JPH10306735A - エンジンのスロットル装置 - Google Patents

エンジンのスロットル装置

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JPH10306735A
JPH10306735A JP9116906A JP11690697A JPH10306735A JP H10306735 A JPH10306735 A JP H10306735A JP 9116906 A JP9116906 A JP 9116906A JP 11690697 A JP11690697 A JP 11690697A JP H10306735 A JPH10306735 A JP H10306735A
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motor
opening
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throttle valve
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Michio Tomita
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Kazuo Nagayama
一雄 長山
Yasushi Sasaki
靖 佐々木
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Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
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Hitachi Ltd
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    • F02M35/02Air cleaners
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電動スロットル装置に装着すべき各種部品の集
約化,合理的な実装を図り、エンジンルームへの組込作
業,配線作業の簡便化,搭載スペースの合理化を図る。 【解決手段】スロットルボディ1単体に、スロットルア
クチュエータ用モータ7と、スロットルポジションセン
サ(TPS)32と、エアフローセンサ(AFS)とを
装着する。モータ7,TPS32,AFSの外部電気コ
ードに対するコード接続用のコネクタ端子の方向性が一
致している。TPS32を覆う樹脂カバー35にモータ
コネクタ端子とTPSコネクタ端子37とを一括して収
容するコネクタケース35Aを設ける。モータケース8
は奥径より挿入口8A側の口径が大きいテーパをなし、
モータ7の径方向のがたつきをモータエンドカバー7A
の外周をストッパが接することで抑える。スロットル弁
のイニシャル開度を保持する機構をボディ1にアジャス
トスクリューと共に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スロットルアクチ
ュエータにより電気的にスロットル弁の開度制御を行う
エンジンのスロットル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、エンジンの電子制御化が進むつれ
て、スロットル装置においても、アクセルポジションセ
ンサによりアクセルペダルの位置(アクセル踏込量)を
検知し、このアクセルポジションセンサ信号やトラクシ
ョンコントロール等の制御信号に基づきスロットルアク
チュエータ(DCモータ,ステッピングモータ等)を駆
動してスロットル弁を開度制御する技術が開発されてき
ている。
【0003】さらに最近では、上記のような電気的なス
ロットル弁開度制御する方式では、エンジンキーオフ時
(換言すればスロットルアクチュエータ用モータの非通
電時)のスロットル弁の開度(イニシャル開度)をモー
タによるスロットル弁制御範囲の最小開度位置(通常、
暖機後の定常アイドル開度)より大きくする技術が提案
されている(例えば、特許出願公表平2−500677
号公報、特開平3−271528号公報、特開平4−2
03219号公報)。
【0004】このようなイニシャル開度設定の理由は、
一つに、スロットル弁が粘性物質や氷等でスロットルボ
ディ内壁に固着するのを防止する等の要求に応えるもの
である。その他に、スロットル制御系が万一故障した場
合であっても自力走行(リンプホーム)確保或いはエン
スト防止の空気流量確保を図る狙いがある。
【0005】イニシャル開度設定機構(ディフォルト機
構と称せられることもある)は、原理的には、スロット
ル弁を閉方向に付勢するリターンスプリングとスロット
ル弁を開方向に付勢するイニシャル開度用スプリングの
力の均衡した位置(スロットル弁の全閉位置近く)をイ
ニシャル開度位置として設定するものである。
【0006】この種のイニシャル開度機構を有するスロ
ットル装置では、例えばエンジンキースイッチをオンす
ると、モータによりスロットル弁がイニシャル開度位置
から機械的な最小開度位置(アジャストスクリューに当
接する位置)まで絞り込まれ、その後、エンジンの冷却
水温等に応じた位置にスロットル弁が開度制御される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】エンジン制御の部門で
は、電子制御化に伴いエンジン吸気系にエアフローセン
サ,スロットルポジションセンサ等のセンサ類を装備し
なければならず、これにスロットルアクチュエータ,ギ
ヤ等の機構部品を搭載すると、部品点数の増加につなが
る一方、エンジンルームのスペースには制約がある。
【0008】電子制御式スロットル装置(以下、電制ス
ロットルと称することもある)においては、センサ部品
とアクチュエータ部品、その他、イニシャル開度機構等
の集約化,合理化についての技術が未だ成熟しきれてお
らず、最適な実装技術の登場が望まれている。特に、今
までは、空気流量計のボディとスロットルボディとは別
体化したものが一般的であるため、このような従来技術
を電制スロットルに踏襲した場合には、センサ部品やア
クチュエータ等の電制部品,機構部品が散在化し、装置
をエンジンルーム内に搭載する場合の組込作業や配線作
業の手間が増え、また、エンジンルームの制約から他部
品との干渉を避けるのが容易ではなかった。
【0009】本発明は、以上の点に鑑みてなされ、その
目的は、上記の各種部品の集約化,合理的な実装を図
り、かつ、エンジンルームへの組込作業,配線作業の簡
便化,搭載スペースの合理化を図り得る電制スロットル
装置を提供することにある。
【0010】さらに、モータ制御によるスロットル機構
の安定した動作保証,精度を高めることも目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は大別すると次の
通りである。
【0012】一つは、スロットルアクチュエータ,スロ
ットルポジションセンサ,エアフローセンサ等の実装技
術に関するものである。
【0013】1)基本的には、スロットル弁を内装した
エンジン吸気系のスロットルボディ単体に、スロットル
アクチュエータ用モータと、スロットル弁の開度を検出
するスロットルポジションセンサと、スロットル弁の上
流に位置して吸入空気流量を測定するエアフローセンサ
とを装着して成ることを特徴とする。
【0014】このような構成によれば、電制部品をスロ
ットルボディといった一つの箇所に集約配置でき、ま
た、吸気系の通路に従来のように別体化した空気流量計
ボディとスロットルボディをそれぞれ組み込むような作
業をなくして、これらをスロットル装置の一つの組込作
業ですませることが可能になる。また、外部の各種電気
コード(センサ出力取り出し線,電源線,グラウンド
線)も今までよりもスロットルボディ側にまとめること
ができ、その分、配線接続作業の合理化を図り得る。
【0015】2)また、上記1)の構成に加えて、前記
スロットルボディはエンジンルーム内に実装した時に内
部の吸気通路が横になる型で、そのボディ外壁のうち実
装時に天側となる上面に前記モータのケース部と前記エ
アフローセンサの装着部とが形成されたものを提案す
る。
【0016】このような構成によれば、エンジンルーム
にスロットルボディを搭載後、その付属品であるエアフ
ローセンサをエンジンルーム内でスロットルボディから
単独で且つ容易に取り出すことができ、その点検,修
理,交換の便利性を高める。また、スロットルボディ上
面にはモータケースが突出するので、このモータケース
と残りのボディ上面との間に段差が生じ、この段差空間
を遊ばせることなくエアフローセンサの装着スペースと
して有効に活用するので、スロットルボディ周辺に無駄
なスペースをなくして部品実装の集約密度を高める。
【0017】3)また、上記1)の構成に加えて、スロ
ットルボディ上の前記モータ,スロットルポジションセ
ンサ,エアフローセンサの外部電気コードに対するコー
ド接続用のコネクタ端子の方向性を一致させたものを提
案する。
【0018】外部の各種電気コード(センサ出力引出
線,センサ電源線,モータ制御電源線,電源グラウンド
線等)はエンジン制御ユニットからスロットルボディに
向けて引き出されるため、前記モータ,スロットルポジ
ションセンサ,エアフローセンサの外部電気コードに対
するコード接続用のコネクタ端子の方向性を一致させて
おけば、各種電気コードをあちらこちらに異なる方向か
ら引き回すことがなく、コード接続作業が非常に簡便と
なる。
【0019】4)その最適例として、前記スロットルボ
ディはエンジンルーム内に実装した時に内部の吸気通路
