(57)【要約】    【課題】  電子制御式スロットルの開度がデフォルト開度で停滞することにより、トルク応答性が悪化することを回避する。    【解決手段】  第１，第２電子制御式スロットルを並列に設け、低開口面積領域では第１電子制御式スロットルの開度のみを変化させ、中・高開口面積領域になってから第２電子制御式スロットルを開き始める。第２電子制御式スロットルにはデフォルト開度が設定され、このデフォルト開度で開度変化が停滞すると、代わりに第１電子制御スロットルの開度を増大補正し、前記停滞によるトルク応答性の悪化を回避する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
個別に駆動制御可能な電子制御式スロットルを並列に２つ備えると共に、一方の電子制御式スロットルにのみ、中間開度であるデフォルト開度を設定したことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
個別に駆動制御可能な電子制御式スロットルを並列に２つ備え、一方の電子制御式スロットルの開度が、中間開度であるデフォルト開度を通過するときに、他方の電子制御式スロットルの開度を変化させて要求の開口面積変化を得ることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
前記他方の電子制御式スロットルを低開口面積領域で使用し、前記一方の電子制御式スロットルを中・高開口面積領域で使用することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
前記一方の電子制御式スロットルにのみデフォルト開度が設定されることを特徴とする請求項２又は３記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項５】
前記２つの電子制御式スロットルそれぞれに、要求のデフォルト開口面積を分担するデフォルト開度を設定したことを特徴とする請求項２又は３記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項６】
前記他方の電子制御式スロットルの開度を、デフォルト開度を含まない開度領域で変化させることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項７】
前記デフォルト開度が、アイドル時の要求開口面積に相当する開度より低く設定されることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項８】
前記一方の電子制御式スロットルの開度がデフォルト開度を通過するときに、前記一方の電子制御式スロットルにおける要求開度に対する実開度の不足分を検出し、該不足分だけ前記他方の電子制御式スロットルの開度を補正することを特徴とする請求項２〜６のいずれか１つに記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御式スロットルによって吸入空気量を制御する内燃機関の吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、２つの吸気通路をそれぞれ独立して気筒に接続させると共に、各吸気通路に電気的に制御可能なスロットル弁を配置した構造において、運転状態を検出するセンサ若しくは制御手段に故障が発生すると、一方のスロットル弁をデフォルト開度に、他方のスロットル弁を全閉に作動させる制御装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１０６３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、電子制御式スロットルのデフォルト開度は、スロットル弁を閉弁方向に付勢するリターンスプリングと、スロットル弁を開弁方向に付勢するアシストスプリングとの釣り合いにより所定の中間開度に設定される。
このため、デフォルト開度を通過させて開度を増大させる場合には、デフォルト開度においてスロットルアクチュエータ（モータ）の出力トルクがバネの反力を超えるようにならないとスロットル開度が動き出さず、デフォルト開度付近でスロットル開度が停滞してしまい、トルク応答性を損ねてしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、デフォルト開度付近でのスロットル開度の停滞によりトルク応答性が悪化することを回避できる内燃機関の吸気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのため、本発明に係る内燃機関の吸気装置は、個別に駆動制御可能な電子制御式スロットルを並列に２つ備え、これら２つの電子制御式スロットルの一方にのみ、中間開度であるデフォルト開度を設定したことを特徴とする。
