JPH0763072A - スロットル弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で低トルクのモータによるスロットル制
御を可能とするとともに、安価で簡素なフェールセーフ
構成を確保する。 【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にはその回動軸心よりも
吸気上流側に位置する開口部（２ａ）が設けられ、副ス
ロットル弁２を全開方向へ付勢する全開復帰用リターン
スプリングが排除される。

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
号公報がある。この装置は、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を備えている。そして副
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
スプリングを設け、モータ制御不能時の副スロットル弁
の閉塞を防止することによりフェールセーフ構成を確保
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来装置による
と、副スロットル弁の全開復帰用リターンスプリングを
設けているため、制御用モータにリターンスプリングの
付勢力が加わることによりモータ負荷が大きくなり、小
型で低トルクのモータの採用による副スロットル制御の
妨げになっている。またリターンスプリングを設けるこ
とにより、部品点数も増え、その組付構造も複雑となる
ため、高価なフェイルセーフ構成となっている。

【０００４】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、その目的は小型で低トル
クのモータによるスロットル制御を可能とするととも
に、安価で簡素なフェールセーフ構成を確保することの
できるスロットル弁制御装置を提供することにある。

【０００５】

【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、前記副スロットル弁にはその回動軸心よりも吸気上
流側に位置する開口部が設けられ、前記副スロットル弁
を全開方向へ付勢する全開復帰用リターンスプリングが
排除されている。

【０００６】

【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。
また、副スロットル弁にその回動軸心よりも吸気上流側
に位置する開口部が設けられているので、副スロットル
弁の吸気管負圧受圧部面積が回動軸心を中心とする吸気
上流側半部が吸気下流側半部よりも小さくなり、その面
積差により閉塞制御中には吸気上流側半部よりも吸気下
流側半部が大きな吸気管負圧作用を受ける。従って、副
スロットル弁の閉塞制御中に万一制御不能となっても、
エンジンの吸気管負圧作用によって副スロットル弁が開
弁させられることにより、主スロットル弁のアクセル操
作による退避走行が可能となるため、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。

【０００７】

【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について図１〜図５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
る各円形のスロットル弁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。

【０００８】また図２に側断面図で示されるように、前
記主スロットル軸１１の軸心Ｃ₂ 及び副スロットル軸３
の軸心Ｃ₃ は、吸気通路１６の軸心Ｃ₁ 上に配置されて
おり、いずれも当該スロットル弁１０，２の弁軸心上に
ある。更に副スロットル弁２には、その回動軸心Ｃ₃ よ
りも吸気上流側に位置する貫通穴２ａが設けられてい
る。この貫通穴２ａは、本発明でいう開口部に相当する
もので、例えば口径が数 mm の大きさの円形に形成され
ている。

【０００９】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。前記主スロット
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。

【００１０】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。位置
規制レバー９は、副スロットル弁２の全閉時においては
スロットルボデー１に設けられた全閉レバーストッパ２
１に当接しそのスロットル弁２のそれ以上の閉じ動作を
規制し、また副スロットル弁２の全開時においてはスロ
ットルボデー１に設けられた全開レバーストッパ２２に
当接しそのスロットル弁２のそれ以上の開き動作を規制
する。前記副スロットル軸３の一端にはセンサレバー２
０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。

【００１１】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通電されること
によりその信号に応じて所定角度回転する。

【００１２】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。

【００１３】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８ｂ
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を全開状態にする。

【００１４】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。

【００１５】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、副スロットル弁２に貫通穴２ａがその回
動軸心Ｃ₃ よりも吸気上流側に設けられたことにより、
副スロットル弁２の吸気管負圧受圧部面積が回動軸心Ｃ
₃ を中心とする吸気上流側半部が吸気下流側半部よりも
小さくなり、その面積差により閉塞制御中には吸気上流
側半部よりも吸気下流側半部が大きな吸気管負圧作用を
受ける。従って、副スロットル弁２の閉塞制御中に万一
制御不能となっても、副スロットル弁２に対しエンジン
の吸気管負圧作用がその開弁方向（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
されるように開弁させられ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。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。また貫通穴２
ａを形成することにより副スロットル弁２の閉塞時の吸
気通過量がある程度増えるものの、副スロットル弁２が
ＴＲＣ制御を行うものであることから弊害がほとんど生
じない。

【００１６】前記スロットル弁制御装置によると、副ス
ロットル弁２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、小型で低トルクのモータに
よるスロットル制御が可能となる。また、副スロットル
弁２に貫通穴２ａを設けたことにより、前記したように
副スロットル弁２の閉塞制御中に万一制御不能となって
も主スロットル弁１０のアクセル操作による退避走行が
可能となるため、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。

【００１７】〔実施例２〕実施例２について図６の説明
図を参照して説明する。なお本例は、副スロットル弁２
の開口部形状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
られる部分の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、副スロットル弁２の吸気上流側端部に弦に沿っ
て切欠部２ｂを切除することにより開口部を設けてい
る。なお図６に副スロットル弁２の従来形状が二点鎖線
で示されている。

【００１８】〔実施例３〕実施例３について図７の説明
図を参照して説明する。本例は、副スロットル弁２の吸
気上流側端部に弁半径より大きな曲率の円弧に沿って切
欠部２ｃを切除することにより開口部を設けている。な
お図７に副スロットル弁２の従来形状が二点鎖線で示さ
れている。また実施例２及び実施例３によると、副スロ
ットル弁２の閉塞時に吸気通路１６の壁面に当接する副
スロットル弁２の吸気上流側端縁が切除されるので、副
スロットル弁２の吸気通路壁面への喰い付きといった不
具合を防止することができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、副スロットル弁にその
回動軸心よりも吸気上流側に位置する開口部が設けら
れ、副スロットル弁を全開方向へ付勢する全開復帰用リ
ターンスプリングが排除されていることにより、フェー
ルセーフ構成を確保しながらもモータ負荷を低減するこ
とができ、小型で低トルクのモータによるスロットル制
御が可能である。また副スロットル弁に開口部を設ける
といった形状変更によって、従来のリターンスプリング
を排除するため、従来に比べ安価で簡素なフェールセー
フ構成を確保することができる。

【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】実施例２を示す説明図である。

【図７】実施例３を示す説明図である。

【符号の説明】

１ スロットルボデー ２ 副スロットル弁 ２ａ 貫通穴（開口部） ６ 制御用モータ １０ 主スロットル弁 １６ 吸気通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、前記副スロッ
   トル弁にはその回動軸心よりも吸気上流側に位置する開
   口部が設けられ、前記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が排除されているス
   ロットル弁制御装置。