JP5828517B2 - Intake control device for multi-cylinder engine - Google Patents
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Description
本発明は多気筒エンジンの吸気制御に関し、特に、電気式スロットルと機械式スロットルの二系統を備えた多気筒エンジンにおけるスロットル制御装置に関する。 The present invention relates to intake control of a multi-cylinder engine, and more particularly to a throttle control device in a multi-cylinder engine having two systems of an electric throttle and a mechanical throttle.
従来、気筒休止制御が行われる多気筒エンジンにおいて、電気式スロットルと機械式スロットルの二系統を備え、電気式スロットルに不都合が発生した場合、フェール処理としての燃料カットを規制して機関停止を回避（リンプホーム（Ｆ／Ｓ）に対応）するため、機械式スロットルの操作でエンジン制御を行う技術が特許文献１に提案されている。 Conventionally, a multi-cylinder engine that performs cylinder deactivation control has two systems, an electric throttle and a mechanical throttle, and if inconvenience occurs in the electric throttle, fuel cut as a fail process is regulated to avoid engine stop Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228867 proposes a technique for performing engine control by operating a mechanical throttle in order to cope with limp home (F / S).
上述したエンジンの吸気制御によれば、二系統のスロットル操作を備えているが、通常のエンジン制御では電子式スロットルによる制御のみが実行される。アイドリング回転数の制御は、気筒数が多くなればなるほど微小なスロットルバルブ開度が要求され、制御が難しくなるという傾向にある。
また、機械式スロットルをリンプホーム（Ｆ／Ｓ）に対応する専用機構として用いているので、システム効率が良好ではないことが考えられる。
According to the engine intake control described above, there are two systems of throttle operation, but in normal engine control, only electronic throttle control is executed. The idling speed control tends to require a fine throttle valve opening as the number of cylinders increases, making control difficult.
Further, since the mechanical throttle is used as a dedicated mechanism corresponding to the limp home (F / S), it is considered that the system efficiency is not good.
本発明は上記実情に鑑みて提案されたもので、二系統のスロットルの制御を工夫することにより、アイドリング制御をよりシンプルにし、且つ、リンプホーム（Ｆ／Ｓ）対応を効率良く行うことができるスロットル制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been proposed in view of the above circumstances. By devising the control of the two systems of throttles, idling control can be simplified and limp home (F / S) correspondence can be efficiently performed. It aims at providing a throttle control device.
上記目的を達成するため請求項１は、多気筒エンジンが有する第１の吸気系と第２の吸気系のそれぞれに設けられるスロットルバルブと、第１のスロットルバルブ（２１）を運転者のアクセル操作に連動して作動させる機械式スロットル操作系と、第２のスロットルバルブ（２２）をアクチュエータ（３５）により作動させる電気式スロットル操作系とを備えた多気筒エンジンの吸気制御装置において、次の構成を含むことを特徴としている。
前記機械式スロットル操作系と前記電気式スロットル操作系を連動動作させる連動機構を備えている。
前記連動機構は、前記電気式スロットル操作系の前記第２のスロットルバルブ（２２）の開方向の回転動作により、前記第１のスロットルバルブ（２１）を開方向に連動動作させるとともに、前記機械式スロットル操作系の前記第１のスロットルバルブ（２１）の開方向の回転動作に対して前記第２のスロットルバルブ（２２）の開方向の回転動作は独立して動作するロストモーション機構を含むものである。
また、前記電気式スロット操作系が前記第２のスロットルバルブ（２２）を略全閉に維持している状態で、前記機械式スロットル操作系の前記第１のスロットルバルブ（２１）を前記多気筒エンジン全体のアイドリング開度に保持する機構を有している。
そして、前記機械式スロットル操作系は、前記第１のスロットルバルブ（２１）のスロットル開度を検出する開度センサ（３４）を備え、該開度センサ（３４）の出力により前記アクチュエータ（３５）を駆動して前記第２のスロットルバルブ（２２）のスロットル開度を前記第１のスロットルバルブ（２１）のスロットル開度に追従させる。
In order to achieve the above object, the present invention provides a throttle valve provided in each of the first intake system and the second intake system of the multi-cylinder engine, and the accelerator operation of the driver by the first throttle valve (21). An intake control apparatus for a multi-cylinder engine having a mechanical throttle operating system that operates in conjunction with the engine and an electric throttle operating system that operates the second throttle valve (22) by means of an actuator (35). It is characterized by including.
An interlocking mechanism that interlocks the mechanical throttle operating system and the electric throttle operating system is provided.
The interlocking mechanism causes the first throttle valve (21) to interlock in the opening direction by rotating the second throttle valve (22) in the opening direction of the electric throttle operation system. The opening operation of the second throttle valve (22) includes a lost motion mechanism that operates independently of the opening operation of the first throttle valve (21) in the throttle operation system.
Further, the first throttle valve (21) of the mechanical throttle operating system is set to the multi-cylinder in a state where the electric slot operating system maintains the second throttle valve (22) substantially fully closed. It has a mechanism that maintains the idling opening of the entire engine.
The mechanical throttle operating system includes an opening sensor (34) for detecting the throttle opening of the first throttle valve (21), and the actuator (35) is output from the opening sensor (34). Is driven to cause the throttle opening of the second throttle valve (22) to follow the throttle opening of the first throttle valve (21).
請求項２は、請求項１の多気筒エンジンの吸気制御装置において、多気筒エンジンがアイドリング状態で全閉位置となるスロットル開度は、前記機械式スロットル操作系の前記第１のスロットルバルブ（２１）のスロットル開度を、前記電気式スロットル操作系の前記第２のスロットルバルブ（２２）のスロットル開度に一致させる制御を行うことを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the intake control apparatus for a multi-cylinder engine according to the first aspect, the throttle opening at which the multi-cylinder engine is in a fully closed position when the multi-cylinder engine is idling is determined by the first throttle valve (21 ) Is controlled so as to coincide with the throttle opening of the second throttle valve (22) of the electric throttle operation system.
