JP3365202B2 - 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
- Publication number
- JP3365202B2 JP3365202B2 JP09513196A JP9513196A JP3365202B2 JP 3365202 B2 JP3365202 B2 JP 3365202B2 JP 09513196 A JP09513196 A JP 09513196A JP 9513196 A JP9513196 A JP 9513196A JP 3365202 B2 JP3365202 B2 JP 3365202B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intake
- control valve
- engine
- valve
- wall surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の吸気制御
装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】吸気通路内に吸入空気量を制御する吸気
制御弁を配置し、この吸気制御弁下流の吸気通路内に燃
料噴射弁を配置し、吸気制御弁を介し流通する空気が吸
気制御弁により吸気通路の中心軸線に関し燃料噴射弁と
同じ側に位置する吸気通路内壁面に向けて案内されるよ
うにした内燃機関の吸気制御装置が公知である（特開平
７−８３０６２号公報参照）。この吸気制御装置では、
空気流を吸気制御弁により案内して燃料噴射弁からの噴
射燃料に衝突させ、それによって噴射燃料ができるだけ
微粒化されるようにしている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
空気流を噴射燃料に向けて案内するようにすると噴射燃
料が空気流によって吸気通路内壁面に向けて偏向せしめ
られ、その結果この吸気通路内壁面に付着する場合があ
る。この場合、機関温間時であると吸気通路内壁面に付
着した燃料は速やかに蒸発して吸気通路内壁面から離脱
する。しかしながら、機関冷間時であると付着燃料の蒸
発速度が低いのでこの付着燃料は吸気通路内壁面から速
やかに離脱せず、その結果機関に供給される燃料量が正
規の燃料量からずれるという問題点がある。また、付着
燃料は吸気通路内壁面上で凝集した後に燃焼室内に流入
する恐れがあり、この場合燃焼室内において燃料を良好
に燃焼させるのが困難であるので排気通路内に多量の未
燃ＨＣが排出されるという問題点がある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明によれば、吸気通路内に吸入空気量を制御する
吸気制御弁を配置し、この吸気制御弁下流の吸気通路内
に燃料噴射弁を配置した内燃機関において、機関温間時
には吸気制御弁を介し流通する空気が吸気制御弁により
吸気通路の中心軸線に関し燃料噴射弁と同じ側に位置す
る吸気通路内壁面に向けて案内され、機関冷間時には吸
気制御弁を介し流通する空気が吸気制御弁により吸気通
路の中心軸線に関し燃料噴射弁と反対側に位置する吸気
通路内壁面に向けて案内されるように吸気制御弁の開弁
時における角度位置を定めている。すなわち、機関温間
時には吸気制御弁により案内された空気流が噴射燃料に
指向されるのでこの空気流によって噴射燃料の微粒化が
促進される。機関冷間時には吸気制御弁により案内され
た空気流が燃料噴射弁と反対側の吸気通路内壁面に指向
されるので吸気通路内壁面に付着する燃料量が低減され
る。 【０００５】 【発明の実施の形態】図１から図３までを参照すると、
１はシリンダブロック、２はピストン、３はシリンダヘ
ッド、４はピストン２とシリンダヘッド３間に形成され
る燃焼室、５は吸気ポート、６は排気ポート、７は吸気
弁、８は排気弁、９は点火栓をそれぞれ示す。吸気ポー
ト５はそれぞれ対応する吸気枝管１０を介してサージタ
ンク１１に接続され、サージタンク１１は吸気ダクト１
２を介してエアフローメータ１３に接続される。一方、
排気ポート６は共通の排気マニホルド１４に接続され
る。 【０００６】吸気ダクト１２内にはアクセルペダルの踏
み込み量が大きくなると開度が大きくなるスロットル弁
１５が配置される。また、各吸気枝管１０内には電磁式
または負圧式のアクチュエータ１６により駆動されるス
ワール制御弁１７が配置され、スワール制御弁１７下流
の吸気枝管１０内には燃料噴射弁１８が配置される。こ
の場合、バタフライ弁から構成されるスワール制御弁１
７の弁軸１７ｄは図３からわかるようにほぼ吸気枝管１
０の中心軸線Ｊ−Ｊ上に配置され、吸気枝管１０の中心
軸線Ｊ−Ｊよりも上方に位置する吸気枝管１０の壁面を
上方内壁面１０ａと称すると、燃料噴射弁１８は上方内