が横になる型で、そのボディ外壁のうち実装時に天側と
なる上面に前記モータと前記エアフローセンサの回路モ
ジュールとが装着され、該モータとエアフローセンサの
各々の外部電気コードに対するコード接続用のコネクタ
端子がスロットルボディの一側に向けて方向を一致させ
てあり、これらのコネクタ端子が向いた側のスロットル
ボディ外壁側面に前記スロットルポジションセンサを配
置して、該スロットルポジションセンサの外部電気コー
ドに対するコード接続用のコネクタ端子も前記モータの
コネクタ端子及び前記エアフローセンサのコネクタ端子
と方向性を一致させたものを提案する。この構成によれ
ば、2),3)で述べた作用,効果を併せて期待するこ
とができる。
【0020】5)さらに、スロットル弁及びスロットル
アクチュエータ用モータを有するスロットルボディの外
側壁にスロットルポジションセンサが装着され、該セン
サケースにスロットルポジションセンサの外部電気コー
ドに対するコード接続用のコネクタ端子と前記モータの
外部電気コードに対するコード接続用のコネクタ端子と
が方向性を一致させて併設したものを提案する。
【0021】スロットルポジションセンサのケースが自
身の外部電気コードに対するコード接続用のコネクタ部
のほかにスロットルアクチュエータの外部電気コードに
対するコネクタ部を兼用することができ、さらに、それ
らの電気コードに対するコード接続用のコネクタ端子の
方向性を一致させることで、上記の各種電気コードの接
続作業のより一層の簡便化を図り得る。
【0022】6)さらに、上記5)の構成に加えて、上
記スロットルポジションセンサケースには、該センサ自
身の外部電気コードに対するコード接続用のコネクタ端
子と前記モータの外部電気コードに対するコード接続用
のコネクタ端子とが方向性を一致させて1ヶ所にまとめ
て併設され、且つ、前記スロットルポジションセンサを
装着するセンサ収容部が樹脂カバーで覆われて、この樹
脂カバーの一部に前記センサケース側に設けたコネクタ
端子群を導入セットするための一つの雌形のコネクタケ
ースが形成されたものを提案する。
【0023】上記5)で述べた作用,効果に加えて、セ
ンサケースを覆う樹脂カバーに設けた雌型コネクタケー
スにスロットルポジションセンサのコネクタ端子とスロ
ットルアクチュエータ用モータのコネクタ端子とをまと
めて導入セットしたので、コネクタ部(コネクタケー
ス)の統一化を図り、これに対応して、スロットルポジ
ションセンサの外部電気コードとモータの外部電気コー
ドを一つにまとめてそれらのコネクタ部(雄型コネクタ
ケース)も統一して、この雄型コネクタケースを上記雌
型コネクタケースに接続することで、電気コードの接続
作業の簡便化を図り得る。
【0024】また、電気コードのコネクタケースの形状
はメーカ各社で異なるものが使用されることが予想され
るが、この場合にも、スロットルポジションセンサのセ
ンサケースはそのまま使用して、センサ収容空間を覆う
樹脂カバーだけを電気コード側の雄型コネクタの形状に
合ったコネクタケースを有するものに交換すれば足り、
スロットルポジションセンサの製品自身については各社
共通のものにすることができ、その意味で互換性を高め
る。
【0025】7)さらに、上記6)のようにスロットル
ポジションセンサケースには、該センサ自身の外部電気
コードに対するコード接続用のコネクタ端子と前記モー
タの外部電気コードに対するコード接続用のコネクタ端
子とが方向性を一致させて1ヶ所にまとめて併設するの
に加えて、そのモータ側の直付け端子と上記コネクタ端
子のスロットルボディ内での配線作業の便宜を配慮し
て、次のようなものを提案する。すなわち、前記モータ
のケースが前記スロットルボディと一体に形成され、該
モータケースに収容される前記モータのモータ直付けの
電源入力端子が前記スロットルポジションセンサの装着
部に臨んで、該モータ直付けの電源入力端子に前記セン
サケースに設けた前記モータ用のコネクタ端子の後端が
前記センサ収容空間にてコネクタ付きリード線を介して
接続されている。
【0026】8)また、上記7)の代案として、次のも
のを提案する。
【0027】すなわち、スロットル弁及びスロットルア
クチュエータ用モータを有するスロットルボディの外側
壁にスロットルポジションセンサが装着されたスロット
ル装置において、該スロットルポジションセンサのケー
スの表側に前記スロットルポジションセンサの外部電気
コードに対するコード接続用のコネクタ端子と前記モー
タの外部電気コードに対するコード接続用のコネクタ端
子とが1ヶ所にまとめて併設され、一方、前記センサケ
ースの裏側に前記モータに直付けされた電源入力端子に
接続するためのコネクタ端子が配設され、且つ前記モー
タのケースが前記スロットルボディと一体に形成され、
前記モータ直付けの電源入力端子が前記モータケースか
ら前記スロットルポジションセンサの装着部に臨んでお
り、このモータ直付け電源入力端子と前記センサケース
の裏側に設けたコネクタ端子とは、該センサケースをス
ロットルボディ外壁に装着した時に直接嵌まり込む端子
構造とした。
【0028】このような構成によれば、エンジンルーム
内にてスロットルポジションセンサ及びスロットルアク
チュエータ用モータに接続すべき外部の電気コードをま
とめてスロットルボディ上(スロットルポジションセン
サのケースの表側)の一つのコネクタ箇所で接続できる
ほかに、スロットル装置をエンジンルームに搭載する前
にスロットルボディにスロットルポジションセンサを装
着する場合にも、そのセンサケースを装着するとセンサ
ケース裏側に設けたモータ対応のコネクタ端子がセンサ
収容空間内でモータ直付けの電源入力端子にワンタッチ
で嵌まり合うので、スロットルボディ内外での電気配線
接続の簡便化を図り得る。
【0029】9)また、上記8)と同様にスロットルポ
ジションセンサのケースの裏側に前記モータ直付け電源
入力端子に対応のコネクタ端子を配設し、このモータ直
付け電源入力端子とセンサケースの裏側に設けたコネク
タ端子とをスリーブ継手を介して直接(リード線無し)
接続する端子構造のものを提案する。
【0030】これによっても、上記8)同様の作用,効
果を奏する。
【0031】10)また、上記のスロットルアクチュエ
ータ用モータについては、実装性を配慮して次のような
ものを提案する。
【0032】すなわち、エンジンの吸気系のスロットル
ボディにスロットル弁とスロットルアクチュエータ用モ
ータとを装着したエンジンのスロットル装置において、
前記モータのケースが前記スロットルボディと一体に形
成され、このモータケースは奥径よりモータ挿入口の口
径に向けて徐々に広がるテーパ状の内径を有し、このモ
ータ挿入口の口径を前記モータ外径より大きくし、且つ
前記モータのうち前記モータ挿入口側端部にはフランジ
付きエンドカバーが設けてあり、このエンドカバーを前
記モータ挿入口より出して前記モータが前記モータケー
スにセットされる共に、前記スロットルボディには、前
記エンドカバーのフランジ外周に接触してモータの径方
向のがたつきを防止するストッパが設けてあることを特
徴とする。
【0033】このような構成によれば、モータをスロッ
トルボディに設けたケース部に余裕を持ってスムーズに
挿入セットでき、しかも、モータケース内径特にモータ
挿入口側の内径とモータ外径との間に隙間が生じても、
モータケース部から突出したモータのエンドカバーのフ
ランジ外周がスロットルボディ側に設けたストッパ内周
に接することで、そのモータの径方向のがたつきが防止
される。なお、モータケースの奥径はモータのリヤ側の
外径に当接するので、がたつきが生じない。
【0034】11)また、スロットルアクチュエータの
ギヤ機構とスロットル弁のリターンスプリングの実装性
を配慮したものとして、次のようなスロットル装置を提
案する。
【0035】すなわち、エンジンの吸気系のスロットル
ボディにスロットル弁とスロットルアクチュエータ用モ
ータとを備えるエンジンのスロットル装置において、前
記スロットルボディの外壁一面に前記モータの動力をス
ロットルシャフトに伝達するギヤ機構の収容部が設けら
れ、このギヤ機構の収容部を覆うギヤカバーの内面に前
記スロットルシャフトを閉方向に付勢する渦巻ばね形の
リターンスプリングの収容ケース部が該ギヤカバーと一
体に形成され、前記スロットルシャフトの一端が前記ギ
ヤカバーのリターンスプリング収容部まで延設されて前
記リターンスプリングの一端に結合されていることを特
徴とする。
【0036】このような構成によれば、リターンスプリ
ングが渦巻ばね形であるため、スプリングの小形化を図
り、しかも、リターンスプリングをギヤカバー内に形成
したスプリングケースに収容するので、ギヤカバーをス
ロットルボディに装着すると、リターンスプリングも同
時に自ずと装着されるので、部品の組立の簡便化,作業
の合理化を図り得る。
【0037】12)また、イニシャル開度設定機構の実
装性を配慮したものとして、次のようなスロットル装置
を提案する。
【0038】エンジンの吸気系のスロットルボディにス
ロットル弁とスロットルアクチュエータ用モータとスロ
ットルシャフトに対しスロットル弁閉方向に力を与える
リターンスプリングとが装着され、電気的な制御信号に
より前記モータを駆動制御してスロットル弁の開度を制
御するスロットル制御系と、前記モータが非通電時の前
記スロットル弁のイニシャル開度をスロットル弁制御範
囲のモータ制御最小開度位置より大きく保つイニシャル
開度設定機構とを備えたエンジンのスロットル装置にお
いて、前記イニシャル開度設定機構は、スロットルシャ
フトと一体的に回転するよう該シャフトに配置したイニ
シャル開度設定用のレバーと、前記スロットル弁が所定
