JPH04134137A

JPH04134137A - エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPH04134137A
Application number: JP25412690A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Hitomi; 光夫人見; Junzo Sasaki; 潤三佐々木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-09-26
Filing date: 1990-09-26
Publication date: 1992-05-08
Anticipated expiration: 2014-03-24
Also published as: JP2873499B2

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）本発明は吸排気のオーバーラツプ期間を可変制御するバ
ルブタイミング可変機構を備えているとともに、上流側
の共通吸気通路と各気筒の吸気ポートに接続される下流
側の独立吸気通路のそれぞれとにスロットルバルブを設
けた多気筒エンジンの吸気装置に関する。

（従来技術）４サイクルエンジンにおいては、吸気弁と排気弁とかと
もに開いている期間、すなわちオーバーラツプ期間をな
るべく長くとりたい要求がある。

その理由は、スロットルバルブの開度の大きい高負荷域
において上記オーバーラツプ期間を長くすると、それだ
け燃焼室に対する掃気効率が向上し、混合気充填量の増
大にもとづくトルクの増大が図れるからである。しかし
ながら、オーバーラツプ期間を長くすると、アイドル領
域および低速軽負荷領域において内部ＥＧＲ量の増加に
よる燃焼安定性が悪化するという問題がある。

そこで従来から、高負荷高回転領域ではオーバーラツプ
期間を長くし、アイドル領域および低速軽負荷領域では
オーバーラツプ期間を短かくするように制御されるバル
ブタイミング可変機構を備えたエンジンが提案されてい
る。

一方、一般の多気筒エンジンでは、共通吸気通路にサー
ジタンクを備えており、このサージタンクの上流側に第
１スロットルバルブを設けるとともに、上記サージタン
クの下流側にこのサージタンクから分岐された独立吸気
通路が各気筒の吸気ポートに接続されているが、アイド
ル領域および軽負荷領域での燃焼安定性を向上させるた
めに、各独立吸気通路にも、互いに連動して開閉される
第２スロットルバルブを設けたものがある（特開昭５７
−９７０１９号公報参照）。

ところが、このような吸気装置を備えた多気筒エンジン
に前述したバルブタイミング可変機構を組合せた場合、
下記に示すような問題を生じた。

すなわち、上記バルブタイミング可変機構は一般に油圧
で制御されるが、エンジンの低速回転時には、油圧があ
まり上らないため、特に低回転域では上記バルブタイミ
ング可変機構の動作は緩慢となる。したがって、オーバ
ーラツプ期間を長くした高負荷運転領域から急速に第１
および第２スロットルバルブが全閉状態とされてアイド
ル領域に移行した場合、バルブタイミング可変機構が作
動する以前にエンジンの回転速度が低下してしまうため
、低速軽負荷領域が長いオーバーラツプ期間を伴った状
態で運転されることになり、吸入空気量が不足して燃焼
状態が悪化し、エンジンがストップするという問題があ
った。

（発明の目的）本発明は、吸排気のオーバーラツプ期間が負荷の減少に
応じて短かくなるように制御されるバルブタイミング可
変機構を備えているとともに、上流側の吸気通路に第１
スロットルバルブを設け、かつ各気筒の吸気ポートに接
続される下流側の独立吸気通路に第２スロットルバルブ
を設けた多気筒エンジンにおいて、高負荷運転領域から
アイドル領域への移行時における燃焼状態の悪化を防止
した吸気装置を提供することを目的とする。

（発明の構成）本発明によるエンジンの吸気装置は、高負荷運転領域か
らアイドル領域への移行時に上記第１および第２スロッ
トルバルブが全閉状態とされる際に、上流側の共通吸気
通路に設けられた第１スロットルバルブの全閉状態への
移行を遅延させる遅延手段を設けたことを特徴とする。

また本発明によるエンジンの吸気装置は、高負荷領域か
らアイドル領域への移行時に上記第１および第２スロッ
トルバルブが全閉状態とされる際に、上流側の共通吸気
通路に設けられた第１スロットルバルブをバイパスする
バイパス通路を所定時間開放状態に保つ手段を設けたこ
とを特徴とする。

（発明の効果）本発明によれば、上流側の第１スロットルバルブの全閉
状態への移行を遅延させることにより、また第１スロッ
トルバルブのバイパス通路を所定期間間いておくことに
より、空気量の変動が小さい状態でアイドル移行時の空
気量を確保することができるから、オーバーラツプ期間
が長い状態のままでアイドル領域に移行したときの空気
量不足による燃焼状態の悪化およびこれにもとづく失火
を防止することができる。

（実　施　例）以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図および第２図は本発明によるエンジンの吸気装置
の概略的構成を示し、１は４気筒エンジン、２はこのエ
ンジン１の吸気系を示し、３は上流側の共通吸気通路で
ある。共通吸気通路３には、その上流側から下流側に向
って、エアクリーナ４、吸入空気量を検出するエアフロ
ーメータ５および第１スロットルバルブ６が順に配置さ
れている。