壁面１０ａ内に配置される。なお、吸気枝管１０の中心
軸線Ｊ−Ｊに関し燃料噴射弁１８と反対側に位置する吸
気枝管１０の壁面を下方内壁面１０ｂと称する。また、
アクチュエータ１６および燃料噴射弁１８は電子制御ユ
ニット２０からの出力信号に基づいて制御される。 【０００７】特に図２を参照すると、吸気ポート５およ
び排気ポート６はそれぞれ一対の吸気ポート５ａ，５ｂ
および一対の排気ポート６ａ，６ｂを備えており、これ
ら吸気ポート５ａ，５ｂおよび各排気ポート６ａ，６ｂ
内にはそれぞれ吸気弁７ａ，７ｂおよび排気弁８ａ，８
ｂが配置されている。スワール制御弁１７の弁軸１７ｄ
に関し吸気枝管１０の上方内壁面１０ａ側に位置するス
ワール制御弁１７の弁体部分を上方弁体部分１７ａと称
すると、図２に示されるように吸気ポート５ａ側に位置
する上方弁体部分１７ａには切欠き１７ｃが設けられ
る。したがって、スワール制御弁１７が閉弁されたとき
には吸入空気の大部分がこの切欠き１７ｃを介して流通
することになる。なお、スワール制御弁１７の弁軸１７
ｄに関し上方弁体部分１７ａと反対側に位置するスワー
ル制御弁１７の弁体部分を下方弁体部分１７ｂと称す
る。 【０００８】本実施態様において吸気制御弁を構成する
スワール制御弁１７の角度位置は例えば機関運転状態に
応じて閉弁位置、全開位置、および閉弁位置と全開位置
間の中間位置のうちのいずれかに制御される。この場
合、スワール制御弁１７が開弁しているときに、上方弁
体部分１７ａが図３に示す範囲Ｔ内にあるか、或いは下
方弁体部分１７ｂが範囲Ｂ内にあるようにスワール制御
弁１７の角度位置が定められている。すなわち、スワー
ル制御弁１７が開弁しているときに、上方弁体部分１７
ａが弁軸１７ｄに関し下流側に位置するか、或いは下方
弁体部分１７ｂが弁軸１７ｄに関し下流側に位置するよ
うにスワール制御弁１７の回動方向が定められている。 【０００９】電子制御ユニット２０はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス２１を介して相互に接続さ
れたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）２３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）２４、入力ポート２５、および出力ポート２６を具
備する。シリンダブロック１には機関冷却水温に比例し
た出力電圧を発生する水温センサ２７が取り付けられ、
この水温センサ２７の出力電圧はＡＤ変換器２８を介し
て入力ポート２５に入力される。サージタンク１１には
サージタンク１１内の圧力に比例した出力電圧を発生す
る圧力センサ２９が取り付けられ、この圧力センサ２９
の出力電圧はＡＤ変換器３０を介して入力ポート２５に
入力される。ＣＰＵ２４では圧力センサ２９の出力に基
づいて吸入空気量が算出される。また、入力ポート２５
にはクランクシャフトが例えば３０度回転する毎に出力
パルスを発生するクランク角センサ３１が接続される。
ＣＰＵ２４ではこの出力パルスに基づいて機関回転数が
算出される。一方、出力ポート２６はそれぞれ対応する
駆動回路３２を介してアクチュエータ１６および各燃料
噴射弁１８に接続される。 【００１０】次に、まず機関温間時におけるスワール制
御弁１７の制御方法について説明する。機関低負荷運転
時においてスワール制御弁１７は閉弁される。スワール
制御弁１７が閉弁されると上述したように吸気枝管１０
内を流通する大部分の空気が切欠き１７ｃを介して流通
する。この空気のほとんどは次いで吸気ポート５ａを介
して燃焼室４内に流入し、斯くして燃焼室４内にらせん
状のスワールＳが形成される（図２参照）。このように
燃焼室４内にスワールＳが形成されると燃焼室４内にお
いて混合気を良好に燃焼させることができ、したがって
排気マニホルド１４内に排出される未燃ＨＣ量を低減す
ることができる。 【００１１】機関負荷が高くなって機関中負荷運転とな
るとスワール制御弁１７が開弁されて閉弁位置と全開位
置間の中間位置にされる。この場合、スワール制御弁１
７の上方弁体部分１７ａが図３に示す範囲Ｔ内にあるよ
うにスワール制御弁１７の角度位置が定められる。すな
わち、スワール制御弁１７の上方弁体部分１７ａが弁軸
１７ｄよりも下流側に位置される。その結果、図４に示
されるように吸気枝管１０内を流通する空気の多くがス
ワール制御弁１７により案内されて上方内壁面１０ａと
上方弁体部分１７ａ間に形成される間隙４０ａを介し流
通し、斯くして上方内壁面１０ａに向かう空気流Ａが形
成される。この空気流Ａは次いで燃料噴射弁１８から噴
射された噴射燃料Ｆに衝突し、その結果噴射燃料Ｆの微
粒化が促進される。したがって、燃焼室４内において混
合気を良好に燃焼させることができ、機関中負荷運転時
