JPS62191624A - 内燃機関の吸気装置 - 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、気筒毎に２つの吸気弁を備えた内燃機関の吸
気系の改善技術に関する。

〈従来の技術〉 この種の内燃機関の吸気系の先行技術としては、例えば
、第５図に示すようなものがある（特開昭６０−１１９
３２５号）。

このものは、気筒毎に閉時期の遅れ大の高速型吸気弁Ｉ
Ａと閉時期の遅れ小の低速型吸気弁ＩＢとを備えると共
に、高速型吸気弁ＩＡを介装した吸気ポート２Ａに開閉
弁３を備え、該開閉弁３を機関の低速域では閉じ、高速
域では開くようにしている。

即ち、低速域では、閉時期の遅れが小さな低速型吸気弁
ＩＢを介装した吸気ポート２Ｂのみを通じて吸気を行う
ことにより、実質的な圧縮比（以下実圧縮比という）を
高めて吸気充填効率を高めると共に、接線方向に流入す
る吸気流を利用して燃焼室内にスワールを大きく発生す
ることにより、低速時の燃焼性改善を図り、一方、高速
域では閉時期の遅れが大きな高速型吸気弁ＩＡを併用し
て吸気を行うことにより吸気の慣性効果を有効に利用し
、かつ、２つの吸気ポートを開通させることにより吸気
抵抗を減少させて吸気充填効率を高め、出力向上を図っ
ている。

また、開閉弁３は常用運転領域では開く頻度は少ないた
め、安定した空燃比制御の応答性を得るために燃料噴射
弁４を常時開通している吸気ポート２Ａ側に設けている
。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このような従来の吸気装置にあっては、
開閉弁の開弁速度は制御されず一定になる構成となって
いたため、加速時等は機関回転数や負荷が変化するにも
拘わらず、開閉弁の開速度は一定であるので、各機関回
転数、負荷に対して最適な開度に制御することができな
いという問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、開閉弁の開速度を機関運転条件に応じて可変制御す
る構成として上記問題点を解決した内燃機関の吸気装置
を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 このため、本発明は、気筒毎に２つの吸気弁とこれら吸
気弁に至る２つの吸気ポートとを備え、一方の吸気ポー
トには機関運転条件に応じて開閉する開閉弁を介装した
内燃機関の吸気装置において、開閉弁を駆動するアクチ
ュエータと、開閉弁の開度を検出する開度センサと、開
閉弁の開動作時に１Ｔｉｌ記開度センサによって検出さ
れる開閉弁の開度を機関運転条件に応じた目標開度とな
るように前記アクチュエータを制御するアクチュエータ
制御装置とを設けた構成とする。

く作用〉 機関運転条件の変化により開閉弁を閉から開に切り変え
る際には、アクチュエータ制御装置により開度センサで
検出される開閉弁の開度が変化する機関運転条件に追従
すべく各運転条件に応じて目標開度となるようにアクチ
ュエータを駆動してフィードバック制御する。

これにより、開閉弁の開動作中も開閉弁の開度を最適値
に制御することができ、過渡運転性能等が向上する。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

一実施例の構成を示す第１図及び第２図において、第５
図に示した従来例と同一の構成要素については同一符号
を付しである。即ち、気筒毎に吸気弁ＩＡ、ＩＢ、吸気
ポート２Ａ、２Ｂ、開閉弁３、燃料噴射弁４が設けられ
ることは従来例と同一である。

また、前記各吸気ポート２Ａ、２Ｂの開口端には、夫々
相対的に通路長手の吸気ブランチ５Ａと、通路長大の吸
気ブランチ５Ｂとが接続されている。

そして、後述するように機関の低速域では開閉弁３を閉
じて吸気弁ＩＢのみから吸気を行うことにより、燃焼室
６内に強いスワールを発生させる一方、通路長大の吸気
ブランチ５Ｂを経由して慣性を利用した過給を行って、
高い吸入効率を確保しつつ良好な燃焼性能が得られる。

開閉弁３は、負圧アクチュエータ７によって駆動され、
該負圧アクチュエータ７の負王室とバキュームタンク８
とを結ぶ負圧供給通路９には電磁開閉弁１０が介装され
ている。

前記電磁弁開閉弁１０は負圧供給通路９を開閉する機能
を備える。また、負圧供給通路９の電磁開閉弁１０と負
圧アクチュエータフの中間部分には負圧の大気へのリリ
ーフ量を開弁デユーティ比を制御することによって制御
する電磁リリーフ弁１１が設けられる。

