JPH03294631A - 内燃機関の吸気装置 - 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〉 本発明は内燃機関の吸気装置に関し、詳しくは、機関の
吸入空気量（出力）を応答性良く制御できるよう構成さ
れた吸気装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、アクセルペダルと連動する第１スロットル弁とは
個別に、モータで駆動される第２スロットル弁を第１ス
ロットル弁と同じくスロットルチャンバ部に直列に設け
る一方、駆動輪の回転速度と従動輪の回転速度との差を
検出することによって車両のスリップ状態を検出し、ス
リップ状態が検出されたときに前記第２スロットル弁を
閉側に制御することにより、第１スロットル弁の開度で
過大である彎入空気量を第２スロットル弁で絞って機関
出力を低下させ、トラクションを回復させるよう構成さ
れた一般にトラクションコントロールシステムと呼ばれ
る装置が実用化されている（実開平１−１２９４６号公
報等参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、近年の低燃費要求に対応すべく排気還流（Ｅ
ＧＲ）ｉを多くしたり、空燃比をよりリーン化させたい
が、これらを実行するとサージが発生し易くなってしま
う。そこで、通常の第１スロットル弁とは個別に第２ス
ロットル弁を備える上記のトラクションコントロールシ
ステムに着目し、前記第２スロットル弁の開度制御によ
って前記サージを吸収できれば、空燃比のリーン化など
による低燃費を実現しつつサージを回避できるのではな
いかと想定したが、車両の乗員が感じる１〜１０Ｈｚの
サージを第２スロットル弁を開閉制御して吸収しようと
しても、第２スロットル弁の下流側に吸気マニホールド
のコレクタ（マニホールドチャンバ）容量があるために
、第２スロットル弁による機関出力制御の応答性が悪く
、サージを良好に吸収させることができなかった。

また、トラクションコントロールシステムとしての本来
の目的であるスリップ発生時の出力低下制御においても
、第２スロットル弁による機関出力制御に前記？レクタ
容量による応答遅れがあるために、速やかにトラクショ
ンを回復させることができないという問題があった。

更に、前記第２スロットル弁がアクセル開度と無関係に
開閉制御できることから、変速ショックの緩和のために
行われている変速時の機関出力低下制御などを第２スロ
ットル弁で行わせることが可能であるが、この場合にも
、やはり第２スロットル弁による出力制御の応答性が悪
く、実用化に当たってはこの応答性を改善する必要があ
った。

また、第１．第２スロットル弁をバイパスして設けられ
たバイパス通路に介装したアイドル制御弁の開度を制御
してアイドル回転速度を目標回転速度にフィードバック
制御する場合にも、バイパス通路を介して供給される空
気が一旦前記コレクタ部に充填されてから機関に供給さ
れる構成であっだから、上記のコレクタ容量による第２
スロットル弁の出力制御応答遅れと同様に、アイドル制
御弁によるアイドル回転制御の応答遅れも問題となって
いた。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、アクセ
ルペダルの動きとは無関係な出力（吸入空気量）制御要
求に応答性良く追従できる吸気装置を提供することによ
り、サージ吸収制御やトランクションコントロールシス
テム、更には、アイドル回転速度のフィードバック制御
などの制御応答性を改善することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明では、アクセル操作に連動して開閉する
第１スロットル弁を吸気マニホールド上流に備える一方
、前記吸気マニホールドの各吸気ポート部に開度制御信
号に応じてアクチュエータで開閉駆動される第２スロッ
トル弁をそれぞれ介装して内燃機関の吸気装置を構成す
るようにした。

ここで、吸気ポート部に介装させた第２スロットル弁に
スワール発生用の切欠きを設けて構成することができる
。

また、第２スロットル弁下流の吸気ポートそれぞれに大
気側から空気を導入するバイパス通路を連通接続させる
ことが好ましく、上記のバイパス通路を設けた場合には
、該バイパス通路の吸気ポート近傍位置に燃料噴射弁を
介装すると良い。

また、前記バイパス通路に、このバイパス通路を介して
機関に供給される空気量を制御するバイパス流量制御弁
を設けることが好ましい。

更に、前記バイパス通路がバイパス流量制御弁を介した
空気をスワール流として機関に導入するよう構成すると
良い。

ここで、第１図に示すように、バイパス流量制御弁の開
度を制御することにより機関のアイドル回転速度を目標
回転速度にフィードバック制御するアイドル回転フィー
ドバック制御手段を設けて構成することができる。

また、前記第２スロットル弁の開度を制御することによ
り機関のアイドル回転速度を目標回転速度にフィードバ
ック制御する第２スロットル弁によるアイドル回転フィ
ードバック制御手段を設けて構成しても良い。

上記のようにバイパス流量制御弁又は第２スロットル弁
の開度を介してアイドル回転速度を目標回転速度にフィ
ードバック制御するに当たっては、機関回転速度の微分
値及び目標のアイドル回転速度に対する実際の機関回転
速度の偏差に基づいてバイパス流量制御弁又は第２スロ
ットル弁の開度を制御するよう構成することが好ましい
。

また、第２スロットル弁とバイパス流量制御弁との少な
くとも一方の開度を、アクセル操作に相関しない機関出
力トルクの変動要求に応じて制御する出力制御手段を設
けて構成することができる。

また、第２スロットル弁とバイパス流量制御弁との少な
くとも一方の開度を、機関回転速度の２階微分値のゼロ
を中心とした変動を抑制する方向に制御する回転変動抑
制手段を設けても良い。

