JPH01163429A - 多気筒内燃機関の吸気制御装置 - 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 この発明は、気筒毎に独立して設けられた吸気分岐通路
の夫々に気筒別スロットル弁が配設されてなる多気筒内
燃機関の吸気制御装置の改良に関する。

従来の技術 多気筒内燃機関の吸気制御装置の一種として、従来から
各気筒毎に気筒別スロットル弁を設け、この複数の気筒
別スロｙトル弁を一斉に開閉操作するように構成したも
のが知れらている。

第４図は、例えば実開昭６１−１４０１４１号公報に記
載された吸気制御装置を示しており、内燃機関のシリン
ダヘッド３１に対し、気筒毎に吸気分岐通路３２が分離
独立して設けられているとともに、その夫々に、気筒別
スロットル弁３３が介装されている。なお、各吸気分岐
通路３２の上流部にはエアクリーナ３４が装着されてお
り、かつ下流のシリンダヘッド３１近傍位置には、夫々
燃料噴射弁３５が配設されている。上記気筒別スロット
ル弁３３は、円板形のバタフライバルブからなるもので
、各弁軸３６がスロットルレバー３７およびスロットル
リンク３８からなるリンク機構を介してアクセルワイヤ
３９に連繋しており、このアクセルワイヤ３９に従動し
て一斉に開閉操作される構成となっている。

すなわち、機関のアイドル時には、各気箇別スロットル
弁３３が略全閉状態となり、僅かに残る間隙を通して各
気筒の吸入空気量をそれぞれ所定のアイドル流量に規制
するのである。

発明が解決しようとする問題点 ところで、上記気筒別スロットル弁３３として用いられ
ているバタフライバルブにあっては、その開度（回転角
）と有効開口面積との関係を示した第５図から明らかな
ように、開き始めつまり開度が小さい領域での開口面積
増加率が著しく大きいという特徴がある。

従って、上記従来のように複数の気筒別スロットル弁３
３を具備した場合に、特にアイドル時のようにその開度
が小さい領域では、各気筒別スロットル弁３３の有効開
口面積のばらつきが大きくなり易く、各気筒間で空燃比
のアンバランスもしくは空気量のアンバランスを生じて
機関の安定性が悪化するという不具合がある。

また、各吸気分岐通路３２に気筒別スロットル弁３３を
バイパスするバイパス通路を設けるとともに、夫々に調
整ねじを設けて、そのバイパス流量を調節することによ
り、各気筒の吸気流量を均一化することも考えられるが
、各気筒の排気量がそれほど太き（ない小排気量機関で
は、気筒別スロットル弁３３の最小開度における漏れ流
量自体がアイドル流量に近いものとなっているので、こ
れにバイパス流量を上乗せすると、アイドル回転数が非
常に高い値となってしまう。なお、バタフライバルブに
おける最小流量は、弁体の噛み込みを防止するために、
極端に小さくすることは不可能である。

問題点を解決するための手段 そこで、この発明は、機関アイドル時の吸気流量を集合
部上流側で規制するようにしたものである。すなわち、
この発明に係る多気筒内燃機関の吸気制御装置は、気筒
毎に独立して設けられた吸気分岐通路の夫々に配設され
、かつ一斉に開閉操作される気筒別スロットル弁と、上
記吸気分岐通路上流の集合部より上流側に設けられた制
御弁と、機関のアイドル状態を検出するアイドル状態検
出手段と、このアイドル状態検出手段の信号に基づきア
イドル時に上記制御弁を所定の最小開度まで閉じる駆動
手段とを備えて構成されている。

作用 内燃機関が非アイドル状態にある場合には、上記制御弁
は通常全開状態に保たれ、これより下流側の気筒別スロ
ットル弁によって各気筒の吸気量が制御される。

一方、機関アイドル時には、上記制御弁が所定の最小開
度となり、ここを通過する流量が微小流量に絞られる。

このとき、各気筒別スロットル弁も同様に最小開度にあ
るが、上記制御弁が閉じる結果、各気筒別スロットル弁
の上下圧力差は非常に小さくなり、各気筒別スロットル
弁の有効開口面積のばらつきが各気筒の吸気量に与える
影響は著しく減少する。　　　　゛ また、各気筒別スロ７）ル弁の有効開口面積のばらつき
を、気筒別スロットル弁をバイパスするバイパス流量に
よって補正する場合でも、機関全体の吸気量が上記制御
弁によって抑制されるので、アイドル回転数は低く保た
れる。

