JPH04370322A - Intake air control device for internal combustion engine - Google Patents
Intake air control device for internal combustion engineInfo
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Landscapes
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の各気筒に
それぞれ設定される吸気弁の他に、各気筒それぞれに連
通する吸気通路それぞれに吸気制御機構を設定するよう
にした内燃機関の吸気制御装置に関する。[Industrial Application Field] This invention provides an intake control mechanism for an internal combustion engine in which an intake control mechanism is provided in each intake passage communicating with each cylinder, in addition to the intake valves provided in each cylinder of the engine. Regarding a control device.
【0002】0002
【従来の技術】内燃機関の各気筒それぞれの吸気弁部に
連通される吸気通路に対して、各気筒それぞれと吸入空
気導入部とのを開閉する吸気制御機構を設け、内燃機関
の逆流を防止することが考えられている。[Prior Art] An intake control mechanism that opens and closes each cylinder and the intake air introduction section is provided for the intake passage communicating with the intake valve section of each cylinder of the internal combustion engine to prevent backflow in the internal combustion engine. It is considered to do.
【0003】内燃機関において、その吸気行程の開始時
には各気筒に設定される吸気弁および排気弁が同時に開
状態となるバルブオーバラップの状態が発生し、このバ
ルブオーパラップによって気筒内あるいは排気通路内の
既燃ガスが吸気通路に逆流する。したがって、吸気の充
填効率が低下するようになり、また燃焼状態の悪化によ
って燃費が悪くなる。[0003] In an internal combustion engine, a valve overlap condition occurs in which the intake valve and exhaust valve set for each cylinder are opened simultaneously at the start of the intake stroke. of burned gas flows back into the intake passage. Therefore, the filling efficiency of intake air decreases, and fuel efficiency worsens due to deterioration of the combustion state.
【0004】このため、吸気弁に至る吸気通路に対して
この通路を開閉する吸気制御機構を設け、特にバルブオ
ーバラップの状態で吸気通路を閉じ、空気が逆流される
ことを阻止するようにして、吸気の充填効率を向上させ
るようにすると共に、内燃機関の出力トルクのアップ、
さらに燃費が向上が図られるようにしている。[0004] For this reason, an intake control mechanism is provided for opening and closing the intake passage leading to the intake valve, and in particular, the intake passage is closed in the valve overlap state to prevent air from flowing backwards. , to improve the filling efficiency of the intake air, and to increase the output torque of the internal combustion engine.
Furthermore, it is designed to improve fuel efficiency.
【0005】この様な吸気制御機構を弁機構によって構
成し、この吸気制御弁を各気筒にそれぞれ対応する吸気
通路に設定し、その各吸気制御弁を各々独立的にアクチ
ュエータによって開閉駆動するようにした吸気制御装置
が、例えば特開昭62−294719号公報に示されて
いる。[0005] Such an intake control mechanism is constituted by a valve mechanism, and the intake control valves are set in intake passages corresponding to each cylinder, and each intake control valve is independently driven to open and close by an actuator. Such an intake air control device is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-294719.
【0006】この様な吸気制御弁を用いて、各気筒それ
ぞれに対応して設定される吸気通路を開閉すると、この
吸気制御弁と気筒部に設定される吸気弁との間の圧力が
急激に変化する。このため、吸気制御弁の開閉に伴って
音が発生する等の不具合が生ずる。[0006] When such an intake control valve is used to open and close the intake passage set corresponding to each cylinder, the pressure between this intake control valve and the intake valve set in the cylinder section suddenly increases. Change. For this reason, problems such as the generation of noise occur as the intake control valve opens and closes.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、各気筒それぞれに対応する
吸気通路それぞれに吸気制御機構を設けるようにした場
合においても、この吸気制御機構と各気筒の吸気弁との
間の急激に圧力変化を抑制することができ、不要な雑音
等を発生することなく、吸気の充填効率や燃費が改善さ
れるようにした内燃機関の吸気制御装置を提供しようと
するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention that even when an intake control mechanism is provided in each intake passage corresponding to each cylinder, the intake control mechanism An intake control device for an internal combustion engine that can suppress sudden pressure changes between the intake valve of each cylinder and the intake valve of each cylinder, and improve intake air filling efficiency and fuel efficiency without generating unnecessary noise. This is what we are trying to provide.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
の吸気制御装置は、各気筒それぞれの吸気弁部に連通さ
れる吸気通路それぞれに吸気制御機構を設定するもので
、この吸気制御機構はそれぞれ前記吸気通路を開閉する
位置およびその中間位置に駆動制御される制御弁を備え
、さらにこの制御弁が前記中間の位置に設定された状態
で吸気導入側と吸気弁側とを連通するバイパス通路が形
成されるようにしている。[Means for Solving the Problems] An intake control device for an internal combustion engine according to the present invention is such that an intake control mechanism is provided in each intake passage communicating with an intake valve portion of each cylinder. a bypass passage comprising a control valve driven and controlled at a position for opening and closing the intake passage and an intermediate position thereof, and further communicating the intake introduction side and the intake valve side with the control valve set at the intermediate position; is formed.