更に、切欠きが設けられた第２スロットル弁、又は、ス
ワール流を機関に導入するよう構成されたバイパス通路
に介装されたバイパス流量制御弁０ の開度を制御することにより、スワール流の流量を機関
負荷の増大に応じて増大制御するスワール量制御手段を
設けると良い。

また、開度検出手段で検出される第１スロットル弁の開
度に対して吸入空気流量検出手段で検出される吸入空気
流量が所定以内でないときに第２スロットル弁の異常を
診断する第２スロットル弁診断手段を設けると良い。

また、前記第１スロツ］〜ル弁のハードウェア構成に代
えて、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル
踏み込み量検出手段と、このアクセル踏み込み量検出手
段により検出されたアクセルペダルの踏み込み量に基づ
いて前記第２スロットル弁の基本開度を制御するアクセ
ル要求第２スロットル制御手段と、を設けて構成するこ
ともできる。

〈作用〉 かかる構成の吸気装置によると、アクセル操作に連動し
て開閉する第１スロットル弁が吸気マニホールド上流に
備えられるのに対し、第２スロッ１ トル弁は吸気マニホールドの各吸気ポート部に介装され
てアクチュエータによって開度制御信号に応じて開閉駆
動されるから、この燃焼室の近くで吸入空気量を制御す
る第２スロツ）・ル弁を開閉制御すれば、機関の吸入空
気量を応答性良く制御できる。

このように第２スロットル弁は燃焼室近傍の吸気ポート
に介装されるから、該第２スロットル弁に切欠きを設け
、低負荷時にこの切欠きを介して空気を機関に導入させ
ることより、燃焼室内にスワールを発生させることがで
き、また、この場合には第２スロットル弁の開度を制御
することによって前記スワール量を機関負荷に応じて増
大させる制御も可能となる。

また、第２スロットル弁下流の吸気ポートそれぞれに大
気側から空気を導入するバイパス通路を連通接続させ、
このバイパス通路を介して低負荷時の空気を導入させる
こともでき、このバイパス通路の吸気ポート近傍位置に
燃料噴射弁を介装すれは、吸気ポートに比して絞られた
バイパス通路２ で流速が高められた空気流に燃料が噴射供給されること
になり、燃料の霧化性が向上する。

更に、前記バイパス通路を介して機関に供給される空気
量を制御するバイパス流量制御弁を設ければ、バイパス
通路からの空気をスワール流として機関に導入する際に
、該スワール量を前記バイパス流量制御弁によって機関
負荷に応じて制御することができると共に、バイパス流
量制御弁によってバイパス流量を制御してアイドル回転
速度を目標速度にフィードバック制御できる。

上記のようにバイパス流量制御弁を介してアイドル回転
速度をフィードバック制御する代わりに、または、同時
に、第２スロットル弁がアクチュエータによって開度制
御信号に応じて開閉駆動されるから、第２スロットル弁
の開度を制御してアイドル回転速度をフィードバック制
御することも可能である。

かかるバイパス流量制御弁又は第２スロットル弁の開度
によるアイドル回転速度のフィードバック制御では、弁
を通過した空気か吸気マニホールドのコレクタ部などの
膨張室を介さずに供給されるから、応答性良くアイドル
回転をフィードバック制御できる。

ここで、上記のようにバイパス流量制御弁又は第２スロ
ットル弁の開度を介してアイドル回転速度をフィードバ
ック制御するときには、目標アイドル回転速度に対する
実回転速度の偏差のみならず、実回転速度の微分値を用
いれば、アイドル時の機関回転速度の変動状態に見合っ
た開度制御を施して収束性を良好に維持できる。

また、アクセル操作に相関しない機関出力トルクの変動
要求、即ち、トラクションの回復や変速ショックの緩和
のための機関出力制御を、第２スロツＩ・ル弁やバイパ
ス流量制御弁の開度を制御することで行えば、応答性良
く機関出力を制御できる。同様に、回転変動抑制手段が
、機関回転速度の２階微分（１ｆｉのゼロを中心とした
変動を抑制する方向に第２スロットル弁やバイパス流量
制御弁の開度を制御すれば、機関回転速度の１階微分値
（加速度）を一定値に安定させて回転変動を抑止で３ ４ き、ここでも、応答性良く回転変動を抑止できる。

更に、第１スロットル弁の開度を検出する開度検出手段
で検出される第１スロッ１−ル弁の開度に対して、吸入
空気流量検出手段で検出される機関の吸入空気流量が所
定以内でないときに、第２スロットル弁診断手段は第２
スロットル弁の異常を診断し、アクチュエータで開閉駆
動される第２スロットル弁の開度が所望値に制御されて
いないことを診断する。

上記では、第２スロットル弁とは別に、アクセル操作に
連動して開閉する第１スロットル弁を、吸気マニホール
ド上流に備える構成としたが、第２スロットル弁の開度
をアクセルペダルの踏み込み量に基づいた基本開度に制
御するアクセル要求第２スロットル制御手段を設ければ
、第１スロットル弁を廃止し、第２スロットル弁を前記
第１スロットル弁と第２スロットル弁との両方の開度を
加味した開度に制御することになる。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

５ 一実施例を示す第２図において、４気筒内燃機関１には
エアクリーナ２．スロットルチャンバ３゜吸気マニホー
ルド４を介して空気が吸入され、各気筒の燃焼室からの
排ガスは排気マニホールド５を介して排出されるように
なっている。

