JPH08121180A

JPH08121180A - エンジンの吸気制御装置

Info

Publication number: JPH08121180A
Application number: JP6262453A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Saito; 陽一斎藤
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1994-10-26
Publication date: 1996-05-14

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】複数個の吸気制御弁を開閉制御する際のトルク
ショックや排気ガスの悪化を効果的に防止する。【構成】エンジン本体１の各気筒２吸気系の一方の吸気
管に４個のスワール制御弁３０Ａ〜３０Ｄが、電気信号
により独立して作動し、エンジン運転状態の低中負荷領
域のスワールモードでは閉じてスワール流を発生し、切
換ラインを越えた高負荷領域の全開吸気モードでは開い
て全開吸気するように設けられ、常に開状態で連通する
他方の吸気管にインジェクタ３２Ａ〜３２Ｄが各気筒に
燃料噴射するように配置されるエンジンであって、エン
ジン運転状態により切換ラインを越えて一方から他方の
モードに切換わる切換モードを判定するモード判定手段
と、切換モードの場合に４個のスワール制御弁３０Ａ〜
３０Ｄを１個づつ所定の時間差で順次開いたり、または
閉じるように制御する開閉制御手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用エンジンの吸気
通路中に設けられる複数個の吸気制御弁（スワール制御
弁、タンブル制御弁）を開閉する吸気制御装置に関し、
詳しくは、複数個の吸気制御弁を開閉する際のトルクシ
ョック等の軽減対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用エンジンの燃焼等の改善対策とし
て、以下の方法が知られている。即ち、スロットル弁の
下流の吸気通路中に各気筒毎にスワール制御弁やタンブ
ル制御弁の吸気制御弁を設ける。そしてエンジン運転領
域に応じて設けた切換ラインより低い低中負荷領域で
は、吸気制御弁を閉じて吸気の流れ状態を変化させ、シ
リンダ内の円周方向に旋回するスワール流、またはシリ
ンダ内の軸方向に旋回するタンブル流を発生する。これ
により燃料と空気との混合を促進して、燃焼を改善し燃
費等を向上する。また切換ラインより高い高負荷領域で
は、吸気制御弁を開いて多量の空気を吸入するように全
開吸気し、エンジン出力を向上するものである。

【０００３】従って、この種のエンジンでは、エンジン
運転状態が低中負荷の領域からから切換ラインを越えて
高負荷の領域に変化する場合に、吸気制御弁が閉から開
に制御され、逆に高負荷の領域から切換ラインを越えて
低中負荷の領域に変化する場合に、吸気制御弁が開から
閉に制御される。ここで多気筒エンジンは、吸気制御弁
が気筒毎に複数個配置されるため、複数個の吸気制御弁
を開閉制御する必要がある。

【０００４】複数個の吸気制御弁を開閉制御する方法と
して、一般的には１組のリンク機構で全てが機械的に同
時に開閉するように構成される。また個々の電気的なア
クチュエータにより独立して開閉する構成であっても、
全てが同時に開閉するように制御される。これら複数個
の吸気制御弁が同時に開閉制御する方式では、切換ライ
ンを越えた際に吸入空気量等が急激に増減変化するた
め、トルクショックを発生して運転性が悪化する。また
混合気の空燃比も大きく変動し、一時的に理論空燃比か
ら外れて排気ガスも悪化するおそれがある。このため複
数個の吸気制御弁を開閉制御する場合は、トルクショッ
クや排気ガスの悪化を生じないように考慮することが要
求される。

【０００５】従来、上記スワール制御弁等の吸気制御弁
の開閉制御に関しては、例えば特開平６−１０１４８４
号公報の先行技術があり、機関負荷と機関回転数で予め
設定される開閉制御マップに基づいて、スワール制御弁
を全閉、中間開度及び全開の開度に制御することが示さ
れている。また特開昭６４−１９１１９号公報の先行技
術では、加速時にスロットル弁が急激に開いても、スワ
ール制御弁は第２の優先制御手段により負圧アクチュエ
ータを介して緩やかに開き、このときダブルスロットル
効果により吸入空気量を絞って、加速ショックを緩和す
ることが示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術の前者にあっては、スワール制御弁を全閉と全開の中
間開度に制御することで、吸入空気量の変動が少しは少
なくなるが、充分とは言えない。後者にあっては、スロ
ットル弁が開いている状態でスワール制御弁が緩やかに
閉から開に変化するので、このとき吸入空気に乱れ等を
生じて好ましくない。またスロットル弁が閉じる場合
は、ショック緩和の効果が無い等の問題がある。

