JPH05180038A

JPH05180038A - エンジンの空気量制御装置

Info

Publication number: JPH05180038A
Application number: JP34556191A
Authority: JP
Inventors: Hatsuo Nagaishi; 初雄永石; Shigeo Muranaka; 重夫村中
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1991-12-26
Filing date: 1991-12-26
Publication date: 1993-07-20

Abstract

(57)【要約】【目的】空気制御弁を設けた副通路に、絞り弁（主絞
り弁）と機械的に連動する副絞り弁を直列に接続するこ
とにより、空気制御弁の誤動作に伴うアイドル回転の過
度の上昇を防止する。【構成】吸気通路２が主通路３と副通路４に分岐さ
れ、主通路３にアクセルペダルと機械的に連結される主
絞り弁６が、また副通路４に空気制御弁１１が設けられ
る。副通路４にはまた、空気制御弁１１と直列にかつ主
絞り弁６と機械的に連動する副絞り弁７が設けられる。
空気制御弁１１は、リーン空燃比への切換時に切換前後
のエンジン発生トルクが同一となるように制御装置によ
り駆動される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はエンジンの空気量制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】理論空燃比よりも希薄な空燃比の混合気
で運転すると、理論空燃比の混合気より燃焼効率がよい
だけ燃費が向上するので、リーン燃焼を行わせようと、
一定の条件が成立したとき、理論空燃比へのフィードバ
ック制御（あるいは理論空燃比よりも濃い出力空燃比へ
の制御）を停止し、理論空燃比よりも希薄な空燃比（以
下リーン空燃比という）を目標として制御している。リ
ーン空燃比とする運転条件になると、絞り弁をバイパス
する副通路に設けた空気制御弁を開いて、空気量を増す
のである。

【０００３】ところが、理論空燃比（あるいは出力空燃
比）からリーン空燃比への切換時には、過渡的にエンジ
ンで発生するトルクが変化し、この切換時のトルク段差
によって運転ショックを生じたりガクガク振動が発生す
ることもある。

【０００４】そこで、特開昭６３−５０６４１号公報に
あるように、リーン空燃比への切換時に、あらかじめ定
めた目標空燃比に対応して上記の空気制御弁を開かせる
ようにしたものが提案されている。

【０００５】これは、リーン空燃比との切換時は目標空
燃比が段差をもってステップ的に変化するので、そうな
らないよう一次の応答遅れで変化する波形で目標空燃比
を計算し、この目標空燃比に対応させて、上記の副通路
を流れる空気量を増やしたり減らすことで、切換時のト
ルク段差による運転ショックを和らげるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、リーン空燃
比との切換時にエンジントルクを精度良く一定に保つた
めには、上記の空気制御弁により制御できる流路面積を
絞り弁面積のほぼ４０％程度とかなり大きくしなければ
ならない。

【０００７】このため、電子制御される空気制御弁が、
誤信号により最大の開度となったり、空気制御弁が全開
位置のまま固着したときは、絞り弁を全閉位置に戻して
も、副通路から大量の空気がシリンダに供給されること
になって、アイドル回転が上がり過ぎるのである。

【０００８】そこでこの発明は、空気制御弁を設けた副
通路に、絞り弁（主絞り弁）と機械的に連動する副絞り
弁を直列に接続することにより、空気制御弁の誤動作に
伴うアイドル回転の過度の上昇を防止することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、主通路と
副通路に分岐される吸気通路と、前記主通路に設けられ
アクセルペダルと機械的に連結される主絞り弁と、前記
副通路に設けられ前記主絞り弁と機械的に連動する副絞
り弁と、この副絞り弁と直列に前記副通路に設けられる
空気制御弁と、制御空燃比の目標として異なる空燃比を
もち、リーン空燃比への切換時には切換前後のエンジン
発生トルクが同一となるように前記空気制御弁を駆動す
る制御装置とを備える。

【００１０】第２の発明は、第１の発明において副通路
をエアフローメータより上流から分岐した。

【００１１】第３の発明は、第１の発明において空気制
御弁を、作動圧に応動して副通路を開閉するダイヤフラ
ム弁と、このダイヤフラム弁に供給する作動圧を切換え
る三方向弁とから構成した。

