JPS6380026A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、吸気通路に配されるスロットル弁を、アクセ
ル操作部の操作量に応じてアクチュエータにより開閉さ
せるようにされたエンジンの吸気装置に関する。

（従来の技術） 自動車等に搭載されるエンジンの吸気゛通路において吸
入空気量を調整するため配されるスロットル弁は、従来
、アクセルペダル等から成るアクセル操作部の操作に機
械的に連動して開閉するようになされているが、最近、
これに代えてアクセル操作部の操作量を検出し、斯かる
操作量に応じてスロットル弁をモータ等のアクチュエー
タにより開閉するようになすことが考えられている。

このようにスロットル弁をアクチュエータにより開閉さ
せるようになされたエンジンの吸気装置によれば、スロ
ットル弁の開度をアクセル操作部の操作量に対応させて
変化させるだけでなく、アクセル操作部の操作量に対す
るスロットル弁の開度を、エンジンの運転状態や車両の
走行状態に応じて変化させ得、それによって、例えば、
エンジンのアイドル回転数を目標回転数に維持する制御
や車両の走行速度を一定に維持する制御等を行うことが
可能となる。

斯かるエンジンの吸気装置においてアクチュエータやそ
の制御系において断線等の異常が生じて、スロットル弁
を適正に開閉させることができなくなる事態が発生した
ときには、それに対する何らかの対策を迅速かつ適切に
講じる必要がある。

このため、従来においては、例えば、特開昭５９−１９
６９３８号公報にも示される如く、アクチュエータによ
り開閉されるスロットル弁（第１のスロットル弁）が配
される吸気通路（第１の吸気通路）とは別に、アクセル
操作部に連動して開閉するスロットル弁（第２のスロッ
トル弁）が配される吸気通路（第２の吸気通路）が、第
１のスロットル弁を側路するように設けられたエンジン
の吸気装置が提案されている。

斯かる提案されたエンジンの吸気装置によれば、アクチ
ュエータ及びその制御系のうちの少なくとも一方に異常
が生じて第１のスロットル弁を適正に開閉させることが
できなくなる事態が発生しても、第２のスロットル弁に
より吸入空気量をある程度は制御することができるので
、車両を一時的に走行させることが可能となる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述の如くのエンジンの吸気装置におい
ては、アクチュエータ及びその制御系が正常であるとき
、第１のスロットル弁と第２のスロットル弁とが共に開
閉せしめられるので、吸入空気量を適正に制御すること
が難しく、また、アクチュエータ及びその制御系に異常
が生じたときには、第１のスロットル弁の開度が不明で
あるので、アクセル操作部を操作してもエンジンが所望
の運転状態とならない虞があり、異常対策が充分に講じ
られているとは言い難い面がある。

斯かる点に鑑み本発明は、吸気通路に配されるスロット
ル弁をアクチュエータによって開閉させるようになされ
、しかも、吸入空気量を適正に制御できるとともに、ア
クチュエータ及びその制御系のうちの少なくとも一方に
異常が生じたとき、その対策を充分に講じることができ
るようにされたエンジンの吸気装置を提供することを目
的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成すべく、本発明に係るエンジンの吸気
装置は、第１の吸気通路と、第１の吸気通路に配される
第１のスロットル弁と、第１のスロットル弁を側路する
ように設けられた第２の吸気通路と、第２の吸気通路に
配され、アクセル操作部に連結される第２のスロットル
弁と、第１のスロットル弁を開閉させるアクチュエータ
と、アクセル操作部の操作量を検出するアクセル操作量
検出手段と、アクセル操作量検出手段により検出される
操作量に応じて第１のスロットル弁を開閉すべく、アク
チュエータを馬区動するアクチュエータ駆動手段と、ア
クチュエータ及びその制御系のうちの少なくとも一方の
異常が生じたことを検出する異常検出手段とが備えられ
ることに加えて、第２の吸気通路にシャッター弁が第２
のスロットル弁とは別に配され、異常検出手段により異
常が検出されないとき、シャッター弁に、閉状態をとら
せ、異常が検出されるとき、第１のスロットル弁に閉状
態をとらせるとともに、シャッター弁に開状態をとらせ
る制御手段が設けられて構成される。

（作　用） 上述の如くの構成とされる本発明に係るエンジンの吸気
装置においては、異常検出手段により、アクチュエータ
及びその制御系の異常が検出されないとき、制御手段が
、シャッター弁に閉状態をとらせる。これにより、吸入
空気は第１の吸気通路を通じて気筒内に導かれ、そのと
きの吸入空気量はアクチュエータにより開閉せしめられ
る第１のスロットル弁のみにより制御される。これによ
り、吸入空気量が適正なものとなる。

