JP2734645B2 - 内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents
内燃機関の吸気制御装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/08—Modifying distribution valve timing for charging purposes
- F02B29/083—Cyclically operated valves disposed upstream of the cylinder intake valve, controlled by external means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/008—Controlling each cylinder individually
- F02D41/0085—Balancing of cylinder outputs, e.g. speed, torque or air-fuel ratio
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関の吸気弁と別体に各気筒に連通す
る吸気通路毎に配設された複数の吸気制御弁に関するも
のである。
る吸気通路毎に配設された複数の吸気制御弁に関するも
のである。
従来より、吸気通路毎にこうした吸気制御弁を設ける
ことで、内燃機関の逆流を防止するといったことが考え
られている。つまり、内燃機関の吸気行程開始時には、
バルブオーバーラップによって気筒内や排気通路内の既
燃ガスが吸気通路へ逆流して吸気の充填効率が低下した
り、吸気制御弁を用いて通気の逆流を阻止することによ
り、吸気の充填効率を向上して内燃機関のトルクアッ
プ、燃費向上を図るのである。
ことで、内燃機関の逆流を防止するといったことが考え
られている。つまり、内燃機関の吸気行程開始時には、
バルブオーバーラップによって気筒内や排気通路内の既
燃ガスが吸気通路へ逆流して吸気の充填効率が低下した
り、吸気制御弁を用いて通気の逆流を阻止することによ
り、吸気の充填効率を向上して内燃機関のトルクアッ
プ、燃費向上を図るのである。
こうした吸気制御弁の開閉を切り換えるものとして、
各気筒に連通する吸気通路毎に吸気制御弁を設け、これ
らの複数の吸気制御弁を各々独立のアクチュエータで開
閉制御するものがある。
各気筒に連通する吸気通路毎に吸気制御弁を設け、これ
らの複数の吸気制御弁を各々独立のアクチュエータで開
閉制御するものがある。
このものでは、各々の吸気制御弁は、運転状態（回転
数、負荷等）に応じて開閉時期を制御しているが、各気
筒毎で比較するとその開閉時期は全ての気筒において同
一であるので、吸気系のレイアウトの関係で吸入空気量
がばらつくと、エンジントルク、振動、吸気音等が変動
するという問題がある。特に、吸気音については、第６
図に示すように、爆発時における吸気音を次数分析する
と、爆発１次成分、２次成分および３次成分とその隣接
する±４分の１成分との差が小さく、この差が5dB以内
になるとうなり音となって運転者および乗員に不快感を
与えることになる。
数、負荷等）に応じて開閉時期を制御しているが、各気
筒毎で比較するとその開閉時期は全ての気筒において同
一であるので、吸気系のレイアウトの関係で吸入空気量
がばらつくと、エンジントルク、振動、吸気音等が変動
するという問題がある。特に、吸気音については、第６
図に示すように、爆発時における吸気音を次数分析する
と、爆発１次成分、２次成分および３次成分とその隣接
する±４分の１成分との差が小さく、この差が5dB以内
になるとうなり音となって運転者および乗員に不快感を
与えることになる。
そこで本発明では、内燃機関の所定の条件に基づいて
各々の空気制御弁を最適な開閉タイミングで制御し、エ
ンジントルク、振動、吸気音等の変動を防止することを
目的とする。
各々の空気制御弁を最適な開閉タイミングで制御し、エ
ンジントルク、振動、吸気音等の変動を防止することを
目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の吸気制御装置
は、 内燃機関の各気筒に連通する複数の吸気通路毎に配設
され、吸気通路を開閉する複数の吸気制御弁と、 これらの複数の吸気制御弁を各々独立で開閉駆動する
開閉駆動手段と、 前記吸気制御弁を介して各気筒に至る吸気の圧力を弁
体の開度により調整する圧力調整弁とを備え、 前記複数の吸気制御弁の開閉時期を各々独立に制御す
ることにより、前記各気筒に吸入される吸入空気量が略
等しくなるように補正制御することを特徴とする。
は、 内燃機関の各気筒に連通する複数の吸気通路毎に配設
され、吸気通路を開閉する複数の吸気制御弁と、 これらの複数の吸気制御弁を各々独立で開閉駆動する
開閉駆動手段と、 前記吸気制御弁を介して各気筒に至る吸気の圧力を弁
体の開度により調整する圧力調整弁とを備え、 前記複数の吸気制御弁の開閉時期を各々独立に制御す
ることにより、前記各気筒に吸入される吸入空気量が略
等しくなるように補正制御することを特徴とする。
以下、図面に基づき本発明の実施例を説明する。
本実施例の吸気制御装置が搭載されるエンジンのシス
テム構成を第１図に示す。
テム構成を第１図に示す。
第１図において、本システムは、４気筒エンジン１、
このエンジン１の空気系1aに配設された吸気制御部３お
よびこれらを制御する電子制御装置（以下、単にECUと
