JPS61126321A - 内燃機関の吸気制御方法 - Google Patents

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、自動車等の車輌に用いられる可変吸気スワー
ル方式の内燃機関の吸気制御方法に係り、更に詳細には
吸気ポートに吸気流の制御を行う吸気制御弁を有する可
変吸気スワール方式の内燃機関の吸気制御方法に係る。

従来の技術 可変吸気スワール方式の内燃機関の一つとして、燃焼室
への開口端の周りに旋回したヘリカル通路と、前記開口
端に直線状に通ずるストレート通路とを有し、前記スト
レート通路の途中に該ストレート通路を開閉する吸気制
御弁を設けられている吸気ポート構造を有する内燃機関
が本願出願人と同一の出願人による特願昭５６−５１１
４９号（特開昭５７−１６５６２９号）及び特願昭５６
−１２０６３４号（特開昭５８−２３２２４号に）於て
既に提案されている。この種の吸気ポート構造を備えた
内燃機関に於ては、吸気制御弁によりストレート通路が
閉じられている時には、吸気（混合気）の殆んど全てが
ヘリカル通路を経て燃焼室内に流入することにより燃焼
室内に強力な吸気スワールが生じ、これによって燃焼室
内於ける火炎伝播速度が速まり、燃焼速度が速くなって
稀薄混合気による運転、即ち稀薄燃焼運転が可能になり
、これに対し吸気制御弁によりストレート通路が閉じら
れていない時には、吸気がヘリカル通路に加えてストレ
ート通路を流れて燃焼室内に流入することにより燃焼室
内に強力な吸気スワールが生じなくなるが、吸気スワー
ルの吸気流に対する流れ抵抗が低下し、内燃Ｒ関の充填
効率が低下することが回避される。

従って上述の如き吸気ポート構造を有する内燃機関に於
ては、前記吸気制御弁は、スロットル開麿或いは吸気管
負圧に応じて低乃至中負荷運転時には閉弁し、高負荷運
転域には開弁するようになってあり、これにより吸気制
御弁が閉弁している低乃至中負荷運転域に於ては、空燃
比が理論中燃費より大きい稀１混合気による運転、即ち
稀薄燃焼運転が可能となって燃料経済性の向上が図られ
、これに対し吸気制御弁が開弁じている高負荷運転域に
於ては、内燃機関の充填効率が低下することが回避され
、大きい機関出力が得られるようになる。

発明が解決しようとする問題点 上述の如き内燃ｉａは、低乃至中負荷運転時に於ても内
燃機関の運転状態或いは暖機状態によっては稀＠混合気
による運転ではなくて理論空燃比或いはそれより小さい
空燃比の混合気によって運転されることがあり、この時
には混合気の燃焼の為に強力な吸気スワールは必要でな
い場合があり、この場合には強力な吸気スワールが与え
られると燃費が悪化することがある。これは混合気に過
剰な乱れが与えられて冷部損失が増大することに−　　
　！因があると考えられる。従ってこの時にはむしろ吸
気制御弁が開弁じている方が内燃機関の燃料経済性が向
上する。

しかし、従来の上述の如き内燃機関に於ては、吸気制御
弁はそのようなきめ細い開閉制御を行われていない。

本発明は吸気制御弁を燃料経済性の向上のためにより適
切に開閉制御する改良された内燃機関の吸気制御方法を
提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、燃焼杢への間口端
の周りに旋回したヘリカル通路と、前記間口端に直線状
に通ずるストレート通路とを有し、前記ストレート通路
の途中に該ストレート通路を開閉する吸気制御弁が設け
られている如き吸気ポートＭ４造を有する内燃機関の吸
気制御方法に於て、１翔図負荷が所定Ｉｆｆ以上である
時とオフアイドル運転時であって稀薄燃焼運転時でない
時には前記吸気制御弁を開弁し、その他の時には前記吸
気制御弁を閉弁することを特徴とする吸気制御方法によ
って達成される。

また本発明による吸気制御方法によれば、内燃機関の運
転状態に応じて選択的に排気ガス再＠環が行われる内燃
機関に於ては、前記吸気制御弁は、機関負荷が所定値以
上である時とオフアイドル運転時であって稀薄燃焼運転
時でなくしかも排気ガス再循環が行われていない時には
開弁され、排気ガス再循環が行われている時には燃焼性
の悪化を回避すべく必ず閉弁されてよい。

発明の作用及び効果 本発明による内燃機関の吸気制御方法によれば、機関負
荷が所定値以上である時に加えてオフアイドル運転時で
あって稀薄燃焼運転時でない時、即ち理論空燃比或いは
それより小さい空燃比の混合気による負荷運転時には吸
気制御弁が開弁することにより混合気の燃焼に有効に寄
与しない吸気スワールが減少することによって冷却損失
が少くなり、この時の燃料経済性が吸気制御弁閉弁状態
時に比して改善される。

