JPH0914017A

JPH0914017A - 内燃機関の吸気制御装置

Info

Publication number: JPH0914017A
Application number: JP7167539A
Authority: JP
Inventors: Shinji Sadakane; 伸治定金; Hiroki Ichinose; 宏樹一瀬
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-07-03
Filing date: 1995-07-03
Publication date: 1997-01-14
Anticipated expiration: 2015-07-03
Also published as: JP3089992B2

Abstract

(57)【要約】【課題】機関始動時において排気通路に排出される未
燃ＨＣ量を低減する。【解決手段】吸気枝管７内に吸気流制御弁１４を配置
し、吸気流制御弁１４下流の吸気枝管７内に燃料噴射弁
１１を配置する。スロットル弁１２上流の吸気ダクト９
から分岐されたバイパス通路１６を、三方弁１７を介し
アシストエア通路１９に接続し、アシストエア通路１９
の空気噴口１９ａを燃料噴射弁１１の燃料噴口１１ａ周
りに開口させる。機関始動時にアシストエア通路１９の
開口面積を最大面積に維持する。クランキング回転数と
スロットル開度とに応じて定まる機関運転状態において
吸入空気量が最適範囲内とするための吸気流制御弁１４
の開度を予め求めておく。機関始動時において、クラン
キング回転数とスロットル開度とを検出して吸入空気量
が最適範囲内に維持されるように吸気流制御弁１４の開
度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の吸気制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸気通路内に吸気流制御弁を配置して機
関始動時に該吸気流制御弁を閉弁制御するようにした内
燃機関が公知である（例えば特開昭６３−１４３３４９
号公報参照）。この内燃機関では機関始動時に、すなわ
ち例えばスタータモータが始動されてから機関回転数が
予め定められた設定回転数よりも高くなるまでの間に、
吸気流制御弁を閉弁制御して吸気通路の密閉度を高め、
それによって吸気流制御弁下流の吸気通路内に大きな負
圧が形成されるようにして燃料噴射弁から噴射された燃
料ができるだけ良好に微粒化されるようにしている。噴
射燃料が良好に微粒化されると良好な燃焼作用が確保さ
れるので排気通路内に排出される未燃ＨＣ量が減少され
る。また、この場合吸入空気量が減少されるのでそれに
伴って燃料噴射量が減少される。燃料噴射量自体が減少
されると排気通路内に排出される未燃ＨＣ量も減少され
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の内燃
機関では機関始動時における吸気流制御弁の開度を一定
に維持して機関始動時の吸入空気量が予め定められた目
標空気量に維持されるようにしている。この目標空気量
は機関始動時に未燃ＨＣを低減するのに最適な空気量で
ある。しかしながら、エンジンオイルの温度もしくは劣
化度、またはバッテリ電圧などに応じ機関始動時の機関
回転数、すなわちクランキング回転数が変動すると吸気
流制御弁の開度を一定に保持したとしても吸入空気量が
変動し、すなわち実際の吸入空気量が目標空気量からず
れることになり、斯くして排気通路内に排出される未燃
ＨＣ量を低減できないという問題点がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に１番目の発明によれば、吸気通路内に吸気流制御弁を
配置して機関始動時に該吸気流制御弁を閉弁制御するよ
うにした内燃機関において、機関始動時における吸入空
気量を求めて該吸入空気量に基づき機関始動時において
吸入空気量が予め定められた目標空気量となるように吸
気流制御弁の開度を制御する吸気流制御弁開度制御手段
を具備している。

【０００５】上記課題を解決するために２番目の発明に
よれば、吸気通路内に吸気流制御弁を配置して機関始動
時に該吸気流制御弁を閉弁制御するようにし、吸気流制
御弁を迂回して吸気流制御弁上流の吸気通路と下流の吸
気通路とを互いに接続するバイパス通路内にバイパス制
御弁を設けて該バイパス通路を介し吸気流制御弁下流の
吸気通路内に供給される空気量を制御するようにした内
燃機関において、機関始動時における吸入空気量を求め
て該吸入空気量に基づき機関始動時において吸入空気量
が予め定められた目標空気量となるようにバイパス制御
弁の開度を制御するバイパス制御弁開度制御手段を具備
している。

