JPH062551A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

エンジンの吸気装置

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Publication number
JPH062551A
JPH062551A JP4160790A JP16079092A JPH062551A JP H062551 A JPH062551 A JP H062551A JP 4160790 A JP4160790 A JP 4160790A JP 16079092 A JP16079092 A JP 16079092A JP H062551 A JPH062551 A JP H062551A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control valve
engine
intake
swirl
speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP4160790A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Oka
憲児 岡
Shuji Terao
秀志 寺尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Publication of JPH062551A publication Critical patent/JPH062551A/ja
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 制御弁の開閉制御を適切に行うことによって
ノッキングによる出力低下を最小限に留どめる。 【構成】 燃焼室4内の吸気流速を変更することにより
燃焼速度の変更が可能である制御弁3を備えたエンジン
の吸気装置において、エンジンの低回転・高負荷時に燃
焼速度を速めるように前記制御弁3を制御する制御手段
20を付設している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、エンジンの吸気装置
に関し、さらに詳しくは燃焼室内の吸気流速を上げて燃
焼速度を速め、耐ノック性を高める制御弁(例えば、ス
ワールコントロール弁)を備えたエンジンの吸気装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】エンジンの着火燃焼時において吸気の乱
れが大きいと、火炎の伝播速度が大きくなるので、ノッ
キングの発生が抑制され、燃焼性が向上するということ
はよく知られている。そこで、吸気をシリンダの中心部
に対して偏心させて燃焼室に供給し、燃焼室内の吸気の
渦流(即ち、スワール)を生成して吸気の乱れを大きく
し、燃焼性の向上を図り得るようにしたものが提案され
ている。
【0003】そして、有効なスワールを生成するには、
吸気ポートから燃焼室へ流入する吸気の流速を高める必
要があるが、燃焼性の低下する低回転・低負荷時には吸
気流速が小さくなるので、スワールの生成が特に必要で
あるにもかかわらず、スワールの生成が低下することと
なる。そこで、例えば、気筒毎にそれぞれ、図2に示す
ように、吸気の噴出方向がシリンダの中心部に対して偏
心した第1吸気ポート1と、制御弁3が介設された第2
吸気ポート2とを設け、図8に示すように、所定の低回
転・低負荷域A′では制御弁3を閉じて第2吸気ポート
2を閉止し、第1吸気ポート1のみから比較的大きな流
速で吸気を燃焼室へ供給し、スワールの生成を強化する
ようにしたものが提案されている(例えば、特開昭56
ー18038号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
エンジンの吸気装置においては、図8に示されるように
低回転・高負荷域および高回転域B′においては、通気
抵抗を減らすため、制御弁3を開くのが従来からの方式
であった。
【0005】ところが、低回転・高負荷域であっても、
制御弁3を閉じてスワールの生成を強化すると、ノッキ
ングのポテンシャルが上がって、ノッキングによって点
火時期をリタードさせることによるトルクダウン代が小
さくなり、得られるトルクが制御弁3を開いた時に対し
て高くなるという事実が判明した(図9参照)。その結
果、低中回転域では低負荷に加えて高負荷でも制御弁3
を閉じてスワール生成を強化した方が出力低下に対して
有利となる。
【0006】また、高負荷でノッキングが発生しない条
件(例えば、高オクタン価燃料使用時)と、ノッキングが
