JP3161978B2 - 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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JP3161978B2 JP24213696A JP24213696A JP3161978B2 JP 3161978 B2 JP3161978 B2 JP 3161978B2 JP 24213696 A JP24213696 A JP 24213696A JP 24213696 A JP24213696 A JP 24213696A JP 3161978 B2 JP3161978 B2 JP 3161978B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのスロッ
トル弁を電気的なアクチュエータにより開度制御するス
ロットル装置に係り、さらに詳細には、エンジンキース
イッチをオフした時のスロットル弁のイニシャル開度を
スロットル弁の全閉位置より大きく設定する機構を備え
たスロットル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来よりエンジンのスロットル弁を電気
的なアクチュエータにより駆動制御する電子スロットル
制御方式では、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のモータの非通電時)のスロット
ル弁のイニシャル開度(本文中ではスロットルイニシャ
ル開度と称することもある)を全閉位置(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。
【0003】このようなイニシャル開度設定の理由は、
一つに、補助空気通路(スロットル弁をバイパスする空
気通路)を設けることなくしてエンジン始動時の暖機前
運転(冷寒始動)の燃焼に必要な空気流量確保が挙げら
れる。なお、アイドリング時には、暖機されるにつれて
スロットル弁は、イニシャル開度から全閉位置(通常の
アイドル開度)まで絞り込まれていく制御がなされる。
【0004】イニシャル開度は、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、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。
【0005】例えば、特許出願公表平2−500677
号公報では、スロットル弁を閉じ方向に付勢するリター
ンスプリング(第1の付勢手段)と、リターンスプリン
グに抗してスロットル弁を開方向に付勢する対抗ばね
(第2の付勢手段;イニシャル開度用スプリング)の力
関係を、スロットルイニシャル開度位置で後者の対抗ば
ねの力をリターンスプリングより大きくし、エンジンキ
ースイッチのオフ時には、この対抗ばねの自由端がイニ
シャル開度位置でストッパに係止するようにしてスロッ
トルイニシャル開度が保持されるように設定してある。
【0006】また、特開平3−271528号公報で
は、スロットルシャフトの一端を支持するスロットルボ
ディ側壁のボス部にリリーフレバーの構成要素であるス
リーブ(支持部材)を回転方向にフリーの状態で嵌合
し、このリリーフレバーをリターンスプリング(第1の
付勢手段)によりスロットル弁の閉方向に付勢し、一
方、スロットルシャフトにスロットルレバーを固定し、
このスロットルレバーにリリーフレバーをリターンスプ
リングのばね力により係合させ、モータの非通電時に
は、上記レバー同士の係合とリターンスプリングの力で
スロットル弁を所定位置(スロットル弁の全閉位置より
開度の大きい位置)でストッパにより停止させ、且つこ
の位置で第2の付勢手段を用いてスロットルレバーをス
ロットル弁の開方向に付勢してスロットルイニシャル開
度を保持している。
【0007】特開平4−203219号公報では、スロ
ットルシャフトの一端に該シャフトと交わる形でレバー
を固定し、このレバーの一端にリターンスプリング(第
1の付勢手段)によりスロットル弁を閉方向に付勢する
力を与え、レバーの他端に第2の付勢手段によりスロッ
トル弁をスロットル全閉付近で開方向に付勢する力を与
えるようにしてある。この第2の付勢手段の力を所定開
度以下(スロットルイニシャル開度以下)では、第1の
付勢手段の力より大きくすることで、スロットルイニシ
ャル開度を保持するようにしてある。
【0008】これらの従来例では、スロットル弁の開度
制御を行う場合には、制御系から送られる制御信号に基
づきモータの駆動制御により行われ、スロットルイニシ
ャル開度よりスロットル開度を小さくしようとする場合
には、モータによる駆動トルクが第2の付勢手段に抗し
てスロットル弁の閉方向に働くことで行われる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この種のイニシャル開
度設定機構は、例えば、特開平3−271528号公報
のように、スロットルシャフトの一端側の軸回りにリリ
ーフレバーや、これと係合するスロットルレバー,第
1,第2の付勢手段,ストッパ等を配置すれば、部品の
集約化を図れるものの、従来方式は、リリーフレバーの
要素となるスリーブ(支持部材)がスロットルボディ側
壁のボス部に嵌合されているため、上記スリーブがスロ
ットル開度制御時にスロットルシャフトの回転に追従し
て動作すると、ボス部外周を摺動するために、スリーブ
・ボス部間にフリクションが発生する構造となってい
る。フリクションは、リターンスプリングやモータ駆動
の負担となるために、できるだけ低減することが望まれ
る。
【0010】本発明の目的は、基本的には、イニシャル
開度設定機構の搭載上の合理性を高めることで、従来よ
りも、機構上のフリクションの低減,付勢手段の特性改
善(例えば、リターンスプリング等のばね特性の改善)
を図ることにより、スロットルアクチュエータ駆動の負
担の軽減、スロットル制御動作の安定化を達成すること
にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、スロットル弁を収容するスロットルボデ
ィと、スロットル制御系のアクチュエータ用のモータ
と、前記スロットル弁の全閉位置を設定する全閉位置設
定機構と、前記モータが非通電時の前記スロットル弁の
イニシャル開度を前記全閉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
ャフトに該シャフトに対し回転可能に嵌合された嵌合部
材と、該嵌合部材を前記スロットル弁の閉方向に付勢す
る第1の付勢手段と、前記スロットルシャフトに固定さ
れ前記第1の付勢手段の力により前記嵌合部材と係合可
能な係合部材と、前記嵌合部材が前記スロットル弁のイ
ニシャル開度位置よりも閉方向に回転するのを阻むよう
に前記スロットルボディに設けたストッパと、一端が前
記スロットルシャフトに固定したチップもしくはレバー
もしくは前記係合部材に結合され、他端が前記嵌合部材
に結合されて、前記スロットルシャフトに前記全閉位置
の付近で前記スロットル弁のイニシャル開度を保つため
の開弁力を与える第2の付勢手段とを有して、前記スロ
ットル弁のイニシャル開度以上の運転領域では、前記嵌
合部材が前記スロットルシャフトに乗りながら通常は該
スロットルシャフトと一体的に回転する構成とした。
【0012】このような構成によれば、エンジンキース
イッチオフ状態(モータ非通電時)には、第1の付勢手
段の力(閉弁力)が前記嵌合部材,スロットルシャフト
固定の係合部材を介してスロットルシャフトに与えら
れ、前記嵌合部材がスロットルイニシャル開度位置でス
トッパに係止し、さらに、第2の付勢手段の力(開弁
力)がスロットルシャフトに作用することで、スロット
ル弁は全閉位置より開度を大きくしたイニシャル開度位