【0009】[0009]
【作用】すなわち、この様に構成される内燃機関の吸気
制御装置にあっては、前記制御弁を開位置に設定した状
態で吸気が全て吸気弁部に供給され、また閉位置に設定
することによって吸気通路が閉じられる。そして、制御
弁が中間位置に設定された状態では、空気導入側と気筒
との間は流量が制限されるバイパス通路を介して連通さ
れ、この中間位置の時間を制御することによって、この
制御弁下流(吸気弁側)への吸気の供給流量が制御され
、この下流側の圧力が任意に制御可能とされる。したが
って吸気制御弁を開閉しても、この制御弁と吸気弁との
間の圧力が急激に変化せず、制御弁の開閉に伴って雑音
が発生されることがなく、燃費も効果的に向上されるよ
うになる。[Operation] In other words, in the intake control device for an internal combustion engine configured in this manner, all intake air is supplied to the intake valve section when the control valve is set to the open position, and when the control valve is set to the closed position. The intake passage is closed. When the control valve is set at the intermediate position, the air introduction side and the cylinder are communicated via a bypass passage whose flow rate is restricted, and by controlling the time in this intermediate position, the control valve The supply flow rate of intake air to the downstream (intake valve side) is controlled, and the pressure on this downstream side can be controlled arbitrarily. Therefore, even when the intake control valve is opened and closed, the pressure between this control valve and the intake valve does not change suddenly, noise is not generated due to the opening and closing of the control valve, and fuel efficiency is effectively improved. will be done.
【0010】0010
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図1は例えば4気筒のエンジン11に対する
吸気制御装置を説明するためのもので、エンジン11の
4つの気筒121 〜124 には、それぞれ吸気弁1
31 〜134 、および排気弁141 〜144 が
設けられている。吸気弁131 〜134 部は、それ
ぞれ吸気通路151〜154 を介して吸気導入部16
に連通され、また排気弁141〜144 部はそれぞれ
排気通路171 〜174を介して排気部18に連通さ
れる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is for explaining an intake control device for a four-cylinder engine 11, for example, and each of four cylinders 121 to 124 of the engine 11 has an intake valve 1
31 to 134 and exhaust valves 141 to 144 are provided. The intake valves 131 to 134 are connected to the intake introduction part 16 via intake passages 151 to 154, respectively.
The exhaust valves 141 to 144 are connected to the exhaust section 18 through exhaust passages 171 to 174, respectively.
【0011】各気筒121 〜124 にそれぞれ吸入
空気を送る吸気通路151 〜154 には、それぞれ
吸気制御機構191 〜194 が設けられている。そ
して、吸入導入部16からの吸入空気は、図示しないア
クセルペダルの操作によって駆動されるスロットル弁2
0を介して各吸気通路151 〜154 に分配され、
各吸気通路151 〜154 ではそれぞれ吸気制御機
構191 〜194 を介して、各気筒121 〜12
4 部に供給される。Intake control mechanisms 191 to 194 are provided in intake passages 151 to 154 that send intake air to each cylinder 121 to 124, respectively. The intake air from the intake introduction section 16 is then transferred to a throttle valve 2 which is driven by the operation of an accelerator pedal (not shown).
0 to each intake passage 151 to 154,
Each intake passage 151 to 154 connects each cylinder 121 to 12 via an intake control mechanism 191 to 194, respectively.
Supplied in 4 parts.
【0012】ここで、各吸気制御機構151 〜154
は、開位置および閉位置に切換え駆動される制御弁2
11 〜214 を備えるもので、この制御弁211
〜214 は、それぞれ開および閉位置の中間位置にも
切換え設定されるもので、それぞれ駆動機構221 〜
224によって切換え制御される。この吸気制御機構1
51 〜154 は、それぞれバイパス通路231 〜
234 を備えるもので、制御弁211 〜214 の
開閉に応じて吸気通路151〜154 が開かれあるい
は閉じられる2つの状態が切換え設定され、またこの制
御弁211 〜214 が中間位置に設定された状態で
、バイパス通路231 〜234 を介して吸気の流通
路が形成され、吸入空気量が制限されるようにしている
。Here, each intake control mechanism 151 to 154
is a control valve 2 which is switched and driven between an open position and a closed position.
11 to 214, and this control valve 211
~214 are also switched to intermediate positions between the open and closed positions, respectively, and the drive mechanisms 221 ~
The switching is controlled by 224. This intake control mechanism 1
51 to 154 are bypass passages 231 to 154, respectively.
234, in which the intake passages 151-154 are switched between two states in which they are opened or closed according to the opening and closing of the control valves 211-214, and the control valves 211-214 are set in an intermediate position. An intake air flow path is formed through the bypass passages 231 to 234, and the amount of intake air is restricted.
