JPH02238137A - 内燃機関の吸入空気量制御装置 - 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］ この発明は、内燃機関の吸入空気屋制御装置に係り、詳
しくはスロットル弁に異常があったときの安全装置に関
するものである。

［従来技術］ 通常、車両用内燃機関の出力制御は、吸気管内に設置し
たスロットル弁を開閉して吸入空気聞を制御することに
より行なっている。ところが、このスロットル弁に異物
が噛み込んだり破損すると全開にならない。そして、例
えば、実開昭６１−１　２３８４４号公報にはそのため
の安全装置が開示されている。これは、スロットル弁を
有する内燃機関の主吸入管に対し主スロツ１・ル弁をバ
イパスする副吸気管を設け、この副吸気管内に副スロッ
トル弁を設け、主スロットル弁に異常が発生したときに
シャッタにて主吸入管を閉じるとともに副吸入管を開き
、副スロットル弁を用いて再走行も可能としている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上述した安全装置は異常時にのみシャッタが
作動するものであり、通常走行時にはまったく使用ざれ
ないために、いざ、異常が発生したときには各部材の錆
付き等によりシャッタが作動しない虞がある。

この発明の目的は、安全弁の作動をチェックして、異物
の噛み込みによりスロットル弁が仝閉にならなくなる等
の異常発生時に、確実に安全弁を作動させることができ
る内燃機関の吸入空気蛋制御装置を提供することにある
。

［課題を解決するための手段コ この発明は、スロットル弁を有する内燃機関の吸入管内
に開閉可能に設けられた安全弁と、前記スロットル弁に
異常が発生したときに、前記安全弁をそれまでの開状態
から閉状態に駆動する閉弁用アクチュエータとを備えた
内燃機関の吸入空気量制御装置において、 前記安全弁を閉状態から開状態に駆動する開弁用アクチ
ュエータと、前記安全弁の開閉状態を検出する開閉状態
検出手段と、所定のタイミングで前記閉弁用アクチュエ
ータと開弁用アクチュエータとを制御して前記安全弁を
開閉動作ざＶ、前記開閉状態検出手段により安全弁の開
閉動作が行なわれたか否かを判定する安全弁作動判定手
段と、前記安全弁作動判定手段により安全弁の開閉動作
が行なわれないときに警報する警報手段とを備えた内燃
機関の吸入空気量制御装置をその要旨とするものである
。

［作用］ 安全弁作動判定手段は所定のタイミングで閉弁用アクチ
ュエータと開弁用アクチュエータとを制御して安全弁を
開閉動作させ、開閉状態検出手段により安全弁の開閉動
作が行なわれたか否かを判定し、警報手段が安全弁の開
閉動作が行なわれないときに警報する。

［実施例］ 以下、この発明を車両用内燃機関の吸入空気最制′ａ装
置に具体化したー実施例を図面に従って説明する。

第１図に示すように、内燃機関の主吸気管１内にはスロ
ットル弁２が設けられ、スロットル弁２はモータ３によ
り開閉駆動ざれる。又、車両のアクセルベダル４にはそ
のペダル４の操作量に応じた信号を出力するボテンショ
メータ５が配設されている。安全弁作動判定手段として
のコントローラ６はポテンショメータ５からの信号を入
力し、アクセルベダル４の操作量に応じてモータ３を駆
動してスロットル弁２を所定の開度に制御する。

又、スロットル弁２にはその間度を検出するスロットル
開度センサ７が設けられ、スロットル開度信号がコント
ローラ６に送られる。

主吸気管１にはスロットル弁２をバイパスする副吸気管
８が設けられ、その上流側開口部８ａには安全弁９が設
けられている。この安全弁９は支軸９ａを中心として回
勤して、主吸気管１を全開で副吸気管８を全開にできる
とともに、副吸気管８を全開で主吸気管１を仝閑にでき
るようになっている。安全弁９には開閉状態検出手段を
構成する２つのリミットスイッチ１０．１１が設けられ
、主吸気管１を全開にしたときリミットスイッチ１１が
オンし、副吸気管８を全閉にしたときリミットスイッチ
１０がオンし、その各信号はコントローラ６に送られる
。