【０００６】上記課題を解決するために３番目の発明に
よれば、吸気通路内に吸気流制御弁を配置して機関始動
時に該吸気流制御弁を閉弁制御するようにし、吸気流制
御弁下流の吸気通路内に燃料噴射弁を配置し、吸気流制
御弁を迂回して吸気流制御弁上流の吸気通路と下流の吸
気通路とを互いに接続するバイパス通路の空気噴口を燃
料噴射弁の燃料噴口周りに開口させてバイパス通路の空
気噴口から噴出された空気を燃料噴射弁の燃料噴口から
噴射された噴射燃料に衝突させるようにし、バイパス通
路内にバイパス制御弁を設けて該バイパス通路を介し吸
気流制御弁下流の吸気通路内に供給される空気量を制御
するようにした内燃機関において、機関始動時における
吸入空気量を求めて該吸入空気量に基づき機関始動時に
おいて吸入空気量が予め定められた目標空気量となるよ
うに吸気流制御弁の開度とバイパス制御弁の開度とを制
御する開度制御手段を具備し、該開度制御手段は、バイ
パス制御弁を開弁状態に保持しつつ吸気流制御弁の開度
を制御することにより吸入空気量を制御し、吸気流制御
弁が閉弁されるとバイパス制御弁の開度を制御すること
により吸入空気量を制御している。

【０００７】次に、上記手段の作用について説明する。
１番目の発明によれば、機関始動時において吸気流制御
弁の開度が制御されて吸入空気量が目標空気量に維持さ
れる。２番目の発明によれば、機関始動時においてバイ
パス制御弁の開度が制御されて吸入空気量が目標空気量
に維持される。

【０００８】３番目の発明によれば、機関始動時におい
て吸気流制御弁の開度およびバイパス制御弁の開度が制
御されて吸入空気量が目標空気量に維持される。この場
合、基本的にはバイパス制御弁を開弁状態に保持しつつ
吸気流制御弁の開度が制御されて吸入空気量が制御され
る。このため、吸入空気量を減少させるべきときであっ
ても空気噴口から噴出する空気量が確保されるのでこの
空気による噴射燃料の微粒化作用が維持される。吸気流
制御弁を閉弁しても未だ吸入空気量が目標空気量よりも
多いときにはバイパス制御弁の開度が小さくされること
により吸入空気量が減少される。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１の内燃機関は例えば４つの気
筒を備えているが図１では１つの気筒のみが示される。
図１を参照すると、１はシリンダブロック、２はシリン
ダブロック１内で往復動するピストン、３はシリンダブ
ロック１上に固定されたシリンダヘッド、４はピストン
２の頂面とシリンダヘッド３間に画定された燃焼室、５
はシリンダヘッド３内の吸気ポート６内に配置された吸
気弁をそれぞれ示す。各吸気ポート５はそれぞれ対応す
る吸気枝管７を介して共通のサージタンク８に接続さ
れ、サージタンク８は吸気ダクト９を介してエアクリー
ナ１０に接続される。各吸気枝管７内にはそれぞれ対応
する吸気ポート６内に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁
１１が配置される。これら燃料噴射弁１１は電子制御ユ
ニット４０からの出力信号に基づいてそれぞれ制御され
る。また、吸気ダクト９内にはアクセルペダル（図示し
ない）の踏み込み量が大きくなるにつれて開度が大きく
なるスロットル弁１２が配置される。一方、各排気ポー
ト（図示しない）は共通の排気マニホルド（図示しな
い）を介して触媒コンバータ（図示しない）に接続され
る。

【００１０】また、図１に示されるように各燃料噴射弁
１１よりも上流に位置する吸気枝管７内には吸気流制御
弁駆動装置１３により駆動される吸気流制御弁１４が配
置される。吸気流制御弁駆動装置１３はどのような構成
でもよいが本実施例では電磁式のアクチュエータから構
成される。この吸気流制御弁駆動装置１３は吸気流制御
弁１４に連結されたロッド１５を図１の矢印の方向に移
動せしめることにより吸気流制御弁１４を駆動する。す
なわち、吸気流制御弁駆動装置１３は吸気流制御弁１４
を開弁すべきときにはロッド１５を図１において下方向
に移動せしめ、吸気流制御弁１４を閉弁すべきときには
ロッド１５を上方向に移動せしめる。なお、この吸気流
制御弁駆動装置１３は電子制御ユニット４０からの出力
信号に基づいて制御される。