前記スロットルチャンバ３には、アクセルペダル６に連
動して開閉するバタフライ式の第１スロットル弁７が介
装されており、この第１スロットル弁７には、その開度
ＴＶＯ１を検出するポテンショメータ式の開度検出手段
としての第１スロットルセンサ８が付設されている。

また、この第１スロットル弁７の上流側には、機関１の
吸入空気流量Ｑを検出する吸入空気流量検出手段として
のエアフローメータ９が設けられている。

前記吸気マニホールド４の各吸気ポート部４ａ〜４ｄそ
れぞれには、同一のスロットルシャフト１０回りに回転
して開閉するバタフライ式の第２スロットル弁１１ａ〜
ｌｉｄが介装されており、前記スロットルシャフト１０
の一端側に設けられたアクチ６ ュエータとしてのサーボモータ１２によってスロットル
シャフト１０を回転駆動することによって、第２スロッ
トル弁１１ａ〜ｌｉｄが所定開度に制御されるようにな
っている。前記スロットルシャフト１０の他端には、第
２スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄの開度ＴＶＯ２を検出す
るポテンショメータ式の第２スロットルセンサ１３が付
設されている。

尚、前記サーボモータ１２には、第２スロットル弁１１
ａ〜ｌｌｄを開方向に付勢するハネ機構が設け、サーボ
モータ１２が故障したときには、前記のハネ機構によっ
て第２スロットル弁１１ａ〜１１ｄが開かれるように構
成することが好ましい。

一方、前記第１スロットル弁７の上流で、かつ、エアフ
ローメータ９の下流側から分岐させたバイパス通路１４
が、途中で各気筒に対応して４つに分岐され、分岐後の
バイパス通路１４ａ〜１４ｄをそれぞれ各吸気ポート部
４ａ〜４ｄの第２スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄ下流側に
連通接続させており、バイパス通路１４によって第１ス
ロットル弁７及び第２スロットル弁川ａ〜１１（］をバ
バイスさせて大気側空気が直接にシリンダに導入される
ようになっている。

ここで、前記バイパス通路１４ａ−１４ｄから吸気ボー
ｈ４ａ〜４ｄ内に導入される空気が、燃焼室に対してス
ワール流となって供給されるように吸気ポート部４ａ〜
４ｄにおける開口方向や開口位置等を設定しである。

前記バイパス通路１４ａ〜１４ｄそれぞれの吸気ポート
近傍位置には、電磁式の燃料噴射弁１５ａ〜１５ｄが設
けられており、また、バイパス通路１４の分岐前の位置
にバイパス通路１４を介する供給空気量を制御する電磁
式のバイパス流量制御弁１６が設けられている。尚、上
記のように燃料噴射弁１５ａ〜１５ｄをバイパス通路１
４ａ〜１４ｄに設けることにより、吸気ポート部４ａ〜
４ｄに燃料噴射弁を設ける場合よりも、流速の高い空気
流中に燃料が噴射供給されて燃料の霧化性が向上するよ
うにしである。

各吸気ポート部４ａ〜４ｄ及びバイパス通路１４ａ〜１
４ｄを介して供給される空気は、各気筒毎に７ ８ ２つずつ設けられた吸気弁１７を介して燃焼室内に導入
され、排ガスはやはり各気筒毎に２つずつ設けられた排
気弁１８を介して排気マニホールド５に排出される。

排気マニホールド５の集合部には、排気中の酸素濃度を
介して機関吸入混合気の空燃比を検出するための酸素セ
ンサ１９が設けられており、機関への燃料供給制御にお
いて実際の空燃比を目標空燃比（理論空燃比）にフィー
ドバック制御する際にこの酸素センサ１９の検出信号が
用いられる。

また、図示しないカム軸にカムシャフト（クランク軸）
の回転角を検出するカムセンサ２０が設けられており、
各気筒のＴＤＣ位置毎の基準角度信号ＲＥＦを出力する
。

更に、前記第１スロットル弁７にアクセルペダル６の動
きを伝えるアクセルドラム部２１に、アクセルペダル６
を踏み込んでいない状態で第１スロットル弁７を所定開
度まで開けるための電磁弁２２が設けられており、かか
る電磁弁２２をＯＮさせてロンドを伸長させることによ
りアクセルドラム２１９ を所定だけ開方向に回動させることができるようにしで
ある。

上記のサーボモータ１２．バイパス流量制御弁１６゜燃
料噴射弁１５ａ〜１５ｄ、電磁弁２２は機関制御用のコ
ントロールユニット２３によって制御されるようになっ
ており、このコントロールユニット２３には前記第１ス
ロットルセンサ８．エアフローメータ９、第２スロット
ルセンサ１３．酸素センサ１９．カムセンサ２０等から
の検出信号が入力されるようになっている。

また、車両のスリップ状態を検出するために、前輪の回
転速度を検出する前輪回転速度センサ２４と、後輪（本
実施例における駆動輪）の回転速度を検出する後輪回転
速度センサ２５とが設けられており、これらのセンサか
らの検出信号は前記コントロールユニット２３に入力さ
れるようにしである。

一方、内燃機関１の出力軸には、トルクコンバータを介
して自動変速機（Ａ／Ｔ）２６が接続されており、この
自動変速機２６は専用のコントロールユニット２７で制
御されるようになっており、この０ コントロールユニット２７には、車速検出のために前記
後輪回転速度センサ２５からの検出信号が入力される他
、図示しないセレクトレバーに設けたインヒビタースイ
ッチからの変速レンジセレクト信号やアクセル操作りの
検出信号なとが入力されるようにしである。

