JPH08312400A

JPH08312400A - 吸入空気量制御装置

Info

Publication number: JPH08312400A
Application number: JP7117556A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Ichimoto; 和宏一本; Takeo Kume; 建夫久米; Kazumasa Iida; 和正飯田; Katsuhiko Miyamoto; 勝彦宮本
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、スロットルバイパス通路をそなえ
た吸入空気量制御装置に関し、バイパス通路の最大空気
流通量を増大させても制御応答性が高く且つ細かい開度
制御を実現できるようにすることを目的とする。【構成】スロットルバイパス通路５と、バイパス通路
を開か閉かのいずれかに切り替えうる第１バルブ１０
と、該バイパス通路の開度を連続的に調整しうる第２バ
ルブ１１と、内燃機関の運転状態に応じた要求空気量に
応じて上記の第１バルブ１０及び第２バルブ１１を制御
するバルブ制御手段１６とをそなえ、バルブ制御手段１
６により、該要求空気量に関する設定値を基準として、
該要求空気量がこの設定値以下にあると、第１バルブ１
０を開に固定するとともに第２バルブ１１を該要求空気
量に応じて開度制御し、該要求空気量が該設定値以上に
あると、第１バルブ１０を閉に固定するとともに第２バ
ルブ１１を該要求空気量に応じて開度制御するように構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸気通路のスロットル
弁設置部分をバイパスするようにして吸気通路に両端部
を連通されたバイパス通路をそなえた内燃機関におけ
る、吸入空気量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関（以下、エンジンという）の吸
気通路には、スロットル弁が設置されるが、例えば図１
４に示すように、このスロットル弁の設置部分をバイパ
スして吸気通路に両端部を連通するようにしたバイパス
通路を設けて、このバイパス通路にバイパスバルブをそ
なえるようにした吸気系の構成が開発されている。

【０００３】なお、図１４において、１はエンジン本
体、２は吸気通路、３はスロットル弁設置部分、４はエ
アクリーナ、５はバイパス通路、６はバイパスバルブで
ある。吸気通路２は、上流側から吸気管７，サージタン
ク８，吸気マニホールド９の順で接続された構成になっ
ており、バイパス通路５はサージタンク８の上流側に設
けられている。

【０００４】このようなバイパスバルブとしては、例え
ばエンジンが所要のアイドリング回転速度を維持するよ
うに吸気量を調整するためのアイドルスピートコントロ
ーラ（ＩＳＣ）として、スロットル弁をバイパスするバ
イパス通路にバイパスバルブ（ＩＳＣバルブ）を設ける
ようにした技術が開発されている。また、燃焼室へ供給
する混合気の空燃比制御のために、ＩＳＣ用バイパス通
路やＩＳＣバルブとは別個に、吸気通路のスロットル弁
設置部分をバイパスするバイパス通路を設けこのバイパ
ス通路にバイパスバルブ〔これをエアバイパスバルブ
（ＡＢＶ）という〕をそなえるようにした吸気系の構成
も開発されている。

【０００５】つまり、エンジンへの出力要求の小さいと
きには空燃比を大きくして燃料濃度の低い状態での運転
（リーン燃焼運転）とすることで燃料消費量の低減化を
図り、エンジンへの出力要求の大きいときには空燃比を
理論空燃比まで小さくした理論空燃比燃焼運転（又は、
空燃比を理論空燃比よりも小さくしたリッチ燃焼運転）
とすることで要求されるだけの出力を発生できるように
したエンジンが開発されている。

【０００６】なお、リーン燃焼運転の際には、気筒内に
縦渦流を発生させてこの縦渦流中に燃料を噴射すること
で部分的に燃料濃度の異なる層状の縦渦流をつくること
ができ、点火プラグの近傍のみに所要濃度の混合気流を
形成して全体としてはリーンな空燃比状態での燃焼を行
なうことができる。このような空燃比制御では、リーン
燃焼運転と理論空燃比燃焼運転との切替を速やかに行な
えるようにするとともに、切替時に出力変動による切替
ショックが生じないようにしたい。そこで、燃料供給量
は変化させずに、エアバイパスバルブを開閉すること
で、リーン燃焼運転と理論空燃比燃焼運転との切替を行
なうようにしたものが開発されている。

【０００７】例えば、国際公開番号ＷＯ９３／０２２８
１の内燃エンジンの空燃比制御装置では、いずれもスロ
ットル弁と並列になるようにして、ＩＳＣバルブを有す
る第１バイパス通路と、ＡＢＶバルブを有する第２バイ
パス通路とを互いに並列的に設けている。そして、第１
バイパス通路のＩＳＣバルブは、該バルブの時間軸上で
の平均弁開度が可変制御されるように、電子制御装置
（ＥＣＵ）からの駆動信号によりオンオフデューティ制
御され、所要量のバイパス空気が第１バイパス通路を介
してエンジンの各シリンダ内に供給されるようになって
いる。そして、このＩＳＣバルブは、アイドル時のエン
ジン回転数制御の他に、空燃比制御にも用いられるよう
になっている。

【０００８】一方、第２バイパス通路のＡＢＶバルブ
は、リーン燃焼運転時には開放され、理論空燃比燃焼運
転時（又はリッチ燃焼運転時）には閉鎖されるようにな
っており、開放時には、スロットル弁の開度にほぼ応じ
るように開度が調整されるようになっている。この装置
の場合には、ＡＢＶとして負圧応動弁が用いられ、この
負圧応動弁がスロットル弁開度に応じて変化する吸気通
路２内の負圧に応じてそのリフト量が変化するようにな
っている。つまり、このＡＢＶを作動させるために吸気
負圧を導入する負圧導入路と、この負圧導入路を遮断し
うる電磁弁とがそなえられ、例えば電磁弁をオフにする
ことで負圧の導入を遮断してＡＢＶを閉鎖状態とするこ
とができ、電磁弁をオンにすることで吸気負圧を導入し
て負圧に応じたリフト量でＡＢＶを開放させることがで
きるようになっている。

【０００９】ところで、ＡＢＶを駆動する負圧がスロッ
トル弁開度に正確に比例して変化すれば、ＡＢＶの開度
もスロットル弁開度に比例するため、スロットル弁開度
と、ＡＢＶ開度及びスロットル弁開度の和と、の比が、
理論空燃比（第１の空燃比）と、これよりも燃料リーン
側の目標空燃比（第２の空燃比）との比に等しければ、
第２バイパス通路を開閉制御するだけで、理論空燃比燃
焼運転とリーン燃焼運転とを切り替えることができる。

【００１０】しかしながら、実際には、このようにＡＢ
Ｖの開度をスロットル弁開度に比例させるのは困難であ
るため、リーン燃焼運転を行なう場合には、第２バイパ
ス通路を開放してバイパス空気をエンジンに供給すると
共に、ＩＳＣバルブをデューティ制御して第１バイパス
通路からもバイパス空気をエンジンに供給することで第
２バイパス通路から供給されるバイパス空気量を補正す
るようにして、吸入空気量を正確に目標量に制御するよ
うにしている。

【００１１】一方、リッチ燃焼運転を行なう場合には、
第２バイパスを遮断して、エンジンに供給する吸入空気
量を、吸気通路内に配設されたスロットル弁の開度調整
を主体として、これにＩＳＣバルブの開度調整を付加し
て、エンジンの運転状態に応じた基本補助空気をエンジ
ンに供給するように調節する。このようにして、同じ燃
料量がエンジンに供給されているとしたとき、第２バイ
パス通路を開成することによりリーン燃焼運転が、第２
バイパス通路を開成することにより理論空燃比燃焼運転
（又はリッチ燃焼運転）が行なわれることになる。

【００１２】このような構成により、スロットル弁単独
あるいはスロットル弁及び第１，第２バイパス通路を介
して供給される吸入空気が、吸気マニホールド部分で燃
料噴射弁からの燃料と所定の空燃比となるように混合さ
れ、燃焼室内で燃焼せしめられて、エンジントルクを発
生させる。特に、リーン燃焼運転と理論空燃比燃焼運転
との切替は、ＡＢＶを通じて空気量の増減で行ない、燃
料量は増減しないので、燃焼室内で燃焼せしめられて生
じるエンジントルクは切替前後でほとんど変化せず、切
替ショックを招くことなく空燃比モードの切替を行なえ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な空燃比制御を確実にしかも円滑に行なうためには、吸
気量を制御するバイパスバルブに、高い制御応答性とと
もに細かい開度制御を実現できることが要求される。し
かし、現状の弁機構では、制御応答速度が高いことと細
かい開度制御を実現できることはなかなか両立しない。

【００１４】例えば、上述の負圧導入路を開閉しうる電
磁弁は、オンオフ弁であり、図１５に示すよう全閉と全
開とのいずれかに設定されるが、このようなオンオフ弁
では全閉と全開との間を極めて速い応答速度で開閉制御
できて、リーン燃焼運転と理論空燃比燃焼運転との切替
を速やかに行なえる。しかし、このようなオンオフ弁で
は開度制御は行なえない。

【００１５】一方、上述の従来例におけるＩＳＣバルブ
のように、デューティ制御により開度調整を行なう弁で
は、例えば図１６に示すような特性で細かい開度制御が
実現できるが、全閉から全開へ又は全開から全閉へと切
り替えるのはオンオフ弁のようには速やかに行なえな
い。また、ステッパモータにより弁体を駆動して開度調
整できるようにしたバルブがあり、ＩＳＣバルブとして
一般に使用されている。このようなバルブの場合、制御
応答性の点では、デューティ制御弁よりもさらに低下す
る。