【００１１】さらに図１を参照すると、スロットル弁１
２上流の吸気ダクト９からはバイパス通路１６が分岐さ
れ、このバイパス通路１６は三方弁１７を介して一方で
はスロットル弁１２下流の吸気ダクト９に連通する空気
通路１８に連結され、他方では吸気流制御弁１４下流の
吸気枝管７に連通するアシストエア通路１９に連結され
る。三方弁１７はバイパス通路１６と空気通路１８との
連通面積、すなわち空気通路１８の開口面積Ａを制御す
る第１弁体２０ａと、バイパス通路１６とアシストエア
通路１９との連通面積、すなわちアシストエア通路１９
の開口面積Ｂを制御する第２弁体２０ｂとからなるロー
タリ弁２０を具備する。ロータリ弁２０の弁軸の端部に
は永久磁石２１が取付けられ、永久磁石２１の両側には
電磁コイル２２が配置される。

【００１２】これら電磁コイル２２にはパルス電流が供
給され、パルス電流の発生周期に対するパルス電流発生
時間の割合、すなわちパルス電流のデューティ比が制御
される。図２はパルス電流のデューティ比ＤＵＴＹと、
空気通路１８の開口面積Ａおよびアシストエア通路１９
の開口面積Ｂとの関係を示している。なお、図２におい
て破線はアシストエア通路１９の開口面積Ｂを示してお
り、実線はアシストエア通路１９の開口面積Ｂと空気通
路１８の開口面積Ａとの和を示している。したがって、
図２よりデューティ比ＤＵＴＹがＤＵＴＹ１よりも小さ
いときにはアシストエア通路１９の開口面積Ｂのみがデ
ューティ比ＤＵＴＹの増大と共に増大し、デューティ比
ＤＵＴＹがＤＵＴＹ１よりも大きくなるとアシストエア
通路１９の開口面積Ｂが一定に維持され、空気通路１８
の開口面積Ａがデューティ比ＤＵＴＹの増大と共に増大
することがわかる。

【００１３】再び図１を参照すると、アシストエア通路
１９の空気噴口１９ａは燃料噴射弁１１の燃料噴口１１
ａ周りに開口される。その結果、空気噴口１９ａから噴
出せしめられた空気が燃料噴口１１ａから噴射された燃
料に衝突することになり、斯くして燃料を微粒化するこ
とができる。なお、機関始動が完了した後において、ア
イドリング回転数が予め定められた目標回転数となるよ
うに空気通路１８の開口面積Ａおよびアシストエア通路
１９の開口面積Ｂが制御される。また、本実施例におい
てアシストエア通路１９はバイパス通路を構成し、また
三方弁１７、特に第２弁体２０ｂはバイバス制御弁を構
成する。

【００１４】さらに図１を参照すると、電子制御ユニッ
ト４０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス
４１を介して相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメ
モリ）４２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４３、
ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４４、入力ポート４５お
よび出力ポート４６を具備する。入力ポート４５にはス
ロットル弁１２の開度、すなわちスロットル開度ＴＡに
比例した出力電圧を発生するスロットル開度センサ３８
がＡＤ変換器３９を介して接続される。また、入力ポー
ト４５にはサージタンク８内の負圧に比例した出力電圧
を発生する負圧センサ４７がＡＤ変換器４８を介して接
続される。ＣＰＵ４４ではこの出力電圧に基づいて機関
始動完了後の吸入空気量が算出される。したがって図１
の内燃機関では例えばスロットル弁１５とエアクリーナ
１３間にエアフローメータを設ける必要がないので機関
ポンピングロスを低減でき、また、負圧センサ４７をサ
ージタンク１１に取付けることによって負圧センサ４７
のダイナミックレンジを確保しつつ負圧センサ４７の出
力に対する吸気脈動の影響を低減できる。また、入力ポ
ート４５には機関冷却水温またはエンジンオイルの温度
に比例した出力電圧を発生する温度センサ４９がＡＤ変
換器５０を介して接続される。さらに、入力ポート４５
にはクランクシャフトが例えば３０度回転する毎に出力
パルスを発生するクランク角センサ５１が接続される。
ＣＰＵ４４ではこの出力パルスに基づいて機関回転数Ｎ
が算出される。

【００１５】さらに、スタータモータスイッチ５２のオ
ン・オフ信号が入力ポート４５に入力される。スタータ
モータスイッチ５２およびイグニッションスイッチ５３
はキースイッチ５４を構成し、イグニッションスイッチ
５３がオンされたときのみスタータモータスイッチ５２
がオンとされるようになっている。イグニッションスイ
ッチ５３がオンとされるとバッテリ５５からＣＰＵ４４
に電力が供給される。一方、スタータモータスイッチ５
２がオンとされるとバッテリ５５からスタータモータ５
６へ電力が供給されてスタータモータ５６が駆動され
る。一方、出力ポート４６はそれぞれ対応する駆動回路
５７を介して各燃料噴射弁１１、吸気流制御弁駆動装置
１３、および電磁コイル２２にそれぞれ接続される。

