踏み込み量に比例して、ワイヤ４、
レバー７、スロットル軸９を介してスロットルバルブ２
が開閉し、運転者所望のスロットル開度が与えられる。
このため図５（ｂ）に示すように、内燃機関の吸入空気
量はアクセルペダル１１の踏み込み量にほぼ比例した特
性となっていた。

【０００４】しかしながらこの様なアクセルペダル踏み
込み量と空気流量との直線的な特性は、必ずしも運転者
が要求する内燃機関の出力特性とは一致していなかっ
た。なぜなら、例えば低速度運転域における緩加速時に
はアクセルペダル踏み込み量に対して穏やかな空気流量
変化が望まれ、逆に急加速度時にはアクセルペダル踏み
込み量に対して急激な空気流量変化が望まれるからであ
る。

【０００５】上記要求に応えるものとして、従来、例え
ば特公平５−５２４０９号公報に開示される絞り弁制御
装置があった。そこでは図６（ａ）に示すように、内燃
機関の吸気通路を有するスロットルボディ１０２内に絞
り弁軸１０４に固着された絞り弁１０３を配置し、アク
セルの動力をアクセルワイヤ１１０及びリンケージを介
して絞り弁軸４に伝達することで絞り弁１０３の開度制
御を行う装置において、前記リンケージを、一端が絞り
弁軸１０４に固着されるレバーＡ１０５と、アクセルワ
イヤ１１０に連結され一端１０７ａがスロットルボディ
１０２に軸支される鉤形のレバーＢ１０７と、レバーＡ
１０５・レバーＢ１０７間を連結するレバーＣ１０８と
で構成し、これらのリンケージ要素がスロットルボディ
１０２外壁の一側面に配置され、かつこのリンケージ
は、アクセルワイヤ１１０の引き量が零で絞り弁１０３
が開度零の初期状態にある時にはレバーＢ１０７の反軸
支側の鉤形折返し先端１０７ｂが絞り弁軸側のレバーＡ
１０５側に向き、レバーＡ１０５の先端１０５ａがレバ
ーＢ１０７の鉤形折返し先端１０７ｂの後方（ここで後
方とはレバーＢ１０７の先端１０７ｂからみてアクセル
ワイヤ１１０の引き方向と反対側の方向を指す）に位置
するようにレバーＡ１０５とレバーＢ１０７とが配置さ
れ、このレバーＢ１０７の先端１０７ｂとレバーＡ１０
５の先端１０５ａとの位置でレバーＣ１０８の連結がな
され、アクセルワイヤ１１０の引く力でレバーＢ１０７
がレバーＣ１０８、レバーＡ１０５を連動的に引くこと
で絞り弁１０３に開方向の力が加わるように設定してい
るものである。

【０００６】このような構成を採用することにより、ア
クセル操作によりアクセルワイヤ１１０を引くと、ワイ
ヤ１１０の引き量に応じてレバーＢ１０７が絞り弁軸１
０４と別の軸１０６を中心に絞り弁戻しばねの力に抗し
て回転し、この回転によりレバーＣ１０８及びレバーＡ
１０５が引かれるように回転（連動）し、絞り弁１０５
が開方向に動作する。そして、これらのレバーＡ１０
５，Ｂ１０７，Ｃ１０８の一連の動作には各レバー同士
の相対的位置の変化が常に伴うので、レバーＢ１０７か
らレバーＡ１０５に動力が伝達されるまでには、その間
にワイヤ１１０の引き量の一部がレバー同士の相対的位
置変化により吸収される。その結果、図６（ｂ）に示す
ように、レバーＢ１０７の回転に対し、換言すればワイ
ヤの引き量に対しレバーＡ１０５ひいては絞り弁１０３
の回転角度（開度）が直線的な比例関係にならず、その
絞り弁の開度特性はリンケージを構成するレバーＡ１０
５，Ｂ１０７，Ｃ１０８の形状や寸法及び軸の取付け位
置を変えることで種々の特性となり、アクセルの操作量
（踏み込み量）に対する絞り弁の開度特性を任意の要求
特性に設定することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の絞り弁制御装置
は以上のように構成されていたので、スロットルレバー
周辺の構成が複雑化することとなり、部品点数の増加に
よるコストアップ、重量増加、信頼性の低下などの問題
があった。更に従来の構成によれば、得られるアクセル
ペダル踏み込み量と制御空気量の関係は一品一様の特性
でしかなく次々と変化してゆく運転状況に必ずしも適応
した特性とは言い難いものであった。