にも排気マニホルド１４内に排出される未燃ＨＣ量を低
減することができる。 【００１２】スワール制御弁１７の上方弁体部分１７ａ
が図３の範囲Ｔ内にあるとこのスワール制御弁１７によ
り案内された空気流Ａは次いで吸気ポート５の上方内壁
面に沿いつつ流動して燃焼室４内に流入する。その結
果、燃焼室４内において、シリンダ軸線に対し直交する
軸線回りの旋回流、すなわちいわゆるタンブル流が形成
され、したがって燃焼室４内において混合気をさらに良
好に燃焼させることができる。 【００１３】機関負荷がさらに高くなって機関高負荷運
転となるとスワール制御弁１７を全開にして多量の吸入
空気を確保する。ところで、スワール制御弁１７が中間
位置にある場合、上述のようにスワール制御弁１７を介
し流通する空気流Ａを噴射燃料に向け案内して噴射燃料
に衝突させるようにすると図５に示されるように噴射燃
料Ｆ’が偏向せしめられて吸気ポート５の内壁面に付着
する場合がある。この場合、吸気ポート５内壁面の温度
が高い機関温間時であると吸気ポート５内壁面に付着し
た付着燃料は速やかに蒸発して吸気ポート５内壁面から
離脱する。 【００１４】ところが、吸気ポート５内壁面の温度が低
い機関冷間時であると付着燃料の蒸発速度が低いのでこ
の付着燃料は吸気ポート５内壁面から速やかに離脱しな
い。その結果、燃焼室４内に供給される燃料量が正規の
燃料量からずれてしまうことになり、このため機関過渡
運転時における応答性が悪化する。また、付着燃料は吸
気ポート５内壁面上で凝集した後に燃焼室４内に流入す
る恐れがあり、この場合燃焼室４内において燃料を良好
に燃焼させるのが困難であるので排気マニホルド１４内
に多量の未燃ＨＣが排出されることになる。 【００１５】そこで、本実施態様では機関冷間時のとき
にスワール制御弁１７を開弁位置にすべきときにはスワ
ール制御弁１７の下方弁体部分１７ｂが図３に示す範囲
Ｂ内にあるようにスワール制御弁１７の角度位置を定め
ている。すなわち、下方弁体部分１７ｂが弁軸１７ｄよ
りも下流に位置される。その結果、図６に示されるよう
に吸気枝管１０内を流通する多くの空気がスワール制御
弁１７により案内されて下方内壁面１０ｂと下方弁体部
分１７ｂ間に形成される間隙４０ｂを介し流通し、斯く
して下方内壁面１０ｂに向かう空気流Ａが形成される。
したがって、噴射燃料Ｆが空気流Ａにより偏向されて吸
気ポート５内壁面に付着するのが阻止される。斯くし
て、燃焼室４内に供給される燃料量が正規の燃料量から
ずれるのが阻止され、また燃焼室４内における混合気の
良好な燃焼が確保される。 【００１６】本実施態様では機関冷却水温ＴＨＷに基づ
いて機関冷間時であるか機関温間時であるかを判断して
いる。すなわち、機関冷却水温ＴＨＷが予め定められた
設定温度Ｔ１、例えば４０度よりも低いときに機関冷間
時であると判断し、設定温度Ｔ１よりも高いときに機関
温間時であると判断するようにしている。なお、吸気枝
管１０または吸気ポート５の壁面、エンジンオイル、吸
入空気、燃料、排気ガスなどの温度に基づいて、機関冷
間時であるか機関温間時であるかを判断するようにして
もよい。 【００１７】図７は上述の実施態様を実行するためのル
ーチンである。このルーチンは予め定められた設定時間
毎の割り込みによって実行される。図７を参照すると、
まずステップ５０では水温センサ２７により検出された
機関冷却水温ＴＨＷが設定温度Ｔ１よりも高いか否かが
判別される。ＴＨＷ＞Ｔ１のとき、すなわち機関温間時
には次いでステップ５１に進み、スワール制御弁１７の
上方弁体部分１７ａが図３に示す範囲Ｔ内にあるように
スワール制御弁１７の回動方向が選択される。次いでス
テップ５３に進む。一方、ＴＨＷ≦Ｔ１のとき、すなわ
ち機関冷間時には次いでステップ５２に進み、スワール
制御弁１７の下方弁体部分１７ｂが図３に示す範囲Ｂ内
にあるようにスワール制御弁１７の回動方向が選択され
る。次いでステップ５３に進む。 【００１８】ステップ５３では機関低負荷運転時である
か否かが判別される。機関低負荷運転時のときには次い
でステップ５４に進み、スワール制御弁１７が閉弁さ
れ、または閉弁位置に保持される。次いで処理サイクル
を終了する。ステップ５３において機関低負荷運転時で
ないときには次いでステップ５５に進み、機関中負荷運
転時であるか否かが判別される。機関中負荷運転時のと
きには次いでステップ５６に進み、スワール制御弁１７
が中間位置にされ、または中間位置に保持される。次い
で処理サイクルを終了する。 【００１９】ステップ５５において機関中負荷運転時で
ないとき、すなわち機関高負荷運転時には次いでステッ
プ５７に進み、スワール制御弁１７が全開にされ、また
は全開位置に保持される。次いで処理サイクルを終了す
る。これまで述べてきた実施態様では吸気制御弁上流の