【００１６】本実施例では、機関始動時、すなわちスタ
ータモータスイッチ５２がオンとされて機関始動が開始
されてから機関回転数Ｎが予め定められた設定回転数Ｎ
１、例えば４００ｒｐｍよりも高くなるまでの間に吸気
流制御弁１４を閉弁制御するようにしている。その結
果、機関始動時において吸気通路の密閉度を高めること
ができ、機関始動時における吸入空気量を低減すること
ができる。吸入空気量が低減されるとそれに伴って燃料
噴射量が低減されるので機関始動時に排気マニホルド内
に排出される未燃ＨＣ量を低減することができる。ま
た、吸気流制御弁１４を閉弁制御することによって吸気
流制御弁１４下流の吸気枝管７および吸気ポート６内に
大きな負圧を形成できる。このため、燃料噴射弁１１か
ら噴射された噴射燃料をこの負圧によって良好に微粒化
することができる。また、吸気枝管７および吸気ポート
６の壁面に付着した燃料をこの大きな負圧によって良好
に離脱させて微粒化することができる。このように噴射
燃料を良好に微粒化することができると燃料を燃焼室４
内において良好に燃焼させることができ、斯くして機関
始動時において排気マニホルド内に排出される未燃ＨＣ
をさらに低減することができる。

【００１７】ところが、機関始動時における吸入空気量
が少なければ少ない程よいというものでもない。機関始
動時における単位機関回転数当たりの吸入空気量Ｑ／Ｎ
と、排気マニホルドに排出される未燃ＨＣ量との関係を
示す図３を参照すると、Ｑ／Ｎが比較的大きいときには
上述の理由によりＱ／Ｎが小さくなるにつれて未燃ＨＣ
量が低減される。ところが、Ｑ／Ｎが範囲ＯＰＴよりも
小さい場合にはＱ／Ｎが小さくなるにつれて未燃ＨＣ量
が増大するようになる。これは、Ｑ／Ｎが極めて小さい
ときには機関により発生されるトルクが小さいために機
関始動を行うのに必要なトルクが得られず、これを補う
べく燃料噴射量が増大されると燃料過剰となって燃焼室
４内における燃焼作用が不安定になるためである。した
がって、機関始動時に未燃ＨＣ量を少量に維持するため
にはＱ／Ｎを最適範囲ＯＰＴ内に維持しなければならな
いことがわかる。云い換えると、機関始動時においてＱ
／Ｎを最適範囲ＯＰＴ内に保持すれば未燃ＨＣ量を少量
に維持することができる。

【００１８】吸気流制御弁１４の開度をわずかばかりの
小さな開度に維持し、またはアシストエア通路１９の開
口面積を零よりも大きい面積に維持すればＱ／Ｎを最適
範囲ＯＰＴ内に維持するための空気量を確保することが
可能となるが、吸気流制御弁１４の開度、または空気通
路１８やアシストエア通路１９の開口面積を機関運転状
態に依らず一定に維持したとしても機関運転状態、すな
わち例えば機関始動時の機関回転数やスロットル開度が
異なるとそれに応じてＱ／Ｎが変化する。Ｑ／Ｎが変化
して最適範囲ＯＰＴから逸脱するともはや未燃ＨＣ量を
少量に維持できなくなる。そこで、本実施例では機関始
動時におけるＱ／Ｎを求めてＱ／Ｎが最適範囲ＯＰＴ内
にあるように吸気流制御弁１４および三方弁１７の開
度、すなわち吸気流制御弁１４の開度と、空気通路１８
およびアシストエア通路１９の開口面積とを制御するよ
うにしている。したがって本実施例では最適範囲ＯＰＴ
内の空気量が目標空気量である。次に、機関始動時にお
ける吸気流制御弁１４および三方弁１７の制御方法につ
いて説明する。