位置近くまで閉じてくると前記レバーを受ける部材と、
該レバー受け部材を介して前記レバーひいては前記スロ
ットルシャフトに前記リターンスプリングの力に抗して
イニシャル開度を保持するための開弁力を与えるイニシ
ャル開度用のスプリングとを備え、前記レバー受け部
材,イニシャル開度用のスプリングが前記スロットルボ
ディの壁部に設けた筒部にアジャストスクリューと共に
装着され、このうち前記レバー受け部材は、一部が前記
筒部から突出して前記レバーを受ける態勢にしてあり、
このレバー受け部材と前記アジャストスクリューとの間
に前記イニシャル開度用のスプリングが介在して、その
ばね力を前記アジャストスクリューにて調整可能に構成
したことを特徴とする。
【0039】上記のレバーは、スロットルアクチュエー
タ用モータの動力を伝達するギヤ機構のうちスロットル
シャフトに設けた扇形のスロットルギヤと一体に成形し
てもよい。
【0040】このような構成によれば、エンジンキーを
切った状態(モータ非通電時)では、スロットル弁のリ
ターンスプリングの力でスロットルシャフトに設けたイ
ニシャル開度設定用のレバーがスロットルボディ側のレ
バー受け部材にスロットル弁全閉位置より手前で当接す
る。このレバー受けには、予めイニシャル開度用のスプ
リングの力が開弁方向に付勢されているので、このイニ
シャル開度用のスプリングとリターンスプリングとの力
の均衡によりスロットル弁のイニシャル開度(イニシャ
ル開度>モータ制御最小開度)が決定される。
【0041】このイニシャル開度は、アジャストスクリ
ューによりイニシャル開度用スプリングのばね力を調節
することで任意の開度に設定することが可能である。ま
た、スロットルアクチュエータ用モータを駆動して、イ
ニシャル開度用スプリングの力に抗して上記レバー受け
部材(スロットルシャフトのレバーに押された状態にあ
る)をイニシャル開度位置からアジャストスクリューに
当接するまで移動させることができ、このアジャストス
クリューに当接した時がスロットル弁の機械的な最小開
度である。その意味でアジャストスクリューは全閉スト
ッパとして機能する。
【0042】イニシャル開度設定機構は、そのレバーだ
けをスロットルシャフトに設け(このレバーがスロット
ルギヤと一体であれば、イニシャル開度機構のうちスロ
ットルシャフトに取り付ける部品はギヤ部品が代用す
る)、スロットルボディには、アジャストスクリュー,
イニシャル開度用スプリング,レバー受け部材だけを1
ヶ所に設けた筒部に収容するだけでよく、しかも、スロ
ットル弁の機械的最小開度位置を決定するストッパをイ
ニシャル開度用スプリングのばね力調整のアジャストス
クリューが兼用するので、部品点数の合理化を図り得
る。
【0043】また、吸気通路内の圧力損失低減を図るた
めに、次のようなスロットル装置を提案する。
【0044】13)すなわち、エンジンの吸気系のスロ
ットルボディにスロットル弁とスロットルアクチュエー
タ用モータとが装着され、電気的な制御信号により前記
モータを駆動制御してスロットル弁の開度を制御するス
ロットル制御系を備えたエンジンのスロットル装置にお
いて、スロットル弁が吸気通路の軸線に対して垂直な時
を想定してこの垂直位置を開度0°とし、スロットル弁
が吸気通路の軸線に対して平行な時を想定してこの平行
位置を開度90°と定義した場合に、スロットルシャフ
トに設けた可動側ストッパ要素がスロットルボディ側に
設けた最大開度規制用の固定側ストッパ要素に当接して
スロットル弁が物理的にこれ以上開くことができない機
械的な最大開度を90°以上とし、前記モータにより制
御されるスロットル弁最大開度が90°に設定してある
ことを特徴とする。
【0045】従来のスロットル装置では、スロットル弁
のモータ制御最大開度は90°より前に設定されている
が(例えば86°)、これによれば、モータによる最大
開度制御時であっても、スロットル弁の面に吸入空気流
が当たるために、これが吸気通路内の抵抗となって圧力
損失が生じる。
【0046】これに対して、本発明では、スロットル弁
のモータ制御最大開度を90°にすることで、スロット
ル弁の最大開度制御時に吸入空気流と実質平行になるの
で、吸気通路内の抵抗を従来よりも小さくして圧力損失
を抑制する。
【0047】また、スロットルシャフトに設けた可動側
ストッパ要素がスロットルボディ側に設けた固定側スト
ッパ要素に当接してスロットル弁が物理的にこれ以上開
くことができない機械的な最大開度を90°以上とし、
この条件下で前記モータにより制御されるスロットル弁
の最大開度を90°に設定することで、上記モータ制御
最大開度を寸法誤差等なく余裕も持って精度良く設定で
きる。しかも、スロットル弁の最大開度制御時にスロッ
トルシャフトに設けた可動側ストッパ要素がスロットル
ボディの固定側ストッパ要素に衝突することを防止で
き、ストッパの経時的な摩耗,損傷を防止できる。
【0048】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を用い
て説明する。
【0049】図1は本発明の一実施例に係わるスロット
ル装置を示す正面断面図(図3のB−B断面矢視図)、
図2は図4のA−A断面矢視図、図3は図1のC方向矢
視図(平面図)、図4は図3のD方向矢視図(正面
図)、図5は図3のE方向矢視図(背面図)、図6は図
1のF方向矢視図(左側面図)、図7は図4のギヤカバ
ー26を外して視た正面図、図8は図7においてスロッ
トルギヤ機構の中間ギヤ19,20を外して視た部分正
面図、図9はスロットルのギヤ機構の一部及びギヤカバ
ーを外して視た図7のG−G断面矢視図、図10は図6
のH−H断面矢視図、図11はスロットルアクチュエー
タのギヤ機構を含む分解斜視図、図12はスロットルポ
ジションセンサの分解斜視図、図13はスロットル弁開
度の制御範囲を示す説明図、図14は本発明の他の実施
例を示す部分断面図である。
【0050】これらの図において、スロットルボディ1
は、例えばアルミダイカスト製であり、内部に吸気通路
(ボア)2が形成される。スロットルボディ1には、吸
気通路2と直交してスロットルシャフト3が貫通し、図
2に示すように、軸受4,5を介して回転自在に支持さ
れ、スロットルシャフト3に吸気通路2内の吸入空気量
を制御するスロットル弁6がねじ63により取り付けて
ある。スロットルシャフトの軸受4,5の隣接してシー
ル91,93及びシール押え90,92が設けてある。
【0051】スロットルボディ1は、その上面,すなわ
ちスロットル装置をエンジンルーム内に実装した時に天
側となるスロットル外壁上面1Aにスロットルアクチュ
エータ用モータ7の収容ケース(以下、モータケース部
と称する)8と、エアフローセンサ9の装着部10とが
併設してある。スロットルボディ1は、そのスロットル
弁6の上流側がエアフローセンサ9の装着部10のスペ
ースを確保するために延設されている。
【0052】エアフローセンサ9は、例えば周知のホッ
トワイヤ等を利用した発熱抵抗体方式のものが採用され
る。本例では、空気流量測定用の発熱抵抗体(ホットワ
イヤ)11,温度補償用の感熱抵抗体(コールドワイ
ヤ)12,これらの抵抗体を内装して吸気通路2の空気
の一部を導く曲折通路の計量管13,センサ回路モジュ
ール14を一体化して成る。計量管13は、スロットル
ボディ1の側壁に設けた通孔15を通してスロットルボ
ディ1の軸方向と直交する方向から挿入され、スロット
ルボディ1のボア2内に配置される。エアフローセンサ
9の回路モジュール14は、スロットルボディ外壁面上
に位置してねじ16により取り付けられる。
【0053】スロットルボディ1の上流側開口には吸入
空気流を整流するためのハニカム状の格子体83が取り
付けられている。
【0054】回路モジュール14のケース(エアフロー
センサケース)14´の一部には、図示されない外部の
電気コードと接続するためのコネクタ14A(図3,図
5,図6参照)が側方に向けてケース14´と一体に設
けてある。コネクタ14Aには、図5に示すように、セ
ンサ電源供給端子80とグラウンド端子81とセンサ出
力端子82が内装してある。
【0055】エアフローセンサ9から出力される吸気流
量信号は、図示されないエンジン制御ユニットに送られ
てエンジン制御の燃料噴射量演算に用いられる。なお、
図6に示す85は、エンジン制御に用いる空気温度測定
素子である。
【0056】モータケース部8は、その軸方向がスロッ
トルシャフト3と平行になるように配置され、ケース部
8に収容されるモータ7は、例えば直流モータ,ステッ
ピングモータ等が使用される。モータ7の動力は、図
2,図7に示すようにギヤ18,19,20,21より
成るギヤ機構Gを介してスロットルシャフト3に伝達さ
れる。
【0057】モータケース部8は、図2に示すように筒
型を呈してギヤ機構Gの収容部25に面した側にモータ
7を挿入する開口8Aを有し、モータ挿入口8A側と反
対側の端部(反モータ挿入側;ケース奥部)8A´の径
(奥径)がモータ7の外径と略同径とし、このケース一
端8A´(奥径)よりモータ挿入口8Aに向かうにつれ
て内径が幾分徐々に広がるテーパ形状を呈し、このよう
にしてケース間口をモータ外径よりも広げることでモー
タ7を挿入し易くしている。
【0058】モータケース部8の反モータ挿入口側端部
8A´の内面とモータ7の一端(リヤ側エンドカバー7
B)との間に弾性部材22を介在させ、一方、モータ7
のフロント側エンドカバー7Aは図7,図8,図11に
示すようにフランジを有して、このフランジ付きエンド
カバー7Aがモータ挿入開口8Aより出て、このフラン
ジのねじ孔86´(図11参照)及びスロットルボディ
1のギヤ収容部25に設けたねじ孔86を介してねじ8