【０００７】本発明は、このような点に鑑み、複数個の
吸気制御弁を開閉制御する際のトルクショックや排気ガ
スの悪化を効果的に防止することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の請求項１に係るエンジンの吸気制御装置
は、図１に示すように、エンジン本体１の吸気系に設け
られ、電気信号により独立して作動し、所定のエンジン
運転領域のモードでは閉じてスワール流やタンブル流を
発生し、切換ラインを越えた領域のモードでは開いて全
開吸気する吸気制御弁３０Ａ，３０Ｂ，…と、吸気制御
弁３０Ａ，３０Ｂ，…の下流に燃料噴射するインジェク
タ３２Ａ，３２Ｂ，…とが各気筒毎に配置されるエンジ
ンにおいて、エンジン運転状態により切換ラインを越え
て一方から他方のモードに切換わる切換モードを判定す
るモード判定手段Ｅ１と、切換モードの場合に各気筒に
設けられた吸気制御弁３０Ａ，３０Ｂ，…を所定の時間
差で順次開いたり、または順次閉じるように制御する開
閉制御手段Ｅ２とを備えることを特徴とする。

【０００９】請求項２に係るエンジンの吸気制御装置
は、図１に示すように、エンジン本体１の吸気系に設け
られ、電気信号により独立して作動し、所定のエンジン
運転領域のモードでは閉じてスワール流やタンブル流を
発生し、切換ラインを越えた領域のモードでは開いて全
開吸気する吸気制御弁３０Ａ，３０Ｂ，…と、吸気制御
弁３０Ａ，３０Ｂ，…の下流に燃料噴射するインジェク
タ３２Ａ，３２Ｂ，…とが各気筒毎に配置されるエンジ
ンにおいて、エンジン運転状態により切換ラインを越え
て一方から他方のモードに切換わる切換モードを判定す
るモード判定手段Ｅ１と、切換モードの場合に各気筒に
設けられた吸気制御弁３０Ａ，３０Ｂ，…を所定の時間
差で順次開いたり、または順次閉じるように制御する開
閉制御手段Ｅ２と、吸気制御弁３０Ａ，３０Ｂ，…の開
閉状態に応じて燃料噴射量の気筒別補正量を設定する補
正手段Ｅ３と、各気筒毎のインジェクタ３２Ａ，３２
Ｂ，…からの燃料噴射量を気筒別補正量に基づいて補正
制御する燃料制御手段Ｅ４とを備えることを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】従って、本発明の請求項１にあっては、エンジ
ン運転状態に応じ複数個の吸気制御弁３０Ａ，３０Ｂ，
…が開閉することで各気筒の吸気の流れ状態が変化し、
このとき各気筒にはインジェクタ３２Ａ，３２Ｂ，…に
より適正に燃料噴射される。そして例えば低中負荷領域
のスワールモードでは複数個の吸気制御弁３０Ａ，３０
Ｂ，…が全て閉じるように制御されて、各気筒では吸気
流によりシリンダ内にスワール流を発生し、このため燃
料と空気の混合が促進して燃焼が改善される。また切換
ラインを越えた例えば高負荷領域の全開吸気モードでは
複数個の吸気制御弁３０Ａ，３０Ｂ，…が全て開くよう
に制御され、このため各気筒では全開吸気してエンジン
出力を向上する。

【００１１】一方、例えばスワールモードから切換ライ
ンを越えて全開吸気モードに切換わる場合には、モード
判定手段Ｅ１で切換モードが判定され、このとき開閉制
御手段Ｅ２で複数個の吸気制御弁３０Ａ，３０Ｂ，…が
１個づつ所定の時間差で順次開くように制御される。そ
こでエンジン全体では、吸入空気量、エンジントルクが
小さい変動幅で徐々に増して、滑らかに全開吸気モード
に移行する。また逆に全開吸気モードからスワールモー
ドに切換わる切換モードでは、複数個の吸気制御弁３０
Ａ，３０Ｂ，…が所定の時間差で順次閉じるように制御
され、吸入空気量、エンジントルクが小さい変動幅で徐
々に減じて、滑らかにスワールモードに移行する。そこ
でいずれのモード切換時にも、トルクショックが少なく
る。