請求項３は、請求項１の多気筒エンジンの吸気制御装置において、多気筒エンジンがアイドリング状態を脱し低出力領域までは、前記機械式スロットル操作系でエンジン出力を制御し、前記電気式スロットル操作系側は全閉状態に保持する制御を行うことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the multi-cylinder engine intake control device according to the first aspect, the engine throttle control system controls engine output until the multi-cylinder engine is out of an idling state and reaches a low output region, and the electric throttle control The system side is characterized in that it performs control to maintain the fully closed state.
請求項４は、請求項１の多気筒エンジンの吸気制御装置において、多気筒エンジンの高出力要求時は、前記機械式スロットル操作系側を優先して駆動させ、その後に前記電気式スロットル操作系側が追従する駆動制御を行うことを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the intake control apparatus for a multi-cylinder engine according to the first aspect, when a high output of the multi-cylinder engine is required, the mechanical throttle operation system side is preferentially driven, and then the electric throttle operation system The drive control which the side follows follows.
請求項５は、請求項１の多気筒エンジンの吸気制御装置において、多気筒エンジンは直列又はＶ型４気筒で、２気筒毎にグループ化して制御を行うことを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the multi-cylinder engine intake control apparatus according to the first aspect, the multi-cylinder engine is an in-line or V-type four-cylinder and is controlled by grouping every two cylinders.
請求項６は、請求項１の多気筒エンジンの吸気制御装置において、前記電気式スロットル操作系の異常検出時は、前記機械式スロットル操作系でエンジンの制御を行うことを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the intake control apparatus for a multi-cylinder engine according to the first aspect, when an abnormality is detected in the electric throttle operation system, the engine is controlled by the mechanical throttle operation system.
請求項１の構成によれば、電気式スロットル操作系の第２のスロットルバルブ（２２）の開方向の回転動作により、第１のスロットルバルブ（２１）を開方向に連動動作させる連動機構を備えることで、電気式スロットル操作系にて機械式スロットル操作系の第１のスロットルバルブ（２１）を駆動させながら、機械式のスロットル操作をスロットルバルブ開度の開度センサ（３４）で検出し、アクチュエータ（３５）にて電気式スロットル操作系の第２のスロットルバルブ（２２）を機械式に追従させる。 According to the configuration of the first aspect of the present invention, the interlocking mechanism for interlockingly operating the first throttle valve (21) in the opening direction by the rotational operation in the opening direction of the second throttle valve (22) of the electric throttle operation system is provided. Thus, the mechanical throttle operation is detected by the opening sensor (34) of the throttle valve opening while the first throttle valve (21) of the mechanical throttle operation system is driven by the electric throttle operation system. The actuator (35) causes the second throttle valve (22) of the electric throttle operation system to follow mechanically.
一方、電気式スロットル操作系の第２のスロットルバルブ（２２）が全閉状態の時には、機械式スロットル操作系の第１のスロットルバルブ（２１）を第２のスロットルバルブ（２２）と同じ少し開け状態のアイドリング開度に保持できるので、第２のスロットルバルブ（２２）をアイドリング状態の微小開度で制御することがなく、アイドリング回転数を機械式の比較的小開度なスロットルバルブ開度で燃焼状態が高められた気筒でのアイドリングを実現することができる。 On the other hand, when the second throttle valve (22) of the electric throttle operating system is in a fully closed state, the first throttle valve (21) of the mechanical throttle operating system is opened slightly the same as the second throttle valve (22). Therefore, the second throttle valve (22) is not controlled by the minute opening in the idling state, and the idling speed can be controlled by the mechanical throttle valve opening with a relatively small opening. It is possible to realize idling in a cylinder with an increased combustion state.
また、経年変化でアイドリング時におけるスロットル開度が変化した場合には、アクチュエータ（３５）にて機械式スロットル操作系の第１のスロットルバルブ（２１）を開方向に連動制御できるので、経年変化に対するアイドリング安定性を確保することができる。 Further, when the throttle opening at idling changes due to secular change, the first throttle valve (21) of the mechanical throttle operating system can be interlocked and controlled in the opening direction by the actuator (35). Idling stability can be ensured.
更に、電気式スロットル操作系に異常が発生（フェール）したとしても、機械式スロットル操作系の第１のスロットルバルブ（２１）は第２のスロットルバルブ（２２）に対して独立して開方向の回転動作を行うことができる連動機構であるので、第１のスロットルバルブ（２１）を機械的に操作可能とすることで、電気式スロットル操作系のフェールに対する最低限の運転操作を維持することができる。
従って、多気筒エンジンの全ての吸気系をアクチュエータ（３５）で制御することに対して、アイドリング制御やフェール制御における良好な制御を実現することができる。
Furthermore, even if an abnormality occurs in the electric throttle operation system (failure), the first throttle valve (21) of the mechanical throttle operation system is independent of the second throttle valve (22) in the opening direction. Since it is an interlocking mechanism capable of rotating, the first throttle valve (21) can be mechanically operated to maintain the minimum driving operation against the failure of the electric throttle operation system. it can.
Therefore, in contrast to controlling all the intake systems of the multi-cylinder engine with the actuator (35), it is possible to realize good control in idling control and fail control.
請求項２の構成によれば、多気筒エンジンがアイドリング状態において、機械式スロットル操作系の第１のスロットルバルブ（２１）のスロットル開度について、電気式スロットル操作系の第２のスロットルバルブ（２２）のスロットル開度に一致させるように制御することで、スロットル操作のないアイドリング時においてエンジン回転の安定性が向上する。 According to the configuration of the second aspect, when the multi-cylinder engine is in the idling state, the second throttle valve (22) of the electric throttle operation system is set with respect to the throttle opening of the first throttle valve (21) of the mechanical throttle operation system. ), The engine rotation stability is improved during idling without throttle operation.
請求項３の構成によれば、アイドリング状態を脱し低出力領域までは、機械式スロットル操作系の第１のスロットルバルブ（２１）のみでエンジン出力を制御するので、例えば４気筒エンジンであっても２気筒エンジンのトルクフィーリングが得られる。 According to the third aspect of the present invention, the engine output is controlled only by the first throttle valve (21) of the mechanical throttle operation system until the low output region is released from the idling state. A torque feeling of a two-cylinder engine can be obtained.