発生し易い条件(例えば、レギュラー燃料使用時)とで
は、前記制御弁3の開閉制御域を変えてやる方が出力的
に有利となる場合がある。
【0007】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、制御弁の開閉制御を適切に行うことによってノッ
キングによる出力低下を最小限に留どめることを目的と
するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、上
記課題を解決するための手段として、燃焼室内の吸気流
速を変更することにより燃焼速度の変更が可能である制
御弁を備えたエンジンの吸気装置において、エンジンの
低回転・高負荷時に燃焼速度を速めるように前記制御弁
を制御する制御手段を付設している。
【0009】請求項2の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、前記請求項1記載のエンジンの吸気
装置において、前記制御弁としてスワールコントロール
弁を採用している。
【0010】請求項3の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、前記請求項1あるいは2記載のエン
ジンの吸気装置において、前記制御手段に、制御弁閉止
領域をオクタン価の高い燃料使用時にはレギュラー燃料
使用時より縮小する機能を付与している。
【0011】
【作用】請求項1あるいは2の発明では、上記手段によ
って次のような作用が得られる。
【0012】即ち、低回転・高負荷時においては、制御
弁(例えば、スワールコントロール弁)を燃焼速度を速め
るように制御することにより、通気抵抗は増大すること
となるものの、スワールの生成が強化されて燃焼性が向
上する。
【0013】請求項3の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。
【0014】即ち、オクタン価の高い燃料を使用してい
る時には、制御弁(例えば、スワールコントロール弁)の
閉止領域がレギュラー燃料使用時より縮小されることと
なる。
【0015】
【発明の効果】請求項1あるいは2の発明によれば、燃
焼室内の吸気流速を変更することにより燃焼速度の変更
が可能である制御弁(例えば、スワールコントロール弁)
を備えたエンジンの吸気装置において、エンジンの低回
転・高負荷時に燃焼速度を速めるように前記制御弁(例
えば、スワールコントロール弁)を制御する制御手段を
付設したので、低回転・高負荷時においては、制御弁
(例えば、スワールコントロール弁)を燃焼速度を速める
ように制御することにより、通気抵抗は増大することと
なるものの、スワールの生成が強化されて燃焼性が向上
することとなり、ノッキングによる出力低下を最小限に
留どめることができるという優れた効果がある。
【0016】請求項3の発明によれば、請求項1あるい
は2記載のエンジンの吸気装置において、制御手段に、
制御弁閉止領域をオクタン価の高い燃料使用時にはレギ
ュラー燃料使用時より縮小する機能を付与して、オクタ
ン価の高い燃料を使用している時には、制御弁(例え
ば、スワールコントロール弁)の閉止領域をレギュラー
燃料使用時より縮小するようにしたので、ノッキングに
よる出力低下を最小限に留どめつつ、使用燃料に対応し
た制御弁(例えば、スワールコントロール弁)の最適開閉
制御が行えるという優れた効果がある。
【0017】
【実施例】以下、添付の図面を参照して、本願発明の好
適な実施例を説明する。
【0018】図1および図2に示すように、本実施例の
エンジンEは、吸気の噴出方向が燃焼室4の中心部に対
して偏心した第1吸気ポート1と、制御弁3が介設され
た第2吸気ポート2とを備えている。
【0019】該制御弁3は、その閉作動により第2吸気
ポート2を閉止し、第1吸気ポート1のみから比較的大
きな流速で吸気を燃焼室4へ供給し、スワールの生成を
強化するスワールコントロール弁(SCV)として作用す
るものである。なお、該制御弁3は、アクチュエータ5
によって開閉制御されることとなっている。
【0020】図面中、符号6は吸気通路、7は吸気弁、
8は排気通路、9は排気弁、10はスロットル弁、11
は吸入空気量Ceを検出するエアフローセンサー、12
はスロットル弁10の開度Tvoを検出するスロットルセ
ンサー、13はエンジン冷却水の温度Twを検出する水
温センサー、14は排気ガス中の酸素量Sを検出するO
2センサー、15はエンジン回転数Neを検出するクラン
ク角センサー、16は排気ガス中の有害物質(例えば、
NOx等)を除去する触媒装置、17は燃料タンク、18