【0013】ここで、制御弁211 〜214 をそれ
ぞれ制御する駆動機構221 〜224 は、制御回路
24から指令によって制御される。この制御回路24は
、マイクロコンピュータ等によって構成され、演算部を
構成するCPU241 、プロクラムデータ等を記憶す
るROM242 、演算データ等を記憶するRAM24
3 、さらにデータの入出力を行う入出力部244 に
よって構成され、駆動機構221 〜224 は入出力
部244 からの出力によって制御される。Here, the drive mechanisms 221 to 224 that control the control valves 211 to 214, respectively, are controlled by commands from the control circuit 24. This control circuit 24 is constituted by a microcomputer or the like, and includes a CPU 241 that constitutes a calculation section, a ROM 242 that stores program data, etc., and a RAM 24 that stores calculation data, etc.
3, and an input/output section 244 that inputs and outputs data, and the driving mechanisms 221 to 224 are controlled by the output from the input/output section 244.
【0014】この制御回路24の入出力部244 には
、スロットル弁20の開度センサ25からの検出信号、
さらにエンジン11のクランク角センサ26、回転セン
サ27、作動検出センサ28、吸入空気量センサ29、
負荷センサ30、振動センサ31、エミッション検出セ
ンサ32等からのエンジン検出信号が供給されている。
そして、これら入力センサ信号に基づいてエンジン11
の運転状況を判別し、燃料噴射量さらに点火角等のエン
ジン11の電子制御データを演算するものである。The input/output section 244 of the control circuit 24 receives a detection signal from the opening sensor 25 of the throttle valve 20,
Further, the engine 11 has a crank angle sensor 26, a rotation sensor 27, an operation detection sensor 28, an intake air amount sensor 29,
Engine detection signals are supplied from a load sensor 30, a vibration sensor 31, an emission detection sensor 32, and the like. Based on these input sensor signals, the engine 11
The system determines the operating status of the engine 11 and calculates electronic control data for the engine 11 such as fuel injection amount and ignition angle.
【0015】図2および図3は吸気制御機構19(19
1 〜194)を取り出して示したもので、吸気通路1
5(151 〜154 )内にはバタフライ型の円形制
御弁21(211 〜214 )が設けられている。こ
の制御弁21は支持軸35に一体的に取り付けられてい
る。この支持軸35は、吸気通路15を形成したマニホ
ルドにベアリング機構を介して回転自在に支持されてい
るもので、この支持軸35の回転と共に制御弁21が回
転駆動される。FIGS. 2 and 3 show the intake control mechanism 19 (19
1 to 194) are taken out and shown, and the intake passage 1
Butterfly type circular control valves 21 (211 to 214) are provided within the control valves 5 (151 to 154). This control valve 21 is integrally attached to a support shaft 35. The support shaft 35 is rotatably supported by a manifold in which the intake passage 15 is formed via a bearing mechanism, and the control valve 21 is rotationally driven as the support shaft 35 rotates.
【0016】この制御弁21は吸気通路15の周囲に狭
いクリアランスを持って設定され、図3の(A)に実線
で示すように制御弁21を通路15に直角にした第1の
状態でこの通路15の空気の流れを止め、一点鎖線で示
すよう第2の状態で通路15と平行に設定された状態で
通路15の空気流通路を開く構造となっている。This control valve 21 is set with a narrow clearance around the intake passage 15, and in the first state where the control valve 21 is perpendicular to the passage 15 as shown by the solid line in FIG. It has a structure in which the air flow in the passage 15 is stopped, and the air flow passage in the passage 15 is opened in a second state set parallel to the passage 15 as shown by the dashed line.
【0017】また、この制御弁21は図3の(A)で破
線で示すように、第1の状態と第2の状態の中間の第3
の状態に設定されるもので、この状態のときはバイパス
通路23(231 〜234 )によって吸気通路15
が連通されるようになっている。The control valve 21 also operates in a third state between the first state and the second state, as shown by the broken line in FIG.
In this state, the bypass passage 23 (231 to 234) closes the intake passage 15.
are now communicated.
【0018】制御弁21の支持軸35は駆動機構22(
221 〜224 )で回転駆動されるもので、この駆
動機構22は一体的にした円筒状の磁石部材36を備え
るもので、この磁石部材36の外周部は、例えば4分割
してNおよびSの磁極が交互に形成されている。そして
、この磁石部材36の周囲には支持軸35を中心に対称
とされる位置に、一対の電磁コイル371 、372
が設定され、またこの電磁コイル371 、372 と
90°異なる位置にそれぞれ永久磁石381 、382
が設定されている。The support shaft 35 of the control valve 21 is connected to the drive mechanism 22 (
221 to 224), and this drive mechanism 22 is equipped with an integral cylindrical magnet member 36, and the outer circumference of this magnet member 36 is divided into four parts, for example, into N and S parts. The magnetic poles are alternately formed. A pair of electromagnetic coils 371 and 372 are arranged around the magnet member 36 at positions symmetrical about the support shaft 35.
are set, and permanent magnets 381 and 382 are placed at positions 90° different from the electromagnetic coils 371 and 372, respectively.
is set.