呼ぶ）４から構成されている。
このエンジン１の空気系1aに配設された吸気制御部３お
よびこれらを制御する電子制御装置（以下、単にECUと
呼ぶ）４から構成されている。
エンジン１は、４個の気筒5,6,7,8を備え、各気筒5,
6,7,8には高速適合カムによって開閉されるインテーク
バルブ9,10,11,12が配設され、また、エキゾーストバル
ブ13,14,15,16も設けられている。このエンジン１の吸
気系1aには、圧力調整弁としてのスロットルバルブ40が
配設され、このスロットルバルブ40はスロットルアクチ
ュエータ41によりその開度が駆動制御される。
6,7,8には高速適合カムによって開閉されるインテーク
バルブ9,10,11,12が配設され、また、エキゾーストバル
ブ13,14,15,16も設けられている。このエンジン１の吸
気系1aには、圧力調整弁としてのスロットルバルブ40が
配設され、このスロットルバルブ40はスロットルアクチ
ュエータ41によりその開度が駆動制御される。
また、吸気系1aから分岐して各気筒5,6,7,8に連通す
る吸気ポート17,18,19,20が配設されている。吸気ポー
ト17,18,19,20には、各々吸気制御弁21,22,23,24が配設
され、これらの吸気制御弁21,22,23,24は、各々開閉駆
動手段としてのアクチュエータ25,26,27,28により各気
筒独立に開閉駆動される。
る吸気ポート17,18,19,20が配設されている。吸気ポー
ト17,18,19,20には、各々吸気制御弁21,22,23,24が配設
され、これらの吸気制御弁21,22,23,24は、各々開閉駆
動手段としてのアクチュエータ25,26,27,28により各気
筒独立に開閉駆動される。
エンジン１には、検出器として、各気筒5,6,7,8の図
示しないピストンが上死点（TDC）に位置するときにパ
ルス信号を出力するクランク角センサ29、所定のクラン
ク角度毎にパルス信号を出力する回転速度センサ30、気
筒毎のトルクあるいは燃焼を検出する手段31（例えば筒
内圧センサ、トルクセンサ、ノックセンサ）、気筒毎の
空気量を検出する手段32（例えば吸気管内圧力センサ、
負荷状態を検出する負荷検出手段33（例えばスロットル
センサ、アクセルセンサ）、騒音あるいは振動を検出す
る騒音・振動検出手段34、エミッションの状態を検出す
るエミッション検出手段35を備える。
示しないピストンが上死点（TDC）に位置するときにパ
ルス信号を出力するクランク角センサ29、所定のクラン
ク角度毎にパルス信号を出力する回転速度センサ30、気
筒毎のトルクあるいは燃焼を検出する手段31（例えば筒
内圧センサ、トルクセンサ、ノックセンサ）、気筒毎の
空気量を検出する手段32（例えば吸気管内圧力センサ、
負荷状態を検出する負荷検出手段33（例えばスロットル
センサ、アクセルセンサ）、騒音あるいは振動を検出す
る騒音・振動検出手段34、エミッションの状態を検出す
るエミッション検出手段35を備える。
また、エンジン１には、インジェクタによる噴射量お
よび噴射時期を制御噴射する制御手段36、点火時期を制
御する点火時期制御手段37、吸気の過給を行う過給手段
38、運転状態に応じて学習制御を行う学習制御手段39、
吸気の加熱を行う吸気加熱手段42、冷却水の温度を調整
する冷却水温調整手段43が設けられている。
よび噴射時期を制御噴射する制御手段36、点火時期を制
御する点火時期制御手段37、吸気の過給を行う過給手段
38、運転状態に応じて学習制御を行う学習制御手段39、
吸気の加熱を行う吸気加熱手段42、冷却水の温度を調整
する冷却水温調整手段43が設けられている。
ECU4は、CPU4A,ROM4B,RAM4Cを中心に論理演算回路と
して構成され、コモンバス4Dを介して入出力部4Eに接続
され、外部との入出力を行う。各センサからの検出信号
および各制御手段からの信号は入出力部4EからCPU4Aに
入力される。一方、CPU4Aは、入出力部4Eを介して、ア
クチュエータ25,26,27,28、スロットルアクチュエータ4
1、過給手段38、吸気加熱手段42に制御信号を出力す
る。
して構成され、コモンバス4Dを介して入出力部4Eに接続
され、外部との入出力を行う。各センサからの検出信号
および各制御手段からの信号は入出力部4EからCPU4Aに
入力される。一方、CPU4Aは、入出力部4Eを介して、ア
クチュエータ25,26,27,28、スロットルアクチュエータ4
1、過給手段38、吸気加熱手段42に制御信号を出力す
る。
次に、本実施例の制御方法について説明する。
気筒毎の吸入空気量については、気筒毎の空気量を検
出する手段32からの入力信号とアクチュエータ25,26,2
7,28への吸気制御弁21,22,23,24の開弁・閉弁時期指令
信号に基づいて求められ、この演算結果に基づいて噴射
制御手段36はインジェクタの噴射量を気筒毎に定める。
出する手段32からの入力信号とアクチュエータ25,26,2
7,28への吸気制御弁21,22,23,24の開弁・閉弁時期指令
信号に基づいて求められ、この演算結果に基づいて噴射
制御手段36はインジェクタの噴射量を気筒毎に定める。
次に、吸気制御弁21,22,23,24の開弁時期の基本的な
制御については、回転速度センサ30の入力信号に基づい
て、表−１に示すように回転数の上昇につれて上死点に
対する進角量が大きくなるように駆動手段25,26,27,28
によって制御される。表−１において、開弁時期は上死
点に対する進角量を示している。