7を締め付けて、モータ7が直接スロットルボディ1に
取り付けられている。弾性部材22にはモータ直付けの
電源入力端子70を貫通させて端子台70´と嵌合する
嵌合孔22aが設けてある。
【0059】図7,図8,図11に示すように後述する
ギヤシャフト取付孔(中間ギヤ19,20を支持するギ
ヤシャフト27の取付孔)28の開口周縁にはボス部8
8が設けてあり、ボス部88と一体に円弧状の突起89
が成形されている。この円弧状突起89は、モータケー
ス部8の開口縁に沿って形成されており、モータ7をモ
ータケース部8に装着した時に、フロント側のフランジ
付きモータエンドカバー7Aがモータ挿入口8Aより出
て、突起89の内周89´がエンドカバー7Aの一部外
周に適合状態で接触するように設定してある。また、ギ
ヤ機構Gの収容部25を形成する筒壁1Bのうち上記円
弧状突起89と対向する側の筒壁内面1B´もエンドカ
バー7Aのフランジの一部外周に適合状態で接触するよ
うに設定してあり、この対向する内面89´,1B´に
よりモータ7の径方向のがたつきを防止している(図
7,図8,図9参照)。
【0060】図2,図7,図11に示すように、スロッ
トルボディ1の外側壁のうちスロットルシャフト3の一
端3A側に面した壁面に上記ギヤ機構Gの収容部25が
設けられる。このギヤ収容部25は、スロットルボディ
1外側壁一面に筒壁1Bを延設することで確保され、図
3,図11に示すようにスロットルボディ1の外壁にリ
ベット,ねじ等の適宜の固着手段61により取り付けた
ギヤカバー26により覆われる。ギヤカバー26は、例
えば、合成樹脂製である。スロットルシャフト3の一方
の軸受5のスリーブ状のボス部(軸受ボックス)1Dも
筒壁1B内に配置される。ボス部1Dには、スロットル
シャフト挿通孔94が設けてある。
【0061】ギヤ機構Gのうちギヤ(ピニオン)18
は、モータ7のシャフト17に固着され、これに噛み合
う中間ギヤ19はギヤ18よりギヤ比を大きくして減速
及びトルク増大の機能を成し、この増大された回転トル
クがさらに中間ギヤ20,ギヤ(スロットルギヤ)21
を介してスロットルシャフト3に伝達される。
【0062】中間ギヤ19,20は一体成形されてお
り、スロットルシャフト3と平行配置のギヤ支持用シャ
フト27に回転可能にフリーに嵌合されている。このギ
ヤ支持用シャフト27は、一端がスロットボディ1の側
壁に設けたギヤ取付孔28に圧入固定され、他端がギヤ
カバー26の内側に嵌合支持されて、中間ギヤ19・2
0が該シャフト27より外れないよう、ナイロンワッシ
ャを介してカバー26で押さえている。
【0063】スロットルギヤ21はスロットルシャフト
3の一端段差部にあてがわれてナット29の締め付けに
よりワッシャ50を介して固定されている。スロットル
ギヤ21は、一例として扇形ギヤを使用する。
【0064】本例のスロットル装置は、一例としてアク
セルワイヤを使用しないフル電制方式を示しており、ス
ロットル制御系の駆動用モータ7の動力で上記ギヤ1
8,19,20,21を介してスロットルシャフト3に
回転トルクが与えられる。
【0065】モータ7へは、図示されないスロットルコ
ントロールモジュール(以下、TCMと称する)から駆
動電流が供給される。TCMは上記駆動電流指令値を次
のようにして作成する。すなわち、図示されないアクセ
ルポジションセンサからのアクセルポジション信号及び
スロットルポジションセンサ32からのスロットル開度
信号やエンジン回転数,スリップ信号等を入力して、通
常のエンジン運転制御やトラクション制御等に運転形態
に応じたものを作成する。
【0066】アクセルペダル(図示せず)は、アクセル
ポジションに関する信号を発生させるために用いられ、
従来の機械式のようにアクセルワイヤにより直接,スロ
ットル弁6を開閉操作するのに関与するわけでないた
め、アクセルペダルポジションセンサはスロットル機構
と切り離して別設定が可能であり、本例ではそのように
している。
【0067】スロットルシャフト3のうちスロットルギ
ヤ21を有する側の一端3Aは、ギヤカバー26の内面
に設けたリターンスプリング31のケース部30まで延
設され、スプリングケース部30に配置したリターンス
プリング31の一端とチップ60を介して連結され、リ
ターンスプリング31の他端はスプリングケース部30
に固定されている。また、スプリングケース部30の内
側は図2,図11に示すようにスプリングプレート95
で覆われている。リターンスプリング31によりスロッ
トルシャフト3が閉じ方向に付勢されている。
【0068】このリターンスプリング31に渦巻ばねを
用いて、スプリングケース部30のスペースの合理化
(縮小化)を図っており、また、スプリングケース部3
0をギヤカバー26と共に合成樹脂により一体成形し、
ギヤカバー26をリターンスプリングケース30と兼用
させている。ギヤカバー26には、カバー成形時のそり
防止の為にリブ100が設けてある。
【0069】スロットルボディ1の外側壁のうちギヤ収
容部25と反対側の一面に、該ボディ1と一体の筒壁1
Cが延設され、この筒壁1C内に、スロットルボディ1
の軸受4を収容するスリーブ状のボス部1E,スロット
ルポジションセンサ32,モータ7のリード線40,そ
のコネクタ41等を集約的に収容するための空間33が
確保され(以下、この空間をセンサ収容部と称する)、
このセンサ収容部33が後述のセンサカバー35で覆わ
れる。
【0070】スロットルポジションセンサ32は、例え
ばポテンショメータ方式のものであり、図2に示すよう
に、スロットルシャフト3の一端3Bに該シャフト3と
一体に回転する可動子32aが取り付けられ、スロット
ルシャフト3の回転に伴い可動子32aの外周に設けた
導電ブラシ32bが固定子(センサケース34)側に設
けた抵抗体32c上を摺動接触し、ブラシ32bを介し
てスロットル開度に応じた電気信号が取り出される。上
記固定子はスロットルポジションセンサのセンサケース
34により構成され、センサケース34の内壁に抵抗体
32cが膜状に形成されている。
【0071】センサケース34は、ケース本体34aと
その底板34bとで構成され、図2,図5,図12に示
すようにケース本体34aの表側には、コネクタ端子設
置用の突起34a´が形成される。この突起34a´に
スロットルポジションセンサ32の外部の電気コード
(図示せず)に対するコード接続用のコネクタ端子(電
源及びセンサ出力端子)37と、モータ7の外部の電気
コードに対するコード接続用のコネクタ端子(電源端
子)38とが1ヶ所にまとめて配設されている。
【0072】これらのコネクタ端子37,38は、後述
するコネクタケース35A(コネクタケース35Aはセ
ンサケース装着部を覆うカバー35に設けてある)にス
ロットルボディ外部から図示されない外部の電気コード
のコネクタを差し込むと、この電気コードと接続され
る。
【0073】上記のようにセンサケース34にスロット
ルポジションセンサ32のコネクタ端子37の他にモー
タ7の電気コード接続用のコネクタ端子38を設けてい
るために、スロットルボディ1内のスロットルポジショ
ンセンサ側にはモータケース部8との間にモータ配線4
0及びモータ7の直付け端子70のためのスペース33
も確保される。このモータ配線スペース33は、スロッ
トルシャフト軸受4のスリーブ状ボス部(軸受ボック
ス)1Eの近辺に形成される。
【0074】モータ7のうち出力軸(シャフト)17側
の端部をフロント側、その反対側の端部をリヤ側と定義
した場合、リヤ側エンドカバー7Bにモータ直付け端子
(電源端子)70がスロットルポジションセンサ32の
装着部側に臨むようにして設けられ、このモータ直付け
端子70に、リード線40の一端に設けたコネクタ41
が嵌合接続されている。リード線40の他端はセンサケ
ース34側に設けた端子38(図5,図12参照)と接
続されている。
【0075】センサカバー35は、スロットルポジショ
ンセンサ32を覆うようにしてリベット,ねじ等の適宜
の固着手段42によりスロットルボディ1外壁に取付け
られ、例えば合成樹脂により成形され、その一部に前記
センサケース34に設けたコネクタ端子群37,38を
まとめて収容するためのコネクタケース(雌型)35A
がカバー35面から突出して配設される。このコネクタ
ケース35Aには、スロットルボディ外部の電気コード
(この電気コードは、モータ7の電源線,スロットルポ
ジションセンサ32の電源線及びセンサ出力線を一つの
コードにまとめたものである)の雄型コネクタ(図示せ
ず)が差し込まれ、外部の電気コードがコネクタ端子3
7,38と電気的に接続されるようにしてある。
【0076】スロットルボディ1外壁上のスロットルポ
ジションセンサ32とエアフローセンサ9との取り付け
位置は、図3,図5,図6に示すように互いの取り付け
面が90度ずらした配置関係にあるが、それぞれの外部
電気コード(図示せず)のコネクタ差し込み方向の便宜
を配慮してスロットルポジションセンサ32のセンサカ
バー35に設けたコネクタケース35Aと、エアフロー
センサ9のセンサケース14に設けたコネクタケース1
4Aの方向性を一致させてる。
【0077】すなわち、本実施例では、スロットルボデ
ィ1は、エンジンルーム内に実装した時に内部の吸気ボ
ア2が横になる型で、そのボディ外壁のうち実装時に天
側となる上面にモータ7とエアフローセンサ9の回路モ
ジュール(センサケース)14とが装着されて、モータ
7とエアフローセンサ9の各々の外部電気コードに対す
るコネクタ端子38及び80,81,82がスロットル
ボディ1の一側に向けて方向を一致させてあり、これら
のコネクタ端子が向いた側のスロットルボディ外壁側面