は燃料噴射弁、19は使用燃料の種類(即ち、ハイオク
燃料かレギュラー燃料であるか)を設定する信号Fを出
力する使用燃料設定手段である。
【0021】しかして、本実施例においては、エンジン
Eには、前記エアフローセンサー11からの吸入空気量
Ce、水温センサー13からの冷却水温度Tw、クランク
角センサー15からのエンジン回転数Ne、O2センサー
14からの酸素量S、スロットルセンサー12からのス
ロットル開度Tvoおよび使用燃料設定手段19からの信
号Fが入力され、前記アクチュエータ5に対して制御弁
3を開閉作動すべき指令を出力するコントローラ20が
付設されている。
【0022】該コントローラ20は、例えばマイクロコ
ンピュータからなっており、図3に示すように、前記エ
アフローセンサー11からの吸入空気量Ce、水温セン
サー13からの冷却水温度Tw、クランク角センサー1
5からのエンジン回転数Ne、O2センサー14からの酸
素量S、スロットルセンサー12からのスロットル開度
Tvoおよび使用燃料設定手段19からの信号Fが入力さ
れ、前記アクチュエータ5に対して制御弁3を開閉作動
すべき指令を出力する制御手段を備えている。
【0023】該制御手段は、低回転・高負荷時におい
て、制御弁3(例えば、スワールコントロール弁)を閉作
動させることにより燃焼速度を速めるように作用する
(図4参照)。
【0024】ついで、上記構成のエンジンの吸気装置の
作用を図5に示すフローチャートを参照して説明する。
【0025】ステップS1においては、各種センサー1
1〜15および使用燃料説明手段19からの各種信号C
e、Tvo、Tw、S、NeおよびFが入力される。つい
で、ステップS2においてはエンジンEが始動ゾーンに
あるか否かの判定がなされる。ここで、始動ゾーンと判
定された場合には、コントローラ20による処理はステ
ップS3に進み、アクチュエータ5に対して制御弁(即
ち、スワールコントロール弁)3を開作動すべき指令が
与えられ、制御弁3は開作動せしめられる。ここで制御
弁3が開作動せしめられる理由は、エンジンEが始動ゾ
ーンにある場合には、コールドスタートインジェクショ
ン等が必要となり、吸気通路6の上流側で燃料インジェ
クションがなされるためである。
【0026】ステップS2において始動ゾーンではない
と判定された場合には、コントローラ20による処理は
ステップS4に進み、冷却水温度Twと設定水温Tw0との
比較がなされる。ここで、Tw<Tw0と判定された場合
には、コントローラ20による処理はステップS3に進
み、制御弁3は開作動せしめられる。その理由は、制御
弁3を開作動させることにより、燃焼室4でのスワール
発生を抑制して燃焼を緩慢にし、排気ガス温度を高めて
排気系(例えば、触媒装置16)のウォームアップ性能を
向上させるためである。
【0027】ステップS4においてTw≧Tw0と判定され
た場合には、コントローラ20による処理はステップS
5に進み、エンジンEがリーンバーン運転(以下、L/B
運転という)実行中であるか否かの判定がなされる。こ
こで、L/B運転実行中でないと判定された場合には、
コントローラ20の処理はステップS3に進み、制御弁
3は開作動せしめられる。その理由は、L/B運転でな
いときには、燃焼室7でのスワール発生を抑制して燃焼
を緩慢にし、排気ガス中におけるNOxの増加を防止す
るためである。
【0028】ステップS5においてL/B運転実行中と
判定された場合には、コントローラ20による処理はス
テップS6に進み、使用燃料がハイオクガソリンである
か否かの判定がなされる。ここで、ハイオクガソリンと
判定された場合には、コントローラ20による処理はス
テップS7に進み、吸入空気量Ceと図6に示すハイオク
ガソリン用マップにおけるテーブル値Ce(teble)1との
比較がなされ、Ce>Ce(table)1と判定された場合に
は、制御弁3を開作動させるべき領域Bに属するので、
コントローラ20による処理はステップS3に進み、制
御弁3は開作動せしめられる。また、ステップS7にお
いてCe≦Ce(table)1と判定された場合には、制御弁3
を閉作動させるべき領域Aに属するので、コントローラ
20による処理はステップS8に進み、制御弁3は閉作
動せしめられる。このことにより、燃焼室4におけるス
ワール発生が強化され、燃焼性の向上が図れるのであ
る。
【0029】ステップS6においてレギュラーガソリン
と判定された場合には、コントローラ20による処理は
ステップS9に進み、吸入空気量Ceと図7に示すレギュ
ラーガソリン用マップにおけるテーブル値Ce(table)2
との比較がなされ、Ce>Ce(table)2と判定された場合
