JPS6287627A - 内燃機関の空気−燃料供給制御方法 - 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 本発明は、内燃機関の空気−燃料供給制御方法に係り、
特に一つの気筒の燃焼室に対して二つの吸気ポートを有
するダブル吸気ポート型の内燃機関の空気−燃料供給制
御方法に係る。

従来の技術 自動車等の車輌に用いられる内燃機関として、各々燃焼
室へ吸気を導くヘリカル吸気ポートの如き第一の吸気ポ
ート及びストレート吸気ポートの如き第二の吸気ポート
と、前記第二の吸気ポートを経て燃焼室へ向かう吸入空
気の流量を制御する一般にスワール制御弁と称されてい
る吸気制御弁と、前記第一の吸気ポートより燃焼室へ向
けて燃料を噴射する第一の燃料噴射弁と、前記第二の吸
気ポートより燃焼室へ向けて燃料を噴射する第二の燃料
噴射弁とを有する、所謂ダブル吸気ポート型の内燃機関
が既に提案されており、この種の内燃機関は、例えば実
開昭５Ｌ−１６７２５４号及び実開昭５９−１２３６２
７号の各公報に示されている。

上述の如き内燃機関に於ては、基本的には機関負荷が所
定値以下である時、換言すれば吸入空気流層が少ない時
には燃料の霧化の促進に必要な吸入空気流速が得られる
ように、また燃焼室に適度のスワールを生じせしめるた
めに前記吸気制御弁を閉じて吸入空気を専ら第一の吸気
ポートからのみ燃焼室に導くことが行われ、この時には
第一の吸気ポート専用の第一の燃料噴射弁からのみ燃料
噴射が行われ、機関負荷が所定値以上であって吸気制御
弁が開弁している時には第一の燃料噴射弁に加えて第二
の燃料噴射弁からも燃料噴射が行われるようになってい
る。

発明が解決しようとする問題点 吸気制御弁により第二の吸気ポートが遮断されていて燃
焼室に供給すべきすべての燃料が第一の燃料噴射弁より
燃焼室に噴射供給されている状態から前記吸気制御弁の
開弁に伴い前記第一の燃料噴射弁に加えて第二の燃料噴
射弁からも燃料噴射が行われる時に第二の吸気ポートの
壁面への燃料の付着によって燃焼室に対する燃料供給が
前記第二の吸気ポートよりの吸気供給に比して遅れ、こ
のために燃焼室に於ける混合気が一時的ではあるが薄く
なり、このため内燃機関の息付き現象が生じ、ひどい時
には燃焼不良にとどまらず失火が生じ、内燃機関の運転
性が大ぎく損なわれる虞れがある。

本発明は上述の如く問題点を解決した改良された内燃機
関の空気−燃料供給制御方法を提供することを目的とし
ている。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、各々燃焼室へ吸気
を導く第一の吸気ポート及び第二の吸気ポートと、前記
第二の吸気ポートを経て燃焼室へ向かう吸入空気の流量
を制御する吸気制御弁と、前記第一の吸気ポートより燃
焼室へ向けて燃料を噴射する第一の燃料噴射弁と、前記
第二の吸気ポートより燃焼室へ向けて燃料を噴射する第
二の燃料噴射弁とを有する内燃機関の空気−燃料供給制
御方法に於て、内燃機関の特定された運転時には前記吸
気！ＩＪ　ＩＩＩ弁を閉弁させて前記第二の吸気ポート
を実質的に遮断し、この時には前記第一の燃料噴射弁よ
りのみ燃料噴射を行い、前記吸気制御弁が開弁している
時には前記第一の燃料噴射弁と前記第二の燃料噴射弁の
両方より燃料噴射を行い、前記吸気制御弁が全閉位置よ
り開弁する時には前記第一の燃料噴射弁の燃料噴射量を
一時的に増量することを特徴とする内燃機関の空気−燃
料供給制御方法によって達成される。

