JPH04134127A - エンジンの吸気制御装置 - 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） 本発明は、エンジンの吸気装置に関し、とりわけ、複数
の吸気通路を介して燃焼室内に吸気され、かつ、これら
複数の吸気通路の一部か吸気通路可変手段を介して開閉
制御されるエンジンの吸気制御装置に関する。

（従来の技術） この種のエンジンの吸気制御装置としては、例えば、特
開昭６０−２１６０３１号公報に開示されたものがあ゛
す、これは、ロータリーピストンエンジンに適用された
ものであるが、低負荷用吸気ポートと高負荷用給気ポー
トとの２つの吸気通路か設けられ、エンジンの運転状態
に応じてこれら低負荷用吸気ポートと高負荷用吸気ポー
トとが切り替えられるようになっている。

ところで、レシプロエンジンにあっても複数の吸気通路
を介して燃焼室内に吸気するようにしたものが提案され
ており、例えば、第６図ではターボ過給機１を備えたエ
ンジン２の吸気通路を、プライマリ−側の吸気通路３と
セカンダリ−側の吸気通路４とに分岐し、これら吸気通
路３，４を各気筒に２つづつ設けられた吸気ポート５ａ
、５ｂにそれぞれ接続されている。

前記プライマリ−吸気通路３とセカンダリ−吸気通路４
の分岐部分には、それぞれ互いに連動した２つのスロッ
トルバルブ６ａ、６ｂが設けられ、かつ、セカンダリ−
吸気通路４のスロットルバルブ６ｂ後流側には吸気通路
可変手段を構成する開閉バルブ７が設けられ、この開閉
バルブ７は図外のアクチュエータを介して作動されるよ
うになっている。

前記開閉バルブ７はエンジンの低負荷、低回転領域では
閉弁されてプライマリ−吸気通路３のみから吸気され、
この通路３に設けられた燃料噴射弁８から噴射された燃
料と共に混合気として燃焼室に供給されるようになって
おり、一方、前記開閉バルブ７は吸入空気量を多く必要
とする高負荷高回転領域で開弁されて、セカンダリ−吸
気通路４から多量の空気を燃焼室内に供給できるように
なっている。

つまり、低負荷、低回転領域ではセカンダリ−吸気通路
４を閉塞することにより、プライマリ−吸気通路３内の
吸気流速を大きくし、燃料噴射弁から噴射された燃料と
空気との撹拌を十分に行うようになっており、かつ、給
気量が多くなる高負荷、高回転領域では、セカンダリ−
吸気通路４からも吸気することにより、吸気抵抗の低減
が図られるようになっている。

第７図はプライマリ−（Ｐ　ｒ　ｙ）吸気通路３のみか
ら吸気する場合のトルク特性（Ｐ）と、開閉バルブ７を
開弁じてセカンダリ−（Ｓ　ｒ　ｙ）吸気通路４からも
吸気する場合のトルク特性（Ｐ＋Ｓ）を示し、これら両
特性ＰおよびＰ＋Ｓの交点Ｘが切替えポイントとなるよ
うに開閉バルブ７の切替えが制御される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、かかる従来のエンジンの吸気装置にあっ
ては、前記第７図のＸ点で開閉バルブ７が切替えられる
ことが理想的ではあるが、この開閉バルブ７の切替えは
図外のアクチュエータを介して行われるようになってお
り、従って、このアクチュエータの作動遅れにより開閉
バルブ７の切替え時点が前記Ｘ点からずれてしまう場合
がある。

即ち、前記エンジン２に自動変速機が結合され、エンジ
ントルクがこの自動変速機を介して駆動輪側に出力され
る車両にあっては、アクセルオンによるシフトダウンが
行われると、大きなギア比をもって駆動輪回転と同期さ
れるため、エンジン回転数は急激に上昇してしまい、特
に、キックダウン時にはこの回転数の上昇率か著し・く
大きくなってしまう。

このように、エンジン回転数が急激に上昇されると、開
閉バルブを作動するためのアクチュエータの作動が追従
できず、例えば、前記理想的なＸ点より遅れてＸ１点で
開閉バルブ７が開弁された場合、このＸ１点においてト
ルクはＰ特性からＰ＋Ｓ特性に急激に切り替えられるこ
とになる。

すると、第２図中斜線部分で示すように大きなトルクの
変動が発生され、このときのトルクショックが自動変速
機のシフトダウンによる変速ショックと合致して、車両
には大きなショックが発生されて車両乗り心地が著しく
悪化されてしまうという課題があった。

そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、開閉バル
ブを作動させるためのアクチュエータの作動遅れ、つま
り、吸気通路可変手段の作動遅れを見越して、この吸気
通路可変手段を前もって作動させることにより、吸気通
路が実際に切り替えられる時点を理想的なポイントに近
付けることができるエンジン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） かかる目的を達成するために本発明は第１図に示すよう
に、燃焼室ａに連通される複数の吸気通路す、ｃ・・・
と、これら吸気通路す、ｃ・・・の一部をエンジンの運
転状態に応じて開閉制御する吸気通路可変手段ｄとを備
え、かつ、自動変速機ｅが接続されるエンジンにおいて
、自動変速機ｅのシフトダウン信号を検知するシフトダ
ウン検出手段ｆと、自動変速機ｅがシフトダウンされる
時のエンジンの運転状態から、前記吸気通路可変手段ｄ
が作動される予測領域Ｆを設定する吸気通路切替予測手
段ｇと、シフトダウン信号検出時のエンジン運転状態が
前記予測領域Ｆにあると判断した時、前記吸気通路可変
手段ｄを作動する切替制御手段りと、を設けることによ
り構成する。

また、前記複数の吸気通路は常時開状態に設定される第
１吸気通路すと、前記吸気通路可変手段ｄにより開状態
又は閉状態に切り替えられる第２吸気通路Ｃとで構成す
ると共に、前記予測領域Ｆは、第１吸気通路すのみの吸
気状態から、シフトダウンによる運転状態変化で第１お
よび第２吸気通路す、ｃ両方の吸気状態となる領域に設
定する。

（作用） 以上の構成により本発明のエンジンの吸気制御装置にあ
っては、自動変速機ｅがシフトダウンされる際のエンジ
ンの運転状態から、吸気通路切替予測手段ｇでは吸気通
路可変手段ｄが作動される予測領域Ｆを予め設定し、シ
フトダウン検出手段ｆで自動変速機ｅのシフトダウン信
号を検出した時点におけるエンジンの運転状態が、この
予測領域Ｆにある場合は、切換制御手段りを介して吸気
通路可変手段ｄが作動されるため、実際にシフトダウン
が完了される以前において吸気通路可変手段ｄを作動さ
せることが可能となる。

従って、実際に吸気通路可変手段ｄが切り換わる時点を
、理想とするポイントに設定することが可能となる。

また、前記複数の吸気通路は、常時開状態に設定される
第１吸気通路すと、前記吸気通路可変手段ｄにより開状
態又は閉状態に切り替えられる第２吸気通路Ｃとで構成
すると共に、前記予測領域Ｆは、第１吸気通路すのみの
吸気状態から、シフトダウンによる運転状態変化で第１
および第２吸気通路す、ｃ両方の吸気状態となる領域に
設定することにより、第１吸気通路すのみの吸気状態か
ら、第１および第２吸気通路す、ｃに切り換わる制御を
理想的ポイントで切り替えることにより、トルクショッ
クをより低減して滑らかにエンジン出力の増大を図るこ
とができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

第２図は本発明にかかるエンジンの出力制御装置１０の
一実施例を示し、本実施例では４気筒を備えたエンジン
１２に本発明が適用される場合を例にとって述べる。

即ち、前記エンジン１２の吸気系にはツインターボ式の
過給機１４が設けられ、この過給機１４を介して吸気通
路１６に空気が導入される。

前記吸気通路１６はその途中から２つに分岐され、一方
がプライマリ−吸気通路１８．他方かセカンダリ−吸気
通路２０となっている。

一方、前記エンジン１２の各気筒２２，２２・・・には
、それぞれ２つの吸気ポート２４ａ、２４ｂおよび排気
ポート２６ａ、２６ｂが設けられ、前記プライマリ−吸
気通路１８は一方の吸気ポート２４ａに接続され、かつ
、前記セカンダリ−吸気通路２０は他方の吸気ポート２
４ｂに接続される。

尚、前記吸気ポート２４ａ、２４ｂおよび排気ポー）２
６ａ、２６ｂは、図外の吸気バルブおよび排気バルブに
より開閉されることはいうまでもない。

ところで、前記プライマリ−吸気通路１８は、前記セカ
ンダリ−吸気通路２０に比較してその通路の断面積を小
さくして、吸気流速を大きく確保できるようになってお
り、このプライマリ−吸気通路１８がメイン通路として
用いられる。