【００１６】また、バイパス通路に要求される空気流通
量が増大すれば、一般的な考えではバイパスバルブ自体
を大きくすることが必要となるが、バイパスバルブを大
型化すると、制御応答性の点でもデューティ制御の上で
も不利になる。本発明は、上述の課題に鑑み創案された
もので、制御応答性が高く且つ細かい開度制御を実現で
きて、しかもバイパス通路の空気流通量を増大させても
制御応答性や細かい開度制御性を確保できるようにし
た、吸入空気量制御装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の吸入空気量制御装置は、内燃機関の吸気通路
のスロットル弁設置部分をバイパスするようにして該吸
気通路に両端部を連通されたバイパス通路と、該バイパ
ス通路の開度を第１開度と該第１開度よりも大きい第２
開度とのいずれか一方に選択的に設定しうる第１バルブ
と、該バイパス通路の開度を連続的に調整しうる第２バ
ルブと、該内燃機関の運転状態に応じた要求空気量を設
定する要求空気量設定手段と、該要求空気量設定手段で
設定された要求空気量に応じて上記の第１バルブ及び第
２バルブの状態を制御するバルブ制御手段とをそなえ、
該バルブ制御手段が、該要求空気量が第１設定値とこの
第１設定値よりも大きい第２設定値との間にあるとき
に、該第１バルブ及び該第２バルブの開度を制御するよ
うに構成されて、該第１設定値よりも大きく且つ該第２
設定値よりも小さい第３設定値を基準として、該要求空
気量が該第１設定値よりも大きく且つ該第３設定値以下
にあると、該第１バルブを該第１開度に固定するととも
に該第２バルブを要求空気量の増大に応じて小開度から
大開度まで制御し、該要求空気量が該第３設定値よりも
大きく且つ該第２設定値以下にあると、該第１バルブを
該第２開度に固定するとともに該第２バルブを要求空気
量の増大に応じて小開度から大開度まで制御し、該要求
空気量が該第３設定値又は該第３設定値の近傍にある
と、該第１バルブを該第１開度と該第２開度との間で切
り替えるとともに該第２バルブに該第１バルブの開度変
化を相殺しうるだけの開度変更を与えるよう制御するよ
うに構成されていることを特徴としている。

【００１８】請求項２記載の本発明の吸入空気量制御装
置は、吸気通路のスロットル弁の設置された部分をバイ
パスするようにして該吸気通路に両端部を連通された第
１バイパス通路と、該吸気通路のスロットル弁の設置さ
れた部分をバイパスするようにして該吸気通路に両端部
を連通されて該第１バイパス通路と並列に設けられた第
２バイパス通路と、該第１バイパス通路の開度を第１開
度と該第１開度よりも大きい第２開度とのいずれか一方
に選択的に設定しうる第１バルブと、該第１バイパス通
路の開度を連続的に調整しうる第２バルブと、該第２バ
イパス通路の開度を連続的に調整しうる第３バルブと、
該内燃機関の運転状態に応じた要求空気量を設定する要
求空気量設定手段と、該要求空気量設定手段で設定され
た要求空気量に応じて上記の第１バルブ，第２バルブ及
び第３バルブの状態を制御するバルブ制御手段とをそな
え、該バルブ制御手段が、該要求空気量が第１設定値以
下の第１領域にある場合には、該第１バルブは該第１開
度に該第２バルブは小開度にそれぞれ固定して該第３バ
ルブのみの開度調整により吸気流通量を制御して、該要
求空気量が該第１設定値よりも大きく且つ該第１設定値
よりも大きい第２設定値以下の第２領域にある場合に
は、該第３バルブを固定して、該第１開度及び該第２バ
ルブの開度調整により吸気流通量を制御して、該要求空
気量が該第２設定値よりも大きい第３領域にある場合に
は、該第１バルブは該第２開度に該第２バルブは大開度
にそれぞれ固定して該第３バルブのみの開度調整により
吸気流通量を制御するように構成されていることを特徴
としている。

【００１９】請求項３記載の本発明の吸入空気量制御装
置は、請求項２記載の構成において、該バルブ制御手段
が、該要求空気量が該第２領域にある場合には、該第１
設定値よりも大きく且つ該第２設定値よりも小さい第３
設定値を基準として、該要求空気量が該第１設定値と該
第３設定値との間にあると、該第１バルブは該第１開度
に固定するとともに該第２バルブは要求空気量の増大に
応じて小開度から大開度まで制御し、該要求空気量が該
第３設定値と該第２設定値との間にあると、該第１バル
ブは該第２開度に固定するとともに該第２バルブは要求
空気量の増大に応じて小開度から大開度まで制御し、該
要求空気量が該第３設定値又は該第３設定値の近傍にあ
ると、該第１バルブを該第１開度と該第２開度との間で
切り替えるとともに該第２バルブに該第１バルブの開度
変化を相殺しうるだけの開度変更を与えるよう制御する
ように構成されていることを特徴としている。

【００２０】請求項４記載の本発明の吸入空気量制御装
置は、請求項２記載の構成において、該内燃機関の負荷
及び回転速度を含んだ該内燃機関の運転状態を検出する
運転状態検出手段をそなえ、該要求空気量設定手段が、
該運転状態検出手段からの検出情報に基づいて該要求空
気量を設定するように構成されていることを特徴として
いる。

【００２１】請求項５記載の本発明の吸入空気量制御装
置は、請求項４記載の構成において、該運転状態検出手
段が、該スロットル弁の開度を検出する開度検出手段
と、該内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段
とをそなえていることを特徴としている。請求項６記載
の本発明の吸入空気量制御装置は、請求項１〜３のいず
れかに記載の構成において、該第１バルブと該第２バル
ブとが、該バイパス通路内で互いに並列に配置されてい
ることを特徴としている。

【００２２】請求項７記載の本発明の吸入空気量制御装
置は、請求項６記載の構成において、該バイパス通路内
が、互いに並列な第１通路部分と第２通路部分とに分割
されて、該第１バルブが該第１通路部分を開閉するよう
に配設され、該第２バルブが該第２通路部分を開閉する
ように配設されて、該第１バルブの該第１開度が該第１
通路部分を全閉する全閉状態に設定され、該第２開度が
該第１通路部分を全開する全開状態に設定されるととも
に、該第２バルブの最小開度が該第２通路部分を全閉す
る全閉状態に設定され、該第２バルブの最大開度が該第
２通路部分を全開する全開状態に設定されていることを
特徴としている。

【００２３】請求項８記載の本発明の吸入空気量制御装
置は、請求項７記載の構成において、該第１通路部分の
流路面積と該第２通路部分の流路面積とが、互いに等し
い大きさに設定され、該要求空気量が該第３設定値又は
該第３設定値の近傍にあると、該第１バルブを全閉状態
と全開状態との間で切り替えるとともに該第２バルブを
全開状態と全閉状態との間で切り替えるよう制御するよ
うに構成されていることを特徴としている。

【００２４】請求項９記載の本発明の吸入空気量制御装
置は、請求項１〜３のいずれかに記載の構成において、
該第１バルブと該第２バルブとが、該バイパス通路内で
互いに直列に配置されていることを特徴としている。請
求項１０記載の本発明の吸入空気量制御装置は、請求項
１〜９のいずれかに記載の構成において、該第２バルブ
が、電磁弁で構成されていることを特徴としている。

【００２５】請求項１１記載の本発明の吸入空気量制御
装置は、請求項１０記載の構成において、該第１バルブ
及び該第２バルブが、共通な電磁弁で構成されているこ
とを特徴としている。請求項１２記載の本発明の吸入空
気量制御装置は、請求項１０又は１１記載の構成におい
て、該第３バルブが、ステッパモータにより駆動される
ように構成されていることを特徴としている。

【００２６】請求項１３記載の本発明の吸入空気量制御
装置は、請求項２又は３記載の構成において、該内燃機
関がアイドル運転状態にあるか否かを判定するアイドル
判定手段と、該内燃機関の回転速度を検出する回転速度
検出手段とをそなえ、該要求空気量設定手段が、該アイ
ドル判定手段により該内燃機関がアイドル運転状態にあ
ることが判定されると、該回転速度検出手段からの検出
情報に基づいたフィードバック制御により、該要求空気
量を設定するように構成されていることを特徴としてい
る。

【００２７】

【作用】上述の請求項１記載の本発明の吸入空気量制御
装置では、要求空気量設定手段が、内燃機関の運転状態
に応じた要求空気量を設定すると、要求空気量が第１設
定値とこの第１設定値よりも大きい第２設定値との間に
あるときには、バルブ制御手段が、要求空気量設定手段
で設定された要求空気量に応じて第１バルブ及び第２バ
ルブの状態を制御する。これにより、内燃機関の吸気通
路のスロットル弁設置部分をバイパスするバイパス通路
の開度が調整されて、このバイパス通路を通じて内燃機
関に要求空気量が供給される。

【００２８】このとき、バルブ制御手段では、要求空気
量に応じて第１バルブ及び第２バルブを以下のように制
御する。つまり、要求空気量が、第１設定値よりも大き
く、且つ、第２設定値よりも小さい第３設定値以下にあ
ると、第１バルブを第１開度に固定するとともに第２バ
ルブを要求空気量の増大に応じて小開度から大開度まで
制御する。

【００２９】また、要求空気量が第３設定値よりも大き
く且つ第２設定値以下にあると、第１バルブを第２開度
に固定するとともに第２バルブを要求空気量の増大に応
じて小開度から大開度まで制御する。そして、要求空気
量が第３設定値又は第３設定値近傍になると、第１バル
ブを第１開度と第２開度との間で切り替えるとともに第
２バルブに第１バルブの開度変化を相殺しうるだけの開
度変更を与えるよう制御する。

【００３０】例えば、要求空気量が第３設定値よりも小
さい状態からこの第３設定値又はこの近傍の値に達した
ら、第１バルブを第１開度から第２開度へと切り替える
とともに、第２バルブを第１バルブの開度変化を相殺し
うるだけの開度変更を与えるよう大開度から小開度へと
切り替える。逆に、要求空気量が第３設定値よりも大き
い状態からこの第３設定値又はこの近傍の値に達した
ら、第１バルブを第２開度から第１開度へと切り替える
とともに、第２バルブを第１バルブの開度変化を相殺し
うるだけの開度変更を与えるよう小開度から大開度へと
切り替える。

【００３１】上述の請求項２記載の本発明の吸入空気量
制御装置では、要求空気量設定手段が、内燃機関の運転
状態に応じた要求空気量を設定すると、バルブ制御手段
が、要求空気量設定手段で設定された要求空気量に応じ
て第１バルブ，第２バルブ及び第３バルブの状態を制御
する。これにより、吸気通路のスロットル弁の設置され
た部分をバイパスする第１バイパス通路及び第２バイパ
ス通路の開度が調整されて、このバイパス通路を通じて
内燃機関に要求空気量が供給される。

【００３２】このとき、バルブ制御手段では、要求空気
量に応じて第１バルブ，第２バルブ及び第３バルブを以
下のように制御する。つまり、要求空気量が第１設定値
以下の第１領域にある場合には、第１バルブは第１開度
に第２バルブは小開度にそれぞれ固定して第３バルブの
みの開度調整により吸気流通量を制御する。

【００３３】そして、要求空気量が第１設定値よりも大
きく且つ第１設定値よりも大きい第２設定値以下の第２
領域にある場合には、第３バルブを固定して、第１開度
及び第２バルブの開度調整により吸気流通量を制御す
る。さらに、要求空気量が第２設定値よりも大きい第３
領域にある場合には、第１バルブは第２開度に第２バル
ブは大開度にそれぞれ固定して第３バルブのみの開度調
整により吸気流通量を制御する。