実施例 第１図および第２図は、この発明に係る多気筒内燃機関
の吸気制御装置の一実施例を示している。

この実施例は、直列４気筒機関の例であり、シリンダへ
ラド１に各気筒毎に形成された吸気ボート２に、夫々吸
気分岐通路３が接続されている。

この吸気分岐通路３は、各気筒毎に互いに分離独立して
おり、かつその上流端は、十分な容積を有する集合部４
に接続されている。上記集合部４は、図示せぬエアクリ
ーナと一本の主吸気通路５を介して接続されている。な
お、機関の吸入空気量を計測するエアフロメータは、上
記主吸気通路５の上流側に配設されている。

上記吸気分岐通路３には、夫々バタフライバルブ型の気
筒別スロットル弁６が配設されている。

この４個の気筒別スロットル弁６は、共通の弁軸７に同
前されており、弁軸７一端のスロットルドラム８が図示
せぬアクセルワイヤに連繋して回動すると、一斉に開閉
する構成となっている。また、上記気筒別スロットル弁
６をバイパスして該気筒別スロットル弁６上流側と下流
側とを連通ずるバイパス通路９が、各吸気分岐通路３に
夫々設けられているとともに、このバイパス通路９の夫
々に、そのバイパス流量を調整するための調整ねじ１０
が設けられている。前述したよう！こ、バタフライバル
ブからなる気筒別スロットル弁６は、その開度が小さい
領域では有効開口面積が不均一となり易いのであるが、
上記バイパス通路９を通したバイパス流量を適宜調整す
ることで、各気筒の吸気量を均一に初期設定することが
できる。

また１１は、上記集合部４から導出された補助空気通路
セあって、その先端は各吸気分岐通路３の気筒別スロッ
トル弁６下流側に夫々連通している。そして、上記補助
空気通路１１の通路中に、駆動パルス信号のＯＮデユー
ティ比によって流量制御可能な電磁弁からなる補助空気
制御弁１２が介装されている。上記補助空気制御弁１２
は、第２図に示すように、デジタルマイクロコンピュー
タからなるコントロールユニット１３によって制御され
る。すなわち、気筒別スロットル弁６をバイパスして導
入される補助空気量を適宜に制御することによって、ク
ランク角センサ１４の検出信号に基づいたアイドル回転
数のフィードバック制御が行われる。

一方、上記集合部４より上流側の主吸気通路５に、やは
りバタフライバルブからなる制御弁１５が介装されてい
る。この制御弁１５は、常時開方向に付勢されていると
ともに、弁軸１６一端に駆動手段として負圧アクチュエ
ータ１７が連繋している。上記負圧アクチュエータ１７
には、気筒別スロットル弁６下流の吸入負圧が三方電磁
弁１８を介して供給可能となっている。上記三方電磁弁
１８は、上記補助空気制御弁１２と同様にコントロール
ユニット１３によって負圧側もしくは大気側に切り換え
制御されるもので、アイドル時には負圧側に切り換えら
れ、負圧アクチュエータ１７に吸入負圧が導入される構
成となっている。上記コントロールユニット１３には、
上記クランク角センサ１４の検出信号のほか、機関アイ
ドル状態検出手段として、気筒別スロットル弁６が最小
開度となったことを検出するスロットル弁スイッチ１９
、変速機ギヤ位置がニュートラル状態であることを検出
するニュートラルスイッチ２０．車速スイッチ２１の各
検出信号が入力されている。

次に、上記のように構成された吸気制御装置の作用につ
いて説明する。

まず、機関が非アイドル状態にある場合には、通常、三
方電磁弁１８は大気側に切り換えられており、これによ
り制御弁１５は全開状態に保たれる。従って、図示せぬ
アクセルワイヤを介して気筒別スロットル弁６が一斉に
開閉操作されることによって、各気筒の吸気量が制御さ
れる。なお、前述したように各気筒のバイパス通路９に
おける調整ねじ１０を適宜に調整することによって、低
負荷領域での各気筒の吸気量を略均−なものとすること
ができる。