置に保持される。
【0013】また、スロットルイニシャル開度以上の領
域で、モータによりスロットル弁を開度制御する場合に
は、通常は嵌合部材がスロットルシャフトに乗った状態
でスロットルシャフトと一体的に動作するので、スロッ
トシャフト・嵌合部材間にはほとんどフリクションが発
生しない。そのため、第1の付勢手段の力(ばね荷重)
を小さくし、ひいては要求されるスロットル軸トルクT
1の軽減を図ることで、モータ駆動の負担を小さくす
る。さらに、スロットル軸トルクのスロットルイニシャ
ル開度位置を境にして発生する軸段差トルクT1−(−
T2)も小さくすることで、スロットル駆動制御の安定
性を高める。
【0014】
【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。
【0015】図1は第1の実施形態に係わるスロットル
装置を示す縦断面図、図2はそのA方向矢視図、図3は
分解斜視図、図4は要部断面図である。
【0016】これらの図において、スロットルボディ1
5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)30が形成される。スロットルボディ15に
は、吸気通路30と直交してスロットルシャフト18が
貫通し軸受28,29を介して回転自在に支持され、ス
ロットルシャフト18に吸気通路30内の吸入空気量を
制御するスロットル弁24が固着される。26はエンジ
ン冷却水をスロットルボディ1に通すパイプであり、ス
ロットルボディ26をエンジン冷却水温度に管理する。
【0017】スロットルボディ15の側壁のうちスロッ
トルシャフト18と直交する左右の側壁面には、一方側
の面に軸受29及びシール32を収容する軸受収容部1
5Cと、電子スロットル制御系の駆動用のギヤ群を収容
するケース部15Aとがボディ15と一体に形成され、
その反対側の面に軸受28及びシール31を収容する軸
受収容部15Dと、リンプホーム機構及びスロットル弁
のイニシャル開度設定機構を収容するケース部15Bと
が配設してある。
【0018】リンプホーム機構は、電子スロットル(ア
クチュエータやその制御系)が故障した場合に、機械的
なアクセル機構で応急的な自力走行を可能にするための
ものである。イニシャル開度設定機構は、エンジンキー
をオフにした時(モータ非通電時)のスロットル弁24
のイニシャル開度を設定するためのものである。スロッ
トル弁のイニシャル開度は、例えば5°(±0.2°)
に設定され、スロットル弁の全閉位置の開度(スロット
ル弁全閉位置とは、アイドル空気流量を確保し得る開度
に相当する)より大きく設定される。このリンプホーム
機構及びイニシャル開度設定機構の構成については後述
する。イニシャル開度を設定する理由については既述し
たので省略する。
【0019】ギヤ群収容ケース部15Aは、ねじ止めに
より脱着可能なカバー21により被われて、内部20に
スロットル駆動系のギヤ11,9A,9B,10等を収
容する。一方、ケース部15Bはアクセルレバー1,
1′やアクセルシャフト34,アクセルポジションセン
サ13等を備えたねじ止めにより脱着可能なカバー22
により被われる。
【0020】アクセルカバー22は、カバー22を貫通
するアクセルシャフト34を軸受93,94を介して支
持するボス部90を有し、アクセルシャフト34の一端
にアクセルワイヤ結合部33付きの第1のアクセルレバ
ー1が固定配置してある。
【0021】ボス部90外周にスプリング支持部材91
が嵌装してある。アクセルシャフト34の他端はカバー
22内に導入されて、このシャフト34の他端に第2の
アクセルレバー(カムレバー)1´が固定配置される。
これらのレバー1,1´の固定配置はアクセルシャフト
34の両端に配設した締め付けナット35,92とシャ
フト34の段差部との間の挾持を利用して行われる。
【0022】スプリング支持部材91の外周には、コイ
ル形の捩じればねで構成したアクセル用リターンスプリ
ング8が装着される。リターンスプリング8は、一端が
第1のアクセルレバー1側に接続され、他端がカバー2
2側に接続され、アクセルシャフト34,アクセルレバ
ー1,1´を閉方向に付勢する。アクセルレバー1,1
´は、アクセルペダルを踏み込むことでワイヤ44を介
してリターンスプリング8の力に抗して開方向に回転す
る。
【0023】ただし、スロットルシャフト18をモータ
12により電動回転させている場合には、カム形のアク
セルレバー1´はスロットルシャフト18に動力を伝達
することはない。95はシール部材である。
【0024】スロットルボディ15の側壁の一部(図1
では下部)にはモータケース部15Eがスロットルシャ
フト18と平行配置の態様で設けられ、モータケース部
15Eに電子スロットル用のアクチュエータとなるモー
タ12が収容される。モータ12は、直流モータ,ステ
ッピングモータ等が使用される。
【0025】モータケース部15Eの内周はテーパ形状
を呈して、モータ12を挿入し易くし、ケース部15E
の奥端に弾性部材27を介在させ、ケース開口部にモー
タ止め板96を配置し、ねじ97の締め付けで、弾性部
材27及び止め板96がモータ12を挾持している。
【0026】モータ12のシャフト12Aに設けたモー
タギヤ(ピニオンギヤ)11が中間ギヤ9Aと噛み合
う。中間ギヤ9Aはモータギヤ11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9B,スロットルギヤ10
を介してスロットルシャフト18に伝達される。
【0027】中間ギヤ9A,9Bは一体型で、スロット
ルシャフト18と平行配置のギヤ支持用シャフト25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25は、一端がスロットボディ15の側壁の穴部
98に圧入で支持され、中間ギヤ9が該シャフト25よ
り外れないよう、ナイロンワッシャ100を介してカバ
ー21で押さえている。
【0028】スロットルギヤ10はスロットルシャフト
18の一端にナット23の締め付けにより固着されてい
る。スロットルギヤ10は、一例として図3に示すよう
な扇形ギヤを使用し、スロットル弁の閉方向に回転して
いくと、最終的にはその一辺がスロットルボディ15の
側壁に設けたスロットル全閉位置調整ねじ(アイドル開
度調整ねじ;第1のストッパ)7に当接することで、ス
ロットルシャフト18のそれ以上の閉方向の回転を規制
し、スロットル弁24の全閉位置を決定するようにして
ある。スロットル弁全閉位置は、暖機後のアイドル空気
流量を確保し得る最小開度に設定される。
【0029】本実施形態のスロットル装置は、電子スロ
ットル方式を採用するため、スロットル制御系の駆動用
モータ12が正常に作動している限り、モータ12の動
力で上記ギヤ機構を介してスロットルシャフト18に回
転トルクが与えられる。
【0030】モータ12へは、図示されないスロットル
コントロールモジュール(TCM)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、アクセルポジションセンサ(図5
に示すアクセルペダル53の踏み込み量を検出するもの
で、以下、アクセルセンサと称することもある)13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(以下、スロットルセンサと称することもある)
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。
【0031】スロットル制御系が正常に作動している限
りは、アクセルペダル53からの機械的動力がスロット
ルシャフト18に伝わらないようにするため、スロット
ルシャフト18とアクセルシャフト34とは別体でオフ
