JPH0321735B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車等の車輌に用いられる可変吸
気スワール方式の内燃機関の燃料噴射制御方法に
係り、更に詳細には吸気管負圧により作動する駆
動手段によつて開閉される吸気制御弁を有する可
変吸気スワール方式の内燃機関の燃料噴射制御方
法に係る。

発明の背景 内燃機関に用いられる可変吸気スワール方式の
吸気ポート構造の一つとして、燃焼室への開口端
の周りに旋回したヘリカル通路と前記開口端の直
線状に通ずるストレート通路とを有し、前記スト
レート通路の途中に該ストレート通路を開閉する
吸気制御弁が設けられている吸気ポート構造が本
願出願人と同一の出願人による特願昭56−5149号
（特開昭57−165629号）及び特願昭56−120634号
（特開昭58−23224号）に於て既に提案されてお
り、この種の吸気ポート構造を備えた内燃機関に
於ては、吸気制御弁によりストレート通路が閉じ
られている時には、吸気（混合気）の全てがヘリ
カル通路を流れて燃焼室内に流入することにより
燃焼室内に強力な吸気スワールが生じ、これによ
つて燃焼室内に於ける見掛け上の火炎伝播速度が
速まり、燃焼速度が速くなつて稀薄混合気による
運転が可能になり、これに対し吸気制御弁により
ストレート通路が開かれている時には、吸気がヘ
ルカル通路に加えてストレート通路を流れて燃焼
室内に流入することにより燃焼室内に強力な吸気
スワールが生じなくなるが、吸気ポートの吸気流
に対する流れ抵抗が低下し、内燃機関の充填効率
が低下することが回避される。従つて上述の如き
吸気ポート構造を有する内燃機関に於ては、低負
荷運転域に於ては吸気制御弁が閉弁し、高負荷運
転域に於ては吸気制御弁が開弁するように、その
吸気制御弁の開閉が制御されることにより低負荷
運転域に於てはこの時の最大可燃空燃比に近い空
燃比である22〜18程度の空燃比の稀薄混合気によ
る運転が可能になり、高負荷運転域に於ては上述
の如き大きい空燃比の稀薄混合気による運転は不
可能になるが、充填効率が低下することが回避さ
れ、大きい機関出力が得られる。

このため吸気制御弁が閉弁している低負荷運転
域に於ては吸気制御弁が閉弁している時に於ける
最大可燃空燃比、即ちリーン側の失火限界空燃比
に近い空燃比の混合気を内燃機関に供給し、吸気
制御弁が開弁している高負荷運転域に於ては失火
の発生を回避して大出力が得られるように低負荷
運転域に於ける空燃比に比して小さい空燃比の混
合気を内燃機関に供給することが既に提案されて
いる。

上述の如き吸気制御弁の開閉駆動は、一般に、
内燃機関の吸気系より取出すことができる吸気管
負圧により作動するダイヤフラム装置の如き駆動
手段により行われるようになつており、この駆動
手段は、多くの場合、吸気制御弁を閉じる必要が
ある低負荷運転時には高負荷運転時に比して機関
吸気系より十分な吸気管負圧が得られることに着
目して所定値より大きい吸気管負圧を供給されて
いる時には前記吸気制御弁を閉弁させ所定値より
大きい吸気管負圧を供給されていない時には前記
吸気制御弁を開弁させるようになつている。

しかし、上述の如き駆動手段によつて前記吸気
制御弁が開閉駆動される場合にはアクセルペダル
の踏子みが少し減少されて機関吸気系のスロツト
ルバルブが少し閉弁し、高負荷運転域より低負荷
運転域へ移行した時には内燃機関に供給される混
合気の空燃比が機関負荷の減少に応じて増大され
ているにも拘らず、前記所定値の吸気管負圧が得
られず、即ち吸気制御弁を閉弁させるに必要な吸
気管負圧が得られず、このために吸気制御弁が閉
弁できず、この結果、吸気制御弁が閉弁している
時に於ける最大空燃比に近い空燃比の混合気が内
燃機関に供給されている時に吸気制御弁がまだ開
弁しているという状態が生じ、この時には内燃機
関は失火を生じ、運転性能を著しく低下する。