第２図に示すように、安全弁９の支軸９ａの一端には作
動アーム１２の一端が固設され、このアーム１２の他端
には主吸気管１を全開にする方向に力を付与する閉弁用
アクチュエータとしてのスプリング１３と、スプリング
１３の付勢力に抗して副吸気管８を全開にする方向に作
用する開弁用アクチュエータとしてのダイヤフラム型ア
クチュ工一夕１４とが接続されている。ダイヤフラム型
アクチュエータ１４に接続ざれる電磁式三方切換弁（バ
キュームスイッチングバルブ）１５は、チェック弁１６
を介して主吸気管１と接続ざれるとともに、電磁式三方
切換弁１５は大気と接続ざれている。そして、コントロ
ーラ６からの指令信号によりダイヤフラム型アクチュエ
ータ１４と主吸気管１とを接続するか、あるいはダイヤ
フラム型アクチュエータ１４と大気とを接続する。その
結果、ダイヤフラム型アクチュエータ１４の制御室１４
ａが大気圧となるとスプリング１３により安全弁９が主
吸気管１を仝閉にし、ダイヤフラム型アクヂュエータ１
４の制御室１４ａに主吸気管１の負圧が加わると安全弁
９が副吸気管８を仝閉にする。又、チ１ツク弁１６は主
吸気管１の負圧力が所定圧力以下に低下すると、閉弁じ
てダイヤフラム型アクチュエータ１４の制御ｕ１４ａの
負圧の低下を防止する。

又、第２図に示すように、安全弁９の支軸９ａの一端に
は安全弁９が副吸気管８を仝閉にした状態を保持するた
めの保持機構１７が設けられている。保持機構１７は、
安全弁９の支！ＦＩＩＩ９ａの一端に固設されたプレー
ト１８と、モータ１９と、プレート１８に形成ざれた案
内溝２０に挿入され、かつモータ１９の出力軸とアーム
５０を介して接続ざれた案内ローラ２１とから構成され
ている。

そして、第３図に示すように、案内溝２０は安全弁１９
の支軸９ａを中心として円弧状に形成ざれ、さらに、そ
の喘部にはプレート１８が第５図の状態になった時にモ
ータ１９の出力軸と同心状態になる円弧部２０ａが形成
ざれている。尚、モータ１９の出力軸はスプリング２２
により第３図中、時ｈ′１回りに付勢されている。

そして、第３図に示す安全弁９が主吸気管１を全開にし
た状態から安全弁９が副吸気管８を全開にする際には、
吸気負圧よりプレート１８が第３図中、時計回り方向に
回動され第４図に示す状態になり、この状態からモータ
１９が駆動してその出力軸が第４図中、反時計回り方向
に回動され案内ローラ２１が案内溝２０の円弧部２０ａ
に挿入ざれ第５図に示すようにロックされる。このロッ
ク状態では吸気負圧がなくなってもスプリング１３によ
る安全弁９の戻り力は案内溝２０の円弧部２０ａ、案内
ローラ２１を介してモータ１９の出力軸を第５図中、右
方向に引張るように働き、モータ１９のトルクで安全弁
９の開度を保持するのではなくモータ１９の出力軸で開
度を保持することができ、モータ１９は小トルクの小型
のものを使用できる。尚、モータ１９はコントローラ６
により駆動制御ざれるようになっている。

又、第１図に示すように、副吸気管８には非常用弁２３
が開閉可能に設けられ、この弁２３はアクセルベダル４
とリンク２４を介して礪械的に連動するようになってい
る。ざらに、コントローラ６には異常を知らせる警報手
段としての警報装置２５が接続ざれている。又、コント
ローラ６はイグニッションスイッチのオン・オフ信号を
入力するようになっている。