【００３４】上述の請求項３記載の本発明の吸入空気量
制御装置では、要求空気量が第２領域にある場合には、
バルブ制御手段が、第３バルブを固定して、要求空気量
に応じて第１バルブ及び第２バルブを以下のように制御
する。つまり、要求空気量が第１設定値と第３設定値と
の間にあると、第１バルブは第１開度に固定するととも
に第２バルブは要求空気量の増大に応じて小開度から大
開度まで制御する。

【００３５】また、要求空気量が第３設定値と第２設定
値との間にあると、第１バルブは第２開度に固定すると
ともに第２バルブは要求空気量の増大に応じて小開度か
ら大開度まで制御する。そして、要求空気量が第３設定
値又は第３設定値の近傍にあると、第１バルブを第１開
度と第２開度との間で切り替えるとともに第２バルブに
第１バルブの開度変化を相殺しうるだけの開度変更を与
えるよう制御する。

【００３６】例えば、要求空気量が第３設定値よりも小
さい状態からこの第３設定値又はこの近傍の値に達した
ら、第１バルブを第１開度から第２開度へと切り替える
とともに、第２バルブを第１バルブの開度変化を相殺し
うるだけの開度変更を与えるよう大開度から小開度へと
切り替える。逆に、要求空気量が第３設定値よりも大き
い状態からこの第３設定値又はこの近傍の値に達した
ら、第１バルブを第２開度から第１開度へと切り替える
とともに、第２バルブを第１バルブの開度変化を相殺し
うるだけの開度変更を与えるよう小開度から大開度へと
切り替える。

【００３７】上述の請求項４記載の本発明の吸入空気量
制御装置では、運転状態検出手段が、内燃機関の負荷及
び回転速度を含んだ内燃機関の運転状態を検出すると、
要求空気量設定手段が、運転状態検出手段からの検出情
報に基づいて要求空気量を設定する。バルブ制御手段
は、要求空気量に応じて、上記の各バルブを制御するの
で、各バルブは、内燃機関の負荷及び回転速度を含んだ
内燃機関の運転状態に対応して制御されることになる。

【００３８】上述の請求項５記載の本発明の吸入空気量
制御装置では、運転状態検出手段が、開度検出手段によ
るスロットル弁の開度の検出と、回転速度検出手段によ
る内燃機関の回転速度の検出とによって、内燃機関の運
転状態を検出する。上述の請求項６記載の本発明の吸入
空気量制御装置では、第１バルブと第２バルブとが、バ
イパス通路内で互いに並列に配置されているので、これ
らの第１バルブの開度と第２バルブの開度との和に応じ
た量の空気が、バイパス通路内を通じて内燃機関に供給
される。

【００３９】上述の請求項７記載の本発明の吸入空気量
制御装置では、第１バルブ及び第２バルブをいずれも全
閉状態にすることで、第１通路部分及び第２通路部分か
らなるバイパス通路が全閉にされて、第１バルブ及び第
２バルブをいずれも全開状態にすることで、第１通路部
分及び第２通路部分からなるバイパス通路が全開にされ
る。

【００４０】そして、バイパス通路は全閉と全開との間
で開度調整されるが、このバイパス通路の開度調整は、
バルブ制御手段を通じて要求空気量に応じた第１バルブ
及び第２バルブの開度調整により行なわれる。つまり、
要求空気量が、第１設定値よりも大きく、且つ、第２設
定値よりも小さい第３設定値以下にあるときには、第１
バルブを全閉に固定して第２バルブを要求空気量の増大
に応じて全閉から全開の間で制御する。

【００４１】また、要求空気量が第３設定値よりも大き
く且つ第２設定値以下にあるときに、第１バルブを全開
に固定して第２バルブを要求空気量の増大に応じて全閉
から全開の間で制御する。要求空気量が第３設定値又は
第３設定値近傍になると、第１バルブを全閉と全開との
間で切り替え、第２バルブをこの第１バルブの開度変化
を相殺しうるだけの開度変更を与える。

【００４２】上述の請求項８記載の本発明の吸入空気量
制御装置では、該第１通路部分の流路面積と該第２通路
部分の流路面積とが、互いに等しい大きさなので、要求
空気量が第３設定値又は第３設定値近傍になると、第１
バルブを全閉と全開との間で切り替え、第２バルブをこ
の第１バルブの開度変化を相殺しうるように全閉と全開
との間で切り替える。

【００４３】例えば、要求空気量が第３設定値よりも小
さい状態からこの第３設定値又はこの近傍の値に達した
ら、第１バルブを全閉から全開へと切り替えるととも
に、第２バルブを全開から全閉へと切り替えることで、
第１バルブの開度変化を相殺する。逆に、要求空気量が
第３設定値よりも大きい状態からこの第３設定値又はこ
の近傍の値に達したら、第１バルブを全開から全閉へと
切り替えるとともに、第２バルブを全閉から全開へと切
り替えることで、第１バルブの開度変化を相殺する。

【００４４】上述の請求項９記載の本発明の吸入空気量
制御装置では、該第１バルブと該第２バルブとが、該バ
イパス通路内で互いに直列に配置されるので、これらの
第１バルブ及び第２バルブの各開度に依存した量だけバ
イパス通路を通じて内燃機関に空気が供給される。上述
の請求項１０記載の本発明の吸入空気量制御装置では、
第２バルブが電磁弁で構成されるので、電力供給状態に
応じて作動し、デューティ制御により開度調整を行なう
ことも、オンオフ制御により全閉と全開との間で開閉制
御することもできる。

【００４５】上述の請求項１１記載の本発明の吸入空気
量制御装置では、該第１バルブ及び該第２バルブが、共
通な電磁弁で構成されており、第１バルブをオンオフ制
御により全閉と全開との間で開閉制御するように構成し
て、第２バルブをデューティ制御により開度調整を行な
うように構成することができる。上述の請求項１２記載
の本発明の吸入空気量制御装置では、該第３バルブが、
ステッパモータにより駆動され、要求空気量が第１領域
又は第３領域にある場合に開度調整される。

【００４６】上述の請求項１３記載の本発明の吸入空気
量制御装置では、アイドル判定手段が、内燃機関がアイ
ドル運転状態にあるか否かを判定し、回転速度検出手段
が、該内燃機関の回転速度を検出する。該アイドル判定
手段により該内燃機関がアイドル運転状態にあることが
判定されると、要求空気量設定手段が、該回転速度検出
手段からの検出情報に基づいたフィードバック制御によ
り、該要求空気量を設定する。

【００４７】

【実施例】以下、図面により、本発明の実施例について
説明すると、図１〜図１２は本発明の一実施例としての
吸入空気量制御装置及び本装置を有する内燃機関に関し
て示すものである。なお、本実施例にかかる内燃機関
（以下、エンジンという）はガソリンエンジンである。

【００４８】まず、本実施例にかかるエンジンの構成に
ついて説明すると、図１において、１はエンジン本体、
２は吸気通路、３はスロットル弁設置部分、４はエアク
リーナ、５はバイパス通路（第１バイパス通路）、６は
バイパスバルブである。吸気通路２は、上流側から吸気
管７，サージタンク８，吸気マニホールド９の順で接続
された構成になっており、バイパス通路５はサージタン
ク８の上流側に設けられている。

【００４９】また、バイパス通路５に設けられるバイパ
スバルブ〔これを、エアバイパスバルブ（ＡＢＶ）とよ
ぶ〕は、互いに並列に設けられた第１エアバイパスバル
ブ（第１バルブ）１０と第２エアバイパスバルブ（第２
バルブ）１１とからなる。つまり、バイパス通路５のバ
イパスバルブ設置箇所は２つの通路部分５ａ，５ｂに分
岐しており、各通路部分５ａ，５ｂは互いに等しい流路
面積を有するように構成されている。

【００５０】また、第１エアバイパスバルブ１０，第２
エアバイパスバルブ１１も互いに大きさの等しい同規格
の電磁弁で構成されているが、第１エアバイパスバルブ
１０は、図１２を参照して既に説明したようなオンオフ
弁であり、第２エアバイパスバルブ１１は図１３を参照
して既に説明したようなデューティ制御弁である。した
がって、第１エアバイパスバルブ１０は全閉状態と全開
状態とのいずれに切り替えられ、第２エアバイパスバル
ブ１１は設定されたデューティ比に応じるようにしてオ
ンオフを繰り返しながら時間平均の弁開度が調整され
る。これらのエアバイパスバルブ１０，１１の具体的な
構造については、後述する。

【００５１】また、１２はアイドルスピートコントロー
ラ（ＩＳＣ）であり、バイパス通路（第２バイパス通
路）１３とバイパスバルブとしてのＩＳＣバルブ（第３
バルブ）１４とからなり、ＩＳＣバルブ１４は図示しな
いステッパモータで駆動されるようになっている。１５
はスロットルバルブであり、バイパス通路１３及びバイ
パス通路５は、吸気通路２のスロットルバルブ１５の装
着部分をバイパスするようにしてそれぞれの上流端及び
下流端を吸気通路２に接続されている。

【００５２】そして、第１エアバイパスバルブ１０，第
２エアバイパスバルブ１１，ＩＳＣバルブ１４の各開閉
制御は電子制御装置（ＥＣＵ）１６を通じて行なわれる
ようになっている。また、１７は排気通路、１８は燃焼
室であり、吸気通路２及び排気通路１７の燃焼室１８へ
の開口部、即ち吸気ポート２Ａ及び排気ポート１７Ａに
は、吸気弁１９及び排気弁２０が装備されている。さら
に、２１は燃料噴射弁（インジェクタ）であり、本実施
例では、インジェクタ２１が燃焼室１８へ直接燃料噴射
するように配設されている。

【００５３】そして、２２は燃料タンク、２３Ａ〜２３
Ｅは燃料供給路、２４は低圧燃料ポンプ、２５は高圧燃
料ポンプ、２６は低圧レギュレータ、２７は高圧レギュ
レータ、２８はデリバリパイプであり、燃料タンク２２
内の燃料を低圧燃料ポンプ２４で駆動して更に高圧燃料
ポンプ２５で加圧して所定の高圧状態で燃料供給路２３
Ａ，２３Ｂ，デリバリパイプ２８を通じてインジェクタ
２１へ供給するようになっている。この際、低圧燃料ポ
ンプ２４から吐出された燃料圧力は低圧レギュレータ２
６で調圧され、高圧燃料ポンプ２５で加圧されてデリバ
リパイプ２８に導かれる燃料圧力は高圧レギュレータ２
７で調圧されるようになっている。