共通吸気通路３の下流端にはサージタンク７が接続され
、このサージタンク７から分岐した４本の独立吸気通路
８がそれぞれ各気筒の吸気ポート９に接続されている。

各独立吸気通路８には、互いに連動する第２スロットル
バルブ１０がそれぞれ設けられ、第２スロットルバルブ
１０の下流に燃料噴射弁１１が配設されている。１２は
吸気ポート９を開閉するために各気筒について２本ずつ
設けられている吸気弁、１３は排気ポート１４を開閉す
るために各気筒について２本ずつ設けられている排気弁
である。

共通吸気通路３には、アイドル運転時に第１スロットル
バルブ６をバイパスして独立吸気通路８内に空気を供給
するためのバイパス通路１５か設けられ、このバイパス
通路１５の途中に、この通路１５を通る空気量をデユー
ティ制御する電磁開閉弁１６が配設されている。共通吸
気通路３に設けられている第１スロットルバルブ６はア
クチュエータ１７によって駆動され、このアクチュエー
タ１７および上記電磁開閉弁１６はコントロールユニッ
ト（ＥＣＵ）１８によって制御されるようになっている
。また下流側の各独立吸気通路８にそれぞれ設けられて
いる第２スロットルバルブ１０は図示しないアクセルペ
ダルの踏みこみ量に応して開閉されるようになっている
。

エンジン１の燃焼室１９の上方にはそれぞれ８個ずつの
カム２０．２１を備えた吸気側カムシャフト２２および
排気側カムシャフト２３が所定の間隔を保って回動自在
に並設されており、吸気弁１２および排気弁１３がそれ
ぞれ上記カム２０．２１によってタペット２４を介して
駆動されるようになっている。

各カムシャフト２２．２３の前部には、カムプーリ２５
．２６と、それ自体は公知のバルブタイミング可変機構
２７．２８かそれぞれ取付けられており、これらバルブ
タイミング可変機構２７．２８は、高速高負荷領域では
吸排気のオーバーラツプ期間が長くなるように、またア
イドル領域および低速軽負荷領域では吸排気のオーバー
ラツプ期間が短かくなるように、カムプーリ２５．２６
に対するカムシャフト２２．２３の位相を変更するよう
に、コントロールユニット１８によって油圧を介して制
御されるように構成されている。

コントロールユニット１８は、エンジン回転数センサ２
９、スロットル開度センサ３０．エアフローメータ５等
から出力される信号にもとづいて、燃料噴射弁１１の燃
料噴射量を制御するとともに、バルブタイミング可変機
構２７．２８を上述のように制御する。そして高負荷領
域からアイドル領域への移行時に、下流側の独立吸気通
路８に設けられた第２スロットルバルブ１０が全閉状態
とされる際に、上流側の共通吸気通路３に設けられた第
１スロットルバルブ６は直ちに全閉状態とせす、緩やか
に全閉状態に移行するようにアクチュエータ１７を制御
して、第１スロットルバルブ６の全閉状態への移行を遅
延させている。

第３図はコントロールユニット１８が実行する制御ルー
チンを示すフローチャートである。ここで第２スロット
ルバルブ１０の開度を下流スロットル開度ＴＶＯとし、
第１スロットルバルブ６の開度を上流スロットル開度Ｔ
ＶＯ’　とする。

まずステップＳ１においてスロットル開度センサ３０の
出力から下流スロットル開度ＴＶＯを検出する。次にス
テップＳ２で前回の下流スロットル開度Ｔ　Ｖ　Ｏｎ−
１から今回の下流スロットル開度ＴＶＯ，を減算した値
が所定値αより大きいが否かを調べる。そしてこの判定
がＹＥＳのときには、高負荷運転領域からアイドル領域
へ急速に移行したと判定して、ステップＳ３で今回の上
流スロットル開度ＴＶＯ’。を、前回の上流スロットル
開度ＴＶＯ’　、−□から微小値βを減算した値とする
ことにより、上流スロットル開度ＴＶＯ’の減少勾配を
緩やかにする。次にステップＳ４で今回の下流スロット
ル開度ＴＶＯ，が所定値ＴＶＯ，より小さいか否かを調
べ、この判定がＹＥＳのとき、ステップＳ５へ進んで、
吸排気のオーバーラツプ期間が短かくなるようにパルプ
タイミング可変機構２７．２８を制御して、オーバーラ
ツプを小さくする。

一部ステップＳ２の判定結果がＮｏのときには、ステッ
プＳ６へ移って下流スロットル開度ＴＶＯに応じた上流
スロットル開度ＴＶＯ’を設定し、ステップＳ４へ進む
。また、ステップＳ４の判定がＮｏのときには、ステッ
プＳ７で吸排気のオーバーラツプ期間が長いままに、す
なわちオーバーラツプが大きい状態に保持する。