次に、このように構成した吸入空気旧制御装置の作用を
第６図に基づいて説明する。

本実施例ではイグニッションスイッチがオフ状態では第
１図において安全弁９が実線で示すように主吸気管１を
全開にするようになっている。

まず、コントローラ６はステップ１００でイグニッショ
ンスイッチがオン操作されたが否かを判断してオン操作
されるとステップ１０１でリミットスイッヂ１１がオン
し、かつリミッ１−スイッチ１０がオフしているか否か
を判断する。そして、コントローラ６はリミットスイッ
チ１１がオンし、かつリミットスイッチ１０がオフして
いないと、安全弁９に異常が発生したとしてステップ１
０２で警報装置２５のランプを点灯ざける。

又、コン１〜ローラ６はステップ１０１においてリミッ
トスイッチ１１がオンし、かつリミットスイッチ１０が
オフしていると、副吸気管８を全開にすべく電磁式三方
切換弁１５を駆動してダイヤフラム型アクチュエータ１
４の制御室１４ａに負圧を供給する。そして、コントロ
ーラ６はステップ１０４で所定時間が経過したことを確
認し、ステップ１０５でリミットスイッチ１０がオンに
なり、かつリミットスイッチ１１がオフでおるか判断す
る。そして、コントローラ６はリミットスイッチ１０が
オンし、かつリミットスイッチ１１がオフしていないと
、安全弁９に異常が発生したとしてステップ１０２で警
報装置２５のランプを点灯させる。

コントローラ６はステップ１０５の処理の俊、アクセル
ベダル４の操作最に応じてモータ３を制御してスロット
ル弁２の開度を調整する。

そして、コン１〜ローラ６はステップ１０６でイグニッ
ションスイッチがオフざれると、安全弁９にて主吸気管
１を全開にすべく電磁式三方切換弁１５を駆動してダイ
ヤフラム型アクチュエータ１４の制御室１４ａを大気圧
にする。その結果、スプリング１３により安全弁９が主
吸気管１を全閉にする方向に回動される。コン１一ロー
ラ６はステップ１０８で所定時間が経過したことを確認
し、ステップ１０９でリミットスイッチ１１がオンにな
り、かつリミツ１−スイッチ１０がオフであるか判断す
る。そして、コントローラ６はリミットスイッチ１１が
オンし、かつリミットスイッチ１０がオフしていないと
、安全弁９に異常が発生したとしてステップ１０２で警
報装置２５のランプを点灯させる。

一方、コントローラ６は通常走行時において所定タイミ
ングでスロットル弁２の異常の判定を行なっている。即
ち、コントローラ６はボテンショメータ５によるアクセ
ルペダル４の操作瓜に応じたスロットル弁２の目標開度
とスロットル開度センサ７によるスロットル弁２の検出
開度との差が所定の範囲から外れると、異常が発生した
として電磁式三方切換弁１５を切換えて安全弁９を回動
して主吸気管１を閉じ副吸気管８を開ける。以後、運転
者はアクセルペダル４に連動する非常用弁２３により安
全な場所まで車両を移動させる。

このように本実施例においては、スプリング１３により
安全弁９にて主吸気管１を開状態から閉状態にできると
ともダイヤフラム型アクチュエータ１４により安全弁９
にて主吸気管１を閉状態から開状態に駆動でき、２つの
りミッ１〜スイッチ１０，１１により安全弁９の開閉状
態を検出できるようにし、ざらに、コントローラ６によ
りイグニッヨンスイッチのオン・オフのタイミングで安
全弁９を開閉動作させ２つのリミットスイッチ１０，１
１により安全弁９の開閉動作が行なわたか否かを判断し
て安全弁９の開閉動作が行なわれていないと安全弁９に
異常が発生したとして警報装置２５にて運転者に知らせ
るようにした。従って、安全弁９の動作を常にヂエック
できるので、従来の装置ではスロットル弁２に異常が発
生したときには各部材の錆付き等によりシャッタ（本実
施例では安全弁９）が作動しない虞があったが、そのよ
うなことがなく、異物の噛み込みによりスロットル弁２
が全閑にならなくなる等の異常発生時に、確実に安全弁
を作動さヒることができることとなる。

