JPH0648116Y2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、例えばアクセル操作に連動して開閉する吸
気絞り弁と吸気弁との間にスワール生成用の吸気制御弁
を備えた多気筒内燃機関の吸気装置に関する。

［従来の技術］ 従来のスワール生成用の吸気制御弁を備えた内燃機関の
吸気装置としては第３図に示すものがある（実公昭53-2
9847号公報参照）。

このものは、機関101の吸気通路103内に、上流側から吸
気絞り弁105及び吸気制御弁107が夫々設けられている。
この吸気制御弁107は吸気制御弁開閉手段としての負圧
アクチュエータ109により開閉制御されている。負圧ア
クチュエータ109の負圧室111には吸気絞り弁105と吸気
制御弁107との間の吸気負圧が導入されている。すなわ
ち、吸入空気量が少ないとき吸気絞り弁105を絞ると吸
気負圧が増大して、吸気制御弁107が吸気通路103断面積
を絞るように駆動される。これにより、吸入空気流量が
少ないときは吸気速度を大きくしてスワールを強化し、
燃焼を安定させている。また、冷却水温度を検出し、低
水温時は吸気制御弁107は開弁したままで、暖機後の通
常運転時には吸気負圧に応じて吸気制御弁107の開閉を
制御するものもある。

また、吸気制御弁107と吸気弁113との間には燃料噴射弁
115が設けられている。この燃料噴射弁115は、燃料系11
7から燃料が供給され、制御回路たるコントロールユニ
ット119により噴射量が制御されている。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながらこのような従来の内燃機関の吸気装置にあ
っては、吸気制御弁107の開閉制御は吸気負圧に応じて
なされるので、急加速運転時では吸気制御弁107の開弁
が遅れ、また吸気絞り弁105の開度によっては吸気負圧
が増大して吸気制御弁107が吸気通路103を絞り込むた
め、吸気抵抗が発生して機関出力が低下するという問題
がある。また、急減速時では吸気絞り弁105が全閉とな
り吸気制御弁107も全閉となるため、吸気制御弁107の下
流で吸気負圧が過大となって、失火やオイル上がり等の
不具合が発生する虞れがある。

この考案は上記問題に着目してなされたもので、通常運
転時の燃焼効率を損うことなく、急加速時に機関出力の
向上が図れ、急減速時に失火等の不具合が生じないよう
にした内燃機関の吸気装置の提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するためにこの考案は、吸気通路に設け
られアクセル操作に連動して開閉する吸気絞り弁と、こ
の吸気絞り弁及び吸気弁の間に設けられ前記吸気通路を
開閉制御する吸気制御弁と、この吸気制御弁に連結され
たダイヤフラム及びこのダイヤフラムにより画成されて
前記吸気絞り弁の下流の吸気通路に連通路を介して連通
可能な負圧室を有する吸気制御弁開閉手段と、この吸気
制御弁開閉手段の負圧室を大気に開放可能な切換手段
と、前記吸気絞り弁の開閉速度を検出する開閉速度検出
手段と、この開閉速度検出手段が所定値以上の値を検出
したとき機関が急加速時または急減速時であると判断す
る制御回路とを有し、この制御回路は、機関が急加速時
または急減速時であると判断した時点からの経過時間を
計測する時間計測手段を含み、この時間計測手段の計測
時間が所定時間以内のときに、前記切換手段に対し、前
記負圧室を大気に開放させて前記吸気制御弁を開弁させ
るよう制御弁開弁信号を出力する構成としてある。

［作用］ 上記構成において、開閉速度検出手段が所定値以上の値
を検出して急加減速運転状態を検出すると、制御回路が
切換手段に対し所定時間の間制御弁開弁信号を出力し、
これにより切換手段は吸気制御弁開閉手段の負圧室に大
気を導入させるよう切換わる。負圧室に導入された大気
はダイヤフラムを変位させ、これに伴い吸気制御弁が開
弁する。一方、通常運転時では、切換手段は吸気制御弁
開閉手段の負圧室と吸気通路とを連通させる状態にあ
り、このため吸入負圧は負圧室に導入されてその吸入負
圧に応じてダイヤフラムが変位し、これに伴い吸気制御
弁が開閉制御される。