また、本発明に係る内燃機関の吸気装置では、個別に駆動制御可能な電子制御式スロットルを並列に２つ備え、一方の電子制御式スロットルの開度が、中間開度であるデフォルト開度を通過するときに、他方の電子制御式スロットルの開度を変化させて要求の開口面積変化を得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
上記構成によると、一方の電子制御式スロットルにのみデフォルト開度を設定し、他方の電子制御式スロットルについてはデフォルト開度の設定がないから、一方がデフォルト開度付近で停滞しても、他方は、そのときの開度域に関わらず高い応答で変化させることができ、また、一方に中間開度であるデフォルト開度が設定されていることで、故障時に最小開口面積を確保することができる。
【０００７】
また、一方の電子制御式スロットルの開度がデフォルト開度付近に停滞して、要求の開口面積変化が得られないときに、他方の電子制御式スロットルの開度を補正して、前記停滞による開口面積変化の鈍りを補償することができ、デフォルト開度に停滞することによるトルク応答性の悪化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、実施形態における車両用内燃機関の構成を示す。
図１に示す車両用内燃機関１において、エアクリーナ２の下流側で吸気ダクト３が２つ３ａ，３ｂに分岐し、各分岐ダクト３ａ，３ｂは吸気コレクタ４の上流側で合流する。
前記吸気ダクト４からは、吸気マニホールド５を介して各気筒に吸気が分配される。
【０００９】
前記内燃機関１の出力軸は、トルクコンバータ６を介して自動変速機７に接続され、自動変速機７の出力軸によって車両の駆動輪８が回転駆動される。
前記分岐ダクト３ａには、第１電子制御式スロットル９ａが介装され、前記分岐ダクト３ｂには、第２電子制御式スロットル９ｂが介装される。
前記第１，第２電子制御式スロットル９ａ，９ｂは、それぞれ、バタフライ式のスロットル弁９１と、該スロットル弁９１を開閉駆動するスロットルアクチュエータ（モータ）９２とを備えた装置であり、前記各モータ９２を個別の制御信号に基づき作動させることで、各スロットル弁９１の開度を相互に独立して制御できるようになっている。
【００１０】
前記第１，第２電子制御式スロットル９ａ，９ｂは、マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０によって個別に制御される。
前記エンジンコントロールユニット２０には、アクセルペダル１１０の踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ１１からのアクセル信号、クランク軸の回転角を検出するクランク角センサ１２からのクランク角信号、車速を検出する車速センサ１３からの車速信号、前記第１，第２電子制御式スロットル９ａ，９ｂの開度を検出する第１，第２スロットルポジションセンサ１０ａ，１０ｂからのスロットル開度信号が入力される一方、前記トルクコンバータ６のタービン回転速度を検出するタービンセンサ１４からのタービン回転信号が、変速機コントロールユニット３０を介して入力される。
【００１１】
前記変速機コントロールユニット３０は、マイクロコンピュータを内蔵し、前記自動変速機７における変速段を、図示省略したシフトソレノイドの制御によって設定する。
ここで、前記エンジンコントロールユニット２０による第１，第２電子制御式スロットル９ａ，９ｂの制御を、図２及び図３のフローチャートに従って詳細に説明する。
図２のフローチャートは、電子制御式スロットルの制御のメインルーチンを示す。
【００１２】
まず、ステップＳ１では、アクセル開度等から要求トルクを演算し、更に、前記要求トルクに対応する目標のスロットル開口面積を算出する。
次のステップＳ２では、前記ステップＳ１で算出した目標のスロットル開口面積が予め記憶された閾値以下であるか否かを判別する。
そして、目標のスロットル開口面積が前記閾値以下である低開口面積領域では、ステップＳ３へ進み、第２電子制御式スロットル９ｂを全閉に保持しつつ第１電子制御式スロットル９ａのみを開制御して前記目標のスロットル開口面積を得るようにする。
【００１３】
一方、ステップＳ２で、目標のスロットル開口面積が前記閾値を越える中・高開口面積領域であると判断されると、ステップＳ４へ進み、第１電子制御式スロットル９ａの開口面積と第２電子制御式スロットル９ｂの開口面積との総和として、前記目標のスロットル開口面積を得るスロットル協調制御を行う。
尚、前記第１，第２電子制御式スロットル９ａ，９ｂの開度制御においては、それぞれに目標開度を設定し、前記第１，第２スロットルポジションセンサ１０ａ，１０ｂで検出される実際の開度が前記目標開度になるようにスロットルアクチュエータ９２をフィードバック制御する。
【００１４】
前記ステップＳ４におけるスロットル協調制御の詳細は、図３のフローチャートに示してある。
図３のフローチャートにおいて、ステップＳ４１では、前記目標のスロットル開口面積を第１，第２電子制御式スロットル９ａ，９ｂに分配して、各電子制御式スロットル９ａ，９ｂにおける目標開口面積を設定する。