制御については、回転速度センサ30の入力信号に基づい
て、表−１に示すように回転数の上昇につれて上死点に
対する進角量が大きくなるように駆動手段25,26,27,28
によって制御される。表−１において、開弁時期は上死
点に対する進角量を示している。
また、吸気制御弁21,22,23,24の閉弁時期の基本的な
制御については、以下のように設定される。すなわち、
吸入空気量は空気密度に吸気時期を乗じることで決定さ
れ、従来では部分負荷時の空気量調整は空気時期が一定
でスロットルバルブにより空気密度を変化させることで
対応していたが、本実施例ではポンプ損失低減を図るた
め、空気密度だけでなく吸気時間の調整も併せて行って
いるので、吸気制御弁21,22,23,24の閉弁時間は表−２
に示すように負荷に応じて制御される。なお、この時の
アクセル踏み込み量に対するスロットルバルブ40の開度
の関係は第２図に示すように設定されている。表−２に
おいて、閉弁時期は下死点に対する進角量を示してい
る。
制御については、以下のように設定される。すなわち、
吸入空気量は空気密度に吸気時期を乗じることで決定さ
れ、従来では部分負荷時の空気量調整は空気時期が一定
でスロットルバルブにより空気密度を変化させることで
対応していたが、本実施例ではポンプ損失低減を図るた
め、空気密度だけでなく吸気時間の調整も併せて行って
いるので、吸気制御弁21,22,23,24の閉弁時間は表−２
に示すように負荷に応じて制御される。なお、この時の
アクセル踏み込み量に対するスロットルバルブ40の開度
の関係は第２図に示すように設定されている。表−２に
おいて、閉弁時期は下死点に対する進角量を示してい
る。
第３図および第４図は、上記基本開弁時期および基本
閉弁時期の吸気制御弁の開閉プロフィールを示すもの
で、第３図は低回転、第４図は高回転でのプロフィール
を各々示している。
閉弁時期の吸気制御弁の開閉プロフィールを示すもの
で、第３図は低回転、第４図は高回転でのプロフィール
を各々示している。
なお、第４図において、吸気制御弁は吸気弁より早く
開いて遅く閉じるようにしているが、これは吸気制御弁
が常に全開になるようにしても良い。
開いて遅く閉じるようにしているが、これは吸気制御弁
が常に全開になるようにしても良い。
さらに、本実施例では、閉弁時期は上記基本閉弁制御
に対し、運転状態に応じた各種の補正項との演算により
決定される。この補正項は各気筒毎に設けられているの
で、各気筒の吸入空気量は運転状況に応じた最適値に決
められる。
に対し、運転状態に応じた各種の補正項との演算により
決定される。この補正項は各気筒毎に設けられているの
で、各気筒の吸入空気量は運転状況に応じた最適値に決
められる。
（１）式は、閉弁時期の演算の一例を示すものであ
る。
る。
TC＝TCBSE＋TTC＋FTC＋TRTC ＋BTC＋NTC＋NETC＋TDC ………（１） （１）式において、 TCは閉弁時期の進角量 TCBSEは表−２に示した閉弁基本進角量 TTCは過渡時のA/F補正進角量 FTCは燃焼温度の補正進角量 TRTCは加速スリップ（トラクション）制御進角量 BTCは減速時の吸気ブレーキ制御進角量 NTCはノック時の補正進角量 NETCは等空気量制御時の補正進角量 TDCはアクチュエータ経時変化補正進角量 を各々示している。
この補正制御において、本実施例では、吸気系レイア
ウトの関係で気筒間に吸入空気量のばらつきが生じない
ように、NETCに示される等空気量補正制御が行われてい
る。すなわち、各々の吸気制御弁21,22,23,24は、独立
の閉弁時期で閉弁し、これによって各気筒5,6,7,8毎に
吸入される吸入空気量が等しくなり、吸入吸気量のばら
つきによるエンジントルク、振動、吸気音等の変動を防
止することができる。しかも、この補正制御により、第
４図に示すように１次成分、２次成分および３次成分と
隣接する成分の音圧レベルは低減されることになり、そ
の結果、音色の改善が行われ、運転者あるいは乗員に対
して不快な騒音を与えることがなくなる。
ウトの関係で気筒間に吸入空気量のばらつきが生じない
ように、NETCに示される等空気量補正制御が行われてい
る。すなわち、各々の吸気制御弁21,22,23,24は、独立
の閉弁時期で閉弁し、これによって各気筒5,6,7,8毎に
吸入される吸入空気量が等しくなり、吸入吸気量のばら
つきによるエンジントルク、振動、吸気音等の変動を防
止することができる。しかも、この補正制御により、第
４図に示すように１次成分、２次成分および３次成分と
隣接する成分の音圧レベルは低減されることになり、そ
の結果、音色の改善が行われ、運転者あるいは乗員に対
して不快な騒音を与えることがなくなる。
以上説明したように、本発明によれば、各吸気制御弁
を独立で補正制御しているので、各気筒毎に最適の制御
ができる。このことにより、トルク向上、燃費向上以外
にも特に、各気筒毎に吸入される吸気空気量が等しくな
るように補正制御すれば、吸入空気量のばらつきによる
エンジントルク、振動、吸気音等の変動を防止すること
ができ、しかも音色の改善も行われ、運転者および乗員
に対して不快感を与えることがない。
を独立で補正制御しているので、各気筒毎に最適の制御
ができる。このことにより、トルク向上、燃費向上以外
にも特に、各気筒毎に吸入される吸気空気量が等しくな
るように補正制御すれば、吸入空気量のばらつきによる
エンジントルク、振動、吸気音等の変動を防止すること
ができ、しかも音色の改善も行われ、運転者および乗員
に対して不快感を与えることがない。