にスロットルポジションセンサ32を配置して、該スロ
ットルポジションセンサ32の外部電気コードに対する
コネクタ端子37もモータのコネクタ端子38,70及
びエアフローセンサ9のコネクタ端子80〜82と方向
性を一致させてある。
【0078】また、スロットルポジションセンサ32の
コネクタ端子37とモータ7のコネクタ端子38とをま
とめてスロットルポジションセンサ32のセンサケース
34に設けたことは既述した通りである。
【0079】次にスロットルボディ1に装着されるイニ
シャル開度設定機構(ディフォルト機構と称されること
もある)及びスロットル弁の全閉〜全開を規制する機構
について説明する。
【0080】イニシャル開度設定機構とは、既述のよう
にエンジンキーオフ時,換言すればモータ7の非通電時
のスロットル弁6のイニシャル開度をモータ制御最小開
度位置より大きくするための機構である。ここで、スロ
ットル弁のモータ制御最小開度位置とは、一般には暖機
後の定常アイドル開度に相当する(ただし、減速時の絞
りを配慮し,且つ経年変化によりエンジンがなじむにつ
れてアイドル開度は次第により小さい方に移行する傾向
があるので、当初のモータ制御最小開度位置は当初のア
イドル開度に対し幾分開度を絞りぎみにすることもあ
る)。
【0081】イニシャル開度設定機構は、既述したよう
に、スロットル弁が粘性物質や氷等でスロットルボディ
内壁に固着するのを防止する等の要求に応えるものであ
る。その他に、スロットル制御系が万一故障した場合で
あっても自力走行確保或いはエンスト防止の空気流量確
保を図る狙いがある。
【0082】図7及び図10にイニシャル開度設定機構
を示す。
【0083】図7,10に示すように、イニシャル開度
設定用のレバー(ディフォルトレバーと称することもあ
る)21´は、スロットギヤ21と一体に成形され、ス
ロットルシャフト3と共に一体に回転する。
【0084】一方、ギヤ収容部25の筒壁1Bには、ス
ロットルシャフト3が閉じ方向に戻り動作してスロット
ル弁6が所定位置近くまで閉じてくるとディフォルトレ
バー21´に当接するレバー受け51が設けてある。
【0085】レバー受け51は、例えばピン付き円筒形
を呈して、イニシャル開度用スプリング(ディフォルト
スプリングと称することもある)52に支持されつつ筒
壁1Bに設けたガイド(筒部)54に軸方向にスライド
可能(進退可能)に収容され、その先端ピン部がスリー
ブ54一端から突出してギヤ収容部25の空間に臨む。
【0086】ディフォルトスプリング52は、一端が筒
部54に装着したアジャストスクリュー53で受け止め
られ、他端がレバー受け51の内部に導入されてそのレ
バー受け51の内側端面で受け止められ、リターンスプ
リング31と反対方向(スロットル弁6の開方向)にば
ね力が付勢される。ディフォルトスプリング52とリタ
ーンスプリング31のばね力の釣り合った箇所がイニシ
ャル開度位置である(図10参照)。
【0087】ディフォルトスプリング52はレバー受け
51とアジャストスクリュー53の間に介在する。した
がって、イニシャル開度位置は、アジャストスクリュー
53によりディフォルトスプリング52のばね力を調整
することで、位置調整が可能である。スロットル弁6が
全閉ストッパ位置からイニシャル開度位置までの範囲内
にある場合には、モータ非通電時にディフォルトスプリ
ング52のばね力がリターンスプリング31のばね力に
勝る。したがって、スロットル弁6をイニシャル開度位
置から全閉ストッパ位置の範囲で制御するにはモータ7
の駆動力を要する。スロットル弁6のイニシャル開度位
置〜全開位置までは、リターンスプリング31のばね力
が有効に働く。スリーブ54に挿入された部材55は、
封止栓である。
【0088】ここで、スロットル弁の最小開度,最大開
度を規定する機構について説明する。
【0089】本例では、スロットル弁6の最小開度,最
大開度には、それぞれ2種の意義がある。一つは、スロ
ットルシャフト3と一体に回転する部材(ここでは、デ
ィフォルトレバー21′を有するスロットルギヤ21)
が機械的に最小,最大の範囲を規定するストッパに受け
止められて規定されるものであり、もう一つは、上記機
械的な最小〜最大開度の範囲内で電気的な制御(モータ
制御)によりスロットル弁6の最小,最大を規定される
ものであり、後者の電気制御による場合は実際の運転に
使用されるもので、ここでは機械的な最小,最大開度と
区別するためにモータ制御最小開度,モータ制御最大開
度と称する。このモータ制御最小開度〜最大開度のスロ
ットル弁開度制御は、TCMからの開度制御信号を受け
てモータ7の駆動力により実行される。
【0090】図13に示すように、前記の機械的な最小
開度,最大開度は車両運転中には使用されるものではな
く、運転中はモータ制御最小開度〜最大開度の範囲で行
われる。スロットル弁のモータ制御最小開度は機械的な
最小開度よりΔθだけ大きく(例えばΔθ=0.5〜
1.0°)、一方、スロットル弁制御のモータ制御最大
開度は機械的な最大開度よりΔθ´だけ小さい(Δθ´
は数度であり、この点については、後述する)。図13
に示すスロットル全閉位置とは、ストッパがなかた場合
の零点を示す。
【0091】本例でのスロットル弁の機械的な最小開度
は、モータ7の駆動力によりスロットルシャフト3をデ
ィフォルトスプリング52の力に抗して閉じ方向に目一
杯駆動して、スロットルギヤ21と一体のレバー21′
がレバー受け部材51に当接し、レバー受け部材51が
レバー21′に押されてアジャストスクリュー53に当
接した時の開度である。
【0092】一方、機械的な最大開度は、モータ7の駆
動力によりスロットルシャフト3を開方向に駆動して扇
形のスロットルギヤ21の一辺21Aがスロットルボデ
ィ1に設けたストッパ81(図7参照)にするまで移動
した時のスロットル弁の開度である。
【0093】すなわち、本例の弁開度規制機構は次のよ
うに構成されている。図7に示すように扇形のスロット
ルギヤ21にスロットル弁6の閉じ側の開度を規制する
ための可動側ストッパ要素A(レバー21´)を形成す
ると共に、このスロットルギヤ21の一辺21Aをスロ
ットル弁6の開き側の開度を規制するための可動側スト
ッパ要素Bとし、一方、スロットルボディ1側には、ス
ロットル弁6を目一杯開いた時に可動側ストッパ要素B
(ギヤ一辺21A)を受け止めてスロットル弁の機械的
な最大開度位置を規定する固定側ストッパ要素B´(筒
部54の一部81)が設けられ、また、スロットルボデ
ィ1側に、スロットル弁6が全閉位置近くまでくると可
動側ストッパ要素A(レバー21´)を受ける部材A´
(レバー受け51)と、モータ非通電時のスロットル弁
6のイニシャル開度をモータ制御最小開度位置より大き
く保持するために前記受け部材A´(レバー受け51)
を介して可動側ストッパ要素A(レバー21´)ひいて
はスロットルシャフト3に対しリターンスプリング31
の力に抗した開弁力を与えるイニシャル開度用のスプリ
ング52とを備え、前記受け部材A´(レバー受け5
1),ディフォルトスプリング52がスロットルボディ
1にアジャストスクリュー53と共に装着され、この受
け部材A´とアジャストスクリュー53との間にディフ
ォルトスプリング52が介在して、そのばね力をアジャ
ストスクリュー52にて調整可能に構成し、且つモータ
7をディフォルトスプリング52の力に抗して駆動して
スロットル弁6を閉じ側に目一杯回動させると、受け部
材A´(レバー受け51)が可動側ストッパ要素A(レ
バー21´)に押されてアジャストスクリュー53に当
接するように設定し、このアジャストスクリュー53に
よりスロットル弁の機械的な最小開度位置を規定する固
定側ストッパ要素A″を構成する。
【0094】ここで、スロットル弁6がスロットルボデ
ィの吸気通路2の軸線に対して垂直な時を想定してこの
垂直位置を開度0°とし、スロットル弁6が吸気通路の
軸線に対して平行な時を想定してこの平行位置を開度9
0°と定義すると、例えば、本例では、図13に示す機
械的な最小開度は6〜7°程度であり、モータ制御最小
開度位置はそれより0.5〜1°大きく、イニシャル開
度は10数度であり、また、モータ制御最大開度を90
°、機械的最大開度を90°以上(例えば95°或いは
その前後)に設定してある。
【0095】図13に示すように機械的な最小開度〜最
大開度の範囲の中で、実際に使用されるモータ制御最小
〜最大開度の範囲をΔθ,Δθ´だけ余裕をもたせて規
定すれば、スロットル弁のモータ制御最小,最大開度制
御時にストッパに当接して機械的な衝撃がスロットルギ
ヤ21(ストッパに受け止められる機構)を介してギヤ
機構Gに与えられるといったことがなく、ギヤ部材の機
械的疲労,摩耗,損傷を防止でき、また、ストッパへの
かじりを防止できる。
【0096】さらに、機械的な最大開度を90°以上に
設定することで、電気的に制御されるスロットル弁のモ
ータ制御最大開度を90°まで余裕を持って広げること
ができ(従来はモータ制御最大開度は90°未満であ
る)、このように設定すれば、モータ制御最大開度時の
スロットル弁6と空気流が平行となり、スロットル弁を
通過する空気抵抗を小さくして空気通路の圧力損失を極
力抑えることができる。
【0097】本例では、エンジンキースイッチをオンす
ると、一旦、モータ7によりスロットル弁6がイニシャ
ル開度位置から機械的な最小開度位置(アジャストスク
リュー53に当接する位置)まで絞り込まれる。これ
は、スロットル制御の基準位置を学習するためである
(すなわち、機械的な最小開度位置は制御上の零点とな
る)。その後、エンジンの冷却水温,スロットルポジシ
ョンセンサ,トラクション制御信号等に基づき、モータ
制御最小〜最大開度の範囲内で開度制御される。上記の