発明の作用及び効果 本発明による内燃機関の空気−燃料供給制御方法によれ
ば、吸気制御弁が全閉位置より開弁じた時には第一の燃
料噴射弁の燃料噴射量が増量されることにより、この時
に第二の燃料噴射弁よりの燃料噴射或いは第二の燃料噴
射弁よりの燃料が燃焼室に到達することが遅れても一時
的にも燃焼室の混合気が薄くなることが回避され、この
時に内燃機関に息付き現象が生じること及び運転性が悪
化することが回避される。

実施例 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明による空気−燃料供給制御方法の実施用
いられるダブル吸気ポート型の内燃機関の一つの実施例
をその要部について示している。

図に於て、１は燃焼室を、２は第一の吸気ポートである
ヘリカル吸気ポートを、３は第二の吸気ポートであるス
トレート吸気ポートを、４及び５は各々排気ポートを、
６は点火プラグを各々示しており、ヘリカル吸気ポート
２、ストレート吸気ポート３及び排気ポート４．５は各
々図には示されていない個別の吸気弁或いは排気弁によ
り開閉されるようになっている。

ヘリカル吸気ポート２とストレート吸気ポート３とはそ
の吸気入口部７にて互いに共通の通路になっており、こ
の通路は吸気通路８と連通接続されている。吸気通路８
の途中には図示されていないアクビルペダルと駆動連結
されてアクセルペダルの踏込みにより開かれるスロット
ル弁９が設けられている。

ストレート吸気ポート３の入口部にはバタフライ弁型の
吸気制御弁１０が設けられている。吸気制御弁１ｏは、
その開弁ｍに応じてストレート吸気ポート３より燃焼室
１へ向かう吸入空気の流量をυｊ御づるようになってお
り、弁軸１１に取（ｄけられた駆動レバー１２によって
ダイヤフラム装置１３の作動ロッド１４と駆動連結され
、このダイヤフラム装置１３によって開閉駆動されるよ
うになっている。

ダイヤフラム装置１３は、ダイヤフラム室１５に負圧が
導入されている時には圧縮コイルばね１６のばねツノに
抗して作動ロッド１４を持ち上げて吸気制御弁１０を図
示されている如き全閉位置にもたらし、ダイヤフラム室
１５に負圧が導入されていない時には圧縮コイルばね１
６のばね力によって作動ロッド１４が押し下げられるこ
とにより吸気制御弁１０を全閉位置にもたらすようにな
っている。ダイヤフラム室１５は導管１７により負圧制
御弁１８の一つのポートａに接続されている。

負圧制御弁１８は、吸気管負圧取出しポート１９に導管
２０によって連通接続された負圧ポートｂと大気中に開
放された大気圧ポートＣとを有しており、通電時にはポ
ートａを負圧ポート１）に接続し、非通電時にはポート
ａを大気圧ポートＣに接続するようになっており、これ
の通電制御は制御装置２５により行われるようになって
いる。

ヘリカル吸気ポート２の途中部分には該ヘリカル吸気ポ
ートより燃焼室１へ向けてガソリンの如き燃料を噴射す
る第一の燃料噴射弁２１が設けられており、またストレ
ート吸気ポート３の途中部分には該ストレート吸気ポー
トの吸気制御弁１゜より下流側より燃焼室１へ向けてガ
ソリンの如き燃料を噴ＤＡする第二の燃料噴射弁２２が
設けられている。第一の燃料噴射弁２１と第二の燃料噴
射弁２２は各々制御装Ｍ２５より個別に与えられる制御
信号に基いて所定流けの燃料を噴射するようになってい
る。

制御＠置２５は、マイクロコンピュータを含む電子制御
式のものであり、吸気管圧力センサ２６より吸気管圧力
に関する情報を、回転数センサ２７より内燃機関の回転
数に関する情報を各々与えられ、吸気管圧力が所定値、
例えば−１５０＋ｎｍ１−１９以下で且機関回転数が所
定値、例えば３５００ｐｐｍ以下である時には負圧制御
弁１８に通電を行い、これ以外の時には負圧制御弁１８
に対する通電を禁止し、また上述の情報に基いて一行程
当りの吸入空気量に応じた流■の燃料がその時の吸気制
御弁１０の開閉状況に応じて第一の燃料噴射弁２１と第
二の燃Ｆｌ噴射弁２２より噴射されるよう、更に詳細に
はヘリカル吸気ポート２を流れる吸入空気の流量に応じ
た流量をもって第一の燃料噴射弁２１より燃料が噴射さ
れ、またストレート吸気ポート３を流れる吸入空気の流
量に応じた流量をもって第二の燃料噴射弁２２より燃料
が噴射されるよう、ヘリカル吸気ポート２とストレート
吸気ポート３とを流れる吸入空気の流分の比に応じて各
燃料噴射弁２１と２２の燃料噴射作動を制御するように
なっている。