一方、機関がアイドル状態であるとコントロールユニッ
ト１３が判定した場合には、上記三方電磁弁１８が負圧
側に切り換えられ、負圧アクチュエータ１７の作動によ
り制御弁１５が最小開度まで閉じられる。なお、アイド
ル判定としては、例えば、車速がＯ２変速機がニュート
ラル状態、気筒別スロットル弁６が最小開度、の３条件
が同時に成立した場合にアイドル状態であると判断する
。

また、アイドル状態検出手段としてスロットル弁スイッ
チ１９のみを用い、その信号からアイドル判定を行うよ
うにしても良い。

このように、上流側の制御弁１５が閉じると、気筒別ス
ロットル弁６の上下圧力差は非常に小さなものとなり、
従って、各気筒別スロットル弁６の有効開口面積のばら
つきが実際の吸気量に与える影響は非常に小さくなる。

そのため、各気筒の発生トルクが均一化し、安定したア
イドル運転が可能となる。

また、制御弁１５の最小開度における漏れ流量は、４個
の気筒別スロットル弁６の漏れ流量の総和よりも著しく
小さく設定できる（上下圧力差を一定と仮定した場合）
ので、内燃機関のアイドル回転数は上記制御弁１５の漏
れ流量によって規制され、バイパス通路９の調整量をあ
る程度確保した場合でも、アイドル回転数を比較的低く
保つことができる。

そして、このように制御弁１５でアイドル流量を小さく
抑制できることから、補助空気通路１１を介して導入し
得る補助空気量の比率を相対的に増大でき、気筒間で生
じる補助空気量の差が小さくなる。この点でも、内燃機
関のアイドル時の安定性を高めることができる。

なお、上記制御弁１５を、アイドル時のほかに例えば機
関減速時にも閉じるように構成しても良い。

次に、第３図はこの発明をＶ型６気筒機関に適用した実
施例の概略を示している。この実施例においては、左右
のバンクのそれぞれに集合部４が設けられており、かつ
各集合部４の上流側にそれぞれ制御弁１５が配設されて
いる。なお、両制御弁１５は、同−開度に開閉制御され
るもので、前述した実施例と同様に、アイドル時に最小
開度となる。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明にかかる多気筒
内燃機関の吸気制御装置によれば、気筒別スロットル弁
の開度が小さなアイドル時において、各気筒の実際の吸
気量を非常に均一に保つことができ、安定したアイドル
回転数 また、排気量の小さな内燃機関においても、アイドル回
転数を比較的低（設定することが可能となり、特に各気
筒別スロットル弁の有効開口面積のばらつきをバイパス
流量により補正するようにした場合でも、その補正可能
な範囲を大きく確保することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る吸気制御装置の一実施例を」二
方から見た状態で示す構成説明図、第２図は同じく側方
から見た状態で示す構成説明図、第３図はこの発明の異
なる実施例を示す構成説明図、第４図は従来における吸
気制御装置の一例を示す平面図、第５図はバタフライバ
ルブの有効開口面積と開度との関係を示す特性図である
。 ３・・・吸気分岐通路、４・・・集合部、５・・・主吸
気通路、６・・・気筒別スロットル弁、９・・・バイパ
ス通路、１０・・・ＪＨＩＩ；、１３・・・コントロー
ルユニ７）、１５・・・制御弁、１７・・・負圧アクチ
ュエータ。 外２名 第１図 ３：　哩気會ぺ通５各　　　　　　　　１０：　市刈望
ねじ９：　バイｒＸＨスぞ１蓼ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）気筒毎に独立して設けられた吸気分岐通路の夫々
   に配設され、かつ一斉に開閉操作される気筒別スロット
   ル弁と、上記吸気分岐通路上流の集合部より上流側に設
   けられた制御弁と、機関のアイドル状態を検出するアイ
   ドル状態検出手段と、このアイドル状態検出手段の信号
   に基づきアイドル時に上記制御弁を所定の最小開度まで
   閉じる駆動手段とを備えてなる多気筒内燃機関の吸気制
   御装置。