JPH077567Y2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、燃焼室内のスワールを制御するスワールコン
トロールバルブとアイドル時の機関回転数を制御するア
イドル制御弁とを備えた内燃機関の吸気装置に関する。

＜従来の技術＞ 機関の低回転アイドル等の所定の運転条件で燃焼室近傍
の吸気通路に備えたスワールコントロールバルブを閉じ
て吸気を絞ることにより、燃焼室内に発生するスワール
を強化して燃料と空気との混合性を改善し、燃焼性を高
めてアイドル安定性の向上を図ったものがある（例えば
特願昭62-254677号参照）。

一方、電子制御燃料噴射式機関にあっては、吸気絞り弁
をバイパスするバイパス通路にアイドル時のバイパス空
気流量を制御して機関回転数を制御することが行われる
（以下ISC制御という）。

＜考案が解決しようとする課題＞ しかしながら、かかるスワールコントロールバルブ及び
アイドル制御弁を備えた吸気装置においては、下述のよ
うな問題がある。

即ち、スワールコントロールバルブが閉じられると、空
気量が一時的にチョークされるため燃焼室に供給される
混合気の空燃比がリッチ化されて機関回転数が上昇し、
その度合いが大きいと前記ISC制御により、この回転上
昇を抑制する方向にフィードバック制御されるときのオ
ーバーシュート等によって回転変動を大きく生じること
があった（第６図参照）。

このように回転変動を生じるすると非常に不快であるの
みならず、図示のように等排気エミッション性をも悪化
させることとなる（第６図参照）。

本考案はこのような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、アイドル時にスワールコントロールバルブの閉弁さ
れた直後のバイパス空気流量を補正することによって、
回転変動を抑制すると共に排気エミッションを改善した
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＞ このため本考案は、第１図に示すように、所定の運転条
件で燃焼室近傍の吸気通路に介装されたスワールコント
ロールバルブを閉弁させて吸気を絞ることにより燃焼室
内のスワールの発生を強化するスワール制御手段を備え
ると共に、吸気絞り弁をバイパスするバイパス通路に介
装されたアイドル制御弁の開度を制御することによって
バイパス空気流量を調整してアイドル時の機関回転数を
制御するアイドル回転数制御手段とを備えてなる内燃機
関の吸気装置において、前記アイドル制御弁の開度を、
スワールコントロールバルブを閉弁させた後所定時間増
大補正し、その後該増大補正量を漸減させるアイドル制
御弁開度補正手段を設けた構成とする。

＜作用＞ 所定の運転条件が満たされスワールコントロールバルブ
が閉弁すると、アイドル制御弁開度補正手段により、ア
イドル制御弁の開度が所定時間増大補正され、その後増
大補正量が漸減される。

これにより、バイパス空気流量が増量補正されるため、
スワールコントロールバルブ閉弁直後の空燃比のリッチ
化が抑制されて空燃比が安定化するため、回転変動を抑
制できる。

＜実施例＞ 以下に、本考案の実施例を図に基づいて説明する。

一実施例の構成を示す第２図において、機関１の吸気通
路２には、上流側からエアクリーナ3,エアフローメータ
4,スロットル弁５が順次設けられ、さらに吸気マニホー
ルド６による各気筒への分岐部の吸気弁７近傍にスワー
ルコントロールバルブ８が設けられ、これらを介して空
気が吸入される。また、各気筒毎にスワールコントロー
ルバルブ８と吸気弁７との間に燃料噴射弁９が設けら
れ、これにより、燃料が噴射供給される。

燃料噴射弁９は、マイクロコンピュータ内蔵のコントロ
ールユニット10により制御され、このコントロールユニ
ット10には、ディストリビュータ11に内蔵されたクラン
ク角センサ12からのクランク角信号，エアフローメータ
４からの吸入空気流量信号，スロットル弁５に付設され
たポテンショメータ式のスロットルセンサ13からのスロ
ットル弁開度信号，スロットル弁５の全閉位置でONとな
るアイドルスイッチ14からの信号，機関の冷却ジャケッ
トに装着された水温センサ15からの水温信号等が入力さ
れている。