【０００８】この発明は上記の問題点を解消するために
なされたもので、スロットルボディの構造を複雑化する
ことなく運転者の要求するアクセルペダル踏み込み量と
エンジン出力の特性を満足させ、且つ低コストで高信頼
性の空気流量制御装置を得ることを目的としたものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するために、アクセル開度特性に不感帯を設け更にア
イドルスピードコントロールバルブの空気流量制御によ
って自動車走行時の内燃機関の出力制御を行うようにし
たものである。

【００１０】すなわち、請求項１の発明は、アクセルペ
ダルの操作によりスロットルバルブの開度を変化させて
エンジンの吸入空気量を制御すると共に、スロットルバ
ルブをバイパスする形でアイドルスピードコントロール
バルブが設けられた内燃機関の空気流量制御装置におい
て、アクセルペダルの操作による低開度領域では、スロ
ットルバルブが開いていない不感帯領域を設けたことを
特徴とするものである。

【００１１】請求項２の発明は、吸気通路内に設けら
れ、アクセルペダルの操作により、アクセルワイヤ及び
スロットルレバーを介してスロットルバルブの開度を変
化させることによりエンジンの吸入空気量を制御するス
ロットルボディと、上記スロットルバルブをバイパスす
る形で設けられたアイドルスピードコントロールバルブ
を備えた内燃機関の空気流量制御装置において、アクセ
ルワイヤの引き込み量が所定量以下の量域ではアクセル
ワイヤが引き込まれてもスロットルバルブが開かない不
感帯機構を設けたことを特徴とするものである。

【００１２】請求項３の発明は、吸気通路内に設けら
れ、アクセルペダルの操作により、アクセルワイヤ及び
スロットルレバーを介してスロットルバルブの開度を変
化させることによりエンジンの吸入空気量を制御するス
ロットルボディと、上記スロットルバルブをバイパスす
る形で設けられたアイドルスピードコントロールバルブ
を備えた内燃機関の空気流量制御装置において、アクセ
ルペダルの踏み込み量が所定値以下の領域ではアクセル
ペダルが踏み込まれてもアクセルワイヤが引き込まれな
い不感帯機構を設けたことを特徴とするものである。

【００１３】請求項４の発明は、あらかじめ設定された
目標となるアクセルペダルの踏み込み量とスロットルバ
ルブ制御空気特性に対して、実際のアクセルペダルの踏
み込み量とスロットルバルブ制御空気特性との流量不足
分をアイドルスピードコントロールバルブからの供給空
気量によって補うことを特徴とするものである。

【００１４】請求項５の発明は、アクセルペダルの踏み
込み量又はアクセルペダルの踏み込み速度に対応してア
イドルスピードコントロールバルブの制御流量を変化さ
せることを特徴とするものである。

【００１５】この発明における内燃機関の空気流量制御
装置の作用を以下に示す。図３はアクセルペダル踏み込
み量θと内燃機関への制御空気流量Ｑの関係を示すもの
である。アクセルペダル踏み込み量が所定量θａ以下の
領域ではスロットルバルブの開度は全閉状態のままで変
化しない不感帯領域となっている。従ってスロットルバ
ルブ制御空気流量は変化せずＱａのままである。次にア
クセル踏み込み量がθａより大きくなるとスロットルバ
ルブが開動し始めスロットルバルブ制御空気流量Ｑが増
加していくこととなる。そしてここで、運転者の要求に
対する流量の不足分ΔＱ（図中の斜視部）を、スロット
ルバルブをバイパスする形で設けられたアイドルスピー
ドコントロールバルブより供給することで、運転者の要
求するアクセルペダル踏み込み量と制御空気量の特性を
得る。