また、前記セカンダリ−吸気通路２０は、比較的その断
面積を大きくして吸気抵抗が小さく設定され、このプラ
イマリ−吸気通路２０は高負荷。

高回転域にサブ通路として使用される。

前記プライマリ−吸気通路１８とセカンダリ−吸気通路
２０の分岐部分には、互いに連動されたプライマリ−ス
ロットルバルブ２８およびセカンダリ−スロットルバル
ブ３０か設けられ、これらスロットルバルブ２８．３０
がアクセルペダルに連動して開度調節されることにより
、吸気量の制御が行われる。

また、前記スロットルバルブ２８．３０の後流側近傍に
は、プライマリ−吸気通路１８とセカンダリ−吸気通路
２０とを連通する連通穴３２が開口されている。

ところで、前記プライマリ−吸気通路１８が各気筒２２
に分岐される部分には、吸気ポート２４ａ、　　２４ａ
・・・の前流側近傍にそれぞれ燃料噴射弁３４．３４・
・・が設けられ、これら燃料噴射弁３４゜３４・・・か
ら噴射された燃料はプライマリ−吸気通路１８の吸気に
よって撹拌され、これが混合気として各気筒２２，２２
・・・の燃焼室内に供給されるようになっている。

一方、前記セカンダリ−吸気通路２０には、前記連通路
３２の後流側近傍にシャッターバルブ３６が設けられ、
このシャッターバルブ３６が開弁されることにより、セ
カンダリ−吸気通路２０に通気され、かつ、このシャッ
ターバルブ３６が閉弁されることにより、セカンダリ−
吸気通路２０への通気が遮断されるようになっている。

前記シャッターバルブ３６は、スロットルバルブ３０の
後流側に発生される負圧を駆動源とするダイアフラムバ
ルブ３８に連動し、このダイアフラムバルブ３８によっ
て開閉作動されるようになっている。

また、前記ダイアフラムバルブ３８に負圧を導入する負
圧通路４０の途中には、デユーティ−制御されるソレノ
イドバルブ４２か設けられ、このソレノイドバルブ４２
によってダイアフラムバルブ３８に供給する負圧値を制
御することができるようになっている。

そして、前記シャッターバルブ３６．ダイアフラムバル
ブ３８およびソレノイドバルブ４２により、吸気通路可
変手段４４が構成される。

尚、前記エンジン１２には自動変速機４６が接続され、
このエンジン１２から出力されたトルクは、この自動変
速機４６を介して図外の駆動輪に伝達されるようになっ
ている。

また、前記自動変速機４６はＡ／Ｔコントローラ４８か
ら出力される変速制御信号により、車両走行条件、例え
ば車速およびスロットル開度に応じて自動変速が行われ
るようになっている。

ところで、前記出力制御装置１０には、燃料噴射弁３４
．３４・・・に燃料噴射量制御信号および前記ソレノイ
ドバルブ４２に切替駆動信号を出力するＥＮＧコントロ
ーラ５０が設けられている。

前記ＥＮＧコントローラ５０には、エンジン回転数信号
、スロットル開度信号および前記Ａ／Ｔコントローラ４
８から出力されるキックダウン信号等が入力され、これ
ら各信号に基づいて前記燃料噴射量制御信号および切替
駆動信号が演算されるようになっている。

第３図は前記シャッターバルブ３６が開弁および閉弁さ
れる領域を示し、切替ラインＢを境にシャッターバルブ
３６が閉弁されるＰ領域と、シャッターバルブ３６が開
弁されるＰ＋Ｓ領域とが切り替えられる。

即ち、前記シャッターバルブ３６が閉弁されることによ
りセカンダリ−吸気通路２０が閉塞され、この場合はプ
ライマリ−吸気通路１８のみから吸気される状態となり
、これを前記Ｐ領域として現わす一方、前記シャッター
バルブ３６が開弁されることによりセカンダリ−吸気通
路２０は連通され、この場合はプライマリ−吸気通路１
８およびセカンダリ−吸気通路２０の両方から吸気され
る状態となり、これを前記Ｐ＋Ｓ領域として現わしであ
る。

前記第３図に示した切替ラインＢは、所定のスロットル
開度’ｒｖｏｉを目途として、このＴＶＯＩより大きな
スロットル開度領域ではエンジン回転数Ｒ１を境界とし
、かつ、前記ＴＶＯＩより小さなスロットル開度領域で
はエンジン回転数Ｒ２を境界としである。

ここて、本実施例では前記切替ラインＢから、低回転数
側および低開度側（図中左下刃側）に所定量移動した位
置に、予測切替ラインＢ′を設定し、これら切替ライン
Ｂおよび予測切替ラインＢ′で囲まれる範囲を予測領域
Ｆとしである。