【００１２】第４の発明は、主通路と副通路に分岐され
る吸気通路と、リターンスプリングにより閉弁方向に付
勢されるとともにアクセルペダルと機械的に連結される
主絞り弁と、この主絞り弁用の主スロットルシャフトと
平行でかつ前記副通路を貫通して設けられる副スロット
ルシャフトと、この副スロットルシャフトに固定される
副絞り弁と、この副スロットルシャフトに摺動自在に設
けられ、前記主絞り弁とリンクを介して連動するレバー
と、前記副スロットルシャフトに固定され、前記副絞り
弁の開弁方向に付勢するスプリングによって前記レバー
と当接する連動切換レバーと、作動室に作動圧が導入さ
れていない状態では、前記連動切換レバーに連結された
ロッドが伸縮して、前記副絞り弁の動きに干渉しないよ
うにしているが、作動圧が導入されると、伸縮ロッドを
介し前記副絞り弁が全閉位置に落ち着くまで前記連動切
換レバーを閉弁方向に回転させるダイヤフラムアクチュ
エータと、このダイヤフラムアクチュエータに供給する
作動圧を切換える三方向弁とを備える。

【００１３】第５の発明は、第１または第２の発明にお
いて、副絞り弁を、主絞り弁近傍の圧力（たとえばＶＣ
負圧）を作動室に導くダイヤフラム弁で構成し、主絞り
弁の所定開度以下で副通路を遮断しまたは副通路の流量
を所定値以下に減少させるようにした。

【００１４】

【作用】第１の発明では、リーン空燃比を目標としない
限り空気制御弁が全閉にされ、主通路だけを通して空気
が流れる。

【００１５】しかしながら、誤信号で空気制御弁が急に
全開にされると、アクセルペダルを踏み込んでいるとき
は副通路を流れる空気が加わって流れるため、これを受
けて燃料量が増しエンジン回転が急に上昇する。

【００１６】このとき、ドライバーがアクセルペダルを
戻すと、主絞り弁とともにこれと連動する副絞り弁が閉
じられ、これによってシリンダに吸入される空気量が減
るため、もとの回転数へとエンジン回転が戻される。

【００１７】また、経時変化により空気制御弁が開いた
位置に固着してしまったときも、アクセルペダルを戻す
ことでエアフロメータ回転が所定のアイドル回転にまで
戻される。

【００１８】さらに、空気制御弁に流量バラツキがある
と、低吸入空気量時に空気がはいり過ぎ、リーン空燃比
を目標としているときのほうがトルクが大きくなりすぎ
てしまうことがあるが、この発明では最大空気量が副絞
り弁によって制限されるので、このようなこともおこら
ない。

【００１９】第２の発明で副通路がエアフローメータよ
り上流から分岐されると、燃料噴射量を一定のまま空気
制御弁を開いて空気量を増しても、トルクの変化が無視
できるほどに小さいため、リーン空燃比への切換時に空
気制御弁だけで空燃比が変えられる。これを逆に言う
と、切換の前後で燃料噴射量を一定に保つことができる
ため、切換時に燃料噴射量と空気量を同期させることが
必要でなくなる。

【００２０】第３の発明で空気制御弁がダイヤフラム弁
と三方向弁から構成されると、リーン空燃比への切換時
にダイヤフラム弁を開くだけでよいため、制御が簡単で
あり、コストが安くなる。

【００２１】なお、ここで述べた第２と第３の発明につ
いての作用は、第１の発明の作用に加わるものである。

【００２２】第４の発明では、ダイヤフラムアクチュエ
ータが作動不良になっても、副絞り弁が主絞り弁と連動
するので、第３の発明と同様にエンジンが適切なアイド
ル回転に抑えられる。また、副絞り弁が空気制御弁をも
兼ねるため、レイアウト上コンパクトな構成になる。

【００２３】第５の発明では、誤信号により空気制御弁
が急に開かれたとき、アクセルペダルを離して主絞り弁
を全閉位置に戻すと、副通路が遮断されるか、または副
通路の流量が所定値以下に減少され、これによってエン
ジンがアイドル回転に戻される。この作用は第１または
第２の発明と同様である。

【００２４】

【実施例】図１において、１はスロットルハウジング、
２は吸気通路、５はスロットルシャフト、６は絞り弁
（主絞り弁）である。

【００２５】スロットルシャフト５の一端（図で左端）
に取り付けられるアクセルドラム８は、ワイヤーを介し
てアクセルペダル（図示しない）と連結される。主絞り
弁６は、アクセルペダルを離している状態では閉弁方向
に付勢するリターンスプリング９により全閉位置に保た
れるが、アクセルペダルが踏み込まれると、このペダル
に応動して開かれる。

