JP2899596B2 - エンジンの吸気制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は主に自動車用多気筒エンジンにおける燃焼の
改善や出力の向上を計るために吸気マニホルドの一部の
吸気通路を開閉して吸気を制御する方法に関するもので
ある。

［従来の技術］ エンジンの一つの気筒に接続される吸気マニホルドの
一つのブランチを二つの吸気通路に分けるとともにエン
ジンの負荷に応じて動作する開閉弁を一方の吸気通路に
設け、低負荷域でこの開閉弁を閉弁させてもう一方の吸
気通路のみから空気を高流速で供給することにより気筒
内に強力なスワールを発生させて燃焼の改善を計り、高
負荷域で開閉弁を開弁させて二つの吸気通路で空気を大
量に供給することにより出力の向上を計る技術は周知で
あり、開閉弁は吸気マニホルド負圧を用いたダイヤフラ
ム式アクチュエータで開閉動作させるのが普通である
（特開昭54−99826号公報参照）。

ところがダイヤフラム式アクチュエータは負圧力とば
ね力とによってダイヤフラムを動かすので、ばね力とバ
ランスする設定値以上の負圧で閉弁位置とし設定値以下
の負圧で開弁位置とする実質的な二位置制御を行なう。
従って、開閉弁が一方の吸気通路を閉じている状態で絞
り弁がアイドル位置から次第に大きく開かれたとき、も
う一方の吸気通路のみによる吸気量では限度があるので
トルクが低下して所要のエンジン運転性能が得られない
領域を発生する。また、開閉弁が開弁すると吸入空気流
速が急激に変化するのでスワールの強度も急変しエンジ
ン運転に悪影響を与える。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明が解決しようとする課題は、スワール強度を制
御するための開閉弁をダイヤフラム式アクチュエータで
開閉動作する方式では負荷が増大する途中で低トルク領
域を発生したり吸入空気流速が急変したりしてエンジン
運転性を損うという点である。

即ち、本発明は開閉弁を無段階に開閉動作させて低ト
ルク領域の発生や吸入空気流速の急変をなくし、良好な
エンジン運転性を与えることができる手段を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明はスワール強度を制御する開閉弁のアクチュエ
ータにステッピングモータを用い、無負荷および所定の
低負荷域で開閉弁を閉弁位置に固定するが、前記所定の
低負荷域よりも高負荷の領域では吸入空気流速をほぼ一
定とするように負荷の変動に応じて開閉弁の開度を制御
する、という手段をもって前記課題を解決した。

このような本発明は、吸気マニホルドのブランチがそ
れぞれ低負荷用の副吸気通路と中・高負荷用の主吸気通
路とに分かれていて、それらはエンジンの気筒入口で合
流しているとともに途中に吸気制御ボディを有し、開閉
弁が吸気制御ボディを貫通させた一本の弁軸に各主吸気
通路を開閉する弁板を取付けた構成である従来品と同じ
ものに適用される。

また、開閉弁の弁軸にステッピングモータの出力軸を
直接または歯車などの伝動機構を介して間接に結合する
のが普通である。このステッピングモータに所定方向へ
所定角度の回転を行なわせる励磁電流のパルス信号数は
マイクロコンピュータのような電子式制御装置によって
与えられ、回転の方向即ち励磁順序と角度即ちパルス信
号数とを決定するパラメータは絞り弁開度、エンジン回
転速度、吸入空気流量、吸入負圧、吸入空気流速の一つ
または二つ以上から選ばれる。そして、このようなパラ
メータによって決定されたパルス信号は開閉弁を無負荷
および所定の低負荷域で閉弁位置に固定するが、それよ
りも高負荷領域では負荷の変動に応じて開度制御し更に
高負荷域で全開位置に固定するようにステッピングモー
タを駆動する。

［作 用］ エンジンの無負荷および所定の低負荷領域で開閉弁を
有しない吸気通路のみによって空気を供給し気筒内に強
力なスワールを発生させる。絞り弁がアイドル位置から
次第に大きく開かれてエンジン要求空気量が増大すると
開閉弁が開きはじめて吸入空気流速をほぼ一定とするこ
とによりエンジン要求空気量を供給しながら所要のスワ
ール強度を維持する。

［実施例］ 第１、２図に従って本発明の実施例を説明する。

エンジン８の回転速度制御用の絞り弁２を支持したス
ロットルボディ１の出口に吸気マニホルド３の入口が接
続され、そのブランチ４は低負荷用の小径の副吸気通路
５と中・高負荷用の大径の主吸気通路６とにそれぞれ分
かれていてそれらは途中の吸気制御ボディ７を経てエン
ジン８の気筒入口で合流している。

吸気制御ボディ７は各吸気通路５、６に対応した副ポ
ート９と主ポート10とを具えており、これらの中心軸線
を通って一本の弁軸12が貫通し主ポート10を開閉する円
形の弁板13が弁軸12に取付けられて開閉弁11を構成して
いる。この開閉弁11の弁軸12にステッピングモータ14の
出力軸が直結されている。

また、これらのほかに絞り弁２の開度、エンジン８の
回転速度、吸入空気の流量、吸入負圧、吸入空気の流速
を検知するセンサの一つまたは二つ以上が図示しない個
所に設けられており、これらのセンサが発する電気信号
を電子式制御装置15に入力して所定のパルス信号数の励
磁電流をステッピングモータ14に送るものである。

ステッピングモータ14はエンジンの無負荷および所定
の低負荷域で開閉弁を閉弁位置に固定しており、吸入空
気は副吸気通路５のみを通ってエンジン８の気筒に送ら
れ強力なスワールを発生する。

絞り弁２が次第に大きく開かれてエンジン要求空気量
が副吸気通路５がサージする空気量の限度に達する少し
前にステッピングモータ14が開閉弁11を開かせるように
動作を開始する。この場合、吸入空気流速をほぼ一定に
維持するように吸入空気流量の増大に応じて開閉弁11を
開かせることにより、予め設定した部分負荷領域でトル
クを低下させないとともに所要のスワール強度を維持し
ながらエンジン要求空気量を供給する。

絞り弁２が更に大きく開かれるとステッピングモータ
14は開閉弁11を全開位置に固定し、スワールとは関係な
く高負荷領域におけるエンジン要求空気量を供給可能と
する。

［発明の効果］ 本発明によると、開閉弁を閉じている領域から負荷が
増大するとき低トルク領域を発生させないとともに所要
のスワール強度を維持しながらエンジン要求空気量を供
給して良好なエンジン運転性を与えることができ、また
開閉弁をステッピングモータで開閉するため吸入空気の
流速、流量を適宜且つ応答よく制御するものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例を示す正面概略図、第２図は吸
気制御ボディの平面図である。 ３……吸気マニホルド、４……ブランチ、５……副吸気
通路、６……主吸気通路、７……吸気制御ボディ、８…
…エンジン、11……開閉弁、12……弁軸、13……弁板、
14……ステッピングモータ、15……電子式制御装置、

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの一つの気筒に接続される吸気マ
   ニホルドの一つのブランチが二つの吸気通路を有してい
   てその一方に設けた開閉弁を開閉することにより気筒内
   のスワール強度を制御するにあたり、前記開閉弁のアク
   チュエータにステッピングモータを使用して無負荷およ
   び所定の低負荷域で前記開閉弁を閉弁位置に固定し、前
   記所定の低負荷域よりも高負荷の領域で吸入空気流速を
   ほぼ一定とするように負荷の変動に応じて前記開閉弁の
   開度を制御することを特徴とするエンジンの吸気制御方
   法。