尚、内燃機関の運転状態に応じて選択的に排気ガス再循
環が行われる内燃機関に於ては、オフアイドル運転時で
あって稀薄燃焼運転時でない時であっても排気ガス再循
環が行われていれば、この時には吸気スワールが生じて
いる方が混合気の燃焼が良好に行われるから、この時に
は吸気制御弁が開弁することが禁止されてよい。

実施例 以下に添イリの図を参照して本発明を実施例について詳
細に説明する。

第１図は本発明による吸気制御方法が実施される吸気可
変スワール方式の内燃機関の一つの実施例を示している
。図に於て、１は内燃機関本体を示してＪ５す、該内燃
機関本体は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３と
シリンダブロック２のシリンダボア４内に設けられたピ
ストン５とを有し、吸気弁６により開閉される吸気ポー
ト７より燃料と空気との混合気を燃焼室８内に吸入し、
燃焼室８内にて点火プラグ９の火花放電により点火され
た混合気の既燃焼ガスを図示されていない排気弁により
ＷｒＩ閉される排気ポートより燃焼室外へ排出するよう
になっている。

点火プラグ９はディストリビュータ２９により電流を与
えられて火花放電するようになっており、その時期、即
ち点火時期はイグニッションコイル装Ｍ３３に設けられ
たイグナイタ３４の作動により決定されるようになって
いる。

吸気ポート７は、第２図によく示されている如く、吸気
ポート７の天井壁部より図にて下方に吸気ポート７の底
壁との間に所定の間隔を残して膨出形成されたガイドベ
ーン１０を有し、該ガイドベーンにより吸気ポート７内
が燃焼室８への開口端７ａの周りに旋回したヘリカル通
路１１と開口端７ａに直線状に通ずるストレート通路１
２とに区分されている。ストレート通路１２の途中には
該ストレート通路を開閉する吸気制御弁１３が設けられ
ている。吸気制御弁１３は、バタフライ弁として構成さ
れ、第１図によく示されている如く、弁軸１４に取付け
られた駆動レバー１５によってダイヤフラム装置１６の
駆動ロッド１７に駆動連結され、該ダイヤプラム装置に
よって開閉駆動さ　　　　！れるようになっている。

ダイヤスラム装置１６は、所定値より大きい負圧を導入
されている時にはストレート通路１２の連通を組する第
２図に示されている如き閉弁位問に吸気ｆＩ１１御弁１
３を駆動し、これに対し所定値より大きい負圧を導入さ
れていない時にはストレート通路１２の連通を確立する
開弁位置に吸気制御弁１３を駆動するようになっている
。ダイヤフラム装置１６は導管１８によって電磁制御弁
１９のポートａに接続されている。電磁制御弁１９は、
ポートａ以外に負圧ポートｂと大気圧ポートＣとを有し
ており、電磁コイルに通電されている時にはポートａを
負圧ポートｂに接続し、これに対しｉｆ電磁コイル通電
されていない時にはポートａを大気圧ポートＣに接続す
るようになっている。大気圧ポートＣは大気中に開放さ
れており、これに対し負圧ポートｂは負圧導！２０．逆
比弁２１及び負圧導管２２を経て機関吸気系のサージタ
ンク２４に＝Ｑ　Ｇノられた吸気管負圧取出しポート２
５に接続され、吸気管負圧を供給されるようになってい
る。

吸気ポート７には吸気マニホールド２３とサージタンク
２４とが順に接続されており、サージタンク２４の空気
取入れ口には吸入空気流量制御用のスロットル弁２６が
設けられている。吸気マニホールド２３には燃料噴射ノ
ズル２７が設けられており、該燃料噴射ノズルは、図示
されていない燃料供給装置よりガソリンの如き液体燃料
を供給され、開弁時間に応じた流量の液体燃料を吸気ポ
ート７の入口部分へ向けて噴射供給するようになってい
る。

電磁制御弁１９に対する通電の制御、即ち吸気制御と、
燃料噴射ノズル２７の開弁制御、即ち空燃比制御と、点
火時期制御とは制御装置３０により行われるようになっ
ている。制御値Ｍ３０は、一般的構造のマイクロコンピ
ュータを含む電気的な制御装置であり、機関点火系のデ
ィストリビュータ２９より機関回転数に関する情報を、
吸気管圧力センサ３１より吸気管圧力Ｐに関する情報を
、スロットル開度センサ３２よりスロットルバルブ２６
のスロットル開度に関する情報を各々与えられ、これら
情報と予め定められたプログラムに従っで電Ｉｆ　ｆ、
制御弁１９に対する通電の制御と燃料噴射ノズル２７の
開弁制御とイグナイタ３４に対する出力信号の制御とを
行うようになっている。

次に本発明による吸気制御方法の実施反領を第３図に示
されたフローチャートを参照して説明する。第３図に示
されたフローチャートの吸気制御ルーチンは、メインル
ーヂンの一部として、或いは所定時間毎に繰返し実行さ
れる割込みルーチンとして実行される。