一方、異常検出手段によりアクチュエータ及びその制御
系のうちの少なくとも一方の異常が検出されたとき、制
御手段が、第１のスロットル弁に閉状態をとらせるとと
もに、シャッター弁に開状態をとらせる。これにより、
吸入空気が第２の吸気通路を通じて気筒内に導かれ、吸
入空気量は第２のスロットル弁により制御される。これ
により、エンジンがアクセル操作部の操作量に対応した
運転状態となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明に係るエンジンの吸気装置の一例の主
要部を示し、この例は、車両に搭載されたエンジンに適
用されたものである。

第１図において、主吸気通路１０には、モータ１２によ
り開閉せしめられる主スロットル弁１４が配されている
。主スロットル弁１４には、それを常時閉方向に付勢す
るリターンスプリング１６が装着されるとともに、その
開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度セン
サ１８が設けられている。そして、主スロットル弁１４
を側路するようにバイパス通路２０が設けられている。

バイパス通路２０は、その始端部が主吸気通路１０にお
ける主スロットル弁１４が配された部分より上流側部分
に開口せしめられ、その終端部が主吸気通路１０におけ
る主スロットル弁１４が配された部分より下流側部分に
開口せしめられている。バイパス通路２０には、それを
開閉する副スロツトル弁２２及びシャッター弁２４が配
されている。

副スロツトル弁２２には、アクセルケーブル２８の終端
部が連結されているプーリ状のアクセルリンク２６が取
り付けられている。アクセルケーブル２８の始端部はア
クセルペダル３０に連結されており、アクセルケーブル
２８及びアクセルリンク２６等でリンケージ機構が構成
されている。

従って、副スロツトル弁２２はアクセルペダル３０の踏
込ｉｔ（操作量）に応じてバイパス通路２０を開閉し、
その開度、即ち、アクセルペダル３０の操作量がアクセ
ルセンサ３２により検出される。

なお、アクセルペダル３０には、それが解放されたとき
、その一端部をストッパ３４に当接させるためのリター
ンスプリング３６が設けられている。

シャッター弁２４は、ダイアフラム機構４０により開閉
せしめられる。ダイアフラム機構４０はダイアフラム４
２により仕切られた負圧導入室４３及び大気室４４と、
ダイアフラム４２に連結されたダイアフラムロッド４５
と、ダイアフラムロッド４５とシャッター弁２４とを連
結するアーム４６とを有している。ダイアフラム機構４
０においては、負圧導入室４３に、三方ソレノイド弁５
０の大気ボー）５０ａ及び三方ソレノイド弁５０を介し
て大気が導入されるとき、ダイアフラム４２が、スプリ
ング４７の付勢力によりシャッター弁２４を第１図にお
いて実線で示される如くに閉状態にし、負圧導入室４３
に、主吸気通路１０における主スロットル弁１４の下流
側部分から負圧が導管４８．三方ソレノイド弁５０及び
導管５２を介して導入されるとき、ダイアフラム４２が
スプリング４７の付勢力に抗するように動いてシャッタ
ー弁２４を第１図において一点鎖線で示される如くに開
状態にする。

三方ソレノイド弁５０は、後で詳述されるコントロール
ユニット１００から制御信号Ｃａが供給されるとき、導
管４８と導管５２とを遮断するとともに大気ポー）５０
ａと導管５２を連通させ、制御信号Ｃａの供給が停止さ
れたとき導管４８と導管５２とを連通させるとともに大
気ポート５０ａと導管５２とを遮断するようになされて
いる。

コントロールユニット１００には、アクセルセンサ３２
から得られるアクセルペダル３０の操作量に応じた検出
信号Ｓａと、スロットル開度センサ１８から得られる主
スロットル弁１４の開度に応じた検出信号Ｓｔとが供給
されるとともに、図示されていないが、それら検出信号
Ｓａ及びＳｔの他に、エンジンの運転状態、例えば、そ
の回転数、冷却水温をあられす検出信号や車両の走行状
態、例えば、エンジンに付設される変速機のギヤポジシ
ョン、車両の走行速度をあられす検出信号等も供給され
、さらに、バッテリ６ｏに電圧が印加される。

コントロールユニット１００は、上述の検出信号に基づ
いて、主スロットル弁１４の開度をアクセルペダル３０
の操作量に応じたものとすべく、制御信号Ｃｓを形成し
、斯かる制御信号Ｃｓをモータ１２に供給してその動作
を制御する。この場合、コントロールユニット１００は
、エンジンの運転状態及び車両の走行状態等が通常状態
にあるときには、アクセルペダル３０の操作量に対応す
る目標開度を設定し、主スロットル弁１４の開度が斯か
る目標開度に一敗するようにモータ１２の動作を制御す
る。