【００１２】請求項２にあっては、例えばスワールモー
ドから切換ラインを越えて全開吸気モードに切換わる切
換モードの場合に、開閉制御手段Ｅ２で複数個の吸気制
御弁３０Ａ，３０Ｂ，…が１個づつ所定の時間差で順次
開くように制御される。また同時に補正手段Ｅ３により
気筒別に吸気制御弁３０Ａ，３０Ｂ，…の開閉状態に応
じて燃料噴射量の気筒別補正量が設定され、燃料制御手
段Ｅ４で気筒毎のインジェクタ３２Ａ，３２Ｂ，…から
の燃料噴射量が、気筒別補正量に基づいて吸気制御弁３
０Ａ，３０Ｂ，…の開く気筒を増量するように補正され
る。

【００１３】逆に全開吸気モードからスワールモードに
切換わる切換モードで、複数個の吸気制御弁３０Ａ，３
０Ｂ，…が１個づつ所定の時間差で順次閉じるように制
御されると、この場合は吸気制御弁３０Ａ，３０Ｂ，…
の閉じる気筒を減量するように補正される。そこで吸気
制御弁３０Ａ，３０Ｂ，…が順次開いたり、または閉じ
る気筒では、適正な空燃比で良好に燃焼する。更にエン
ジン全体の空燃比の変動幅が小さくなって、フィードバ
ック制御により排気ガスの浄化が良好に確保される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２において、４気筒の２吸気弁式エンジンでス
ワール制御する場合の全体の構成について説明する。符
号１はエンジン本体であり、第１気筒の燃焼室２に２個
の吸気弁６を有する吸気ポート７ａ，７ｂ、２個の排気
弁１１を有する排気ポート１２ａ，１２ｂが設けられ
る。この場合に２個の吸気ポート７ａ，７ｂは中心から
外れて燃焼室２の接線方向に配置され、スワールモード
のときにはいずれか一方の吸気ポート７ａまたは７ｂか
ら吸気することでシリンダ内の円周方向に旋回するスワ
ール流を発生することができ、スワールモードでないと
きには両方の吸気ポート７ａと７ｂから一度に多量の吸
気を行うことが可能になっている。第２〜第４の気筒の
燃焼室３〜５も同様に、２個の吸気弁６を有する吸気ポ
ート８ａ，８ｂ、９ａ，９ｂ、１０ａ，１０ｂが、スワ
ール流を発生することが可能に設けられている。

【００１５】吸気系において、エアクリーナ１５がスロ
ットル弁１６を介してサージタンク１７に連通され、サ
ージタンク１７からの吸気通路１８が二叉状に分岐した
２本の吸気管１９ａ，１９ｂを介して第１気筒の２個の
吸気ポート７ａ，７ｂに連通される。第２〜第４の気筒
の場合も同様に、サージタンク１７からの吸気通路１８
が二叉状に分岐した２本の吸気管２０ａ，２０ｂ、２１
ａ，２１ｂ、２２ａ，２２ｂにより各吸気ポート側に連
通される。排気系においては、第１〜第４の気筒の排気
ポート１２ａ，１２ｂがそれぞれ１本に集合した排気管
２３に連通され、これら排気管２３が更に１本の排気通
路２４に集合して触媒２５、マフラー２６に連通され
る。

【００１６】スワール発生手段として、第１〜第４の気
筒の一方の吸気管１９ｂ〜２２ｂにバタフライ式の４個
のスワール制御弁３０Ａ〜３０Ｄがそれぞれ設けられ
る。これらスワール制御弁３０Ａ〜３０Ｄはそれぞれ電
気式アクチュエータ３１Ａ〜３１Ｄを備えて、制御ユニ
ット４０からの開閉信号により独立して開閉するように
なっている。また第１〜第４の気筒において、常に開状
態で連通する他方の吸気管１９ａ〜２２ａに燃料噴射す
るインジェクタ３２Ａ〜３２Ｄが配設される。この場合
に各気筒のインジェクタ３２Ａ〜３２Ｄは制御ユニット
４０からの噴射信号で各別に噴射制御し、スワール制御
弁３０Ａ〜３０Ｄが各別に開閉して気筒毎に吸入空気量
が変化する場合に、気筒毎の燃料噴射量を補正すること
が可能になっている。

