JPH0686823B2

JPH0686823B2 - エンジンの吸入空気量制御装置

Info

Publication number: JPH0686823B2
Application number: JP20794882A
Authority: JP
Inventors: 晃高橋; 和正飯田; 捷雄秋篠
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1982-11-27
Filing date: 1982-11-27
Publication date: 1994-11-02
Anticipated expiration: 2009-11-02
Also published as: JPS5999049A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、エンジンの吸入空気量を制御するための装置
に関し、特に２系統の吸気通路を有するエンジン（以下
「複合吸気式エンジン」という。）の吸入空気量制御に
用いて好適な、エンジンの吸入空気量制御装置に関す
る。

従来より、複合吸気式エンジンが各種開発されており、
このエンジンは、１次スロットル弁を中間部に１次吸気
弁を燃焼室側端部にそれぞれ有する主吸気通路と、２次
スロットル弁を中間部に２次吸気弁を燃焼室側端部にそ
れぞれ有する副吸気通路とをそなえ、２次スロットル弁
が例えば１次スロットル弁の開度が45゜以下では閉じ、
それ以上で徐々に開いてゆき、且つ、２次吸気弁が所定
のエンジン回転数以上でのみ作動しうるように構成され
ているので、高速高負荷時の性能が著しく向上する。

しかしながら、従来のこのような複合吸気式エンジンで
は、副吸気通路のエンジン燃焼室側部分に設けられる２
次吸気弁の開き始めが早くなるように設定されているの
で、１次吸気弁のみの作動領域から１次吸気弁および２
次吸気弁両方の作動領域への移行時に、２次吸気弁が一
部排気弁の開時期とオーバラップしていることと相まっ
て、排気が副吸気通路側へ逆流し、これにより吸気時に
内部EGRが増えて、エンジンの出力が低下し、その結果
ショックがおき、円滑な運転を維持できないという問題
点がある。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもの
で、１次吸気弁のみの作動領域から１次吸気弁および２
次吸気弁両方の作動領域へ移行したときでも、この過渡
時にショックがおきないようにして、円滑な運転を維持
できるようにした、エンジンの吸入空気量制御装置を提
供することを目的とする。

このため、本発明のエンジンの吸入空気量制御装置は、
１次スロットル弁を中間部に１次吸気弁を燃焼室側端部
にそれぞれ有する主吸気通路と、２次スロットル弁を中
間部に２次吸気弁を燃焼室側端部にそれぞれ有する副吸
気通路とをそなえ、上記２次スロットル弁が上記１次ス
ロットル弁の所定開度以下では閉じ同所定開度以上で開
いてゆき且つ上記２次吸気弁が所定の運転領域でのみ作
動しうるように構成されたエンジンにおいて、上記主吸
気通路のスロットル弁配設部分よりも上流側および下流
側の各部分をそれぞれ連通接続するバイパス通路と、同
バイパス通路に介装されるとともにアクチュエータによ
り駆動され上記バイパス通路の吸気流量を制御する制御
弁とをそなえ、上記１次吸気弁のみの作動領域から上記
の１次吸気弁および２次吸気弁両方の作動領域への移行
時に、上記アクチュエータへ上記制御弁を開くための信
号を出力する制御手段が設けられたことを特徴としてい
る。

以下図面により本発明の一実施例としてのエンジンの吸
入空気量制御装置について説明すると、第１図はその全
体構成を示す概略説明図、第２図は本装置をそなえたエ
ンジンの要部を示す断面図、第3,4図はいずれもその作
用を説明するためのフローチャート、第５図はそのエン
ジン出力特性図、第６図（ａ）〜（ｅ）はいずれもその
作用を説明するための特性図、第７図（ａ）〜（ｅ）は
いずれもその作用を説明するためのタイミング図、第８
図はその作用を説明するための模式図である。

この実施例では、第１図に示すように、エンジンＥが、
１次スロットル弁（以下「Ｐスロットル弁」という。）
10を中間部に有するとともに１次吸気弁（以下「Ｐ弁」
という。）81を燃焼室側端部に有する主吸気通路６と、
２次スロットル弁（以下「Ｓスロットル弁」という。）
12を中間部に有するとともに２次吸気弁（以下「Ｓ弁」
という。）82を燃焼室側端部に有する副吸気通路８とい
う２系統の吸気通路をそなえたいわゆる複合吸気式エン
ジンとして構成されており、さらにＳスロットル弁12
が、Ｐスロットル弁10の所定開度（例えば45゜）以下で
は閉じ、それ以上で徐々に開いてゆき、且つＳ弁82が所
定のエンジン回転数以上の運転領域でのみ作動するよう
になっている。

以下、このエンジンＥについて詳述する。すなわち、こ
のエンジンＥでは、第1,2図に示すように、主吸気通路
6,副吸気通路８および排気通路４が、エンジン本体２内
でピストン78によって仕切られる燃焼室79に連通接続し
ており、通路４と８とは対向した位置に開口している。

