JPH055427A - 車両用内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸気管の途中にコレクタを有する車両用内燃
機関の吸気制御装置において、アイドル時のアイドル回
転安定性とアクセル踏み込み時の内燃機関の出力向上と
の両立を達成すること。 【構成】 コレクタｃの上流位置と下流位置とにそれぞ
れスロットルバルブｄ，ｅを設け、アイドル時にはコレ
クタ容積を実質的に無くし、アクセル踏み込み時にはコ
レクタ容積を確保するスロットル制御を行なう構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸気管の途中にコレク
タを有する車両用内燃機関の吸気制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、吸気管の途中にコレクタを有する
車両用内燃機関の吸気装置としては、例えば、『ＳＡＥ
Technical Paper Series ８６１３８９』に記載のも
のが知られていて、その第２ページには、内燃機関の吸
気管の途中に所定の容積を有するコレクタが設けられ、
内燃機関からみてコレクタの上流位置にアクセルペダル
と連動するスロットルバルブが配置されている吸気装置
が図示されている。

【０００３】また、吸気管の途中に電子制御スロットル
バルブとメカスロットルバルブがタンデムに配置された
車両用内燃機関の吸気装置としては、例えば、特開昭５
５−１１２８３２号公報等に記載されている装置が知ら
れていて、この装置は、駆動輪スリップの非発生時には
電子制御スロットルバルブが全開で内燃機関への吸気量
はメカスロットルバルブの開度で決まり、駆動輪スリッ
プの発生時には閉じ制御される電子制御スロットルバル
ブにより内燃機関への吸気量が決まる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
吸気装置にあっては、コレクタの上流位置にアクセルペ
ダルと連動するスロットルバルブが配置されていて、ア
クセル全閉からアクセル全開までの全ての領域におい
て、コレクタによる慣性過給効果が発揮される構成であ
る為、アクセルペダルの踏み込み領域においては内燃機
関の出力向上がみられて好ましいものの、出典の第６ペ
ージのFigure９にも示されるように、アクセル全閉のア
イドル時に吸入空気が一旦コレクタに溜められから内燃
機関に吸い込まれることでコレクタの存在によりスロッ
トルバルブより内燃機関側の吸気管の吸気圧をみた場
合、吸気圧レベルが高くなったり低くなったり変動し、
これに伴なって内燃機関に吸い込まれる吸気量も変動す
ることで、アイドル回転数が振動的にふらついてしま
う。

【０００５】また、後者の吸気装置にあっては、電子制
御スロットルバルブとメカスロットルバルブは近接して
配置されている為、アイドル時には単一のスロットルバ
ルブ並のアイドル回転安定性が達成されるものの、両バ
ルブ間の吸気管容積では慣性過給効果を望むことができ
ず、アクセルペダルの踏み込み領域において内燃機関の
出力向上を達成できない。

【０００６】本発明は、上記のような問題に着目してな
されたもので、吸気管の途中にコレクタを有する車両用
内燃機関の吸気制御装置において、アイドル時のアイド
ル回転安定性とアクセル踏み込み時の内燃機関の出力向
上との両立を達成することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の車両用内燃機関の吸気制御装置では、コレクタ
の上流位置と下流位置とにそれぞれスロットルバルブを
設け、アイドル時にはコレクタ容積を実質的に無くし、
アクセル踏み込み時にはコレクタ容積を確保するスロッ
トル制御を行なう手段とした。

【０００８】即ち、図１のクレーム対応図に示すよう
に、内燃機関ａの吸気管ｂの途中に設けられ、所定の容
積を有するコレクタｃと、前記コレクタｃを挟んでコレ
クタ上流位置とコレクタ下流位置とにそれぞれ配置され
た第１スロットルバルブｄ及び第２スロットルバルブｅ
と、アクセル開度が所定開度未満の全閉域では、第１ス
ロットルバルブｄを全開域のバルブ開度にすると共に第
２スロットルバルブｅを全閉域のバルブ開度にし、アク
セル開度が所定開度以上の領域では、第２スロットルバ
ルブｅを全開域のバルブ開度にすると共に第１スロット
ルバルブｄをアクセル開度に応じたバルブ開度に制御す
るスロットル制御手段ｆとを備えていることを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】アイドル時であって、アクセル開度が所定開度
未満の全閉域の時には、スロットル制御手段ｆにおい
て、コレクタｃの上流位置に配置される第１スロットル
バルブｄを全開域のバルブ開度にすると共に、コレクタ
ｃの下流位置に配置される第２スロットルバルブｅを全
閉域のバルブ開度にする制御が行なわれる。