尚、前記自動変速機２６用のコントロールユニット２７
と、機関制御用のコントロールユニット２３とは相互に
通信可能に構成しである。

ここで、コントロールユニット２７によって行われるサ
ーボモータ１２．バイパス流量制御弁１６．電磁弁２２
の制御内容を第３図〜第７図のフローチャートに基づい
て説明する。尚、本実施例において、アイドル回転フィ
ードバック制御手段、第２スロットル弁によるアイドル
回転フィードバック制御手段、出力制御手段１回転変動
抑制手段、スワール量制御手段、第２スロットル弁診断
手段としての機能は、前記第３図〜第７図のフローチャ
ートに示すようにソフトウェア的に備えられている。

まず、第３図のフローチャートに示すプログラムは、カ
ムセンサ２０から各気筒のＴＤＣ位置毎に出力される基
準角度信号ＲＥＦをトリガーとして実行されるものであ
り、まず、ステップ１　（図中ではＳｌとしである。以
下同様）では、前回の基準角度信号ＲＥＦから今回の基
準角度信号ＲＥＦまでの出力間隔として求められるＴＤ
Ｃ周期を時系列的に記憶させる処理を行う。

具体的には、最新に計測されたＴＤＣ周期をＴφにセッ
トし、本プログラム前回実行時にＴφにセットしたＴＤ
Ｃ周期を１回前のデータとしてＴ１にセットする。同様
にして、前回までのＴＤＣ周期データＴｌ、Ｔ２．Ｔ３
を更に１回古いデータとしてＴ２．Ｔ３．Ｔ４にセット
することにより、最新のＴＤＣ周期から４回前（機関２
回転前）のＴＤＣ周期までを設定する。

次のステップ２では、以下の式に従って機関の不規則な
運転状態の度合いを示す判別値ＬＵを、上記のＴＤＣ周
期を用いて演算する。

１ ２ 上記の判別値ＬＵの演算式において、分子はＴＤＣ周期
周期機関回転速度）の２階微分値であり、周期の変化に
おける加速度が一定であればゼロ付近に算出され、加速
度が増大変化しているときにはプラスの値として、また
、加速度が減少変化しているときにはマイナスの値とし
て算出される。

従って、（Ｔ２−Ｔ４）−（Ｔφ−Ｔ２）のゼロを中心
した変動を抑止する方向に機関出力を制御できれば、周
期Ｔ（機関回転速度）の加速度（ＴＤＣ周期の１階微分
値）を一定に保つことができ、引いては、サージを吸収
することができるので、後述するように前記判別値ＬＵ
に基づいて機関の吸入空気量を増減制御するようにしで
ある。

ここで、かかるＴＤＣ周期周期機階微分値を上記のよう
にＴＤＣ周期周期機乗値で除算すれば、判別値ＬＵが気
筒間の平均有効圧バラツキに相関する値となり、（Ｔ２
−Ｔ４）−（Ｔφ−Ｔ２）をゼロに近づける方向に吸入
空気量を制御するときに、判別値ＬＵに応じて制御量を
決定すれば、運転条件毎に制御量を可変設定させる必要
がなく、３ 制御を簡素化できる。

次に第４図のフローチャートに示すプログラムは、コン
トロールユニット２３において所定微小時間毎に実行さ
れるものであり、まず、ステップ１１では、前記第３図
のフローチャートで算出される判別値ＬＵを、ソフトウ
ェアで構成されるバンドパスフィルタを通過させること
により、車両の乗員が感じる所定周波数範囲（例えば１
〜１０Ｈｚ　）の成分のみを取り出してその値をＬＵｆ
にセットする。

ステップ１２では、前記ステップ１１で設定したＬＵｆ
に基づいてサージ吸収のための第２スロットル弁１１ａ
〜ｌｉｄの開度補正分ΔＳ１をマツプから検索して求め
る。

次のステップ１３では、同様にして、前記ステップ１１
で設定したＬＵｆに基づいてサージ吸収のためのバイパ
ス流量制御弁１６の開度補正分ΔＺ１をマツプから検索
して求める。

ここで、前記補正分ΔＳｌ、ΔＺ１は、いずれもＬＵｆ
がプラス（マイナス）であるときには、４ マイナス（プラス）の値として設定されるようにしてあ
り、これによって加速度が増大（減少）変化していると
きには吸入空気量を減少（増大）させる方向に制御され
、結果、機関回転速度の加速度が一定してサージが吸収
されるように吸入空気量を補正制御するようにしである
。即ち、車両の乗員に感じるような周波数で機関回転速
度の加速度が変化しているときには、これを吸収する方
向に第２スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄ及びバイパス流量
制御弁１６が第１スロットル弁７とは独立して制御され
るようになっている。

次のステップ１４では、第１スロットルセンサ８で検出
された第１スロットル弁７の開度ＴＶＯ１をセットし、
ステップ１５では第２スロットルセンサ１３で検出され
た第２スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄの開度ＴＶＯ２をセ
ットする。

そして、ステップ１６では、前記ステップ１４でセット
された第１スロットル弁７の開度ＴＶＯＬを、スロット
ルチャンバ３の開口面積（ホ）にマツプによって変換し
、かかる開口面積をＡｌ及びＭｌにそれぞれセットする
。