第１図は本発明の実施例の全体構成を示すシステム図、
第２図は本実施例のアクセル踏み込み量とスロットルバ
ルブ開度との関係を示す特性図、第３図は本実施例の低
速時の吸気制御弁の開閉プロフィールを示す図、第４図
は本実施例の高速時の吸気制御弁の開閉プロフィールを
示す図、第５図は本実施例の吸気音特性を示す図、第６
図は従来の吸気音特性を示す図である。 21,22,23,24……吸気制御弁,25,26,27,28……アクチュ
エータ（開閉駆動手段）,40……スロットルバルブ（圧
力調整弁）。
第２図は本実施例のアクセル踏み込み量とスロットルバ
ルブ開度との関係を示す特性図、第３図は本実施例の低
速時の吸気制御弁の開閉プロフィールを示す図、第４図
は本実施例の高速時の吸気制御弁の開閉プロフィールを
示す図、第５図は本実施例の吸気音特性を示す図、第６
図は従来の吸気音特性を示す図である。 21,22,23,24……吸気制御弁,25,26,27,28……アクチュ
エータ（開閉駆動手段）,40……スロットルバルブ（圧
力調整弁）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大林 秀樹 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 青田 浩之 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 伊奈 敏和 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式 会社日本自動車部品総合研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関の各気筒に連通する複数の吸気通
路毎に配設され、吸気通路を開閉する複数の吸気制御弁
と、 これらの複数の吸気制御弁を各々独立で開閉駆動する開
閉駆動手段と、 前記吸気制御弁を介して各気筒に至る吸気の圧力を弁体
の開度により調整する圧力調整弁とを備え、 前記複数の吸気制御弁の開閉時期を各々独立に制御する
ことにより、前記各気筒に吸入される吸入空気量が略等
しくなるように補正制御することを特徴とする吸気制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1158712A JP2734645B2 (ja) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | 内燃機関の吸気制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1158712A JP2734645B2 (ja) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | 内燃機関の吸気制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0326825A JPH0326825A (ja) | 1991-02-05 |
| JP2734645B2 true JP2734645B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=15677709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1158712A Expired - Lifetime JP2734645B2 (ja) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | 内燃機関の吸気制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2734645B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7308875B2 (en) | 2005-04-08 | 2007-12-18 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Intake control apparatus of internal combustion engine |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19859018A1 (de) * | 1998-12-21 | 2000-06-29 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Zylindergleichstellung bei Brennkraftmaschinen |
-
1989
- 1989-06-21 JP JP1158712A patent/JP2734645B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7308875B2 (en) | 2005-04-08 | 2007-12-18 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Intake control apparatus of internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0326825A (ja) | 1991-02-05 |
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