セット配設してあり、スロットルシャフト18,アクセ
ルシャフト34間にリンプホーム機構の要素となるアク
セルレバー1´とレバー2とを介在させている。
【0032】ここで、リンプホーム機構及びイニシャル
開度設定機構について説明する。これらの機構は、本例
では、スロットルボディ15を挾んでスロットル駆動系
のギヤ機構を設けた側と反対側に配置してある。
【0033】イニシャル開度設定機構は、スロットルシ
ャフト18の一端に該シャフトに対して回転可能に嵌合
されたレバー2〔特許請求の範囲中に記載のレバーA或
いはリターンレバーに相当し、以下レバー(A)2とす
る〕付きスリーブ42と、レバー(A)2付きスリーブ
42をスロットル弁24の閉方向に付勢するリターンス
プリング(第1の付勢手段)4と、スロットルシャフト
18の一端に固定されリターンスプリング4のばね力に
より前記レバー(A)2と係合可能なレバー3〔特許請
求の範囲中に記載のレバーB或いはスロットルレバーに
相当し、以下レバー(B)3とする〕と、モータの非通
電時(エンジンキースイッチオフ時)にレバー(A)2
付きスリーブ42をイニシャル開度位置で閉じ方向の回
転を阻むイニシャル開度調整じね(第2のストッパ)6
と、スロットルシャフト18にイニシャル開度を保つた
めの開弁力を付与するイニシャル開度用スプリング(第
2の付勢手段)5とで構成される。
【0034】これらの要素の具体的な実装構造を図3,
図4により説明する。
【0035】図3に示すように、スロットルシャフト1
8は、少なくとも一端が平行な2面を有する扁平形状を
呈し、このシャフト18一端にスペーサ50がシャフト
段差部18´にあてがわれるようにして挿入され、次い
でワッシャ51が挿入された後、イニシャル開度用スプ
リング5付きチップ38が係合状態で挿入され、次いで
ナイロンワッシャ43の後にレバー(A)2付きスリー
ブ42がスリーブ45を介して遊嵌され、さらにレバー
(B)3がスロットルシャフト18に係合状態で挿入さ
れ、最後にワッシャ46を介してナット47が締め付け
てある。
【0036】図4(a)に示すように、スリーブ(第1
のスリーブ)45は、ナット47の締め付けにより一端
がチップ38に当接し、他端がレバー(B)3に当接す
ることで、スロットルシャフト18外周に固定される。
ナット47の締め付け力はレバー(B)3,スリーブ4
5,チップ38に与えられ、スリーブ45外周に嵌合し
たレバー(A)2付きのスリーブ(第2のスリーブ)4
2には、締め付け力が加わらないようにして、スリーブ
42のスロットルシャフト18及びスリーブ45に対す
る相対回転を可能にしている。
【0037】図4に示すようにスリーブ42の内面に、
例えばふっ素系樹脂コーティングのような固体潤滑部材
(ドライベアリング)52を施してある。
【0038】レバー(A)2は、図3に示すように腕部
2A〜2Dを有し、中央の取付穴2Eがスリーブ(嵌合
部材)42外周に挿通されて加締めにより金属製のスリ
ーブ42と一体化されている。
【0039】レバー(A)2の腕部2Aがレバー(B)
3と係合可能とし、腕部2Bの一部となる突起(ロール
ピン)2B′がアクセルレバー(カムレバー)1′と係
合可能とし、腕部2Cの一部となる突起2C′にイニシ
ャル開度用スプリング5の一端5Aが係止(接続)し、
腕部2Dがスロットルボディ18の側壁に設けたイニシ
ャル開度調整ねじ(ストッパ)6と係合可能に設定して
ある。イニシャル開度用スプリング5の他端5Bはチッ
プ38と接続されている。
【0040】本例ではリターンスプリング4,イニシャ
ル開度用スプリング5のいずれも渦巻ばねを使用する。
【0041】リターンスプリング4は、一端4Bがスリ
ーブ42に、他端4Aがスロットルボディ15側壁に設
けたピン37に係止しており、リターンスプリング4の
ばね力を受けてレバー(A)2の腕部2Aがレバー
(B)3に係合する。この係合により、リターンスプリ
ング4がスロットルシャフト18ひいてはスロットル弁
24を閉じ方向に付勢する。
【0042】ここで、本実施形態の動作例を図5の原理
図及び図6,7を参照しながら説明する。
【0043】リターンスプリング4の閉じ方向の力によ
り、エンジンのキーオフ時(モータ非通電時)には、レ
バー(A)2がレバー(B)3を介してスロットルシャ
フト18を閉じ方向に付勢して、スロットル弁24がイ
ニシャル開度に相当する位置まで戻される。イニシャル
開度位置で、レバー(A)2は腕部2Dがストッパ6に
当接し、それ以上の閉方向の回転が阻まれる。
【0044】ストッパ6の存在により、リターンスプリ
ング4のばね力をスロットル弁のイニシャル開度θ2か
ら全閉位置までは効かせず、この全閉位置付近(全閉〜
イニシャル開度θ2の間)では、既述したイニシャル開
度用スプリング5を効かせる(スロットルシャフト18
に開弁力を付与する)ことで、スロットル弁24のイニ
シャル開度が保たれる。
【0045】イニシャル開度位置におけるリターンスプ
リング4の閉方向の付勢力P1とイニシャル開度用スプ
リング5の開方向の付勢力P2はP1≧P2、換言すれ
ばP1による閉方向の軸トルクT1とP2による開方向
の軸トルクT2とがT1≧T2となるように成立させて
いる。
【0046】このイニシャル開度を保つことで、寒冷時
の暖機前運転であってもスロットル弁が万一氷着してい
てもエンジン始動に必要な空気流量を確保することがで
きる。
【0047】スロットル弁24を全閉位置に制御する場
合(暖機後のアイドル運転を行なう場合)には、アイド
ル制御指令値に基づくモータ12の動力でスロットルシ
ャフト18をイニシャル開度用スプリング5のばね力に
抗して閉方向に回転させる。この時、イニシャル開度〜
全閉位置の範囲では、レバー(B)3が図5の破線3′
に示すようにレバー(A)2からの係合を離脱してスロ
ットルシャフト18と一体に弁閉動作する。
【0048】イニシャル開度θ2以上の範囲でスロット
ル弁24を開度(開閉)制御する場合には、通常の運転
状態では、モータ12の動力をギヤ機構9〜11を介し
てスロットルシャフト18に伝達し、この力とリターン
スプリング4のばね力とのバランスにより制御される。
この時,レバー(A)2とレバー(B)3とは係合し
て、レバー(A)2付きスリーブ42は、スリーブ45
を介してスロットルシャフト18に乗りながら該シャフ
ト18と一体的に回転する。
【0049】トラクション制御の状態にある時、例えば
スリップが生じて、運転者がアクセルペダル53を目一
杯踏んでおり、アクセルレバー1′の回動変位が大き
く、一方、TCMの指令によりスリップ防止のためにモ
ータ12がスロットル弁24を閉じ方向に制御する場合
には、レバー(A)2は戻り過程でアクセルレバー1′
に係止してそれ以上の閉方向の回転を阻止される。この
ような状態が生じても、レバー(B)3がレバー(A)
2から離脱してスロットルシャフト18と共に一体にイ
ニシャル開度用スプリング5の力に抗して閉方向に回転
して、スロットル弁24の閉方向制御(トラクション制
御)が支障なく行われる。
【0050】トラクション制御を行なっている場合、上
記のようなレバー(A)2がアクセルレバー1´と係止
する状態が生じると、リターンスプリング4のばね力が
レバー(A)2を通してアクセルレバー1′に衝撃とな
って加わる現象(キックバック現象)が生じる。
【0051】このキックバックは、アクセルペダル53
を踏み込んでアクセルシャフト34が図6(a)に示す
ようにθ1以上〔θ1はアクセルペダルの踏み込みによ
りアクセルシャフト34が回動してアクセルレバー1´
がリンプホーム時にスロットルシャフト18側のレバー
(A)2と係合可能な状態となる角度である〕になると
生じるが、縦軸をスロットル開度,横軸をアクセル開度
(アクセルシャフトの回転角度)としたカム特性の傾き
が小さくなるほど、トラクション制御(特にキックバッ