吸気ダクト４内にスロットル弁１５を設けてこのスロッ
トル弁によっても吸入空気量を制御するようにしてい
る。しかしながら、スロットル弁を設けることなく吸気
制御弁をいわゆる独立スロットル弁から構成して吸気制
御弁のみによって対応する気筒の吸入空気量を制御する
ようにすることもできる。また、これまで述べてきた実
施態様では吸気制御弁をバタフライ弁から構成している
が、吸気制御弁をロータリ弁から構成することもでき
る。 【００２０】 【発明の効果】機関温間時であろうと機関冷間時であろ
うと混合気を良好に燃焼させることができるので排気通
路内に排出される未燃ＨＣ量を低減でき、しかも機関冷
間時において機関に供給される燃料量が正規の燃料量か
らずれるのを阻止できる。
装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】吸気通路内に吸入空気量を制御する吸気
制御弁を配置し、この吸気制御弁下流の吸気通路内に燃
料噴射弁を配置し、吸気制御弁を介し流通する空気が吸
気制御弁により吸気通路の中心軸線に関し燃料噴射弁と
同じ側に位置する吸気通路内壁面に向けて案内されるよ
うにした内燃機関の吸気制御装置が公知である（特開平
７−８３０６２号公報参照）。この吸気制御装置では、
空気流を吸気制御弁により案内して燃料噴射弁からの噴
射燃料に衝突させ、それによって噴射燃料ができるだけ
微粒化されるようにしている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
空気流を噴射燃料に向けて案内するようにすると噴射燃
料が空気流によって吸気通路内壁面に向けて偏向せしめ
られ、その結果この吸気通路内壁面に付着する場合があ
る。この場合、機関温間時であると吸気通路内壁面に付
着した燃料は速やかに蒸発して吸気通路内壁面から離脱
する。しかしながら、機関冷間時であると付着燃料の蒸
発速度が低いのでこの付着燃料は吸気通路内壁面から速
やかに離脱せず、その結果機関に供給される燃料量が正
規の燃料量からずれるという問題点がある。また、付着
燃料は吸気通路内壁面上で凝集した後に燃焼室内に流入
する恐れがあり、この場合燃焼室内において燃料を良好
に燃焼させるのが困難であるので排気通路内に多量の未
燃ＨＣが排出されるという問題点がある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明によれば、吸気通路内に吸入空気量を制御する
吸気制御弁を配置し、この吸気制御弁下流の吸気通路内
に燃料噴射弁を配置した内燃機関において、機関温間時
には吸気制御弁を介し流通する空気が吸気制御弁により
吸気通路の中心軸線に関し燃料噴射弁と同じ側に位置す
る吸気通路内壁面に向けて案内され、機関冷間時には吸
気制御弁を介し流通する空気が吸気制御弁により吸気通
路の中心軸線に関し燃料噴射弁と反対側に位置する吸気
通路内壁面に向けて案内されるように吸気制御弁の開弁
時における角度位置を定めている。すなわち、機関温間
時には吸気制御弁により案内された空気流が噴射燃料に
指向されるのでこの空気流によって噴射燃料の微粒化が
促進される。機関冷間時には吸気制御弁により案内され
た空気流が燃料噴射弁と反対側の吸気通路内壁面に指向
されるので吸気通路内壁面に付着する燃料量が低減され
る。 【０００５】 【発明の実施の形態】図１から図３までを参照すると、
１はシリンダブロック、２はピストン、３はシリンダヘ
ッド、４はピストン２とシリンダヘッド３間に形成され
る燃焼室、５は吸気ポート、６は排気ポート、７は吸気
弁、８は排気弁、９は点火栓をそれぞれ示す。吸気ポー
ト５はそれぞれ対応する吸気枝管１０を介してサージタ
ンク１１に接続され、サージタンク１１は吸気ダクト１
２を介してエアフローメータ１３に接続される。一方、
排気ポート６は共通の排気マニホルド１４に接続され
る。 【０００６】吸気ダクト１２内にはアクセルペダルの踏
み込み量が大きくなると開度が大きくなるスロットル弁
１５が配置される。また、各吸気枝管１０内には電磁式
または負圧式のアクチュエータ１６により駆動されるス
ワール制御弁１７が配置され、スワール制御弁１７下流
の吸気枝管１０内には燃料噴射弁１８が配置される。こ
の場合、バタフライ弁から構成されるスワール制御弁１
７の弁軸１７ｄは図３からわかるようにほぼ吸気枝管１
０の中心軸線Ｊ−Ｊ上に配置され、吸気枝管１０の中心
軸線Ｊ−Ｊよりも上方に位置する吸気枝管１０の壁面を
上方内壁面１０ａと称すると、燃料噴射弁１８は上方内
壁面１０ａ内に配置される。なお、吸気枝管１０の中心
軸線Ｊ−Ｊに関し燃料噴射弁１８と反対側に位置する吸
気枝管１０の壁面を下方内壁面１０ｂと称する。また、
アクチュエータ１６および燃料噴射弁１８は電子制御ユ
ニット２０からの出力信号に基づいて制御される。 【０００７】特に図２を参照すると、吸気ポート５およ
