(57)【要約】【課題】内燃機関の運転状態にスロットル操作子の操作感覚が適合しスロットル弁の弁開度制御を高い精度で行うことができる車載内燃機関のスロットル制御装置を供する。【解決手段】スロットル弁３を開弁方向に付勢する付勢手段６と、スロットル操作子１５の操作角を検出する操作角検出手段１４と、操作角検出手段１４が検出した操作角等に基づいて駆動手段２４を駆動して前記操作角より小さい制御角でスロットル弁３の弁開度を付勢手段６に抗して規制制御する電気的制御機構と、スロットル操作子１５の操作角によりスロットル弁３の弁開度を最終的に規制し、電気的制御機構の応答速度より速いスロットル操作子１５の閉弁方向操作により前記制御角より小さくなった操作角に基づいてスロットル弁３の弁開度を操作力の機械的伝達で制御する機械的制御機構とを備えた車載内燃機関のスロットル制御装置。【選択図】　図１
2004092550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットル弁を開弁方向に付勢する付勢手段と、
スロットル操作子の操作角を検出する操作角検出手段と、
前記操作角検出手段が検出した操作角等に基づいて駆動手段を駆動して前記操作角より小さい制御角でスロットル弁の弁開度を前記付勢手段に抗して規制制御する電気的制御機構と、
前記スロットル操作子の操作角により前記スロットル弁の弁開度を最終的に規制し、前記電気的制御機構の応答速度より速い前記スロットル操作子の閉弁方向操作により前記制御角より小さくなった操作角に基づいて前記スロットル弁の弁開度を操作力の機械的伝達で制御する機械的制御機構とを備えたことを特徴とする車載内燃機関のスロットル制御装置。
【請求項２】
前記スロットル弁と一体に回動する弁軸に係合部材が突設され、
前記電気的制御機構には前記係合部材の開弁側に対向し通常は当接して前記制御角を形成して回動し前記係合部材を規制制御する電気駆動部材が設けられ、
前記機械的制御機構には前記係合部材の開弁側に対向して前記操作角を形成して前記回動規制部材と干渉しないように回動して前記係合部材を規制制御可能な機械駆動部材が設けられたことを特徴とする請求項１記載の車載内燃機関のスロットル制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載内燃機関のスロットル弁の弁開度を制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車載内燃機関のスロットル弁は、運転者のスロットルグリップやアクセルペダルなどのスロットル操作子の操作に基づき駆動されるが、スロットル操作量をそのまま弁開度に対応させてスロットル弁を駆動すると、弁機構の特性のため内燃機関の運転状態とスロットルの操作感覚にずれが生じる。
【０００３】
そこでスロットル操作子の操作とは、独立して運転者の操作感覚に合うようにスロットル弁を開閉制御可能とするアクチュエータを設けた例（同じ出願人に係る実用新案登録第２５０９０１６号公報）がある。
【０００４】
同例を図４に示す。
内燃機関の吸気管０１内にスロットル弁０２が弁軸０３に固定されて回動自在に設けられ、弁軸０３にはスロットル直結レバー０４が嵌着され、リターンスプリング０５により閉弁方向に付勢されている。
【０００５】
弁軸０３に相対回転自在に軸支されたスロットルドラム０７がスロットル直結レバー０４に対向して設けられ、両者間にロストモーションスプリング０８が介装されている。
【０００６】
スロットルドラム０７はアクセルペダル０９とワイヤ０１０により連結され、アクセルペダル０９の踏み込みによりスロットルドラム０７をスロットル弁の開弁方向に回動し、前記ロストモーションスプリング０８を介してスロットル直結レバー０４が追従して回動しスロットル弁０２を開弁方向に駆動できる。
【０００７】
スロットルドラム０７とスロットル直結レバー０４とは互いの突出したアーム０７ａとバー０４ａが当接するようにロストモーションスプリング０８により付勢されている。