そして、各通路6,8,4の燃焼室79側開口には、Ｐ弁81,S
弁82および排気弁83が取付けられており、各弁81〜83は
動弁機構M1,M2等によって開閉駆動されるようになって
いる。

なお、第２図においては、排気弁83のための動弁機構は
図示を省略されている。

また、Ｓ弁82のための動弁機構M2には、従来から公知の
弁停止機構が付設されており、これによりＳ弁82は弁作
動状態と弁作動停止状態とを選択的にとることができ
る。

第２図において、符号80は点火プラグを示している。

主吸気通路６には、アクセルペダル（図示せず）と連動
するＰスロットル弁10のほかに、燃料噴射装置14および
図示しないエアフローメータ（カルマン渦流量計）が介
装されており、主吸気通路６の端部には、エアクリーナ
（図示せず）が装着されている。

燃料噴射装置14は、燃料ポンプより低圧燃料が供給され
る燃料通路に介装された燃料流量調整弁である電磁弁15
をそなえており、主吸気通路６内に噴射される燃料量は
電磁弁15の開弁時間に対応して設定されるようになって
いる。

副吸気通路８には、前述のごとく、Ｓスロットル弁12が
介装されているが、このＳスロットル弁12は、圧力応動
装置70によって開閉駆動されるようになっている。すな
わちＳスロットル弁12はリンク機構84を介して圧力応動
装置70のダイアフラム72に連係接続されており、この装
置70のダイアフラム72で仕切られる作動室74に通路68を
通じて作用する圧力によって、Ｓスロットル弁12は開閉
駆動される。

なお、作動室74内には、Ｓスロットル弁12を閉側へ付勢
するスプリング76が装填されている。

そして、作動室74に作用させる圧力値の調整は、ソレノ
イド弁64の開閉率を制御することにより、オリフィス67
付きの通路66からの負圧と、上記ソレノイド弁64付きの
通路69からの大気圧との割合を調整することにより行な
われる。

通路66の一端は副吸気通路８に介装されたサージタンク
85に連通しており、通路69の一端はエアクリーナ16″を
通じて外気に連通していて、各通路66,67の他端は通路6
8に連通している。

また、ソレノイド弁64の開閉率はＳスロットル弁12がＰ
スロットル弁10の所定開度（例えば45゜）以下で閉じそ
れ以上で徐々に開いてゆくように制御され、このために
ソレノイド弁64へは後述のコンピュータ44からデューテ
ィ制御のためのパルス列信号が供給されるようになって
いる。

なお、副吸気通路８の端部には、エアクリーナ16が装着
されている。

また、排気通路４はその分岐部分4aに排気を導いて主吸
気通路６内の混合気を暖めることができるようになって
いる。

ところで、主吸気通路６には、Ｐスロットル弁10をバイ
パスするすなわちスロットル弁配設部分よりも上流側お
よび下流側の各部分をそれぞれ連通接続するバイパス通
路18が付設されており、このバイパス通路18には同通路
18を通過する吸気量を制御することによりエンジン燃焼
室へ供給される吸気量を制御する制御弁としてのバイパ
ス弁20が介装されていて、このバイパス弁20は弁座に当
接してバイパス通路18を全閉する全閉位置（第１図最下
位置）から図示しないストッパにより定められる全開位
置（第１図最上位置）まで移動できるようになってい
る。

さらに、バイパス弁20はアクチュエータとしての圧力応
動装置22のダイアフラム24に連結されている。圧力応動
装置22の作動室としての圧力室26は、流量制御用オリフ
ィス29付き第１の負圧通路（第１の圧力通路）28を介し
てＰスロットル弁10の介装位置よりも下流側の主吸気通
路６に連通接続されるとともに、第１の負圧通路28より
も単位流通量の大きい第２の負圧通路（第２の圧力通
路）30を介してＳスロットル弁12の介装位置よりも下流
側の副吸気通路８に連通接続されており、更に流量制御
用オリフィス33付き大気通路32およびエアクリーナ16′
を介して外気に連通接続されていて、上記圧力室26に
は、第１または第２の負圧通路28,30を介し吸気負圧
（以下代表して「マニホルド負圧」という）が供給さ
れ、大気通路32を介し大気圧が供給されるようになって
いる。

また第１の負圧通路28には、常閉型の第１ソレノイド弁
34が介装されており、第１ソレノイド弁34は圧力室26に
供給される主吸気通路６からの吸気負圧を制御してい
る。

他方、大気通路32には常開型の第２ソレノイド弁36が介
装されており、この第２ソレノイド弁36は圧力室26に供
給される大気圧を制御している。

第２の負圧通路30には、常閉型の第３ソレノイド弁38が
介装されていて、この第３ソレノイド弁38は、圧力室26
に供給される副吸気通路８からの吸気負圧を制御するも
ので、第１ソレノイド弁34によって圧力室26へ負圧を作
用させる場合よりも短時間で負圧を作用させるように制
御するものである。