【0019】図4は駆動機構22を構成する電磁コイル
371 および372 に対する励磁電流回路を示すも
ので、それぞれ直列接続してトランジスタTr1、Tr
2およびTr3、Tr4のそれぞれ接続点の相互間に電
磁コイル371 を接続する。また、それぞれ直列接続
してトランジスタTr5、Tr6およびTr7、Tr8
のそれぞれ接続点の相互間に、電磁コイル372 を接
続する。このトランジスタTr1とTr2、Tr3とT
r4、Tr5とTr6、Tr7とTr8のそれぞれ直列
回路には、スイッチ回路Sを介して直流電源Eが接続さ
れる。そして、これらトランジスタTr1〜Tr8、さ
らにスイッチ回路Sは、それぞれ制御回路24からの指
令によって制御されるようにしている。FIG. 4 shows an excitation current circuit for the electromagnetic coils 371 and 372 constituting the drive mechanism 22, and the transistors Tr1 and Tr are connected in series.
An electromagnetic coil 371 is connected between the connection points of Tr2, Tr3, and Tr4. Further, transistors Tr5, Tr6 and Tr7, Tr8 are connected in series, respectively.
An electromagnetic coil 372 is connected between the respective connection points. These transistors Tr1 and Tr2, Tr3 and T
A DC power source E is connected via a switch circuit S to the series circuits r4, Tr5 and Tr6, and Tr7 and Tr8, respectively. These transistors Tr1 to Tr8 and the switch circuit S are each controlled by commands from the control circuit 24.
【0020】すなわち、トランジスタTr1とTr4を
導通させた場合と、トランジスタTr2とTr3を導通
させた場合で、電磁コイル371 に流れる電流の方向
が反転され、またトランジスタTr5とTr8、Tr6
とTr7の導通状態を選択することによって、電磁コイ
ル372 に流れる電流の方向が反転される。すなわち
、電磁コイル371および372 によって形成される
磁極の方向が反転制御されるものであり、またこの磁極
はスイッチ回路Sによってオン・オフされる。That is, the direction of the current flowing through the electromagnetic coil 371 is reversed when the transistors Tr1 and Tr4 are made conductive and when the transistors Tr2 and Tr3 are made conductive.
By selecting the conduction state of Tr7 and Tr7, the direction of the current flowing through the electromagnetic coil 372 is reversed. That is, the direction of the magnetic pole formed by the electromagnetic coils 371 and 372 is controlled to be reversed, and this magnetic pole is turned on and off by the switch circuit S.
【0021】したがって、例えば電磁コイル371 に
よってS極が形成され、電磁コイル372によってN極
が構成されるように励磁電流の方向を設定すると、磁石
部材36のN極が電磁コイル371 に対向し、同じく
S極が電磁コイル372 に対向されるようになって、
制御弁21が例えば図3の(A)に実線に示す第1の状
態に設定される。また、電磁コイル371 および37
2 に逆方向の電流が供給されるようにすると、電磁コ
イル371 および372 の磁極が反転し、制御弁2
1は第1の状態から一点鎖線で示す第2の状態に移動す
る。すなわち、電磁コイル371および372 の励磁
電流の方向を切換えることによって、制御弁21は吸気
通路15を閉じる第1の状態と、この通路15を開く第
2の状態との間で切換え駆動される。Therefore, for example, if the direction of the excitation current is set so that the electromagnetic coil 371 forms an S pole and the electromagnetic coil 372 forms an N pole, the N pole of the magnet member 36 faces the electromagnetic coil 371, Similarly, the south pole is now opposed to the electromagnetic coil 372,
The control valve 21 is set, for example, to the first state shown by the solid line in FIG. 3(A). In addition, electromagnetic coils 371 and 37
When a current in the opposite direction is supplied to control valve 2, the magnetic poles of electromagnetic coils 371 and 372 are reversed, and control valve 2
1 moves from the first state to the second state shown by the dashed line. That is, by switching the direction of the excitation current of the electromagnetic coils 371 and 372, the control valve 21 is driven to be switched between a first state in which the intake passage 15 is closed and a second state in which the intake passage 15 is opened.
【0022】また、スイッチ回路Sを開いて電磁コイル
371 および372 に対する励磁電流回路を遮断す
ると、磁石部材36は永久磁石381 および382
によって設定される磁極によってその角度位置が設定さ
れ、制御弁21は第1の状態と第2の状態の中間の破線
で示す第3の状態に設定される。したがって、吸気通路
15はバイパス通路23で連通され、吸入空気量が制限
される状態となる。Furthermore, when the switch circuit S is opened to cut off the excitation current circuit for the electromagnetic coils 371 and 372, the magnet member 36 is connected to the permanent magnets 381 and 382.
Its angular position is set by the magnetic pole set by the control valve 21, and the control valve 21 is set to the third state shown by the broken line between the first state and the second state. Therefore, the intake passage 15 is communicated with the bypass passage 23, and the amount of intake air is restricted.