【００１９】機関始動時においてＱ／Ｎを制御するため
に吸気流制御弁１４の開度および三方弁１７の開度、す
なわち空気通路１８の開口面積Ａおよびアシストエア通
路１９の開口面積Ｂをどのように制御してもよい。しか
しながら、上述したように特に機関始動時には噴射燃料
をできるだけ微粒化するのが好ましい。そこで、図１の
内燃機関では原則としてアシストエア通路１９の開口面
積Ｂを最大面積に維持しかつ空気通路１８の開口面積Ａ
を零に維持した状態において吸気流制御弁１４の開度Ｔ
ＨＥＴＡを制御することによりＱ／Ｎを制御するように
している。すなわち、機関始動時において図２からわか
るように三方弁１７を駆動するためのデューティ比ＤＵ
ＴＹをＤＵＴＹ１に保持しつつ吸気流制御弁１４の開度
ＴＨＥＴＡを制御するようにしている。アシストエア通
路１９の開口面積が最大面積に維持されると空気噴口１
９ａから空気が常時供給されることになるのでこの空気
による噴射燃料の微粒化作用を確保できることになる。
しかも本実施例ではアシストエア通路１９の開口面積を
最大面積としているので空気噴口１９ａから供給される
空気量が最大とされ、最大の燃料微粒化作用が確保され
ることになる。一方、空気通路１８の開口面積Ａを機関
始動時において零に保持することによってＱ／Ｎができ
るだけ少なくなるようにしている。

【００２０】一方、Ｑ／Ｎを求めるために例えば吸気流
制御弁１４下流の吸気枝管７内の負圧を検出する負圧セ
ンサを設けて負圧センサにより検出される負圧に基づい
て実際のＱ／Ｎを検出し、或いは吸入空気量を検出する
空気量センサを設けて実際のＱ／Ｎを検出するようにし
てもよいが実用的でない。ところが、吸入空気量は機関
運転状態に応じて定まる。そこで図１の内燃機関では機
関運転状態に応じて定まる吸入空気量またはＱ／Ｎを予
め求めておき、機関始動時に機関運転状態を検出してこ
の機関運転状態におけるＱ／Ｎが最適範囲ＯＰＴ内にあ
るように吸気流制御弁１４の開度を変更するようにして
いる。

【００２１】さらに詳細に説明すると、図１の内燃機関
では基準機関運転状態を予め定めておいてこの基準機関
運転状態における単位機関回転数当たりの吸入空気量Ｑ
／Ｎを最適範囲ＯＰＴ内に維持する吸気流制御弁１４の
開度を基準開度ＴＨＥＴＡＳとして予め求めておき、さ
らに、機関運転状態が基準機関運転状態から変化したと
きにその機関運転状態におけるＱ／Ｎが最適範囲ＯＰＴ
内に維持されるのに必要な吸気流制御弁１４の開度の補
正量を予め求めておき、機関始動時における機関運転状
態を検出してこの機関運転状態に応じた補正量だけ吸気
流制御弁１４の開度を基準開度ＴＨＥＴＡＳから補正す
ることによりＱ／Ｎを最適範囲ＯＰＴ内に維持するよう
にしている。

【００２２】本実施例において機関運転状態は機関始動
時の機関回転数、すなわちクランキング回転数Ｎとスロ
ットル開度ＴＡとにより定められる。基準機関運転状態
はどのような機関運転状態としてもよいが本実施例では
クランキング回転数Ｎが機関始動時に取りうる最高のク
ランキング回転数ＮＭＡＸでありかつスロットル開度Ｔ
Ａが零の状態を基準機関運転状態と定めている。一定の
ＴＨＥＴＡに対しクランキング回転数Ｎが増大するにつ
れてＱ／Ｎが減少し、一方スロットル開度ＴＡが減少す
るにつれてＱ／Ｎが減少するので本実施例の基準機関運
転状態では空気通路１８およびアシストエア通路１９か
ら供給される空気量を考慮しなければ、Ｑ／Ｎは最小と
なる。したがって、基準機関運転状態におけるＱ／Ｎを
基準Ｑ／Ｎと称すれば機関運転状態が基準機関運転状態
から変化したときのＱ／Ｎは基準Ｑ／Ｎよりも常に増大
することになり、その結果本実施例では吸気流制御弁開
度補正係数ＫＴは零以下に定められることになる。