また、スロットル弁５をバイパスするバイパス通路に
は、アイドル運転時のバイパス空気流量を制御すること
によって、アイドル回転数を目標回転数に制御するため
のアイドル制御弁16が介装されている。

コントロールユニット10は、エアフロメータ４からの信
号に基づいて検出される吸入空気流量Ｑト、クランク角
センサ12からの信号に基づいて算出される機関回転数信
号Ｎとから求めた基本燃料噴射T_Pを適宜補正して最終的
な燃料噴射量T_Iを演算し、このT_Iに相当する駆動パルス
信号を機関回転に同期した所定のタイミングで燃料噴射
弁９に与えることによって燃料噴射量制御を行うと共
に、後述する所定の運転条件でスワールコントロールバ
ルブ８を閉動作させ、さらに、前記アイドル制御弁16の
開度を運転条件に応じて制御する。

スワールコントロールバルブ８は、例えば第３図に示す
ような切欠き8aを有する弁体8Aを有し、吸気通路２の断
面の一部を開閉自在に設けられて、その閉時に吸気を絞
ると共に吸気乱れを大きくする。

なお、支軸8Bは全気筒共通で、これに気筒数個の弁体8A
を支持している。そして、開閉駆動のため、その支軸8B
にレバー17等を介してダイアフラム式の負圧アクチュエ
ータ18の出力ロッド18aが連結されている。負圧アクチ
ュエータ18の負圧作動室18bには負圧導入通路19を介し
て導かれるスロットル弁５の下流の吸気負圧または大気
圧導入通路20を介して導かれるスロットル弁５上流の大
気圧が電磁弁21により選択的に導入されるようになって
いる。

したがって、コントロールユニット10により電磁弁21へ
の通電をON・OFF制御することにより、スワールコント
ロールバルブ８を制御することができる。

ここにおいて、コントロールユニット10内のマイクロコ
ンピュータは、第４図のフローチャートに従って電磁弁
21をON・OFF制御し、負圧アクチュエータ18を介してス
ワールコントロールバルブ８を開閉制御すると共に、第
５図のフローチャートに従ってアイドル制御弁16の開度
をスワールコントロールバルブ８の閉動作時に補正す
る。

第４図において、ステップ１（図にはS1と記してある。
以下同様）では、クランク角センサ12からの信号に基づ
いて算出される機関回転数N,アイドルスイッチ14からの
ON・OFF信号，水温スイッチ15からの水温信号T_W等が入
力される。

ステップ２では、スワールコントロールバルブ８を閉弁
させる所定の運転条件（所定の低アイドル回転数範囲，
水温が所定値以上等の条件）であるか否かを判定し、条
件が満たされたときは、ステップ３進んでスワールコン
トロールバルブ８を閉動作させ、満たされていないとき
は、ステップ４へ進んでスワールコントロールバルブ８
を開状態に保持する。

また、第５図において、ステップ11では、機関の各種運
転状態信号を入力する。

ステップ12ではスワールコントロールバルブ８が閉とな
っているか否かを前記ステップ２の判定と同様にして判
定する。

ステップ12でスワールコントロールバルブ８が閉じてい
ると判定された場合は、ステップ13へ進み、開から閉に
切換られた直後か否かを判定し、直後の場合は、ステッ
プ14へ進んでタイマＴを起動し、ステップ15でアイドル
制御弁16の開弁デューティー（アイドル制御弁は電磁式
でその開弁デューティーの制御によって開度を制御す
る）のスワールコントロールバルブ８の閉動作による増
大補正量ISC_SCVを設定する。