クが生じる状況)の場合にリターンスプリングのばね荷
重の小さい位置でこのばね力をアクセルレバー1´が受
けることになるのでキックバックを小さくできる。
【0052】ただし、リンプホーム時の自力走行に必要
なアクセル開度θ3を確保する必要があるので、アクセ
ルレバー1´のカム形状を利用して、図6(a)の破線
に示すように、上記のカム特性(スロットル開度−アク
セル開度特性)の途中だけを直線勾配よりも小さくなる
非線形特性にした。
【0053】本例では、図6(b)に示すようにθ1=
30°、θ2(イニシャル開度)=5°、リンプホーム
に必要なスロットル開度θ3(リンプホームに必要なス
ロットル開度)=7°に設定した。
【0054】スリーブ42はスロットル弁24のイニシ
ャル開度θ2〜全閉位置までは、スリーブ45上を相対
回転し、また、上記のようにトラクション制御の場合に
も、スリーブ45上を相対回転することもあり得る。そ
の摺動によるフリクションを固体潤滑部材52により低
減させている。
【0055】リンプホーム機構は次のように動作する。
【0056】スロットル制御系やモータ12の故障時に
は、リターンスプリング4のばね力でスロットル弁24
がイニシャル開度位置まで戻される。この状態で、アク
セルペダル53をθ1以上踏み込むと、アクセルシャフ
ト34のスロットルシャフト18に対する相対回転によ
りアクセルレバー1のカムループ1´Aがレバー(A)
2に係合し、レバー(A)2を図5の一点鎖線に示すよ
うに、スロットル弁の開方向に回動させる。スロットル
シャフト18及びレバー(B)3は、イニシャル開度用
スプリング5の力でレバー(A)2の開方向の回動に追
従し、スロットル弁24が開き、アクセルペダルによる
自力走行(リンプホーム)が可能になる。
【0057】この場合、リンプホームの動作を保証する
ために、リターンスプリング4の付勢力P1による軸ト
ルクT1については、少なくともイニシャル開度θ2〜
スロットル全開位置で下記式の条件を満足すること、イ
ニシャル開度用スプリング5の付勢力P2による軸トル
クT2については、少なくともスロットル全閉位置〜リ
ターンホーム走行領域までは、下記の条件を満足させる
ことが必要となる。
【0058】
【数1】 の条件を満たすことが必要となる。
【0059】本実施形態の効果は次の通りである。
【0060】a.スロットルシャフト駆動に使用される
レバー(A)2付きスリーブ42は、イニシャル開度〜
スロットル全開位置の大部分の開度領域で例外的な場合
(トラクション制御でアクセルペダルを目一杯踏んだ状
態でスロットル弁をモータで絞り込んだ時)を除いて、
スロットルシャフト18に乗った状態でスリーブ45と
一体的に回転するので、スリーブ42・スリーブ45間
のフリクションをほとんどなくすことができる。
【0061】したがって、リターンスプリングの力P1
を小さくし、ひいては要求されるスロットルシャフト1
8の軸トルクT1を軽減し、モータ駆動の負担を小さく
する。さらに、スロットル軸トルクのスロットルイニシ
ャル開度位置を境にして発生する軸段差トルクT1−
(−T2)も小さくすることで、スロットル駆動制御の
安定性を高める。
【0062】b.イニシャル開度設定機構の構成要素と
なる部品〔スペーサ50、ワッシャ51、イニシャル開
度用スプリング5付きチップ38、スリーブ45、リタ
ーンスプリング4及びレバー(A)2付きスリーブ4
2、レバー(B)3等〕は順次スロットルシャフト18
に挿入し、ナット締め付けだけで組立可能なので、実装
作業の合理化を図ることができる。
【0063】c.イニシャル開度設定機構,リンプホー
ム機構,スロットルセンサ13,アクセルセンサ14,
ケース部15Bのカバー22等を集約的に配置し、しか
も、その機構部品の一部について共通化を図ることで、
部品点数及び構造の合理化を図り、装置の小形化を可能
にする。また、リターンスプリング4,イニシャル開度
用スプリング5に渦巻ばねを使用するので、より一層の
装置のコンパクト化を図り得る。
【0064】なお、渦巻ばねを使用した場合には、ばね
定数の小さいものを設計し易く、モータ12の負担軽減
を助長する。
【0065】d.全閉位置設定機構のストッパ(アイド
ル開度調整用のねじ)7とイニシャル開度設定機構のス
トッパ(イニシャル開度調整ねじ)6とがいずれも開度
を自在に設定でき、しかも、双方のストッパがスロット
ルボディ側壁の互いに反対側の面に設けていることか
ら、側壁の向きやギヤ機構,イニシャル開度機構の存在
から両者のストッパを容易に迷うことなく識別すること
ができ、両者のストッパの誤認をなくして、調整の誤り
を防止できる。
【0066】また、減速ギヤ機構のうち扇形ギヤ10の
一辺に全閉位置設定機構のストッパ(アイドル開度調整
ねじ)7を当接可能にすることで、スロットルシャフト
側のストッパ係止部材としてギヤの一部を兼用できる。
【0067】e.リンプホーム機構とイニシャル開度機
構を混在させても、トラクション制御時にリンプホーム
機構によってスロットルシャフトの動作が邪魔されるこ
となくスムーズに行うことができる。
【0068】また、リンプホーム機構のアクセルレバー
1´の特性を図6(a)の破線に示すような非線形特性
とすることで、トラクション制御時のキックバックの発
生を抑制することができる。
【0069】次に図8〜図10により第2の実施形態に
ついて説明する。図8は第2実施形態の縦断面図、図9
はその要部分解斜視図、図10は要部断面図である。
【0070】本実施形態と第1の実施形態の原理構成は
同様であり、異なる点は、その使用部品の一部を変更し
た点にあり、ここでは、この相違点だけを述べる。な
お、図中、図1と同一符号は同一要素を示す(以下の図
面でも同様である)。
【0071】本例では、リターンスプリング及びイニシ
ャル開度用スプリングについては、前者をコイル形の捩
じれスプリング63を使用し、後者をコイル形の捩じれ
スプリング64を使用する。
【0072】スロットルシャフト18の一端には、レバ
ー(B)3の他に符号3´で示すもう一つのレバーB´
〔以下、レバー(B´)3´と称する〕が固定配置さ
れ、これらの固定レバー3,3′の間にナット47の締
め付けでシャフト18に固定されたスリーブ45が配置
され、スリーブ45外周にレバー(A)2付きスリーブ
42がスリーブ45に対して回転可能に嵌合されてい
る。
【0073】スロットルシャフト18上のスリーブ42
の外周には、軸方向に2分割されたフランジ付きスプリ
ングホルダー61,62が回転方向にフリーな状態で配
置される。
【0074】スプリングホルダー61,62には、図1
0に示すようにスリーブ42外周に嵌合する内筒部61
A,62A及びスプリングセット空間を内側,外側の2
つに仕切る外筒部61B,62Bを有し、本実施例で
は、内側のセット空間にリターンスプリング63が配置
され、外側のセット空間にイニシャル開度用スプリング
64が配置される。
【0075】また、スプリングホルダー61,62に
は、図9に示すように内側配置のリターンスプリング6
3の端部63A,63Bを外部に引き出すための切欠き
(ばね端引出部)67,68が形成してある。このう
ち、リターンスプリング63の一端63Aは切欠き68
を通してスロットルボディ15側壁に設けたピン37に
係止し、他端63Bは切欠き67を通してレバー(A)
2の腕部2Dに係止する。
【0076】外側配置のイニシャル開度用スプリング6
4の一端64Aはスロットルシャフト18に固定のレバ
ー(B´)3´に係止し、他端64Bはレバー(A)2
の腕部2Dに係止する。
【0077】本実施形態では、リターンスプリング63
によりレバー(A)2の腕部2Aがスロットルシャフト
18に固定されたレバー(B)3に係合して、スロット
ルシャフト18がスロットル弁24の閉じ方向に付勢さ