【００１６】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１による内
燃機関の空気流量制御装置を図に基づいて説明する。

【００１７】図１は実施の形態１の空気流量制御装置の
概要を示した構成図であり、内燃機関の吸気通路途中に
設けられたスロットルボディ１内には、スロットル軸９
に軸支されたスロットルバルブ２が設置されている。ま
た、スロットルバルブ２をバイパスする形でアイドルス
ピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）３が設けられて
おり、このアイドルスピードコントロールバルブ３は電
子制御ユニット（ＥＣＵ）１００の指示に従って駆動装
置５０により開閉制御され、空気の通過する通路面積を
連続的に変化させ、所定量の空気をエンジンに供給す
る。

【００１８】なお、上記電子制御ユニット１００は、各
種センサからの入力信号を変換する入力インターフェー
ス、所定のプログラムにより入力データに基づく処理演
算を行うＣＰＵ、プログラムを格納するＲＯＭ、各種デ
ータを一時記憶するＲＡＭ、演算結果をアクチュエータ
作動信号に変換する出力インターフェース等から構成さ
れている。アイドルスピードコントロールバルブ制御の
場合は、一般にエンジン冷却水温、エアコンのコンプレ
ッサ作動状態、自動変速機（シフトレバー）操作信号、
バッテリ電圧状態によって決められた目標回転数と現状
のエンジン回転数とを比較し、その差に応じて制御量を
決めて電磁ソレノイド又はステッピングモータ等の駆動
装置５０へ出力指示することにより行われる。

【００１９】図２は実施の形態１のアクセルペダル踏み
込み量に対する不感帯部を実現させるためのスロットル
レバーの構成を示した図である。図において、アクセル
ワイヤ４は図示しないアクセルペダルに連結されてお
り、このワイヤ４の端部にはフック部５が形成されてい
る。一方、スロットルバルブ２（図１）を軸支している
スロットル軸９にはスロットルレバー７が結合されてお
り、このスロットルレバー７のガイド部７ａに上記アク
セルワイヤのフック部５が摺動可能に収納されている。
上記スロットルレバー７と上記アクセルワイヤのフック
部５との間にはスプリングホルダ８を介してスプリング
６が懸架され、このスプリング６はアクセルワイヤ４の
引き込み力によって圧縮されるように構成されている。
また、スロットルレバー７にはスロットルリターンスプ
リング１０が装着され、このスプリング１０はスロット
ル軸９に回転力を与えスロットルバルブ２（図１）を全
閉位置に戻す役割を果している。

【００２０】次に、実施の形態１の空気流量制御装置の
動作について説明する。まず、運転者がアクセルペダル
（図示せず）を踏み込んだ際にアクセルワイヤ４が引き
込まれ、アクセルワイヤのフック部５はスロットルレバ
ー７のガイド部７ａに沿ってスプリング６を圧縮しなが
らアクセルワイヤ４の引き込み方向（図２の矢印の方
向；時計回り）に移動する。この時、スロットルリター
ンスプリング１０の荷重はスプリング６の全圧縮時の荷
重より大きく設定されており、スプリング６が全圧縮す
るまではスロットル軸９は回動せず、スロットルバルブ
２も全閉状態のままである。この状態から更に運転者が
アクセルペダルを踏み込むとスプリング６が全圧縮状態
となり、アクセルワイヤ４の引き込み量に対応してスロ
ットルレバー７ならびにスロットル軸９が回動され、ス
ロットルバルブ２が開かれることとなる。