【００２６】吸気通路２は主通路３と副通路４に分岐さ
れ、副通路４をも貫通して設けられるスロットルシャフ
ト５に円板状の副絞り弁７が主絞り弁６と同じ角度で取
り付けられる。これにより副絞り弁７は主絞り弁６と一
体で動く。

【００２７】供給燃料量一定で、後述するロータリーバ
ルブ１１により副通路４が開かれると、空気量が増すた
めシリンダに吸入される混合気は希薄になる。副通路４
が閉じられている状態ではほぼ理論空燃比（１４．７）
の混合気で運転されていてもリーン空燃比（たとえば２
２〜２４）に切換えると同時に、副通路４を開くのであ
る。

【００２８】ところで、リーン空燃比との切換時にトル
ク段差が生じると運転性が悪くなるので、切換の前後で
トルクを一定としなければならない。リーン空燃比への
切換時で考えると、実空燃比の変化はほぼ一次の応答遅
れ波形となるので、これに応じてシリンダへ流れる空気
量が図４で示したようにほぼ一次の応答遅れで増すよう
副通路４を流れる空気量を流れる空気量を制御してやる
必要があるのである。このため、副通路４の開口部に、
デューティ制御可能なロータリーバルブ（空気制御弁で
リニアソレイノドバルブの１つ）１１が設けられる。こ
のロータリーバルブ１１はマイコンなどによって電子制
御される。

【００２９】回転体１１ａは、円筒状部分が副通路４を
遮断するように突出し、この円筒状部分に図２にも示し
たように円周方向に三角のスリット１１ｂがあけられて
いる。回転体１１ａを図２で矢印方向に回すとスリット
１１ｂと副通路４の重なり部分（斜線部分）が大きくな
る。重なり部分（斜線部分）を大きくしたり小さくする
ことによって副通路４の流路面積を変えるのである。

【００３０】一方、ソレノイドコイル１１ｃに与えるＯ
Ｎ−ＯＦＦパルス（一定周期でＯＮ，ＯＦＦする）のデ
ューティ値（ＯＮ時間割合のこと）を大きくするほど回
転体１１ａの回転角（図２の矢印方向への回転角）が大
きくなって、副通路４を流れる空気量が増す。

【００３１】したがって、リーン空燃比への切換時に
は、シリンダへ流れる空気量が空燃比に同期して一次遅
れで増すようにロータリーバルブ１１へのデューティ値
を与えてやれば、切換の前後でトルクを一定に保つこと
ができるのである。また、リーン空燃比から理論空燃比
などへの切換時には、一次遅れでシリンダへ流れる空気
量が減るようにロータリーバルブ１１へのデューティ値
を与えることで、このときも切換の前後でトルクを一定
に保つことができる。なお、理論空燃比や出力空燃比を
目標とするときは、上記の重なり部分がなくなる位置ま
で回転体１１ａを戻し、ロータリーバルブ１１を閉じて
おく。

【００３２】なお、主絞り弁６はベースエンジン（通常
の三元触媒方式エンジン）の口径と同じに、また副絞り
弁７は、空燃比が２２までは定トルクを実現できるよう
にその面積を主絞り弁６の４０％程度としている。

【００３３】図３は図１のＡ−Ａ線断面図で、副絞り弁
７の全閉時の流量調整のため、副絞り弁７をバイパスす
る通路１２にバイパス空気調整ネジ１３が設けられてい
る。ここで、この例の作用を説明する。

【００３４】リーン空燃比を目標としない限りロータリ
ーバルブ１１は全閉にされており、空気は主通路３だけ
を通して流れる。このとき、シリンダへ流れる空気量は
アクセルペダルと連動する主絞り弁６により制御され
る。ドライバーの意志にしたがい、アクセルペダルを踏
み込めばエンジンの回転が上昇し、アクセルペダルを戻
すと、エンジン回転が落ちるのである。

【００３５】ところが、アクセルペダルを一定に保って
いるのに、誤信号でロータリーバルブ１１が急に全開に
されると、副通路４を流れる空気が主通路３を流れる空
気に加わって流れるため、これを受けて燃料量が増しエ
ンジン回転が急に上昇する。こうしたエンジンの回転上
昇はドライバーの予期しないところであるが、これを感
じたドライバーがアクセルペダルを戻すと、エンジン回
転はもとの回転数へと戻る。ロータリーバルブ１１が開
かれても、その下流にこれと直列に位置する副絞り弁７
によっても副通路４の流量が制御されるので、アクセル
ペダルを戻すことで主絞り弁６が閉じられると、この主
絞り弁６に連動して副絞り弁７も閉じられ、これによっ
てシリンダへ流れる空気量を減らすことができるのであ
る。