ステップ13でスワールコントロールバルブ８が閉とされ
た直後でないと判定された場合は、ステップ16へ進み、
前記タイマＴの計測時間が所定値T₀に達したか否かを判
定し、達していないときはステップ15へ進み、達したと
きにはステップ17へ進んで増大補正量ISC_SCVを所定量Δ
ISC_SCV（例えば、ISC_SCV・ｘ％として設定）ずつ減じて
設定する。

このようにして、増大補正量ISC_SCVをステップ15,また
はステップ16で設定した後、及び、ステップ12でスワー
ルコントロールバルブ８が閉じていないと判定されたと
きは、ステップ18へ進み、スワールコントロールバルブ
８閉条件以外の運転条件に応じたアイドル制御弁16の開
弁デューティーISC₀を設定する。

最後に、ステップ19へ進み、最終的なアイドル制御弁16
の開弁デューティーISCを前記ISC₀に増大補正量ISC_SCV
を加算した値として設定する。ここで、スワールコント
ロールバルブ８の開時及びステップ17で増大補正量ISC
_SCV≦０となったときは増大補正量ISC_SCV＝０であり、
増大補正は行わない。

かかる制御を行えば、スワールコントロールバルブ８が
閉じてから所定時間T₀はアイドル制御弁16の開度が所定
量増大補正されることにより、スワールコントロールバ
ルブ８の閉に伴う空気量のチョークの影響が回避されて
空燃比のリッチ化を抑制でき、かつ、増大補正量は、前
記所定時間T₀後に徐々に減少されるため、再度リッチ化
されることもなく、空燃比を安定化でき、もって、回転
変動を良好に抑制できると共に、排気エミッションも改
善される。

そして、このように空燃比を安定させつつ、スワールコ
ントロールバルブ８を閉じたことによるスワール強化の
機能により、燃焼性を改善できアイドル安定度を確保で
きると共に、この点からも排気エミッションを改善でき
る。

なお、負圧アクチュエータ18,レバー17,電磁弁21,負圧
導入通路19,大気圧導入通路20とコントロールユニット1
0による第４図の制御機能とがスワール制御手段に相当
し、第５図の制御機能全体がアイドル制御手段に、ま
た、ステップ12〜17までの機能がアイドル制御弁開度補
正手段に相当する。

＜考案の効果＞ 以上説明したように、本考案によればスワールコントロ
ールバルブの閉直後にアイドル制御弁の開度を増大補正
するようにしたため、回転変動の抑制を抑制しつつ、ア
イドル安定度向上，排気エミッション改善を図れるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の構成を示すブロック図、第２図は、
本考案の一実施例の全体構成を示す図、第３図は、同上
実施例に使用されるスワールコントロールバルブの形状
を示す平面図、第４図は、同上実施例のスワールコント
ロールバルブの開閉制御動作を示すフローチャート、第
５図は、同上実施例のアイドル制御弁の開度制御動作を
示すフローチャート、第６図は、従来例の制御時の運転
状態を示す線図である。 １……機関、２……吸気通路、８……スワールコントロ
ールバルブ、10……コントロールユニット、12……クラ
ンク角センサ、16……アイドル制御弁、17……レバー、
18……負圧アクチュエータ、19……負圧導入通路、20…
…大気圧導入通路、21……電磁弁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の運転条件で燃焼室近傍の吸気通路に
   介装されたスワールコントロールバルブを閉弁させて吸
   気を絞ることにより燃焼室内のスワールの発生を強化す
   るスワール制御手段を備えると共に、吸気絞り弁をバイ
   パスするバイパス通路に介装されたアイドル制御弁の開
   度を制御することによってバイパス空気流量を調整して
   アイドル時の機関回転数を制御するアイドル回転数制御
   手段とを備えてなる内燃機関の吸気装置において、前記
   アイドル制御弁の開度を、スワールコントロールバルブ
   を閉弁させた後所定時間増大補正し、その後該増大補正
   量を漸減させるアイドル制御弁開度補正手段を設けたこ
   とを特徴とする内燃機関の吸気装置。