【００２１】実施の形態１におけるアクセルペダル踏み
込み量θとスロットルバルブ制御空気流量Ｑの関係は図
３に示す通りであり、アクセルペダル踏み込み量θが所
定量θａ以下の領域ではスロットルバルブ２の開度は全
閉状態のままで変化しない不感帯領域となっている。し
たがってスロットルバルブ制御空気流量Ｑは変化せずＱ
ａのままである。次に、アクセル踏み込み量θがθａよ
り大きくなるとスロットルバルブ２が開動し始めスロッ
トルバルブ制御空気流量Ｑが増加していくこととなる。
しかしながら、この状態のままではスロットルバルブの
開き始めが単にθａ分だけ遅れているにすぎず、運転者
の要求する特性とはなっていない。

【００２２】そこで、運転者の要求に対する流量の不足
分ΔＱ（図中の斜視部）を、スロットルバルブ２をバイ
パスする形で設けられたアイドルスピードコントロール
バルブ３より供給制御することで、運転者の要求するア
クセルペダル踏み込み量と制御空気量の特性を得ること
ができる。

【００２３】上述したように、アイドルスピードコント
ロールバルブ３は電子制御ユニット１００により電気的
に開閉制御され、本実施の形態では、運転者の要求に対
する流量の不足分ΔＱ（図３参照）を様々な車両特性や
エンジン特性の違い、あるいは運転状況によって変化さ
せて、運転者の要求特性に合うように最適に制御する。
例えば、運転状況によって変化させる例としては、運転
者が極低速度で走行中に緩加速したいときや雪道などの
低μ路では、アクセルペダル踏み込み量に対して微妙な
空気量制御が要求されるためΔＱを相対的に減少させて
緩やかな空気流量変化にする。一方、急加速度時にはア
クセルペダル踏み込み量に対して急激な空気流量変化が
要求されるから、ΔＱを相対的に増加させることにより
運転性を向上させることとする。

【００２４】実施の形態２．実施の形態１ではスロット
ルバルブ２の不感帯機構をスロットルレバー７側に設け
ているが、図４に示すようにアクセルペダル側に設けて
も同じ効果を得ることが出来る。すなわち、図４におい
て、アクセルワイヤ４は図示しないスロットルレバーに
連結されており、このワイヤ４を引き込むことによりス
ロットルレバー、スロットル軸、スロットルバルブが一
体として回転し、内燃機関の吸気通路を開閉する。アク
セルワイヤ４の端部にはフック部４ｂが形成されてお
り、このフック部４ｂとアクセルペダル１１との間には
スプリングホルダ１３に収納されたスプリング１２が懸
架されている。このスプリング１２はアクセルワイヤ４
の引き込み力によって圧縮されるようになっており、そ
の圧縮時の荷重はスロットルバルブを全閉位置に戻すス
ロットルリターンスプリング（図示せず）の戻し荷重よ
り小さい荷重に設定されている。

【００２５】次に、実施の形態２の空気流量制御装置の
動作について説明する。まず、運転者がアクセルペダル
１１を少し踏み込んだ際にスプリング１２が縮み始め
る。この時、スプリング１２はスロットルリターンスプ
リング（図示せず）の荷重より小さい荷重でセットされ
ているため、アクセルワイヤ４は引き込まれないままで
ある。更に、アクセルペダル１１が踏み込まれるとスプ
リング１２が全圧縮状態で突っ張るか、あるいはスプリ
ングホルダ１３が突っ張ることになり、この時点からア
クセルワイヤ４が引き込まれることとなる。

【００２６】その結果、アクセルペダル踏み込み量θと
スロットルバルブ制御空気流量Ｑの関係は実施の形態１
と同様のものとなる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、この発明によればアクセ
ル開度特性に不感帯を設け、更にアイドルスピードコン
トロールバルブを用いて空気流量制御を行うことによっ
て、低速度運転域におけるアクセルペダル踏み込み量と
内燃機関への吸入空気量の関係を自在に設定することが
できる。従って、運転状況により時時刻刻と変化する運
転者の要求特性を常に得ることができ、このため、低速
度域での運転性を大幅に改善することができる。更に、
雪上路走行などでの安全性を向上させることができる。
また、スロットルボディの構造を複雑化することなく構
成できるので、低コストで且つ高信頼性の空気流量制御
装置を得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による空気流量制御
装置の概要を示す構成図である。