請求項４の構成によれば、高出力要求時においては、機械式スロットル操作系の第１のスロットルバルブ（２１）のスロットル開度に対して、電気式スロットル操作系の第２のスロットルバルブ（２２）側が追従する制御が行われることで、高出力側でのエンジンの吹け上がり感が向上する。 According to the fourth aspect of the present invention, when a high output is required, the second throttle valve of the electric throttle operating system (with respect to the throttle opening of the first throttle valve (21) of the mechanical throttle operating system). 22) By performing control that the side follows, the feeling of engine blow-up on the high output side is improved.
請求項５の構成によれば、４気筒エンジンについて、２気筒毎にグループ化し、アイドリング状態から低出力領域までは２気筒エンジンの出力、高出力要求時においては４気筒エンジンの出力が得られることで、二輪車に適した効率の良い出力特性を得ることができる。 According to the configuration of claim 5, the four-cylinder engine is grouped into two cylinders, and the output of the two-cylinder engine can be obtained from the idling state to the low output region, and the output of the four-cylinder engine can be obtained when the high output is requested. Thus, efficient output characteristics suitable for two-wheeled vehicles can be obtained.
請求項６の構成によれば、電気式スロットル操作系の異常検出時において、機械式スロットル操作系でエンジンの制御が可能となるので、リンプホーム（Ｆ／Ｓ）対応を考慮した吸気制御システムとすることができる。 According to the configuration of the sixth aspect, the engine can be controlled by the mechanical throttle operation system when an abnormality is detected in the electric throttle operation system. Therefore, the intake control system considering the limp home (F / S) correspondence, can do.
本発明の多気筒エンジンの吸気制御装置の実施形態の一例について、図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態に係る多気筒エンジンの吸気制御装置は、例えば自動二輪車に搭載される水冷４ストロークの直列４気筒エンジンに適用される。直列４気筒エンジンは、４つの気筒が車幅方向（図１の表裏方向）に並ぶように配置されている。 An example of an embodiment of an intake control device for a multi-cylinder engine of the present invention will be described with reference to the drawings. An intake control device for a multi-cylinder engine according to an embodiment of the present invention is applied to, for example, a water-cooled 4-stroke in-line 4-cylinder engine mounted on a motorcycle. The in-line four-cylinder engine is arranged so that four cylinders are arranged in the vehicle width direction (front and back direction in FIG. 1).
エンジン１のシリンダブロック２には、図１の裏面方向に４つのシリンダボア（気筒）３が構成され、各シリンダボア３にピストン４が昇降自在に嵌挿されている。シリンダブロック２に対して重ねて結合されるシリンダヘッド５には、ピストン４の頂面に対向して凹出した燃焼室６が形成され、この燃焼室６に開口する吸気ポート７と排気ポート８が、ともに２本ずつ形成されている。 Four cylinder bores (cylinders) 3 are formed in the cylinder block 2 of the engine 1 in the rear surface direction of FIG. 1, and pistons 4 are inserted into the cylinder bores 3 so as to be movable up and down. The cylinder head 5 that is coupled to the cylinder block 2 is formed with a combustion chamber 6 that is recessed facing the top surface of the piston 4, and an intake port 7 and an exhaust port 8 that open to the combustion chamber 6. However, two of them are formed.
２本の吸気ポート７は、燃焼室６の開口から後方へ斜め上向きに延出しており、２本の排気ポート８は、燃焼室６の開口から前方へ斜め上向きに延出している。吸気ポート７の燃焼室６への開口は、昇降自在に摺動する吸気バルブ９の弁体の開閉動作により行われ、排気ポート８の燃焼室６への開口は、昇降自在に摺動する排気バルブ１０の弁体の開閉動作により行われる。各吸気ポート７には吸気管１１が連通され、吸気管１１内に装着されバルブ軸１２の回動により吸気通路を塞ぐように動作するスロットルバルブ２０の開度（スロットル開度）調整により、吸気ポート７への空気量の調整が行われる。また、吸気管１１のスロットルバルブ２０の下流側には、燃料噴射を行うためのインジェクタ１３が配設されている。 The two intake ports 7 extend obliquely upward from the opening of the combustion chamber 6 to the rear, and the two exhaust ports 8 extend obliquely upward from the opening of the combustion chamber 6 to the front. The opening of the intake port 7 to the combustion chamber 6 is performed by opening and closing the valve body of the intake valve 9 that slides up and down, and the opening of the exhaust port 8 to the combustion chamber 6 is exhausted up and down to slide. This is performed by opening and closing the valve body of the valve 10. An intake pipe 11 is communicated with each intake port 7 and is adjusted by adjusting the opening (throttle opening) of a throttle valve 20 that is mounted in the intake pipe 11 and operates to close the intake passage by the rotation of the valve shaft 12. The amount of air to the port 7 is adjusted. In addition, an injector 13 for performing fuel injection is disposed on the downstream side of the throttle valve 20 of the intake pipe 11.
次に、本発明の多気筒エンジンの吸気制御装置の特徴的な構成について、図２に示したエンジン（４気筒）の吸気管部分のモデル図を参照しながら説明する。図２において、図１と同じ構成を採る部分については同一符号を付している。
多気筒（４気筒）エンジンを構成する複数個の吸気管１１は、２気筒分の制御を行う第１の吸気系と、残り２気筒の制御を行う第２の吸気系とに（２気筒ごとに）分割して構成されている。第１の吸気系を構成する各吸気管１１には、円盤状の第１のスロットルバルブ２１，２１が配置され、第２の吸気系を構成する各吸気管１１には、円盤状の第２のスロットルバルブ２２，２２が配置されている。
Next, a characteristic configuration of the multi-cylinder engine intake control apparatus of the present invention will be described with reference to a model diagram of an intake pipe portion of the engine (four cylinders) shown in FIG. 2, parts having the same configuration as in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
The plurality of intake pipes 11 constituting the multi-cylinder (four-cylinder) engine are divided into a first intake system that controls two cylinders and a second intake system that controls the remaining two cylinders (every two cylinders). To be divided). Disc-shaped first throttle valves 21 and 21 are arranged in each intake pipe 11 constituting the first intake system, and each disc-like second pipe constituting the second intake system is provided with a disc-like second one. Throttle valves 22 and 22 are arranged.