尚、この発明は上記実施例に限定ざれるものではなく、
以下のように実施してもよい。

スロットル弁２はアクセルペダルで開閉駆動する従来通
りのスロットルボディでおってもよい。

又、チェック弁１６と保持機構１７はどちらか一方だけ
を用いて、副吸気管８の全開状態を保持するようにして
もよい。

ざらに、安全弁９を開閉駆動するアクチュエータとして
は、モータ、電磁ソレノイドを使用してもよい。ざらに
は、スロットル弁２，安全弁９，非常用弁２３を２つ以
上の部材（スロットルボディ）に分散して配置し、２つ
以上の部材（スロットルボディ》をボルトやリベットに
て結合し一体化してもよい。ざらには、安全弁９、非常
用弁２３はバタフライ弁、スイング弁、スライド弁、シ
リンダ弁、ボール弁、ダイヤフラム弁等の弁であっても
よい。

又、前記実施例では、主吸気管１のスロツ１−ル弁２に
バイパスする副吸気管８に非常用弁２３を設けたが非常
用弁２３は無くてもよい。即ち、スロットル弁２に異常
が発生し安全弁９にて主吸気管１を全開にした時に、副
吸気管８内に徐行運転できる程度の空気が流れるように
してもよい。又、副吸気管８も必ずしも必要でなく、１
本の吸気管にスロットル弁と安全弁とを設けた構造でも
よく、又、スロットル弁と安全弁とはどちらを上流側に
配置してもよい。

さらに、第７図に示すように主吸気管１と副吸気管８に
それぞれ安全弁２６ａ，２６ｂを設けるとともに各安全
弁２６ａ．２６ｂに開度センサ２７ａ，２７ｂを設け、
通常時にはモータ２８ａ，２８ｂにて安全弁２６ａを開
状態とするとともに安全弁２６ｂを閉状態し、スロット
ル弁２に異常が発生した時は、安全弁２６ａを閉状態と
し安全弁２６ｂを開状態にするようにしてもよい。

ざらには、第８図に示すように、第７図に示したものに
対しざらに副吸気管８にリンク２９にてアクセルペダル
４と連動する非常用弁３０を設け、スロットル弁２の異
常発生時に非常用弁３０が駆動できるようにしてもよい
。

又、第９図、第９図のＡ−Ａ断面を示す第１０図、第１
０図のＢ−Ｂ断面を示す第１１図に示すように、スロッ
トルボディ３１ａ，３ｌｂに対し一体的に副吸気通路（
副吸気管）３２ａ，３２ｂを設けてもよい。即ら、スロ
ットルボディ３１ａ下部に副吸気通路３２ａを形成し、
スロットルボディ３１ｂ下部からスロットルボディ３ｌ
ｂの外周を通り上部に至る副吸気通路３２ｂを形成し、
通路人口３３ａと通路出口３３ｂを介して主吸気通路３
４と連通ざせる。又、主吸気通路３４と副吸気通路３２
ｂのうちいずれかを全閉し、いずれかを全開にする安全
弁（スイング弁）３５を設けるとともに、副吸気通路３
２ｂには非常用弁３６を配設している。このように、ス
ロットルボディ３１ａ，３ｌｂに対し一体的に副吸気通
路（副吸気管＞３２ａ，３２ｂを設けることにより、小
形化できることとなる。尚、第１０図において、通路人
口３３ａ部分にシール部材を配置し、安全弁３５にて副
吸気通路３２ａを密閉するようにしてもよい。

ざらに、第８図に示したものに対し、第１２図に示すよ
うに、１つのアクチュエータ（モータ３７）にて２つの
安全弁３８ａ，３８ｂを開閉駆動するようにしてもよい
。即ち、主吸気管１と副吸気管８を貫通するシャフト３
９を設け、このシャフト３９に互いに直交する弁体４０
ａ，４０ｂを固設し、モータ３７にてシャフト３９を回
動して主吸気管１と副吸気管８のうちいずれかを全閉し
、いずれかを全開にするようにしてもよい。

ざらには、第１２図に示したものに対し、第１３図に示
すように、スロットルボディ４１を二分割し各種のポー
ト類、アイドルアジャスト、温水配管等を両ボディの接
合部をまたがってとりまわすようにしてもよい。第１３
図ではＰＣＶボート（ポジティブ・クランクケース・ベ
ンチレーションボート）を接続した場合を示す。

