JPH03286137A - 内燃機関の吸気制御装置 - 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１ 本発明は内燃機関の吸気制御装置に関し、特にこれに設
けた吸気制御弁の作動不良を確実に判定するとともに吸
気制御弁の作動を常に正常状態に保つことを可能とする
吸気制御装置に関する。

［従来の技術］ 内燃機関の吸排気効率を高めるために、各気筒の吸気弁
と排気弁の開放をオーバラップせしめることが行われて
おり、このバルブオーバラップは特に内燃機関の高速回
転時を基準としているため、低速回転時には内燃機関の
回転が不安定となることがある。

そこで、例えば特開昭６２−２９４７１９号公報等にお
いては、各吸気弁の上流位置Ｇこ吸気制御弁を設けて、
内燃機関の低速回転時には上記吸気弁よりも遅く開くよ
うになして実質的なバルブオーバラップ時間を短縮する
ようにした吸気制御装置が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記吸気制御弁としては設置構造上バタフラ
イ弁を使用することが多いが、吸気通路内には既燃ガス
の吹き戻しによりカーボンが侵入し、あるいはブローバ
イガスが導入されることがあり、デポジットが付着して
吸気制御弁の作動が阻害されるおそれがある。

そこで本願発明は、吸気制御弁の作動不良を確実に検知
して必要な処置を採ることが可能な内燃機関の吸気制御
装置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１ 本発明の構成を第１図で説明すると、各気筒の吸気弁と
排気弁に所定量のバルブオーバラップを与えた内燃機関
であって、上記各吸気弁の上流側に機関回転数に応じて
実質的な吸気弁の開閉期間を制御せしめる吸気制御弁を
設けた内燃機関の吸気制御装置において、上記吸気制御
弁を電磁開閉弁で構成するとともに、吸気制御弁の電磁
コイルに通電してこれを開閉作動せしめる通電手段を設
け、かつ上記電磁コイルへの通電電流ないし通電電圧の
挙動を検出して上記吸気制御弁の作動不良を判定する判
定手段とを具備している。

［作用］ 上記構成の吸気制御装置において、デポジットの付着が
ない場合には吸気制御弁は通電により開閉作動し、この
開閉作動にともなって上記通電電流ないし通電電圧は一
定の挙動を示す。デポジットの付着等により吸気制御弁
が固着し作動しなくなると、上記通電電流等は上記一定
挙動とは異なる挙動を示し、これを検出することにより
異常が判定される。

［実施例１ 第２図において、４気筒のエンジン１に、は各気筒毎に
吸気弁１１と排気弁１２が設けられ、各吸気弁１１の上
流位置の吸気マニホールド１３内にはそれぞれ吸気制御
弁２が設けである。これら吸気制御弁２は、コンピュー
タ３■を内蔵した制御回路３の入出力部３２がらの通電
信号により開閉作動せしめられる。なお、図中１４は圧
力制御弁、３３は制御プログラム記憶用のリードオンリ
メモリ、３４は制御データ記憶用のランダムアクセスメ
モリである。上記吸気制御弁２の開閉は、エンジン回転
数等の各種信号を入力した上記制御回路３内の演算によ
り、適当時期に上記通電信号が発せられることにより行
われる。

すなわち、上記吸気弁１１と排気弁１２はエンジン高速
回転時のバルブオーバラップが所定量となるようにカム
調整されており、これて゛はアイドル回転等の低速回転
時乙こはエンジン効率が悪化することがある。そこで、
エンジン回転の低下に伴い上記吸気制御弁２の開弁時期
を遅らせることにより、実質的なバルブオーバラップを
減少せしめてエンジン効率の低下を防止している。

第３図には上記吸気制御弁２の構造を示す。図において
、上半の吸気マニホールド１３内にはバタフライ型の円
形弁板２１が設けてあり、該弁板２１は支軸２２にネジ
固定されて（第４図、図中矢印は吸気流入方向を示す）
回動開閉せしめられる。上記支軸２２はベアリング乙こ
より吸気マニホルド１３壁に支持され、その下半部は下
方の駆動部内へ延びている。

駆動部のケーシング２３内に延びた支軸２２下半部の円
形外周（第５図）には磁石部材２４が嵌着してあり、該
磁石部材２４（こは周方向対称に異極となるように磁極
が形成しである（同格〉。