【０００８】
一方弁軸０３と同軸に回動するスロットル閉鎖レバー０２１がリンク機構０２２を介してパルスモータ０２３により駆動されるようになっており、スロットル閉鎖レバー０２１と前記スロットル直結レバー０４とは互いの突出したバー０２１ａとバー０４ｂとが当接し、スロットル閉鎖レバー０２１がスロットル弁０２を閉じ方向に規制するようにして制御可能である。
【０００９】
したがってアクセルペダル０９の踏み込みによるスロットルドラム０７の回動は、ロストモーションスプリング０８によりスロットル直結レバー０４を追従させるが、このスロットル直結レバー０４の追従をパルスモータ０２３に制御されたスロットル閉鎖レバー０２１が規制するように制御し、運転者の操作感覚に合うようにスロットル弁を開閉制御することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかるにスロットル弁０２と一体のスロットル直結レバー０４とアクセルペダル０９に連動したスロットルドラム０７との間にロストモーションスプリング０８が介装されているので、スロットル直結レバー０４を規制するスロットル閉鎖レバー０２１に働くロストモーションスプリング０８のばね力は、運転状態によって変動し、運転者の操作感覚に影響を及ぼすことがあり、高い精度の弁制御に影響を及ぼすことになる。
【００１１】
またパルスモータ０２３によりスロットル閉鎖レバー０２１を開弁方向に駆動するとき、ロストモーションスプリング０８は弛むのでアクセルペダル０９の踏み込み感覚が変化してしまう。
【００１２】
本発明は、斯かる点に鑑み改良がなされたもので、その目的とする処は、内燃機関の運転状態にスロットル操作子の操作感覚が適合しスロットル弁の弁開度制御を高い精度で行うことができる車載内燃機関のスロットル制御装置を供する点にある。
【００１３】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、スロットル弁を開弁方向に付勢する付勢手段と、スロットル操作子の操作角を検出する操作角検出手段と、前記操作角検出手段が検出した操作角等に基づいて駆動手段を駆動して前記操作角より小さい制御角でスロットル弁の弁開度を前記付勢手段に抗して規制制御する電気的制御機構と、前記スロットル操作子の操作角により前記スロットル弁の弁開度を最終的に規制し、前記電気的制御機構の応答速度より速い前記スロットル操作子の閉弁方向操作により前記制御角より小さくなった操作角に基づいて前記スロットル弁の弁開度を操作力の機械的伝達で制御する機械的制御機構とを備えた車載内燃機関のスロットル制御装置とした。
【００１４】
スロットル操作子とスロットル弁との間には互いに作用させ合うロストモーションスプリングのごときバネが存在しないので、内燃機関の運転状態により変動するバネ力が駆動手段およびスロットル弁に作用することはなく、スロットル弁の開閉制御を高い精度で行うことができる。
またスロットル操作子に変動する該バネ力が作用することはないので、運転者の操作感覚に違和感を生じさせることはない。
【００１５】
通常電気的制御機構により操作角より小さい制御角でスロットル弁の弁開度を付勢手段に抗して規制制御するので、内燃機関の運転状態にスロットル操作子の操作感覚を適合させることができる。
【００１６】
機械的制御機構はスロットル操作子の操作角によりスロットル弁の弁開度を最終的に規制するので、電気的制御機構に異常が生じた場合でもスロットル操作子の操作で弁開度を規制することができる。
【００１７】
電気的制御機構の応答速度より速いスロットル操作子の閉弁方向操作により制御角より小さくなった操作角に基づいて前記スロットル弁の弁開度を操作力の機械的伝達で制御するので、コーナリング時などのスロットル弁の急閉を運転者の操作で実行することができ、よって電気的制御機構の駆動手段に高い応答性が要求されず小型のものを採用できる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の車載内燃機関のスロットル制御装置において、前記スロットル弁と一体に回動する弁軸に係合部材が突設され、前記電気的制御機構には前記係合部材の開弁側に対向し通常は当接して前記制御角を形成して回動し前記係合部材を規制制御する電気的駆動部材が設けられ、前記機械的制御機構には前記係合部材の開弁側に対向して前記操作角を形成して前記回動規制部材と干渉しないように回動して前記係合部材を規制制御可能な機械的駆動部材が設けられたことを特徴とする。