【００３６】これは、電子制御されるロータリーバルブ
１１の誤動作によって、ドライバーの意志に関係なくエ
ンジン回転が上昇したときへの対処、いわゆるフェイル
セーフの機能をもたせたものである。

【００３７】また、経時変化によりロータリーバルブ１
１が開いた位置に固着してしまったときも、アクセルペ
ダルの操作だけで所定のアイドル回転にまで落とすこと
ができる。ロータリーバルブ１１が全開位置に固着して
も、アクセルペダルを離すと、主絞り弁６と連動する副
絞り弁７も全閉位置に戻され、この状態では副絞り弁７
をバイパスする通路１２をわずかな空気が流れるだけと
なり、このバイパス空気量により定まる回転数へと落ち
着くのである。

【００３８】なお、ロータリーバルブ１１が全開位置に
固着した状態では、正常だったときと同じだけアクセル
ペダルを踏み込むと、副通路４の分だけ流路面積が増す
ことによってエンジン回転の上昇が早くはなるものの、
副通路４を設けていないエンジンと同じに、アイドル回
転から高回転まで制御できる。

【００３９】これに対して、主絞り弁と連動する副絞り
弁を副通路に設けていない従来例では、誤信号により空
気制御弁が開かれたり、経時変化により空気制御弁が開
かれた位置で固着すると、そのときの制御弁開度で定ま
る流量以上に空気量を減らすことができず、アイドル回
転が上昇してしまうのである。

【００４０】さらに、従来例では空気制御弁の流量バラ
ツキのため低吸入空気量時に空気がはいり過ぎ、リーン
空燃比を目標としているときのほうがトルクが大きくな
りすぎてしまうことがあるが、この例では最大空気量が
副絞り弁によって制限されるので、このようなこともな
いのである。

【００４１】ところで、リーン空燃比との切換時に副通
路に設けた空気制御弁を一次の応答遅れで開いたり閉じ
たりすることによって、切換の前後でエンジン発生トル
クを一定とする制御そのものについてはすでに提案して
いる（特開昭６３−５０６４１号公報参照）。

【００４２】これをあらまし説明すると、図５のように
マイコンからなるコントロールユニット２０が設けら
れ、副通路４の分岐開口部４ａの上流に設けたエアフロ
ーメータ１５からの空気量信号、クランク角センサ１６
からのクランク角信号、スロットルセンサ１７からの絞
り弁開度信号がコントロールユニット２０に入力されて
いる。

【００４３】コントロールユニット２０はこれらのセン
サ情報にもとづき空気制御弁としてのロータリーバルブ
１１を駆動することによって副通路４を流れる空気量を
制御する。なお、クランク角を表すパルスを計数するこ
とによりエンジン回転数を知ることができる。

【００４４】図６は割り込み処理で、１０ｍｓのクロッ
ク信号に同期してステップ２〜４が、またクランク角の
基準信号Ｒef に同期してステップ６が実行される。

【００４５】ステップ２では運転条件信号からあらかじ
め定めたプログラムと定数で目標燃空比（燃空比は空燃
比の逆数）を計算し、その結果をレジスタのＴfbyaに格
納する。

【００４６】このＴfbyaの値は、運転条件がリーン空燃
比を目標とする条件に切換わると、図４で示したように
ステップ的に変化する。これに対して、実燃空比はクラ
ンク角に同期してほぼ一次の応答遅れで変化するので、
この一次遅れで変化する実燃空比をステップ６（詳細は
図７）で次式により予測し、その結果をレジスタのＤfb
yaに格納する。Ｄfbya＝Ｔfbya・Ｄ＃＋旧Ｄfbya・（１−Ｄ＃）…

【００４７】ただし、式においてＤ＃は加重平均係
数、「旧」は前回の値を意味する。

【００４８】ステップ３ではこうして求めた燃空比予測
値Ｄfbyaに応じてロータリーバルブ１１に出力する目標
デューティ（制御弁開度）ＴＤutyを計算する。式で
考慮した一次遅れの程度はエンジン負荷の大小によって
も変化するので、たとえば図８のように絞り弁開度（エ
ンジン負荷相当量）ＴＶＯをも加味して決定することが
望ましい（ステップ２１，２２）。結果はレジスタのＤ
utyに格納し、これをデューティ駆動信号としてロータ
リーバルブ１１に出力する（ステップ２３，２４）。な
お、リーン空燃比の条件になければロータリーバルブ１
１を閉じておくため目標デューティＴＤutyを０として
おく（ステップ２１，２５）。