また圧力室26内には、スプリング40が配設されており、
このスプリング40はダイアフラム24を介しバイパス弁20
を閉方向に付勢し、このバイパス弁20を常閉弁となして
いる。すなわち圧力室26に負圧が作用しないときに、こ
のスプリング36はバイパス弁20を機械的に定められる最
小開度位置である全閉位置に保持している。

さらに、ポジションセンサ42が設けられており、このポ
ジションセンサ42は、圧力応動装置22のダイアフラム24
の位置を検出することにより、バイパス弁20の実開度を
検出する可変抵抗を利用したものであって、このポジシ
ョンセンサ42が出力するバイパス弁20の開度位置信号は
コンピュータ44に入力されるようになっている。

また、Ｐスロットル弁10の開度を検出するスロットル開
度センサ46,エンジンＥの実回転数を例えばイグニッシ
ョンパルスから検出するエンジン回転数センサ48および
エンジンＥの冷却水温度を検出する冷却水温センサ50が
設けられており、これらのセンサ46,48,50からの信号は
コンピュータ44に入力されるようになっている。

さらに、エンジンＥのアイドル運転状態を検出するアイ
ドルセンサとしてのアイドルスイッチ52が設けられてお
り、このアイドルスイッチ52は、スロットル弁全閉時に
閉じ（オンし）、それ以外で開く（オフとなる）スイッ
チで、このアイドルスイッチ52からの開閉（オンオフ）
信号はコンピュータ44に入力されるようになっている。

なお、コンピュータ44へは、開度位置信号，スロットル
開度信号，イグニッションパルス信号，冷却水温信号，
アイドルスイッチ開閉信号のほか、エアフローメータに
設けられたエアフローセンサから出力される吸入空気量
信号，図示しないトランスミッションの出力軸に設けら
れこの出力軸の回転角度から車速情報を検出する車速セ
ンサからの車速信号等が入力されるようになっている。
また、必要に応じ、ブーストセンサからの信号もコンピ
ュータ44へ入力される。

コンピュータ44は、各入力信号の波形整形（冷却水温信
号，開度位置信号等のアナログ信号のA/D変換を含
む。）を行なう入力波形整形回路60,CPU54,RAM56,ROM58
および出力波形整形回路62を有しており、このコンピュ
ータ44では上記各入力信号とROM58に予じめ記憶された
演算情報とからエンジン吸入空気量の制御を行なう出力
パルス信号を形成する。

本実施例においては、コンピュータ44から出力されるパ
ルス信号は第１ソレノイド弁34を開閉する第１弁駆動信
号，第２ソレノイド弁36を開閉する第２弁駆動信号およ
び第３ソレノイド弁38を開閉する第３弁駆動信号となっ
ている。そして第１弁駆動信号，第２弁駆動信号および
第２弁駆動信号によりそれぞれ開閉せしめられるソレノ
イド弁34,36,38は協力して圧力応動装置22の圧力室26内
の圧力を調整しバイパス弁20の開度を制御し吸入空気量
を制御するようになっている。

なお、コンピュータ44からは、その他、Ｓ弁82の作動あ
るいは作動停止を制御するＳ弁制御信号または燃料噴射
装置14の噴射量を定める噴射量信号や点火装置の進角量
を定める進角量信号が出力される。

すなわち本実施例装置はコンピュータ44を用いて,S弁82
の作動状態，燃料噴射装置14の噴射量，点火装置の進角
量およびバイパス弁20の開度を調整することによりエン
ジンの総合的な制御を行なおうとするものであるが、こ
の制御は予じめROM58に記憶された各種フローをCPU54の
指示によって実行することにより行なわれる。

次に、これらのフローについて説明するが、ここでは主
としてバイパス弁20の開度の調整のためのフローについ
て説明する。

すなわち、第３図に示すようなエンジンＥの運転状態を
識別する条件判定フローＡ、第４図に示すような３つの
ソレノイド弁34,36,38を駆動してバイパス弁20の開度を
制御する弁開度制御フローＢについて説明するが、各フ
ローの選択はCPU54からの割込信号により行なわれるよ
うになっている。

そして、これらのフローのうち条件判定フローＡは点火
装置の点火パルスに同期して実行され、また弁開度制御
フローＢは比較的短い周期t₁のタイマーの割込信号に同
期して実行される。

第３図に示す条件判定フローＡでは、Ａ−０において、
スロットル開度θとエンジン回転数Ｎとから運転状態の
読み込みが行なられ、Ａ−１において、Ｐ弁81およびＳ
弁82が共に作動すべき領域（以下「Ｐ＋Ｓ領域」とい
う。）であるかどうかが判定される。このＰ＋Ｓ領域
は、具体的には第５図に符号b,cで示す運転領域を指
す。

なお、Ｐ弁81のみ作動すべき領域（以下「Ｐ領域」とい
う。）は、第５図に符号ａで示す運転領域を指す。

Ｐ＋Ｓ領域でないと判定された場合は、Ａ−２におい
て、Ｓ弁82を非作動にすべき指示が出され、さらにＡ−
３においてＳスロットル弁12が全閉となるように指示さ
れる。