［実施例］ 以下図面に基づき、この考案の実施例を詳細に説明す
る。

第１図及び第２図は、この考案の一実施例に係わる多気
筒内燃機関の吸気装置を示している。ここで、第１図は
概略的全体構成図、第２図はこの考案の作動プログラム
を示すフローチャートである。第１図において、機関１
の燃焼室３に連通する吸気通路５には、上流側から吸気
絞り弁７及び吸気制御弁９が夫々設けられている。吸気
絞り弁７は、図外のアクセル操作に連動して開閉する構
成となっている。すなわち、アクセル踏み込み状態で吸
気絞り弁７が開となり、アクセルから足を離すと吸気絞
り弁７は閉となる。

吸気制御弁９は、吸気制御弁開閉手段としての負圧アク
チュエータ11にその開閉を制御されている。具体的に
は、吸気制御弁９の弁軸13がリンク機構15を介して負圧
アクチュエータ11のダイヤフラム17に連結されている。
ダイヤフラム17はスプリング19によってリンク機構15側
に付勢されている。そして、負圧アクチュエータ11の負
圧室21に大気圧が導入されているときは吸気制御弁９を
全開とし、負圧が導入されるとこの負圧に応じて吸気制
御弁９が吸気通路５を絞り込むことになる。負圧室21に
は制御通路23の一端が接続されている。制御通路23の他
端は、切換手段としての切換制御弁25の出力ポート27に
接続されている。切換制御弁25には、出力ポート27の両
側に第１入力ポート29及び第２入力ポート31が夫々形成
されている。第１入力ポート29には負圧通路33の一端が
接続され、負圧通路33の他端は吸気通路５の集合部35に
接続されている。このため、負圧通路33と制御通路23と
で、負圧室21を吸気通路５に連通させる連通路を構成し
ていることになる。一方、第２入力ポート31は、塵埃が
入込むのを防止するためのフィルタ37を介して大気に開
放している。切換制御弁25内には、制御回路としてのコ
ントロールユニット39から通電信号が送られるソレノイ
ドコイル38及び、ソレノイドコイル38への通電によって
図中で左方向へ移動する弁体40が設けられている。弁体
40は、スプリングにより常時は第２入力ポート31を閉じ
て第１入力ポート29と出力ポート27とを連通させる一
方、ソレノイドコイル38が通電されると第１入力ポート
29を閉じて第２入力ポート31と出力ポート27とを連通さ
せる。

コントロールユニット39の入力側には、開閉速度検出手
段としてのスロットルセンサ41及びクランク角センサ43
が接続されている。スロットルセンサ41は、吸気絞り弁
７の開閉速度を検出し、この開閉速度が所定値以上のと
き、コントロールユニット39は、機関が急加速時または
急減速時であると判断し、この判断時点から所定時間以
内の間、ソレノイドコイル38に通電すべく切換制御弁25
にON信号を出力する。このため、コントロールユニット
39は、機関が急加速時または急減速時であると判断した
時点からの経過時間を計測する時間計測手段を含むこと
になる。一方、クランク角センサ43は、図外のディスト
リビュータに内蔵され、機関回転信号を出力する。

コントロールユニット39の出力側には、切換制御弁25の
他に電磁式の燃料噴射弁45が接続されている。燃料噴射
弁45は、吸気制御弁９の下流側で機関１の吸気ポート47
に備えられ、吸気弁49に向って燃料を噴射する構成とな
っている。燃料噴射弁45は、コントロールユニット39か
らの出力信号に基づいて燃料噴射量が制御されることに
なる。燃料噴射弁45には燃料供給管51の一端が接続さ
れ、燃料供給管51の他端は燃料ポンプ53及びプレッシャ
レギュレータ55に接続されている。燃料ポンプ53は燃料
タンク57に接続され、この燃料タンク57とプレッシャレ
ギュレータ55とは圧力調整管59により接続されている。
プレッシャレギュレータ55の負圧室61には負圧通路63を
介して吸気通路５の集合部35の吸気負圧が導入され、こ
れにより燃料の圧力を調整している。