【００１７】電子制御系として、エンジン回転数Ｎ等を
検出するクランク角センサ３４、吸入空気量Ｑを検出す
るエアフローメータ３５、気筒判別するカム角センサ３
６、スロットル開度θを検出するスロットル開度センサ
３７、排気ガス中の酸素濃度により空燃比の状態を検出
するＯ₂ センサ３８等を有する。これらセンサ信号は制
御ユニット４０に入力して処理され、開閉信号をアクチ
ュエータ３１Ａ〜３１Ｄに出力し、噴射信号をインジェ
クタ３２Ａ〜３２Ｄに出力する。

【００１８】図３において、制御ユニット４０の機能ブ
ロック図について説明する。スワール制御弁開閉制御系
４１について説明すると、エンジン回転数Ｎと吸入空気
量Ｑが入力する運転状態検出手段４２を有し、両者によ
りエンジン負荷に対応した基本噴射量Ｔｐ（Ｑ／Ｎ）を
算出し、この基本噴射量Ｔｐとエンジン回転数Ｎにより
運転状態を判断する。運転状態の信号はモード判定手段
４３に入力し、図４の制御マップを参照してスワールモ
ード、全開吸気モード、切換モードを判断する。制御マ
ップは、予め切換ラインＬによりエンジン回転数Ｎの広
い範囲の低中負荷領域がスワールモードに、切換ライン
Ｌを越えた高負荷領域が全開吸気モードに設定されてい
る。そこで低中負荷領域ではスワールモードを判断し、
高負荷領域では全開吸気モードを判断する。一方、切換
ラインＬを越えてスワールモードと全開吸気モードの一
方から他方へモード変換する場合は、切換モードを判断
し、このモード信号が開閉制御手段４４に入力する。

【００１９】開閉制御手段４４は、スワールモードでは
駆動手段４６により全てのアクチュエータ３１Ａ〜３１
Ｄに閉信号を出力してスワール制御弁３０Ａ〜３０Ｄを
閉じ、全開吸気モードでは逆に全てのアクチュエータ３
１Ａ〜３１Ｄに開信号を出力してスワール制御弁３０Ａ
〜３０Ｄを開く。

【００２０】また切換モードではカウンタ４７による所
定の時間差で、例えば以下の表１に示すように開閉制御
する。即ち、スワールモードから全開吸気モードへの切
換時には、先ず、予め定めてある吸気制御弁開閉順序に
したがい、制御パターンＢに示すように第１気筒のアク
チュエータ３１Ａに開信号を出力する。次に所定時間経
過後に第２気筒のアクチュエータ３１Ｂにも開信号を出
力し、同様に所定時間経過後に第３気筒のアクチュエー
タ３１Ｃにも開信号を出力する。更に、所定時間経過後
に第４気筒のアクチュエータ３１Ｄにも開信号を出力し
て、４個のスワール制御弁３０Ａ〜３０Ｄを１個づつ所
定の時間差で順次開くように制御する。全開吸気モード
からスワールモードへの切換時には、上述と逆の順序で
４個のスワール制御弁３０Ａ〜３０Ｄを１個づつ所定の
時間差で順次閉じるように制御する。

【００２１】切換モードの開閉制御信号は気筒別補正係
数設定手段４８にも入力して、燃料噴射制御する場合の
気筒別補正係数Ｋｓｙｌを設定する。この気筒別補正係
数Ｋｓｙｌは、予め実験により気筒毎の吸入空気量Ｑの
状態を検出して、以下の表１に示すように気筒毎に異な
る値で設定される。即ち、全ての気筒のスワール制御弁
３０Ａ〜３０Ｄが閉じる制御パターンＡの場合に、補正
係数ＫＡ１〜ＫＡ４が１．０に設定される。そして第１
気筒のスワール制御弁３０Ａが開く制御パターンＢの場
合は、第１気筒の補正係数ＫＢ１のみが１．０より大き
くて、これ以外が１．０または１．０より小さく設定さ
れる。次に、制御パターンＢに続き第２気筒のスワール
制御弁３０Ａが開く制御パターンＣの場合は、第１と第
２の気筒の補正係数ＫＣ１、ＫＣ２が１．０より大きく
てそれ以外が１．０または１．０より小さく設定され、
制御パターンＣに続いて第３気筒のスワール制御弁３０
Ｃが開く制御パターンＤの場合は、第１〜第３の気筒の
補正係数ＫＤ１、ＫＤ２、ＫＤ３が１．０より大きくて
ＫＤ４が１．０または１．０より小さく設定される。更
に、制御パターンＤに続いて第４気筒のスワール制御弁
３０Ｄが開く制御パターンＥの場合は、第１〜第４の気
筒の補正係数ＫＥ１、ＫＥ２、ＫＥ３、ＫＥ４が再び
１．０に設定される。そしてスワールモードから全開吸
気モードへの切換時では、気筒別補正係数Ｋｓｙｌを制
御パターンのＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅの順序で定め、全開吸
気モードからスワールモードへの切換時では、気筒別補
正係数Ｋｓｙｌを制御パターンのＥ→Ｄ→Ｃ→Ｂ→Ａの
順序で定めて、スワール制御弁３０Ａ〜３０Ｄの開閉状
態に応じて気筒別に補正制御する。