機械的な最小開度位置の学習は、保証のためにエンジン
キースイッチオフ時にも行うようにしてある。
【0098】本実施例のスロットル装置によれば、次の
ような種々の利点を有する。
【0099】a)スロットルアクチュエータ7,スロッ
トルポジションセンサ32,エアフローセンサ9をスロ
ットルボディ1といった一つの箇所に集約配置でき、ま
た、吸気系の通路に従来のように別体化した空気流量計
ボディとスロットルボディをそれぞれ組み込むような作
業をなくして、これをスロットル装置の一つの組込作業
ですませることが可能になる。また、外部の各種電気コ
ード(センサ出力取り出し線,電源線,グラウンド線)
も今までよりもスロットルボディ1側にまとめることが
でき、その分、配線接続作業の合理化を図り得る。
【0100】b)スロットルボディ1の実装時に天側と
なる上面にモータ7のケース部8とエアフローセンサ9
の装着部10とを形成したので、エンジンルームにスロ
ットルボディ1を搭載後、その付属品であるエアフロー
センサ9をエンジンルーム内でスロットルボディ1から
単独で且つ容易に取り出すことができ、その点検,修
理,交換の便利性を高める。また、スロットルボディ1
上面にはモータケース8が突出するので、このモータケ
ース8と残りのボディ1上面との間に段差が生じ、この
段差空間を遊ばせることなくエアフローセンサ9の装着
スペースとして有効に活用するので、スロットルボディ
周辺に無駄なスペースをなくして部品実装の集約密度を
高める。
【0101】c)外部の各種電気コード(センサ出力引
出線,センサ電源線,モータ制御電源線,電源グラウン
ド線等)はエンジン制御ユニットからスロットルボディ
に向けて引き出されるが、本例ではモータ7,スロット
ルポジションセンサ32,エアフローセンサ9の外部電
気コードに対するコード接続用のコネクタ端子の方向性
を一致させておくので、各種電気コードをあちらこちら
に異なる方向から引き回すことがなく、コード接続作業
が非常に簡便となる。
【0102】d)スロットルポジションセンサ32のケ
ース34のコネクタケース35Aが自身の外部電気コー
ドに対するコード接続用のコネクタ部のほかにスロット
ルアクチュエータの外部電気コードに対するコネクタ部
を兼用することができ、さらに、それらの電気コードに
対するコード接続用のコネクタ端子37,38の方向性
を一致させることで、上記の各種電気コードの接続作業
のより一層の簡便化を図り得る。
【0103】e)さらに、センサケース34を覆う樹脂
カバー35に設けた雌型コネクタケース35Aにスロッ
トルポジションセンサ32のコネクタ端子37とスロッ
トルアクチュエータ用モータのコネクタ端子38とをま
とめて導入セットしたので、コネクタ部(コネクタケー
ス)35Aの統一化を図り、これに対応して、スロット
ルポジションセンサ32の外部電気コードとモータ7の
外部電気コードを一つにまとめてそれらのコネクタ部
(雄型コネクタケース)も統一して、この雄型コネクタ
ケースを上記雌型コネクタケースに接続することで、電
気コードの接続作業の簡便化を図り得る。
【0104】f)電気コードのコネクタケースの形状は
メーカ各社で異なるものが使用されることが予想される
が、この場合にも、スロットルポジションセンサ32の
センサケース34はそのまま使用して、センサ収容空間
を覆う樹脂カバー35だけを電気コード側の雄型コネク
タの形状に合ったコネクタケース35Aを有するものに
交換すれば足り、スロットルポジションセンサ32の製
品自身については各社共通のものにすることができ、そ
の意味で互換性を高める。
【0105】g)モータケース8は奥径よりモータ挿入
口8Aの口径に向けて徐々に広がるテーパ状の内径を有
し、このモータ挿入口8Aの口径をモータ7の外径より
大きくしたので、モータ7をスロットルボディ1に設け
たケース部8に余裕を持ってスムーズに挿入セットで
き、しかも、モータケース内径特にモータ挿入口8A側
の内径とモータ外径との間に隙間が生じても、モータケ
ース部8から突出したモータのエンドカバー7Aのフラ
ンジ外周がスロットルボディ側に設けたストッパ89,
1B内周に接することで、そのモータの径方向のがたつ
きが防止される。なお、モータケース8の奥径はモータ
のリヤ側の外径に当接するので、がたつきが生じない。
【0106】特に、上記ストッパ89はギヤシャフト2
7の取付ボス88と一体化し、また、ストッパ1Bはス
ロットルボディのギヤ収納部25の筒壁1Bを利用した
ので、部品の合理化を図り得る。
【0107】h)リターンスプリング31が渦巻ばね形
であるため、スプリングの小形化を図り、しかも、リタ
ーンスプリング31をギヤカバー26内に形成したスプ
リングケース30に収容するので、ギヤカバー26をス
ロットルボディ1に装着すると、リターンスプリングも
同時に自ずと装着されるので、部品の組立の簡便化,作
業の合理化を図り得る。また、エンドカバー7Aがフラ
ンジを有して、このフランジにより直接モータ7をスロ
ットルボディ1にねじ止めできる。
【0108】i)イニシャル開度設定機構のレバー2
1′はスロットルギヤ21と一体であり、スロットルボ
ディ1には、アジャストスクリュー53,イニシャル開
度用スプリング52,レバー受け部材51だけを1ヶ所
に設けた筒部54に収容するだけでよく、しかも、スロ
ットル弁の機械的最小開度位置を決定するストッパをイ
ニシャル開度用スプリングのばね力調整のアジャストス
クリュー53が兼用するので、部品点数の合理化を図り
得る。
【0109】また、機械的最大開度位置を決定する可動
側ストッパ要素をスロットルギヤ21の一辺21Aで構
成し、固定側のストッパ要素81をイニシャル開度設定
機構の筒部54の壁部を利用するので、これらのストッ
パ要素の部品の合理化を図ることができる。
【0110】j)スロットル弁6がモータ制御最大開度
時に吸入空気流と実質平行になるので、吸気通路2内の
抵抗を従来よりも小さくして圧力損失を抑制する。
【0111】図14は本発明の第2実施例を示す部分断
面図であり、前記第1実施例と相違する点だけを図示し
たものである。なお、図中、第1実施例と同一符号は同
一或いは共通する部分を示す。
【0112】本例と第1実施例との相違点は、スロット
ルポジションセンサ32の装着部33を覆う樹脂カバー
35を用いず、センサケース34に直接コネクタケース
35A′を形成し、センサケース34の裏側にモータ7
に直付けされた電源入力端子70に接続するためのコネ
クタ端子75を配設し、このモータ直付け電源入力端子
70とセンサケース34の裏側に設けたコネクタ端子7
5とは、該センサケース34をスロットルボディ外壁に
装着した時にスリーブ継手76を介して接続される端子
構造とした点にある。
【0113】スリーブ継手76は、両端に端子75,7
0のピンを密着状態で嵌合する嵌合部を有する導電性の
チューブよりなる。
【0114】なお、このスリーブ継手76を端子75,
70のいずれか一方に取り付けてその取付側の端子の一
部としてみれば、モータ直付け電源入力端子70とセン
サケース34の裏側に設けたコネクタ端子75とは、該
センサケース34をスロットルボディ1外壁に装着した
時に直接嵌まり込む端子構造となる。
【0115】なお、本例でも、第1実施例同様にスロッ
トルポジションセンサ32のケース34の表側にスロッ
トルポジションセンサ32の外部電気コードに対するコ
ード接続用のコネクタ端子37とモータの外部電気コー
ドに対するコード接続用のコネクタ端子38とが1ヶ所
にまとめて併設されるが、これらの端子が前記したコネ
クタケース35A´内に収容される。
【0116】このような構成によれば、エンジンルーム
内にてスロットルポジションセンサ32及びスロットル
アクチュエータ用モータ7に接続すべき外部の電気コー
ドをまとめてスロットルボディ1上(スロットルポジシ
ョンセンサ32のケース34の表側)の一つのコネクタ
箇所35A´で接続できるほかに、スロットル装置をエ
ンジンルームに搭載する前にスロットルボディ1にスロ
ットルポジションセンサ32を装着する場合にも、その
センサケース34を装着するとセンサケース裏側に設け
たモータ対応のコネクタ端子75がセンサ装着空間内で
モータ直付けの電源入力端子70にワンタッチで嵌まり
合うので、スロットルボディ内外での電気配線接続の簡
便化を図り得る。
【0117】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、スロッ
トルボディに各種センサ部品及びアクチュエータを集約
して合理的に実装することが可能になり、エンジンルー
ムへの組込作業,配線作業の簡便化,搭載スペースの合
理化を図り、エンジン制御,機構部品の生産性の向上を
図ることができる。
【0118】また、モータ制御によるスロットル機構の
安定した動作保証,精度も高める電制スロットル装置も
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施例に係わるスロットル装
置を示す正面断面図(図3のB−B断面矢視図)。
【図2】図2は図4のA−A断面矢視図。
【図3】図3は図1のC方向矢視図(平面図)。
【図4】図4は図3のD方向矢視図(正面図)。
【図5】図5は図3のE方向矢視図(背面図)。
【図6】図6は図1のF方向矢視図(左側面図)。
【図7】図7は図4のギヤカバー26を外して視た正面
図。
【図8】図8は図7においてスロットルギヤ機構の中間
ギヤ19,20を外して視た部分正面図。
【図9】図9はスロットルのギヤ機構の一部及びギヤカ
バーを外して視た図7のG−G断面矢視図。
【図10】図10は図6のH−H断面矢視図。
【図11】図11はスロットルアクチュエータのギヤ機