び排気ポート６はそれぞれ一対の吸気ポート５ａ，５ｂ
および一対の排気ポート６ａ，６ｂを備えており、これ
ら吸気ポート５ａ，５ｂおよび各排気ポート６ａ，６ｂ
内にはそれぞれ吸気弁７ａ，７ｂおよび排気弁８ａ，８
ｂが配置されている。スワール制御弁１７の弁軸１７ｄ
に関し吸気枝管１０の上方内壁面１０ａ側に位置するス
ワール制御弁１７の弁体部分を上方弁体部分１７ａと称
すると、図２に示されるように吸気ポート５ａ側に位置
する上方弁体部分１７ａには切欠き１７ｃが設けられ
る。したがって、スワール制御弁１７が閉弁されたとき
には吸入空気の大部分がこの切欠き１７ｃを介して流通
することになる。なお、スワール制御弁１７の弁軸１７
ｄに関し上方弁体部分１７ａと反対側に位置するスワー
ル制御弁１７の弁体部分を下方弁体部分１７ｂと称す
る。 【０００８】本実施態様において吸気制御弁を構成する
スワール制御弁１７の角度位置は例えば機関運転状態に
応じて閉弁位置、全開位置、および閉弁位置と全開位置
間の中間位置のうちのいずれかに制御される。この場
合、スワール制御弁１７が開弁しているときに、上方弁
体部分１７ａが図３に示す範囲Ｔ内にあるか、或いは下
方弁体部分１７ｂが範囲Ｂ内にあるようにスワール制御
弁１７の角度位置が定められている。すなわち、スワー
ル制御弁１７が開弁しているときに、上方弁体部分１７
ａが弁軸１７ｄに関し下流側に位置するか、或いは下方
弁体部分１７ｂが弁軸１７ｄに関し下流側に位置するよ
うにスワール制御弁１７の回動方向が定められている。 【０００９】電子制御ユニット２０はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス２１を介して相互に接続さ
れたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）２３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）２４、入力ポート２５、および出力ポート２６を具
備する。シリンダブロック１には機関冷却水温に比例し
た出力電圧を発生する水温センサ２７が取り付けられ、
この水温センサ２７の出力電圧はＡＤ変換器２８を介し
て入力ポート２５に入力される。サージタンク１１には
サージタンク１１内の圧力に比例した出力電圧を発生す
る圧力センサ２９が取り付けられ、この圧力センサ２９
の出力電圧はＡＤ変換器３０を介して入力ポート２５に
入力される。ＣＰＵ２４では圧力センサ２９の出力に基
づいて吸入空気量が算出される。また、入力ポート２５
にはクランクシャフトが例えば３０度回転する毎に出力
パルスを発生するクランク角センサ３１が接続される。
ＣＰＵ２４ではこの出力パルスに基づいて機関回転数が
算出される。一方、出力ポート２６はそれぞれ対応する
駆動回路３２を介してアクチュエータ１６および各燃料
噴射弁１８に接続される。 【００１０】次に、まず機関温間時におけるスワール制
御弁１７の制御方法について説明する。機関低負荷運転
時においてスワール制御弁１７は閉弁される。スワール
制御弁１７が閉弁されると上述したように吸気枝管１０
内を流通する大部分の空気が切欠き１７ｃを介して流通
する。この空気のほとんどは次いで吸気ポート５ａを介
して燃焼室４内に流入し、斯くして燃焼室４内にらせん
状のスワールＳが形成される（図２参照）。このように
燃焼室４内にスワールＳが形成されると燃焼室４内にお
いて混合気を良好に燃焼させることができ、したがって
排気マニホルド１４内に排出される未燃ＨＣ量を低減す
ることができる。 【００１１】機関負荷が高くなって機関中負荷運転とな
るとスワール制御弁１７が開弁されて閉弁位置と全開位
置間の中間位置にされる。この場合、スワール制御弁１
７の上方弁体部分１７ａが図３に示す範囲Ｔ内にあるよ
うにスワール制御弁１７の角度位置が定められる。すな
わち、スワール制御弁１７の上方弁体部分１７ａが弁軸
１７ｄよりも下流側に位置される。その結果、図４に示
されるように吸気枝管１０内を流通する空気の多くがス
ワール制御弁１７により案内されて上方内壁面１０ａと
上方弁体部分１７ａ間に形成される間隙４０ａを介し流
通し、斯くして上方内壁面１０ａに向かう空気流Ａが形
成される。この空気流Ａは次いで燃料噴射弁１８から噴
射された噴射燃料Ｆに衝突し、その結果噴射燃料Ｆの微
粒化が促進される。したがって、燃焼室４内において混
合気を良好に燃焼させることができ、機関中負荷運転時
にも排気マニホルド１４内に排出される未燃ＨＣ量を低
減することができる。 【００１２】スワール制御弁１７の上方弁体部分１７ａ
が図３の範囲Ｔ内にあるとこのスワール制御弁１７によ
り案内された空気流Ａは次いで吸気ポート５の上方内壁
面に沿いつつ流動して燃焼室４内に流入する。その結