【００１０】このように、コレクタｃの上流位置に配置
される第１スロットルバルブｄが全開域のバルブ開度に
制御されることで、第１スロットルバルブｄの上流位置
の吸気管ｂにおける圧力レベルも第１スロットルバルブ
ｄの下流位置のコレクタｃにおける圧力レベルもほぼ大
気圧レベルとなる。つまり、コレクタｃの容積が実質的
に無くなりコレクタ機能を失う。

【００１１】従って、全閉域のバルブ開度に制御される
第２スロットルバルブｅにより内燃機関ａへの吸気量が
規定されることになり、第２スロットルバルブｅより内
燃機関ａ側の吸気管ｂの吸気圧をみた場合、吸気管に単
一のスロットルバルブを設けた場合と同様に、吸気圧レ
ベルが安定してアイドル回転数が安定する。

【００１２】アクセル踏み込み時であって、アクセル開
度が所定開度以上の領域である時には、スロットル制御
手段ｆにおいて、コレクタｃの下流位置に配置される第
２スロットルバルブｅを全開域のバルブ開度にすると共
に、コレクタｃの上流位置に配置される第１スロットル
バルブｄをアクセル開度に応じたバルブ開度にする制御
が行なわれる。

【００１３】このように、コレクタｃの下流位置に配置
される第２スロットルバルブｅが全開域のバルブ開度に
制御され、第１スロットルバルブｄにより内燃機関ａへ
の吸気量が規定されることで、コレクタｃの容積が確保
される。

【００１４】従って、コレクタｃによる慣性過給効果が
発揮され、内燃機関ａへの吸気充填効率が上がり、内燃
機関ａの出力が向上する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１６】まず、構成を説明する。

【００１７】図２は本発明実施例の車両用内燃機関の吸
気制御装置を示す全体システム図で、エンジン１（内燃
機関に相当）の吸気管２の途中に設けられ、所定の容積
を有するコレクタ３と、該コレクタ３を挟んでコレクタ
上流位置とコレクタ下流位置とにそれぞれ配置された電
子制御スロットルバルブ４（第１スロットルバルブに相
当）及び早開きメカスロットルバルブ５（第２スロット
ルバルブに相当）を備えている。

【００１８】前記電子制御スロットルバルブ４は、電子
制御によって開閉されるバルブで、アクセルペダル６の
踏み込み量であるアクセル開度AST を検出するアクセル
開度センサ７と、エンジン回転数Neを検出するエンジン
回転数センサ８からのセンサ信号を入力するスロットル
コントローラ９からバルブアクチュエータ１０に対する
制御指令により、アクセル開度AST が設定開度α未満の
全閉域では、電子制御スロットルバルブ４が全開とさ
れ、アクセル開度AST が設定開度α以上の領域では、電
子制御スロットルバルブ４がアクセル開度AST 及びエン
ジン回転数Neに応じたバルブ開度に制御される（図３参
照）。

【００１９】前記早開きメカスロットルバルブ５は、ア
クセルペダル６と連動して開閉されるバルブで、このバ
ルブの設置傾斜角度を小さくしたり、早開きメカスロッ
トルバルブ５とアクセルペダル６との間に設けられた早
開きリンケージ１１により、アクセルペダル６の足離し
時には、早開きメカスロットルバルブ５の全閉が保た
れ、アクセルペダル６への踏み込み操作時には、アクセ
ル開度の低開度域で急激にスロットル開度を立ち上げる
特性により早開きメカスロットルバルブ５が早期に全開
域までメカ制御される（図４参照）。