また、次のステップ１７では、同様にして前記ステップ
１５でセットされた第２スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄの
開度ＴＶＯ２を、各吸気ポート部４ａ〜４ｄの開口面積
（ｒｒｆ）にマツプによって変換し、かかる開口面積を
Ａ２及びＭ２にそれぞれセットする。

ステップ１８では、ステップ１６で求めた第１スロット
ル弁７の開口面積Ａ１に基づいて、第２スロットル弁１
１ａ〜ｌｉｄの基本開度Ｓφをマツプから検索して設定
する。ここで、第１スロットル弁７の開度が増大するに
従って第２スロットル弁１１ａ〜１１ｄの基本開度Ｓφ
も開かれるようにしである。

同様に、次のステップ１９では、ステップ１６で求めた
第１スロットル弁７の開口面積Ａ１に基づいて、バイパ
ス流量制御弁１６の基本開度Ｚφをマツプから検索して
設定する。ここで、開口面積ＡＩが大きいときほど基本
開度Ｚφが大きく設定され、バイパス通路１４を介した
空気は燃焼室内にスワールを発生させるから、機関負荷
の増大に応じてか５ ６ かるスワール量を増大させることになる。

ステップ２０では、第２スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄの
開度の減少補正分としてのΔＳφを、開口面積ＡＩから
開口面積Ａ２を減算した値に応じて設定する。ここで、
ΔＳφは、Ａ１とＡ２との差が小さいときほど大きな値
に設定されて第２スロットル弁１１ａ〜ｌｌｄの開度を
より絞るようにしてあり、これにより、開口面積ＡＩよ
りも開口面積Ａ２が小さくなるように制御させ、以て、
第２スロトル弁１１ａ〜ｌｌｄの開度制御によって吸入
空気量を応答性良く制御できるようにする。

ステップ２１では、同様に、バイパス流量制御弁１６０
開度の減少補正分としてのΔＺφを、開口面積ＡＩから
開口面積Ａ２を減算したイーに応じて設定する。ここで
も、前記ΔＺφは、Ａ１とＡ２との差が小さいときほど
大きな値に設定されて、第２スロットル弁１１ａ〜ｌｉ
ｄの開度と第１スロットル弁７の開度とが近いときほど
バイパス流量制御弁】６を絞るようにしである。

ステップ２２では、前輪回転速度センサ２４で検出７ された車両の前輪（従動輪）の回転速度をＶｆにセット
シ、次のステップ２３では後輪回転速度センサ２５で検
出された車両の後輪（駆動輪）の回転速度をＶｒにセッ
トする。

そして、ステップ２４では、ステップ２２．２３でセッ
トした前輪回転速度Ｖｆと後輪回転速度Ｖｒとの差の絶
対値に基づいて、第２スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄの開
度減少補正分としてのΔＳ２を設定する。１ｖｆ−Ｖｒ
１は、そのイ直が大きいときほど車両のスリップ状態を
示すものであるから、１Ｖｆ−Ｖｒｊが大きいときには
、吸入空気量を絞って機関出力を低下させ、車両のｌ・
ラクションを回復させる必要があるので、１Ｖｆ−Ｖｒ
ｌが大きいときはどΔＳ２は大きな値に設定されて、よ
り第２スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄを閉じるようにしで
ある。

次のステップ２５では、前記ΔＳ２と同様に、バイパス
流量制御弁１６をスリップ状態で絞るための開度減少補
正分ΔＺ２を、１ｖｆ−Ｖｒ１に基づいて設定する。上
記ステップ２２〜２５における制御８ か、１−ラクションコントロールのための第２スロット
ル弁１１ａ〜ｌｉｄ及びバイパス流量制御弁１６の開度
制御である。

ステップ２６では、自動変速機２６における変速動作中
であるか否かを判別し、変速中であるときにはステップ
２７へ進んで、変速中に機関出力を低下させて変速ショ
ックを和らげるための補正分であるΔＳ３．ΔＺ３にそ
れぞれ所定値をセットし、変速中においては前記所定値
分だけ第２スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄ及びバイパス流
量制御弁１６を絞って機関出力を低下させるようにする
。

ステップ２８では、アイドル回転速度を目標速度にフィ
ードバック制御する条件が揃っているか否かを判別する
。上記のフィードバック制御条件としては、例えば、第
１スロットル弁７が全閉付近の開度であって、かつ、自
動変速機２６がニュートラル状態であるか又は車速か所
定速度以下であるときとする。

アイドル制御条件が揃っているときには、実際の回転速
度を所定の目標アイドル回転速度にフィードバック制御
すべく、第２スロットル弁１１ａ〜１１’ｄ及びバイパ
ス流量制御弁１６の開度を増減制御するための補正分Δ
Ｓ４及びΔＺ４を、ステップ２９へ進んで設定する。

機関回転速度Ｎは前記ＴＤＣ周期から求めることかでき
、ステップ２９では、機関回転速度Ｎの１階微分値ΔＮ
（加速度）に応じた補正分ΔＳ４”ΔＺ４′と、目標速
度から実際の機関回転速度Ｎを減算した値に応じた補正
分ΔＳ　４　”　、　ΔＺ４゛とを設定し、これらの加
算値としてΔＳ４及びΔＺ４を設定する。