又、第１４図に示すように、アクセルベダル４に運転者
がアクセルベダル４に足をのせたり離したりすることに
よりオン・オフするアクセルスイッチ４２を設け、安全
弁４３の開閉動作をアクセルスイッチ４２のオン・オフ
により行なうようにしてもＪ：い。即ち、アクセルペダ
ル４に足をのせたときにモータ４５により安全弁４３に
て吸気管４４を全開にしアクセルペダル４から足を離し
たときに安全弁４３にて吸気管４４を全開にし、この安
全弁４３の開閉動作を開度センザ４６にてチェックする
ようにしてもよい。

さらに、第１５図に示すように、副吸気管８があるタイ
プにおいて、アクセルペダル４にアクセルスイッチ４２
を設け、安全弁４７ａ，４７ｂの開閉動作をアクセルス
イッチ４２のオン・オフにより行なうようにしてもよい
。即ち、アクセルベダル４に足をのせたときにモータ４
８ａ．４８ｂにより安全弁４７ａにて主吸気管１を全開
に、安全弁４７ｂにて副吸気管８を全開にし、アクセル
ペダル４から足を離したときに安全弁４７ａにて主吸気
管１を全開に、安全弁４７ｂにて副吸気管８を全開にし
、この安全弁４７ａ，４７ｂの開閉動作を開度センザ４
９ａ，４９ｂにてチェックするようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、安全弁の作動を
チェックして異物の噛み込みによりスロットル弁が仝閉
にならなくなる等の異常発生時に、確実に安全弁を作動
さＵることができる優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の内燃機関の吸入空気屋制御装置の概略
図、第２図は安全弁の周辺部を示す斜視図、第３図は安
全弁の保持機構を示す図、第４図は安全弁の保持機構の
動作を示す図、第５図は安全弁の保持機構の動作を示す
図、第６図は内燃機関の吸入空気量制御装置の作用を説
明するためのフローチャート、第７図は別例の内燃機関
の吸入空気量制御装置の概略図、第８図は他の別例の内
燃機関の吸入空気量制陣装置の概略図、第９図は他の別
例の内燃機関の吸入空気量制御装置の概略図、第１０図
は第９図のＡ−Ａ断面図、第１１図は第１０図のＢ−８
断面図、第１２図は他の別例の内燃別関の吸入空気口制
御装置の概略図、第１３図は他の別例の内燃機関の吸入
空気ｍ制御装置の概略図、第１４図は他の別例の内燃機
関の吸入空気量制御装置の概略図、第１５図は他の別例
の内燃機関の吸入空気量制御装置の概略図である。 １は主吸気管、２はスロットル弁、６は安全弁作動判定
手段としてのコントローラ、９は安全弁、１０は開閉状
態検出手段を構成するリミットスイッチ、１１は開閉状
態検出手段を構成するリミットスイッチ、１３は閉弁用
アクチュエータとしてのスプリング、１４は開弁用アク
チュエータとしてのダイヤフラム型アクヂュエータ、２
５は警報手段としての警報装置。 特許出願人　　　　　日本電装　株式会社代　理　人　
　　　　弁理士　　恩田　傅宣ｂ 第１１図 ｊｌｔ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スロットル弁を有する内燃機関の吸入管内に開閉可
   能に設けられた安全弁と、 前記スロットル弁に異常が発生したときに、前記安全弁
   をそれまでの開状態から閉状態に駆動する閉弁用アクチ
   ュエータと を備えた内燃機関の吸入空気量制御装置において、前記
   安全弁を閉状態から開状態に駆動する開弁用アクチュエ
   ータと、 前記安全弁の開閉状態を検出する開閉状態検出手段と、 所定のタイミングで前記閉弁用アクチュエータと開弁用
   アクチュエータとを制御して前記安全弁を開閉動作させ
   、前記開閉状態検出手段により安全弁の開閉動作が行な
   われたか否かを判定する安全弁作動判定手段と、 前記安全弁作動判定手段により安全弁の開閉動作が行な
   われないときに警報する警報手段とを備えたことを特徴
   とする内燃機関の吸入空気量制御装置。