【００４９】このようにして、ロータリーバルブ１１が
燃空比予測値Ｄfbyaに対応してデューティ制御される
と、副通路４を流れる空気量が、リーン空燃比への切換
時には図４のように一次遅れで増加するのである。

【００５０】一方、インジェクタ（吸気ポートに設けら
れる）に与える燃料噴射パルス幅Ｔｉを次式により計算
する（ステップ４）。Ｔｉ＝Ｔｐ・Ｔfbya・Ｃoef・α＋Ｔｓ…

【００５１】ただし、式においてＴｐはエンジン回転
数とエアフロメータ出力から定まる基本噴射パルス幅、
Ｃoefは低水温時や始動時などに燃料増量を行うための
増量補正係数の総和、αは三元触媒を最適に働かせるた
め空燃比を理論空燃比の近くにフィードバック制御する
ための補正係数、Ｔｓはバッテリ電圧による補正項（無
効パルス幅）である。

【００５２】一定のリーン空燃比条件（たとえば８０℃
以上の冷却水温、部分負荷域などをすべて満足すると
き）に切換わると、式はＴｉ＝Ｔｐ・Ｔfbya＋Ｔｓと
なり、Ｔｉは図４のように切換前より少しだけ小さくな
る。これは、リーン空燃比で燃焼させるほうが燃焼効率
がよいためで、燃料噴射量Ｔｉが切換前後で一定であれ
ば切換後に若干のトルク増加があるので、定トルクとす
るには切換後の燃料は切換前より少なくすることができ
るのである。つまり、この燃料差がリーン燃焼による燃
費向上になるわけである。

【００５３】図９は第２実施例で、これは副通路２５を
エアフローメータ１５をもバイパスして設けたものであ
る。

【００５４】この例でも、ロータリーバルブ１１が誤信
号によって開かれたり経時変化によって開かれた状態で
固着したときでも、適切なアイドル回転数に抑えること
ができ、またロータリーバルブ１１の流量バラツキの影
響を受けない。この点は先の第１実施例と同様である。

【００５５】ところで、副通路２５をエアフローメータ
１５をもバイパスして設けると、燃料噴射量一定のもと
で、ロータリーバルブ１１によって空燃比を変えること
ができる。燃料噴射量を一定のままロータリーバルブを
開いて空気量を増しても、トルクの変化は無視できるほ
どに小さい（５〜８％アップするだけ）からである。こ
うして切換の前後で燃料噴射量を一定に保つことができ
ると、切換時に燃料噴射量と空気量を同期させる必要が
ない。この結果、燃料噴射量については切換の前後で定
トルクとなるようにマッチング（動特性マッチング）を
することが必要でなくなり、上記の第１実施例より切換
の動特性上すぐれる。

【００５６】リーン空燃比条件で副通路２５を流れる空
気量をフィードバック制御する例を示すと、図１０のよ
うに、１０ｍｓのクロック信号に同期してステップ３２
〜３４を実行するとともに、クランク角の基準信号Ｒef
に同期して空燃比フィードバック補正係数αを計算す
る（ステップ３１，３５，３６）。

【００５７】空燃比フィードバック補正係数αは、図１
１のように目標燃空比Ｔfbyaと実燃空比ｆbya（リーン
空燃比を検出するため広域空燃比センサが必要）との比
較にもとづいて計算する（ステップ４３〜４９）。比例
分Ｐと積分分Ｉは理論空燃比を目標とするときとは異な
らせる（ステップ４２）。

【００５８】一方、図１２（図１０のステップ３３の内
容）のように目標燃空比Ｔfbyaと絞り弁開度ＴＶＯとか
ら基本デューティＤuty0を計算し、これに空燃比フィー
ドバック補正係数αをかけ、結果はレジスタのＤutyに
格納し、これをロータリーバルブ１１に出力する。

【００５９】燃料噴射パルス幅ＴｉはＴｉ＝Ｔｐ・Ｔfbya・Ｃoef＋Ｔｓ… である（図１０のステップ３４）。空気量のほうをフィ
ードバック制御しているので、式にαが入っていな
い。

【００６０】なお、理論空燃比を目標とするときは、燃
料噴射量のほうをフィードバック制御することもでき
る。

【００６１】図１３は第３実施例である。これは図１の
ロータリーバルブ１１を、ダイヤフラム弁２６と三方向
弁２７に代えたもので、ＯＮ−ＯＦＦの切換だけを行う
（リーン空燃比への切換時にダイヤフラム弁２６を開
く）。