構を含む分解斜視図。
【図12】図12はスロットルポジションセンサの分解
斜視図。
【図13】図13はスロットル弁開度の制御範囲を示す
説明図。
【図14】図14は本発明の他の実施例を示す部分断面
図。
【符号の説明】
1…スロットルボディ、2…吸気通路(ボア)、3…ス
ロットルシャフト、6…スロットル弁、7…スロットル
アクチュエータ用モータ、7A…モータエンドカバー、
8…モータケース、8A…モータ挿入口、9…エアフロ
ーセンサ、10…エアフローセンサ装着部、11…発熱
抵抗体、12…温度補償用抵抗体、13…空気計量管、
14…回路モジュール、14A…コネクタケース、14
´…エアフローセンサケース、18…ピニオン、19,
20…中間ギヤ、21…スロットルギヤ、21´…レバ
ー(可動側ストッパ要素A)、21A…ギヤ一辺(開度
規制用の可動側ストッパ要素B)、26…ギヤカバー、
27…ギヤシャフト、28…ギヤシャフト取付孔、30
…リターンスプリング収容部、31…リターンスプリン
グ、32…スロットルポジションセンサー、34…セン
サケース、35…樹脂カバー、35A,35A´…コネ
クタケース、37,38…コード接続用コネクタ端子、
40…リード線、41…コネクタ、51…レバー受け
(受け部材)、52…イニシャル開度用スプリング(デ
ィフォルトスプリング)、53…アジャストスクリュ
ー、54…筒部、70…モータ直付けコネクタ端子、7
5…センサケース裏側のコネクタ端子、76…端子接続
用のスリーブ継手、88…ギヤシャフト取付ボス、89
…円弧状突起(モータ固定用ストッパ)、89´…円弧
面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長山 一雄 茨城県ひたちなか市大字高場2477番地 株 式会社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 佐々木 靖 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スロットル弁を内装したエンジン吸気系
    のスロットルボディ単体に、スロットルアクチュエータ
    用モータと、スロットル弁の開度を検出するスロットル
    ポジションセンサと、スロットル弁の上流に位置して吸
    入空気流量を測定するエアフローセンサとを装着して成
    ることを特徴とするエンジンのスロットル装置。
  2. 【請求項2】 スロットル弁を内装したエンジン吸気系
    のスロットルボディ単体に、スロットルアクチュエータ
    用モータと、スロットル弁の開度を検出するスロットル
    ポジションセンサと、スロットル弁の上流に位置して吸
    入空気流量を測定するエアフローセンサとを装着し、 前記スロットルボディはエンジンルーム内に実装した時
    に内部の吸気通路が横になる型で、そのボディ外壁のう
    ち実装時に天側となる上面に前記モータのケース部と前
    記エアフローセンサの装着部とが形成されていることを
    特徴とするエンジンのスロットル装置。
  3. 【請求項3】 スロットル弁を内装したエンジン吸気系
    のスロットルボディ単体に、スロットルアクチュエータ
    用モータと、スロットル弁の開度を検出するスロットル
    ポジションセンサと、スロットル弁の上流に位置して吸
    入空気流量を測定するエアフローセンサとを装着し、 前記モータ,スロットルポジションセンサ,エアフロー
    センサの外部電気コードに対するコード接続用のコネク
    タ端子の方向性を一致させたことを特徴とするエンジン
    のスロットル装置。
  4. 【請求項4】 スロットル弁を内装したエンジン吸気系
    のスロットルボディ単体に、スロットルアクチュエータ
    用モータと、スロットル弁の開度を検出するスロットル
    ポジションセンサと、スロットル弁の上流に位置して吸
    入空気流量を測定するエアフローセンサとを装着し、 前記スロットルボディはエンジンルーム内に実装した時
    に内部の吸気通路が横になる型で、そのボディ外壁のう
    ち実装時に天側となる上面に前記モータと前記エアフロ
    ーセンサの回路モジュールとが装着され、該モータとエ
    アフローセンサの各々の外部電気コードに対するコード
    接続用のコネクタ端子がスロットルボディの一側に向け
    て方向を一致させてあり、これらのコネクタ端子が向い
    た側のスロットルボディ外壁側面に前記スロットルポジ
    ションセンサを配置して、該スロットルポジションセン
    サの外部電気コードに対するコード接続用のコネクタ端
    子も前記モータのコネクタ端子及び前記エアフローセン
    サのコネクタ端子と方向性を一致させてあることを特徴
    とするエンジンのスロットル装置。
  5. 【請求項5】 前記スロットルボディは、そのスロット
    ル弁上流側が前記エアフローセンサの装着スペースを確
    保するために延設され、 前記エアフローセンサは、空気流量測定用の発熱抵抗体
    を内装して吸気通路の空気の一部を導く計量管を有し、 前記計量管が前記ボディ延設部の壁を通して該ボディ延
    設部の吸気通路内に配置されている請求項1ないし請求
    項4のいずれか1項記載のエンジンのスロットル装置。
  6. 【請求項6】 スロットル弁及びスロットルアクチュエ
    ータ用モータを有するスロットルボディの外側壁にスロ
    ットルポジションセンサが装着され、該センサケースに
    スロットルポジションセンサの外部電気コードに対する
    コード接続用のコネクタ端子と前記モータの外部電気コ
    ードに対するコード接続用のコネクタ端子とが方向性を
    一致させて併設されていることを特徴とするエンジンの
    スロットル装置。
  7. 【請求項7】 スロットル弁及びスロットルアクチュエ
    ータ用モータを有するスロットルボディの外側壁にスロ
    ットルポジションセンサが装着され、 該センサケースに前記スロットルポジションセンサの外
    部電気コードに対するコード接続用のコネクタ端子と前
    記モータの外部電気コードに対するコード接続用のコネ
    クタ端子とが方向性を一致させて1ヶ所にまとめて併設
    され、 且つ、前記スロットルポジションセンサを装着するセン
    サ装着部が樹脂カバーで覆われ、この樹脂カバーの一部
    に前記センサケース側に設けたコネクタ端子群を導入セ
    ットするための一つの雌形のコネクタケースが形成され
    ていることを特徴とするエンジンのスロットル装置。
  8. 【請求項8】 スロットル弁及びスロットルアクチュエ
    ータ用モータを有するスロットルボディの外側壁にスロ
    ットルポジションセンサが装着され、 該センサケースに前記スロットルポジションセンサの外
    部電気コードに対するコード接続用のコネクタ端子と前
    記モータの外部電気コードに対するコード接続用のコネ
    クタ端子とが1ヶ所にまとめて併設され、一方、前記モ
    ータのケースが前記スロットルボディと一体に形成さ
    れ、該モータケースに収容される前記モータのモータ直
    付けの電源入力端子が前記スロットルポジションセンサ
    の装着部に臨んで、該モータ直付けの電源入力端子に前
    記センサケースに設けた前記モータ用のコネクタ端子の
    後端がスロットルボディ内でコネクタ付きリード線を介
    して接続されていることを特徴とするエンジンのスロッ
    トル装置。
  9. 【請求項9】 スロットル弁及びスロットルアクチュエ
    ータ用モータを有するスロットルボディの外側壁にスロ
    ットルポジションセンサが装着され、 該センサケースの表側に前記スロットルポジションセン
    サの外部電気コードに対するコード接続用のコネクタ端
    子と前記モータの外部電気コードに対するコード接続用
    のコネクタ端子とが1ヶ所にまとめて併設され、一方、
    前記センサケースの裏側に前記モータに直付けされた電
    源入力端子に接続するためのコネクタ端子が配設され、 且つ前記モータのケースが前記スロットルボディと一体
    に形成され、前記モータ直付けの電源入力端子が前記モ
    ータケースから前記スロットルポジションセンサの装着
    部に臨んでおり、このモータ直付け電源入力端子と前記
    センサケースの裏側に設けたコネクタ端子とは、該セン
    サケースをスロットルボディ外壁に装着した時に直接嵌
    まり込む端子構造としたことを特徴とするエンジンのス
    ロットル装置。
  10. 【請求項10】 スロットル弁及びスロットルアクチュ
    エータ用モータを有するスロットルボディの外側壁にス
    ロットルポジションセンサが装着され、 該センサケースの表側に前記スロットルポジションセン
    サの外部電気コードに対するコード接続用のコネクタ端
    子と前記モータの外部電気コードに対するコード接続用
    のコネクタ端子とが1ヶ所にまとめて併設され、一方、
    前記センサケースの裏側に前記モータに直付けされた電
    源入力端子に接続するためのコネクタ端子が配設され、 且つ前記モータのケースが前記スロットルボディと一体
    に形成され、前記モータ直付けの電源入力端子が前記モ
    ータケースから前記スロットルポジションセンサの装着
    部に臨んでおり、このモータ直付け電源入力端子と前記
    センサケースの裏側に設けたコネクタ端子とがスリーブ
    継手を介して直接接続されていることを特徴とするエン