【００５４】また、２９は排気ガス還流通路（ＥＧＲ通
路）、３０はＥＧＲ通路２９を通じた排気ガスの還流量
を調整するステッパモータ式のバルブ（ＥＧＲバルブ）
であり、３１はブローバイガスを還元する流路であり、
３２はクランク室積極換気用の通路、３３はクランク室
積極換気用のバルブであり、３４はキャニスタであり、
３５は排気ガス浄化用触媒（ここでは、三元触媒）であ
る。

【００５５】ところで、ＥＣＵ１６では、図１，図２に
示すように、第１エアバイパスバルブ１０，第２エアバ
イパスバルブ１１，ＩＳＣバルブ１４の開閉制御又は開
度制御を行なうほか、インジェクタ２１や図示しない点
火プラグのための点火コイルやＥＧＲバルブの制御や高
圧レギュレータ２７による燃圧制御も行なうようになっ
ている。これらの制御のために、図１，図２に示すよう
に、エアフローセンサ（図示略），吸気温度センサ３
６，スロットル開度を検出するスロットルポジションセ
ンサ（ＴＰＳ）３７，アイドルスイッチ３８，ブースト
センサ３９，エアコンスイッチ（図示略），変速ポジシ
ョンセンサ（図示略），車速センサ（図示略），パワー
ステアリングの作動状態を検出するパワステスイッチ
（図示略），スタータスイッチ（図示略），第１気筒検
出センサ４０，クランク角センサ４１，エンジンの冷却
水温を検出する水温センサ４２，排気ガス中の酸素濃度
を検出するＯ₂センサ４３等が設けられ、ＥＣＵ１６に
接続されている。なお、ここでは、Ｏ₂センサ４３にヒ
ータが付設され、ＥＣＵ１６を通じたヒータ制御で温度
調整されるようになっている。ＥＣＵ１６を通じた制御
については、さらに、後述する。

【００５６】ここで、バイパス通路５，バイパスバルブ
６（エアバイパスバルブ１０，１１）の具体的な構造に
ついて、図３〜図７を参照して説明する。バイパス通路
５は、その上流部５Ａについては可撓性チューブ等によ
り吸気管７から分岐するようにして構成されるが、バイ
パス通路５の中流部５Ｂ，下流部５Ｃ及び中流部５Ｂ，
下流部５Ｃにそれぞれ連通する第１室６ａ，第４室６ｆ
は、図３，図４に示すように、サージタンク８と一体形
成されており、例えばサージタンク８及び吸気マニホー
ルド９と共に一体鋳造により形成することができるよう
になっている。

【００５７】この例では、サージタンク８の側方に吸気
マニホールド９が設けられており、バイパス通路５の中
流部５Ｂ及び下流部５Ｃは、サージタンク８の下部で吸
気マニホールド９の上流部分の下方に配設されており、
これらの中流部５Ｂ及び下流部５Ｃはサージタンク８の
側面から突出しないようにサージタンク８に一体に組み
込まれている。

【００５８】また、ここでは、中流部５Ｂ及び下流部５
Ｃは互いに重合するように設けられており、中流部５Ｂ
の上流端に上流部５Ａが結合され、中流部５Ｂの下流端
と下流部５Ｃの上流端との間に、バイパスバルブ６が設
置されている。そして、下流部５Ｃの下流端はサージタ
ンク８の上流端に連通するように導かれている。バイパ
スバルブ６は、このようなサージタンク８側方のバイパ
ス通路５の壁部に装着されており、図３〜図６に示すよ
うに、第１エアバイパスバルブ１０の弁体１０Ａと第２
エアバイパスバルブ１１の弁体１１Ａとを内装された箱
型のバルブ室６Ａと、弁体１０Ａ，１１Ａを駆動する電
磁コイル（図示略）を内蔵した駆動部６Ｂ，６Ｃとから
構成される。なお、６Ｄ，６Ｅは電磁コイルへリード線
を接続するためのソケットである。

【００５９】また、バルブ室６Ａは、図７に示すよう
に、第２室６ｃと、第２室６ｃに隣接する第３室６ｄと
をそなえ、第２室６ｃはバイパス通路５の中流部５Ｂに
連通する第１室６ａと開口６ｂを通じて連通しており、
第３室６ｄはバイパス通路５の下流部５Ｃに連通する第
４室６ｆと開口６ｅを介して連通している。そして、第
２室６ｃと第３室６ｄとの間に、弁体１０Ａ，１１Ａで
開閉される開口部１０Ｂ，１１Ｂが形成されている。

【００６０】なお、６ｇは、弁体１０Ａ，１１Ａの氷結
防止のために冷却水を導くニップルである。また、第１
室６ａ，第４室６ｆは、バイパス通路５の中流部５Ｂ及
び下流部５Ｃから流入出するエアが開口部１０Ｂ，１１
Ｂの一方に片寄ってしまうのを防止するために設けられ
ている。このようなバイパスバルブ６では、例えば弁体
１０Ａを開放すると、バイパス通路５の中流部５Ｂは、
第１室６ａ，開口６ｂ，第２室６ｃ，開口部１０Ｂ，第
３室６ｄ，開口６ｅ，第４室６ｆを通じてバイパス通路
５の下流部５Ｃと連通する。また、弁体１１Ａを開放す
ると、バイパス通路５の中流部５Ｂは、第１室６ａ，開
口６ｂ，第２室６ｃ，開口部１１Ｂ，第３室６ｄ，開口
６ｅ，第４室６ｆを通じてバイパス通路５の下流部５Ｃ
と連通する。

【００６１】なお、開口部１０Ｂ，１１Ｂにより、前述
の通路部分５ａ，５ｂ（図１参照）が形成されるが、開
口部１０Ｂ，１１Ｂの開口面積は互いに等しく設定され
ており、これにより、前述のように各通路部分５ａ，５
ｂは互いに等しい流路面積を有するようになっている。
また、前述のように、開口部１０Ｂにそなえられた第１
エアバイパスバルブ１０はオンオフ弁であり、開口部１
１Ｂにそなえられた第２エアバイパスバルブ１１はデュ
ーティ制御弁であるが、上述の流路面積の設定により、
これらのバルブ１０，１１は全開時には互いに等しい流
通量Ｑ１を得られる。

【００６２】したがって、第１エアバイパスバルブ１０
が開（全開）で且つ第２エアバイパスバルブ１１が全閉
の状態の全流量も、第１エアバイパスバルブ１０が閉
（全閉）で且つ第２エアバイパスバルブ１１が全開の状
態の全流量も、いずれもＱ１と等しくなる。また、両エ
アバイパスバルブ１０，１１が共に全開となれば最大２
×Ｑ１の流量が得られることになる。

【００６３】また、前述のＩＳＣ用のバイパス通路１３
もＩＳＣバルブ１４の全開時に、エアバイパスバルブ１
０，１１と同程度の流通量Ｑ２（≒Ｑ１）を得られるよ
うになっている。次に、ＥＣＵ１６を通じたエンジンに
関する制御内容について、図８，図９の制御ブロック図
に基づいて説明する。

【００６４】なお、本エンジンでは、エンジンの運転モ
ードとして、後期リーン燃焼運転モード，前期リーン燃
焼運転モード，ストイキオフィードバック運転燃焼運転
モード，オープンループ燃焼運転モードがあり、各モー
ドにおいて、ＥＧＲを作動させる場合とＥＧＲを停止さ
せる場合とが設定されており、エンジンの運転状態や車
両の走行状態等に応じてこれらのモードの何れかが選択
される。

【００６５】このうち、後期リーン燃焼運転モードは、
最も希薄燃焼を実現できるが、このモードでは、燃料噴
射を圧縮行程後期のように極めて点火時期に近い段階で
行ない、しかも燃料を点火プラグの近傍に集めて部分的
にはリッチにし全体的にはリーンとしながら着火性，燃
焼安定性を確保しつつ節約運転を行なうようにしてい
る。

【００６６】また、前期リーン燃焼運転モードも希薄燃
焼を実現できるが、このモードでは、燃料噴射を後期リ
ーン燃焼運転モードよりも前に行ない、全体空燃比をリ
ーンにしながら着火性，燃焼安定性を確保しつつある程
度の出力を確保するようにして、節約運転を行なうよう
にしている。ストイキオフィードバック燃焼運転モード
は、Ｏ₂センサの出力に基づいて、空燃比をストイキオ
状態に維持しながら十分なエンジン出力を効率よく得ら
れるようにしている。また、オープンループ燃焼運転モ
ードでは、加速時や発進時等に十分な出力が得られるよ
うに、オープンループ制御によりストイキオ又はリッチ
な空燃比での燃焼を行なう。

【００６７】まず、各バルブ１０，１１，１４の開度制
御から説明すると、ＥＣＵ１６には要求空気量を設定す
る機能（要求空気量設定手段；図示略）がそなえられ、
設定した要求空気量に応じて各バルブ１０，１１，１４
の開度制御が行なわれる。具体的には、図８，図９に示
すように、まず、スロットルセンサで検出されたスロッ
トル開度θthとクランク角センサからの検出情報に基づ
いたエンジン回転速度Ｎｅとから、マップに基づいて目
標エンジン負荷（目標Ｐｅ）を設定する（ブロックＢ
１）。

【００６８】一方、エアコンスイッチからの情報に基づ
いてエアコンディショナがオンであればエンジン回転速
度Ｎｅからマップに基づいてエアコン対応補正量ΔＰｅ
acを設定し（ブロックＢ２）、パワステスイッチからの
情報に基づいてパワーステアリングがオンであればエン
ジン回転速度Ｎｅからマップに基づいてパワステ対応補
正量ΔＰｅpsを設定し（ブロックＢ３）、インヒビタス
イッチからの情報に基づいて始動時にはエンジン回転速
度Ｎｅからマップに基づいてインヒビタ対応補正量ΔＰ
ｅinh を設定する（ブロックＢ４）。

【００６９】そして、適宜これらの対応補正量ΔＰｅa
c，ΔＰｅps，ΔＰｅinh によって、目標Ｐｅを補正す
る。そして、この補正後目標ＰｅをスイッチＳ１を通じ
て適宜フィルタリングし（ブロックＢ５）、このように
して得られた目標Ｐｅとエンジン回転速度Ｎｅとから、
マップに基づいて要求空気量（又は、目標吸入空気量）
Ｑに応じたバルブ開度に関する制御量Ｐｏｓを設定す
る。