これに対し、エンジンの運転状態が、例えば、アイドリ
ング状態にあるとき、あるいは、車両に定速走行状態が
要求されているときには、主スロットル弁１４の開度を
上述の目標開度を中心とする所定の範囲内で変化させて
、エンジンのアイドル回転数を目標回転数に収束させる
、あるいは、車両の走行速度を一定に維持するようにモ
ータ１２の動作の制御を行う。

そして、コントロールユニット１００は、上述の如くに
して主スロットル弁１４の開度の制御を行う際、検出信
号ＳａもしくはＳｔが正常時には取り得ないレベルをと
り、あるいは、検出信号Ｓａ及びＳｔが正常時における
レベルをとるが、スロットル弁１４の開度が目標開度を
中心とする所定の範囲内にないことが検知されるとき、
モータ１２あるいはスロットル開度センサ１８．アクセ
ルセンサ３２等を含んで構成されるその制御系において
断線、故障等の異常が生じたと判断する。

ここで、コントロールユニット１００は、モータ１２及
びその制御系が正常であると判断されるときには、上述
の如くにモータ１２に制御信号Ｃ３を供給してその動作
を制御するとともに、三方ソレノイド弁５０に制御信号
Ｃａを供給してそれを励磁する。これにより、ダイアフ
ラム機構４０の負圧導入室４３に大気が導入されてシャ
ッター弁２４が閉状態とされるので、バイパス通路２０
内では副スロツトル弁２２がアクセルペダル３０に連動
して開閉するものの、吸入空気はバイパス通路２０を流
れないで主吸気通路１０を通じて、主スロットル弁１４
により調量されたもとでエンジンの気筒内に導かれる。

一方、コントロールユニット１００は、モータ１２及び
その制御系のうちの少なくとも一方の異常が検出される
とき、モータ１２への制御信号Ｃ３の供給を停止してモ
ータ１２を無負荷状態にするとともに、三方ソレノイド
弁５０への制御信号Ｃａの供給も停止する。これにより
、主スロットル弁１４がリターンスプリング１６の弾力
によって閉状態とされるとともに、ダイアフラム機構４
０の負圧導入室４３に負圧が導入されてシャッター弁２
４が開状態とされる。このため、吸入空気は、主吸気通
路１０に配された主スロットル弁１４を側路するように
設けられたバイパス通路２０を通じて副スロツトル弁２
２により調量されたもとでエンジンの気筒内に導かれる
。

このように、モータ１２及びその制御系が正常であると
きには、モータ１２により開閉せしめられる主スロット
ル弁１４により吸入空気量を調量するようにされ、また
、モータ１２及びその制御系に異常が生じたときには、
アクセルペダル３０に連動して開閉する副スロツトル弁
２２により吸入空気量を調量するようにされるので、従
来の如くに、モータ１２及びその制御系が正常であると
き、２つのスロットル弁が協働して吸入空気量が調量さ
れるものに比して吸入空気量を適正に制御することがで
き、かつ、モータ１２及びその制御系に異常が生じたと
きにはアクセルペダル３０の操作量に応じた所望のエン
ジンの運転状態が得られ、異常対策が充分に講じられる
ことになる。

上述の如くの制御を行うコントロールユニット１００は
、例えば、マイクロコンピュータが用いられて構成され
るが、斯かる場合におけるマイクロコンピュータが実行
するプログラムの一例を第２図のフローチャートを参照
して説明する。

このプログラムは、例えば、イグニッションキーがオン
状態にされたときスタートし、スタート後、まずプロセ
ス１０１で、検出信号Ｓａ及びＳｔやエンジンの運転状
態、車両の走行状態等をあられす検出信号を取り込んで
ディシジョン１０２に進む。

ディシジョン１０２では、検出信号Ｓａが異常なレベル
であるか否かを判断し、検出信号Ｓａが正常なレベルを
とると判断された場合にはディシジョン１０３に進み、
ディシジョン１０３では、［１信号Ｓｔが異常なレベル
であるか否かを判断し、検出信号Ｓｔが正常なレベルで
あると判断された場合にはディシジョン１０４に進む。

ディシジョン１０４では、検出信号３ａがあられすアク
セルペダル３０の操作量に対して検出信号Ｓｔがあられ
す主スロットル弁１４の開度が所定の範囲内にあるか否
か、即ち、モータ１２の動作が異常であるか否かを判断
し、モータ１２の動作が正常であると判断された場合に
はプロセス１０５に進む。

