JPH0689666B2 - 内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents

内燃機関の吸気制御装置

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JPH0689666B2
JPH0689666B2 JP27328884A JP27328884A JPH0689666B2 JP H0689666 B2 JPH0689666 B2 JP H0689666B2 JP 27328884 A JP27328884 A JP 27328884A JP 27328884 A JP27328884 A JP 27328884A JP H0689666 B2 JPH0689666 B2 JP H0689666B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、内燃機関のサージタンクまたはエアクリーナ
から気筒に至る吸気管が各気筒ごとに独立しており該独
立の吸気管にそれぞれスロットルバルブを備えた内燃機
関の独立吸気システムに対して設けられる連通管の連
通、非連通を制御する装置に関する。
[従来の技術] 内燃機関の独立吸気システムにおいては、サージタンク
またはエアクリーナから各気筒に吸気を導く吸気管が互
に独立しているが、各吸気管を連通させるものがある。
たとえば、各気筒への吸気通路の長さが異なるために、
各気筒への空気量が異なるので、とくにアイドル時の各
気筒の吸入空気量をバランスさせるために設けられるバ
ランスチューブ(たとえば特開昭54-137516号公報、特
開昭58-57066号公報)、ブレーキブースタの元圧を得る
ために、吸気圧力を平均させる吸気平均圧力を得るため
の連通管、冷間始動時の回転を上げるためのファースト
アイドルのための空気導入管(たとえば実開昭57-11772
1号公報)等がそうである。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、これらはそれぞれ吸気システムの単一の
要求機能を満足させることしかできなく、たとえばバラ
ンスチューブの例では各吸気管のアイドル時の吸入空気
量を各気筒に対してバランスさせることしかできなく、
内燃機関の運転状態に応じて種々に変化する吸気システ
ムの要求機能を複数満足させることはできない。このた
め、これらの吸気システムを電子制御と組合せて内燃機
関の種々の運転状態に合せて制御するということはでき
ないし、また制御もたとえ具備しても機械的なものであ
り、電子制御を適用することに適していない。
また、バランスチューブの容量を小さくすると十分な吸
気圧力が出ないことになり、大きくすると本来の独立吸
気の特徴である過渡レスポンスやエンジン出力性能向上
が得られにくい方向となる。
さらに、軽負荷時独立吸気では、各気筒のスロットルバ
ルブに吸気圧力がサイクル毎に繰り返しかかり、スロッ
トルシャフト、軸受部にそれなりの耐久性上からの配慮
が必要であった。
本発明は、上記のような問題を解消するために、独立吸
気システムを備えた内燃機関において、連通管に電子制
御を可能ならしめるエアコントロールバルブを設け、独
立吸気としての特徴であるレスポンス向上や性能向上を
犠牲にすることなく、軽負荷時の流量計算の精度向
上、ブレーキブースタ用の負圧確保、他制御系負圧源
確保、スロットルシャフトの信頼性向上、をはかるこ
とを目的とする。
[問題点を解決するための手段] この目的に沿う本発明の内燃機関の吸気制御装置は、次
の装置から成る。すなわち、 内燃機関の吸気管を各気筒毎に独立とするとともに各吸
気管毎にスロットルバルブを設け、該スロットルバルブ
下流に、各吸気管を連通する連通管を設け、該連通管に
各気筒の吸気圧力を平均化する程のボリュームを持た
せ、該連通管に連通状態と非連通状態の切替が可能なエ
アコントロールバルブを設け、該エアコントロールバル
ブによる前記連通管の切り替えを内燃機関の運転状態が
高負荷領域にあるときには非連通状態に軽負荷領域にあ
るときは連通状態に設定したことを特徴とする内燃機関
の吸気制御装置。
[作用] 上記構成を有する内燃機関の吸気制御装置では、機械的
制御によらず、電子制御装置の指令によりエアコントロ
ールバルブの制御が行なわれるので、制御の精度が向上
する。
そして、運転状態が軽負荷時には連通管が連通状態とさ
れて、各吸気管の吸気圧力が平均化され、軽負荷時の、
流量計算の精度向上、ブレーキブースタ用の負圧確保、
他制御系負圧源確保がなされる他、圧力脈動の減少を通
してスロットルシャフト、軸受部の負荷の減少とそれら
の信頼性の向上がはかられる。
また、運転状態が高負荷時には連通管が非連通状態とさ