方、上記ケーシング２３の四角形をなす内壁には各側面
にそれぞｔ′Ｌ電磁コイル２５が設けてあり、通電時に
は対称位置にあるものが同極となり、隣合うものが異極
となる。

しかして、上記各電磁コイル２５に通電すると、これと
異極の磁石部材２４上の磁極が吸引されて上記支軸２２
が回転し、正方向通電で上記弁板２１が閉鎖位置に回動
し、逆方向通電では開放位置に回動する。

電磁コイル２５への通電を模擬的に第６図で説明すると
、上記入出力部３２に内蔵された出力トランジスタ３８
に通電指令信号３ａが入力すると、上記出力トランジス
タ３８が導通し、そのコレクタに接続された電磁コイル
２５が通電励磁される。

通電指令信号に対するコレクタ電流Ｉｏとコレクタ電圧
Ｖｏの関係を第７図に示す。

通電による上記支軸２２の回転に伴って電磁コイル２５
の相互インダクタンスが変化し、図の（２）、〈３）で
示す如く、上記コレクタ電流■０とコレクタ電圧Ｖｏに
は過渡時に高周波成分が重畳する。この場合、弁板２１
等にデポジットが付着して支軸２２の回転が阻害される
と上記相互インダクタンスの変化は生じず、図の（２）
、（３〉の破線で示す如く、高周波成分は重畳しない そこで例えば上記コレクタ電圧Ｖｏを上記制御回路３に
設けたバイパスフィルタ３５（第８図）に入力せしめ、
高周波成分のみを取出して信号３５ａ（第９図（１））
を得る。この信号３５ａはコンパレータ３６に入力し、
ここで基準電圧ＶＲと比較される。この電圧ＶＲは、吸
気制御弁２の正常作動時には必ず上記信号３５ａが上回
る電圧としておく。

信号３５ａが基準電圧ＶＲを越えると、上記コンパレー
タ３６よりパルス信号３６ａが出力され、これは後段の
フリップフロップ３７のリセット端子Ｒに入力する。フ
リップフロップ３７のセット端子Ｓにはこれに先立ち、
エンジン二回転毎に１パルスのサイクルタイミング信号
Ｔｐが入力して上記フリップフロップ３７をセットして
いる。

しかして、吸気制御弁２の正常作動時には、上記フリッ
プフロップ３７の出力信号は、上記サイクルタイミング
信号Ｔｐでセットされて「１」レベルとなるとともに、
上記パルス信号３６ａによりリセットされて周期的にｒ
ＱＢレベルとなる。

吸気制御弁２がデポジットの付着等により作動しなくな
ると、コレクタ電圧中に高周波成分は現れなくなり、バ
イパスフィルタ３５を通過した信号は上記基準電圧ＶＲ
を越えなくなる（第１０図（１〉〉。しかして、信号３
６ａは出力されず（第１０図（２））　、上記フリップ
フロップ３７の出力信号３７ａはセットされたままとな
る（第１０図（４）〉。これにより、コンピュータ３１
は吸気制御弁２の作動不良を判定する。

なお、上記実施例において、パルス信号３６ａの発生タ
イミングは吸気制御弁２の動きが悪化すると変動するか
ら、これを検出するようになせば、完全に固着する以前
の早期段階て作動不良を判定することができる。

また、コレクタ電圧に代えて、コレクタ電流を検出して
も良いことはもちろんである。

［他の実施例］ 吸気制御弁２の作動不良を判定するのみならず、例えば
第１１図に示す如く、吸気制御弁電磁コイル２５の電源
側にバッテリ４との間に電圧制御回路３９を設け、弁作
動不良時にはコンピュータ３１より上記電圧制御口＃！
３９へ昇圧信号を発して、電磁コイル２５への供給電圧
Ｖｓを上昇せしめ、弁駆動力を一時的に増大させること
で弁を強制的に駆動させ、弁に付着したテボジッ１〜を
強制的に除去することて弁作動を正常状態（こ復帰させ
ることもできる。

さらには弁が作動不能となっていない状態でも、コンピ
ュータ３１より吸気制御弁の作動が不要な吸気弁閉時と
かエンジンスイッチＯＦＦ直後に上記電圧制御回路３９
’＼信号を発生させ、弁を一時的に作動させることでエ
ンジン性能に全く影響を与えずに弁にデポジットか付着
するのを防止し、弁が作動不良にならないようにするこ
ともできる。

また、上記バイパスフィルタ３５を設けるのに代えて、
吸気制御弁固定時のコレクタ電圧と作動時のコレクタ電
圧の差電圧を検出するようにしても同様の効果が得られ
る。この時の固定時のコレクタ電圧波形は、実際に吸気
制御弁を固定する以外に、予め固定時の電圧波形を計算
によって求めて理論値として記憶し、この理論値と実際
に得られたコレクタ電圧の差電圧を検出するようにもで
きる。

さらに、吸気制御弁の開放時と閉鎖時ではコレクタ電圧
の定常電圧レベルに差があり、この差電圧と、実際に通
電した時に上記コレクタ電圧の電圧レベルが上記差電圧
に対してとの程度の割合いまで変化するかを検出するこ
とにより、吸気制御弁が完全には固着していないが途中
で止まるような場合も判定できる。この場合、コレクタ
電圧レベルが上記差電圧分変化するに要する時間を検出
し、この時間が長くなることより、吸気制御弁の動きが
悪くなった初期段階で作動不良を判定することができる
。

［発明の効果］ 以上の如く、本発明の吸気制御装置によれば、吸気制御
弁の作動不良を確実に判定することができ、分解掃除等
の有効な対策を即座に採ることができる。

また吸気作動弁の作動不良を検出し弁を強制的に駆動さ
せることで弁に付着したデポジットを強制的に除去し、
弁の作動状態を正常に保つこともできる。さらには弁が
正常な時にもエンジン性能に全く影響を与えないタイミ
ングで吸気制御弁を作動させることにより弁へのデポジ
ット付着を防止し弁を常に正常に保つこともできる。

【図面の簡単な説明】 第）図ないし第１０図は本発明の一実施例を示し、第１
図はクレーム対応図、第２図は吸気制御装置の全体構成
図、第３図は吸気制御弁の全体垂直断面図、第４図はそ
の水平断面図で、第３図のＩＶ　−ＩＶ線断面図、第５
図は同じく水平断面図で、第３図の■−ｖ線断面図、第
６図は通電回路の概念的回路図、第７図はその信号波形
図、第８図は電圧検出回路の回路図、第９図および第１
○図はそれぞれ電圧検出回路の波形図、第１１図は本発
明の他の実施例を示す通電回路の概念的回路図である。 １・・・エンジン（内燃機関） １１・・・吸気弁 １２・・・排気弁 ）３・・・吸気マニホールド ２・・・吸気制御弁 ３・・・通電制御回路 ３１・・・コンピュータ 第１図 第２図 第６図 ｓ 第７図 第３図 第４図 第５図 ３ 第８図 第９図 第１０図 （１） ５ａ Ｒ （４） ７ａ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）各気筒の吸気弁と排気弁に所定量のバルブオーバ
   ラップを与えた内燃機関であって、上記各吸気弁の上流
   側に上記機関回転数に応じて実質的な吸気弁の開閉期間
   を制御せしめる吸気制御弁を設けた内燃機関の吸気制御
   装置において、上記吸気制御弁を電磁開閉弁で構成する
   とともに、吸気制御弁の電磁コイルに通電してこれを開
   閉作動せしめる通電手段を設け、かつ上記電磁コイルへ
   の通電電流ないし通電電圧の挙動を検出して上記吸気制
   御弁の作動不良を判定する判定手段とを具備する内燃機
   関の吸気制御装置。
2. （２）請求項１において、前記吸気制御弁の作動不良を
   判定した時に、前記吸気制御弁を強制的に作動させる制
   御回路を具備する内燃機関の吸気制御装置。
3. （３）請求項１において、前記判定手段の代わりに吸気
   制御弁を任意のタイミングで強制的に作動させる制御回
   路を具備する内燃機関の吸気制御装置。
4. （４）請求項３において、前記吸気制御弁を前記内燃機
   関の吸気弁が閉弁の時作動させることを特徴とする内燃
   機関の吸気制御装置。
5. （５）請求項３において、内燃機関の運転停止直後に前
   記吸気制御弁を作動させることを特徴とする内燃機関の
   給気制御装置。