【００６２】この例では、ダイヤフラム弁２６が経時変
化によって開かれた状態で固着したときでも、適切なア
イドル回転数に抑えることができる。

【００６３】また、ダイヤフラム弁２６が２位置しかと
らないので、空燃比に応じた細かな制御はできないが、
その反面低コストであり、ロータリーバルブのように流
量バラツキの影響を受けない。また、副絞り弁７による
空気量の精度はロータリーバルブよりもよいので、トル
クのバラツキも少ない。

【００６４】副通路４は、図９のようにエアフローメー
タの上流から分岐しても差し支えない。その場合、空燃
比の微調整は燃料噴射量で行う必要がある。

【００６５】図１４〜図１６は第４実施例で、これは上
記３つの実施例のように、副絞り弁７を主絞り弁６と常
時連動させるのではなく、リーン空燃比条件でだけ主絞
り弁６と連動させ、理論空燃比を目標とするときは連動
を切り離して、副絞り弁７を全閉位置に保持させるよう
にしたものである。なお、図１と同一部分には同一の符
号を記して説明は省略する。

【００６６】副絞り弁７が固定されるスロットルシャフ
ト３１は、副絞り弁専用のもので、図１４のように主絞
り弁用のスロットルシャフト５と平行な位置に設けられ
る。

【００６７】図１５で示すように、このスロットルシャ
フト３１は、その一端（図で左端）をスロットルハウジ
ング１の外に突出しており、この突出部位にレバー３２
の一端（下端）がこのシャフト３１に対して摺動自在に
設けられ、またその外側を連動切換レバー３３がナット
３４によりシャフト３１に締め付け固定される。

【００６８】長板状レバー３２の他端（上端）は、図１
４で示すように、アクセルドラム８とリンク３８で連結
され、これらで平行運動機構を構成している。

【００６９】レバー３２には、また副絞り弁７を開弁方
向（図１４で反時計方向）に付勢するリターンスプリン
グ３５によって、連動切換レバー３３の一端（図１４で
右端）に取り付けた流量比調整ネジ３６が当接してい
る。このスプリング３５の弾性力は、主絞り弁６を閉弁
方向に付勢するリターンスプリング９の弾性力より小さ
くしている。

【００７０】したがって、いまアクセルペダルを踏み込
むと、アクセルドラム８がスプリング９に抗して主絞り
弁５を開弁方向（図１４で反時計方向）に回転する。こ
の回転を受けて、レバー３２もリンク３８を介して同じ
角度だけ回転し、レバー３２に当接する連動切換レバー
３３も同じ角度だけ回転する。この連動切換レバー３３
と副絞り弁７とは一体であるから、副絞り弁７も同じだ
け回転する。つまり、副絞り弁７は主絞り弁６と連動す
るわけである。この状態からアクセルペダルを離すと、
スプリング９の弾性力によって２つの絞り弁６，７とも
閉弁方向に戻される。

【００７１】一方、連動切換レバー３３は、ハウジング
１に固定されるダイヤフラムアクチュエータ４２と伸縮
ロッド４１を介して連結される。一端（図１４で下端）
が連動切換レバー３３に連結される伸縮ロッド４１は、
図１６で示したように、その上端がロッド４２ａの軸方
向に伸び縮み可能に設けられ、ダイヤフラムアクチュエ
ータ４２の作動室４２ｃに負圧が導入されていなけれ
ば、伸縮ロッド４１が連動切換レバー３３の動きに干渉
することはない。つまり、伸縮ロッド４１は、負圧が導
入されていない状態では、図１６で示した半割りベアリ
ング４３によって図で下方への動きを規制されることが
ないのである。

【００７２】これに対して、作動室４２ｃに負圧が導入
されると、ダイヤフラムスプリング４２ｄとリターンス
プリング３５に打ち勝って、ロッド４２ａが図１４で上
方に引き上げられ、この引き上げによって伸縮自在ロッ
ド４１が、最大限まで伸び出した状態のままロッド４２
ａとともに引き上げられる。この伸縮ロッド４１の引き
上げによって連動切換レバー３３が、これと当接するレ
バー３２とは関係なく図１４で時計方向に回転し、副絞
り弁７が全閉位置に保持される。

【００７３】この状態では主絞り弁６と副絞り弁７との
連動が解かれ、アクセルペダルを一杯にまで踏み込んで
も副絞り弁６は全閉位置のままである。つまり、作動室
４２ｃへの負圧導入時は副絞り弁７の全閉によって副通
路４を空気が流れず、主絞り弁６だけがアクセルペダル
に応動して開閉するのである。