れ、各気筒の吸気管が独立となるので、各気筒の独立吸
気システム本来のメリットである高速時の過渡レスポン
ス性能および良好なる出力性能が確保される。
[実施例] 以下に、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気制御装
置を、図面を参照して説明する。
まず、第1図および第2図は本発明を4気筒エンジンに
適用した場合を示している。図において、内燃機関1の
各気筒2は、サージタンクまたはエアクリーナ3と、各
気筒毎に独立の吸気管4によって接続されている。符号
4a、4b、4c、4dは独立の吸気管を示している。各吸気管
4a、4b、4c、4dにはそれぞれスロットルバルブ5が設け
られており、ロッド6により同時に開閉される。符号5
a、5b、5c、5dは各吸気管4a、4b、4c、4d毎に設けたそ
れぞれのスロットルバルブを示している。各気筒毎に独
立の吸気管4、各吸気管毎に設けたスロットルバルブ5
は独立吸気システムを構成している。独立の吸気管4a,4
b,4c,4dはスロットルバルブ5の下流において、連通管
8により互に連通、非連通可能に、連通されている。連
通管8のボリュームは、連通管8の連通状態において各
気筒の吸気圧力を平均化する程のボリュームに設定され
ている。
7はエアコントロールバルブを示しており、第3図ない
し第5図に示すように、該エアコントロールバルブ7は
各吸気管4a、4b、4c、4dにわたって延びる筒状体の連通
管8と、該連通管8内に回動可能に装着されたバルブ9
を有する。バルブ9は両端をめくら手段10、11により閉
塞されている。連通管8は各気筒の吸気管4に連通され
る連結口12を有している。符号12a、12b、12c、12dはそ
れぞれ吸気管4a、4b、4c、4dに連通される連結口を示し
ている。バルブ9は筒状体の両端を前記メクラ手段10、
11により閉塞したものから成り、内部に連通空間部13を
有している。さらにバルブ9は、連通管8の連結口12に
対応する位置に円周方向に長く延びる連結用のポート15
を有している。符号15a、15b、15c、15dはそれぞれ連結
口12a、12b、12c、12dに対応するポートを示している。
バルブ9のポート15は、連通管8の連結口12に対する位
置関係によりエアコントロールバルブ7は次の2つの状
態を現出することができるような位置に設けられる。す
なわち、第4図はバルブ9を連通管8内に回転させるこ
とにより、連結口12a、12b、12c、12dがバルブ9の壁9a
によって非連通状態に遮断され、各吸気管4a、4b、4c、
4dが独立吸気として作動する状態を示している。第5図
はバルブ9を連通管8内に回転させることにより、各連
結口12a、12b、12c、12dが各連結用のポート15a、15b、
15c、15dによって開けられて各気筒が連通された状態を
示している。
バルブ9の一端は連通管8外に延びて出ており、そこに
レバー16がナット14により固定されている。該レバー16
は第1図に示すように、アクチュエータ17によって作動
されるバルブ9を連通管8内に回動させる。アクチュエ
ータ17は電子制御装置(ECU)18と電気的に接続されて
おり、該ECU18によって回動を電子制御される。ECU18に
はエンジン運転条件の検知手段19としての、エンジン回
転数センサおよび吸気圧センサ21、またはスロットル開
度センサ22、またはエアフロメータ23、または噴射パル
ス巾センサ24(第1図参照)と電気的に接続されてい
る。ECU18は、これらからの信号に基いてエンジンの運
転状態を判断し、それに応じた回度信号をアクチュエー
タ17に送る。
ECU18は、第6図に示すように、たとえば、前記エンジ
ン運転条件検知手段19からのアナログ信号をディジタル
信号に変換するA/D変換器18a、入力ポート18b、予じめ
定められた運転条件を記憶しているROM18c、計算中の値
を一時記憶するRAM18d、予じめ定められた運転条件と各
種センサからの実際の運転条件の信号とを比較してエア
コントロールバルブ7の開閉を運転条件に合せて最適に
算出するCPU18e、CPU18eの作動期間を定めるCLOCK18f、
CPU18eからの出力信号を出力する出力ポート18g、出力
ポート18gからの信号をアクチュエータ17に適した出力
信号にして出力する出力回路18hを有している。
第7図および第8図はECU18における制御のフローを示
している。第7図はスロットル開度が入力信号の場合で
あり、実際のスロットル開度TAがROM18cに記憶された所
定のスロットル開度TBより大か小かをCPU18eにて演算
し、TA>TB(高負荷)の場合はアクチュエータ17をオ