そして、Ａ−２の指示を受けて、Ｓ弁用の弁停止機構付
き動弁機構M2が非作動状態になるとともに、Ａ−３の指
示を受けてＳ弁開閉制御用のソレノイド弁64がＳ弁82を
全閉とするように作動する。

また、Ｐ＋Ｓ領域であると判定された場合は、Ａ−４に
おいて、Ｓスロットル弁開度Ps（θ）の設定がなされ、
Ａ−５において、Ｓ弁82の作動が指示される。これによ
りＳ弁用の動弁機構M2が作動状態になり、Ｓ弁82が作動
を開始する。

その後、Ａ−６において、第５図に符号ｃで示す領域
（高速高負荷領域）であるかどうかが判定される。

ｃ領域でない、即ちｂ領域（第５図参照）であると判定
された場合は、Ａ−７において、Ｓスロットル弁12が全
閉となるように指示される。この場合は、Ｓ弁82は開閉
しているが、Ｓスロットル弁12は全閉となるように制御
されている。

ｃ領域であると判定された場合は、Ａ−８において、ス
ロットル開度θとエンジン回転数Ｎとで決まる運転状態
に応じＳスロットル弁12の開放が指示される。

これによりソレノイド弁64のデューティ率も変化して、
Ｓスロットル弁12が上記運転状態に応じその開度を調整
される。

次に第４図に示す開度制御フローＢの説明に移る。

まず、開度制御フローＢの実行にあたっては、ポジショ
ンセンサ42の初期化が行なわれる。これは始動イグニッ
ションスイッチをオンした際RAM56の各アドレスに保持
されている値をクリア（零にする）した直後になされる
ものであって、まず始動前におけるバイパス弁20の開度
位置（すなわち全閉位置）に対応したポジションセンサ
42の出力（電圧）をA/D変換して初期位置情報としてRAM
56のアドレスA₀₀に入力し、次いでA₀₀の値φ₀,予じめRO
M58に記憶されたバイパス弁20の許容移動範囲を与える
移動範囲情報φbandおよび同じくROM58に記憶された最
小開度設定情報φ_△から目標開度を与える設定情報の最
小値φminと最大値φmaxとを演算により求めそれぞれRA
M56のアドレスA₀₁とA₀₂に入力する。すなわち、 A₀₁＝φ_０＋φ_△,A₀₂＝φ_０＋φ_△＋φband となるが、この際φ_△は極めて微小な値であり、またφ
_△＋φbandはバイパス弁20の機械的に定められる全閉位
置（弁座に当接する位置）と全開位置（図示しないスト
ッパにより定められる位置）との距離よりわずかに小さ
い値に対応しており、バイパス弁20の実際の位置（開
度）とRAM56に入力されている開度情報との関係は第８
図に示すようになっている。したがって、バイパス弁20
の位置（開度）はφminに対応する位置（開度）とφmax
に対応する位置（開度）との間で目標開度になるように
制御されることになる。

このようにして初期設定が行なわれたのち、開度制御フ
ローＢは第１タイマーの割込信号に同期して実行されバ
イパス弁駆動手段を作動させるが、このフローＢでは、
Ｂ−０において、アイドルスイッチ52がオンであるか否
かが判定され、オンである場合、すなわちスロットル開
度が全閉の場合は、Ｂ−１において、バイパス弁20の目
標開度Ｐを｛P₀＋Ｐ（ΔＮ）｝にするような指示が出さ
れる。ここでP₀は基本開度データであり、またＰ（Δ
Ｎ）はアイドルスピードコントロールに基づいて設定さ
れるデータで適当な時間間隔ごとに更新される値であ
る。

また、アイドルスイッチ52がオフである場合、すなわち
スロットル開度が全開でない場合は、Ｂ−２において、
Ｌ＝１かどうかが判定され、Ｌ＝１でない場合は、Ｂ−
３において、Ｍ＝１かどうかが判定される。

ここで、Ｌ＝1,M＝１は、それぞれ後述のＢ−5,B−16に
おいて設定されるフラッグ処理に基づくものであり、し
たがって当初はＬ≠1,M≠１となっている。

これにより、Ｍ＝１かどうかの判断処理では、NOルート
をとり、Ｂ−４において、Ｐ領域からＰ＋Ｓ領域への切
換指令（省略して「Ｐ→Ｐ＋Ｓ切換指令」という。）の
有無が判定される。

そして、Ｐ→Ｐ＋Ｓ切換指令があった場合は、Ｂ−５に
おいて、バイパス弁20のための補正開度Pxを漸次減少さ
せてゆくためのフラッグ処理（第４図においては便宜上
Ｌ＝１と表現されている。）がなされてから、Ｂ−６に
おいて、補正開度PxをPs（このPsは第３図のＡ−４で示
すところで得られた値であって負荷が小さい領域ほど目
標開度Ｐを大きくするように設定された値）に設定する
ことが行なわれる。その後はＢ−７において、目標開度
Ｐを｛P₀＋Ｐ（ΔＮ）＋Px｝にするような指示が出され
る。