【００７４】したがって、理論空燃比を目標とする条件
で負圧がダイヤフラムアクチュエータ４２に導入され、
またリーン空燃比条件で大気が導入されるように、三方
向弁４４を切換えなければならない。この切換は図１３
の例とは逆である。

【００７５】この例では、作動不良によりダイヤフラム
アクチュエータ４２が伸縮ロッド４１を引き上げなくな
っても、副絞り弁７が主絞り弁６と連動するので、図１
３と同様に適切なアイドル回転数に抑えることができる
ほか、副絞り弁４が空気制御弁をも兼ねるため、レイア
ウト上コンパクトな構成にできる。

【００７６】また、ロックナット３７を緩めて調整ネジ
３６を出し入れすることで副絞り弁全閉時の空気量を調
整できるため、図３（図１３の例でも同じ）で示したバ
イパス通路１２とバイパス空気調整ネジ１３を改めて設
けることは必要でなく、この点からもレイアウトがコン
パクトになる。

【００７７】さらに、理論空燃比を目標とする条件で副
通路４を遮断するときのシールが、空気制御弁としても
働く副絞り弁７によって行われるため、図１３のダイヤ
フラム弁２６のようなシール性を必要とするバルブが不
要となっている。

【００７８】図１７は第５実施例である。これは、図１
や図９の副絞り弁７のかわりに、常閉のダイヤフラム弁
５１を設け、作動室５１ａに絞り弁（主絞り弁）６の下
流のＶＣ負圧（アイドル時に大気圧、絞り弁開度が大き
くなるにつれて徐々に吸気管圧力に近づく圧力のこと）
を負圧通路５２を介して導くようにしたもので、絞り弁
６が所定開度以下（つまりアイドル時）になると、ダイ
ヤフラム弁５１が閉られ、副通路４が遮断される。５３
はアイドル回転数の調整用開口孔である。

【００７９】この例でも、誤信号によりロータリーバル
ブ１１が急に開かれると、アクセルペダルを離して絞り
弁６を全閉位置に戻すことによってダイヤフラム弁５１
が閉じられ、エンジンがアイドル回転に戻されるのであ
る。

【００８０】この例では、絞り弁６の所定開度以下で副
通路４を遮断する構成としたが、絞り弁６の所定開度以
下で副通路４の流路面積を所定値以下に減少させること
もできる。このときは、ダイヤフラム弁部を流れる空気
量でアイドル回転が定まるので、開口孔５３は不要にな
る。副通路４はエアフローメータの上流から分岐させて
もかまわない。

【００８１】図１、図９、図１７で示したロータリーバ
ルブ１１はリニアソレノイド駆動であるが、ステップモ
ータ駆動で構成することもできる。

【００８２】

【発明の効果】このように第１の発明は、主通路と副通
路に分岐される吸気通路と、前記主通路に設けられアク
セルペダルと機械的に連結される主絞り弁と、前記副通
路に設けられ前記主絞り弁と機械的に連動する副絞り弁
と、この副絞り弁と直列に前記副通路に設けられる空気
制御弁と、制御空燃比の目標として異なる空燃比をも
ち、リーン空燃比への切換時には切換前後のエンジン発
生トルクが同一となるように前記空気制御弁を駆動する
制御装置とを備えるため、空気制御弁が誤信号によって
開かれたり経時変化によって開かれた状態で固着したと
きでも、適切なアイドル回転数に抑えることができ、ま
た空気制御弁の流量バラツキの影響を受けない。

【００８３】第２の発明は、第１の発明において副通路
をエアフローメータより上流から分岐したため、第１の
発明の効果に加えて、リーン空燃比との切換時に燃料噴
射量を一定に保つことができ、これによって切換の動特
性上もすぐれる。

【００８４】第３の発明は、第１の発明において空気制
御弁を、作動圧に応動して副通路を開閉するダイヤフラ
ム弁と、このダイヤフラム弁に供給する作動圧を切換え
る三方向弁とから構成したため、ダイヤフラム弁が経時
変化によって開かれた状態で固着したときでも、適切な
アイドル回転数に抑えることができ、また低コストであ
る。

【００８５】第４の発明は、リーン空燃比を目的とする
条件でだけ主絞り弁と副絞り弁を平行運動機構を用いて
連動させ、それ以外の条件では連動をダイヤフラムアク
チュエータにより切り離して副絞り弁を全閉位置に保持
させるように構成したため、作動不良によりダイヤフラ
ムアクチュエータが作動しなくなっても、第３の発明と
同様に適切なアイドル回転数に抑えることができるほ
か、レイアウト上コンパクトな構成にできる。