発明の目的 本発明は、吸気制御弁を閉弁させるに必要な吸
気管負圧が得られない時には他の全ての制御条件
に凌駕して稀薄混合気を内燃機関に供給すること
を禁止し、この時には吸気制御弁が閉じられない
ことによつて内燃機管が失火を生じないように稀
薄燃焼運転域であつてもその稀薄燃焼運転域に於
ける最適空燃比より小さい空燃比の混合気を内燃
機関へ供給することができる空燃比制御方法を提
供することを目的としている。

発明の構成 かかる目的は、本発明によれば、燃焼室への開
口端の周りに旋回したヘリカル通路と前記開口端
に直線状に通ずるストレート通路とを備え前記ス
トレート通路の途中に該ストレート通路を開閉す
る吸気制御弁が設けられている吸気ポート構造
と、大気圧に対する吸気管圧力の差により前記吸
気制御弁を閉弁方向へ移動する駆動手段とスロツ
トルバルブの開度が所定開度以下のとき該駆動手
段へ吸気管圧力を導く制御弁とを有する吸気制御
弁開閉制御手段とを有する可変吸気スワール方式
の内燃機管の燃料噴射制御方法にして、機関回転
数と吸気管圧力に基いて燃料噴射量を決定し、ス
ロツトルバルブの開度が前記所定開度以下で大気
圧に対する吸気管圧力の差が所定値以下のとき前
記燃料噴射量について増量補正を行うことを特徴
とする燃料噴射制御方法によつて達成される。

発明の効果 上述の如き本発明によれば内燃機関の燃料噴射
制御方法によれば、ダイヤフラム装置の如く大気
圧に対する吸気管圧力の差即ち吸気管負圧により
吸気制御弁を閉弁方向へ駆動する駆動手段に作用
する大気圧に対する吸気管圧力の差即ち吸気管負
圧が前記所定値に満たない時、即ち吸気制御弁を
閉弁させるに必要な吸気管負圧が得られない時に
は内燃機関へ供給する燃料が増量されるから、本
来は吸気制御弁が閉弁する運転域に於て吸気管負
圧の不足によつて吸気制御弁が閉弁できずに開弁
している時に、この状態の時に内燃機関が失火を
生じる如き大きい空燃比の稀薄混合気が内燃機関
へ供給されることが回避され、吸気管負圧の不足
によつて吸気制御弁が閉弁できない時に内燃機関
が失火してその運転性能が低下することが回避さ
れる。

実施例の説明 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図は本発明による燃料噴射制御方法が実施
される吸気可変スワール方式の内燃機関の一つの
実施例を示している。図に於て、１は内燃機関本
体を示しており、該内燃機関本体は、シリンダブ
ロツク２とシリンダヘツド３とシリンダブロツク
２のシリンダボア４内に設けられたピストン５と
を有し、吸気弁６によつて開閉される吸気ポート
７より燃料と空気との混合気を燃焼室８内に吸入
し、燃焼室８内にて点火プラグ９の火花放電によ
り点火された混合気の既燃焼ガスを図示されてい
ない排気弁により開閉される排気ポートより燃焼
室外へ排出するようになつている。

吸気ポート７は、第２図に良く示されている如
く、吸気ポート７の天井壁部より膨出形成された
ガイドベーン１０により燃焼室８への開口端７ａ
の周りに旋回したヘリカル通路１１と開口端７ａ
に直線状に通ずるストレート通路１２とを有して
いる。ストレート通路１２の途中には該ストレー
ト通路を開閉する吸気制御弁１３が設けられてい
る。吸気制御弁１３はバラフライ弁として構成さ
れ、第１図に良く示されている如く、その弁軸１
４に取付けられた駆動レバー１５によつてダイヤ
フラム装置１６の駆動ロツド１７に駆動連結さ
れ、該ダイヤフラム装置によつて開閉駆動される
ようになつている。

ダイヤフラム装置１６は所定値以上の負圧を導
入されている時にはストレート通路１２の連通を
遮断する図示されている如き閉弁位置に吸気制御
弁１３を駆動し、これに対し所定値以上の負圧を
導入されていない時にはストレート通路１２の連
通を確立する開弁位置に吸気制御弁１３を駆動す
るようになつている。ダイヤフラム装置１６は導
管１８によつて電磁制御弁１９のポートａに接続
されている。電磁制御弁１９はポートａ以外にポ
ートｂと大気圧ポートｃとを有しており、その電
磁コイルに通電が行われている時にはポートａを
ポートｂに接続し、これに対し前記電磁コイルに
通電が行われていない時にはポートａをポートｃ
に接続するようになつている。ポートｃは大気中
に開放されており、これに対しポートｂは、導管
２０、逆止弁２１及び導管２２を経て機関吸気系
のサージタンク２４に設けられた吸気管負圧取出
しポート２５に接続され、吸気管負圧を及ぼされ
るようになつている。逆止弁２１は、導管２０よ
り導管２２へ向かう流体の流れのみを許し、電磁
制御弁１９のポートａがポートｂに接続されてい
る時にはダイヤフラム装置１６に吸気管負圧を封
入すべく作用するようになつている。