【0023】エンジン11の系統において、吸気弁13
1 〜134と排気弁141 〜144 はエンジン1
1の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いるもので、この様な状態ではアイ
ドル回転等の低速回転時にはエンジン効率が悪化するこ
とがある。そこで、エンジン11の回転速度の低下に伴
って吸気制御弁211〜214 の開弁時期を遅らせる
ことによって、実質的なバルブオーバラップを減少させ
、エンジン効率の低下を防止している。In the system of the engine 11, the intake valve 13
1 to 134 and exhaust valves 141 to 144 are engine 1
The cam is adjusted so that the valve overlap during high-speed rotation is a predetermined amount, and under such conditions, engine efficiency may deteriorate during low-speed rotation such as idling. Therefore, by delaying the opening timing of the intake control valves 211 to 214 as the rotational speed of the engine 11 decreases, substantial valve overlap is reduced and a decrease in engine efficiency is prevented.
【0024】すなわちエンジン11の高速回転域では、
吸気行程の開始時に吸気弁131 〜134と排気弁1
31 〜134 とのバルブオーバラップのタイミン
グで、吸気制御機構191〜194 の制御弁211
〜214 を全開状態から全閉状態となるように電磁コ
イル371および372 の励磁電流を制御する。この
様な制御によって、気筒121 〜124 内および排
気通路171 〜174 の既燃ガスが吸気通路151
〜154 に逆流されることが防止され、吸気充填効
率が高められる。That is, in the high speed rotation range of the engine 11,
At the start of the intake stroke, the intake valves 131 to 134 and the exhaust valve 1
31 to 134, the control valves 211 of the intake control mechanisms 191 to 194
The excitation currents of the electromagnetic coils 371 and 372 are controlled so that the coils 371 and 372 change from the fully open state to the fully closed state. Through such control, burned gas in the cylinders 121 to 124 and in the exhaust passages 171 to 174 is transferred to the intake passage 151.
~154 is prevented from flowing backwards, increasing the intake air filling efficiency.
【0025】これに対して、エンジン11がアイドル運
転状態、若しくは市街地走行のような低速回転・低負荷
の運転領域の場合には、吸入空気量が少ないものである
ため、吸気制御機構191 〜194 の制御弁211
〜214 は中間の状態から全閉の状態に切換えられ
る。したがって、この様な状態では吸入空気量の変動幅
が減少され、また制御応答性も向上されるようになる。
さらに、制御弁211 〜214 を中間位置に設定す
る状態では、電磁コイル371 、372 に電流を流
さないものであるため、電力消費を低減できる。On the other hand, when the engine 11 is in an idling operating state or in a low-speed rotation/low-load operating range such as when driving in a city, the amount of intake air is small, so that the intake control mechanisms 191 to 194 control valve 211
~214 are switched from the intermediate state to the fully closed state. Therefore, in such a state, the fluctuation width of the intake air amount is reduced, and control responsiveness is also improved. Furthermore, when the control valves 211 to 214 are set at intermediate positions, no current flows through the electromagnetic coils 371 and 372, so power consumption can be reduced.
【0026】図5は制御弁21の開時間に対応する吸入
空気量の関係を示しているもので、Aは吸気通路15の
メイン通路を流れる空気量を示し、Bはバイパス通路2
3を流れる空気量を示している。FIG. 5 shows the relationship between the amount of intake air corresponding to the opening time of the control valve 21, where A represents the amount of air flowing through the main passage of the intake passage 15, and B represents the amount of air flowing through the main passage of the intake passage 15.
It shows the amount of air flowing through 3.
【0027】すなわち、一定時間範囲に対応する空気量
は、メイン通路に比較してバイパス通路23を流れる空
気量が非常に小さくなるものであるため、バイパス通路
23を用いた開時間による吸入空気量の制御の高精度化
が可能となる。すなわち、同じ時間幅Δtに対して、メ
イン通路の特性Aの場合はΔQMの空気量変化に対して
、バイパス通路の制御による特性Bの場合は、ΔQMよ
り充分に小さいΔQBとなる。That is, the amount of air corresponding to a certain time range is such that the amount of air flowing through the bypass passage 23 is very small compared to the main passage, so the amount of intake air corresponding to the opening time using the bypass passage 23 is This enables highly accurate control. That is, for the same time width Δt, in the case of the characteristic A of the main passage, the air amount changes by ΔQM, but in the case of the characteristic B due to control of the bypass passage, ΔQB is sufficiently smaller than ΔQM.
【0028】図6はエンジン11における部分負荷制御
時の吸気制御機構の制御弁の動きと、吸気通路15の圧
力を示している。この例では制御弁21が開から閉、ま
たは閉から開になるときに吸気通路圧力が急激に変化し
、この圧力変化に伴った音が発生する。同様にエンジ1
1の全開運転時においても図7に示すように制御弁21
の動作時に吸気通路圧力が急激に変化する。FIG. 6 shows the movement of the control valve of the intake control mechanism and the pressure in the intake passage 15 during partial load control in the engine 11. In this example, when the control valve 21 changes from open to closed or from closed to open, the intake passage pressure changes rapidly, and noise is generated due to this pressure change. Similarly, engine 1
Even during full-open operation in step 1, the control valve 21
The intake passage pressure changes rapidly during operation.