第１のスロットルバルブ２１による第１の吸気系は、運転者のアクセル操作に連動して作動される機械式スロットル操作系を構成している。各スロットルバルブ（第１のスロットルバルブ）２１，２１はバルブ軸１２Ａで連結され、バルブ軸１２Ａは吸気管１１の側壁を貫通して突出し、その端部に円板状の作動板３１が装着されている。作動板３１の円周部には、スロットルグリップ（図示せず）から延びる２本の開き側と閉じ側の各ワイヤ３２，３３が互いに反対方向に巻き掛けられ、各ワイヤ先端が作動板３１に結着されている。
また、作動板３１は、バルブ軸１２Ａを介して一体のスロットルバルブ２１，２１が吸気管１１の吸気通路を閉じる方向にスプリング（図示せず）によって付勢されている。
The first intake system by the first throttle valve 21 constitutes a mechanical throttle operation system that is operated in conjunction with the driver's accelerator operation. The throttle valves (first throttle valves) 21 and 21 are connected by a valve shaft 12A. The valve shaft 12A protrudes through the side wall of the intake pipe 11, and a disc-shaped operation plate 31 is mounted on the end thereof. ing. Two open and closed wires 32 and 33 extending from a throttle grip (not shown) are wound around the circumference of the working plate 31 in opposite directions, and the tips of the wires are wound around the working plate 31. It is bound.
The operation plate 31 is biased by a spring (not shown) in a direction in which the integrated throttle valves 21 and 21 close the intake passage of the intake pipe 11 via the valve shaft 12A.
したがって、スロットルグリップのアクセル操作で開き側スロットルワイヤ３２が引かれ、閉じ側スロットルワイヤ３３が押されると、作動板３１がスプリングの付勢力に抗して回動し、作動板３１と一体のスロットルバルブ２１，２１が吸気通路を開く方向に回動し、各吸気管１１に対してスロットルバルブ２１の傾斜（スロットル開度）が調整される。したがって、スロットルグリップの操作加減でスロットルワイヤ３２，３３を介してスロットルバルブ２１のスロットル開度が制御される機械式スロットル操作系が構成される。
また、作動板３１のバルブ軸１２Ａ側には、バルブ軸の回動状態を検出することでスロットルバルブ開度を検知するＡＰＳセンサ（アクセルポジションセンサ）３４が配置されている。
Therefore, when the opening side throttle wire 32 is pulled by the accelerator operation of the throttle grip and the closing side throttle wire 33 is pushed, the operating plate 31 rotates against the urging force of the spring, and the throttle plate integrated with the operating plate 31 is operated. The valves 21 and 21 rotate in a direction to open the intake passage, and the inclination (throttle opening) of the throttle valve 21 with respect to each intake pipe 11 is adjusted. Therefore, a mechanical throttle operation system is configured in which the throttle opening of the throttle valve 21 is controlled via the throttle wires 32 and 33 by adjusting the throttle grip.
Further, an APS sensor (accelerator position sensor) 34 that detects the throttle valve opening degree by detecting the rotation state of the valve shaft is disposed on the valve shaft 12A side of the operation plate 31.
第２のスロットルバルブ２２による第２の吸気系は、電気的制御によるアクチュエータにより作動される電気式スロットル操作系を構成している。
各スロットルバルブ（第２のスロットルバルブ）２２，２２はバルブ軸１２Ｂで連結され、その端部がＴＢＷモータ（アクチュエータ）３５の回転軸に固定されている。したがって、バルブ軸１２Ｂの回動動作により吸気管１１に対してスロットルバルブ２２が傾斜することで、スロットル開度が調整されるようになっている。
The second intake system by the second throttle valve 22 constitutes an electric throttle operation system that is operated by an actuator by electrical control.
Each throttle valve (second throttle valve) 22, 22 is connected by a valve shaft 12 </ b> B, and its end is fixed to the rotating shaft of a TBW motor (actuator) 35. Therefore, the throttle opening is adjusted by tilting the throttle valve 22 with respect to the intake pipe 11 by the rotation of the valve shaft 12B.
電気式スロットル操作系の各スロットルバルブ（第２のスロットルバルブ）２２は、ＴＢＷモータ（アクチュエータ）３５の回転軸近傍に装着されたスロットルバルブ開度センサ４１によりスロットル開度が検出され、この情報がフィードバックされる駆動手段により駆動されるＴＢＷモータ３５でスロットルバルブ開度の制御が行われるとともに、スロットル開度が僅かに開いた状態で第２のスロットルバルブが全閉時となるよう制御される。
また、上述した第１のスロットルバルブ２１の開度を検出するＡＰＳセンサ３４の出力によりＴＢＷモータ３５を駆動して第２のスロットルバルブ２２が第１のスロットルバルブ２１のスロットル開度に追従する制御がなされる。
Each throttle valve (second throttle valve) 22 of the electric throttle operation system has its throttle opening detected by a throttle valve opening sensor 41 mounted in the vicinity of the rotating shaft of a TBW motor (actuator) 35. The throttle valve opening is controlled by the TBW motor 35 driven by the feedback driving means, and the second throttle valve is controlled to be fully closed when the throttle opening is slightly opened.
Further, the second throttle valve 22 follows the throttle opening degree of the first throttle valve 21 by driving the TBW motor 35 by the output of the APS sensor 34 that detects the opening degree of the first throttle valve 21 described above. Is made.
機械式スロットル操作系のバルブ軸１２Ａの端部に装着された円板部５１と、電気式スロットル操作系の端部に装着された円板部５２とは相対向するように対峙し、各円板部には円板面に対して垂直に突出する突起部５３，５４が互いに当接可能な位置となる外周近くに形成することで連動機構を形成している。
連動機構は、電気式スロットル操作系の円板部５２が時計回りの方向（スロットルバルブ開側）に回転する場合、及び、機械式スロットル操作系の円板部５１が反時計回りの方向（スロットルバルブ閉側）に回転する場合に突起部５３，５４同士が当接するように構成されている。
機械式スロットル操作系の円板部５１は、時計回りの方向（スロットルバルブ開側）については、電気式スロットル操作系と関係なく独立して回転できるロストモーション機構を備えて構成されている。電気式スロットル操作系の円板部５２の反時計回りの方向（スロットルバルブ閉側）へは、機械式スロットル操作系と関係なく独立して回転できるが、上述した全閉時の制御により、スロットルバルブ２２のスロットル開度が僅かに開いた状態で全閉となる。
The disc portion 51 attached to the end of the valve shaft 12A of the mechanical throttle operation system and the disc portion 52 attached to the end of the electric throttle operation system are opposed to each other, and each circle An interlocking mechanism is formed on the plate portion by forming projections 53 and 54 protruding perpendicularly to the disk surface near the outer periphery where they can come into contact with each other.