ここで、前記補正分ΔＳ４″、ΔＺ４’　は、ΔＮがプ
ラスの値であってアイドル回転速度が増大変化している
ときには、マイナスの値として設定され、アイドル回転
速度が安定する方向に制御され、また、前記補正分ΔＳ
４”、ΔＺ４°′は、目標回転速度−実回転速度がプラ
スであって、実回転が目標を下回っているときにプラス
の値に設定される。従って、補正分ΔＳ４゛、ΔＺ４”
によってアイドル回転速度を安定させる方向の補正が９ ０ 行われ、ΔＳ４″′、ΔＺ４″”によって実回転速度を
目標速度に近づける方向の補正が行われ、然も、回転速
度の変化（ΔＮ）が大きいときほど、また、目標に対す
る変化が大きいときほど大きな開度補正量が設定される
から、目標アイドル回転速度への収束性が良い。

ステップ２９で、アイドルフィードバック制御のための
ΔＳ４及びΔＺ４を設定すると、次のステップ３０では
、電磁弁２２をＯＮさせて第１スロットル弁７をアイド
ル判定される範囲内で僅かに開ける。このようにして、
第１スロットル弁７を僅かに開けるのは、第１スロット
ル弁７を介して空気を導入できるようにして、第２スロ
ットル弁１１．ａ〜ｌｌｄによりアイドル時の吸入空気
量を制御できるようにするためである。

一方、ステップ２８でアイドルフィードバック制御条件
が揃っていないと判別されたときには、ステップ３１へ
進み、アイドル回転速度のフィードバック制御のための
補正分である前記ΔＳ４及びΔＺ４にそれぞれゼロをセ
ットする。

３■ ステップ３２では、自動変速８２６におけるギヤ位置が
後退ギヤであるか否かを判別する。そして、ギヤが後退
ギヤであるときには、ステップ３３へ進み、バイパス流
量制御弁１６の最終的な開度制御値であるＺにゼロをセ
ットすることにより、バイパス流量制御弁１６を閉じて
バイパス通路１４を介しての空気導入を絶つ一方、第２
スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄの最終的な開度制′ａ値で
あるＳに所定値をセットして、第２スロットル弁１１ａ
〜Ｉｌｄが予め定められた所定開度に制御されるように
する。従って、後退時には、第１スロットル弁７を開い
ても第２スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄの開度で規制され
る以上には空気が機関１に供給されず、機関出力トルク
をダウンさせることになる。

ステップ３４では、上記ステップ３３で最終設定された
開度制御値Ｚ、Ｓに基づいてバイパス流量制御弁１６及
び第２スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄを制御すべく、バイ
パス流量制御弁１６及びサーボモータ１２に前記開度制
′ａ値Ｚ、Ｓに応じたデユーティ比の制御信号を送る。

２ 一方、ステップ３２で自動変速機２６におけるギヤ位置
が後退でないと判別されたときには、ステップ３５へ進
み、上記各ステップで各制御要求に応じて設定した基本
分・補正分の合計として最終的な開度制御値Ｚ、Ｓを以
下の式に従って演算する。

Ｚ４−Ｚφ十ΔＺ１−ΔＺ２−ΔＺ３＋ΔＺ４−ΔＺφ
５４−８φ＋ΔＳ１−ΔＳ２−ΔＳ３上ΔＳ４−ΔＳφ
ここで、Ｚφ、Ｓφは第１スロットル弁７の開度から決
定される基本分であり、ΔＺｌ、ΔＳ１はサージ吸収の
ためにＴＤＣ周期の２階微分値に基づいて設定された増
減補正分であり、また、ΔＺ２．　ΔＳ２はトラクショ
ンコントロールのために前後輪の回転差に基づいて設定
される減少補正分である。更に、ΔＺ３．ΔＳ３は、変
速中に機関出力トルクを低下させて変速ショックを防止
するための減少補正分であり、ΔＺ４．ΔＳ４はアイド
ル回転速度を目標速度にフィードバック制御するための
増減補正分であり、また、ΔＺφ、ΔＳφは第１スロッ
トル弁７による開口面積Ａ１と第２スロットル弁１１ａ
〜１１．ｄによる開口面積Ａ２とが近いときに、開度を
より絞ってバイパス流量制御弁１６及び第２スロットル
弁１１ａ〜ｌｉｄによる空気量の制御性を向上させるた
めの減少補正分である。

上記のように各制御要求から第２スロットル弁１１ａ〜
ｌｉｄ及びバイパス流量制御弁１６の開度が制御される
が、第２スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄは前述のように各
吸気ポート４ａ〜４ｄに設けられているから、この第２
スロットル弁１１ａ〜１１ｄの開閉によって応答性良く
吸入空気量（機関出力）を制御することができ、トラク
ションの回復や変速ショック緩和のための出力低下要求
などのアクセル操作に相関しない機関出力トルクの変動
要求に素早く対応でき制御性を向上できると共に、高周
波のサージ吸収のための出力制御が実行でき、空燃比の
リーン化や大量ＥＧＲ化によるサージの発生を出力制御
で抑止できる。

このようにして各制御要求からそれぞれに設定された開
度の合計として最終的な開度制御値Ｚ。

Ｓを設定すると、ステップ３６では、第２スロット３ ４ ル弁１１ａ〜ｌｉｄを全閉に制御したときの最小開口面
積に相当する所定値と、第１スロットル弁７による開口
面積Ａ１がセットされているＭｌとを比較し、Ｍｌが所
定値よりも小さいときには、ステップ３７う進んで開度
制御値Ｓにゼロをセットする。