【００２３】吸気流制御弁駆動装置１３は吸気流制御弁
１４の実際の開度が目標開度ＴＨＥＴＡとなるように制
御するが、機関始動時における吸気流制御弁１４の目標
開度ＴＨＥＴＡは次式に基づいて算出される。ＴＨＥＴＡ＝ＴＨＥＴＡＳ＋ＫＴ上述したようにクランキング回転数Ｎが増大するにつれ
てＱ／Ｎが減少し、スロットル開度ＴＡが減少するにつ
れてＱ／Ｎが減少する。したがって吸気流制御弁開度補
正係数ＫＴは、図４（Ａ）に示されるようにクランキン
グ回転数ＮがＮＭＡＸのときに零でありかつ一定のスロ
ットル開度ＴＡに対しクランキング回転数Ｎが小さくな
るにつれて小さくなり、図４（Ｂ）に示されるようにス
ロットル開度ＴＡが零のときに零でありかつ一定のクラ
ンキング回転数Ｎに対しスロットル開度ＴＡが大きくな
るにつれて小さくなる。このＫＴは図４（Ｃ）に示され
るマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。な
お、本明細書では吸気流制御弁１４の開度をＴＨＥＴＡ
Ｓ付近の小さい開度に維持している限り吸気流制御弁１
４を閉弁制御しているものとする。

【００２４】ところが、クランキング回転数Ｎが小さく
なってＮＣＬ以下となり、或いはスロットル開度ＴＡが
大きくなってＴＡＣＬ以上となると吸気流制御弁開度補
正係数ＫＴが−ＴＨＥＴＡＳよりも小さくなる。ＫＴ＜
−ＴＨＥＴＡＳとなると吸気流制御弁１４の目標開度Ｔ
ＨＥＴＡが零よりも小さくなり、この場合吸気流制御弁
１４が全閉状態に保持されることになる。その結果Ｎ＜
ＮＣＬの場合またはＴＡ＞ＴＡＣＬの場合にはＱ／Ｎを
さらに減少すべきにもかかわらずＱ／Ｎをさらに減少で
きない。そこでＮ＜ＮＣＬの場合またはＴＡ＞ＴＡＣＬ
の場合には吸気流制御弁１４を全閉に保持しつつアシス
トエア通路１９の開口面積Ｂ、正確に云うとデューティ
比ＤＵＴＹをＤＵＴＹ１から小さくすることによってＱ
／Ｎを減少させ、それによりＱ／Ｎを最適範囲ＯＰＴ内
に維持するようにしている。

【００２５】すなわち図１の内燃機関では、図５（Ａ）
に示されるようにクランキング回転数ＮがＮＣＬよりも
大きいときには零に維持され、クランキング回転数Ｎが
ＮＣＬよりも小さいときには一定のスロットル開度に対
しクランキング回転数Ｎが小さくなるにつれて小さくな
り、図５（Ｂ）に示されるようにスロットル開度ＴＡが
ＴＡＣＬよりも小さいときには零に維持され、スロット
ル開度ＴＡがＴＡＣＬよりも大きいときには一定のクラ
ンキング回転数Ｎに対しスロットル開度ＴＡが大きくな
るにつれて小さくなるデューティ比補正係数ＫＤを導入
し、次式に基づいて機関始動時におけるデューティ比Ｄ
ＵＴＹを算出するようにしている。

【００２６】ＤＵＴＹ＝ＤＵＴＹ１＋ＫＤこのＫＤは図５（Ｃ）に示されるマップの形で予めＲＯ
Ｍ４２内に記憶されている。機関始動時において、Ｎ＞
Ｎ１となって機関始動が完了したら吸気流制御弁１４を
開弁する。その結果、機関始動が完了した後に吸入空気
量が不足するのが阻止されるので出力トルクが不足する
のが阻止される。機関始動が完了した後には、機関運転
状態に応じて吸気流制御弁１４を最大開度ＭＡＸ、また
は閉弁状態と最大開度ＭＡＸ間の中間開度ＭＩＤのいず
れか一方に選択的に制御する。すなわち、例えば機関負
荷が機関回転数Ｎに応じて定まる設定負荷よりも低い低
負荷運転時には吸気流制御弁１４を中間開度ＭＩＤ、例
えば半開にし、機関負荷が設定負荷よりも高い高負荷運
転時には吸気流制御弁１４を最大開度ＭＡＸ、すなわち
全開にしている。吸気流制御弁１４を中間開度ＭＩＤと
したときには吸入空気のほぼ全量が吸気流制御弁１４の
頂端部と吸気枝管１０内壁面間に形成される間隙を介し
て流通し、次いで燃料噴射弁１１から噴射された噴射燃
料に向けて流通して噴射燃料に衝突するようになる。し
たがって吸気流制御弁１４を中間開度ＭＩＤとすること
によって吸気流制御弁１４を介し流通する空気によって
も噴射燃料を良好に微粒化することができる。一方、高
負荷運転時には吸気流制御弁１４を最大開度ＭＡＸとす
ることによってさらに多量の吸入空気を確保することが
できる。