【００８６】第５の発明は、第１または第２の発明にお
いて、副絞り弁を、主絞り弁近傍の圧力を作動室に導く
ダイヤフラム弁で構成し、主絞り弁の所定開度以下で副
通路を遮断しまたは副通路の流量を所定値以下に減少さ
せるようにしたため、第１の発明と同じ効果をもつ。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のスロットルハウジング部の断面図
である。

【図２】ロータリバルブ回転体の斜視図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】第１実施例の作用を説明するための波形図であ
る。

【図５】第１実施例のシステム図である。

【図６】ジョブ割り込み処理を示すフローチャートであ
る。

【図７】図６のサブルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図８】図６のサブルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図９】第２実施例の絞り弁部の断面図である。

【図１０】ジョブ割り込み処理を示すフローチャートで
ある。

【図１１】図１０のサブルーチンを示すフローチャート
である。

【図１２】図１０のサブルーチンを示すフローチャート
である。

【図１３】第３実施例のスロットルハウジング部の断面
図である。

【図１４】第４実施例のスロットルハウジング部の断面
図である。

【図１５】図１４のＡ−Ａ線断面図である。

【図１６】ダイヤフラムロッドの断面図である。

【図１７】第５実施例の絞り弁部の断面図である。

【符号の説明】

２吸気通路３主通路４副通路５スロットルシャフト６主絞り弁７副絞り弁１１ロータリーバルブ（空気制御弁）１５エアフローメータ１６クランク角センサ（エンジン回転数センサ）１７スロットルセンサ２０コントロールユニット２５副通路２６ダイヤフラム弁２７三方向弁３１副スロットルシャフト３２レバー３３連動切換レバー３５リターンスプリング３８リンク４１伸縮ロッド４２ダイヤフラムアクチュエータ４４三方向弁５１ダイヤフラム弁５２負圧通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主通路と副通路に分岐される吸気通路
と、前記主通路に設けられアクセルペダルと機械的に連
結される主絞り弁と、前記副通路に設けられ前記主絞り
弁と機械的に連動する副絞り弁と、この副絞り弁と直列
に前記副通路に設けられる空気制御弁と、制御空燃比の
目標として異なる空燃比をもち、リーン空燃比への切換
時には切換前後のエンジン発生トルクが同一となるよう
に前記空気制御弁を駆動する制御装置とを備えることを
特徴とするエンジンの空気量制御装置。
【請求項２】副通路をエアフローメータより上流から
分岐したことを特徴とする請求項１記載のエンジンの空
気量制御装置。
【請求項３】空気制御弁を、作動圧に応動して副通路
を開閉するダイヤフラム弁と、このダイヤフラム弁に供
給する作動圧を切換える三方向弁とから構成したことを
特徴とする請求項１記載のエンジンの空気量制御装置。
【請求項４】主通路と副通路に分岐される吸気通路
と、リターンスプリングにより閉弁方向に付勢されると
ともにアクセルペダルと機械的に連結される主絞り弁
と、この主絞り弁用の主スロットルシャフトと平行でか
つ前記副通路を貫通して設けられる副スロットルシャフ
トと、この副スロットルシャフトに固定される副絞り弁
と、この副スロットルシャフトに摺動自在に設けられ、
前記主絞り弁とリンクを介して連動するレバーと、前記
副スロットルシャフトに固定され、前記副絞り弁の開弁
方向に付勢するスプリングによって前記レバーと当接す
る連動切換レバーと、作動室に作動圧が導入されていな
い状態では、前記連動切換レバーに連結されたロッドが
伸縮して、前記副絞り弁の動きに干渉しないようにして
いるが、作動圧が導入されると、伸縮ロッドを介し前記
副絞り弁が全閉位置に落ち着くまで前記連動切換レバー
を閉弁方向に回転させるダイヤフラムアクチュエータ
と、このダイヤフラムアクチュエータに供給する作動圧
を切換える三方向弁とを備えることを特徴とするエンジ
ンの空気量制御装置。
【請求項５】副絞り弁を、主絞り弁近傍の圧力を作動
室に導くダイヤフラム弁で構成し、主絞り弁の所定開度
以下で副通路を遮断しまたは副通路の流量を所定値以下
に減少させるようにしたことを特徴とする請求項１また
は請求項２記載のエンジンの空気量制御装置。