従って、吸気制御弁１０が全閉位置にある時には、即ち
負圧制御弁１Ｂに通電が行われている時にはストレート
吸気ポート３を吸入空気が流れないことによりこの時に
は第二の燃料噴射弁２２の燃料噴射作用が停止されて第
一の燃料噴射弁２１のみが燃料噴射作用を行い、吸気制
御弁１０が全閉位置にある時には、即ら負圧制御弁１８
に通電が行われていない時には第一の燃料噴射弁２１に
加えて第二の燃料噴射弁２２も燃料噴射を行う。

吸気制御弁１０が全閉位置にある時のへりカル吸気ポー
ト２とストレート吸気ポート３との吸入空気流量比はこ
れら各吸気ポートの吸気抵抗により決まって一定であり
、これらは予め測定され得るからこれによって、ヘリカ
ル吸気ポート２より！５焼室１に吸入される混合気の空
燃比とストレート吸気ポート３より燃焼室に吸入される
混合気の空燃比とが各々吸入空気流量の変化に拘わらず
所定値に保たれるよう、第一の燃料噴射弁２１と第二の
燃料噴射弁２２の各々の燃料噴射量が個々に制御される
。

制御装置２５は、吸気制御弁１０が全閉位置より開弁す
る時には、好ましくは吸気ｖＪｅｆｔ弁１０が開弁する
直前から吸気制御弁１０が開弁してから所定時間が経過
するまでの間は第一の燃料噴射弁２１の燃料噴射量を増
量するようになっている。

吸気制御弁１０が！Ｆｎ弁する直前であることは吸気管
圧力が吸気制御弁１０の開弁設定時に近い圧力、例えば
−２００ＩＩＩＩＩＨｇまで増大したことにより検出さ
れれば良い。

吸気管圧力が所定値以下で且機関回転数が所定値以下で
ある時、即ち低速低負荷運転時には、負圧制御弁１８に
通電が行われることにより吸気制御弁１０は全閉位置に
位置しており、吸入空気は全てヘリカル吸気ポート２１
から燃焼室１に流入する。この時には第二の燃料噴射弁
２２の燃料噴射作用が停止されていて第一の燃料噴射弁
２１のみが燃料噴射作用を行っている。この時には燃焼
室１に吸気スワールが生じることにより急速燃焼が行わ
れるから、この時に燃焼室に供給する混合気の空燃比は
理論空燃比より大きい希薄空燃比であって良い。

吸気管圧力が所定値以上になるか、或いは機関回転数が
所定値以上になると、負圧制御弁１Ｂに対する通電が停
止され、これにより吸気制御弁１０が開弁じてこれが全
閉位置に位置するようになる。この時には吸入空気はヘ
リカル吸気ポート２とストレート吸気ポート３の両方か
ら燃焼室１に流入するようになり、これに応じて第一の
燃料噴射弁２１に加えて第二の燃料噴射弁２２も燃料噴
射を開始するようになり、第一の燃料噴射弁２１と第二
の燃料噴射弁２２とが共に燃料噴射作用を行うようにな
る。この時の混合気の空燃比は理論空燃比或いはそれに
近い空燃比に設定されていれば良い。

吸気１１Ｊ御弁１０が全問位置より開弁すると、ストレ
ート吸気ポート３を吸入空気が流れるようになって全吸
入空気量が増大し、この時には第一の燃料噴射弁に加え
て第二の燃料噴射弁２２・も燃料噴射を行うが、第二の
燃料噴射弁２２より噴射された最初の燃料の大部分は吸
気ポートの壁面に付着する、所ｍｖ面付着燃料となって
燃焼室１に流入せず、このため吸気制御弁１０が全閉位
置より開弁じた時には燃焼室１の混合気が一時的に薄く
なる傾向がある。