即ち、前記予測領域Ｆとは、自動変速機４６がシフトダ
ウンされた際にエンジンの回転数が上昇されるが、この
回転数上昇によりＰ領域からＰ＋Ｓ領域に変化される領
域を示し、従って、この予測領域Ｆにある運転状態で自
動変速機４６がシフトダウンを開始した場合、実際にこ
のシフトダウンが完了された時には、切替ラインＢを通
過してＰ＋Ｓ領域に移行されることになる。

前記予測切替ラインＢ′は、切替ラインＢを決定するエ
ンジン回転数Ｒ１，Ｒ２およびスロットル開度ＴＶＯ１
が、それぞれＲ１’、Ｒ２’　およびＴＶ０１′　にそ
れぞれ低下されたポイントをもって決定され、この予測
切替ラインＢ′は自動変速機４６の変速段に応じて設定
されるようになっている。

尚、前記予測切替ラインＢ′より低回転数側および低開
度側でシフトダウンされた場合には、回転数が上昇され
た場合にも前記切替ラインＢを通過することはなく、Ｐ
領域の状態が保持される。

第４図は前記ＥＮＧコントローラ５０て実行される吸気
制御装置１０を制御するための一処理例を示すフローチ
ャートで、ます、ステップ１００によりエンジン回転数
（ｒ、ｐ、ｍ　）信号、スロットル開度（ＴＶＯ）信号
、キックダウン信号およびギア位置信号か読み込まれる
。

次に、ステップ１０１ては読み込まれたギア位置信号か
ら現在の変速段を判定し、前記予測切替ラインＢ′を決
定するためのＲ１，Ｒ２およびＴＶＯＩ’を決定し、次
のステップ１０２ではキックダウン（ＫＤ）信号が出力
されているかどうかを判断する。

そして、前記ステップ１０２でＫＤ倍信号出力されてい
る場合は、ステップ１０３に進んで現在のエンジン回転
数、スロットル開度が第３図に示す予測領域Ｆ内に位置
しているがどうかを判断し、この予測領域Ｆ内にある場
合はステップ１０４によって、ソレノイドバルブ４２に
出力するデユーティ−比を第５図のデータマツプから決
定する。

前記データマツプは各変速段毎におけるダウンシフト時
のデユーティ−比が設定されており、キックダウンによ
り変速されるシフトダウン状態に応じて、デユーティ−
比が変化されるようになっている。

前記デユーティ−比が決定されるとステップ１０５に進
み、ソレノイドバルブ４２に駆動（ＯＮ）信号を出力す
る。

従って、このようにソレノイドバルブ４２がＯＮされる
ことにより、ダイアフラムバルブ３８はシャッターバル
ブ３６を開動させ、Ｐ領域からＰ＋Ｓ領域に変化される
。

一方、前記ステップ１０２でＫＤ倍信号出力されていな
い場合、およびステップ１０３で予測領域Ｆに無いと判
断された場合はそれぞれステップ１０６に進み、現在の
運転状態（エンジン回転数。

スロットル開度）が本来の切替ラインＢより高負荷、高
回転側にあるかどうかを判断する。

そして、前記ステップ１０６で高負荷、高回転側にある
と判断された場合は、既にＰ＋Ｓ領域にあることからス
テップ１０５進んでソレノイドバルブ４２のＯＮ状態を
保持する。

また、前記ステップ１０６で切替ラインＢより低負荷、
低回転側にあると判断された場合は、結果的に前記予測
切替ラインＢ′よりも低負荷、低回転側であり、キック
ダウンされた場合にもＰ領域から変化されることはなく
、この場合はステップ１０７に進んでソレノイドバルブ
４２をＯＦＦ状態に保持する。

以上の構成により本実施例のエンジンの吸気制御装置１
０にあっては、へ／Ｔコントローラ４８が自動変速機４
６をキックダウンさせる信号を出力したときには、ＥＮ
Ｇコントローラ５０か逸早くこれを察知して、現在のエ
ンジン運転状態が第３図の予測領域Ｆにある場合は直ち
にソレノイドバルブ４２にＯＮ信号を出力する。

従って、シャッターバルブ３６は、自動変速機４６がキ
ックダウンされてエンジン回転数が上昇される以前に開
動開始され、実際にエンジン回転数が上昇された時点で
シャッターバルブ３６の開弁を完了させることができる
。

勿論、前記シャッターバルブ３６の開弁速度は、ソレノ
イドバルブ４２に出力されるデユーティ−比によって調
節され、このシャッターバルブ３６が理想的な切替ポイ
ントで開弁完了されるように制御される。