【００２０】尚、早開きメカスロットルバルブ５に関す
る具体的な構成については、本出願人が先に出願した特
願平１−１４００１４号の明細書及び図面を参照のこ
と。

【００２１】また、上記電子制御スロットルバルブ４の
開閉を制御する電子制御系と早開きメカスロットルバル
ブ５の開閉を制御するメカ制御系との両構成が、特許請
求の範囲に記載のスロットル制御手段に相当する。

【００２２】次に、作用を説明する。

【００２３】図３はスロットルコントローラ９で行なわ
れる電子制御スロットルバルブ４の開閉制御作動の流れ
を示すフローチャートで、以下、各ステップについて説
明する。

【００２４】ステップ３０では、アクセル開度センサ７
からアクセル開度AST が読み込まれ、ステップ３１で
は、アクセル開度AST が設定開度α以上かどうかが判断
される。そして、AST ＜αの時にはステップ３２へ進
み、電子制御スロットルバルブ４を全開にする制御指令
がバルブアクチュエータ１０に対して出力される。ま
た、ステップ３１での判断で、AST ≧αの時にはステッ
プ３３へ進み、エンジン回転数センサ８からエンジン回
転数Neが読み込まれ、次のステップ３４では、電子制御
スロットルバルブ４をアクセル開度AST 及びエンジン回
転数Neに応じたバルブ開度に制御する制御指令がバルブ
アクチュエータ１０に対して出力される。

【００２５】図４は早開きメカスロットルバルブ５のア
クセル開度に対するスロットル開度特性図で、点線特性
で示す通常のスロットルバルブは、アクセル開度に対し
ほぼ直線的に比例するスロットル開度特性を持つが、早
開きメカスロットルバルブ５の場合は実線特性で示すよ
うに、アクセルペダル６への踏み込み開始の低アクセル
開度域で急激にスロットル開度が立ち上がる特性を持
ち、この実線特性で囲まれるハッチング領域が、電子制
御スロットルバルブ４によりエンジン１への吸気量を規
定する開閉制御可能領域となる。

【００２６】次に、アイドル時とアクセル踏み込み時と
フェイル時のそれぞれについて作用を説明する。

【００２７】（イ）アイドル時 アイドル時であって、アクセル開度AST が設定開度α未
満の全閉域の時には、スロットルコントローラ９におい
て、コレクタ３の上流位置に配置される電子制御スロッ
トルバルブ４を全開のバルブ開度にする制御指令が出力
される。一方、コレクタ３の下流位置に配置される早開
きメカスロットルバルブ５は、アクセルペダル６の足離
し操作時であることで全閉状態が保たれる。

【００２８】このように、コレクタ３の上流位置に配置
される電子制御スロットルバルブ４が全開のバルブ開度
に制御されることで、電子制御スロットルバルブ４の上
流位置の吸気管２における圧力レベルも電子制御スロッ
トルバルブ４の下流位置のコレクタ３における圧力レベ
ルもほぼ大気圧レベルとなる。つまり、コレクタ３の容
積が実質的に無くなりコレクタ機能を失う。

【００２９】従って、全閉の早開きメカスロットルバル
ブ５によりエンジン１への吸気量が規定されることにな
り、早開きメカスロットルバルブ５よりエンジン１側の
吸気管２の吸気圧をみた場合、吸気管に単一のスロット
ルバルブを設けた場合と同様に、吸気圧レベルが安定し
てアイドル回転数が安定する。

【００３０】（ロ）アクセル踏み込み時 アクセル踏み込み時であって、アクセル開度AST が設定
開度α以上の領域である時には、スロットルコントロー
ラ９において、コレクタ３の上流位置に配置される電子
制御スロットルバルブ４がアクセル開度AST 及びエンジ
ン回転数Neに応じたバルブ開度に制御される。一方、コ
レクタ３の下流位置に配置される早開きメカスロットル
バルブ５は、図４に示すように、わずかのアクセル踏み
込み量により全開域のバルブ開度にされる。

【００３１】このように、コレクタ３の下流位置に配置
される早開きメカスロットルバルブ５が全開域のバルブ
開度とされ、電子制御スロットルバルブ４によりエンジ
ン１への吸気量が規定されることで、コレクタ３の容積
が確保される。