【００１５】
前記目標のスロットル開口面積の分配は、図４に示すように、前記目標のスロットル開口面積が前記閾値と前記閾値よりも大きい高開度境界値との間では、第１電子制御式スロットル９ａの開度を前記閾値相当値に固定しておいて、第２電子制御式スロットル９ｂの開度を目標のスロットル開口面積に対する不足分だけ増大させる。
そして、前記高開度境界値を越える領域では、第１，第２電子制御式スロットル９ａ，９ｂ双方の開度を同時に変化させて目標のスロットル開口面積が得られるようにし、最終的には第１，第２電子制御式スロットル９ａ，９ｂ双方を全開にして最大の目標スロットル開口面積（アクセル全開相当値）が得られるようにする。
【００１６】
ステップＳ４２では、第２電子制御式スロットル９ｂに対する要求の開度が、デフォルト開度よりも低開度側から前記デフォルト開度を横切って増大変化する状態であるか否かを判断する。
前記第２電子制御式スロットル９ｂには、スロットル弁を閉弁方向に付勢するリターンスプリング（弾性体）と、スロットル弁を開弁方向に付勢するアシストスプリング（弾性体）との釣り合いにより、中間開度であるデフォルト開度が設定されている。
【００１７】
一方、前記第２電子制御式スロットル９ｂは、前記目標のスロットル開口面積が前記閾値を越えるまでは全閉に保持されるため、前記目標のスロットル開口面積が前記閾値を越えて増大変化して前記第２電子制御式スロットル９ｂに対する要求開度が増大すると、前記デフォルト開度を横切ることになる。
しかし、デフォルト開度付近では、スロットルアクチュエータ（モータ）９２の出力トルクがバネの反力を超えるようにならないとスロットル開度が動き出さず、要求開度は増えているのに実際にはデフォルト開度付近でスロットル開度が停滞することになる。
【００１８】
上記ステップＳ４２では、上述した第２電子制御式スロットル９ｂの開度停滞が発生する条件であるか否かを判別するものである。
尚、アクセルの閉操作に伴って、第２電子制御式スロットル９ｂの開度がデフォルト開度を上回る開度からデフォルト開度を横切るときには開度の停滞が殆どないので、前記ステップＳ４２では、デフォルト開度よりも低開度側から前記デフォルト開度を横切るか否かを判断する。
【００１９】
ステップＳ４２で、第２電子制御式スロットル９ｂの開度が前記デフォルト開度を横切って増大変化する条件ではないと判断されたときには、ステップＳ４３へ進んで、ステップＳ４１での分配結果をそのまま目標として、第１，第２電子制御式スロットル９ａ，９ｂの開度を制御する。
一方、第２電子制御式スロットル９ｂの開度が前記デフォルト開度を横切って増大変化する条件であると判断されると、ステップＳ４４へ進む。
【００２０】
ステップＳ４４では、第２スロットルポジションセンサ１０ｂの検出結果から、第２電子制御式スロットル９ｂの開度が停滞している状態、即ち、要求の開度に対する実開度の偏差（不足分）を検出する。
次のステップＳ４５では、前記要求の開度に対する実開度の不足分だけ、第１電子制御式スロットル９ａの開度を増大補正する。
【００２１】
前記第２スロットルポジションセンサ１０ｂの要求開度がデフォルト開度付近であるときに、通常は前記第１電子制御式スロットル９ａの開度は固定されるが、ステップＳ４５へ進んだときには、第２電子制御式スロットル９ｂの開度がデフォルト開度で停滞していて要求の開口面積の増大変化を得られない分だけ第１電子制御式スロットル９ａの開度を増大変化させる。
【００２２】
ステップＳ４６では、第２電子制御式スロットル９ｂの開度がデフォルト開度を超えて動き出したか否かを判別する。
第２電子制御式スロットル９ｂが動き出したことが判断されると、第１電子制御式スロットル９ａの開度の補正は不要になるので、ステップＳ４７へ進み、第１電子制御式スロットル９ａの開度の補正を段階的に減らし、通常の開度に移行させる。
【００２３】
ここで、前記第１，第２電子制御式スロットル９ａ，９ｂの双方にデフォルト開度が設定される場合には、図５に示すように、単独の電子制御式スロットルに要求されるデフォルト開口面積を、各電子制御式スロットル９ａ，９ｂのデフォルト開度で分担すればよいことになる。
本実施形態において、第１，第２電子制御式スロットル９ａ，９ｂ双方のデフォルト開度は、単独でアイドル開口面積を得るためのアイドル開度よりも低い開度に設定し、双方がデフォルト開度に作動したときに、合計の開口面積が前記アイドル開口面積若しくはアイドル開口面積を若干上回る程度になるようにしてある。
【００２４】
本実施形態では、アイドル運転は第１電子制御式スロットル９ａのみを開制御するから、第１電子制御式スロットル９ａを、デフォルト開度を超える開度に制御してアイドル運転を成立させることになり、第１電子制御式スロットル９ａは、デフォルト開度を含まない開度領域で開度変化させることになる。
従って、アイドル運転から目標のスロットル開口面積が前記閾値を越えるまでの間は、第１電子制御式スロットル９ａの開度を、デフォルト開度を超える領域で変化させることになり、デフォルト開度での停滞を発生させることなく、アクセルの動きに対してスロットル開度（トルク）を応答よく変化させることができる（図４，図６参照）。