【００２７】次に、図６を参照して上述の吸気流制御弁
１４の制御方法を実行するためのルーチンを説明する。
このルーチンはイグニッションスイッチ５３がオンとさ
れた後一定時間毎の割込みによって実行される。図６を
参照すると、まずステップ６０ではＦ１が１であるか否
かが判別される。このＦ１は機関始動が完了していない
ときには零とされ、機関始動が完了したら１とされるも
のであってイグニッションスイッチ５３がオンとされた
ときに零とされるようになっている。イグニッションス
イッチ５３がオンとされて初めてステップ６０に進んだ
ときにはＦ１＝０であるので次いでステップ６１に進
む。ステップ６１ではクランキング回転数Ｎが設定回転
数Ｎ１よりも高いか否か、すなわち機関始動が完了した
か否かが判別される。スタータモータスイッチ５２が未
だオフであって機関始動が開始されていないとき、また
は機関始動が開始された後Ｎ≦Ｎ１のときには機関始動
が完了していないと判断して次いでステップ６２に進
む。ステップ６２では図４に示すマップから吸気流制御
弁開度補正係数ＫＴが算出される。続くステップ６３で
は吸気流制御弁１４の目標開度ＴＨＥＴＡが次式に基づ
いて算出される。

【００２８】ＴＨＥＴＡ＝ＴＨＥＴＡＳ＋ＫＴ吸気流制御弁駆動装置１３は吸気流制御弁１４の実際の
開度が目標開度ＴＨＥＴＡとなるように吸気流制御弁１
４を駆動する。続くステップ６４では図５に示すマップ
からデューティ比補正係数ＫＤが算出され、続くステッ
プ６５ではデューティ比ＤＵＴＹが次式に基づいて算出
される。

【００２９】ＤＵＴＹ＝ＤＵＴＹ１＋ＫＤ電磁コイル２２にはデューティ比ＤＵＴＹのパルス電流
が供給される。次いで処理サイクルを終了する。これに
対しステップ６１においてＮ＞Ｎ１となったときには次
いでステップ６６に進み、機関始動が完了したと判断し
てＦ１を１とする。次いでステップ６７に進み、ステッ
プ６７では吸気流制御弁１４の目標開度ＴＨＥＴＡが中
間開度ＭＩＤにされる。次いでステップ７０に進んだ後
に処理サイクルを終了する。

【００３０】Ｆ１＝１とされた後の処理サイクルではス
テップ６０からステップ６８に進む。ステップ６８では
機関高負荷運転であるか否かが判別される。機関低負荷
運転時には次いでステップ６７に進み、吸気流制御弁１
４の目標開度ＴＨＥＴＡが中間開度ＭＩＤにされる。次
いでステップ７０に進む。これに対し機関高負荷運転時
には次いでステップ６９に進み、吸気流制御弁１４の目
標開度ＴＨＥＴＡが最大開度ＭＡＸにされる。次いでス
テップ７０に進む。ステップ７０ではアシストエア通路
１９および空気通路１８から供給される空気量を最適な
空気量とするのに必要なデューティ比ＤＵＴＹが算出さ
れる。次いで処理サイクルを終了する。

【００３１】上述の実施例では機関始動時の機関運転状
態をクランキング回転数Ｎとスロットル開度ＴＡとによ
り定めている。しかしながら、クランキング回転数Ｎは
機関冷却水温ＴＨＷに応じて定まるので、正確に云うと
機関冷却水温ＴＨＷが高いときには低いときに比べてク
ランキング回転数Ｎが高くなるので機関始動時の機関運
転状態を機関冷却水温ＴＨＷとスロットル開度ＴＡとに
より定めるようにしてもよい。この場合、機関始動が開
始されなくても、すなわちイグニッションスイッチ５３
がオンとされた後スタータモータスイッチ５２がオンと
される前であっても機関冷却水温ＴＨＷを検出すること
ができるのでこのＴＨＷに基づいて機関始動が行われた
ときの吸入空気量を推定することができる。したがっ
て、機関始動が開始されるのに先立って吸気流制御弁１
４の開度を、機関始動時のＱ／Ｎを最適範囲ＯＰＴ内に
維持するのに必要な開度に制御することができるので機
関始動が開始されたときに確実にＱ／Ｎを最適範囲ＯＰ
Ｔに維持することができる。