従って、従来のようにシャッターバルブ３６の切り替え
遅れによりトルクショックか発生されるのを防止して、
車両の乗り心地を著しく向上させることかできる。

尚、本実施例にあってはキックダウンされる場合の吸気
制御を例にとって説明したが、これに限ることなく通常
のシフトダウンを検知して、上述した制御を行うことか
できることはいうまでもない。

また、本実施例では吸気系に過給機１４か設けられてい
るか、この過給機１４が設けられないものにあっても本
発明を適用できることはいうまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の請求項１に示すエンジンの
吸気制御装置では、吸気通路可変手段が作動される予測
領域を予め設定して、シフトダウン時のエンジン運転状
態がこの予測領域にあるときは、実際の運転状態変化を
待つこと無く吸気通路可変手段を前もって作動すること
ができるため、この吸気通路可変手段に作動遅れが存在
する場合にも、吸気通路の切替時点を理想的なポイント
とすることができる。

従って、このように理想的なポイントをもって吸気通路
を切り替えることかできるため、シフトダウンによりエ
ンジンの運転状態が急激に変化された場合にも、トルク
ショックの発生を防止し、延いては、車両に入力される
ショックを著しく低減して車両乗り心地性を大幅に向上
することができる。

また、本発明の請求項２ては、常時開状態に設定される
第１吸気通路と、前記吸気通路可変手段により開状態又
は閉状態に切り替えられる第２吸気通路とて吸気通路を
構成すると共に、前記予測領域は、第１吸気通路のみの
吸気状態から、シフトダウンによる運転状態変化で第１
および第２吸気通路両方の吸気状態となる領域に設定す
ることにより、第１吸気通路のみの吸気状態から、第１
および第２吸気通路に切り換わる制御を理想的ポイント
で切り替えることにより、トルクショックをより低減し
て滑らかにエンジン出力の増大を図ることができる。ま
た上記シフトダウンがキックダウンである場合には、特
にそのショックの低減効果は大きく、車両乗り心地性は
各段に優れたものとなるといった各種優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるエンジンの吸気制御装置の概念
を示す概略構成図、第２図は本発明にかかるエンジンの
吸気制御装置の一実施例を示す概略構成図、第３図は本
発明で行われる吸気通路の切替領域を示す説明図、第４
図は本発明の制御を実行するための一処理例を示すフロ
ーチャート、第５図は第４図のフローチャートに用いら
れるブタマツプ図、第６図は従来のエンジンの吸気制御
装置を示す概略構成図、第７図はエンジン回転数に対し
て変化される吸気状態に応じたトルク特性図である。 １０・・・吸気制御装置 １２・・・エンジン １４・・・過給機 １６・・・吸気通路 １８・・・プライマリ−吸気通路 ２０・・セカンダリ−吸気通路 ２２・・・気筒 ２４ａ、２４’ｂ・・・吸気ポート ２６ａ、２６ｂ・・排気ポート ２８・・・プライマリ−スロットルバルブ３０・・セカ
ンダリ−スロットルバルブ３４・・・燃料噴射弁 ３６・・・シャッターバルブ ３８・・・ダイアフラムバルブ ４２・・ソレノイドバルブ ４４・・・吸気通路可変手段 ４６・・・自動変速機 ４８・・・Ａ／Ｔコントローラ ５０・・ＥＮＧコントローラ Ｆ・・・予測領域

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼室に連通される複数の吸気通路と、これら吸
   気通路の一部をエンジンの運転状態に応じて開閉制御す
   る吸気通路可変手段とを備え、かつ、自動変速機が接続
   されるエンジンにおいて、自動変速機のシフトダウン信
   号を検知するシフトダウン検出手段と、 自動変速機がシフトダウンされる時のエンジンの運転状
   態から、前記吸気通路可変手段が作動される予測領域を
   設定する吸気通路切替予測手段と、シフトダウン信号検
   出時のエンジン運転状態が前記予測領域にあると判断し
   た時、前記吸気通路可変手段を作動する切替制御手段と
   、を設けたことを特徴とするエンジンの吸気制御装置。
2. （２）前記複数の吸気通路は、常時開状態に設定される
   第１吸気通路と、前記吸気通路可変手段により開状態又
   は閉状態に切り替えられる第２吸気通路とで構成すると
   共に、前記予測領域は、第１吸気通路のみの吸気状態か
   ら、シフトダウンによる運転状態変化で第１および第２
   吸気通路両方の吸気状態となる領域に設定したことを特
   徴とする請求項１に記載のエンジンの吸気制御装置。
3. （３）前記シフトダウンがキックダウンであることを特
   徴とする請求項１及び請求項２に記載のエンジンの吸気
   制御装置。