【００２２】

【表１】

【００２３】燃料噴射制御系５０について説明すると、
クランク角センサ３４とカム角センサ３６からの信号が
気筒判別手段４５に入力し、燃料噴射を行う気筒を判別
して、その出力信号は噴射制御手段５４に入力される。
また、Ｏ₂ センサ３８の信号がフィードバック係数設定
手段５１に入力して空燃比の状態を検出し、リッチまた
はリーン状態にに応じたフィードバック係数ＬＡＭＢＤ
Ａを設定する。スロットル開度センサ３７の信号が補正
係数設定手段５２に入力して、加速、減速等の補正係数
ＣＯＥＦを設定する。これら係数ＬＡＭＢＤＡ，ＣＯＥ
Ｆ、基本噴射量Ｔｐ及び気筒別補正係数Ｋｓｙｌは燃料
噴射量演算手段５３に入力して、燃料噴射量Ｔｉを以下
のように演算する。Ｔｉ＝Ｔｐ×Ｋｓｙｌ×ＣＯＥＦ×
ＬＡＭＢＤＡそして燃料噴射量Ｔｉの噴射信号と気筒判
別信号が噴射制御手段５４に入力する。

【００２４】噴射制御手段５４は、４つのインジェクタ
３２Ａ〜３２Ｄに噴射信号を出力するが、気筒判別信号
により気筒毎に噴射信号を各別に出力する。そして切換
モードでは、気筒別補正係数Ｋｓｙｌに基づく燃料噴射
量Ｔｉの噴射信号で、気筒毎に噴射量を補正するように
構成される。

【００２５】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず、エンジン運転時にスロットル弁１６の開度に
応じた空気がエアクリーナ１５からサージタンク１７に
流入する。また常に開状態で連通する他方の吸気管１９
ａ〜２２ａに設けられたインジェクタ３２Ａ〜３２Ｄか
ら燃料が噴射され、これら空気と燃料とが吸気行程で吸
気弁６が開く際にエンジン本体１の第１〜第４の気筒に
各別に供給される。そして空気と燃料との混合気が爆発
行程で燃焼し、この燃焼ガスが排気行程で排気弁１１が
開く際に排気ポート１２ａ，１２ｂ、排気管２３を介し
て排気通路２４に排出される。

【００２６】このエンジン運転時に、制御ユニット４０
の運転状態検出手段４２で吸入空気量Ｑとエンジン回転
数Ｎに基づいて運転状態が判断され、モード判定手段４
３でモード判定される。そこで図４の制御マップの切換
ラインＬより低い低中負荷領域でスワールモードを判定
すると、開閉制御手段４４により全ての気筒のアクチュ
エータ３１Ａ〜３１Ｄに閉信号が出力する。このため４
個のスワール制御弁３０Ａ〜３０Ｄがいずれも閉じて、
一方の吸気管１９ｂ〜２２ｂを遮断する。そこで第１〜
第４の気筒では、他方の吸気管１９ａ〜２２ａと連通す
る吸気ポート７ａ〜１０ａのみから吸気され、この吸気
流によりシリンダ内の円周方向に旋回するスワール流を
発生する。そしてスワール流により空気と燃料の混合が
促進し、良好に燃焼して運転性、燃費等が向上する。