プロセス１０５では三方ソレノイド弁５０に制御信号Ｃ
ａを供給して三方ソレノイド弁５０のソレノイドを励磁
し、続くプロセス１０６では、検出信号Ｓａ、Ｓｔ、エ
ンジンの運転状態、車両の走行状態に基づいて制御信号
Ｃｓを形成し、斯か゛る制御信号Ｃｓをモータ１２に供
給して元に戻る。

これにより、負圧導入室４３に大気が導入されてシャッ
ター弁２４が開状態とされるとともに、主スロットル弁
１４がアクセルペダル３０の操作量に応じて開閉する。

一方、ディシジョン１０２．１０３及び１０４において
、夫々、検出信号Ｓａが異常である。検出信号Ｓｔが異
常である、及び、モータ１２が異常であると判断された
場合には、プロセス１０７に進み、三方ソレノイド弁５
０への制御信号Ｃａの供給を停止し、続くプロセス１０
８ではモータ１２への制御信号Ｃｓの供給を停止した後
このプログラムを終了する。これにより、負圧導入室４
３に負圧が導入されてシャッター弁２４が開状態とされ
るとともに、主スロットル弁１４がリターンスプリング
１６の弾力によって閉状態とされ、以後、吸入空気量は
、副スロツトル弁２２によりアクセルペダル３０の操作
量に応じて調量される。

なお、上述の例においては、アクセルペダル３０の操作
量を副スロツトル弁２２に関連して設けられたアクセル
センサ３２により間接的に検出するようになされている
が、本発明に係るエンジンの吸気装置は、必ずしもこの
ようにされる必要はなく、アクセルペダル３０の操作量
を、アクセルペダル３０近傍に設けられる通常のアクセ
ルセンサ３２により直接的に検出するように°されても
よい。また、上述の例においては、アクチュエータとし
てモータが用いられているが、アクチュエータはモータ
に限られず、流体圧等によって作動するものが用いられ
てよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係るエンジンの
吸気装置においては、アクチュエータ及びその制御系が
正常であるときには、吸入空気量が、アクチュエータに
より開閉せしめられる第１のスロットル弁のみが用いら
れて制御されるので、吸入空気量を従来のものに比して
適正に制御することができ、また、アクチュエータ及び
その制御系のうちの少なくとも一方の異常が生じたとき
には、吸入空気量が、アクセル操作部に連動して開閉す
る第２のスロットル弁が用いられて制御されるので、エ
ンジンの運転状態をアクセル操作部の操作量に対応させ
ることができて、車両を安定した状態で走行させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジンの吸気装置の一例の主要
部を示す概略構成図、第２図は第１図に示される例にお
けるコントロールユニットにマイクロコンピュータが用
いられた場合における、斯かるマイクロコンピュータが
実行するプログラムの一例を示すフローチャートである
。 図中、ＩＯは主吸気通路、１２はモータ、１４は主スロ
ットル弁、１６はリターンスプリング、１８はスロット
ル開度センサ、２０はバイパス通路、２２は副スロツト
ル弁、２４はシャッター弁、３０はアクセルペダル、３
２はアクセルセンサ、４０はダイアフラム機構、５ｏは
三方ソレノイド弁、１００はコントロールユニットであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の吸気通路と、該第１の吸気通路に配される第１の
   スロットル弁と、該第１のスロットル弁を側路するよう
   に設けられる第２の吸気通路と、該第２の吸気通路に配
   され、アクセル操作部に連結される第２のスロットル弁
   と、上記第２の吸気通路において上記第２のスロットル
   弁とは別に配されるシャッター弁と、上記第１のスロッ
   トル弁を開閉するアクチュエータと、上記アクセル操作
   部の操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、該ア
   クセル操作量検出手段により検出される操作量に応じて
   上記第１のスロットル弁を開閉させるべく、上記アクチ
   ュエータを駆動するアクチュエータ駆動手段と、上記ア
   クチュエータ及びその制御系のうちの少なくとも一方の
   異常を検出する異常検出手段と、該異常検出手段により
   上記アクチュエータ及びその制御系の異常が検出されな
   いとき、上記シャッター弁に閉状態をとらせ、上記アク
   チュエータ及びその制御系のうちの少なくとも一方の異
   常が検出されるとき、上記第１のスロットル弁に閉状態
   をとらせるとともに、上記シャッター弁に開状態をとら
   せる制御手段とを具備して構成されるエンジンの吸気装
   置。