最初のステップ１に於ては、スロットル開度センサ３２
により検出されたスロットル弁２６の開１１Ｔｈｒが所
定値下Ｓｅｔより大きいか否かの判別が行われる。丁ｈ
ｒ＞　Ｔ　ｓｅｔである時にはステップ５へ進み、これ
に対しＴｈｒ＞　Ｔｓｅｔでない時にはステップ２へ進
む。

ステップ２に於ては、内燃機関が理論空燃比より大きい
空燃比の稀薄混合気によって運転されているか否か、即
ち稀薄燃焼運転中であるか否かの判別が行われる。稀薄
燃焼運転中である時にはステップ６へ進み、これに対し
稀薄燃焼運転中でない時、即ち理論空燃比或いは理論空
燃比より小さい空燃比の混合気によって運転されている
時はステップ３へ進む。

ステップ３に於ては、アイドル運転中であるか否かの判
別が行われる。アイドル運転中である時にはステップ６
へ進み、これに対しアイドル運転中でない時、即ちオフ
アイドル運転時はステップ４へ進む。

ステップ４に於ては、排気ガス再循環が実行されている
か否かの判別が行われる。排気ガス再循環が行われてい
る時にはステップ６へ進み、排気ガス再循環が行われい
ない時にはステップ５へ進む。

ステップ５に於ては、電磁制御弁１９に対する通電を停
止してダイヤフラム装置１６によって吸気制御弁１３を
開弁させることが行われる。

ステップ６に於ては、電磁制御弁１９に通電を行ってダ
イヤフラム装置１６によって吸気制御弁　　　）１３を
閉弁させることが行われる。

上述の如きフローチャートに従って制御が行われること
により、吸気制御弁１３は、スロットル弁２６の開度が
所定値下ｓｅｔ以下であってもオフアイドル運転時であ
って稀薄燃焼運転時でなく、しかも排気ガス再循環が行
われていなければ開弁する。これにより内燃機関の燃焼
性が悪化することなく冷却ＩＱ失が低減し、これによっ
て熱効率が増大し、この時の燃料経済性が改善される。

尚、上述の実施例に於ては、機関負荷を代表する情報と
して、スロットル開度が用いられているが、これは吸気
管負圧或いはその池の等価の情報であっても良い。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明してが、本発明はこれに限定されるものではなく、本
発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当業
者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による吸気υ１１［１方法の実施に使用
される可変吸気スワール方式の内燃機関の一つの実施例
を示す概略構成図、第２図は第１図に示された内燃機関
の吸気ポート構造を拡大して示す概略縦断面図、第３図
は本発明による吸気制御方法を実施する吸気制御ルーチ
ンのフローチャートである。 １・・・内燃機関、２・・・シリンダブロック、３・・
・シリンヘッド、４・・・シリンダボア、５・・・ピス
トン、６・・・吸気弁、７・・・吸気ポート、８・・・
燃焼室、９・・一点火プラグ、１０・・・ガイドベーン
、１１・・・ヘリカル通路、１２・・・ストレート通路
、１３・・・吸気制御弁。 １４・・・弁軸、１５・・・駆動レバー、１６・・・ダ
イヤフラム装置、１７・・・駆動ロッド、１８・・・導
管、１９・・・１Ｒ磁制御弁、２０・・・負圧導管、２
１・・・逆止弁。 ２２・・・負圧導管、２３・・・吸気マニホールド、２
４・・・サージタンク、２５・・・吸気管負圧取出しポ
ート。 ２６・・・スロットル弁、２７・・・燃料噴射ノズル、
２８・・・排気マニホールド、２９・・・ディストリビ
ュータ、３０・・・制御装置、３１・・・吸気管圧カセ
ンザ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼室への開口端の周りに旋回したヘリカル通路
   と前記開口端に直線状に通ずるストレート通路とを有し
   、前記ストレート通路の途中に該ストレート通路を開閉
   する吸気制御弁が設けられている吸気ポート構造を有す
   る内燃機関の吸気制御方法に於て、機関負荷が所定値以
   上である時とオフアイドル運転時であって稀薄燃焼運転
   時でない時には前記吸気制御弁を開弁し、その他の時に
   は前記吸気制御弁を閉弁することを特徴とする吸気制御
   方法。
2. （２）燃焼室への開口端の周りに旋回したヘリカル通路
   と前記開口端に直線状に通ずるストレート通路とを有し
   、前記ストレート通路の途中に該ストレート通路を開閉
   する吸気制御弁が設けられている吸気ポート構造を有す
   る内燃機関の吸気制御方法に於て、機関負荷が所定値以
   上である時とオフアイドル運転時であって稀薄燃焼運転
   時でなく且排気再循環が行われていない時には前記吸気
   制御弁を開弁し、その他の時には前記吸気制御弁を閉弁
   することを特徴とする吸気制御方法。