【0029】これに対して実施例で示した装置にあって
は、吸気制御機構191 〜194 の制御弁211
〜214 にあっては、全開および全閉の位置の他に、
その中間の位置が設定される。したがって、図8で示す
ように低速回転・低負荷の状態のとき、および図9で示
す全開運転状態のときにおいても、制御弁21が開から
閉となるときおよび閉から開となるときのいずれにおい
ても、吸気通路の圧力が急激に変化することがなく、不
要な音が発生することがない。On the other hand, in the device shown in the embodiment, the control valves 211 of the intake control mechanisms 191 to 194
~214, in addition to the fully open and fully closed positions,
A position in between is set. Therefore, even when the control valve 21 is in a state of low speed rotation and low load as shown in FIG. 8, and in a fully open operating state as shown in FIG. Even in this case, the pressure in the intake passage does not change suddenly, and unnecessary noise does not occur.
【0030】図10は吸気制御機構を用いた吸気圧制御
の流れを示している。まずステップ101 において、
アクセルの踏み込み量(負荷)の状態をスロットル開度
センサ25から読み取り、さらに回転センサ27からエ
ンジン11の回転速度Ne を読み取る。そして、ステ
ップ102 でアクセル踏み込み量に基づいて、全負荷
の状態か否かを判断する。FIG. 10 shows the flow of intake pressure control using the intake air control mechanism. First, in step 101,
The state of the accelerator depression amount (load) is read from the throttle opening sensor 25, and the rotational speed Ne of the engine 11 is also read from the rotation sensor 27. Then, in step 102, it is determined whether or not the vehicle is in a full load state based on the amount of accelerator depression.
【0031】ステップ102 で全負荷であると判断さ
れたならば、ステップ103 に進んで、吸気制御機構
の制御弁21の開時期To および閉時期Tc を図1
1で示すような制御弁全開位置に対応するマップAから
求め、ステップ104 で制御弁21の全開・全閉位置
で制御を行う。If it is determined in step 102 that the load is full, the process proceeds to step 103, and the opening timing To and closing timing Tc of the control valve 21 of the intake control mechanism are determined as shown in FIG.
It is determined from the map A corresponding to the fully open position of the control valve 21 as shown in 1, and control is performed at the fully open and fully closed positions of the control valve 21 in step 104.
【0032】ステップ102 で全負荷ではなく部分負
荷であると判断されたときは、ステップ105 に進ん
で図11で示すマップA、および図12で示す制御弁2
1の全閉位置に対応するマップBから、制御弁21のT
oa、Tca、Tcbを求める。ここで、Toaおよび
Tcaは制御弁21の全開および全閉制御での時間、T
obおよびTcbは中間位置制御による制御時間を示す
ものであり、ステップ105 で制御態様を判断する。
具体的には、“Tcb−Tob”が “30/N
e ”、すなわち吸気のTDCからBDCまでの時間(
吸気の時間)との比較で制御態様を選択し、ステップ1
06 若しくは107 に進む。If it is determined in step 102 that the load is not full load but partial load, the process proceeds to step 105 where map A shown in FIG. 11 and control valve 2 shown in FIG.
From map B corresponding to the fully closed position of control valve 21,
Find oa, Tca, and Tcb. Here, Toa and Tca are the time for fully open and fully closed control of the control valve 21, T
ob and Tcb indicate the control time by intermediate position control, and the control mode is determined in step 105. Specifically, “Tcb-Tob” is “30/N
e”, that is, the time from TDC to BDC of inspiration (
Select the control mode based on the comparison with the intake time
Proceed to 06 or 107.
【0033】ステップ106 では吸気制御機構の制御
弁21の開閉時期をToa、Tcaに設定し、次のステ
ップ108 で吸気制御弁21の開閉位置を全開位置に
設定する。またステップ107 では制御弁21の開閉
時期をTob、Tcbに設定し、ステップ109 で吸
気制御弁21の開位置を中間位置に設定する。In step 106, the opening/closing timing of the control valve 21 of the intake control mechanism is set to Toa and Tca, and in the next step 108, the opening/closing position of the intake control valve 21 is set to the fully open position. Further, in step 107, the opening/closing timing of the control valve 21 is set to Tob and Tcb, and in step 109, the open position of the intake control valve 21 is set to an intermediate position.
【0034】図4で示した電磁コイル371 、372
に対する電流制御回路においては、励磁電流の方向を
トランジスタTr1〜Tr8によって切換え、電流量は
一定の状態であった。しかし、この励磁電流量も制御さ
れるようにすれば、図3の(A)実線で示した第1の状
態、鎖線で示した第2の状態、およびその中間の破線で
示した第3の状態に限らず、第1の状態と第2の状態の
間であれば、任意の位置に制御弁21を設定することが
可能となる。Electromagnetic coils 371 and 372 shown in FIG.
In the current control circuit, the direction of the excitation current was switched by transistors Tr1 to Tr8, and the amount of current was kept constant. However, if this excitation current amount is also controlled, the first state shown by the solid line in FIG. 3A, the second state shown by the chain line, and the third state shown by the broken line in between The control valve 21 can be set at any position, regardless of the state, as long as it is between the first state and the second state.