れる。レバー(A)2がイニシャル開度調整ねじ6の当
接してそれ以上の閉方向の回転を阻まれることは、第1
の実施形態と同様である。
【0078】イニシャル開度用スプリング64は、レバ
ー(B´)3´を介してスロットルシャフト18に全閉
位置付近でイニシャル開度を保持できるよう開弁方向に
付勢する。
【0079】なお、分割されたスプリングホルダー6
1,62は、上記したスプリング63,64の力を軸方
向に受けてレバー3,3´に圧接する。
【0080】本実施例によれば、第1実施形態同様の効
果に加えて次のような効果を奏する。
【0081】f.スプリングホルダー61,62を軸方
向に2つに分割し、且つ、ホルダー61,62に仕切壁
(外筒部)62A,62Bを有することにより、リター
ンスプリング63,イニシャル開度用スプリング64を
干渉させることなく内側,外側の2重配置構造として、
部品の集約化を図りつつ容易にスプリングホルダーに装
着できる。
【0082】g.また、内側がリターンスプリング6
3、外側がイニシャル開度用スプリング64にすること
で、内側配置のリターンスプリング63の方がコイル径
を小さくしてばね定数を小さくできるので、ばね特性
(縦軸がばね荷重−横軸がスロットル弁の開度)をでき
るだけ横ばいにすることができ、その結果、スロットル
駆動アクチュエータの負担軽減を図れる。
【0083】なお、リターンスプリング63を外側配
置,イニシャル開度用スプリング64を内側配置にして
もよい。
【0084】次に図11,図12により第3の実施形態
について説明する。
【0085】図11は第3実施形態の要部断面図、図1
2はその分解斜視部である。なお、図11,図12に
は、図示していないが、第1,第2実施形態で用いたス
ロットルボディの吸気通路30,スロットル弁24の取
付け構造,ギヤ機構9A,9B,10,11やアクセル
カバー22のアクセルシャフト34,レバー1,1´の
取付け構造等は前の実施形態同様である。
【0086】本実施形態は、リターンスプリング,イニ
シャル開度用スプリングの一方をコイル形の捩じればね
とし、他方をうず巻ばねとする。ここではコイル形捩じ
ればねによるリターンスプリング63と、渦巻ばねによ
るイニシャル開度用スプリング5を使用する。
【0087】また、レバー(A)2付きのスリーブを今
までのスリーブ42に代わりスリーブ70を使用する。
【0088】スリーブ70は、レバー(A)2の他に、
図11(a),(b)に示すように、スリーブ45に回
転可能に嵌合される内筒部70Aとその外側に配置され
る外筒部70Bとで構成される。
【0089】内筒部70Aは外筒部70Bより筒長を短
くして、その筒長の短くなった分のスリーブ70内部空
間を利用してイニシャル開度用スプリング5をチップ3
8を介してスロットルシャフト18上にセットし、その
一端5Aを図12に示すようにホルダー70に設けた切
欠き70Cに係止させている(他端5Bは、チップ38
に係止する)。
【0090】スリーブ70の外筒部70Bには軸方向に
2分割されたスプリングホルダー71,72が嵌装され
る。
【0091】リターンスプリング63は、スプリングホ
ルダー71,72に支持されて、その一端63Aがホル
ダー72に設けた切欠き72Aを通してスロットルボデ
ィ15のピン37に係止し、他端63Bがレバー(A)
2の腕部2Dに係止する。
【0092】本実施形態も第1実施形態同様の効果を奏
し、さらに、次のような効果を奏する。
【0093】h.リターンスプリングとイニシャル開度
用スプリングとにコイル形の捩じればね,渦巻ばねの異
なるタイプのばねを使用した場合であっても、それらの
ばねを一つのスリーブに集約配置でき、装置のコンパク
ト化を図れる。
【0094】図13は第4の実施形態の分解斜視図、図
14はその要部断面図である。
【0095】本実施形態は、リターンスプリング,イニ
シャル開度用スプリングの一方を渦巻ばねとし、他方を
引っ張りばねとしたタイプであり、イニシャル開度設定
機構について、本実施例ではボディのコンパクト化を図
り、スロットル駆動系のギヤ機構側に配置したものであ
る。ギヤ機構については、スロットルギヤ10のみを図
示し、ギヤ9A,9B,11については図示省略した。
【0096】本例では、図13に示すように、スロット
ルシャフト18のギヤ機構側の一端にスロットルギヤ1
0に次いでレバー(B)3を固定配置し、次いでワッシ
ャ51,リターンスプリング4及びレバー(A)2付き
のスリーブ42,ワッシャ51′,スリーブ45を挿入
し、ナット23で締め付ける。リターンスプリング4は
渦巻ばねを使用する。イニシャル開度用スプリングにつ
いては、後述するように引っ張りばねを使用する。
【0097】既述した各実施形態と同様にスリーブ45
はナット23の締め付けとスロットルシャフト段差1
8′との相互作用でスロットルシャフト18上に固定さ
れており、このスリーブ45外周にスリーブ42がスリ
ーブ45及びシャフト18に対して回転可能に嵌合され
る。
【0098】リターンスプリング4は一端4Aが図14
(a)に示すようにスロットルボディ15に固定配置し
たピン37に係止し、他端がスリーブ42に係止して、
スリーブ42及びレバー(A)2をスロットル弁の閉じ
方向に付勢している。
【0099】一方、レバー(B)3は、その腕部3Aが
上記のレバー(A)2の腕部2Aと係合可能とし、腕部
3Bにイニシャル開度用スプリング85の一端85Bが
係止する。イニシャル開度スプリング85は、一端がレ
バー(A)2の腕部2Cに係止し、他端がレバー(B)
3の腕部3Bに係止する。
【0100】本実施形態においても、イニシャル開度設
定動作については、既述した実施形態同様で、エンジン
キーオフ時には、リターンスプリング4のばね力がレバ
ー(A)2,レバー(B)3の係合を介してスロットル
シャフト18に伝達され、イニシャル開度位置でレバー
(A)2の腕部2Dが調整ねじ6に当接し、この時のイ
ニシャル開度用スプリング85の力でスロットル弁のイ
ニシャル開度が保持される。
【0101】この位置からモータ(スロットルアクチュ
エータ)をイニシャル開度用スプリング85の引っ張り
力に抗して閉じ方向に駆動させれば、調整ねじ7の位置
でスロットル弁の全閉制御がなされる。
【0102】スロットルセンサ14も、このギヤ機構側
のスロットルボディ側壁面に配置してある。
【0103】本実施形態でも、基本的には、既述の各実
施形態同様の効果を奏し得るが、さらに次のような効果
を奏する。
【0104】i.スロットル駆動系のギヤ機構とイニシ
ャル開度機構とを集約配置することができる。ギヤ機構
とリターンスプリング,イニシャル開度用スプリングと
をシャフト18の近い位置に配置したので、互いに作用
し合う反対方向のトルクの軽減を図り得る。
【0105】図15は本発明の第5実施形態を示す断面
図である。本実施形態は、リンプホーム機構を設置しな
いタイプ(いわゆるフル電制タイプ)であり、アクセル
シャフト,アクセルレバー,アクセルセンサについて
は、スロットルボディ外に別設置している(アクセル機
構は、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、直接、スロットル弁を開閉操作するのに関与
するわけでないため、別設定が可能)。
【0106】本例でも、スロットルシャフト一端のスロ
ットル駆動系のギヤ機構側にイニシャル開度機構を配置
している。リターンスプリング,イニシャル開度用スプ
リングについては、第1実施形態とほゞ同様の実装構造
である。
【0107】スロットルシャフト一端には、スロットル
ギヤ11,レバー(B)3が固定配置され、次いでイニ
シャル開度用スプリング5付きチップ38が固定配置さ
れ、次いでスリーブ45を介してリターンスプリング4
及びレバー(A)2付きスリーブ42が嵌合され、ナッ