このように、Ｐ→Ｐ＋Ｓ切換指令があった場合に、補正
開度Pxを付加するのは次のような理由による。すなわち
Ｐ＋Ｓ領域においては、Ｓ弁82の開き始めが早くなるよ
うに設定されているので、一部排気弁83の開時期とオー
バラップし、排気が副吸気通路８側へ逆流する。これに
より吸気時に内部EGRが増えて、エンジン出力が低下す
ることがある。

そこで、この切換時に、バイパス弁20をあけて、エンジ
ン出力を増大させているのである。

これにより、Ｐ→Ｐ＋Ｓ切換時のショックがなくなり、
円滑な運転を維持できる。

Ｂ−５において、Ｌ＝１なるフラッグ処理が行なわれた
のちは、その後の処理ルーチンで、Ｂ−２において、YE
Sルートをとるから、その後はＢ−８において、補正開
度Pxを（Px−ΔP₁）とする旨の指示を出し、Ｂ−９にお
いてPx＞０かどうかの判定が行なわれる。

なお、ΔP₁は正の微小値で予じめ設定された値である。

このYESルートを何回か繰返して、Px＞０でなくなる
と、Ｂ−10においてPx＝0,B−11においてＬ＝０とする
処理がなされる。

このように、Ｂ−２においてYESルートをとり、これを
何回か繰返すことにより、Ｐ＋Ｓ領域への移行後は、Px
が徐々に０になってゆくため、バイパス弁20の目標開度
Ｐも徐々に減少してゆき、最終的には｛P₀＋Ｐ（Δ
Ｎ）｝となる。これによりＰ→Ｐ＋Ｓ領域の過渡現象が
保証される。

なお、Ｐ＋Ｓ領域では、常に内部EGRが多いから、いつ
もエンジン出力をあげておくようにすることも可能で、
この場合はＢ−５においてＬ＝１なるフラッグ処理を施
す必要はない。

また、Ｐ→Ｐ＋Ｓ切換の際の過渡運転領域を設定して、
この過渡運転領域にある間だけ、エンジンの出力補正す
なわちバイパス弁20の開度補正を行なうようにすること
もできる。この場合は、この過渡運転領域であるかどう
かを判定する処理が追加される。

ところで、Ｐ→Ｐ＋Ｓ切換指令のない場合は、Ｂ−４′
において、Ｐ領域であるかどうかが判定される。

Ｐ領域の場合は、Ｂ−13において、バイパス弁20の目標
開度Ｐを｛P₀＋Ｐ（ΔＮ）｝にするような指示が出され
る。

また、Ｐ領域でない場合、すなわちＰ＋Ｓ領域の場合
は、Ｐ−12において、スロットル開度の変化率が−ｄθ
/dt＞S₀であるかどうかが判定される。

すなわちこのＢ−12においては、Ｐスロットル弁10が急
閉状態であるかどうかが判定されるのである。

そして、Ｐスロットル弁10が急に閉じたと判定される
と、Ｂ−14において、ｃ領域からｂ領域（第５図参照）
への切換（省略して「ｃ→ｂ切換」という。）指令の有
無が判定される。

また、Ｐスロットル弁10が急閉状態にない場合やｃ→ｂ
切換指令のない場合は、前記のＢ−４′でＰ領域である
と判定された場合と同様、Ｂ−13において、バイパス弁
20の目標開度Ｐを｛P₀＋Ｐ（ΔＮ）｝にする旨の指示が
出される。

Ｂ−14において、ｃ→ｂ切換有と判定された場合は、Ｂ
−15において、第３ソレノイド弁38を作動させて第２の
負圧通路30を開く旨のフラッグ処理（第４図においては
便宜上Ｋ＝１と表現されている。）がなされてから、Ｂ
−16において、バイパス弁20のための他の補正開度P_Yを
漸次減少させてゆくためのフラッグ処理（第４図におい
ては便宜上Ｍ＝１と表現されている。）がなされ、その
後Ｂ−17において、補正開度P_YをP_D（このP_Dは目標開度
Ｐを全開あるいは全開に近い大きい開度にするような値
である。）に設定することが行なわれる。そして、Ｂ−
18において、バイパス弁20の目標開度Ｐを｛P₀＋Ｐ（Δ
Ｎ＋Pr）｝にする旨の指示が出される。

このように、スロットル弁急閉時に、補正開度P_Yを付加
するのは次のような理由による。すなわちＰ＋Ｓ領域に
おいて、Ｐスロットル弁10が急閉することによって、ｃ
領域からｂ領域へ切換わると、ｂ領域では、前述のＡフ
ローにおけるＡ−７の処理からもわかるように、Ｓスロ
ットル弁12は全閉状態となる。したがってこのような状
況の下では、主吸気通路６内の混合気が極めて濃くなっ
て、すなわちいわゆるオーバリッチな状態となって、排
ガスに悪影響を及ぼしたり、最悪の場合はエンジンＥが
停止してしまう。