【００３２】また、上述の実施例では、機関始動時にお
いて基本的には空気通路１８およびアシストエア通路１
９の開口面積を一定に維持しつつ吸気流制御弁１４の開
度を制御することにより吸入空気量を制御するようにし
ている。しかしながら、例えば吸気流制御弁１４の開度
および空気通路１８の開口面積を一定に維持しつつアシ
ストエア通路１９の開口面積を制御し、或いは吸気流制
御弁１４の開度と、空気通路１８およびアシストエア通
路１９の開口面積とを同時に制御することにより吸入空
気量を制御するようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】１番目の発明によれば、機関始動時にお
いて排気通路内に排出される未燃ＨＣ量を低減すること
ができる。２番目の発明によれば、機関始動時において
排気通路内に排出される未燃ＨＣ量を低減することがで
きる。

【００３４】３番目の発明によれば、機関始動時におい
て空気噴口からの空気による噴射燃料の微粒化作用を確
保しつつ排気通路内に排出される未燃ＨＣ量を低減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関の全体図である。

【図２】空気通路およびアシストエア通路の開口面積を
示す線図である。

【図３】Ｑ／Ｎと未燃ＨＣ量との関係を示す線図であ
る。

【図４】吸気流制御弁開度補正係数を示す線図である。

【図５】デューティ比補正係数を示す線図である。

【図６】吸気流制御弁および三方弁の開度制御を実行す
るためのフローチャートである。

【符号の説明】

７…吸気枝管１１…燃料噴射弁１２…スロットル弁１４…吸気流制御弁１７…三方弁１９…アシストエア通路

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｍ 69/00 ３１０Ｆ０２Ｍ 69/00 ３１０Ｅ 69/04 Ｇ 69/04 Ｆ０２Ｎ 17/00 ＢＦ０２Ｎ 17/00 Ｆ０２Ｍ 69/00 ３５０Ｗ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気通路内に吸気流制御弁を配置して機
関始動時に該吸気流制御弁を閉弁制御するようにした内
燃機関において、機関始動時における吸入空気量を求め
て該吸入空気量に基づき機関始動時において吸入空気量
が予め定められた目標空気量となるように吸気流制御弁
の開度を制御する吸気流制御弁開度制御手段を具備した
吸気制御装置。
【請求項２】吸気通路内に吸気流制御弁を配置して機
関始動時に該吸気流制御弁を閉弁制御するようにし、吸
気流制御弁を迂回して吸気流制御弁上流の吸気通路と下
流の吸気通路とを互いに接続するバイパス通路内にバイ
パス制御弁を設けて該バイパス通路を介し吸気流制御弁
下流の吸気通路内に供給される空気量を制御するように
した内燃機関において、機関始動時における吸入空気量
を求めて該吸入空気量に基づき機関始動時において吸入
空気量が予め定められた目標空気量となるようにバイパ
ス制御弁の開度を制御するバイパス制御弁開度制御手段
を具備した吸気制御装置。
【請求項３】吸気通路内に吸気流制御弁を配置して機
関始動時に該吸気流制御弁を閉弁制御するようにし、吸
気流制御弁下流の吸気通路内に燃料噴射弁を配置し、吸
気流制御弁を迂回して吸気流制御弁上流の吸気通路と下
流の吸気通路とを互いに接続するバイパス通路の空気噴
口を燃料噴射弁の燃料噴口周りに開口させてバイパス通
路の空気噴口から噴出された空気を燃料噴射弁の燃料噴
口から噴射された噴射燃料に衝突させるようにし、バイ
パス通路内にバイパス制御弁を設けて該バイパス通路を
介し吸気流制御弁下流の吸気通路内に供給される空気量
を制御するようにした内燃機関において、機関始動時に
おける吸入空気量を求めて該吸入空気量に基づき機関始
動時において吸入空気量が予め定められた目標空気量と
なるように吸気流制御弁の開度とバイパス制御弁の開度
とを制御する開度制御手段を具備し、該開度制御手段
は、バイパス制御弁を開弁状態に保持しつつ吸気流制御
弁の開度を制御することにより吸入空気量を制御し、吸
気流制御弁が閉弁されるとバイパス制御弁の開度を制御
することにより吸入空気量を制御する吸気制御装置。