【００２７】またスワールモードでは、気筒別補正係数
Ｋｓｙｌが１．０である。このため制御ユニット４０の
燃料噴射量演算手段５３では吸入空気量Ｑとエンジン回
転数Ｎによる基本噴射量Ｔｐ、Ｏ₂ センサ３８からの空
燃比信号によるフィードバック係数ＬＡＭＢＤＡ、スロ
ットル開度等による補正係数ＣＯＥＦで、第１〜第４の
気筒の燃料噴射量Ｔｉが等しく演算される。そこで全て
の気筒の混合気、燃焼状態が、従来と同様に運転状態に
応じて等しく行われる。また混合気の空燃比が適正にフ
ィードバック制御されるため、触媒２５により排気ガス
中の有害成分を効果的に除去するように排気ガスが浄化
される。

【００２８】また図４の制御マップの切換ラインＬより
高い高負荷領域で全開吸気モードを判定すると、逆に全
ての気筒のアクチュエータ３１Ａ〜３１Ｄに開信号が出
力する。このため４個のスワール制御弁３０Ａ〜３０Ｄ
がいずれも開いて、一方の吸気管１９ｂ〜２２ｂが開状
態となる。そこで第１〜第４の気筒では、２本の吸気管
１９ａ〜２２ａ、１９ｂ〜２２ｂに連通する吸気ポート
７ａ〜１０ａ、７ｂ〜１０ｂで多量に吸気され、吸入空
気量に応じた量の燃料が空気利用率の高い状態で良好に
燃焼して、エンジン出力等を向上する。この全開吸気モ
ードの場合も、気筒別補正係数Ｋｓｙｌが１．０である
ため、上述と同様に基本噴射量Ｔｐ、フィードバック係
数ＬＡＭＢＤＡ、補正係数ＣＯＥＦで、第１〜第４の気
筒の燃料噴射量Ｔｉが等しく演算される。そこで全ての
気筒の混合気、燃焼状態が運転状態に応じて等しくな
り、且つ良好に排気ガスが浄化される。

【００２９】上記スワールモードから切換ラインＬを越
えて全開吸気モードに移行する場合は、スワールモード
から全開吸気モードへの切換モードが判定される。この
切換モードの制御を、図５のフローチャートと図６のタ
イムチャートを用いて説明する。先ず、フローチャート
のステップＳ１でカウンタをクリアし、ステップＳ２で
第１気筒のスワール制御弁３０Ａのみを開き、同時に気
筒別補正係数Ｋｓｙｌとして制御パターンＢを定める。
そこで図６に示すように切換ラインＬを越えて切換モー
ド判定した時点ｔ１で、第１気筒がスワール制御弁３０
Ａの開弁でスワール流を消失して全開吸気される。また
全開吸気により吸入空気量Ｑが増大するのに対応して制
御パターンＢの補正係数ＫＢ１で、インジェクタ３２Ａ
の燃料噴射量Ｔｉが増量補正され、このため第１気筒で
は適正空燃比で良好に燃焼する。これによりエンジン全
体では、吸入空気量Ｑ、エンジントルクＴｅが小さい変
動幅で増し、空燃比も変動幅が小さく抑えられフィード
バック制御で理論空燃比付近に追従することが可能とな
る。

【００３０】その後ステップＳ３でカウント値Ｃを設定
値Ｃ１（例えば０．５ｓｅｃ）と比較し、Ｃ＜Ｃ１の場
合は、ステップＳ４でカウント値Ｃを設定値Ｃ２（例え
ば１．０ｓｅＣ）と比較し、Ｃ＜Ｃ２の場合は、更にス
テップＳ５でカウント値Ｃを設定値Ｃ３（例えば１．５
ｓｅＣ）と比較する。そしてＣ＜Ｃ３の場合は、ステッ
プＳ６に進んでカウント値Ｃを５０ｍｓ毎に加算し、ス
テップＳ７でカウント値Ｃを再び設定値Ｃ３と比較し
て、Ｃ＜Ｃ３の場合はステップＳ３からステップＳ７の
ルーチンを繰返す。

【００３１】そこで時点ｔ２でカウント値Ｃが設定値Ｃ
１に達してＣ＝Ｃ１になると、ステップＳ３からステッ
プＳ８に進んで第２気筒のスワール制御弁３０Ｂも開
き、同時に気筒別補正係数Ｋｓｙｌとして制御パターン
Ｃを定める。そこで第２気筒でも同様に全開吸気され、
制御パターンＣの補正係数ＫＣ１，ＫＣ２でインジェク
タ３２Ａ，３２Ｂの燃料噴射量Ｔｉが増量補正され、良
好に燃焼する。これによりエンジン全体では、吸入空気
量Ｑ、エンジントルクＴｅ等が小さい変動幅で更に増
す。