ト47により締め付けられる。スリーブ42は、スリー
ブ45上を回転可能である。
【0108】リターンスプリング4は一端4Aがスロッ
トルボディ15側のピン37に係止し、他端がスリーブ
42に係止する。
【0109】レバーB(3)の腕部3Aは、イニシャル
開度用スプリング5,リターンスプリング4を超えてレ
バー(A)2と係合可能にしてある。
【0110】イニシャル開度用スプリング5の一端5A
がレバーB(3)の腕部3Aに係止し、他端がチップ3
8に係止する。本例では、イニシャル開度用調整ねじ6
及び全閉位置調整ねじ7が図示省略されているが、これ
らは、スロットルボディ15と一体のケース部15に配
置してある。イニシャル開度動作については、その原理
は既述した各実施形態と同様なので、ここでの説明は省
略する。
【0111】本実施形態では、リンプホーム動作以外の
効果は既述した各実施形態とほゞ同様であり、さらに、
第4実施例のiの効果に加えて次のような効果を奏す
る。
【0112】j.本例では、イニシャル開度設定用のス
トッパの位置でのスロットル軸トルク特性T1(換言す
るばP1特性),T2(換言するばP2特性)を次のよ
うに設定する。
【0113】
【数2】 このように設定することで、T1,T2のスロットル軸
トルク特性を極力小さくしてスロットルイニシャル開度
位置付近のスロットル軸トルク段差T1−(−T2)を
小さくできるので、スロットル駆動制御の安定化を図り
得る。なお、T2<Mf×Ge+Vfの場合には、図1
6に示すように第2の付勢手段のT2が幾分だけ犠牲に
なってスロットルイニシャル開度位置に設定誤差が生じ
るが、この誤差は車両側より要求される冷寒始動の燃焼
に必要な空気流量が確保できれば、スロットルイニシャ
ル開度の所期の目的を達成できる。
【0114】k.さらに、本例では、スロットルボディ
15を挾んで、その一方側に減速ギヤ機構及びイニシャ
ル開度設定機構を配置し、他方側にスロットルポジショ
ンセンサ14を配置して成る。
【0115】上記構成によれば、ギヤ機構とスロットル
ポジションセンサ14とがスロットルボディ15を介し
て隔離配置される。一般にギヤ機構等の機械的な摺動部
(例えば金属間摺動部)より摩耗粉が生じやすいが、上
記の隔離配置構造により摩耗粉がスロットルポジション
センサ14に侵入するのを防ぎ、スロットルポジション
センサの性能劣化を防止できる。
【0116】また、モータ側ケーシング15A内にギヤ
機構と共にスロットルイニシャル開度設定機構を集約す
ることで、部品の集約化を図りスロットル装置全体の小
形化を図れる。さらに、スロットルポジションセンサ1
4をできるだけスロットルボディのセンタ寄りに配置で
き、その結果、スロットルシャフトの振れや曲りの影響
を排除して出力特性の変動を少なくすることができる。
【0117】なお、上記した実施例には、要約すると、
本発明以外に以下のような技術事項が記載されている。
すなわち、スロットル弁の開閉制御のためにスロットル
シャフトを駆動するモータと、スロットル弁の全閉位置
を設定する全閉位置設定機構と、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前記全閉位置よ
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
機構の要素としてスロットルレバー、リターンレバー、
第1,第2の付勢手段、第1,第2のスリーブを備え、
前記スロットルシャフトの一端に前記スロットルレバー
と前記第1のスリーブとが軸方向にナットの締め付け力
を与えられて挿入固定され、前記リターンレバーと前記
第2のスリーブとが一体となって、この第2のスリーブ
が前記第1のスリーブに相対回転可能に嵌合され、且つ
この第2のスリーブは前記第1の付勢手段によりイニシ
ャル開度位置までスロットル弁の閉方向に付勢され、こ
の付勢により前記リターンレバーが前記スロットルレバ
ーに係合可能であり、前記スロットルシャフトには前記
第2の付勢手段により前記全閉位置の付近で前記スロッ
トル弁のイニシャル開度を保つための開弁力が付勢され
ている。
【0118】このような構成によれば、エンジンキース
イッチオフ状態(モータ非通電時)には、第1の付勢手
段の力(閉弁力)が前記リターンレバー,スロットルレ
バーの係合を介してスロットルシャフトに与えられ、前
記リターンレバー及びそのスリーブ(第2のスリーブ)
がスロットルイニシャル開度位置でストッパに係止し、
さらに、第2の付勢手段の力(開弁力)がスロットルシ
ャフトに作用することで、スロットル弁は全閉位置より
開度を大きくしたイニシャル開度位置に保持される。
【0119】また、スロットルイニシャル開度以上の領
域で、モータによりスロットル弁を開度制御する場合に
は、通常はリターンレバー付きスリーブ(第2のスリー
ブ)がスロットルシャフト(第1のスリーブ)に乗った
状態でスロットルシャフトと一体的に動作するので、第
1,第2のスリーブ間にはほとんどフリクションが発生
しない。そのため、第1の付勢手段の力(ばね荷重)を
小さくし、ひいては要求されるスロットル軸トルクT1
の軽減を図ることで、モータ駆動の負担を小さくする。
さらに、スロットル軸トルクのスロットルイニシャル開
度位置を境にして発生する軸段差トルクT1−(−T
2)も小さくすることで、スロットル駆動制御の安定性
を高める。すなわち、これらに作用ついては、本発明と
同様である。
【0120】さらに、スロットルシャフト一端に第1の
スリーブ,リターンレバー付きの第2のスリーブ,スロ
ットルレバーや必要に応じてスペーサ等を順番に挿入し
て、ナット締めを行うことで、イニシャル開度設定機構
の部品を装着できるので、これらの部品の組立の簡便化
を図り得る。
【0121】また、上記したようなリターンスプリング
(第1の付勢手段),イニシャル開度用スプリング(第
2の付勢手段)を備えたスロットル装置において、スロ
ットルシャフト上に軸方向に2分割されたスプリングホ
ルダーが配設され、このスプリングホルダーには、内
側,外側に仕切形成された2つのスプリングセット空間
が形成されると共にスプリング端をホルダー外部の必要
部材と接続するために引き出し可能にしてあり、このス
プリングホルダーに前記リターンスプリング及びイニシ
ャル開度用スプリングの一方が外側,他方が内側配置と
なるようにセットされている。
【0122】上記構成によれば、リターンスプリングと
イニシャル開度用のスプリングをコイルスプリングのよ
うな捩じればねで構成した場合における、部品の集約化
とスプリング同士の干渉を防止できる。
【0123】また、前記スプリングホルダーの内側がリ
ターンスプリング、スロットルシャフトの外側がイニシ
ャル開度用スプリングにすれば、内側(コイル径が小さ
くなる方)のスプリングの方がばね定数を小さくできる
ので、リターンスプリングのばね特性(縦軸がばね荷重
−横軸がスロットル弁の開度)をできるだけ横ばいにす
ることができ、その結果、スロットル駆動アクチュエー
タの負担軽減を図れる。
【0124】スロットル制御系のアクチュエータ用のモ
ータと、スロットル弁の全閉位置を設定する全閉位置設
定機構と、前記モータが非通電時の前記スロットル弁の
イニシャル開度を前記全閉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、スロットルボディを貫通するスロットルシャフ
トの一端側に前記モータの動力増幅用の減速ギヤ機構が
配設され、前記全閉位置設定機構のストッパとして用い
るアイドル開度調整用のねじが前記減速ギヤ機構配置側
のスロットルボディ側壁部に配置され、且つ前記イニシ
ャル開度設定機構のストッパとして用いるイニシャル開
度調整ねじもスロットルボディ側壁部に配置してなる。
【0125】上記構成によれば、全閉位置設定機構のス