【図２】 実施の形態１によるアクセルペダル踏み込み
量に対する不感帯部を実現させるスロットルレバーを示
す構成図である。

【図３】 この発明のアクセルペダル踏み込み量θとス
ロットルバルブ制御空気流量Ｑの関係を示す図である。

【図４】 実施の形態２によるアクセルペダル踏み込み
量に対する不感帯部を実現させるアクセルペダルを示す
構成図である。

【図５】 従来の空気流量制御装置の概略図及び空気流
量とアクセルペダル踏み込み量との関係を示す説明図で
ある。

【図６】 従来の空気流量制御装置の概略図及び空気流
量とアクセルペダル踏み込み量との関係を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ スロットルボディ、２ スロットルバルブ、３ ア
イドルスピードコントロールバルブ、４ アクセルワイ
ヤ、５ アクセルワイヤのフック部、６，１２スプリン
グ、７ スロットルレバー、７ａ ガイド部、８，１３
スプリングホルダ、９ スロットル軸、１０ スロッ
トルリターンスプリング、１１ アクセルペダル、１０
０ 電子制御ユニット。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクセルペダルの操作によりスロットル
   バルブの開度を変化させてエンジンの吸入空気量を制御
   すると共に、上記スロットルバルブをバイパスする形で
   アイドルスピードコントロールバルブが設けられた内燃
   機関の空気流量制御装置において、 上記アクセルペダルの操作による低開度領域において上
   記スロットルバルブが開いていない不感帯領域を設けた
   ことを特徴とする内燃機関の空気流量制御装置。
2. 【請求項２】 吸気通路内に設けられ、アクセルペダル
   の操作により、アクセルワイヤ及びスロットルレバーを
   介してスロットルバルブの開度を変化させることにより
   エンジンの吸入空気量を制御するスロットルボディと、
   上記スロットルバルブをバイパスする形で設けられたア
   イドルスピードコントロールバルブを備えた内燃機関の
   空気流量制御装置において、 上記アクセルワイヤの引き込み量が所定量以下の量域で
   はアクセルワイヤが引き込まれてもスロットルバルブが
   開かない不感帯機構を設けたことを特徴とする内燃機関
   の空気流量制御装置。
3. 【請求項３】 吸気通路内に設けられ、アクセルペダル
   の操作により、アクセルワイヤ及びスロットルレバーを
   介してスロットルバルブの開度を変化させることにより
   エンジンの吸入空気量を制御するスロットルボディと、
   上記スロットルバルブをバイパスする形で設けられたア
   イドルスピードコントロールバルブを備えた内燃機関の
   空気流量制御装置において、 上記アクセルペダルの踏み込み量が所定値以下の領域で
   はアクセルペダルが踏み込まれてもアクセルワイヤが引
   き込まれない不感帯機構を設けたことを特徴とする内燃
   機関の空気流量制御装置。
4. 【請求項４】 あらかじめ設定された目標となるアクセ
   ルペダルの踏み込み量とスロットルバルブ制御空気特性
   に対して、実際のアクセルペダルの踏み込み量とスロッ
   トルバルブ制御空気特性との流量不足分をアイドルスピ
   ードコントロールバルブからの供給空気量によって補う
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項
   に記載の内燃機関の空気流量制御装置。
5. 【請求項５】 アクセルペダルの踏み込み量又はアクセ
   ルペダルの踏み込み速度に対応してアイドルスピードコ
   ントロールバルブの制御流量を変化させることを特徴と
   する請求項４記載の内燃機関の空気流量制御装置。