【００２５】
前記目標のスロットル開口面積が前記閾値を越えると、第２電子制御式スロットル９ｂを全閉から開き始めることで要求の開口面積を得るようにするが、デフォルト開度よりも低い開度から開き始めることで、第２電子制御式スロットル９ｂの開度はデフォルト開度付近で停滞することになる。
しかし、前述のように、デフォルト開度を大きく上回る開度に保持されている第１電子制御式スロットル９ａの開度を、第２電子制御式スロットル９ｂの開度不足分だけ応答良く開度変化させることで、第２電子制御式スロットル９ｂの開度がデフォルト開度付近で停滞している状態であっても、代わりに第１電子制御式スロットル９ａの開度を開口面積の増大要求に対して応答良く変化させて、アクセルの踏み込みに対して応答良くトルクを変化させることができる。
【００２６】
また、第１，第２電子制御式スロットル９ａ，９ｂ双方に設定したデフォルト開度により、低負荷運転に必要なスロットル開口面積（デフォルト開口面積）が確保されるから、故障時に最小限の運転性を維持できる。
ここで、第２電子制御式スロットル９ｂ側にのみデフォルト開度を設定させ、第１電子制御式スロットル９ａ側にデフォルト開度を設定しない構成とすることができる。
【００２７】
第２電子制御式スロットル９ｂ側にのみデフォルト開度を設定させる場合には、第２電子制御式スロットル９ｂのみで最小限の運転性を維持できる開口面積を確保する必要があるので、単独の電子制御式スロットルを用いる場合と同等のデフォルト開度が要求されることになる（図５参照）。
但し、この場合も、アイドルから目標のスロットル開口面積が前記閾値を越えるまでの間、第１電子制御式スロットル９ａはデフォルト開度による停滞を生じることなく応答良く開度変化する一方、目標のスロットル開口面積が前記閾値を越える領域で第２電子制御式スロットル９ｂがデフォルト開度を横切るときには、開度の不足分を第１電子制御式スロットル９ａで応答良く補って、トルクの応答性を維持できる（図７参照）。
【００２８】
従って、デフォルト開度を第２電子制御式スロットル９ｂ側にのみ設定させる場合と、第１，第２電子制御式スロットル９ａ，９ｂの双方に設定させる場合とでは、トルクの応答性及びデフォルト開口面積の確保の点で変わるところがない。
尚、低開口面積領域で使用する第１電子制御式スロットル９ａのバルブ径を、中・高開口面積領域で使用する第２電子制御式スロットル９ｂのバルブ径よりも小さく設定するなど、第１電子制御式スロットル９ａと第２電子制御式スロットル９ｂとの仕様を異ならせることができる。
【００２９】
更に、第２電子制御式スロットル９ａの開度を中・高開口面積領域で増大変化させるときに、同時進行で第１電子制御式スロットル９ｂの開度を増大変化させ、第２電子制御式スロットル９ｂがデフォルト開度に停滞したときに、第１電子制御式スロットル９ａの開度を通常の増大変化を超えてより増大補正する構成とすることができる。
また、第２電子制御式スロットル９ｂのデフォルト開度付近での停滞特性を、例えば無駄時間として予め記憶しておき、該無駄時間において第１電子制御式スロットル９ａの開度を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態における車両用内燃機関のシステム図。
【図２】実施形態における電子制御式スロットルの制御のメインルーチンを示すフローチャート。
【図３】実施形態における電子制御式スロットルの協調制御の詳細を示すフローチャート。
【図４】実施形態におけるアクセル開度に対する第１，第２電子制御式スロットルの開度変化の様子を示すタイムチャート。
【図５】実施形態における第１，第２電子制御式スロットルのデフォルト開度の特性を説明するための線図。
【図６】実施形態において第１，第２電子制御式スロットルの双方にデフォルト開度が設定される場合の開度変化特性を示すタイムチャート。
【図７】実施形態において第２電子制御式スロットルのみにデフォルト開度が設定される場合の開度変化特性を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００３１】
１…内燃機関、３…吸気ダクト、３ａ，３ｂ…分岐ダクト、４…吸気コレクタ、５…吸気マニホールド、６…トルクコンバータ、７…自動変速機、８…駆動輪、９ａ…第１電子制御式スロットル、９ｂ…第２電子制御式スロットル、１０ａ…第１スロットルポジションセンサ、１０…第２スロットルポジションセンサ、１１…アクセルポジションセンサ、１２…クランク角センサ、１３…車速センサ、１４…タービンセンサ、２０…エンジンコントロールユニット、３０…変速機コントロールユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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