果、燃焼室４内において、シリンダ軸線に対し直交する
軸線回りの旋回流、すなわちいわゆるタンブル流が形成
され、したがって燃焼室４内において混合気をさらに良
好に燃焼させることができる。 【００１３】機関負荷がさらに高くなって機関高負荷運
転となるとスワール制御弁１７を全開にして多量の吸入
空気を確保する。ところで、スワール制御弁１７が中間
位置にある場合、上述のようにスワール制御弁１７を介
し流通する空気流Ａを噴射燃料に向け案内して噴射燃料
に衝突させるようにすると図５に示されるように噴射燃
料Ｆ’が偏向せしめられて吸気ポート５の内壁面に付着
する場合がある。この場合、吸気ポート５内壁面の温度
が高い機関温間時であると吸気ポート５内壁面に付着し
た付着燃料は速やかに蒸発して吸気ポート５内壁面から
離脱する。 【００１４】ところが、吸気ポート５内壁面の温度が低
い機関冷間時であると付着燃料の蒸発速度が低いのでこ
の付着燃料は吸気ポート５内壁面から速やかに離脱しな
い。その結果、燃焼室４内に供給される燃料量が正規の
燃料量からずれてしまうことになり、このため機関過渡
運転時における応答性が悪化する。また、付着燃料は吸
気ポート５内壁面上で凝集した後に燃焼室４内に流入す
る恐れがあり、この場合燃焼室４内において燃料を良好
に燃焼させるのが困難であるので排気マニホルド１４内
に多量の未燃ＨＣが排出されることになる。 【００１５】そこで、本実施態様では機関冷間時のとき
にスワール制御弁１７を開弁位置にすべきときにはスワ
ール制御弁１７の下方弁体部分１７ｂが図３に示す範囲
Ｂ内にあるようにスワール制御弁１７の角度位置を定め
ている。すなわち、下方弁体部分１７ｂが弁軸１７ｄよ
りも下流に位置される。その結果、図６に示されるよう
に吸気枝管１０内を流通する多くの空気がスワール制御
弁１７により案内されて下方内壁面１０ｂと下方弁体部
分１７ｂ間に形成される間隙４０ｂを介し流通し、斯く
して下方内壁面１０ｂに向かう空気流Ａが形成される。
したがって、噴射燃料Ｆが空気流Ａにより偏向されて吸
気ポート５内壁面に付着するのが阻止される。斯くし
て、燃焼室４内に供給される燃料量が正規の燃料量から
ずれるのが阻止され、また燃焼室４内における混合気の
良好な燃焼が確保される。 【００１６】本実施態様では機関冷却水温ＴＨＷに基づ
いて機関冷間時であるか機関温間時であるかを判断して
いる。すなわち、機関冷却水温ＴＨＷが予め定められた
設定温度Ｔ１、例えば４０度よりも低いときに機関冷間
時であると判断し、設定温度Ｔ１よりも高いときに機関
温間時であると判断するようにしている。なお、吸気枝
管１０または吸気ポート５の壁面、エンジンオイル、吸
入空気、燃料、排気ガスなどの温度に基づいて、機関冷
間時であるか機関温間時であるかを判断するようにして
もよい。 【００１７】図７は上述の実施態様を実行するためのル
ーチンである。このルーチンは予め定められた設定時間
毎の割り込みによって実行される。図７を参照すると、
まずステップ５０では水温センサ２７により検出された
機関冷却水温ＴＨＷが設定温度Ｔ１よりも高いか否かが
判別される。ＴＨＷ＞Ｔ１のとき、すなわち機関温間時
には次いでステップ５１に進み、スワール制御弁１７の
上方弁体部分１７ａが図３に示す範囲Ｔ内にあるように
スワール制御弁１７の回動方向が選択される。次いでス
テップ５３に進む。一方、ＴＨＷ≦Ｔ１のとき、すなわ
ち機関冷間時には次いでステップ５２に進み、スワール
制御弁１７の下方弁体部分１７ｂが図３に示す範囲Ｂ内
にあるようにスワール制御弁１７の回動方向が選択され
る。次いでステップ５３に進む。 【００１８】ステップ５３では機関低負荷運転時である
か否かが判別される。機関低負荷運転時のときには次い
でステップ５４に進み、スワール制御弁１７が閉弁さ
れ、または閉弁位置に保持される。次いで処理サイクル
を終了する。ステップ５３において機関低負荷運転時で
ないときには次いでステップ５５に進み、機関中負荷運
転時であるか否かが判別される。機関中負荷運転時のと
きには次いでステップ５６に進み、スワール制御弁１７
が中間位置にされ、または中間位置に保持される。次い
で処理サイクルを終了する。 【００１９】ステップ５５において機関中負荷運転時で
ないとき、すなわち機関高負荷運転時には次いでステッ
プ５７に進み、スワール制御弁１７が全開にされ、また
は全開位置に保持される。次いで処理サイクルを終了す
る。これまで述べてきた実施態様では吸気制御弁上流の
吸気ダクト４内にスロットル弁１５を設けてこのスロッ
トル弁によっても吸入空気量を制御するようにしてい
る。しかしながら、スロットル弁を設けることなく吸気
制御弁をいわゆる独立スロットル弁から構成して吸気制
御弁のみによって対応する気筒の吸入空気量を制御する
ようにすることもできる。また、これまで述べてきた実