【００３２】時点ｔ３でＣ＝Ｃ２になると、ステップＳ
４からステップＳ９に進んで第３気筒のスワール制御弁
３０Ｃも開き、同時に気筒別補正係数Ｋｓｙｌとして制
御パターンＤを定める。そこで第３気筒でも同様に全開
吸気され、制御パターンＤの補正係数ＫＤ１〜ＫＤ３で
インジェクタ３２Ａ〜３２Ｃの燃料噴射量Ｔｉが増量補
正され、良好に燃焼する。これによりエンジン全体で
は、吸入空気量Ｑ、エンジントルクＴｅ等が同様に増
す。時点ｔ４でＣ＝Ｃ３になると、ステップＳ５からス
テップＳ１０に進んで第４気筒のスワール制御弁３０Ｄ
も開き、こうして第１〜第４の気筒の全てで全開吸気さ
れる。この場合は気筒別補正係数Ｋｓｙｌとして制御パ
ターンＥにより全気筒で等しく燃料噴射され、エンジン
全体で吸入空気量Ｑ、エンジントルクＴｅ等が同様に増
して全開吸気モードにスムースに移行する。

【００３３】こうしてスワールモードから全開吸気モー
ドへの切換時には、４気筒の各気筒に設けられたスワー
ル制御弁３０Ａ〜３０Ｄを１個づつ所定の時間差で順次
開くように制御されることで、吸入空気量Ｑ、エンジン
トルクＴｅが徐々に増大する。このため緩やかな加速状
態でスワールモードから全開吸気モードに移行する場合
にもトルクショックが少なくなる。また気筒毎に燃料が
増量補正されることで、空燃比が触媒のウインド幅内に
収まり、このため空燃比がフィードバック制御で適正に
追従して排気ガスの浄化が良好に確保される。

【００３４】全開吸気モードからスワールモードへの切
換時には、４気筒の各気筒に設けられたスワール制御弁
３０Ａ〜３０Ｄを上述と逆の順序で１個づつ所定の時間
差で順次閉じるように制御し、同時に気筒毎に燃料を減
量補正する。これによりエンジン全体の吸入空気量Ｑ、
エンジントルクＴｅ等が徐々に減じてスムースにスワー
ルモードに移行し、緩やかな減速状態でのトルクショッ
クが同様に少なくなり、排気ガスが良好に確保される。

【００３５】図７と図８において、本発明の他の実施例
として、タンブル制御する場合の全体の構成について説
明する。この実施例では、４気筒の全ての吸気通路１８
にタンブル制御弁６０Ａ〜６０Ｄが、電気式アクチュエ
ータ３１Ａ〜３１Ｄを備えて独立して作動するように設
けられ、タンブル制御弁６０Ａ〜６０Ｄの下流に上下隔
壁６１が設置され、更にインジェクタ３２Ａ〜３２Ｄが
常に２本の吸気ポート７ａ〜１０ａ，７ｂ〜１０ｂに燃
料噴射するように配置される。タンブル制御弁６０Ａ〜
６０Ｄは、低中負荷領域で隔壁６１の下方を閉じるよう
に作動して、吸気ポート部の曲率の大きい方を流れる吸
気流を生成し、この吸気流によりシリンダ内の軸方向に
旋回するタンブル流を発生する。また高負荷領域では隔
壁６１の下方も開いて全開吸気するようになっている。
これ以外は図１と全く同一の構成であり、同一部分には
同一の符号を付して説明を省略する。

【００３６】この実施例によると、低中負荷領域のタン
ブルモードと高負荷領域の全開吸気モードの一方から他
方への切換モードにおいて、上述と同様に４気筒の各気
筒に設けられたタンブル制御弁６０Ａ〜６０Ｄを１個づ
つ開閉するように制御し、同時に気筒毎に燃料噴射量Ｔ
ｉを補正する。これによりスムースにモードが切換わっ
て、トルクショックが少なくなり、排気ガスの浄化が良
好に確保される。

【００３７】以上、本発明の実施例について説明した
が、スワール制御弁やタンブル制御弁の吸気制御弁を有
してスワール流やタンブル流を発生するものであれば、
いずれの構成のエンジンにも適応できる。気筒数の多い
エンジンの場合は、複数のグループに分けてグループ毎
に制御することもできる。水平対向式エンジンやＶ型エ
ンジンのように左右バンクに分離したエンジンでは、バ
ンク毎に制御することもできる。