そこで、このようなスロットル弁急閉時に、バイパス弁
20を急に大きく開いて、オーバリッチな状態になること
を防止しているのである。

これによりスロットル弁急閉時にも円滑な運転を維持で
きる。

なお、Ｂ−16において、Ｍ＝１なるフラッグ処理が行な
われたのちは、その後の処理ルーチンで、Ｂ−３におい
て、YESルートをとるから、その後はＢ−19において、
補正開度P_Yを（P_Y−ΔP₂）とする旨の指示を出し、Ｂ−
20において、P_Y＞０かどうかの判定が行なわれる。

なお、ΔP₂は正の微小値で予じめ設定された値である。

このYESルートを何回か繰返してP_Y＞０でなくなると、
Ｂ−21においてP_Y＝0,B−22においてＭ＝０とする処理
がなされる。

このようにＢ−３においてYESルートをとり、これを何
回か繰返すことにより、スロットル弁急閉後は、P_Yが徐
々に０になってゆくため、バイパス弁20の目標開度Ｐ
も、徐々に減少してゆき、最終的には、｛P₀＋Ｐ（Δ
Ｎ）｝となる。これによりスロットル弁急閉時の過渡現
象が保証される。

なお、スロットル弁急閉時の過渡現象の様子を示すと、
第７図（ａ）〜（ｅ）のようになる。ここで、第７図
（ａ）はＰスロットル弁10の開閉の様子を示すグラフ、
第７図（ｂ）はＰスロットル弁10の変化率ｄθ/dtの様
子を示すグラフ、第７図（ｃ）は第３ソレノイド弁38の
オンオフ特性図、第７図（ｄ）は第１ソレノイド弁34の
オンオフ特性図、第７図（ｅ）はバイパス弁20の目標開
度Ｐの特性図である。

そして、Ｂ−1,B−7,B−13およびＢ−18等の処理が終了
すると、Ｂ−23において、ポジションセンサ42からの信
号に基づきバイパス弁20の実開度Prが読み込まれ、その
後Ｂ−24において、目標開度Ｐと実開度Prとの開度偏差
△Ｐが算出され、Ｂ−25において、｜△P|が所定数γ
（不感帯の幅）よりも大きいかどうかが判定される。そ
して、△Ｐが不感帯内に収まっている場合（｜△P|≦
γ）には、開度制御を行なわないように指示する。

他方、｜△P|＞γであれば、Ｂ−26において、｜△P|に
対応したソレノイド駆動時間Tr,T₀を算出しこれをレジ
スタへ読み込む処理がなされ、Ｂ−27において、フラッ
グ処理がなされたかどうか（Ｋ＝１であるかどうか）が
判定される。

もし、Ｋ＝１でないなら、Ｂ−28においてΔＰ＞０がど
うかすなわち弁開度を増大させるかどうかが判定され
る。そして、弁開度を増大させる場合は、Ｂ−29におい
て、第１ソレノイド弁34のソレノイド（以下「第１ソレ
ノイド」という。）のタイマーTaにTrを入力し、Ｂ−30
において第２ソレノイド弁36のソレノイド（以下「第２
ソレノイド」という。」のタイマーTbにT₀（T₀≦Tr）ま
たは０を入力し、他方△Ｐ＜０となり弁開度を減少させ
る場合は、Ｂ−31において第２ソレノイドのタイマーTb
にTrを入力し、Ｂ−32において第１ソレノイドのタイマ
ーTaにT₀または０を入力する。なお、各タイマーTa,Tb
の駆動時間（開弁時間）ta,tbの特性を示すと、それぞ
れ第６図（ａ），（ｂ）に示すようになる。

このようにして、第１ソレノイド，第２ソレノイドが駆
動されるが、その際上記第１ソレノイドはタイマーTaに
より与えられる駆動時間taのみ励磁され、第１ソレノイ
ド弁34を開放し、他の時間帯は非励磁となり第１ソレノ
イド弁34を閉塞し、一方上記第２ソレノイドはタイマー
Tbにより与えられる駆動時間tbのみ非励磁となり、第２
ソレノイド弁36を開放し、他の時間帯は励磁されて第２
ソレノイド弁36を閉塞するようになっている。したがっ
て△Ｐ＞０のときは第６図（ｃ）に示すように第１ソレ
ノイド弁34の開弁時間ta（タイマーTaの値）が第２ソレ
ノイド弁36の開弁時間tb（タイマーTbの値）より大き
く、両開弁時間の差△t₁＝ta−tbに応じて圧力室26内が
△Ｐだけ減圧され、バイパス弁20が開方向に駆動され
る。他方△Ｐ＜０のときは第６図（ｄ）に示すように第
２ソレノイド弁36の開弁時間tb（タイマーTbの値）が第
１ソレノイド弁34の開弁時間ta（タイマーTaの値）より
大きく、両開弁時間の差△t₂＝tb−taに応じて圧力室26
内が△Ｐだけ増圧されバイパス弁20が閉方向に駆動され
る。