    ジンのスロットル装置。
  11. 【請求項11】 エンジンの吸気系のスロットルボディ
    にスロットル弁とスロットルアクチュエータ用モータと
    を装着したエンジンのスロットル装置において、 前記モータのケースが前記スロットルボディと一体に形
    成され、このモータケースは奥径よりモータ挿入口の口
    径に向けて徐々に広がるテーパ状の内径を有し、このモ
    ータ挿入口の口径を前記モータ外径より大きくし、且つ
    前記モータのうち前記モータ挿入口側端部にはフランジ
    付きエンドカバーが設けてあり、このエンドカバーを前
    記モータ挿入口より出して前記モータが前記モータケー
    スにセットされると共に、前記スロットルボディには、
    前記エンドカバーのフランジ外周に接触してモータの径
    方向のがたつきを防止するストッパが設けてあることを
    特徴とするエンジンのスロットル装置。
  12. 【請求項12】 前記モータは、前記エンドカバーのフ
    ランジを介して前記スロットルボディに直接ねじ止めさ
    れている請求項11記載のエンジンのスロットル装置。
  13. 【請求項13】 前記モータケースの反モータ挿入口側
    端部の内面と前記モータの一端との間に弾性部材が介在
    し、この弾性部材にはモータ直付けの電源入力端子を貫
    通させて端子台と嵌合する嵌合孔が設けてある請求項1
    1又は請求項12記載のエンジンのスロットル装置。
  14. 【請求項14】 前記ストッパは、前記スロットルボデ
    ィの外側壁に設けた前記モータの動力伝達用ギヤ機構を
    収容する空間部の内壁と、前記ギヤ機構の中間ギヤのシ
    ャフトを取り付けるための取付孔の開口周縁に設けたボ
    ス部と一体に形成した突起部とで構成され、前記ギヤ機
    構収容空間部の内壁と前記突起部との内周が前記エンド
    カバーの外周に適合する円弧面を成している請求項11
    又は請求項12又は請求項13記載のエンジンのスロッ
    トル装置。
  15. 【請求項15】 エンジンの吸気系のスロットルボディ
    にスロットル弁とスロットルアクチュエータ用モータと
    を備えるエンジンのスロットル装置において、 前記スロットルボディの外壁一面に前記モータの動力を
    スロットルシャフトに伝達するギヤ機構の収容部が設け
    られ、このギヤ機構の収容部を覆うギヤカバーの内面に
    前記スロットルシャフトを閉方向に付勢する渦巻ばね形
    のリターンスプリングの収容ケース部が該ギヤカバーと
    一体に形成され、前記スロットルシャフトの一端が前記
    ギヤカバーのリターンスプリング収容部まで延設されて
    前記リターンスプリングの一端に結合されていることを
    特徴とするエンジンのスロットル装置。
  16. 【請求項16】 エンジンの吸気系のスロットルボディ
    にスロットル弁とスロットルアクチュエータ用モータと
    スロットルシャフトに対しスロットル弁閉方向に力を与
    えるリターンスプリングとが装着され、電気的な制御信
    号により前記モータを駆動制御してスロットル弁の開度
    を制御するスロットル制御系と、前記モータが非通電時
    の前記スロットル弁のイニシャル開度をスロットル弁制
    御範囲のモータ制御最小開度位置より大きく保つイニシ
    ャル開度設定機構とを備えたエンジンのスロットル装置
    において、 前記イニシャル開度設定機構は、スロットルシャフトと
    一体的に回転するよう該シャフトに配置したイニシャル
    開度設定用のレバーと、前記スロットル弁が所定位置ま
    で閉じてくると前記レバーを受ける部材と、該レバー受
    け部材を介して前記レバーひいては前記スロットルシャ
    フトに前記リターンスプリングの力に抗してイニシャル
    開度を保持するための開弁力を与えるイニシャル開度用
    のスプリングとを備え、前記レバー受け部材,イニシャ
    ル開度用のスプリングが前記スロットルボディの壁部に
    設けた筒部にアジャストスクリューと共に装着され、こ
    のうち前記レバー受け部材は、一部が前記筒部から突出
    して前記レバーを受ける態勢にしてあり、このレバー受
    け部材と前記アジャストスクリューとの間に前記イニシ
    ャル開度用のスプリングが介在して、そのばね力を前記
    アジャストスクリューにて調整可能に構成したことを特
    徴とするエンジンのスロットル装置。
  17. 【請求項17】 前記スロットルアクチュエータ用モー
    タを前記イニシャル開度用のスプリングの力に抗して駆
    動して前記スロットル弁を閉じ側に目一杯回動させる
    と、前記レバー受けが前記レバーに押されて前記アジャ
    ストスクリューに当接するよう設定し、この当接した位
    置でのスロットル弁の開度をスロットル弁制御範囲の基
    準点となる機械的な最小開度位置としてある請求項16
    記載のエンジンのスロットル装置。
  18. 【請求項18】 前記レバーは、前記スロットルアクチ
    ュエータ用モータの動力を伝達するギヤ機構のうち前記
    スロットルシャフトに設けた扇形のスロットルギヤと一
    体に成形されている請求項16又は請求項17記載のエ
    ンジンのスロットル装置。
  19. 【請求項19】 前記レバー受け部材,イニシャル開度
    用スプリング,アジャストスクリューを装着する前記筒
    部の外壁の一部により、前記スロットル弁を目一杯に開
    いたときにスロットルシャフトに設けた可動側ストッパ
    要素を受け止めて機械的な最大開度位置を規定する固定
    側ストッパ要素を構成したことを特徴とする請求項16
    ないし請求項18のいずれか1項記載のエンジンのスロ
    ットル装置。
  20. 【請求項20】 エンジンの吸気系のスロットルボディ
    にスロットル弁とスロットルアクチュエータ用モータと
    が装着され、電気的な制御信号により前記モータを駆動
    制御してスロットル弁の開度を制御するスロットル制御
    系を備えたエンジンのスロットル装置において、 前記モータの動力をスロットルシャフトに伝達するギヤ
    機構のうち前記スロットルシャフトに設けたスロットル
    ギヤが扇形ギヤで、このスロットルギヤにスロットル弁
    の閉じ側の開度を規制するための可動側ストッパ要素A
    を形成すると共に、このスロットルギヤの一辺をスロッ
    トル弁の開き側の開度を規制するための可動側ストッパ
    要素Bとし、 一方、前記スロットルボディ側には、前記スロットル弁
    を目一杯開いた時に前記可動側ストッパ要素Bを受け止
    めてスロットル弁の機械的な最大開度位置を規定する固
    定側ストッパ要素B´が設けられ、 また、前記スロットルボディ側に、前記スロットル弁が
    所定位置まで閉じてくると前記可動側ストッパ要素Aを
    受ける部材A´と、モータ非通電時のスロットル弁のイ
    ニシャル開度をモータ制御最小開度位置より大きく保持
    するために前記受け部材A´を介して前記可動側ストッ
    パ要素Aひいては前記スロットルシャフトに対しリター
    ンスプリングの力に抗した開弁力を与えるイニシャル開
    度用のスプリングとを備え、 前記受け部材A´,前記イニシャル開度用スプリングが
    前記スロットルボディにアジャストスクリューと共に装
    着され、この受け部材A´と前記アジャストスクリュー
    との間に前記イニシャル開度用のスプリングが介在し
    て、そのばね力を前記アジャストスクリューにて調整可
    能に構成し、 且つ前記モータを前記イニシャル開度用のスプリングの
    力に抗して駆動して前記スロットル弁を閉じ側に目一杯
    回動させると、前記受け部材A´が前記可動側ストッパ
    要素Aに押されて前記アジャストスクリューに当接する
    ように設定し、このアジャストスクリューにより前記ス
    ロットル弁の機械的な最小開度位置を規定する固定側ス
    トッパ要素A″を構成し、 前記モータにより制御される前記スロットル弁の最小,
    最大開度位置のうち、モータ制御最小開度位置は前記機
    械的最小開度位置よりも開度を大きく、モータ制御最大
    開度位置は前記機械的最大開度位置よりも開度を小さく
    設定したことを特徴とするエンジンのスロットル装置。
  21. 【請求項21】 エンジンの吸気系のスロットルボディ
    にスロットル弁とスロットルアクチュエータ用モータと
    が装着され、電気的な制御信号により前記モータを駆動
    制御してスロットル弁の開度を制御するスロットル制御
    系を備えたエンジンのスロットル装置において、 スロットル弁が吸気通路の軸線に対して垂直な時を想定
    してこの垂直位置を開度0°とし、スロットル弁が吸気
    通路の軸線に対して平行な時を想定してこの平行位置を
    開度90°と定義した場合に、スロットルシャフトに設
    けた可動側ストッパ要素がスロットルボディ側に設けた
    最大開度規制用の固定側ストッパ要素に当接してスロッ
    トル弁が物理的にこれ以上開くことができない機械的な
    最大開度を90°以上とし、前記モータにより制御され
    るスロットル弁の最大開度が90°に設定してあること
    を特徴とするエンジンのスロットル装置。
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