【0035】図13はこの様な中間位置以外の位置に制
御弁21を設定可能とされる場合に適する吸気制御機構
19の構成を示すもので、制御弁21の設定される、こ
の制御弁21の回動する先端部の軌跡に対応した円筒型
の開口部40に、その内壁面を広げる加工41を施し、
この加工41部でバイパス通路が形成されるようにする
。FIG. 13 shows the configuration of the intake control mechanism 19 suitable for the case where the control valve 21 can be set at a position other than such an intermediate position. A cylindrical opening 40 corresponding to the locus of the rotating tip of the cylindrical opening 40 is processed 41 to widen its inner wall surface,
A bypass passage is formed in this processed portion 41.
【0036】この様に構成すれば、制御弁21を実線で
示す第1の状態に設定した状態で吸気通路15が遮断さ
れ、鎖線で示す第2の状態で吸気通路15を開放するも
のであり、さらにこの第1の状態と第2の状態との間の
第3の状態では、その角度位置に対応して単位時間当た
りの吸気空気量が設定されるようになる。すなわち、吸
入空気量を時間だけではなく、単位時間当たりの空気量
の変化に対応したパラメータが加わるようになり、制御
の自由度がさらに向上される。With this configuration, the intake passage 15 is blocked when the control valve 21 is set in the first state shown by the solid line, and is opened when the control valve 21 is set in the second state shown by the chain line. Furthermore, in a third state between the first state and the second state, the amount of intake air per unit time is set corresponding to the angular position. That is, the intake air amount is determined not only by the time, but also by a parameter corresponding to the change in the air amount per unit time, and the degree of freedom in control is further improved.
【0037】また、図8で示したように制御弁21の制
御動作では、該当気筒が吸気行程に入ると制御弁21は
中間位置から全開位置に駆動されるようにしたが、この
制御弁21の動作を吸気行程に入っても中間位置に保持
し、その閉時期を遅らせるようににして必要な吸気量が
得られるようにしてもよい。この様な制御によって、吸
気行程にあるときの吸気流れが長時間にわたって持続さ
れ、内燃機関燃焼室内の混合気に対するスワール効果が
高められ、点火時の燃焼温度を高めて、良好な燃焼を実
現することができる。Furthermore, as shown in FIG. 8, in the control operation of the control valve 21, the control valve 21 is driven from the intermediate position to the fully open position when the relevant cylinder enters the intake stroke. The operation may be maintained at an intermediate position even after entering the intake stroke, and the closing timing may be delayed to obtain the required amount of intake air. Through this kind of control, the intake air flow during the intake stroke is sustained for a long time, increasing the swirl effect on the air-fuel mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine, increasing the combustion temperature at the time of ignition, and achieving good combustion. be able to.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上のようにこの発明に係る内燃機関の
吸気制御装置によれば、吸気制御機構の制御弁を、運転
状態に応じて全開、全閉、さらにその間の位置の3つの
状態に切換え制御できるものにであり、吸気効率が容易
に高められると共に吸入空気量制御が高精度に行える。
したがって、低速回転域において吸入空気量変動を防止
することができ、吸気の制御性のレベルが効果的に向上
される。また、吸気制御弁部での音の発生が防止され、
バイパス通路による流速変化を利用したスワールの上昇
も可能となる。ここで、バイパス通路が存在しない構成
の場合には、制御弁の微小な全開時間の誤差によって吸
入空気量に大きな誤差が生じ、制御弁の全開時間を高精
度に制御する必要があった。しかし、バイパス通路を形
成し、制御弁の中間位置でこのバイパス通路を用いた吸
気通路が形成されるようにすることによって、吸入空気
量制御が非常に簡易化され、吸入空気量制御の精度が容
易に向上されるようになる。As described above, according to the intake control device for an internal combustion engine according to the present invention, the control valve of the intake control mechanism can be set in three states: fully open, fully closed, and a position in between, depending on the operating state. It is possible to switch and control the intake efficiency, and the intake air amount can be controlled with high precision. Therefore, fluctuations in the amount of intake air can be prevented in the low speed rotation range, and the level of controllability of intake air can be effectively improved. In addition, the generation of noise at the intake control valve is prevented,
It is also possible to increase the swirl by utilizing the change in flow velocity due to the bypass passage. Here, in the case of a configuration in which a bypass passage does not exist, a small error in the full-open time of the control valve causes a large error in the intake air amount, and it is necessary to control the full-open time of the control valve with high precision. However, by forming a bypass passage and using this bypass passage to form an intake passage at an intermediate position of the control valve, intake air amount control is greatly simplified and the accuracy of intake air amount control is improved. It can be easily improved.
【図1】この発明の一実施例に係る内燃機関の吸気制御
装置を説明する全体的な構成図。FIG. 1 is an overall configuration diagram illustrating an intake control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
【図2】上記実施例の吸気制御機構部を取り出して示す
断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the intake control mechanism section of the above embodiment.
【図3】(A)および(B)はそれぞれ図2で示した吸
気制御機構のa−a線およびb−b線に対応する断面図
。3A and 3B are cross-sectional views corresponding to the a-a line and the bb line of the intake control mechanism shown in FIG. 2, respectively.