なお、このようにして変化する圧力室26内の△Ｐ特性を
示すと、第６図（ｅ）のようになる。

そして、その後は、Ｂ−33,B−34において、Ta＝0,Tb＝
０になるまで、第１および第２ソレノイドを駆動するこ
とが行なわれる。

ところで、Ｂ−27においてＫ＝１であると判定された場
合は、Ｂ−35において、次のルーチンでは第３ソレノイ
ド弁38の作動は行なわない旨の処理がなされ（便宜上Ｋ
＝０と表現）、その後Ｂ−36において、第３ソレノイド
弁38のソレノイド（以下「第３ソレノイド」という。）
のタイマーTcにTrを入力し、Ｂ−37においてTc＝０にな
るまで、第３ソレノイドを駆動する。

上述の構成により、まず第３図に示すフローＡで運転状
態が判別されたのち、第４図に示すフローＢで、運転状
態に応じたバイパス弁20の目標開度Ｐと実開度Prとの偏
差ΔＰを時期t₁ごとに更新し、このΔＰに応じた開弁時
間ｔによって圧力応動装置22を作動させて、バイパス弁
20を動作させることが行なわれる。

ところで、Ｐ→Ｐ＋Ｓ切換があったときは、一時的に補
正開度Pxを付加してバイパス弁開度が大きくなるように
制御される。これによりＰ＋Ｓ領域運転中に起きる出力
ロス（このロスは前述のごとくタペット弁開閉タイミン
グに起因して排ガスが副吸気通路８へ逆流することによ
って起きる。）を補完するように、出力があがるため、
Ｐ→Ｐ＋Ｓ切換時のショックを十分防止できるのであ
る。

なお、切換後は、出力ロス分の補完はなされない。しか
し前述のごとく切換後も出力ロス分の補完を行なっても
よい。

また、Ｐ＋Ｓ領域で運転中に、Ｐスロットル弁10が、第
７図（ａ）に符号ｄで示すごとく、急に閉じることによ
って、ｃ領域からｂ領域へ切換わると、第７図（ｃ）に
符号ｅで示すごとく、瞬時に第３ソレノイド弁38が開く
［第７図（ｃ）においてはオンと表現されている。］た
め、バイパス弁20が、第７図（ｅ）に符号ｆで示すごと
く、ほぼ全開状態になる。これによりこのスロットル弁
急閉時においても、吸入空気量が大幅に減ることがな
く、その結果オーバリッチな状態になることが防止され
るので、この過渡時においても、円滑な運転を維持でき
る。

そして、その後は第１ソレノイド弁34の開閉率を第７図
（ｄ）に示すように制御して、バイパス弁20の開度Ｐを
徐々に減少させて、最終的には｛P₀＋Ｐ（ΔＮ）｝にす
る。

さらに、上記実施例によれば、バイパス弁20の初期開度
位置（全閉位置）に対応したポジションセンサ42の出力
をA/D変換してバイパス弁20の初期位置情報としてコン
ピュータ44に読み込む手段をそなえ、この初期位置情報
に基づいてバイパス弁20の開度制御が行なわれるように
構成されているので、従来のようにエンジン製造時にエ
ンジン毎にバイパス弁の初期位置情報をコンピュータに
入力する必要がなく、エンジン組立時の作業の手間が大
幅に改善されるという効果を奏する。

また、上記実施例によればRAM56のアドレスA₀₀に入力さ
れた初期位置情報およびROM58に記憶された情報φband
およびφ_△に基づいてφminおよびφmaxを設定し、バイ
パス弁20の開度が機械的に設定される最小開度（全閉状
態）よりわずかに開いたφminから機械的に設定される
最大開度（全開状態）よりわずかに閉じたφmaxまでの
範囲内で制御されるように構成しており、バイパス弁20
の開度は圧力応動装置22の圧力室26の負圧の大きさとス
プリング40の付勢力の平衡点で一義的に設定されるよう
になっているので、バイパス弁20がいかなる開度位置か
ら他の開度位置に変位する場合であってもその変位はソ
レノイド弁34,36,38の駆動に基づく圧力室26内の圧力制
御によって迅速に行なわれ、開度制御の遅れが防止され
るという効果を奏する。

さらに上記実施例では、圧力室26に導通されるマニホル
ド負圧が第１ソレノイド弁34で制御され、同圧力室26に
導通される大気が第２ソレノイド弁36で制御されるとと
もに、バイパス弁20の開度に応じた圧力室26内の圧力が
両ソレノイド弁34,36の駆動時間の差に基づいて設定さ
れるように構成されているので、単一のソレノイド弁に
よる駆動の際に問題となっていた最小駆動時間の限界が
取り除かれ、開度偏差が微小な場合であってもその微小
偏差に対応して正確に圧力室26内の圧力すなわちバイパ
ス弁20の開度を制御することができ、ISCにおいては回
転数の安定化が速やかにはかられ、他方開度制御におい
てもバイパス弁20の開度の最適化が速やかにはかられる
という効果を奏する。