次に、コントロールユニット39による吸気制御弁９の開
閉制御に基づく作動プログラムを示す第２図のフローチ
ャートに基づき、作用を説明する。

機関１が運転されるとステップ201でプログラムがスタ
ートし、ステップ203でスロットルセンサ41からの信号
を読込む。次にステップ205で、この読込んだ信号をコ
ントロールユニット39のROMに記憶された所定値とを比
較して、吸気絞り弁７の開閉速度が所定値以上であると
判断されると、すなわち急加速時又は急減速時であると
判断されるとステップ207に進む。ステップ207では所定
値以上となった以降の時間を計測し、ステップ209でこ
の時間が所定時間以内であるか否かが判断される。ステ
ップ209で所定時間以内であると判断されると、コント
ロールユニット39はステップ211で切換制御弁25にON信
号を出力する。切換制御弁25がON信号を入力すると、第
２入力ポート31と出力ポート27とが連通する。この結
果、ステップ213で制御通路23を介して負圧アクチュエ
ータ11の負圧室21に大気圧が導入され、ステップ215で
リンク機構15を介して吸気制御弁９が全開となる。ステ
ップ215の処理が終了すると、ステップ207に戻り再度時
間を計測して所定時間以内であれば、切換制御弁25にON
信号を継続して出力し、吸気制御弁９の全開状態を維持
させる。このように、加速時あるいは減速時と判断され
た時点から所定時間以内の間は、切換制御弁25にON信号
を出力することで、吸気制御弁９の開弁を維持するのに
充分なほど負圧室を大気圧に近付けることが可能とな
る。すなわち、吸気制御弁９の開弁状態を確実にするこ
とができる。この開弁状態は、吸気絞り弁７の急開また
は急閉を検出した後の所定時間にわたり継続しているの
で、例えば吸気絞り弁７を0.2秒間で急開完了し、その
後吸気絞り弁７を一定開度に保持した場合でも、急開後
の所定時間（例えば約２秒間）にわたって吸気制御弁９
を開弁し続けて、機関出力が上昇して行こうとする所定
時間にわたって吸気制御弁９による吸気抵抗を減少し続
けることができ、良好な加速感を得ることができる。急
減速時においても同様に、吸気絞り弁７の急閉操作完了
後に、吸気負圧が強い負圧を示して失火やオイル上り等
が発生しやすい所定時間にわたって、失火やオイル上り
等を防止できる。

一方、ステップ205でスロットルセンサ41からの信号に
基づいて開閉速度が所定値に満たないすなわち通常運転
時でるあると判断されるか、またはステップ209で所定
時間が経過したと判断されるとステップ217に進む。ス
テップ217では切換制御弁25にOFF信号が出力され、第１
入力ポート29と出力ポート27とが連通する。この結果、
ステップ219で負圧通路33及び制御通路23を介して負圧
アクチュエータ11の負圧室21に、吸気通路５の集合部35
の吸気負圧が導入される。これにより、ステップ221で
吸気制御弁９は、リンク機構15を介して吸気負圧に応じ
その開閉が制御される。そして、ステップ221の処理の
後、ステップ203に進む。なお、機関の運転が停止する
とプログラムは終了する。このように、急加減速時に吸
気絞り弁７の開閉速度が所定値以上であると切換制御弁
25にON信号を出力して吸気制御弁９を所定時間全開す
る。急加速時に吸気制御弁９を全開させる際には、急加
速であることを吸気絞り弁７の開閉速度の微分値により
先取りするように検知し、吸気負圧が変化する前に、負
圧室21へ通ずる制御通路23を大気に開放することで、吸
気負圧の変化に遅れることなく吸気制御弁９を開弁させ
ることが可能となる。このため、急加速時での吸入空気
量は吸気絞り弁７の急激な開放にほぼ同期して多くな
り、ノックの発生が防止されるとともに、吸気抵抗が減
少して機関１の出力が向上し良好な加速感を得ることが
できる。一方、急減速時では吸気制御弁９下流の吸気負
圧が過大とならないので、失火やオイル上り等の不具合
が発生するのを抑制することができる。また、通常運転
時あるいは吸気制御弁９を全開にして所定時間経過後
は、吸気制御弁９が吸気負圧に応じて開閉が制御され、
吸入空気流量が少ないときは吸気速度を大きくしてスワ
ールを強化するので、燃焼効率を損なうこともない。