【００７０】この制御量Ｐｏｓの設定にあたっては、ブ
ロックＢ７に示すように複数のマップからエンジンの運
転状態に応じたものを選択して用いられ、スイッチＳ
２，Ｓ３を通じて、エンジンの運転状態に応じて信号が
出力される。ここでは、エンジンの運転状態として、最
も希薄燃焼となる後期リーンモードと、これに次いだ希
薄燃焼となる前期リーンモードと、ストイキオ運転モー
ドの内のＥＧＲ作動中との３モードに関してマップが設
けられ、これらのモードの場合にのみ要求空気量を設定
する。

【００７１】また、スイッチＳ４により、アイドル運転
状態が成立した場合には、ブロックＢ８に示すようにエ
ンジン回転数のフィードバックに基づいた要求空気量
（又は、目標吸入空気量）ＩＳＣＱの制御量ＩＳＣＰｏ
ｓ（この場合には、ＩＳＣバルブを主体とした目標開度
となる）を設定する。上述のブロックＢ７，Ｂ８を通じ
た要求空気量Ｑ，ＩＳＣＱに対応する量を設定する機能
部分は、要求空気量設定手段（図示略）に相当する。

【００７２】このようにして得られた制御量Ｐｏｓ又は
ＩＳＣＰｏｓに応じて、第１エアバイパスバルブ１０を
オンオフの何れにするかの判定（ブロックＢ９）、第２
エアバイパスバルブ１１のデューティ比の設定（ブロッ
クＢ１０）、ＩＳＣバルブ１４の開度位置の設定（ブロ
ックＢ１１）が行なわれ、第１エアバイパスバルブ１
０，第２エアバイパスバルブ１１，ＩＳＣバルブ１４が
所要の状態に制御される。なお、第２エアバイパスバル
ブ１１のデューティ比の設定（ブロックＢ１０）、ＩＳ
Ｃバルブ１４の開度位置の設定（ブロックＢ１１）に関
しては、ヒステリシスが設けられており、要求空気量の
増加時と減少時とで異なるマップを用いている。

【００７３】これらの第１エアバイパスバルブ１０，第
２エアバイパスバルブ１１，ＩＳＣバルブ１４の開度制
御は相互関連して行なうようになっており、これについ
ては後述する。さらに、図８に基づいて、インジェク
タ，点火コイル，ＥＧＲの各制御について説明する。

【００７４】インジェクタの駆動のためには、インジェ
クタの噴射開始時期と噴射終了時期とを設定する必要が
あるが、ここでは、インジェクタ駆動時間Ｔinj とイン
ジェクタの噴射終了時期とを設定して、これに基づい
て、インジェクタの噴射開始時期を逆算しながら、イン
ジェクタの駆動のタイミングを決定している。インジェ
クタ駆動時間Ｔinj の設定には、まず、フィルタリング
処理（ブロックＢ６）された補正後目標Ｐｅとエンジン
回転速度Ｎｅとから、マップに基づいて空燃比Ａ／Ｆを
設定する（ブロックＢ１２）。この場合の設定マップ
も、後期リーンモードでＥＧＲ作動中と、後期リーンモ
ードでＥＧＲ停止中と、前期リーンモードと、オープン
ループモードとの４モードに関して設けられており、エ
ンジンの運転状態に応じたものを選択して用いられる。

【００７５】こうして得られた空燃比Ａ／Ｆと、ブース
トセンサで検出されたブースト圧ｐｂ，及び体積効率補
正値から得られる吸気量Ｑpbとから、インジェクタ駆動
時間Ｔinj を算出する（ブロックＢ１３）。なお、体積
効率補正値は、エンジン回転速度Ｎｅから運転状態に応
じたマップに基づいて設定される（ブロックＢ１９）。
この場合のマップ（ブロックＢ１９）は、後期リーンモ
ードでＥＧＲ作動中と、後期リーンモードでＥＧＲ停止
中と、前期リーンモードと、オープンループ運転又はス
トイキオフィードバック運転でＥＧＲ作動中と、オープ
ンループ運転又はストイキオフィードバック運転でＥＧ
Ｒ停止中との５モードに関して設けられている。

【００７６】そして、このインジェクタ駆動時間Ｔinj
に、気筒別インジェクタ不均率補正（ブロックＢ１４）
及び気筒別デッドタイム補正（ブロックＢ１５）を施
す。一方、目標Ｐｅとエンジン回転速度Ｎｅとから減速
時用噴射時間ＴDEC を算出して（ブロックＢ１６）、減
速時で且つ後期リーン運転時には、スイッチＳ５を通じ
て、ブロックＢ１３で得られたインジェクタ駆動時間Ｔ
inj とこの減速時用噴射時間ＴDEC とのうちの小さいほ
うを選択して（ブロックＢ１７）、これをインジェクタ
駆動時間に決定する。

【００７７】インジェクタの噴射終了時期の設定も、フ
ィルタリング処理（ブロックＢ６）された補正後目標Ｐ
ｅとエンジン回転速度Ｎｅとから、マップに基づいて噴
射終了時期を設定する（ブロックＢ１８）。この場合の
設定マップも、後期リーンモードでＥＧＲ作動中と、後
期リーンモードでＥＧＲ停止中と、前期リーンモード
と、オープンループ運転又はストイキオフィードバック
運転のモードとの４モードに関して設けられており、エ
ンジンの運転状態に応じたものを選択して用いられる。

【００７８】こうして得られた噴射終了時期に後期リー
ンモードの場合には水温補正を施して噴射終了時期を得
るようにしている。このようにして得られたインジェク
タ駆動時間Ｔinj 及び噴射終了時期に基づいて、インジ
ェクタの駆動を行なう。また、点火コイルによる点火プ
ラグの点火時期についても、フィルタリング処理（ブロ
ックＢ６）された補正後目標Ｐｅとエンジン回転速度Ｎ
ｅとから、マップに基づいて点火時期を設定する（ブロ
ックＢ２０）。この場合の設定マップは、後期リーンモ
ードでＥＧＲ作動中と、後期リーンモードでＥＧＲ停止
中と、前期リーンモードと、ストイキオフィードバック
運転でＥＧＲ作動中と、オープンループ運転又はストイ
キオフィードバック運転でＥＧＲ停止中の５モードに関
して設けられている。こうして得られた点火時期に各種
リタード補正を施して（ブロックＢ２１）、これに基づ
いて点火コイルの制御を行なう。

【００７９】また、ＥＧＲの流量制御についても、フィ
ルタリング処理（ブロックＢ６）された補正後目標Ｐｅ
とエンジン回転速度Ｎｅとから、マップに基づいてＥＧ
Ｒの流量を設定する（ブロックＢ２２）。この場合の設
定マップは、Ｄレンジでの後期リーンモードと、Ｎレン
ジでの後期リーンモードと、Ｄレンジでのストイキオフ
ィードバック運転モードと、Ｎレンジでのストイキオフ
ィードバック運転モードとの４モードに関して設けられ
ている。

【００８０】こうして得られたＥＧＲの流量を水温補正
（ブロックＢ２３）を施して、開度に応じた制御量（デ
ューティ比）を設定して（ブロックＢ２４）、ＥＧＲの
流量制御を行なう。なお、水温補正（ブロックＢ２３）
に関しても、エンジンの運転状態（ここでは、後期リー
ンモードとストイキオフィードバック運転モードとの２
モード）に応じたマップが用いられている。

【００８１】以上のように、ＥＣＵ１６を通じた制御が
設定されているが、上述の第１エアバイパスバルブ１
０，第２エアバイパスバルブ１１，ＩＳＣバルブ１４の
開度制御は、相互関連しながら以下のようにして行なう
ようになっている。つまり、図１０に示すように、要求
空気量が第１設定値Ｑ１以下の少ない領域にあると、Ｉ
ＳＣバルブ１４のみの開度調整で要求空気量に応じた空
気供給を行ない、この時には、第１エアバイパスバルブ
１０，第２エアバイパスバルブ１１はいずれも全閉に固
定する。また、ＩＳＣバルブ１４の開度調整範囲は、全
閉から半開（開度約５０パーセント）の範囲とする。

【００８２】要求空気量が第１設定値Ｑ１以上になる
と、要求空気量が第２設定値Ｑ２（Ｑ２＞Ｑ１）以下の
領域では、ＩＳＣバルブ１４は半開状態に固定してお
き、第１エアバイパスバルブ１０，第２エアバイパスバ
ルブ１１を制御して要求空気量に応じた空気供給を行な
う。特に、要求空気量が第１設定値Ｑ１と第２設定値Ｑ
２との中間値である第３設定値Ｑ３を基準に、要求空気
量が第３設定値Ｑ３以下では、第１エアバイパスバルブ
１０を閉鎖（全閉）して、第２エアバイパスバルブ１１
を要求空気量に応じた開度に制御する。また、要求空気
量が第３設定値Ｑ３以上では、第１エアバイパスバルブ
１０を開放（全開）して、第２エアバイパスバルブ１１
を要求空気量に応じた開度に制御する。

【００８３】したがって、要求空気量が第３設定値Ｑ３
未満の状態から第３設定値Ｑ３以上に増加する場合に
は、第１エアバイパスバルブ１０は閉鎖（全閉）で且つ
第２エアバイパスバルブ１１は全開の状態から第１エア
バイパスバルブ１０は開放（全開）で且つ第２エアバイ
パスバルブ１１は全閉の状態へと切り替わることにな
る。

【００８４】逆に、要求空気量が第３設定値Ｑ３以上の
状態から第３設定値Ｑ３未満に減少する場合には、第１
エアバイパスバルブ１０は開放（全開）で且つ第２エア
バイパスバルブ１１は全閉の状態から第１エアバイパス
バルブ１０は閉鎖（全閉）で且つ第２エアバイパスバル
ブ１１は全開の状態へと切り替わることになる。さら
に、要求空気量が第２設定値Ｑ２以上になると、再び、
ＩＳＣバルブ１４のみの開度調整で要求空気量に応じた
空気供給を行ない、この時には、第１エアバイパスバル
ブ１０，第２エアバイパスバルブ１１はいずれも全開に
固定する。また、ＩＳＣバルブ１４の開度調整範囲は、
半開（開度約５０パーセント）から全開の範囲とする。

【００８５】なお、図１０の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），
（Ｄ）における各縦軸は、流量自体を示すものではな
い。例えば（Ａ）では第１エアバイパスバルブ１０の全
開と全閉との間隔は小さく、（Ｂ）では第２エアバイパ
スバルブ１１の全開と全閉との間隔は大きくなっている
が、全開時の空気の流量は互いに等しくなるように設定
されている。また、（Ｃ）に示すＩＳＣバルブ１４の全
開時の空気の流量も第１エアバイパスバルブ１０や第２
エアバイパスバルブ１１とほぼ同程度に設定されてい
る。