第４図はこのときの第１スロットルバルブ６および第２
スロットルバルブ１０の開度変化と吸気通路の各部位に
おける圧力変化を示すタイミングチャートである。図中
、曲線Ａは上流側の第１スロットルバルブ６の開度変化
を示し、曲線Ｂは下流側の第２スロットルバルブ１０の
開度変化を示す。また曲線Ｐ、は共通吸気通路３におけ
る第１スロットルバルブ６の上流側の圧力を示し、曲線
Ｐ２はサージタンク７の圧力変化を示し、曲線Ｐ３は吸
気ポート９内の圧力変化を示す。第３図から明らかなよ
うに、曲線Ｂで示す第２スロットルバルブ１０の全閉時
に、上流側の第１スロットルバルブ６を徐々に閉じるこ
とにより、サージタンク７内の圧力Ｐ２も徐々に下降し
、したがって吸気ポート９内の圧力Ｐ８も吸気弁１２の
開閉に応じて波状を呈しながら圧力Ｐ２に沿って下降す
ることになるから、オーバーラツプ期間が長い状態のま
までアイドル領域に移行した場合でも、空気量が不足す
ることがなくなり、燃焼状態の悪化を防止することがで
きるのである。

これに対して従来は、上流側の第１スロットルバルブ６
を第５図の曲線Ａ′で示すように、下流側の第２スロッ
トルバルブ１０と同時に全閉状態としていたから、オー
バーラツプ期間が長い状態のままでアイドル領域に移行
した場合、サージタンク７内の圧力が曲線Ｐ２′で示す
ように急激に低下し、これに伴って、吸気ポート９内の
圧力も曲線Ｐ３′で示すように著しく低下して空気量の
不足を招来し、これによって燃焼状態の悪化による失火
を生じていたのである。

なお、上述の実施例では、高負荷状態からアイドル状態
へ移行するときにおける上流側の第１スロットルバルブ
６の遅延動作をコントロールユニット１８によって制御
しているが、これに代り第１スロットルバルブ６にダッ
シュポットを取付けて遅延動作を行なわせてもよい。

さらに、第１スロットルバルブ６については遅延動作は
行なわず、その代りに、第１スロットルバルブ６をバイ
パスする通路１５に設けられた電磁開閉弁１６をデユー
ティ制御して、エンジン１の運転状態が高負荷領域から
アイドル領域への移行時に、上記バイパス通路１５を所
定時間開いた状態に保つようにしても、同様の効果が得
られる。

その場合にコントロールユニット１８が実行する制御ル
ーチンのフローチャートを第６図に示す。

第６図のフローは、第３図のステップＳ３およびＳ６を
除いてステップＳ８に置き替えたものである。すなわち
、ステップＳ２で前回の下流スロットル開度Ｔ　Ｖ　Ｏ
、、−１から今回の下流スロットル開度ＴＶＯ，を減算
した値が所定値αより大きいか否かを調べ、この判定が
ＹＥＳのときには、ステップＳ８で電磁開閉弁１６のデ
ユーティ率を増加させてバイパス通路１５を開き、次に
ステップＳ４へ進み、ステップＳ２の判定がＮｏのとき
には、直接ステップＳ４へ進むようになっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の概略構成を示す平面図、第２
図はその要部の一部を断面とした側面図、第３図はコン
トロールユニットが実行する制御ルーチンのフローチャ
ート、第４図は本発明の詳細な説明に供するタイミング
チャート、第５図は従来の装置の作用を示すタイミング
チャート、第６図はコントロールユニットが実行する他
の制御ルーチンのフローチャートである。１・・・エンジン　　　　　３・・共通吸気通路６・・
・上流側の第１スロットルバルブ７・・・サージタンク
　　　８・・・独立吸気通路９・・・吸気ポート１０・・・下流側の第２スロットルバルブ１５・・・バ
イパス通路　　１６・・・電磁開閉弁１８・・・コント
ロールユニット２０．２１・・・カム２２．２３・・・カムシャフト２７．２８・・・バルブタイミング可変機構３０・・・
スロットル開度センサ

Claims

【特許請求の範囲】１、吸排気のオーバーラップ期間が負荷の減少に応じて
短かくなるように制御されるバルブタイミング可変機構
を備えるとともに、上流側の共通吸気通路に第１スロッ
トルバルブを設け、かつ各気筒の吸気ポートに接続され
る下流側の各独立吸気通路に第２スロットルバルブを設
けた多気筒エンジンにおいて、高負荷運転領域からアイドル領域への移行時に上記スロ
ットルバルブが全閉状態とされる際に、上記共通吸気通
路に設けられた上記第１スロットルバルブの全閉状態へ
の移行を遅延させる遅延手段を設けたことを特徴とする
エンジンの吸気装置。２、吸排気のオーバーラップ期間が負荷の減少に応じて
短かくなるように制御されるバルブタイミング可変機構
を設けるとともに、上流側の共通吸気通路に第１スロッ
トルバルブを設け、かつ各気筒の吸気ポートに接続され
る下流側の各独立吸気通路に第２スロットルバルブを設
け、さらに、上記共通吸気通路に設けられる第１スロッ
トルバルブをバイパスするバイパス通路を設けた多気筒
エンジンにおいて、高負荷運転領域からアイドル領域への移行時に上記第１
および第２スロットルバルブが全閉状態とされる際に、
上記バイパス通路を所定時間開いた状態に保つ手段を設
けたことを特徴とするエンジンの吸気装置。