In the interlocking mechanism, when the disk portion 52 of the electric throttle operation system rotates in the clockwise direction (throttle valve open side), and the disk portion 51 of the mechanical throttle operation system rotates in the counterclockwise direction (throttle The projections 53 and 54 are configured to come into contact with each other when rotating to the valve closing side.
The disk portion 51 of the mechanical throttle operation system is configured to include a lost motion mechanism that can rotate independently of the electric throttle operation system in the clockwise direction (throttle valve opening side). The disk portion 52 of the electric throttle operation system can rotate independently of the mechanical throttle operation system in the counterclockwise direction (throttle valve closing side). The valve 22 is fully closed when the throttle opening is slightly opened.
続いて、上述した吸気制御装置における機械式スロットル操作系及び電気式スロットル操作系の動作について説明する。
（アイドリング時）
スロットルグリップのアクセル操作がされない状態であると、スプリングの付勢力により閉じ側スロットルワイヤ３３が引かれ、開き側スロットルワイヤ３２が押されるので、作動板３１及びバルブ軸１２Ａと一体をなすスロットルバルブ２１，２１が吸気通路を閉じる方向（反時計回りの方向）に回動し、各吸気管１１の吸気通路が閉鎖される方向にスロットルバルブ２１が動作するが、円板部５１に設けた突起部５３が電気式スロットル操作系の円板部５２に設けた突起部５４に当接することで、円板部５２が追従して回動し、電気式スロットル操作系の全開状態で回動が規制される（図２（ａ））。
Next, the operation of the mechanical throttle operation system and the electric throttle operation system in the intake control device described above will be described.
(When idling)
When the throttle grip accelerator is not operated, the closing throttle wire 33 is pulled by the biasing force of the spring and the opening throttle wire 32 is pushed, so that the throttle valve 21 integrated with the operating plate 31 and the valve shaft 12A is integrated. , 21 rotate in the direction to close the intake passage (counterclockwise direction), and the throttle valve 21 operates in the direction in which the intake passage of each intake pipe 11 is closed. 53 abuts on the protrusion 54 provided on the disc portion 52 of the electric throttle operation system, so that the disc portion 52 follows and rotates, and the rotation is restricted in the fully opened state of the electric throttle operation system. (FIG. 2A).
電気式スロットル操作系の全閉状態では、ＴＢＷモータ３５の制御により第２のスロットルバルブ２２，２２は僅かに開いた状態で保持されるので、回動が規制された第１のスロットルバルブ２１，２１についても第２のスロットルバルブ２２，２２と同じスロットル開度に保持され（突起部５４が突起部５３に対してストッパ機構となる）、このスロットル開度が多気筒エンジン全体のアイドリング開度となる。
すなわち、多気筒エンジンがアイドリング状態で全閉位置となるスロットル開度は、機械式スロットル操作系の第１のスロットルバルブ２１のスロットル開度を、電気式スロットル操作系の第２のスロットルバルブ２２のスロットル開度に一致させる制御が行われる。
In the fully closed state of the electric throttle operation system, the second throttle valves 22 and 22 are held in a slightly opened state by the control of the TBW motor 35, so that the first throttle valve 21 and 21 is also held at the same throttle opening as the second throttle valves 22 and 22 (the projection 54 serves as a stopper mechanism for the projection 53), and this throttle opening is equal to the idling opening of the entire multi-cylinder engine. Become.
That is, the throttle opening at which the multi-cylinder engine is in the fully closed position in the idling state is the throttle opening of the first throttle valve 21 of the mechanical throttle operation system, and the throttle opening of the second throttle valve 22 of the electric throttle operation system. Control to match the throttle opening is performed.
機械式スロットル操作系と電気式スロットル操作系とを独自に動作させた場合は、機械式スロットル操作系のスロットルバルブ位置によるリーク量が機構的に決まるので、電気式スロットル操作系（ＴＢＷ側出力）との出力差が生じ、気筒間出力バランスが崩れアイドリング回転数の安定性が悪化するという現象が生じていたが、上述したように、アイドリング時において機械式スロットル操作系のスロットルバルブが電気式スロットル操作系のスロットルバルブと同じスロットル開度で維持できる構造とすることで、アイドリング回転数の安定性を確保することができる。 When the mechanical throttle operating system and the electric throttle operating system are operated independently, the amount of leakage due to the throttle valve position of the mechanical throttle operating system is mechanically determined, so the electric throttle operating system (TBW side output) The output balance between cylinders is lost and the stability of idling speed is deteriorated. However, as described above, the throttle valve of the mechanical throttle operating system is an electric throttle when idling. By adopting a structure that can maintain the same throttle opening as the throttle valve of the operation system, it is possible to ensure the stability of the idling rotational speed.
（スロットル開口時）
スロットルグリップのアクセル操作を行うと、開き側スロットルワイヤ３２が引かれ、閉じ側スロットルワイヤ３３が押されるので、作動板３１がスプリングの付勢力に抗して回動し、作動板３１と一体のスロットルバルブ２１，２１が吸気通路を開く方向（時計回りの方向）に回動し、各吸気管１１に対してスロットルバルブ２１の傾斜（スロットル開度）が調整される。この時、機械式スロットル操作系は電気式スロットル操作系に関係なく独立して回転できる（図２（ｂ））。
(When the throttle is open)
When the accelerator operation of the throttle grip is performed, the opening-side throttle wire 32 is pulled and the closing-side throttle wire 33 is pushed, so that the operation plate 31 rotates against the urging force of the spring and is integrated with the operation plate 31. The throttle valves 21 and 21 rotate in a direction (clockwise direction) to open the intake passage, and the inclination (throttle opening) of the throttle valve 21 with respect to each intake pipe 11 is adjusted. At this time, the mechanical throttle operation system can rotate independently regardless of the electric throttle operation system (FIG. 2B).