には、制御弁3を開作動させるべき領域Dに属するの
で、コントローラ20による処理はステップS3に進
み、制御弁3は開作動せしめられる。また、ステップS
9においてCe≦Ce(table)2と判定された場合には、制
御弁3を閉作動させるべき領域Cに属するので、コント
ローラ20による処理はステップS8に進み、制御弁3
は閉作動せしめられる。このことにより、燃焼室4にお
けるスワール発生が強化され、燃焼性の向上が図れるの
である。
【0030】なお、レギュラーガソリン用マップにおけ
る制御弁閉止領域Cよりハイオクガソリン用マップにお
ける制御弁閉止領域Aが縮小されている。
【0031】上記したように、本実施例においては、低
回転・低負荷時には勿論のこと、低回転・高負荷時にお
いても、制御弁3が閉止されることとなっており、この
ことにより、通気抵抗は増大することとなるものの、ス
ワールの生成が強化されて燃焼性が向上することとな
り、ノッキングによる出力低下を最小限に留どめること
ができるのである。
【0032】しかも、オクタン価の高い燃料(即ち、ハ
イオクガソリン)を使用している時には、制御弁3の閉
止領域がレギュラー燃料(即ち、レギュラーガソリン)使
用時より縮小されることとなっているため、ノッキング
による出力低下を最小限に留どめつつ、使用燃料に対応
した制御弁3の最適開閉制御が行えるのである。
【0033】なお、上記実施例では、制御弁を開閉制御
するようにしているが、制御弁の開度をリニアに変化さ
せるようにしてもよく、また、気圧・温度の変化に対応
させて制御弁の開閉切換ポイントを変更するようにして
もよい。
【0034】さらに、上記実施例では、吸気流速を上げ
て燃焼速度を速め、耐ノック性を高める制御弁としてス
ワールコントロール弁を用い、該スワールコントロール
弁の開閉制御を行うようにしているが、吸気弁のバルブ
タイミングを切り換えたり、共鳴過給の切り換えにより
行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の実施例にかかるエンジンの吸気装置
の概略構成図である。
【図2】図1に示すエンジンの吸気装置における吸気ポ
ートおよび排気ポートの配置を示す概略図である。
【図3】本願発明のクレーム対応図である。
【図4】本願発明における制御弁切換領域を示すマップ
である。
【図5】本願発明の実施例にかかるエンジンの吸気装置
の作用を説明するためのフローチャートである。
【図6】ハイオクガソリン使用時における制御弁切換領
域を示すマップである。
【図7】レギュラーガソリン使用時における制御弁切換
領域を示すマップである。
【図8】従来のエンジンの吸気装置における制御弁切換
領域を示すマップである。
【図9】エンジン回転数とトルクの関係を示す特性図で
ある。
【符号の説明】
1は第1吸気ポート、2は第2吸気ポート、3は制御弁
(スワールコントロール弁)、4は燃焼室、5はアクチュ
エータ、6は吸気通路、8は排気通路、10はスロット
ル弁、19は使用燃料設定手段、20は制御手段(コン
トローラ)、Eはエンジン。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼室内の吸気流速を変更することによ
    り燃焼速度の変更が可能である制御弁を備えたエンジン
    の吸気装置であって、エンジンの低回転・高負荷時に燃
    焼速度を速めるように前記制御弁を制御する制御手段が
    付設されていることを特徴とするエンジンの吸気装置。
  2. 【請求項2】 前記制御弁がスワールコントロール弁と
    されていることを特徴とする前記請求項1記載のエンジ
    ンの吸気装置。
  3. 【請求項3】 前記制御手段には、制御弁閉止領域をオ
    クタン価の高い燃料使用時にはレギュラー燃料使用時よ
    り縮小する機能が付与されていることを特徴とする前記
    請求項1あるいは2記載のエンジンの吸気装置。
JP4160790A 1992-06-19 1992-06-19 エンジンの吸気装置 Pending JPH062551A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008088900A (ja) * 2006-10-02 2008-04-17 Toyota Motor Corp 内燃機関の吸気ポート形状
JP2021088942A (ja) * 2019-12-02 2021-06-10 マツダ株式会社 エンジンの制御装置

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