【００１９】
弁軸に突設された係合部材を制御角を形成する電気的駆動部材と操作角を形成する機械的駆動部材とが弁軸に突設された係合部材を制御する簡単な構造である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図３に基づき説明する。
図１は、本実施の形態に係る車載内燃機関のスロットル制御装置１の概略構成図である。
【００２１】
内燃機関の吸気管２内にスロットル弁３が弁軸４に固定されて回動（開閉）自在に設けられ、弁軸４の端部には係合片５が突設され、弁軸４自体はオープンスプリング６により開弁方向に付勢されている。
なお弁軸４にはスロットル弁３の弁開度を検出する弁開度ポテンショメータ７が設けられている。
【００２２】
弁軸４と同軸の別個の操作回転軸１０に操作ドラム１１が一体に嵌着されていて操作ドラム１１の側面に突設された操作系係合ピン１２が、前記係合片５に対向しオープンスプリング６による弁軸４の開弁方向の回動を規制する位置関係で当接可能に設けられている。
【００２３】
操作ドラム１１は、運転者が加減速制御を行うスロットルグリップ１５と無端状のワイヤ１６により加減速両方向の操作力が伝達可能に連結されていて、スロットルグリップ１５の回動操作が操作ドラム１１に伝達されて操作系係合ピン１２を回動させる。
【００２４】
なお操作回転軸１０は、リターンスプリング１３によってスロットルグリップ１５の減速操作方向（スロットル弁３を閉弁する回転方向）に付勢されており、操作回転軸１０の端部には操作角を検出する操作角ポテンショメータ１４が設けられている。
【００２５】
他方、操作ドラム１１に係合片５を間に挟んで相対した平歯のギア２０が弁軸４にベアリング２１を介して弁軸４とは独立して回動自在に軸支されており、ギア２０の操作ドラム１１に対向する側面にはモータ系係合ピン２２が突設されている。
【００２６】
モータ系係合ピン２２は、前記係合片５に対向しオープンスプリング６による弁軸４の開弁方向の回動を規制する位置関係で当接可能に設けられている。
なおモータ系係合ピン２２は操作系係合ピン１２とは干渉しない位置関係にある。
【００２７】
ギア２０と噛合する駆動ギア２３は、ドライブモータ２４の駆動軸に嵌着されており、ドライブモータ２４の駆動で駆動ギア２３とギア２０の噛合いを介してモータ系係合ピン２２が回動する。
【００２８】
本スロットル制御装置１は、以上のように構成されており、オープンスプリング６により開弁方向に付勢されたスロットル弁３の弁開度は、スロットルグリップ１５の操作の機械的制御により回動する操作系係合ピン１２または電気的制御に係るドライブモータ２４の駆動により回動するモータ系係合ピン２２がスロットル弁３と一体の係合片５に作用して規制制御される。
【００２９】
ドライブモータ２４は、マイクロコンピュータによる制御ユニット３０により、その駆動が制御されており、図２に示すように制御ユニット３０には前記操作角ポテンショメータ１４および弁開度ポテンショメータ７の検出信号が入力されるとともに、内燃機関の吸気管内圧力を検出する吸気圧センサ３１およびクランク角位置を検出するクランク角センサ３２の検出信号が入力される。
【００３０】
スロットルグリップ１５の操作角に応じた機関回転数を実現すべき吸気管内圧力になるようにスロットル弁開度を制御するが、図３の操作角に対するスロットル弁開度特性の図に示すようにスロットルグリップ１５の操作角とスロットル弁開度の関係は、リニアな関係（図３の破線）になく、操作角に対してスロットル弁開度は低く抑えられた実曲線で示すような特性を有し、このように制御されることで、運転者のスロットルグリップ１５の操作感覚が内燃機関の運転状態と適合する。