【００３２】従って、コレクタ３による慣性過給効果が
発揮され、エンジン１への吸気充填効率が上がり、エン
ジン１の出力が向上する。

【００３３】（ハ）フェイル時 電子制御系の断線やショートあるいはステック等により
電子制御スロットルバルブ４が全開状態のままとなる故
障が発生した場合、この電子制御スロットルバルブ４と
は直列の位置関係で早開きメカスロットルバルブ５が配
置されている為、この早開きメカスロットルバルブ５に
よりアクセルペダル６への踏み込み量に応じてある程度
のエンジン１の出力コントロールを行なうことができ
る。

【００３４】以上説明してきたように実施例の車両用内
燃機関の吸気制御装置にあっては、下記に列挙する効果
を発揮する。

【００３５】（１）吸気管２の途中にコレクタ３を有す
る車両用内燃機関の吸気制御装置において、コレクタ３
の上流位置と下流位置とにそれぞれ電子制御スロットル
バルブ４と早開きメカスロットルバルブ５を設け、アイ
ドル時には電子制御スロットルバルブ４の全開制御によ
りコレクタ容積を実質的に無くし、アクセル踏み込み時
には早開きメカスロットルバルブ５の全開域制御により
コレクタ容積を確保するスロットル制御を行なう装置と
した為、アイドル時のアイドル回転安定性とアクセル踏
み込み時の内燃機関の出力向上との両立を達成すること
ができる。

【００３６】（２）コレクタ３の上流位置と下流位置と
にそれぞれ配置されるスロットルバルブの一方を電子制
御スロットルバルブ４とし他方を早開きメカスロットル
バルブ５とした為、電子制御スロットルバルブ４の全開
フェイル時に早開きメカスロットルバルブ５によりエン
ジン１の出力コントロールを確保することができる。

【００３７】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。

【００３８】例えば、実施例では、第１スロットルバル
ブ及び第２スロットルバルブとして、電子制御スロット
ルバルブ４及び早開きメカスロットルバルブ５を適用し
た例を示したが、特許請求の範囲で述べたスロットル制
御手段での制御内容を達成するものであれば、両バルブ
が共に電子制御スロットルバルブであっても良いし、ま
た、両バルブが共にメカスロットルバルブであっても良
いし、さらには、電子制御スロットルバルブとメカスロ
ットルバルブが実施例とは逆の位置関係となっていても
良い。

【００３９】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明にあって
は、吸気管の途中にコレクタを有する車両用内燃機関の
吸気制御装置において、コレクタの上流位置と下流位置
とにそれぞれスロットルバルブを設け、アイドル時には
コレクタ容積を実質的に無くし、アクセル踏み込み時に
はコレクタ容積を確保するスロットル制御を行なう手段
とした為、アイドル時のアイドル回転安定性とアクセル
踏み込み時の内燃機関の出力向上との両立を達成するこ
とができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両用内燃機関の吸気制御装置を示す
クレーム対応図である。

【図２】実施例の車両用内燃機関の吸気制御装置を示す
全体システム図である。

【図３】実施例装置のスロットルコントローラで行なわ
れる電子制御スロットルバルブ開閉制御作動の流れを示
すフローチャートである。

【図４】実施例装置の早開きメカスロットルバルブのア
クセル開度に対するスロットル開度特性図である。

【符号の説明】

ａ 内燃機関 ｂ 吸気管 ｃ コレクタ ｄ 第１スロットルバルブ ｅ 第２スロットルバルブ ｆ スロットル制御手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 内燃機関の吸気管の途中に設けられ、所
   定の容積を有するコレクタと、前記コレクタを挟んでコ
   レクタ上流位置とコレクタ下流位置とにそれぞれ配置さ
   れた第１スロットルバルブ及び第２スロットルバルブ
   と、アクセル開度が所定開度未満の全閉域では、第１ス
   ロットルバルブを全開域のバルブ開度にすると共に第２
   スロットルバルブを全閉域のバルブ開度にし、アクセル
   開度が所定開度以上の領域では、第２スロットルバルブ
   を全開域のバルブ開度にすると共に第１スロットルバル
   ブをアクセル開度に応じたバルブ開度に制御するスロッ
   トル制御手段と、を備えていることを特徴とする車両用
   内燃機関の吸気制御装置。