これは、第２スロットル弁１１ａ〜１１ｄを全閉に制御
したときの開口面積よりも、第１スロットル弁７による
開口面積が小さいときには、第２スロットル弁１１ａ〜
ｌｉｄを全閉に制御しても、第１スロットル弁７を通過
した空気量を制御することができないためであり、この
ときには、バイパス流量制御弁１６ムこよってバイパス
Ｊ路１４を介して供給される空気量のみを制御する。

尚、上記のようにバイパス通路１４のみによって空気量
を増減制御する場合であっても、バイパス通路１４を介
した空気が吸気マニホールド４のコレクタに充填される
のではなく、直接吸気ポート部４ａ〜４ｄに供給される
から、吸気量制御の応答性が良く、アイドル回転速度の
回復速度などを確保できる。

５ 第５図のフローチャートに示すプログラムは、自動変速
機２６を制御するコントロールユニット２７において実
行処理されるものであり、ファイナルドライブから得ら
れる車速と機関回転速度とに基づいてギヤ位置及び変速
動作を検出する。

まず、ステップ４１では、車速ＶＳＰ／機関回転速度Ｎ
が後退ギヤのギヤ比に相当するか否かを判別し、後退ギ
ヤ相当であるときには、ステップ４２へ進んで機関制御
用のコントロールユニット２３に対して後退ギヤに変速
されていることを指示する。

コントロールユニット２３ではこの指示を受けて、前記
ステップ３２における判別を行う。

ステップ４１で後退ギヤ相当でないと判別されたときに
は、ステップ４３〜４６それぞれで１速ギヤ。

２速ギヤ、３速ギヤ、４速ギヤに相当する車速ＶＳＰ／
＠関回転速度Ｎであるかを判別し、車速■ＳＰ／機関回
転速度Ｎがどのギヤにも相当しない値であるときには、
ステップ４７へ進み、機関制御用のコントロールユニッ
ト２３に対して変速中であることを指示する。コントロ
ールユニット２３では、３に の指示器こ従って前記ステップ２６での判別を行う。

また、第６図のフローチャートに示すプログラムは、機
関制御用のコントロールユニット２３でバックグラウン
ド処理されるものであり、まず、ステップ５１では、前
後輪の回転差があるか否か、即ち、スリップ状態である
か否かを判別する。

そして、スリップが発生していない場合で、トラクショ
ンを回復させるための第２スロットル弁１１ａ−１ｉｄ
及びバイパス流量制御弁１Ｇによる出力低下制御が実行
されていないときには、ステップ５２へ進む。

ステップ５２では、第１スロットル弁７による開口面積
ＡＩで得られる吸入空気流量ＱＬをマツプから検索して
求める。尚、ここでＡ１を変換して求められる吸入空気
流量ＱＬは、実際に得られる予測される吸入空気流量よ
りも充分に小さくしである。

次のステップ５３では、前記吸入空気流量ＱＬとエアフ
ローメータ９で検出された実際の吸入空気流量Ｑとを比
較し、実際の吸入空気流量Ｑが予測量Ｑ　Ｌよりも所定
以上に少ないときには、ステップ５４へ進んで第２スロ
ットル弁１１ａ〜ｌｉｄの異常を、例えばダッシュパネ
ル等に表示させる。

即ち、トラクションコントロールにおいては、第１スロ
ットル弁７で得られる出力を大幅に低下させる制御を行
うために、第１スロットル弁７の開度から予測される吸
入空気量に対して実際に吸入される空気量が大幅に低下
する場合があるが、トラクションコントロールを行って
いないときには、トラクションコントロール時はどに大
きく吸入空気量を絞ることがないので、この状態で第１
スロットル弁７の開度に対して実際に得られている吸入
空気流量Ｑが大幅に少ないときには、第２スロットル弁
１１ａ〜ｌｉｄが所望開度よりも小さい開度で固着した
場合などの異常状態が予測されるものである。

尚、前記ステップ５３で予測吸入空気流ｆｆ１ＱＬと予
測される実際の吸入空気流量Ｑは、第７図のフローチャ
ー１・に示すプログラムで設定されたものであり、この
微小時間毎に実行されるプログラム７ では、まず、エアフローメータ９から吸入空気流量Ｑに
応じて出力される電圧信号をＡ／Ｄ変換して読み込み（
ステップ６１）、次にこのＡ／Ｄ変換値をマツプを用い
て吸入空気流量Ｑに変換している（ステップ６２）。

上記実施例において、第２スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄ
に切欠きを設け、第２スロットル弁１１８〜１１ｄによ
って吸気ポート部の開口面積を絞っているときに、前記
切欠きがら空気を導入することでスワールを発生させる
ようにしても良く、第１スロットル弁７の開動作に応じ
て第２スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄを開くことで、スワ
ール量を機関負荷の増大に応じて増大制御で−きる。但
し、この場合、第２スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄを全閉
に制御しても所望のトラクションコントロールを果たす
ことができなくなる場合がある。

また、本実施例では、第１スロットル弁７を吸気マニホ
ールド４の上流に備えて構成したが、アクセルペダル６
の踏み込み量を検出するアクセル踏み込み量検出手段と
してのアクセルセンサ３０を９ 設ける一方、コントロールユニット２３にアクセル要求
第２スロットル制御手段としての機能を持たせ、前記ア
クセルセンサ３０で検出されたアクセルペダル６の踏み
込み量に基づいて第２スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄの基
本開度を決定するよう構成しても良く、この場合、第１
スロットル弁７は不要となる。但し、フェイルセーフの
点からは、第２図に示すような第１スロットル弁７と第
２スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄとからなる構成が望まし
い。