吸気ポート７には吸気マニホールド２３とサー
ジタンク２４とが順に連通接続されており、サー
ジタンク２４の空気入口部分には吸入空気量制御
用のスロツトルバルブ２６が設けられている。吸
気マニホールド２３には燃料噴射ノズル２７が設
けられており、該燃料噴射ノズルは、図示されて
いない燃料供給装置よりガソリンの如き液体燃料
を供給され、開弁時間に応じた流量の液体燃料吸
気ポート７の入口部分へ向けて噴射供給するよう
になつている。

電磁制御弁１９に対する通電の制御と燃料噴射
ノズル２７の開弁制御とは制御装置３０により行
われるようになつている。制御装置３０は、一般
的なマイクロコンピユータを含む電気的な制御装
置であり、機関点火系のデイストリビユータ２９
より機関回転数Neに関する情報を、吸気管圧力
センサ３１より吸気管圧力Ｐに関する情報を、ス
ロツトル開度センサ３２よりスロツトルバルブ２
６のスロツトル開度Thに関する情報を各々与え
られ、これら情報と予め定められたプログラムに
従つて電磁制御弁１９に対する通電の制御、即ち
吸気制御弁１３の開閉制御と燃料噴射ノズル２７
の開弁制御、即ち空燃比制御を行うようになつて
いる。

第３図は制御装置３０により行われるメインル
ーチンのフローチヤートを示している。このルー
チンの最初のステツプ１に於ては、デイストリビ
ユータ２９よりの出力信号より検出された機関回
転数Neを読込むことが行われる。

ステツプ１の次はステツプ２へ進み、ステツプ
２に於ては、吸気管圧力センサ３１より検出され
た吸気管圧力Ｐを読込むことが行われる。

ステツプ２の次のステツプ３へ進み、ステツプ
３に於ては、機関回転数Neと吸気管圧力Ｐより
基本噴射量TAUbを決定することが行われる。

ステツプ３の次はステツプ４へ進み、ステツプ
４に於ては、スロツトル開度センサ３２により検
出されたスロツトル開度Thを読込むことが行わ
れる。

ステツプ４の次はステツプ５へ進み、ステツプ
５に於ては、スロツトル開度Thが所定値Ａより
大きいか否かの判別が行われる。所定値Ａは吸気
制御弁１３の開弁スロツトル開度であり、Th＞
Ａである時、即ち空気制御弁１３の開弁運転域で
ある時にはステツプ６へ進み、Th＞Ａでない時
には、即ち吸気制御弁１３の閉弁運転域である時
にはステツプ７へ進む。

ステツプ６に於ては、フラツグＦを１に設定
し、またステツプ７に於ては、フラグＦを０に設
定することが行われる。

第４図は制御装置３０により行われる吸気制御
弁１３の開閉制御ルーチンのフローチヤートを示
している。このルーチンは所定時間毎に割込み処
理されるものであり、最初のステツプ21に於て
は、フラツグＦが１であるか否かの判別が行われ
る。Ｆ＝１である時、即ちスロツトル開度が所定
値Ａ以上である時にはステツプ22へ進み、これに
対しＦ＝１でない時、即ちスロツトル開度が前記
所定値Ａ以上でない時にはステツプ23へ進む。

ステツプ22に於ては、電磁制御弁１９の電磁コ
イルに対する通電が停止され、吸気制御弁１３を
開弁することが行われる。

ステツプ23に於ては、電磁制御弁１９の電磁コ
イルに通電が行われ、吸気制御弁１３を閉弁する
ことが行われる。尚、この時に吸気制御弁１３を
閉弁させるに必要な吸気管負圧が得らえない場合
には、吸気制御弁１３は、閉弁できず、開弁状態
のままとなる。