（ＴＢＷ追従）
スロットルグリップのアクセル操作により、機械式スロットル操作系の第１のスロットルバルブ２１，２１のスロットル開度が調整された場合、ＡＰＳセンサ３４によりスロットル開度が検出され、ＴＢＷモータ３５を制御することで、第２のスロットルバルブ２２，２２のスロットル開度を第１のスロットルバルブ２１，２１のスロットル開度に追従動作させる（図２（ｃ））。
(TBW following)
When the throttle opening of the first throttle valve 21 or 21 of the mechanical throttle operation system is adjusted by the accelerator operation of the throttle grip, the throttle opening is detected by the APS sensor 34 and the TBW motor 35 is controlled. Then, the throttle opening degree of the second throttle valves 22 and 22 is made to follow the throttle opening degree of the first throttle valves 21 and 21 (FIG. 2C).
機械式スロットル操作系及び電気式スロットル操作系によりスロットルバルブを制御する制御装置の制御系ブロック図の概略を図３に示す。
車両に搭載される電子制御ユニットＥＣＵ８０によりＴＢＷモータ３５が駆動制御される。ＥＣＵ８０のスロットル制御手段８１は、スロットルグリップの操作量を検出する開度センサ３４の検出値により機械式スロットル操作系の第１のスロットルバルブ２１，２１のスロットル開度を制御するとともに、開度センサ３４の検出値により第２のスロットルバルブ２２，２２のスロットル開度を制御する。また、ＴＢＷモータ３５の駆動に際しては、スロットルバルブ開度センサ４１の検出値が入力されることでフィードバック制御が行われる。
スロットル制御手段８１においては、スロットルグリップのアクセル操作が少ない（低出力側）場合は（多気筒エンジンがアイドリング状態を脱し低出力領域まで）、機械式スロットル操作系でエンジン出力を制御して電気式スロットル操作系側は全閉状態に保持する制御を行い、スロットルグリップのアクセル操作が所定以上（高出力側）の場合は、機械式スロットル操作系側を優先して駆動させ、その後に電気式スロットル操作系側が追従する駆動制御が行われる。
FIG. 3 shows an outline of a control system block diagram of a control device for controlling a throttle valve by a mechanical throttle operation system and an electric throttle operation system.
The TBW motor 35 is driven and controlled by an electronic control unit ECU 80 mounted on the vehicle. The throttle control means 81 of the ECU 80 controls the throttle opening of the first throttle valves 21 and 21 of the mechanical throttle operation system based on the detection value of the opening sensor 34 that detects the operation amount of the throttle grip, and the opening sensor The throttle opening degree of the second throttle valves 22 and 22 is controlled by the detected value 34. Further, when the TBW motor 35 is driven, feedback control is performed by inputting the detection value of the throttle valve opening sensor 41.
In the throttle control means 81, when the accelerator operation of the throttle grip is small (low output side) (the multi-cylinder engine leaves the idling state up to the low output range), the engine output is controlled by the mechanical throttle operation system to be electrically operated. The throttle operating system side is controlled to be kept in a fully closed state. If the throttle grip accelerator operation is higher than a predetermined value (high output side), the mechanical throttle operating system side is driven preferentially, and then the electric throttle Drive control that the operation system side follows is performed.
また、ＥＣＵ８０は、電気式スロットル操作系が正常に機能しているか否か、制御系の異常の有無を判定する異常判定手段８２を備えるとともに、この異常判定手段８２により異常有りと判定されたときに、電気式スロットル操作系のフェール処理（リンプホーム対応）を実行するフェール処理実行手段８３を有する。 Further, the ECU 80 includes abnormality determining means 82 for determining whether or not the electric throttle operation system is functioning normally and whether or not there is an abnormality in the control system, and when the abnormality determining means 82 determines that there is an abnormality. In addition, there is a fail process execution means 83 for executing a fail process (corresponding to limp home) of the electric throttle operation system.
異常判定手段８２には、スロットルバルブ開度センサ４１、車速センサ４２及びエンジン回転数センサ４３、更にはスロットルグリップの開度センサ３４から各検出信号が入力され、異常の有無が判定される。 Each detection signal is input to the abnormality determining means 82 from the throttle valve opening sensor 41, the vehicle speed sensor 42, the engine speed sensor 43, and the throttle grip opening sensor 34, and the presence or absence of abnormality is determined.
以上の動作について、スロットルグリップのアクセル操作によるスロットル開度（ＴＨ）に対するトルク特性をグラフに示すと図４のようになる。
機械式スロットル操作系の（ワイヤによる）手動操作による第１のスロットルバルブ２１，２１のスロットルグリップのアクセル操作開度（ＴＨ）に対する２気筒分の出力は、点線のようなトルク曲線（手動気筒出力特性）が得られる。電気式スロットル操作系のＴＢＷモータ３５による第２のスロットルバルブ２２，２２のスロットルグリップのアクセル操作開度（ＴＨ）に対する２気筒分の出力は、一点鎖線のようなトルク曲線（ＴＢＷ気筒出力特性）が得られる。ＴＢＷ気筒出力が手動気筒出力に追従するよう出力特性が得られることから、４気筒エンジン全体では、両者を加算した実線のような出力特性が得られる。
FIG. 4 is a graph showing torque characteristics with respect to the throttle opening (TH) by the accelerator operation of the throttle grip.
The output for two cylinders with respect to the throttle opening (TH) of the throttle grip of the first throttle valve 21 and 21 by manual operation (by wire) of the mechanical throttle operation system is a torque curve (manual cylinder output) Characteristic). The output for two cylinders with respect to the throttle opening (TH) of the throttle grip of the second throttle valve 22, 22 by the TBW motor 35 of the electric throttle operation system is a torque curve (TBW cylinder output characteristic) like a one-dot chain line. Is obtained. Since the output characteristic is obtained so that the TBW cylinder output follows the manual cylinder output, the entire four-cylinder engine can obtain the output characteristic shown by a solid line obtained by adding both.