【図4】上記吸気制御機構の電磁コイルの励磁制御回路
を説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating an excitation control circuit for the electromagnetic coil of the intake control mechanism.
【図5】制御弁の全開位置および中間位置における時間
と空気量との関係を示す図。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between time and air amount at a fully open position and an intermediate position of the control valve.
【図6】バイパス通路が無いときのエンジンの部分負荷
制御時の制御弁の動きと吸気通路の圧力を示す図。FIG. 6 is a diagram showing the movement of the control valve and the pressure in the intake passage during partial load control of the engine when there is no bypass passage.
【図7】同じく全負荷時のエンジンの部分負荷制御時の
制御弁の動きと吸気通路の圧力を示す図。FIG. 7 is a diagram showing the movement of the control valve and the pressure in the intake passage during partial load control of the engine at full load.
【図8】実施例で示した装置におけるエンジンの部分負
荷制御時の制御弁の動きと吸気通路の圧力を示す図。FIG. 8 is a diagram showing the movement of the control valve and the pressure in the intake passage during partial load control of the engine in the device shown in the example.
【図9】同じく実施例装置における全負荷時のエンジン
の部分負荷制御時の制御弁の動きと吸気通路の圧力を示
す図。FIG. 9 is a diagram showing the movement of the control valve and the pressure in the intake passage during partial load control of the engine at full load in the same example device.
【図10】実施例装置の制御回路の動作の流れを示すフ
ローチャート。FIG. 10 is a flowchart showing the operation flow of the control circuit of the embodiment device.
【図11】上記制御回路に記憶されたマップAを示す図
。FIG. 11 is a diagram showing a map A stored in the control circuit.
【図12】同じく上記制御回路に記憶されたマップBを
示す図。FIG. 12 is a diagram showing a map B similarly stored in the control circuit.
【図13】この発明の他の実施例の吸気制御機構部を説
明する断面図。FIG. 13 is a sectional view illustrating an intake control mechanism section according to another embodiment of the present invention.
11…エンジン、12、121 、122 、…吸気制
御機構、131 、132 、…吸気弁、141 、1
42 、…排気弁、15、151 、152 、…吸気
通路、16…吸気導入部、19、191 、192 、
…吸気制御機構、20…スロットル弁、21、211
、212 、…制御弁、22、221 、222 、…
駆動機構、23、231 、232 …バイパス通路、
24…制御回路、35…支持軸、36…磁石部材、37
1 、372 …電磁コイル、381 、382 …永
久磁石。DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Engine, 12, 121, 122,... Intake control mechanism, 131, 132,... Intake valve, 141, 1
42,...exhaust valve, 15, 151, 152,...intake passage, 16...intake introduction part, 19, 191, 192,
...Intake control mechanism, 20...Throttle valve, 21, 211
, 212 , ... control valve, 22, 221 , 222 , ...
Drive mechanism, 23, 231, 232... bypass passage,
24... Control circuit, 35... Support shaft, 36... Magnet member, 37
1, 372...Electromagnetic coil, 381, 382...Permanent magnet.
Claims (1)
た吸気弁および排気弁と、前記吸気弁にそれぞれ連通さ
れ、吸気導入部からの吸入空気が供給される前記気筒に
それぞれ対応して設定された吸気通路と、この吸気通路
それぞれの空気導入部側と前記排気弁との間に設けられ
た各気筒それぞれに対応する吸気制御機構と、この吸気
制御機構の空気通路を制御する制御手段とを具備し、前
記吸気制御機構は前記吸気通路を開閉するように駆動制
御される制御弁、およびこの制御弁の開位置と閉位置と
の間の中間位置に設定された状態で前記空気導入部側と
排気弁側とを連通するバイパス通路を備え、また前記制
御手段は前記内燃機関の回転数に対応して、前記制御弁
が前記中間位置に設定される時期を算出するバイパス通
路形成時期演算手段を備えることを特徴とする内燃機関
の吸気制御装置。[Claim 1] An intake valve and an exhaust valve set for each cylinder of an internal combustion engine, and a valve set corresponding to each cylinder that communicates with the intake valve and is supplied with intake air from an intake introduction section. an intake passage, an intake control mechanism corresponding to each cylinder provided between the air introduction part side of each intake passage and the exhaust valve, and a control means for controlling the air passage of this intake control mechanism. The intake control mechanism includes a control valve that is drive-controlled to open and close the intake passage, and a control valve that is set at an intermediate position between an open position and a closed position on the air introduction part side. and a bypass passage communicating with the exhaust valve side, and the control means includes bypass passage formation timing calculation means for calculating the timing at which the control valve is set to the intermediate position in accordance with the rotation speed of the internal combustion engine. An intake control device for an internal combustion engine, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14468391A JPH04370322A (en) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | Intake air control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14468391A JPH04370322A (en) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | Intake air control device for internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04370322A true JPH04370322A (en) | 1992-12-22 |
Family
ID=15367832
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14468391A Pending JPH04370322A (en) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | Intake air control device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04370322A (en) |
-
1991
- 1991-06-17 JP JP14468391A patent/JPH04370322A/en active Pending
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