第５図は制御装置３０により行われる空燃比制
御ルーチンのフローチヤートを示している。この
ルーチンは内燃機関の所定クランク角毎に割込み
処理されるものであり、最初のステツプ３１に於
ては、フラツグＦが１であるか否かの判別が行わ
れる。Ｆ＝１である時、即ち吸気制御弁１３の開
弁運転域である時にはステツプ３４へ進み、これ
に対しＦ＝１でない時、即ち吸気制御弁１３の閉
弁運転域に於てはステツプ32へ進む。

ステツプ32に於ては、吸気管圧力が所定値Ｂよ
大きいか否かの判別が行われる。所定値Ｂは吸気
制御弁１３を閉弁させるに必要な最大圧力であ
り、Ｐ＞Ｂである時、即ち吸気制御弁１３を閉弁
させるに必要な吸気管負圧が得られな時にはステ
ツプ35へ進み、Ｐ＞Ｂでない時、即ち吸気制御弁
１３を閉弁させるに必要な吸気管負圧が得られる
時にはステツプ34へ進む。

ステツプ34に於ては、メインルーチンのステツ
プ３に於て決定された基本噴射量TAUBbをのま
ま実効燃料噴射量TAUとすることが行われる。
ステツプ34の次はステツプ36へ進む。

ステツプ35に於ては、メインルーチンのステツ
プ３に於て決定された基本噴射量TAUDに所定
量△TAUを加算して実効燃料噴射量TAUを決定
することが行われる。即ちこのステツプに於ては
燃料増量が行われる。

ステツプ36に於ては、ステツプ34或いはステツ
プ35に於て決定された実効燃料噴射量TAUによ
る燃料噴射が燃料噴射ノズル２７によつて実行さ
れる。

上述の如く本発明による燃料噴射制御方法によ
れば、スロツトル開度が所定値以下の吸気制御弁
閉弁運転域に於ても吸気制御弁１３を閉弁させる
に必要な吸気管負圧が得られない時には吸気制御
弁１３が開弁していることに基き燃料増量が行わ
れ、吸気制御弁１３が閉弁していないにも拘らず
大きい空燃比の稀薄混合気が内燃機関へ供給され
ることが回避され、これによつて内燃機関が失火
を生じることが回避される。

以上に於ては、本発明の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、本発明の範囲内にて種々の実施例
が可能であることは当業者にとつて明らかであろ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による燃料噴射制御方法の実施
に使用される可変吸気スワール方式の内燃機関の
一つの実施例を示す概略構成図、第２図は第１図
に示された内燃機関の吸気ポート構造を示す概略
断面図、第３図はメインルーチンのフローチヤー
ト、第４図は吸気制御弁の開閉制御ルーチンのフ
ローチヤート、第５図は本発明による燃料噴射制
御方法を実施する空燃比制御ルーチンのフローチ
ヤートである。 １……内燃機関、２……シリンダブロツク、３
……シリンダヘツド、４……シリンダボア、５…
…ピストン、６……吸気弁、７……排気ポート、
８……燃焼室、９……点火プラグ、１０……ガイ
ドベーン、１１……ヘリカル通路、１２……スト
レート通路、１３……吸気制御弁、１４……弁
軸、１５……駆動レバー、１６……ダイヤフラム
装置、１７……駆動ロツド、１８……導管、１９
……電磁制御弁、２０……導管、２１……逆止
弁、２２……導管、２３……吸気マニホールド、
２４……サージタンク、２５……吸気管負圧取出
しポート、２６……スロツトルバルブ、２７……
燃料噴射ノズル、２８……排気マニホールド、２
９……デイストリビユータ、３０……制御装置、
３１……吸気管圧力センサ、３２……スロツトル
開度センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃焼室への開口端の周りに旋回したヘリカル
   通路と前記開口端に直線状に通ずるストレート通
   路とを備え前記ストレート通路の途中に該ストレ
   ート通路を開閉する吸気制御弁が設けられている
   吸気ポート構造と、大気圧に対する吸気管圧力の
   差により前記吸気制御弁を閉弁方向へ駆動する駆
   動手段とスロツトルバルブの開度が所定開度以下
   のとき該駆動手段へ吸気管圧力を導く制御弁とを
   有する吸気制御弁開閉制御手段とを有する可変吸
   気スワール方式の内燃機関の燃料噴射制御方法に
   して、機関回転数と吸気管圧力に基いて燃料噴射
   量を決定し、スロツトルバルブの開度が前記所定
   開度以下で大気圧に対する吸気管圧力の差が所定
   値以下のとき前記燃料噴射量について増量補正を
   行うことを特徴とする燃料噴射制御方法。