このグラフより、スロットルグリップのアクセル操作開度（ＴＨ）が小さい低出力側、すなわち多気筒エンジンがアイドリング状態を脱し低出力領域までは、機械式スロットル操作系でエンジン出力を制御して電気式スロットル操作系側は全閉状態に保持する制御を行うことで、手動駆動のみで出力が決定されるため、２気筒的なトルクフィーリングを得ることができる。
多気筒エンジンの高出力要求時は、機械式スロットル操作系側を優先して駆動させ、その後に電気式スロットル操作系側が追従する駆動制御を行うことで、高出力側ではＴＢＷモータ３５により電気式スロットル操作系が駆動するので４気筒らしい吹き上がり感を有するトルクフィーリングを得ることができる。
From this graph, the electric throttle is controlled by controlling the engine output with a mechanical throttle operation system until the low output side where the throttle opening (TH) of the throttle grip is small, that is, until the multi-cylinder engine leaves the idling state and reaches the low output range. By controlling the operation system to be in the fully closed state, the output is determined only by manual driving, so that a two-cylinder torque feeling can be obtained.
When a high output of a multi-cylinder engine is required, the mechanical throttle operation system side is driven preferentially, and then the drive control that the electric throttle operation system side follows is performed. Since the throttle operation system is driven, it is possible to obtain a torque feeling having a feeling of blowing up like a 4-cylinder.
なお、上述した構造においては、１番気筒＃１と２番気筒＃２に連結される吸気管１１に機械制御式のスロットルバルブ２１，２１を設けることでこれらを常用稼動気筒とするとともに、３番気筒＃３と４番気筒＃４に連結される吸気管１１に電気制御式のスロットルバルブ２２，２２を設けることで、ＴＢＷモータ３５の異常発生時においては３番気筒＃３及び４番気筒＃４を休止可能気筒とし、機械式スロットル操作系でエンジン制御を行う（フェール処理としての燃料カットを規制して機関停止を回避する）ことができる。 In the above-described structure, mechanically controlled throttle valves 21 and 21 are provided in the intake pipe 11 connected to the first cylinder # 1 and the second cylinder # 2 to make them normal operating cylinders. By providing electrically controlled throttle valves 22 and 22 in the intake pipe 11 connected to the No. 3 cylinder # 3 and No. 4 cylinder # 4, the No. 3 cylinder # 3 and No. 4 cylinder are provided when an abnormality occurs in the TBW motor 35. It is possible to set # 4 as a cylinder that can be deactivated, and to perform engine control by a mechanical throttle operation system (regulating fuel cut as a fail process to avoid engine stop).
図５は、他の実施例を示すもので、気筒がＶ字に配列されたＶ型４気筒エンジンに適用したものである。図５において、図２と同一部分については同一符号を付している。
４つの気筒が２気筒ずつグループ化され、機械式スロットル操作系のバルブ軸１２Ａの端部に円板部５１が、電気式スロットル操作系のバルブ軸１２Ｂの端部に円板板５２をそれぞれ形成する。ワイヤ操作に応じて回動する作動板３１に形成された作動軸３７の先端にワイヤ側円板部６１が装着されている。電気式スロットル操作系のバルブ軸１２Ｂの端部に装着された円板部５２とワイヤ側円板部６１とが相対向するように対峙し、円板部５２の円板面に対して垂直に突出する突起部５４に対してワイヤ側円板部６１に設けた突起部６３が各円板部の外周近くで当接可能なように形成するとともに、ワイヤ側円板部６１と円板部５１との間に、両者が連動して同一方向に回動するリンク機構７０が設けられることで機械式スロットル操作系と電気式スロットル操作系との間に連動機構を形成している。リンク機構７０は、円板部５１に形成された支持部７１と、ワイヤ側円板部６１に形成された支持部７２との間に、両端が各支持部に対して回動自在に軸支された長尺状の連結体７３を備えて構成されている。
FIG. 5 shows another embodiment, which is applied to a V-type four-cylinder engine in which cylinders are arranged in a V shape. 5, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.
Four cylinders are grouped by two, and a disk part 51 is formed at the end of the valve shaft 12A of the mechanical throttle operating system, and a disk plate 52 is formed at the end of the valve shaft 12B of the electric throttle operating system. To do. A wire-side disc portion 61 is attached to the tip of an operating shaft 37 formed on the operating plate 31 that rotates in response to a wire operation. The disc portion 52 mounted on the end of the valve shaft 12B of the electric throttle operation system faces the wire-side disc portion 61 so as to face each other, and is perpendicular to the disc surface of the disc portion 52. The protrusions 63 provided on the wire-side disk part 61 are formed so as to be able to contact the protruding protrusions 54 near the outer periphery of each disk part, and the wire-side disk part 61 and the disk part 51 are formed. The link mechanism 70 that rotates in the same direction in conjunction with each other is provided between the mechanical throttle operation system and the electric throttle operation system. The link mechanism 70 is pivotally supported between a support part 71 formed on the disk part 51 and a support part 72 formed on the wire-side disk part 61 so that both ends are rotatable with respect to each support part. The long connecting body 73 is formed.
連動機構７０は、電気式スロットル操作系の円板部５２が時計回りの方向（スロットルバルブ開側）に回転する場合、突起部５４と突起部６３が当接し、電気式スロットル操作系の円板部５２の回転がワイヤ側円板部６１及びリンク機構７０を介して機械式スロットル操作系の円板部５１が回転する。また、機械式スロットル操作系の円板部５１が反時計回りの方向（スロットルバルブ閉側）に回転する場合についても、リンク機構７０及びワイヤ側円板部６１を介して突起部６３，５４同士が当接し、電気式スロットル操作系の円板部５２が回転する。
機械式スロットル操作系の円板部５１は、時計回りの方向（スロットルバルブ開側）については、電気式スロットル操作系と関係なく独立して回転できるようになっている。電気式スロットル操作系の円板部５２の反時計回りの方向（スロットルバルブ閉側）へは、機械式スロットル操作系と関係なく独立して回転できるが、ＴＢＷモータ３５の制御により、スロットルバルブ２２のスロットル開度が僅かに開いた状態で全閉となる。
この例の場合、ＡＰＳセンサ３４は、作動軸３７の回動状態を検出することで、第１のスロットルバルブ２１のスロットル開度を検知するように構成されている。
この例の構成においても、図２の構造と同じように、スロットルグリップのアクセル操作によるスロットル開度に対するトルク特性は、図４で示した出力特性を得ることができる。
When the disk portion 52 of the electric throttle operation system rotates in the clockwise direction (throttle valve opening side), the interlocking mechanism 70 contacts the protrusion 54 and the protrusion 63 so that the electric throttle operation system disk The rotation of the part 52 rotates the disk part 51 of the mechanical throttle operation system via the wire side disk part 61 and the link mechanism 70. Further, when the disk portion 51 of the mechanical throttle operation system rotates in the counterclockwise direction (the throttle valve closing side), the protrusions 63 and 54 are connected to each other via the link mechanism 70 and the wire side disk portion 61. Comes into contact with each other, and the disk portion 52 of the electric throttle operation system rotates.