なお、Ｐ→Ｐ＋Ｓ切換時にバイパス弁20を開いて出力を
あげる制御を、アイドルスイッチオン時に中止するほ
か、極低負荷域や減速時燃料カット域においても中止す
ることが好ましい。

ところで圧力室に大気が作用するとバイパス弁20を開側
へ駆動するような圧力応動装置を使用することもでき、
この場合は第２の負圧通路30の代わりに、大気通路にオ
リフィスなしの補助大気通路を前述の実施例と同様の要
領で併設し、この補助大気通路（第２の圧力通路）に第
３ソレノイド弁を介装することが行なわれる。

また、第１図に鎖線で示すごとく、主吸気通路６と副吸
気通路８とを連通する通路30′を設け、この通路30′か
ら第３ソレノイド弁38に至る負圧を取り出してもよい。

さらに、Ｐ＋Ｓ領域以外でのスロットル弁急閉操作時
に、バイパス弁20を一時的に大きく開くように制御して
もよく、また複合吸気式エンジン以外の通常の一系統吸
気通路付きエンジンにおいて、スロットル弁急閉時に、
バイパス弁20を一時的に大きく開くように制御してもよ
い。いずれの場合も、前述の実施例と同様、円滑な運転
を維持できるものである。

以上詳述したように、本発明のエンジンの吸入空気量制
御装置によれば、上記１次吸気弁のみの作動領域から上
記の１次吸気弁および２次吸気弁両方の作動領域への移
行時に、上記アクチュエータへ上記制御弁を開くための
信号を出力する制御手段が設けられているので、上記の
ような切換過渡時にショックがおきず、これにより円滑
な運転を維持できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例としてのエンジンの吸入空気量制
御装置を示すもので、第１図はその全体構成を示す概略
説明図、第２図は本装置をそなえたエンジンの要部を示
す断面図、第3,4図はいずれもその作用を説明するため
のフローチャート、第５図はそのエンジン出力特性図、
第６図（ａ）〜（ｅ）はいずれもその作用を説明するた
めの特性図、第７図（ａ）〜（ｅ）はいずれもその作用
を説明するためのタイミング図、第８図はその作用を説
明するための模式図である。２……エンジン本体、４……排気マニホルド、4a……分
岐部分、６……主吸気通路、８……副吸気通路、10……
１次スロットル弁、12……２次スロットル弁、14……燃
料噴射装置、15……電磁弁、16,16′,16″……エアクリ
ーナ、18……バイパス通路、20……制御弁としてのバイ
パス弁、22……アクチュエータとしての圧力応動装置、
24……ダイアフラム、26……作動室としての圧力室、28
……第１の負圧通路（第１の圧力通路）、29……オリフ
ィス、30……第２の負圧通路（第２の圧力通路）、30′
……通路、32……大気通路、33……オリフィス、34……
第１ソレノイド弁、36……第２ソレノイド弁、38……第
３ソレノイド弁、40……スプリング、42……ポジション
センサ、44……制御手段を構成するコンピュータ、46…
…スロットル開度センサ、48……エンジン回転数セン
サ、50……冷却水温センサ、52……アイドルスイッチ、
54……CPU、56……RAM、58……ROM、60……入力波形整
形回路、、62……出力波形整形回路、64……ソレノイド
弁、66……通路、67……オリフィス、68,69……通路、7
0……圧力応動装置、72……ダイアフラム、74……作動
室、76……スプリング、78……ピストン、79……燃焼
室、80……点火プラグ、81……１次吸気弁、82……２次
吸気弁、83……排気弁、84……リンク機構、85……サー
ジタンク、Ｅ……エンジン、M1,M2……動弁機構。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１次スロットル弁を中間部に１次吸気弁を
燃焼室側端部にそれぞれ有する主吸気通路と、２次スロ
ットル弁を中間部に２次吸気弁を燃焼室側端部にそれぞ
れ有する副吸気通路とをそなえ、上記２次スロットル弁
が上記１次スロットル弁の所定開度以下では閉じ同所定
開度以上で開いてゆき且つ上記２次吸気弁が所定の運転
領域でのみ作動しうるように構成されたエンジンにおい
て、上記主吸気通路のスロットル弁配設部分よりも上流
側および下流側の各部分をそれぞれ連通接続するバイパ
ス通路と、同バイパス通路に介装されるとともにアクチ
ュエータにより駆動され上記バイパス通路の吸気流量を
制御する制御弁とをそなえ、上記１次吸気弁のみの作動
領域から上記の１次吸気弁および２次吸気弁両方の作動
領域への移行時に、上記アクチュエータへ上記制御弁を
開くための信号を出力する制御手段が設けられたことを
特徴とする、エンジンの吸入空気量制御装置。