［考案の効果］ 以上説明したようにこの考案によれば、急加減速時すな
わち吸気絞り弁が所定値以上の速度で開閉すると、吸気
制御弁を動作させる吸気制御弁開閉手段の負圧室に大気
を導入させるべく切換制御弁に所定時間の間制御弁開弁
信号を出力し、吸気制御弁を開弁させるようにしたた
め、急加速時には、急加速であることを吸気絞り弁の開
閉速度の微分値により先取りするように検知することに
なり、吸気負圧が変化する前に、吸気制御弁開閉手段の
負圧室へ通ずる連通路を大気に開放することで、吸気負
圧の変化に遅れることなく吸気制御弁を開弁させること
が可能となり、これによりノックの発生を防止できると
ともに、吸気抵抗が減少して機関出力が向上し良好な加
速感が得られ、急減速時では吸気制御弁下流の吸気負圧
が過大とならず、失火やオイル上り等の不具合が発生す
るのを抑制することができる。

また、切換手段に所定時間の間制御弁開弁信号を出力す
るようにしてあるので、吸気制御弁の開弁を維持するの
に充分なほど負圧室を大気圧に近付けることが可能とな
り、吸気制御弁の開弁状態を確実なものとすることがで
きる。この開弁状態は、吸気絞り弁の急開または急閉を
検出した後の所定時間にわたり継続しているので、例え
ば吸気絞り弁を0.2秒間で急開完了し、その後吸気絞り
弁を一定開度に保持した場合でも、急開後の所定時間
（例えば約２秒間）にわたって吸気制御弁を開弁し続け
て、機関出力が上昇して行こうとする所定時間にわたっ
て吸気制御弁による吸気抵抗を減少し続けることがで
き、良好な加速感を得ることができる。急減速時におい
ても同様に、吸気絞り弁の急閉操作完了後に、吸気負圧
が強い負圧を示して失火やオイル上り等が発生しやすい
所定時間にわたって、失火やオイル上り等を防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例に係わる内燃機関の吸気装
置の概略的全体構成図、第２図はこの考案の作動プログ
ラムを示すフローチャート、第３図は従来例の概略的全
体構成図である。 ５……吸気通路 ７……吸気絞り弁 ９……吸気制御弁 11……負圧アクチュエータ（吸気制御弁開閉手段） 39……コントロールユニット（制御回路） 41……スロットルセンサ（開閉速度検出手段） 49……吸気弁 17……ダイヤフラム、21……負圧室 23……制御通路（連通路） 25……切換制御弁（切換手段） 33……負圧通路（連通路）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気通路に設けられアクセル操作に連動し
   て開閉する吸気絞り弁と、この吸気絞り弁及び吸気弁の
   間に設けられ前記吸気通路を開閉制御する吸気制御弁
   と、この吸気制御弁に連結されたダイヤフラム及びこの
   ダイヤフラムにより画成されて前記吸気絞り弁の下流の
   吸気通路に連通路を介して連通可能な負圧室を有する吸
   気制御弁開閉手段と、この吸気制御弁開閉手段の負圧室
   を大気に開放可能な切換手段と、前記吸気絞り弁の開閉
   速度を検出する開閉速度検出手段と、この開閉速度検出
   手段が所定値以上の値を検出したとき機関が急加速時ま
   たは急減速時であると判断する制御回路とを有し、この
   制御回路は、機関が急加速時または急減速時であると判
   断した時点からの経過時間を計測する時間計測手段を含
   み、この時間計測手段の計測時間が所定時間以内のとき
   に、前記切換手段に対し、前記負圧室を大気に開放させ
   て前記吸気制御弁を開弁させるよう制御弁開弁信号を出
   力する構成としたことを特徴とする内燃機関の吸気装
   置。