施態様では吸気制御弁をバタフライ弁から構成している
が、吸気制御弁をロータリ弁から構成することもでき
る。 【００２０】 【発明の効果】機関温間時であろうと機関冷間時であろ
うと混合気を良好に燃焼させることができるので排気通
路内に排出される未燃ＨＣ量を低減でき、しかも機関冷
間時において機関に供給される燃料量が正規の燃料量か
らずれるのを阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】内燃機関の部分平面断面図である。
【図３】スワール制御弁周りの部分拡大図である。
【図４】機関温間時におけるスワール制御弁を示す、図
３と同様な部分拡大図である。 【図５】好ましくない例を示す、図３と同様な部分拡大
図である。 【図６】機関冷間時におけるスワール制御弁を示す、図
３と同様な部分拡大図である。 【図７】スワール制御弁の制御を実行するためのフロー
チャートである。 【符号の説明】 １…機関本体 ４…燃焼室 ５…吸気ポート １０…吸気枝管 １０ａ…上方内壁面 １０ｂ…下方内壁面 １７…スワール制御弁 １７ａ…上方弁体部分 １７ｂ…下方弁体部分 １８…燃料噴射弁 ２７…水温センサ Ａ…空気流 Ｆ…噴射燃料 Ｊ−Ｊ…吸気枝管の中心軸線
３と同様な部分拡大図である。 【図５】好ましくない例を示す、図３と同様な部分拡大
図である。 【図６】機関冷間時におけるスワール制御弁を示す、図
３と同様な部分拡大図である。 【図７】スワール制御弁の制御を実行するためのフロー
チャートである。 【符号の説明】 １…機関本体 ４…燃焼室 ５…吸気ポート １０…吸気枝管 １０ａ…上方内壁面 １０ｂ…下方内壁面 １７…スワール制御弁 １７ａ…上方弁体部分 １７ｂ…下方弁体部分 １８…燃料噴射弁 ２７…水温センサ Ａ…空気流 Ｆ…噴射燃料 Ｊ−Ｊ…吸気枝管の中心軸線
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０ Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０Ｂ
３６０Ｃ
(72)発明者 大仲 英巳
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自
動車株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−58183（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−83062（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−12167（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−124019（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−50155（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02B 31/00 - 31/02
F02D 9/02
F02D 41/02 - 41/06
F02M 69/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 吸気通路内に吸入空気量を制御する吸気
制御弁を配置し、該吸気制御弁下流の吸気通路内に燃料
噴射弁を配置した内燃機関において、機関温間時には吸
気制御弁を介し流通する空気が該吸気制御弁により吸気
通路の中心軸線に関し燃料噴射弁と同じ側に位置する吸
気通路内壁面に向けて案内され、機関冷間時には吸気制
御弁を介し流通する空気が該吸気制御弁により吸気通路
の中心軸線に関し燃料噴射弁と反対側に位置する吸気通
路内壁面に向けて案内されるように吸気制御弁の開弁時
における角度位置を定めた吸気制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09513196A JP3365202B2 (ja) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | 内燃機関の吸気制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09513196A JP3365202B2 (ja) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | 内燃機関の吸気制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09280066A JPH09280066A (ja) | 1997-10-28 |