【００８６】ところで、第１エアバイパスバルブ１０の
オンオフソレノイドにはヒステリシスが生じるので、こ
のヒステリシスに対処するように、各バルブの駆動を行
なうのが望ましく、本装置でも、便宜上図１０には示さ
ないが、このようなヒステリシスを考慮して、第２エア
バイパスバルブ１１やＩＳＣバルブ１４を駆動するよう
になっている。

【００８７】つまり、第１エアバイパスバルブ１０のオ
ンオフ切替に関しては比較的応答性は良いもののどうし
てもオンオフ切替時の応答遅れを完全に解消することは
できない。そこで、図１１に示すように、第１エアバイ
パスバルブ１０のオンオフ切替時の応答遅れによるヒス
テリシスＨ１を予め見込んで、第２エアバイパスバルブ
１１やＩＳＣバルブ１４をこれに応じて要求空気量の増
加時と減少時とで異なるような駆動を行なうように設定
されいてる。

【００８８】本発明の一実施例としての吸入空気量制御
装置は、上述のように構成されているので、例えば図１
２に示すように、まず、スロットルセンサやクランク角
センサからの検出情報に基づいて求められたエンジン負
荷Ｐｅ及びエンジン回転数Ｎｅを読み込んで（ステップ
Ｓ１０）、マップに基づいて要求空気量（又は、目標吸
入空気量）Ｑに応じた制御量Ｐｏｓを設定する（ステッ
プＳ２０）。

【００８９】なお、エンジン負荷Ｐｅについては、前述
の各補正量ΔＰｅac，ΔＰｅps，ΔＰｅinh によって適
宜補正する。また、要求空気量Ｑ即ち制御量Ｐｏｓの設
定にあたっては、エンジンの運転状態に応じたマップを
選択して用いる。ついで、アイドル運転状態が成立した
か否かの判定（ステップＳ３０）に基づいて、アイドル
運転状態が成立していれば、ＩＳＣバルブ１４の制御量
ＩＳＣＰｏｓを検知しつつ（ステップＳ４０）、エンジ
ン回転数Ｎｅによるフィードバックにより要求空気量Ｉ
ＳＣＱ及び制御量ＩＳＣＰｏｓに基づいて第１エアバイ
パスバルブ１０，第２エアバイパスバルブ１１の制御を
行なう（ステップＳ５０）。

【００９０】一方、アイドル運転状態が成立していなけ
れば、要求空気量Ｑに基づいて、図１０，図１１に示す
ような特性で、第１エアバイパスバルブ１０，第２エア
バイパスバルブ１１及びＩＳＣバルブ１４の制御を行な
う（ステップＳ６０）。つまり、要求空気量が第１設定
値Ｑ１以下の少ない領域にあるときには、第１エアバイ
パスバルブ１０，第２エアバイパスバルブ１１はいずれ
も全閉に固定して、ＩＳＣバルブ１４のみを全閉から半
開（開度約５０パーセント）の範囲で開度調整して要求
空気量Ｑに応じた空気供給を行なう。

【００９１】また、要求空気量が第１設定値Ｑ１以上で
第２設定値Ｑ２以下の領域では、ＩＳＣバルブ１４は半
開状態に固定しておき、第１エアバイパスバルブ１０，
第２エアバイパスバルブ１１を制御して要求空気量に応
じた空気供給を行なう。特に、要求空気量が第３設定値
Ｑ３以下では、第１エアバイパスバルブ１０を閉鎖（全
閉）して、第２エアバイパスバルブ１１を要求空気量に
応じた開度に制御する。

【００９２】また、要求空気量が第３設定値Ｑ３以上で
は、第１エアバイパスバルブ１０を開放（全開）して、
第２エアバイパスバルブ１１を要求空気量に応じた開度
に制御する。そして、要求空気量が増加して第３設定値
Ｑ３を上回った場合には、第１エアバイパスバルブ１０
を閉鎖（全閉）から開放（全開）に切り替えると同時
に、第２エアバイパスバルブ１１は全開から全閉へと切
り替える。要求空気量が減少して第３設定値Ｑ３を下回
った場合には、第１エアバイパスバルブ１０を開方（全
開）から閉鎖（全閉）に切り替えると同時に、第２エア
バイパスバルブ１１は全閉から全開へと切り替える。

【００９３】さらに、要求空気量が第２設定値Ｑ２以上
大きい領域にあるときには、第１エアバイパスバルブ１
０，第２エアバイパスバルブ１１はいずれも全開に固定
して、ＩＳＣバルブ１４のみを半開から全開の範囲で開
度調整して要求空気量Ｑに応じた空気供給を行なう。も
ちろん、第２エアバイパスバルブ１１及びＩＳＣバルブ
１４の開度設定に関しては要求空気量の増加時と減少時
とで異なるマップを利用して、第１エアバイパスバルブ
１０のオンオフ切替時に生じるヒステリシスＨ１を相殺
するように制御する。

【００９４】このようにして、要求空気量Ｑに応じて、
互いに並列的な第１エアバイパスバルブ１０，第２エア
バイパスバルブ１１，ＩＳＣバルブ１４を連携して開閉
制御及び開度調整を行なうことで、要求空気量Ｑの変更
に対して応答性良くバルブ開度を切り替えることができ
るとともに、バルブ系の構成を大型化しないようにしな
がらエアバイパス量の最大流量を確保することができる
利点がある。

【００９５】つまり、エンジンの運転状態がリーン燃焼
運転とストイキオ燃焼運転との間で切り替えられた場合
には、この際に生じやすい切替ショックを回避するに
は、燃料供給量は変化させずにエアバイパス流量を急変
させて空燃比を切り替えることが必要となる。このよう
にエアバイパス流量を急変させるには、オンオフ弁であ
る第１エアバイパスバルブ１０の切替を中心にして速や
かな流量変更を実現させることができる。

【００９６】また、リーン燃焼運転時等には、第１エア
バイパスバルブ１０による速やかな流量切替と、これに
準じる応答性を有する第２エアバイパスバルブ１１によ
る細かな流量調整とを中心に、流量制御を適切にしかも
速やかに行なうことができる。要求空気量Ｑの小さな領
域や大きな領域では、ステッパモータで駆動されるＩＳ
Ｃバルブ１４を使用することになるが、比較的制御時の
使用頻度の大きい流量領域については第１エアバイパス
バルブ１０と第２エアバイパスバルブ１１とを中心に行
なうことができるため、ＩＳＣバルブ１４の応答性が低
くてもその影響は僅かなものになる。

【００９７】また、第１エアバイパスバルブ１０と第２
エアバイパスバルブ１１とによる流量調整の場合にも、
第１エアバイパスバルブ１０のオンオフ切り替えによっ
て、第２エアバイパスバルブ１１の開度調整量を減少さ
せることができるので、第２エアバイパスバルブ１１自
体も速やかに目標開度に切り替わって、流量制御を適切
に且つ速やかに行なうことができるのである。

【００９８】また、第１エアバイパスバルブ１０のオン
オフ切替時に生じるヒステリシスＨ１を相殺するよう
に、第２エアバイパスバルブ１１及びＩＳＣバルブ１４
の開度設定が成されるので、この点からも極めて精度良
く流量制御を行なうことができるのである。そして、エ
アバイパス量の最大流量は、互いに並列な第１エアバイ
パスバルブ１０，第２エアバイパスバルブ１１，ＩＳＣ
バルブ１４をいずれも全開にすることで得られ、例えば
全開時の各バルブ１０，１１，１４における量量を、い
ずれもＱ１とすれば、３×Ｑ１の最大流量が得られるこ
とになる。これと等しい流量を得るために単一のバルブ
を設置すると、弁体で閉鎖される流路面積は、本実施例
の場合の３倍になる。二次元的に３倍の面積が必要な
ら、三次元的な弁体はこれ以上〔例えば、３×（９／
４）倍〕の重量のものが必要になる。

【００９９】したがって、本実施例のように、複数（こ
こでは３つ）の弁体を利用することで、各バルブ１０，
１１，１４の弁体重量は大幅に軽量化されるため、エア
バイパスの全閉状態とエアバイパス量の全開状態（最大
流量状態）との間の切替も極めて高速に行なえるように
なる。極めて単純に考えれば、１つのバルブのみで制御
する場合の３倍の速度で制御することができることにな
る（実際には、それ以上の速度にもなる）。しかも、バ
ルブ系の小型化にも寄与しうる。

【０１００】また、本実施例では、第１エアバイパスバ
ルブ１０と第２エアバイパスバルブ１１とを同規格のも
のとして部品を共用できるようにしているので、コスト
低減効果もある。なお、本実施例では、第１エアバイパ
スバルブ１０と第２エアバイパスバルブ１１とＩＳＣバ
ルブ１４との３つのバルブをそなえたが、例えば第２エ
アバイパスバルブ１１とＩＳＣバルブ１４とのいずれか
一方を省略して、２つのバルブのみで、エアバイパスの
流量を制御することも考えられる。例えば第１エアバイ
パスバルブ１０と第２エアバイパスバルブ１１のみから
エアバイパスの流量を制御するように構成すると、図１
３に示すような特性で、第１エアバイパスバルブ１０と
第２エアバイパスバルブ１１を制御することができる。

【０１０１】つまり、要求空気量が設定値Ｑａ（第１実
施例の第３設定値Ｑ３に対応する）以下ならば、第１エ
アバイパスバルブ１０を閉鎖（全閉）して、第２エアバ
イパスバルブ１１を要求空気量に応じた開度に制御す
る。また、要求空気量が設定値Ｑａ以上では、第１エア
バイパスバルブ１０を開放（全開）して、第２エアバイ
パスバルブ１１を要求空気量に応じた開度に制御する。

【０１０２】そして、要求空気量が増加して設定値Ｑａ
を上回った場合には、第１エアバイパスバルブ１０を閉
鎖（全閉）から開放（全開）に切り替えると同時に、第
２エアバイパスバルブ１１は全開から全閉へと切り替え
る。要求空気量が減少して設定値Ｑａを下回った場合に
は、第１エアバイパスバルブ１０を開方（全開）から閉
鎖（全閉）に切り替えると同時に、第２エアバイパスバ
ルブ１１は全閉から全開へと切り替える。

【０１０３】このようにしても、エアバイパスの流量制
御を応答性良くしかも精度良く行なう利点やバルブ系の
小型化に寄与しうる利点が得られる。また、例えば第１
エアバイパスバルブ１０と第２エアバイパスバルブ１１
とを直列に配置することも考えられる。この場合、第１
エアバイパスバルブ１０と第２エアバイパスバルブ１１
とのうちの開通路の狭いほうで流量が規制され、エアバ
イパスの最大流量を増大させるには適していないが、例
えばエアバイパス通路を閉じようとする場合に、オンオ
フ弁の第１エアバイパスバルブ１０によって速やかにこ
れを実現することができる。