これに対し本発明の内燃機関の空気−燃料供給制御方法
に於ては、上述の如き挙動を見込んで吸気制御弁１０が
開弁する時には第一の燃料噴射弁２１より噴射する燃料
を増量することが行われてこれによりストレート吸気ポ
ート３よりの適正空燃比の混合気の供給遅れが補償され
、吸気制御弁１０が開弁する時に燃焼室１の混合気の空
燃比が一時的に薄くなることが回避され、吸気制御弁開
゛弁時の内燃機関の息付き現象の発生が防止される。

尚、吸気制御弁開弁時に於ける内燃！Ｉ間の息付き現象
はアクセルペダルの踏込み量が速い時、即ち急加速時で
ある程顕著になるから、この急加速時に於てのみ吸気１
１１ｔｌｌｌ弁の開弁時に第一の燃料噴射弁の燃料噴射
量の増量が行われても良く、またアクセルペダルの踏込
み速度に応じてその燃料増ｆｆ１ｆｆｉが可変設定され
ても良い。

吸気制御弁１０の開閉制御は吸気管圧力と機関回転数と
の組合わせに応じて行われることに限られず、これは吸
気管圧力と機関回転数の何れか一方のみに基いて、或い
は吸入空気量センサ２８により検出される吸入空気流量
等に応じて行われても良く、何れの場合も吸気制御弁１
０の開弁時には第一の燃料噴射弁の燃料噴射量の増量が
行われれば良い。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
本発明の蛯囲内にて種々の実施例が可能であることは当
業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による空気−燃料供給Ｌｌｌ　ａｌｌ方
法の実施に用いられる内燃機関の一つの実施例を示す概
略構成図である。 １・・・燃焼室、２・・・ヘリカル吸気ポート、３・・
・ストレート吸気ポート、４．５・・・排気ポート、６
・・・点火プラグ、７・・・吸気入口部、８・・・吸気
通路、９・・・スロットル弁、１０・・・吸気制御弁、
１１・・・弁軸。 １２・・・駆動レバー、１３・・・ダイヤフラム装置、
１４・・・作動ロッド、１５・・・ダイヤフラム至、１
６パｆｆ縮コイルばね、１７・・・導管、１８・・・負
圧制御弁。 １９・・・吸気管負圧取出しポート、２０・・・導管、
２′１・・・第一の燃料噴射弁、２２・・・第二の燃料
噴射弁。 ２５・・・Ｉｔ１１制御装置、２６・・・吸気管圧力セ
ンサ、２７・・・回転数センサ、２８・・・吸入空気量
センサ特　許　出　願　人　　トヨタ自動車株式会社代
　　　理　　　人　　弁理士　　明石　昌毅第ｊ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各々燃焼室へ吸気を導く第一の吸気ポート及び第二の吸
   気ポートと、前記第二の吸気ポートを経て燃焼室へ向か
   う吸入空気の流量を制御する吸気制御弁と、前記第一の
   吸気ポートより燃焼室へ向けて燃料を噴射する第一の燃
   料噴射弁と、前記第二の吸気ポートより燃焼室へ向けて
   燃料を噴射する第二の燃料噴射弁とを有する内燃機関の
   空気−燃料供給制御方法に於て、内燃機関の特定された
   運転時には前記吸気制御弁を閉弁させて前記第二の吸気
   ポートを実質的に遮断し、この時には前記第一の燃料噴
   射弁よりのみ燃料噴射を行い、前記吸気制御弁が開弁し
   ている時には前記第一の燃料噴射弁と前記第二の燃料噴
   射弁の両方より燃料噴射を行い、前記吸気制御弁が全閉
   位置より開弁する時には前記第一の燃料噴射弁の燃料噴
   射量を一時的に増量することを特徴とする内燃機関の空
   気−燃料供給制御方法。