トッパ(アイドル開度調整用のねじ)とイニシャル開度
設定機構のストッパ(イニシャル開度調整ねじ)とがい
ずれも開度を自在に設定でき、しかも、全閉位置設定機
構のストッパを減速ギヤ側に設けたことから、スロット
ルシャフトのトルクを与えるギヤ位置と全閉位置ストッ
パ間の距離を短くして該ストッパ・ギヤ間に発生するス
ロットルシャフトの捩じれ力を小さくできる。
【0126】また、記減速ギヤ機構のうち前記スロット
ルシャフトに取付けたギヤ要素を扇形ギヤとし、この扇
形ギヤの一辺に前記全閉位置設定機構のストッパ(アイ
ドル開度調整ねじ)を当接可能にすれば、スロットルシ
ャフト側のストッパ係止部材とギヤの一部を兼用でき
る。
【0127】さらに、エンジンのスロットル装置におい
て、スロットルシャフトを駆動するアクチュエータ用の
モータと、スロットル弁の全閉位置を設定する第1のス
トッパと、前記スロットルシャフトの一端に該シャフト
に対して回転可能に嵌合されたレバーA(第1の発明の
嵌合部材,第2の発明のリターンレバー付きスリーブに
相当する)と、前記レバーAを前記スロットル弁の閉方
向に付勢するリターンスプリングと、前記スロットルシ
ャフトの一端に固定され前記リターンスプリングのばね
力により前記レバーAと係合可能なレバーB(第1の発
明の係合部材,第2の発明のスロットルレバーに相当す
る)と、前記モータの非通電時の前記スロットル弁のイ
ニシャル開度を前記スロットル全閉位置より開度が大き
くなる位置とし、このイニシャル開度位置で前記レバー
Aの閉じ方向の回転を阻む第2のストッパと、前記スロ
ットルシャフトに前記イニシャル開度を保つための開弁
力を付与するイニシャル開度用スプリングと、前記スロ
ットルシャフトとオフセットされた位置にあってアクセ
ルペダルに連動するアクセルシャフトと、前記アクセル
シャフトと一体に回転し、電子制御系の故障により前記
モータが作動不能の時にアクセルペダルによる自力走行
機能が働くように、アクセルシャフトが所定回転角度以
上になると前記レバーAに係合するリンプホーム用のレ
バーC(アクセルレバー)と、を備えて成る。
【0128】上記構成によれば、本発明同様のスロット
ルイニシャル開度設定やスロットル弁の電気的制御を可
能にするほかに、モータが作動不能の状態になった場合
には、次のようなリンプホーム機構が機能する。
【0129】モータが作動不能の時に、アクセルペダル
をリターンスプリングの力に抗してみ込むと、アクセル
シャフトが所定の回転角度位置に至ると、レバーCがス
ロットルシャフトのレバーAに係合する。
【0130】これにより、レバーAがスロットル弁の開
方向に回転し、スロットルシャフト固定のレバーBがス
ロットルイニシャル開度用スプリングの開方向の力でレ
バーAに追従して、スロットル弁が開く。
【0131】このようにして、応急的な自力走行(リン
プホーム機能)が発揮する。また、スロットルイニシャ
ル開度設定機構に用いるレバーとリンプホーム機構に用
いるレバーの一部を兼用可能とし、さらスプリングの兼
用を図り得るので、部品の集約化,合理化を図り得る。
【0132】なお、スロットル装置が正常に電気的に制
御されている場合であって、トラクション制御がなされ
ている場合(特にスリップが生じて運転者がアクセルペ
ダルを目一杯踏んでおり、これに対してスロットル制御
系がスリップ防止のためにスロットル弁を閉じる方向に
回転させる場合)には、レバーAがレバーCに係合する
こともあるが、このような係合が生じても、スロットル
シャフトをレバーAをそのままにして閉方向に回転させ
ることができるので、リンプホーム機構がトラクション
制御の妨げになることはない。
【0133】スロットル制御系のアクチュエータ用のモ
ータと、スロットル弁の全閉位置を設定する全閉位置設
定機構と、前記モータが非通電時の前記スロットル弁の
イニシャル開度を前記全閉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、スロットルシャフトを駆動する前記モータのギ
ヤ機構がスロットボディの側壁の一面に配設され、この
側壁一面と反対側の側壁面にケース部が形成され、この
ケース部に前記スロットルシャフトの一端とアクセルペ
ダルに連動するアクセルシャフトが導入され、このケー
ス部にスロットルポジションセンサとアクセルポジショ
ンセンサと前記イニシャル開度設定機構が内装され、前
記アクセルシャフト及びアクセルポジションセンサを支
持する部材が前記ケース部のカバーを兼用する構成とし
た。
【0134】上記構成によれば、イニシャル開度設定機
構の他にスロットルの電気的制御に用いるスロットルポ
ジションセンサ,アクセルポジションセンサをスロット
ル側壁に設けた同一ケース内部に集約的に配置でき、し
かも、アクセルシャフト及びアクセルポジションセンサ
の支持部材とケース部のカバーの共用化を図ることで、
部品の合理化を図ることができる。
【0135】スロットル弁を駆動するアクチュエータ用
のモータ及び減速ギヤ機構と、前記スロットル弁の開度
位置を検出するスロットルポジションセンサと、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
スロットル弁全閉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、
スロットルボディを挾んで、その一方側に前記減速ギヤ
機構及び前記イニシャル開度設定機構を配置し、他方側
に前記スロットルポジションセンサを配置して成る。
【0136】上記構成によれば、ギヤ機構とスロットル
ポジションセンサとがスロットルボディを介して隔離配
置される。一般にギヤ機構等の機械的な摺動部(例えば
金属間摺動部)より摩耗粉が生じやすいが、本発明によ
れば、上記の隔離配置構造により摩耗粉がスロットルポ
ジションセンサに侵入するのを防ぎ、スロットルポジシ
ョンセンサの性能劣化を防止できる。
【0137】また、モータ側ケーシング内にギヤ機構と
共にスロットルイニシャル開度設定機構を集約すること
で、部品の集約化を図りスロットル装置全体の小形化を
図れる。さらに、スロットルポジションセンサをできる
だけスロットルボディのセンタ寄りに配置でき、その結
果、スロットルシャフトの振れや曲りの影響を排除して
出力特性の変動を少なくすることができる。
【0138】スロットルイニシャル開度設定用のストッ
パを境にしてそれ以上の開度領域でスロットル弁を閉方
向に付勢する第1の付勢手段と、全閉位置付近でスロッ
トルイニシャル開度を保つためにスロットル弁を開方向
に付勢する第2の付勢手段とを備えたスロットル装置に
おいて、前記第1の付勢手段により与えられる前記イニ
シャル開度設定用ストッパ位置でのスロットル弁閉方向
の軸トルクT1,前記第2の付勢手段により与えられる
前記イニシャル開度設定用ストッパ位置でのスロットル
弁開方向の軸トルクT2は、
【0139】
【数3】 (ここで、Mf;モータ静止摩擦トルク、Ge;減速
比、Vf;スロットル弁を開かせるためのスロットルシ
ャフト上での必要トルク)の関係式を満足するようにし
た。
【0140】このような構成によれば、T1,T2のス
ロットル軸トルク特性を極力小さくしてスロットルイニ
シャル開度位置付近のスロットル軸トルク段差T1−
(−T2)を小さくできるので、スロットル駆動制御の
安定化を図り得る。なお、T2<Mf×Ge+Vfの場
合には、図16に示すようにイニシャル開度位置でのT
2が幾分だけ犠牲になってスロットルイニシャル開度位
置に設定誤差が生じるが、この誤差があっても冷寒始動
等の車両側より要求される燃焼に必要な空気流量が確保
できればイニシャル開度の所期の目的を達成できる。
【0141】なお、従来は、本発明で解決しようとする
課題のほかに、次のような課題があったが、上記した技