【０１０４】さらに、ＩＳＣバルブは、ステッパモータ
式に限定されるものでなく、リニヤソレノイド式のもの
など他の方式のものでも本実施例と同様の効果を得るこ
とができる。また、本発明の吸入空気量制御装置は、本
実施例のように、空燃比制御を伴う内燃機関に用いるこ
とで大きな効果があるが、本吸入空気量制御装置は、か
かる内燃機関に限定されるものでなく、内燃機関の吸気
系一般に広く適用しうるものである。

【０１０５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の吸入空気量制御装置によれば、内燃機関の吸気通
路のスロットル弁設置部分をバイパスするようにして該
吸気通路に両端部を連通されたバイパス通路と、該バイ
パス通路の開度を第１開度と該第１開度よりも大きい第
２開度とのいずれか一方に選択的に設定しうる第１バル
ブと、該バイパス通路の開度を連続的に調整しうる第２
バルブと、該内燃機関の運転状態に応じた要求空気量を
設定する要求空気量設定手段と、該要求空気量設定手段
で設定された要求空気量に応じて上記の第１バルブ及び
第２バルブの状態を制御するバルブ制御手段とをそな
え、該バルブ制御手段が、該要求空気量が第１設定値と
この第１設定値よりも大きい第２設定値との間にあると
きに、該第１バルブ及び該第２バルブの開度を制御する
ように構成されて、該第１設定値よりも大きく且つ該第
２設定値よりも小さい第３設定値を基準として、該要求
空気量が該第１設定値よりも大きく且つ該第３設定値以
下にあるときに、該第１バルブを該第１開度に固定する
とともに該第２バルブを要求空気量の増大に応じて最小
開度から最大開度まで制御し、該要求空気量が該第３設
定値よりも大きく且つ該第２設定値以下にあるときに、
該第１バルブを該第２開度に固定するとともに該第２バ
ルブを要求空気量の増大に応じて最小開度から最大開度
まで制御し、該要求空気量が該第３設定値又は該第３設
定値近傍にあるときに、該第１バルブを該第１開度と該
第２開度との間で切り替えるとともに該第２バルブを最
小開度と最大開度との間で切り替えるよう制御するよう
に構成されることにより、要求空気量の変更に対して応
答性良くしかも精度良くバルブ開度を切り替えることが
できるとともに、バルブ系の構成を大型化しないように
しながらエアバイパス流量の最大流量を確保することが
できる利点がある。

【０１０６】請求項２記載の本発明の吸入空気量制御装
置によれば、吸気通路のスロットル弁の設置された部分
をバイパスするようにして該吸気通路に両端部を連通さ
れた第１バイパス通路と、該吸気通路のスロットル弁の
設置された部分をバイパスするようにして該吸気通路に
両端部を連通されて該第１バイパス通路と並列に設けら
れた第２バイパス通路と、該第１バイパス通路の開度を
第１開度と該第１開度よりも大きい第２開度とのいずれ
か一方に選択的に設定しうる第１バルブと、該第１バイ
パス通路の開度を連続的に調整しうる第２バルブと、該
第２バイパス通路の開度を連続的に調整しうる第３バル
ブと、該内燃機関の運転状態に応じた要求空気量を設定
する要求空気量設定手段と、該要求空気量設定手段で設
定された要求空気量に応じて上記の第１バルブ，第２バ
ルブ及び第３バルブの状態を制御するバルブ制御手段と
をそなえ、該バルブ制御手段が、該要求空気量が第１設
定値以下の第１領域にある場合には、該第１バルブは該
第１開度に該第２バルブは最小開度にそれぞれ固定して
該第３バルブのみの開度調整により吸気流通量を制御し
て、該要求空気量が該第１設定値よりも大きく且つ該第
１設定値よりも大きい第２設定値以下の第２領域にある
場合には、該第３バルブを固定して、該第１開度及び該
第２バルブの開度調整により吸気流通量を制御して、該
要求空気量が該第２設定値よりも大きい第３領域にある
場合には、該第１バルブは該第１開度に該第２バルブは
最小開度にそれぞれ固定して該第３バルブのみの開度調
整により吸気流通量を制御するように構成されることに
より、要求空気量の変更に対して応答性良くしかも精度
良くバルブ開度を切り替えることができるとともに、バ
ルブ系の構成を大型化しないようにしながらエアバイパ
ス流量の最大流量を確保することができる利点がある。

【０１０７】請求項３記載の本発明の吸入空気量制御装
置によれば、請求項２記載の構成において、該バルブ制
御手段が、該要求空気量が該第２領域にある場合には、
該第１設定値よりも大きく且つ該第２設定値よりも小さ
い第３設定値を基準として、該要求空気量が該第１設定
値と該第３設定値との間にあると、該第１バルブは該第
１開度に固定するとともに該第２バルブは要求空気量の
増大に応じて最小開度から最大開度まで制御し、該要求
空気量が該第３設定値と該第２設定値との間にあると、
該第１バルブは該第２開度に固定するとともに該第２バ
ルブは要求空気量の増大に応じて最小開度から最大開度
まで制御し、該要求空気量が該第３設定値又は該第３設
定値の近傍にあると、該第１バルブを該第１開度と該第
２開度との間で切り替えるとともに該第２バルブを最小
開度と最大開度との間で切り替えるよう制御するように
構成されることにより、要求空気量の変更に対する応答
性を一層向上させることができる利点がある。

【０１０８】請求項４記載の本発明の吸入空気量制御装
置によれば、請求項２記載の構成において、該内燃機関
の負荷及び回転速度を含んだ該内燃機関の運転状態を検
出する運転状態検出手段をそなえ、該要求空気量設定手
段が、該運転状態検出手段からの検出情報に基づいて該
要求空気量を設定するように構成されることにより、内
燃機関の運転状態に応じた空気量を応答性良く且つ適切
に供給できて、内燃機関の各運転状態に応じた性能向上
に寄与しうる。

【０１０９】請求項５記載の本発明の吸入空気量制御装
置によれば、請求項４記載の構成において、該運転状態
検出手段が、該スロットル弁の開度を検出する開度検出
手段と、該内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出
手段とをそなえるという構成により、内燃機関の負荷状
態に応じて、に応じた空気量を応答性良く且つ適切に供
給できて、内燃機関をその負荷状態に応じて適切に運転
することができて、機関の性能向上に寄与しうる。

【０１１０】請求項６記載の本発明の吸入空気量制御装
置によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の構成にお
いて、該第１バルブと該第２バルブとが、該バイパス通
路内で互いに並列に配置されるという構成により、空気
量の調整をより応答性良く且つ精度良く行なえ、特に、
バルブ系の構成を大型化しないようにしながらエアバイ
パス流量の最大流量をより十分に確保することができる
利点がある。

【０１１１】請求項７記載の本発明の吸入空気量制御装
置によれば、請求項６記載の構成において、該バイパス
通路内に、該第１バルブで開閉される第１通路部分と、
該第２バルブで開閉される第２通路部分とをそなえ、該
第１バルブの該第１開度が該第１通路部分を全閉する全
閉状態に設定され、該第２開度が該第１通路部分を全開
する全開状態に設定されるとともに、該第２バルブの該
最小開度が該第２通路部分を全閉する全閉状態に設定さ
れ、該最大開度が該第２通路部分を全開する全開状態に
設定されるという構成により、空気量の調整をより応答
性良く且つ精度良く行なえ、特に、バルブ系の構成を大
型化しないようにしながらエアバイパス流量の最大流量
をより十分に確保することができる利点がある。

【０１１２】請求項８記載の本発明の吸入空気量制御装
置によれば、請求項７記載の構成において、該第１通路
部分の流路面積と該第２通路部分の流路面積とが、互い
に等しい大きさに設定されるという構成により、空気量
の調整をより応答性良く且つ精度良く行なえ、特に、バ
ルブ系の構成を大型化しないようにしながらエアバイパ
ス流量の最大流量をより十分に確保することができる利
点がある。

【０１１３】請求項９記載の本発明の吸入空気量制御装
置によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の構成にお
いて、該第１バルブと該第２バルブとが、該バイパス通
路内で互いに直列に配置されるという構成により、空気
量の調整をより応答性良く且つ精度良く行なえるように
なる。請求項１０記載の本発明の吸入空気量制御装置に
よれば、請求項１〜９のいずれかに記載の構成におい
て、該第２バルブが、電磁弁で構成されることにより、
第２バルブの制御を容易且つ確実に行なえる。

【０１１４】請求項１１記載の本発明の吸入空気量制御
装置によれば、請求項１０記載の構成において、該第１
バルブ及び該第２バルブが、共通な電磁弁で構成される
ことにより、バルブ部品の共用によるコスト低減効果を
期待することができる。請求項１２記載の本発明の吸入
空気量制御装置によれば、請求項１０又は１１記載の構
成において、該第３バルブが、ステッパモータにより駆
動されるように構成されることにより、該第３バルブの
開度を確実に調整でき、例えば機関のアイドルスピード
の制御を容易に行なえるようになる。

【０１１５】請求項１３記載の本発明の吸入空気量制御
装置によれば、請求項２又は３記載の構成において、該
内燃機関がアイドル運転状態にあるか否かを判定するア
イドル判定手段と、該内燃機関の回転速度を検出する回
転速度検出手段とをそなえ、該要求空気量設定手段が、
該アイドル判定手段により該内燃機関がアイドル運転状
態にあることが判定されると、該回転速度検出手段から
の検出情報に基づいたフィードバック制御により、該要
求空気量を設定するように構成されることにより、機関
のアイドルスピードの制御を容易に且つ確実に行なえる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての吸入空気量制御装置
を有する内燃機関の要部構成を示す図である。