【００３８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の請求項
１に係るエンジンの吸気制御装置では、複数個の吸気制
御弁を開閉してスワール流やタンブル流を発生し、また
は全開吸気する方式のエンジンにおいて、エンジン運転
状態により切換ラインを越えて一方から他方のモードに
切換わる切換モードを判定するモード判定手段と、切換
モードの場合に複数個の吸気制御弁を所定の時間差で順
次開いたり、または閉じるように制御する開閉制御手段
とを備える構成であるから、モード切換時に吸入空気
量、エンジントルクが小さい変動幅で増減して、トルク
ショックを効果的に軽減でき、運転性が向上する。

【００３９】請求項２に係るエンジンの吸気制御装置で
は、複数個の吸気制御弁が開閉してスワール流やタンブ
ル流を発生したり、全開吸気する方式のエンジンにおい
て、エンジン運転状態により切換ラインを越えて一方か
ら他方のモードに切換わる切換モードを判定するモード
判定手段と、切換モードの場合に複数個の吸気制御弁を
所定の時間差で順次開いたり、または閉じるように制御
する開閉制御手段と、吸気制御弁の開閉状態に応じて燃
料噴射量の気筒別補正量を設定する補正手段と、気筒毎
のインジェクタからの燃料噴射量を気筒別補正量に基づ
いて補正制御する燃料制御手段とを備える構成であるか
ら、モード切換時に順次開閉する気筒を適正空燃比で良
好に燃焼することができる。またモード切換時に空燃比
が順次補正されてその変動幅が小さくなるので、フィー
ドバック制御により理論空燃比付近に保つことができ
て、排気ガスの浄化を良好に確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエンジンの吸気制御装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例としてスワール制御する４気筒
の２吸気弁式エンジンの全体の構成を示す説明図であ
る。

【図３】スワール制御弁開閉制御系と燃料噴射制御系の
機能ブロック図である。

【図４】切換ラインによるスワールモードと全開吸気モ
ードの領域を示す制御マップの図である。

【図５】切換モードのスワールモードから全開吸気モー
ドへの切換時の制御を示すフローチャートである。

【図６】同切換時の作動状態を示すタイムチャートであ
る。

【図７】本発明の他の実施例としてタンブル制御する４
気筒の２吸気弁式エンジンの全体の構成を示す説明図で
ある。

【図８】同実施例の要部の断面図である。

【符号の説明】

１エンジン本体３０Ａ〜３０Ｄスワール制御弁（吸気制御弁）３２Ａ〜３２ＤインジェクタＥ１モード判定手段Ｅ２開閉制御手段Ｅ３補正手段Ｅ４燃料制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｍ 69/00 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン本体の吸気系に設けられ、電気
信号により独立して作動し、所定のエンジン運転領域の
モードでは閉じてスワール流やタンブル流を発生し、切
換ラインを越えた領域のモードでは開いて全開吸気する
吸気制御弁と、吸気制御弁の下流に燃料噴射するインジ
ェクタとが各気筒毎に配置されるエンジンにおいて、エンジン運転状態により切換ラインを越えて一方から他
方のモードに切換わる切換モードを判定するモード判定
手段と、切換モードの場合に各気筒に設けられた吸気制
御弁を所定の時間差で順次開いたり、または順次閉じる
ように制御する開閉制御手段とを備えることを特徴とす
るエンジンの吸気制御装置。
【請求項２】エンジン本体の吸気系に設けられ、電気
信号により独立して作動し、所定のエンジン運転領域の
モードでは閉じてスワール流やタンブル流を発生し、切
換ラインを越えた領域のモードでは開いて全開吸気する
吸気制御弁と、吸気制御弁の下流に燃料噴射するインジ
ェクタとが各気筒毎に配置されるエンジンにおいて、エンジン運転状態により切換ラインを越えて一方から他
方のモードに切換わる切換モードを判定するモード判定
手段と、切換モードの場合に各気筒に設けられた吸気制
御弁を所定の時間差で順次開いたり、または順次閉じる
ように制御する開閉制御手段と、吸気制御弁の開閉状態
に応じて燃料噴射量の気筒別補正量を設定する補正手段
と、各気筒毎のインジェクタからの燃料噴射量を気筒別
補正量に基づいて補正制御する燃料制御手段とを備える
ことを特徴とするエンジンの吸気制御装置。