ン、すなわちポート15a、15b、15c、15dを閉にし、非連
通状態を生成する。
第8図はエンジン回転数と吸気圧力の両者が入力信号の
場合であり、実際のエンジン回転数NEがROM18cに記憶さ
れた所定のエンジン回転数NEBより大か小かをCPU18eに
て演算し、NE>NEBの場合は、実際の吸気圧力PMが所定
の圧力PMBより大か小かをCPU18eにて演算し、PM>PMBの
場合は高負荷のためアクチュエータ17をオン、すなわち
ポート15a、15b、15c、15dを閉にし、非連通状態を算出
する。
つぎに、このように構成された内燃機関の吸気制御装置
における作用について説明する。
ECU18は、運転条件検知手段19からの信号を受け、内燃
機関の負荷状態、回転数、暖機状態等の運転状態を判断
し、それぞれ運転状態に必要なエアコントロールバルブ
7の要求機能を満足させるようにアクチュエータ17に信
号を送り、アクチュエータ17の作動によりエアコントロ
ールバルブ7のバルブ9位置を変化させる。
まず、高負荷運転状態ではバルブ9は第4図の位置にあ
り、各吸気管4a、4b、4c、4dは独立吸気として作動する
状態にされ、このとき各気筒の圧力は第9図のように他
の気筒に影響されることなく脈動する状態になる。これ
によって良好な出力性能およびレスポンス性能が得られ
る。
つぎにアイドル時を含む軽負荷時にはバルブ9は第5図
の位置にあり、各吸気管4a、4b、4c、4dは連通された状
態にあり、独立吸気でない状態にある。軽負荷時は気筒
2への吸入空気量も少なく、各気筒の吸入空気量がばら
つこうとするが、エアコントロールバルブ7の連通空間
部13を介して各吸気管4a、4b、4c、4dが連通された状態
にあるので、各吸気管4a、4b、4c、4dの吸気圧力および
吸入空気量が第10図に示すように、平均化され、軽負荷
時の、流量計算の精度向上、ブレーキブースタ用の負圧
確保、他制御系負圧源確保がなされる他、圧力脈動の減
少を通してスロットルシャフト、軸受部の負荷の減少と
それらの信頼性向上がはかられる。
[発明の効果] 本発明の内燃機関の吸気制御装置によれば、独立吸気の
メリットである高負荷時のレスポンスおよび出力性能を
犠牲にすることなく、低負荷時の気筒間圧力のバランス
の修正、ブレーキブースタなどの吸気負圧の確保、1気
筒で吸気圧力検出するものにおける低回転域の空気量計
算精度向上をはかることができる他、吸気負圧変化によ
るスロットルシャフトへの繰返し応力変化も軽減でき
て、スロットルシャフトおよび軸受部の信頼性の向上を
はかることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気制御装
置の断面図、 第2図は第1図の装置の平面図、 第3図は連通管に設けられたエアコントロールバルブの
断面図、 第4図は第3図のエアコントロールバルブが非連通状態
にあるときの横断面図、 第5図は第3図のエアコントロールバルブが連通状態に
あるときの横断面図、 第6図はエアコントロールバルブの制御に用いられるEC
Uのブロック図、 第7図はECUの作動フローの一例を示す流れ線図、 第8図はECUの作動フローの他例を示す流れ線図、 第9図は非連通状態の各吸気管内圧力の変化図、 第10図は連通状態の各吸気管内圧力の変化図、である。 1……内燃機関 2……気筒 4、4a、4b、4c、4d……吸気管 5、5a、5b、5c、5d……スロットルバルブ 7……エアコントロールバルブ 8……連通管 9……バルブ 9a……バルブの壁 12、12a、12b、12c、12d……連結口 13……連通空間部 14、15、15a、15b、15c、15d……ポート 17……アクチュエータ 18……ECU

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関の吸気管を各気筒毎に独立とする
    とともに各吸気管毎にスロットルバルブを設け、該スロ
    ットルバルブ下流に、各吸気管を連通する連通管を設
    け、該連通管に各気筒の吸気圧力を平均化する程のボリ
    ュームを持たせ、該連通管に連通状態と非連通状態の切
    替が可能なエアコントロールバルブを設け、該エアコン
    トロールバルブによる前記連通管の切り替えを内燃機関
    の運転状態が高負荷領域にあるときには非連通状態に軽
    負荷領域にあるときは連通状態に設定したことを特徴と
    する内燃機関の吸気制御装置。
JP27328884A 1984-12-26 1984-12-26 内燃機関の吸気制御装置 Expired - Lifetime JPH0689666B2 (ja)

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