【図２】本発明の一実施例としての吸入空気量制御装置
を有する内燃機関の制御系の要部構成を示す図である。

【図３】本発明の一実施例としての吸入空気量制御装置
の要部構成を示す図であって、サージタンク部分の側面
図であり、一部を模式的断面で示している。

【図４】本発明の一実施例としての吸入空気量制御装置
の要部構成を示す図であって、サージタンク部分の下面
図（図３のＡ矢視図）である。

【図５】本発明の一実施例としての吸入空気量制御装置
の要部構成を示す図であって、エアバイパスバルブアセ
ンブリの端面図である。

【図６】本発明の一実施例としての吸入空気量制御装置
の要部構成を示す図であって、エアバイパスバルブアセ
ンブリの側面図である。

【図７】本発明の一実施例としての吸入空気量制御装置
の要部構成を示す図であって、エアバイパスバルブアセ
ンブリの要部の模式的構成図である。

【図８】本発明の一実施例としての吸入空気量制御装置
を有する内燃機関の制御ブロック図である。

【図９】本発明の一実施例としての吸入空気量制御装置
の制御ブロック図である。

【図１０】本発明の一実施例としての吸入空気量制御装
置におけるバルブ開度特性を示す模式図であり、（Ａ）
は第１エアバイパスバルブの開度、（Ｂ）は第２エアバ
イパスバルブの開度、（Ｃ）はＩＳＣバルブの開度、
（Ｄ）は目標吸気量をそれぞれ示している。

【図１１】本発明の一実施例としての吸入空気量制御装
置におけるバルブ開度特性をより具体的に示す図であ
る。

【図１２】本発明の一実施例としての吸入空気量制御装
置の制御を説明するフローチャートである。

【図１３】本発明の一実施例としての吸入空気量制御装
置の変形例におけるバルブ開度特性を示す模式図であ
り、（Ａ）は第１エアバイパスバルブの開度、（Ｂ）は
第２エアバイパスバルブの開度、（Ｃ）は目標吸気量を
それぞれ示している。

【図１４】一般的なバイパス通路付き吸入空気量制御装
置を示す図である。

【図１５】一般的な開閉弁の特性を示す図である。

【図１６】一般的なデューティ制御弁の特性を示す図で
ある。

【符号の説明】

１エンジン本体２吸気通路３スロットル弁設置部分４エアクリーナ５バイパス通路（第１バイパス通路）５Ａバイパス通路５の上流部５Ｂバイパス通路５の中流部５Ｃバイパス通路５の下流部５ａ，５ｂ通路部分６バイパスバルブ６Ａバルブ室６Ｂ，６Ｃ駆動部６Ｄ，６Ｅソケット６ａ第１室６ｂ開口６ｃ第２室６ｄ第３室６ｅ開口６ｆ第４室６ｇ氷結防止冷却水用ニップル７吸気管８サージタンク９吸気マニホールド１０第１エアバイパスバルブ（第１バルブ）１０Ａ第１エアバイパスバルブ１０の弁体１１第２エアバイパスバルブ（第２バルブ）１１Ａ第２エアバイパスバルブ１１の弁体１０Ｂ，１１Ｂ開口部１２アイドルスピートコントローラ（ＩＳＣ）１３バイパス通路（第２バイパス通路）１４バイパスバルブとしてのＩＳＣバルブ（第３バル
ブ）１５スロットルバルブ１６電子制御装置（ＥＣＵ）１７排気通路１８燃焼室２Ａ吸気ポート１７Ａ排気ポート１９吸気弁２０排気弁２１燃料噴射弁（インジェクタ）２２は燃料タンク２３Ａ〜２３Ｅは燃料供給路２４低圧燃料ポンプ２５高圧燃料ポンプ２６低圧レギュレータ２７高圧レギュレータ２８デリバリパイプ２９排気ガス還流通路（ＥＧＲ通路）３０ＥＧＲバルブ３１ブローバイガス還元流路３２クランク室積極換気用通路３３クランク室積極換気用バルブ３４キャニスタ３５排気ガス浄化用触媒３６吸気温度センサ３７スロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）３８アイドルスイッチ３９ブーストセンサ４０第１気筒検出センサ４１クランク角センサ４２水温センサ４３Ｏ₂センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮本勝彦東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の吸気通路のスロットル弁設置
部分をバイパスするようにして該吸気通路に両端部を連
通されたバイパス通路と、該バイパス通路の開度を第１開度と該第１開度よりも大
きい第２開度とのいずれか一方に選択的に設定しうる第
１バルブと、該バイパス通路の開度を連続的に調整しうる第２バルブ
と、該内燃機関の運転状態に応じた要求空気量を設定する要
求空気量設定手段と、該要求空気量設定手段で設定された要求空気量に応じて
上記の第１バルブ及び第２バルブの状態を制御するバル
ブ制御手段とをそなえ、該バルブ制御手段が、該要求空気量が第１設定値とこの第１設定値よりも大き
い第２設定値との間にあるときに、該第１バルブ及び該
第２バルブの開度を制御するように構成されて、該第１設定値よりも大きく且つ該第２設定値よりも小さ
い第３設定値を基準として、該要求空気量が該第１設定値よりも大きく且つ該第３設
定値以下にあると、該第１バルブを該第１開度に固定す
るとともに該第２バルブを要求空気量の増大に応じて小
開度から大開度まで制御し、該要求空気量が該第３設定値よりも大きく且つ該第２設
定値以下にあると、該第１バルブを該第２開度に固定す
るとともに該第２バルブを要求空気量の増大に応じて小
開度から大開度まで制御し、該要求空気量が該第３設定値又は該第３設定値の近傍に
あると、該第１バルブを該第１開度と該第２開度との間
で切り替えるとともに該第２バルブに該第１バルブの開
度変化を相殺しうるだけの開度変更を与えるよう制御す
るように構成されていることを特徴とする、吸入空気量
制御装置。
【請求項２】吸気通路のスロットル弁の設置された部
分をバイパスするようにして該吸気通路に両端部を連通
された第１バイパス通路と、該吸気通路のスロットル弁の設置された部分をバイパス
するようにして該吸気通路に両端部を連通されて該第１
バイパス通路と並列に設けられた第２バイパス通路と、該第１バイパス通路の開度を第１開度と該第１開度より
も大きい第２開度とのいずれか一方に選択的に設定しう
る第１バルブと、該第１バイパス通路の開度を連続的に調整しうる第２バ
ルブと、該第２バイパス通路の開度を連続的に調整しうる第３バ
ルブと、該内燃機関の運転状態に応じた要求空気量を設定する要
求空気量設定手段と、該要求空気量設定手段で設定された要求空気量に応じて
上記の第１バルブ，第２バルブ及び第３バルブの状態を
制御するバルブ制御手段とをそなえ、該バルブ制御手段が、該要求空気量が第１設定値以下の第１領域にある場合に
は、該第１バルブは該第１開度に該第２バルブは小開度
にそれぞれ固定して該第３バルブのみの開度調整により
吸気流通量を制御して、該要求空気量が該第１設定値よりも大きく且つ該第１設
定値よりも大きい第２設定値以下の第２領域にある場合
には、該第３バルブを固定して、該第１開度及び該第２
バルブの開度調整により吸気流通量を制御して、該要求空気量が該第２設定値よりも大きい第３領域にあ
る場合には、該第１バルブは該第２開度に該第２バルブ
は大開度にそれぞれ固定して該第３バルブのみの開度調
整により吸気流通量を制御するように構成されているこ
とを特徴とする、吸入空気量制御装置。
【請求項３】該バルブ制御手段が、該要求空気量が該第２領域にある場合には、該第１設定
値よりも大きく且つ該第２設定値よりも小さい第３設定
値を基準として、該要求空気量が該第１設定値と該第３設定値との間にあ
ると、該第１バルブは該第１開度に固定するとともに該
第２バルブは要求空気量の増大に応じて小開度から大開
度まで制御し、該要求空気量が該第３設定値と該第２設定値との間にあ
ると、該第１バルブは該第２開度に固定するとともに該
第２バルブは要求空気量の増大に応じて小開度から大開
度まで制御し、該要求空気量が該第３設定値又は該第３設定値の近傍に
あると、該第１バルブを該第１開度と該第２開度との間
で切り替えるとともに該第２バルブに該第１バルブの開
度変化を相殺しうるだけの開度変更を与えるよう制御す
るように構成されていることを特徴とする、請求項２記
載の吸入空気量制御装置。
【請求項４】該内燃機関の負荷及び回転速度を含んだ
該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段をそ
なえ、該要求空気量設定手段が、該運転状態検出手段からの検
出情報に基づいて該要求空気量を設定するように構成さ
れていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに
記載の吸入空気量制御装置。
【請求項５】該運転状態検出手段が、該スロットル弁
の開度を検出する開度検出手段と、該内燃機関の回転速
度を検出する回転速度検出手段とをそなえていることを
特徴とする、請求項４記載の吸入空気量制御装置。
【請求項６】該第１バルブと該第２バルブとが、該バ
イパス通路内で互いに並列に配置されていることを特徴
とする、請求項１〜３のいずれかに記載の吸入空気量制
御装置。
【請求項７】該バイパス通路内が、互いに並列な第１
通路部分と第２通路部分とに分割されて、該第１バルブが該第１通路部分を開閉するように配設さ
れ、該第２バルブが該第２通路部分を開閉するように配
設されて、該第１バルブの該第１開度が該第１通路部分を全閉する
全閉状態に設定され、該第２開度が該第１通路部分を全
開する全開状態に設定されるとともに、該第２バルブの最小開度が該第２通路部分を全閉する全
閉状態に設定され、該第２バルブの最大開度が該第２通
路部分を全開する全開状態に設定されていることを特徴
とする、請求項６記載の吸入空気量制御装置。
【請求項８】該第１通路部分の流路面積と該第２通路
部分の流路面積とが、互いに等しい大きさに設定され、該要求空気量が該第３設定値又は該第３設定値の近傍に
あると、該第１バルブを全閉状態と全開状態との間で切
り替えるとともに該第２バルブを全開状態と全閉状態と
の間で切り替えるよう制御するように構成されているこ
とを特徴とする、請求項７記載の吸入空気量制御装置。
【請求項９】該第１バルブと該第２バルブとが、該バ
イパス通路内で互いに直列に配置されていることを特徴
とする、請求項１〜３のいずれかに記載の吸入空気量制
御装置。
【請求項１０】該第２バルブが、電磁弁で構成されて
いることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載
の吸入空気量制御装置。
【請求項１１】該第１バルブ及び該第２バルブが、共
通な電磁弁で構成されていることを特徴とする、請求項
１０記載の吸入空気量制御装置。
【請求項１２】該第３バルブが、ステッパモータによ
り駆動されるように構成されていることを特徴とする、
請求項１０又は１１記載の吸入空気量制御装置。
【請求項１３】該内燃機関がアイドル運転状態にある
か否かを判定するアイドル判定手段と、該内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段とを
そなえ、該要求空気量設定手段が、該アイドル判定手段により該
内燃機関がアイドル運転状態にあることが判定される
と、該回転速度検出手段からの検出情報に基づいたフィ
ードバック制御により、該要求空気量を設定するように
構成されていることを特徴とする、請求項２又は３記載
の吸入空気量制御装置。