【００３１】
したがってスロットル弁３の弁開度を規制制御するドライブモータ２４のモータ系係合ピン２２による制御角は、スロットルグリップ１５の操作系係合ピン１２による操作角より通常小さく、モータ系係合ピン２２の方が係合片５に当接して制御角によりスロットル弁３の弁開度が制御される。
【００３２】
すなわちスロットルグリップ１５を増速方向に回動操作すると、ワイヤ１６を介して操作系係合ピン１２が開弁方向に回動し、この操作系係合ピン１２に遅れてモータ系係合ピン２２がドライブモータ２４の駆動で開弁方向に回動し、このモータ系係合ピン２２にオープンスプリング６に付勢された係合片５が当接して規制されスロットル弁３が開弁制御される。
【００３３】
スロットルグリップ１５を逆に減速方向に回動操作する場合も操作系係合ピン１２の閉弁方向前方を回動するモータ系係合ピン２２に係合片５が当接して規制され、モータ系係合ピン２２の制御角によりスロットル弁３が閉弁制御される。
【００３４】
このように通常スロットルグリップ１５による操作角より小さいドライブモータ２４による制御角によりスロットル弁３の弁開度が制御されるので、内燃機関の運転状態と適合したスロットルグリップ１５の操作感覚を運転者は得ることができる。
【００３５】
操作回転軸１０と弁軸４とは完全に独立しており、両者間にはロストモーションスプリングのごときバネが存在しない。
すなわちスロットルグリップ１５とスロットル弁３との間には互いに作用させ合うバネは存在しないので、内燃機関の運転状態により変動するバネ力がドライブモータ２４およびスロットル弁３に作用することはなく、スロットル弁の開閉制御を高い精度で行うことができる。
【００３６】
またスロットルグリップ１５に変動する該バネ力が作用することはないので、運転者の操作感覚に違和感を生じさせることはない。
【００３７】
さらにドライブモータ２４の制御によりモータ系係合ピン２２が回動する応答速度より速いスロットルグリップ１５の閉弁方向操作によりモータ系係合ピン２２の制御角より小さくなった操作系係合ピン１２の操作角に基づいてスロットル弁３の弁開度を操作力の機械的伝達で制御することができる。
【００３８】
例えば自動二輪車がコーナに進入する時、スロットル弁３の弁解度が１００％から０％に一気に閉弁するのに最大で８０ｍｓｅｃというような高速の応答速度が要求されるが、これをスロットルグリップ１５の閉弁方向操作で実行することができる。
【００３９】
したがってドライブモータ２４の閉弁方向の応答速度は、上記ほど高速は要求されず、開弁方向の最高速度に依存することになり、要求性能を低く抑え、より小型のドライブモータを採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るスロットル制御装置の概略構成図である。
【図２】ドライブモータの制御系の概略ブロック図である。
【図３】操作角に対するスロットル弁開度の特性を示す図である。
【図４】従来のスロットル制御装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１…スロットル制御装置、２…吸気管、３…スロットル弁、４…弁軸、５…係合片、６…オープンスプリング、７…弁開度ポテンショメータ、
１０…操作回転軸、１１…操作ドラム、１２…操作系係合ピン、１３…リターンスプリング、１４…操作角ポテンショメータ、１５…スロットルグリップ、１６…ワイヤ、
２０…ギア、２１…ベアリング、２２…モータ系係合ピン、２３…駆動ギア、２４…ドライブモータ、
３０…制御ユニット、３１…吸気圧センサ、３２…クランク角センサ。
【図１】
2004092550.tif 000003
【図２】
2004092550.tif 000004
【図３】
2004092550.tif 000005
【図４】
2004092550.tif 000006