| JP3365202B2 true JP3365202B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=14129276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09513196A Expired - Fee Related JP3365202B2 (ja) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | 内燃機関の吸気制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3365202B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10257566A1 (de) * | 2002-12-10 | 2004-07-01 | Adam Opel Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmotors mit Erkennung der Ladungsbewegungsklappenstellung |
| JP2006329161A (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
| US7958863B2 (en) | 2006-05-24 | 2011-06-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Intake device for internal combustion engine |
| JP2012159042A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
-
1996
- 1996-04-17 JP JP09513196A patent/JP3365202B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09280066A (ja) | 1997-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3250475B2 (ja) | 筒内噴射型内燃機関の制御装置 | |
| US7455044B2 (en) | Intake device of internal combustion engine | |
| JP3248439B2 (ja) | 筒内噴射型内燃機関の制御装置 | |
| JP3365202B2 (ja) | 内燃機関の吸気制御装置 | |
| JP2001221087A (ja) | 多気筒エンジンのエンジン制御装置 | |
| US6712038B2 (en) | Intake device for an internal combustion engine and method thereof | |
| JP6772901B2 (ja) | 内燃機関の排気システム | |
| JP3386588B2 (ja) | エンジンの吸気制御装置 | |
| JP2002221036A (ja) | エンジンの吸気装置 | |
| JPH03199627A (ja) | エンジンの吸気装置 | |
| JP3726901B2 (ja) | 内燃機関の制御装置とスワール発生装置 | |
| JP2003201891A (ja) | 多気筒内燃機関の触媒早期暖機運転制御装置 | |
| JP2002309945A (ja) | 内燃機関の吸気装置 | |
| JP3557314B2 (ja) | 内燃機関の吸気装置 | |
| JP3089992B2 (ja) | 内燃機関の吸気制御装置 | |
| JP3767063B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP2002201968A (ja) | エンジンの吸気装置 | |
| JP4662173B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP3748575B2 (ja) | 内燃機関の吸気装置 | |
| JP2022021455A (ja) | Ｅｇｒシステム | |
| JPH0627799Y2 (ja) | 内燃機関の吸気装置 | |
| JP2022068402A (ja) | Ｅｇｒシステム | |
| JPH10169490A (ja) | 成層燃焼内燃機関のアイドル回転数制御装置 | |
| JP2002371856A (ja) | ディーゼルエンジンの可変スワール制御装置 | |
| JPS61116026A (ja) | 内燃機関の吸気装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |