JPH0412126A - 内燃機関の可変吸気制御方法 - Google Patents

内燃機関の可変吸気制御方法

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JPH0412126A
JPH0412126A JP11375690A JP11375690A JPH0412126A JP H0412126 A JPH0412126 A JP H0412126A JP 11375690 A JP11375690 A JP 11375690A JP 11375690 A JP11375690 A JP 11375690A JP H0412126 A JPH0412126 A JP H0412126A
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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) この発明は、内燃機関の燃焼室までの吸気供給経路の有
効長さを、内燃機関の回転速度に応じて可変するように
した内燃機関の可変吸気制御方法に関する。
(従来の技術) 内燃機関の中には、広い回転速度域に亙って高出力を得
るため、燃焼室までの吸気供給経路の有効長さをその回
転速度に応じて可変するようした可変吸気システムを備
えているものがある。
この可変吸気システムは、内燃機関の燃焼室に通じる主
吸気通路の途中に配置された可変吸気制御弁と、主吸気
通路に可変吸気制御弁をバイパスして取付けられた迂回
吸気通路とを備えてなり、そして、可変吸気制御弁の弁
開度は、内燃機関の回転速度に応じて制御されるように
なっている。
即ち、内燃機関の回転速度が所定の低速値以下の場合、
可変吸気制御弁は、その弁開度が全閉位置となるように
制御され、これにより、吸気が迂回吸気道路を経由する
ことから、吸気供給経路を長くできる。これに対し、内
燃機関の回転速度が所定の高速値以上に達すると、可変
吸気制御弁は、その弁開度か全開位置となるように制御
される。
この場合、吸気は、主吸気通路のみを流れるから、吸気
供給経路は短いものとなる。
更に、内燃機関の回転速度が低速値と高速値との間にあ
るときには、可変吸気制御弁の弁開度は、内燃機関の回
転速度が上昇するに従って、全閉位置から全開位置に向
かい、段階的に大きくなるように制御され、これにより
、吸気供給経路の有効長さが可変されるようになってい
る。この点に関して、より具体的に説明すれば、内燃機
関の回転速度でみて、低速値と高速値との間の回転域は
、等間隔を存して幾つかの制御区分に区画され、各制御
区分毎に対応して可変吸気制御弁の目標弁開度が設定さ
れるようになっている。
従って、内燃機関の回転速度が1つの制御区分から他の
制御区分に移行したとき、可変吸気制御弁の目標弁開度
が1つの制御区分の目標弁開度から他の制御区分の新た
な目標弁開度に更新され、これにより、可変吸気制御弁
は、その実弁開度が新たな目標弁開度に一致するように
制御されることになる。
(発明が解決しようとする課題) ところで、上述した可変吸気システムによる可変吸気制
御弁の制御方法、つまり、可変吸気制御方法によれば、
内燃機関の回転速度力月つの制御区分にあるときから、
他の制御区分に変化したときに、可変吸気制御弁の目標
弁開度が新たな値に更新されるものであるから、もし、
内燃機関の回転速度が1つの制御区分とこの制御区分に
隣接する制御区分との境界領域で変動するような場合に
あっては、可変吸気制御弁の目標弁開度もまた頻繁に更
新されることになる。このため、可変吸気制御弁は、そ
の目標弁開度の頻繁な更新の度に駆動されることになる
ので、可変吸気制御弁の弁体に所謂、ハンチングが生じ
てしまい、可変吸気制御弁の弁開度制御を安定して実施
できないことになる。
この発明は、上述した事情に基づいてなされたもので、
その目的とするところは、可変吸気制御弁にハンチング
を生じせることなく、内燃機関の回転速度に応じ、可変
吸気制御弁の弁開度を安定して制御することかできる内
燃機関の可変吸気制御方法を提供することにある。
(課題を解決するための手段) この発明は、内燃機関の燃焼室に通じる主吸気通路の途
中に可変吸気制御弁を配置する一方、主吸気通路に可変
吸気制御弁をバイパスする迂回吸気通路を備えてなり、
可変吸気制御弁の目標弁開度設定手段に基づき、内燃機
関に於ける回転速度の変動に従って設定される上記目標
弁開度を段階的に変化させ、この後、設定された目標弁
開度と実弁開度を比較して、この実弁開度が目標弁開度
に一致されるように可変吸気制御弁を駆動し、これによ
り、燃焼室までの吸気供給経路の有効長さを可変するよ
うにした内燃機関の可変吸気制御方法に於いて、この発
明の可変吸気制御方法では、内燃機関の回転速度が所定
の変動幅を越えて変化したときに、前記目標弁開度設定
手段に基ついて設定される可変吸気制御弁の目標弁開度
を、内燃機関の回転速度に応じて更新するようにしてい
る。
(作用) 上述した可変吸気制御方法によれば、内燃機関の回転速
度が所定の変動幅を越えて変化したときに始めて、可変
吸気制御弁の目標弁開度がその時点での回転速度に応し
て、新たな目標弁開度に更新され、そして、この新たな
目標弁開度に可変吸気制御弁の実弁開度を一致させるべ
く、可変吸気制御弁が駆動される。従って、この発明で
は、内燃機関の回転速度が上記変動幅内のみで変動して
いる限り、可変吸気制御弁の目標弁開度が更新されるこ
とはなく、それ故、この場合には、可変吸気制御弁が駆
動されることはない。
(実施例) 以下、この発明の一実施例について、図面を参照して説
明する。
第1図は、可変吸気システムを備えた自動車用の内燃機
関を示しており、この内燃機関は、例えばV型6気筒の
ガソリンエンジンである。内燃機関の各燃焼室lには、
主吸気通路2及び排気通路3が夫々接続されており、ま
た、これら主吸気通路2及び排気通路3の夫々には、燃
焼室1に臨むようにして、吸気弁4及び排気弁5が配置
されている。
主吸気通路2には、上流側からエアクリーナ6゜スロッ
トル弁7及びインジェクタ8が順に配置されており、排
気通路3には、その上流側から3元触媒型の触媒コンバ
ータ9及びマフラ(図示しない)が順に配置されている
。尚、主吸気通路2に於いて、スロットル弁7よりも下
流側に位置する部分はサージタンクIOとなっており、
また、インジェクタ8は、主吸気通路2に於ける吸気マ
ニホルド部分に、各気筒毎に設けられている。
スロットル弁7は、図示されていないけれども、車室内
のアクセルペダルにアクセルワイヤ等を介して接続され
ており、これにより、スロットル弁7の弁開度がアクセ
ルペダルの踏み込み量に応じて、可変されるようになっ
ている。
そして、可変吸気システムは、主吸気通路2に於いて、
そのサージタンクIOの直下流に位置した可変吸気制御
弁11と、この可変吸気制御弁IIとサージタンク10
の双方をバイパスする迂回吸気通路12とを備えている
。可変吸気制御弁11が第1図中実線で示した全閉位置
にあるとき、吸気は、主吸気通路2から迂回吸気通路1
2を経由して、再び主吸気通路2に戻るような長い吸気
経路を通って燃焼室1に至る。これに対し、可変吸気制
御弁11が第1図中破線で示した全開位置にあるときに
は、吸気は、迂回吸気通路12を経由することなく、主
吸気通路2のみの短い吸気経路を通って燃焼室Iに至る
ことになる。
ここで、可変吸気制御弁11の弁体は、全開位置から全
閉位置までの間で回動することができ、そして、全開位
置及び全閉位置に達したとき、その弁体は、図示しない
ストッパに当接されるようになっている。
上述した可変吸気システムには、可変吸気制御弁11の
弁開度を制御するために、直流モータ型位置決め装置か
組み込まれており、以下には、この位置決め装置につい
て説明する。
位置決め装置は、先ず、直流モータ、即ち、DCモータ
13を備えており、このDCモータ13は、ブラシ付の
小形直流モータから構成されている。DCモータ13は
、第2図に示されているように、主吸気通路2に於いて
、可変吸気制御弁11の近傍の外壁に取付けられたケー
シング14内に収容されている。
そして、DCモータ13の出力軸15は、動力伝達経路
16を介して、可変吸気制御弁11に接続されている。
即ち、動力伝達経路16は、DCモータ13の出力軸】
5に取付けられた歯車17と、この歯車17に中間歯車
18を介して噛合された歯車19とを備えている。この
歯車19は、回転軸20に取付けられており、この回転
軸20は、ケーシング14内に幾つかの軸受21を介し
て回転自在に支持されている。
回転軸20の一端部には、ウオームギア22が取付けら
れており、このウオームギア22には、ウオームホイー
ル23が噛合されている。このウオームホイール23は
、可変吸気制御弁11の弁軸24(第1図参照)に取付
けられている。
従って、DCモータ13と可変吸気制御弁11との間が
上述した動力伝達経路16によって接続されていれば、
DCモータ13を駆動することで、可変吸気制御弁11
の弁軸24を回転させることかでき、これにより、可変
吸気制御弁11の弁開度を全開位置と全閉位置との間で
可変することができる。
更に、回転軸20の他端部側には、一対の回転数センサ
、つまり、第1及び第2回転数センサ25゜26が配置
されている。これら第1及び第2回転数センサ25,2
6は、第3図及び第4図に夫々示されているが、これら
回転数センサは、基本的に同一の構造をなしているので
、ここでは、第1回転数センサ25についてのみ説明す
る。
第1回転数センサ25は、回転軸20の周面に固定され
たリング磁石27aを備えている。このリング磁石27
aは、回転軸20に対し非磁性材のスリーブ28を介し
て取付けられるか、又は、回転軸20を非磁性材から形
成することで、この回転軸20に直接に取付けることが
できる。リング磁石27aは、第3図に示されているよ
うに、その半周面がN極に磁化されいるとともに、その
残りの半周面はS極に磁化されている。尚、第3図に於
いて、リング磁石27aに於ける磁極の領域が明確とな
るように、その境界に破線Xを施して示しである。そし
て、リング磁石27aの外周面近傍には、この外周面に
対して常時対向するようにして、ホールICからなる磁
気プローブ29aが配置されている。この磁気プローブ
29aは、リング磁石27aが回転軸20とともに回転
されるとき、リング磁石27aの磁極に対応した信号を
出力するようになっている。即ち、磁気プローブ29a
に対し、リング磁石27aが回転すると、磁気プローブ
29aは、リング磁石27.aの半回転毎に異なる磁極
を検出することから、例えば、リング磁石27aのN極
を検出しているとき、磁気プローブ29aはオンとなっ
てLレベルの信号を出力し、また、リング磁石27aの
S極を検出しているときには、磁気プローブ29aはオ
フとなってHレベルの信号を出力することになる。従っ
て、回転軸20の回転に伴い、磁気プローブ29a、即
ち、第1回転数センサ25からの信号は、第5図にPI
で示されるように、オン信号及びオフ信号がパルス的に
出力されることになる。
第2回転数センサ26は、前述したように第1回転数セ
ンサ25と同一の構造を有しているので、ここでは、第
1回転数センサ25の部材と同一の機能を有する部材に
、その添字のみをbに置き換えた同一の符号を付して、
その説明は省略し、以下には相違する点のみを説明する
第2回転数センサ26の場合、第3図と第4図とを比較
すれば明らかなように、そのリング磁石27bは、回転
軸20に対する取付けの回転角位相が第1回転数センサ
25に於けるリング磁石27aの場合とは90°だけ異
なっている。従って、磁気プローブ29b、即ち、第1
回転数センサ25からのオン信号及びオフ信号の出力は
、第5図中P2で示されるものとなる。
第1及び第2回転数センサ25,26からの信号は、第
1図に示されているように、DCモータ13の駆動を制
御する制御回路としての電子制御装置30に供給される
ようになっており、また、この電子制御装置30には、
エンジン速度センサ31、エアーフローセンサ32.ス
ロットルセンサ、大気圧センサ、吸気温センサ、アイド
ルスイッチ、0□センサ、高温センサ、ノックセンサ。
水温センサ、TDCセンサ等からの信号もまた入力され
るようになっている。尚、第1図には、これら各種のセ
ンサのうち、エンジン速度センサ31及びエアーフロー
センサ32のみが示されており、また、第1及び第2回
転数センサに於いても、その磁気プローブ29aのみを
示しである。
電子制御装置30は、第6図に概略的に示されているよ
うに、第1及び第2回転数センサ25゜26からの信号
が入力される実弁開度検出部33と、エンジン速度セン
サ31からの信号が入力される目標弁開度設定部34と
、これら実弁開度検出部3゛3、目標弁開度設定部34
並びにエアフローセンサ32に夫々接続され、DCモー
タ13f7)駆動を制御する制御信号を出力する制御部
35とを備えて構成されている。尚、エンジン速度セン
サ31としては、内燃機関のクランク角度を検出するク
ランク角センサて兼用することもできる。
次に、第7図に示されたフローチャートに従って、可変
吸気システムの作動制御を説明する。
内燃機関かイグニッションキーにより、キーオンされて
始動されると、ステップSlで初期値設定が実施された
後、ステップS2に於いて、前述した直流モータ型位置
決め装置のイニシャライズ処理が実施される。このイニ
シャライズ処理では、可変吸気制御弁11は、DCモー
タ13を回転駆動することで、その全閉位置に位置付け
られることになる。そして、次のステップS3では、例
えば、可変吸気制御を実際に実施する前、他の制御が実
施される。ここで、他の制御には、内燃機関の混合比(
A/F)や、アイドルスピードコントロール(ISC)
等がある。
ステップS4からは、この発明に係わる可変吸気制御が
実際に実施されることになり、先ず、ステップS4では
、電子制御装置30に於いて、内燃機関の回転速度、つ
まり、エンジン速度Neか前述したエンジン速度センサ
31から求められ、そして、エンジン速度Neが所定の
変動幅ΔNeを越えて増減したか否かが判別され、そし
て、ここでの判別が正(Y)となったときに、次のステ
・ンプS5に進んで、可変吸気制御弁11の目標弁開度
θ0が目標弁開度設定部34により設定される。
しかしながら、ステップS4での判別が否(N)である
場合には、ステップS5をバイパスして、ステップS6
に進むことになる。
ここで、可変吸気制御弁11の目標弁開度θ0は、第8
図に示されているマツプ、又は、このマツプを規定する
関数から求められるようになっている。第8図から明ら
かなように、可変吸気制御弁11の目標弁開度θ0は、
内燃機関のエンジン速度が低速値Nl  (例えば35
00 rpm付近)以下の低速域にあるときに全閉とな
り、エンジン速度が低速値Nlよりも高い高速値N2(
例えば450゜rpm付近)以上の高速域では全開とな
るように設定されている。
また、エンジン速度Neが低速値N1と高速値N2との
間の過渡領域では、エンジン速度の上昇に従って、その
弁開度が全閉から全開に向かって段階的に大きくなるよ
うに設定されている。尚、第8図では、低速値N1と高
速値N2との間の過渡領域では、可変吸気制御弁11の
目標弁開度θ0がエンジン速度Neの上昇に伴って、連
続的に太き(なるように示されているが、しかしながら
、実際には、低速値N1と高速値N2との間の回転域は
、例えば12の制御区分に等分されており、そして、各
制御区分毎に可変吸気制御弁11の目標弁開度θ0が定
められている。つまり、各制御区分に与えられた可変吸
気制御弁11の目標弁開度θ0は、その制御区分が低速
値Nl側から高速値N2側に移行する従って、全閉位置
から全開位置に向かって、その弁開度が段階的に大きく
なっているものである。
そして、前述したステップS4での判別に使用される変
動幅ΔNeに関し、この変動幅ΔNeは、この実施例の
場合、1つの制御区分を規定するエンジン速度Neの速
度幅に設定することかできる。
また、ステップS4に於いて、Ne(n−1)  は、
前回に検出したエンジン速度を示し、Ne(n)は、今
回検出したエンジン速度を示している。
従って、ステップS5が実施される前にステ・yフS4
を実施するようにすると、エンジン速度Neの変化が前
記変動幅ΔNeを越えない限り、ステップS5が実施さ
れることはない。即ち、エンジン速度Neの変動がΔN
e内に収まっている限り、可変吸気制御弁11の目標弁
開度θ0が更新されることはない。
そして、ステップS6では、先のステ・ツブS5で設定
された可変吸気制御弁11の目標弁開度θ0と、電子制
御装置30の実弁開度検出部33に於いて算出された実
弁開度θaとが制御部35に供給されて、これら目標弁
開度θ0と実弁開度θaとの間の大小が比較される。
ここで、実弁開度検出部33での可変吸気制御弁11の
実弁開度θaの算出に関して説明すれば、DCモータ1
3の駆動により、□回転軸20を介して可変吸気制御弁
11の実弁開度θaが変化する際には、回転軸20の回
転に伴い、第1及び第2回転数センサ25,26からは
第5図に示されるようなパルス的な信号が出力されるこ
とになる。
それ故、実弁開度検出部33にて、少なくとも一方の回
転数センサからのパルス数を計数することで、可変吸気
制御弁11の実弁開度を、既にイニシャライズ処理に於
いて設定されている全閉位置を基準として常時算出する
ことができる。また、この実施例の場合、回転軸20に
は、第1及び第2回転数センサ25,26の2つのセン
サが備えられているから、これら第1及び第2回転数セ
ンサ25,26からの8カバターンの重なり状態を比較
することで、DCモータ13が正回転状態にあるか、又
は、逆回転状態にあるかを検知することが可能となり、
これにより、可変吸気制御弁11の実弁開度を、パルス
数の加減算から求める際に好都合なものとなる。更に、
可変吸気システムの制御作動が開始された直後には、イ
ニシャライズ処理が実施されるので、可変吸気制御弁1
1の実弁開度は既に全閉位置となっているから、内燃機
関の始動時、可変吸気制御弁は、既に、その目標弁開度
に位置付けられていることになり、内燃機関の始動性が
良好となる。
前述したステップS6では、可変吸気制御弁11の目標
弁開度θ0が実弁開度θaよりも大きいか否かが判別さ
れ、この判別が正(Y)の場合には、ステップS7に進
み、このステップS7に於いて、電子制御装置30の制
御部35からDCモータ13に向けて駆動制御信号が出
力され、DCモータ13は、可変吸気制御弁11を開く
方向に、つまり、可変吸気制御弁11の開側に駆動され
、そして、ステップS3に戻って前述したステップが繰
り返して実施される。
これに対し、ステップS6での判別が否(N)の場合に
は、ステップS8に進み、このステップでは、可変吸気
制御弁11の目標弁開度θ0が実弁開度θaよりも小さ
いか否かが判別される。ここでの判別か正(Y)の場合
には、ステップS9に進んで、DCモータ13は、可変
吸気制御弁11の実弁開度θaが閉方向に変化するよう
に、その閉側に駆動され、そして、ステップS3に戻っ
て前述したステップが繰り返して実施される。
そして、ステップS6.S8での判別が共に否(N)と
なる場合には、ステップS7.S9を経由することなく
、ステップS3に戻って、前述したステップを繰り返す
ことになる。即ち、この場合には、可変吸気制御弁11
の実弁開度θaがその目標弁開度θ0に一致していると
判断されるので、電子制御装置30の制御部35からD
Cモータ13に向けて駆動制御信号が出力されることは
なく、DCモータ13の回転駆動は停止されることにな
る。
ここで、前述したステップS7.S9が実施される場合
には、ステップS5に於いて、可変吸気制御弁11の目
標弁開度θ0が更新されて、ステップS6又はS8での
判別のいずれかが正(Y)となることを条件としている
が、この発明の場合、ステップS5は、エンジン速度N
eが変動幅ΔNeを越えて変化しなけば実施されること
かない。従って、可変吸気制御弁11の実弁開度θ0が
一旦、その目標弁開度θaに一致した後、エンジン速度
Neが変動幅ΔNe内で変動する場合にあっては、ステ
ップS6.S7での判別はいずれも否(N)となるから
、ステップS7又はS9が実行されることはなく、この
結果、エンジン速度Neの僅かな変動に起因した可変吸
気制御弁11のハンチングを確実に防止することができ
る。
上述したようにして、可変吸気制御弁11の実弁開度θ
aが第8図の目標弁開度特性に従い、エンジン速度Ne
に応じて制御されると、可変吸気制御弁11の実弁開度
θaは、エンジン速度NeがN1以下の場合、全閉位置
に維持されることから、内燃機関の燃焼室1に供給され
る吸気は、迂回吸気通路12を経由した長い有効吸気経
路を流れることになり、これに対し、エンジン速度Ne
がN2以上の場合にあっては、可変吸気制御弁11の実
弁開度θaが全開位置に維持されることから、内燃機関
の燃焼室lに供給される吸気は、主吸気通路2のみを短
い有効吸気経路を流れることになる。また、エンジン速
度NeがN1とN2との間にある場合にあっては、可変
吸気制御弁11の実弁開度θaは、全閉位置と全開位置
との間で、そのエンジン速度の上昇に応じ、その実弁開
度θaが段階的に大きくなるように制御されることにな
る。
従って、内燃機関の出力トルクは、第9図に示されるよ
うになり、この第9図から明らかな如く、そのエンジン
速度Neの全域に亙って高い出力トルクを得ることがで
き、また、可変吸気制御弁11が全閉から全開に移行す
る際の出力トルクの変動をも小さ(抑えることができる
この発明は、上述した一実施例に制約されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば、前述したステッ
プS4での判別の使用されるエンジン速度Neの変動幅
ΔNeは、必ずしも低速値N1と高速値N2との間を区
画する1つの制御区分に相当するエンジン速度Neの速
度幅に設定さ4゜ れる必要はなく、この速度幅よりも小さくても、又は大
きくてもよく、適切な大きさに設定することができる。
(発明の効果) 以上説明したように、この発明の可変吸気制御方法によ
れば、可変吸気制御弁の目標弁開度を設定する際、内燃
機関の回転速度が所定の変動幅を越えて変化しない限り
、目標弁開度を更新しないようにしたので、可変吸気側
弁の実弁開度が一旦、その目標弁開度に一致した場合に
あっては、内燃機関の目標弁開度が上記変動幅内で変動
しても、可変吸気制御弁の実弁開度は、その開度に維持
され、これにより、内燃機関に於ける回転速度の僅かな
変動に起因した可変吸気制御弁のハンチングを確実に防
止でき、この結果、可変吸気制御を安定して実施できる
等の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
図面は、この発明の一実施例を示し、第1図は、可変吸
気システムを備えた内燃機関の概略断面図、第2図は、
位置決め装置の構成を示す断面図、第3図及び第4図は
、第1及び第2回転数センサを夫々示す断面図、第5図
は、第1及び第2回転数センサからの夫々の出力を示す
グラフ、第6図は、電子制御装置のブロック構成図、第
7図は、可変吸気システムの制御作動を説明するための
フローチャート、第8図は、可変吸気制御弁の目標弁開
度特性を示すグラフ、第9図は、可変吸気システムの働
きによって得られる内燃機関の出力トルクとエンジン速
度との関係を示すグラフである。 2・・・主吸気通路、10・・・サージタンク、11・
・・可変吸気制御弁、12・・・迂回吸気通路、13・
・・DCモータ、16・・・動力伝達経路、25.26
・・・回転数センサ、30・・・電子制御装置、31・
・・エンジン速度センサ。 比願人  三菱自動車工業株式会社 代理人  弁理士  長 門 侃 二 第2 図 G 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  内燃機関の燃焼室に通じる主吸気通路の途中に可変吸
    気制御弁を配置する一方、主吸気通路に可変吸気制御弁
    をバイパスする迂回吸気通路を備えてなり、可変吸気制
    御弁の目標弁開度設定手段に基づき、内燃機関に於ける
    回転速度の変動に従って設定される上記目標弁開度を段
    階的に変化させ、この後、設定された目標弁開度と実弁
    開度を比較して、この実弁開度が目標弁開度に一致され
    るように可変吸気制御弁を駆動し、これにより、燃焼室
    までの吸気供給経路の有効長さを可変するようにした内
    燃機関の可変吸気制御方法に於いて、内燃機関の回転速
    度が所定の変動幅を越えて変化したときに、前記目標弁
    開度設定手段に基づいて設定される可変吸気制御弁の目
    標弁開度を、内燃機関の回転速度に応じて更新すること
    を特徴とする内燃機関の可変吸気制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS614823A (ja) * 1984-06-18 1986-01-10 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の吸気装置

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