更に、本実施例では、第２スロットル弁１１ａ〜ｌｉｄ
とバイパス流量制御弁１６との両方から、出力制御要求
に対応するようにしたが、例えばアイドル回転について
はバイパス流量制御弁１６のみで行って、トラクション
コントロールについては第２スロットル弁１１ａ〜ｌｉ
ｄのみで行うなどして、制御要求毎に第２スロットル弁
１１ａ〜Ｉｌｄとバイパス流量制御弁１６とのいずれか
一方のみを制御するようにしても良い。

また、本実施例は４気筒内燃機関であるが、気筒数を限
定するものでないことは明らかである。

０ 〈発明の効果） 以上説明したように本発明によると、アクセル操作に相
関しない機関出力制御要求に応答性良く対応できるよう
になるので、サージ吸収制御やトラクションコントロー
ル、更に、アイドル回転速度制御などの制御応答性が改
善され、特に、サージ吸収制御の改善によってよりサー
ジの発生し易い空燃比条件などでの運転が可能になり、
燃費向上を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム概略図、第３図〜第７図は
それぞれ同上実施例における制御内容を示すフローチャ
ートである。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクセル操作に連動して開閉する第１スロットル
   弁を吸気マニホールド上流に備える一方、前記吸気マニ
   ホールドの各吸気ポート部に開度制御信号に応じてアク
   チュエータで開閉駆動される第２スロットル弁をそれぞ
   れ介装して構成された内燃機関の吸気装置。
2. （２）前記第２スロットル弁にスワール発生用の切欠き
   を設けたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸
   気装置。
3. （３）前記第２スロットル弁下流の吸気ポートそれぞれ
   に大気側から空気を導入するバイパス通路を連通接続さ
   せたことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載
   の内燃機関の吸気装置。
4. （４）前記バイパス通路の吸気ポート近傍位置に燃料噴
   射弁を介装したことを特徴とする請求項３記載の内燃機
   関の吸気装置。
5. （５）前記バイパス通路に該バイパス通路を介して機関
   に供給される空気量を制御するバイパス流量制御弁を設
   けたことを特徴とする請求項３又は４のいずれかに記載
   の内燃機関の吸気装置。
6. （６）前記バイパス通路がバイパス流量制御弁を介した
   空気をスワール流として機関に導入するよう構成された
   ことを特徴とする請求項５記載の内燃機関の吸気装置。
7. （７）前記バイパス流量制御弁の開度を制御することに
   より機関のアイドル回転速度を目標回転速度にフィード
   バック制御するアイドル回転フィードバック制御手段を
   設けたことを特徴とする請求項５又は６のいずれかに記
   載の内燃機関の吸気装置。
8. （８）前記第２スロットル弁の開度を制御することによ
   り機関のアイドル回転速度を目標回転速度にフィードバ
   ック制御する第２スロットル弁によるアイドル回転フィ
   ードバック制御手段を設けたことを特徴とする請求項１
   、２、３、４、５、６又は７のいずれかに記載の内燃機
   関の吸気装置。
9. （９）前記アイドル回転フィードバック制御手段又は第
   ２スロットル弁によるアイドル回転フィードバック制御
   手段が、機関回転速度の微分値及び目標のアイドル回転
   速度に対する実際の機関回転速度の偏差に基づいてバイ
   パス流量制御弁又は第２スロットル弁の開度を制御する
   よう構成したことを特徴とする請求項７又は８のいずれ
   かに記載の内燃機関の吸気装置。
10. （１０）前記第２スロットル弁とバイパス流量制御弁と
    の少なくとも一方の開度をアクセル操作に相関しない機
    関出力トルクの変動要求に応じて制御する出力制御手段
    を設けたことを特徴とする請求項５、６、７、８又は９
    のいずれかに記載の内燃機関の吸気装置。
11. （１１）前記第２スロットル弁とバイパス流量制御弁と
    の少なくとも一方の開度を機関回転速度の２階微分値の
    ゼロを中心とした変動を抑制する方向に制御する回転変
    動抑制手段を設けたことを特徴とする請求項５、６、７
    、８、９又は１０のいずれかに記載の内燃機関の吸気装
    置。
12. （１２）第２スロットル弁又はバイパス流量制御弁の開
    度を制御することによりスワール流の流量を機関負荷の
    増大に応じて増大制御するスワール量制御手段を設けた
    ことを特徴とする請求項２又は６のいずれかに記載の内
    燃機関の吸気装置。
13. （１３）前記第１スロットル弁の開度を検出する開度検
    出手段と、 機関の吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と
    、 前記開度検出手段で検出される第１スロットル弁の開度
    に対して前記吸入空気流量検出手段で検出される吸入空
    気流量が所定以内でないときに第２スロットル弁の異常
    を診断する第２スロットル弁診断手段と、 を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、
    ６、７、８、９、１０、１１又は１２のいずれかに記載
    の内燃機関の吸気装置。
14. （１４）前記第１スロットル弁に代えて、アクセルペダ
    ルの踏み込み量を検出するアクセル踏み込み量検出手段
    と、該アクセル踏み込み量検出手段により検出されたア
    クセルペダルの踏み込み量に基づいて前記第２スロット
    ル弁の基本開度を制御するアクセル要求第２スロットル
    制御手段と、を設けたことを特徴とする請求項１、２、
    ３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２のい
    ずれかに記載の内燃機関の吸気装置。