術事項により、これらの課題についても解決している。
まず、第1に従来のリンプホーム機構の場合には、アク
セルペダルを踏んでも、定常走行の場合にはスロットル
シャフトはモータにより駆動制御されるために、自力走
行のためのアクセルレバーとスロットルシャフト直結の
スロットルレバーとが係り合うことはないが、スリップ
防止のようなトラクション制御の場合には、スロットル
レバーがアクセルレバーに対して急激に戻されてスロッ
トルレバーがアクセルレバーに係合してしまい、アクセ
ルレバーに戻し力を作用してキックバックを発生させる
ような課題も残されていた。このような問題は、本実施
例では、解消している。
【0142】また、従来は、スロットル弁を閉方向に付
勢する第1の付勢手段(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第2の付勢手段(イニシャル
開度用スプリング)は、スロットルイニシャル開度位置
で余力を持たすために、いずれのスロットルシャフトの
軸トルクT1,T2(T1は第1の付勢手段により与え
られるイニシャル開度位置でのスロットル弁閉方向の軸
トルク,T2は第2の付勢手段により与えられるイニシ
ャル開度位置でのスロットル弁開方向の軸トルク)共
に、
【0143】
【数4】 (ここで、Mf;モータ静止摩擦トルク、Ge;減速
比、Vf;スロットル弁を開かせるためのスロットルシ
ャフト上での必要トルク)の関係を満足させるのが一般
的な考えであった(なお、特許出願公表平2−5006
77号、特開平4−203219号では、スロットル全
閉近くの所定開度以下ではT1<T2を成立させ,一
方、特開平3−271528号では、イニシャル開度ス
トッパで第1付勢手段(リターンスプリング)の力を受
け止めるために、スロットルイニシャル開度位置では、
T2の力をT1に拘束されないで設定可能であるため、
T1≧T2の成立も可能な構造であるが、いずれにせ
よ、これらは、上記数4式を前提として成立させている
ものである)。
【0144】ところで、T1はスロットル弁を閉じる方
向の軸トルク、T2はスロットル弁を開く方向の軸トル
クであるため(ここではT1を正方向の向き、T2を負
方向の向きとする)、第1,第2の付勢手段によるスロ
ットル軸トルクはスロットルイニシャル開度位置を境に
急変する軸トルク段差T1−(−T2)が発生する。こ
の軸トルク段差が大きいほど、スロットル開度制御が行
ないにくくなるために、スロットル制御精度を高めるた
めにも、軸トルク段差を極力小さくすることが好まし
い。本実施例では、このような課題についても解消して
いる。
【0145】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、イニシャ
ル開度設定機構の搭載上の合理性を高めることで、従来
よりも、機構上のフリクションの低減,付勢手段の特性
改善(例えば、リターンスプリング等のばね特性の改
善)を図ることにより、スロットルアクチュエータ駆動
の負担の軽減、スロットル制御動作の安定化を達成する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す断面図。
【図2】図1のA方向矢視図。
【図3】上記第1の実施形態の斜視図。
【図4】上記第1の実施形態の要部断面図。
【図5】本発明の動作原理を示す説明図。
【図6】上記第1の実施形態のリンプホーム特性を示す
説明図。
【図7】本発明の動作原理におけるスロットル軸トルク
特性を示す説明図。
【図8】本発明の第2の実施形態を示す断面図。
【図9】上記第2の実施形態を示す分解斜視図。
【図10】上記第2の実施形態を示す要部断面図。
【図11】本発明の第3の実施形態を示す要部断面図。
【図12】上記第3の実施形態の分解斜視図。
【図13】本発明の第4の実施形態を示す分解斜視図。
【図14】上記第4の実施形態を示す要部断面図。
【図15】本発明の第5の実施形態を示す断面図。
【図16】第5の実施形態のスロットル軸トルク特性の
一例を示す説明図。
【符号の説明】
1,1´…アクセルレバー、2…レバーA(リターンレ
バー)、3…レバーB(スロットルレバー)、4…第1
の付勢手段(リターンスプリング)、5…第2の付勢手
段(イニシャル開度用スプリング)、6…イニシャル開
度調整ねじ(第2のストッパ)、7…スロットル全閉位
置調整ねじ(第1のストッパ)、8…アクセルスプリン
グ、9A,9B、10,11…ギヤ機構、12…モータ
(スロットルアクチュエータ)、13…アクセルセン
サ、14…スロットルセンサ、15…スロットルボデ
ィ、18…スロットルシャフト、24…スロットル弁、
42…スリーブ(第2のスリーブ)、45…スリーブ
(第2のスリーブ)、47…ナット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳元 茂 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 (72)発明者 三輪 一志 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 (56)参考文献 特開 平5−149154(JP,A) 特開 平6−33804(JP,A) 特開 平4−219425(JP,A) 特開 平3−271528(JP,A) 特開 平4−203219(JP,A) 特表 平2−500677(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 9/02 351 F02D 9/02 325

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スロットル弁を収容するスロットルボデ
    ィと、スロットル制御系のアクチュエータ用のモータ
    と、前記スロットル弁の全閉位置を設定する全閉位置設
    定機構と、前記モータが非通電時の前記スロットル弁の
    イニシャル開度を前記全閉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に
    該シャフトに対し回転可能に嵌合された嵌合部材と、該
    嵌合部材を前記スロットル弁の閉方向に付勢する第1の
    付勢手段と、前記スロットルシャフトに固定され前記第
    1の付勢手段の力により前記嵌合部材と係合可能な係合
    部材と、前記嵌合部材が前記スロットル弁のイニシャル
    開度位置よりも閉方向に回転するのを阻むように前記ス
    ロットルボディに設けたストッパと、一端が前記スロッ
    トルシャフトに固定したチップもしくはレバーもしくは
    前記係合部材に結合され、他端が前記嵌合部材に結合さ
    れて、前記スロットルシャフトに前記全閉位置の付近で
    前記スロットル弁のイニシャル開度を保つための開弁力
    を与える第2の付勢手段とを有して、前記スロットル弁
    のイニシャル開度以上の運転領域では、前記嵌合部材が
    前記スロットルシャフトに乗りながら通常は該スロット
    ルシャフトと一体的に回転する構成としたことを特徴と
    するエンジンのスロットル装置。
  2. 【請求項2】 前記嵌合部材は、前記スロットルシャフ
    ト側に固定の係合部材と係合可能なレバーを有する可動
    スリーブである請求項1記載のエンジンのスロットル装
    置。
  3. 【請求項3】 前記第1,第2の付勢手段が異なる径の
    コイルスプリングよりなり、これらのコイルスプリング
    は、一方が内側、もう一方が外側の位置関係をなして径
    方向に2重に配置されている請求項1又は2記載のエン
    ジンのスロットル装置。
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