The disk portion 51 of the mechanical throttle operation system can be rotated independently in the clockwise direction (throttle valve opening side) regardless of the electric throttle operation system. The electric throttle operation system disk portion 52 can rotate independently of the mechanical throttle operation system in the counterclockwise direction (throttle valve closing side), but the TBW motor 35 controls the throttle valve 22. When the throttle opening is slightly opened, the valve is fully closed.
In this example, the APS sensor 34 is configured to detect the throttle opening degree of the first throttle valve 21 by detecting the rotation state of the operating shaft 37.
Also in the configuration of this example, as in the structure of FIG. 2, the torque characteristics with respect to the throttle opening by the throttle grip accelerator operation can obtain the output characteristics shown in FIG.
上述した各例においては、４気筒エンジンを例に説明したが、６気筒や８気筒のエンジン、又は奇数気筒のエンジン等、気筒を複数のグループに分割可能な多気筒エンジンに適用することができる。 In each example described above, a four-cylinder engine has been described as an example. However, the present invention can be applied to a multi-cylinder engine in which a cylinder can be divided into a plurality of groups, such as a six-cylinder engine, an eight-cylinder engine, or an odd-cylinder engine. .
１…エンジン、 ２…シリンダブロック、 ３…シリンダボア（気筒）、 ４…ピストン、 ５…シリンダヘッド、 ６…燃焼室、 ７…吸気ポート、 ８…排気ポート、 ９…吸気バルブ、 １０…排気バルブ、 １１…吸気管、 １２…バルブ軸、 ２１…第１のスロットルバルブ、 ２２…第２のスロットルバルブ、 ３２，３３…スロットルワイヤ、 ３４…ＡＰＳセンサ（開度センサ）、 ３５…ＴＢＷモータ（アクチュエータ）、 ４１…スロットルバルブ開度センサ、 ５１，５２…円板部、 ５３，５４…突起部、 ６１…ワイヤ側円板部、 ６３…突起部、 ７０…リンク機構、 ８０…ＥＣＵ、 ８１…スロットル制御手段、 ８２…異常判定手段、 ８３…フェール処理実行手段。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Cylinder block, 3 ... Cylinder bore (cylinder), 4 ... Piston, 5 ... Cylinder head, 6 ... Combustion chamber, 7 ... Intake port, 8 ... Exhaust port, 9 ... Intake valve, 10 ... Exhaust valve, DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Intake pipe, 12 ... Valve shaft, 21 ... 1st throttle valve, 22 ... 2nd throttle valve, 32, 33 ... Throttle wire, 34 ... APS sensor (opening sensor), 35 ... TBW motor (actuator) 41 ... throttle valve opening sensor, 51, 52 ... disc, 53, 54 ... projection, 61 ... wire side disc, 63 ... projection, 70 ... link mechanism, 80 ... ECU, 81 ... throttle control Means 82... Abnormality judgment means 83. Fail processing execution means.
Claims (5)
前記機械式スロットル操作系と前記電気式スロットル操作系を連動動作させる連動機構を備え、
前記連動機構は、
前記電気式スロットル操作系の前記第２のスロットルバルブ（２２）の開方向の回転動作により、前記第１のスロットルバルブ（２１）を開方向に連動動作させるとともに、前記機械式スロットル操作系の前記第１のスロットルバルブ（２１）の開方向の回転動作に対して前記第２のスロットルバルブ（２２）の開方向の回転動作は独立して動作するロストモーション機構を含み、
前記ロストモーション機構により、前記電気式スロットル操作系が前記第２のスロットルバルブ（２２）を僅かに開いたアイドリング開度に維持している状態では、前記機械式スロットル操作系が前記アクセル操作により作動していない場合でも前記第１のスロットルバルブ（２１）が前記アイドリング開度に保持され、
前記機械式スロットル操作系は、
前記第１のスロットルバルブ（２１）のスロットル開度を検出する開度センサ（３４）を備え、該開度センサ（３４）の出力により前記アクチュエータ（３５）を駆動して前記第２のスロットルバルブ（２２）のスロットル開度を前記第１のスロットルバルブ（２１）のスロットル開度に追従させる
ことを特徴とする多気筒エンジンの吸気制御装置。 A second throttle valve provided in the first throttle valve (21) and a second intake system provided in the first intake system having the multi-cylinder engine (22), said first throttle valve (21) Intake control of a multi-cylinder engine comprising a mechanical throttle operating system that operates in conjunction with the driver's accelerator operation, and an electric throttle operating system that operates the second throttle valve (22) with an actuator (35) In the device
An interlocking mechanism that interlocks the mechanical throttle operating system and the electric throttle operating system;
The interlocking mechanism is
By rotating the second throttle valve (22) in the opening direction of the electric throttle operating system, the first throttle valve (21) is interlocked in the opening direction, and the mechanical throttle operating system is The first throttle valve (21) includes a lost motion mechanism in which the opening operation of the second throttle valve (22) is independently performed with respect to the rotation operation of the second throttle valve (21);
By the lost motion mechanism, in the state in which the electric throttle operation system maintains the idling opening degree slightly open the second throttle valve (22), the mechanical throttle operation system the accelerator operation The first throttle valve (21) is held at the idling opening even when not operating due to
The mechanical throttle operating system is
An opening sensor (34) for detecting the throttle opening of the first throttle valve (21) is provided, and the actuator (35) is driven by the output of the opening sensor (34) to drive the second throttle valve. An intake control device for a multi-cylinder engine, wherein the throttle opening of (22) is made to follow the throttle opening of the first throttle valve (21).
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