一方、開閉弁３の駆動軸の一端部に開閉弁３の開度を検
出する開度センサ（ポテンショメータ）１２が装着され
、該開度センサ１２からの開度検出信号はコントロール
ユニット１３に入力される。

コントロールユニット１３は、前記開度センサ１２の他
、回転数センサ１４からの信号を入力し、機関回転数に
応じて電磁開閉弁１０と電磁リリーフ弁１１とを制御す
ることにより、開閉弁３の開閉切換を行う。

尚、前記バキュームタンク８には、チェックバルブ１５
を介して吸気ブランチ５Ｂから吸入負圧が導かれて蓄圧
される。

ここで、負圧アクチュエータ７が開閉弁を駆動するアク
チュエータを構成し、バキュームタンク８、チェックバ
ルブ１５．ｆｌ、圧供給通路９．電磁開閉弁１０．電磁
リリーフ弁１１及びコントロールユニット１３がアクチ
ュエータ制御装置を構成する。

以下、コントロールユニット１３による具体的な開閉弁
の制御動作について説明する。

機関回転数が所定値（例えば３０００ｒｐｍ）以上に上
界して開閉弁３を開く際には、電磁開閉弁１０を閉じ、
電磁リリーフ弁１１の開弁デユーティを制御して開閉弁
３を閉時に負圧アクチュエータ７の負圧室に供給されて
いた負圧の大気ヘリリーフ量を制御することにより、開
度センサ２１によって検出される開閉弁３の開度が第４
図に示すように機関回転数に応じた目標開度と一致する
ようにフィードバンク制御する。

そして、機関回転数が所定値（例えば５０００ｒｐｍ）
に達したところで開閉弁３を全開とするように制御する
。

このようにすれば、開閉弁３が全閉から全開に至るまで
の中間開度制御時は、機関回転数に合わせて設定された
目標開度となるように制御されるため、第３図に示すよ
うに、吸入空気量の変化なしで機関の軸トルクを可及的
に向上させることができる。この結果、定常の中速域は
勿論、加速時も加速の程度に関わりなく運転性能を最大
限に高めることができ燃費も改善される。

尚、このように、中速域で開閉弁３を適度な中間開度に
したことにより、軸トルクが向上するのは開閉弁３の開
度によって燃焼室６内のスワールが最適値に制御される
ことが主要因であると考えられる。特に、燃料供給を一
方の吸気弁ＩＢのみから供給する場合、燃焼室６内での
空気の混合性を改善するにはスワール比の影響が大きい
。

一方、運転性の面より開閉弁３の閉動作は減速時に行い
、この場合、閉動作は急激に行って差しつかえない。し
たがって、電磁リリーフ弁１１を閉じた状態で電磁開閉
弁１０を開き、負圧アクチュエータ７の負圧を供給して
開閉弁３を一気に閉じるように制御する。

尚、本実施例では、機関回転数のみで開閉弁の目標開度
を設定したが、この他、機関の負荷等も含めた機関運転
条件で目標開度を設定してもよいことは勿論である。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、各気筒の一方の
吸気ポートに介装された開閉弁の開動作時開閉弁開度を
機関運転条件に適した目標開度に制御することができる
ため、過渡運転時等機関運転条件が変化する際にも運転
性能を可及的に向上することができ、燃費も改善される
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は同上
実施例の一部斜視図、第３図は同上実施例の制御特性を
示す線図、第４図は同上実施例の開閉弁の目標開度特性
を示す線図、第５図は従来例の横断面図である。 ＩＡ、ＩＢ・・・吸気弁　　２Ａ、２Ｂ・・・吸気ポー
ト　　３・・・開閉弁　　７・・・負圧アクチュエータ
８・・・バキュームタンク　　９・・・負圧供給通路１
０・・・電磁開閉弁　　１１・・・電磁リリーフ弁　　
１２・・・開度センサ　　１３・・・コントロールユニ
ット１４・・・回転数センサ 特許出願人　　日産自動車株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 箒３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 気筒毎に２つの吸気弁とこれら吸気弁に至る２つの吸気
   ポートとを備え、一方の吸気ポートには機関運転条件に
   応じて開閉する開閉弁を介装した内燃機関の吸気装置に
   おいて、開閉弁を駆動するアクチュエータと、開閉弁の
   開度を検出する開度センサと、開閉弁の開動作時に前記
   開度センサによって検出される開閉弁の開度を機関運転
   条件に応じた目標開度となるように前記アクチュエータ
   を制御するアクチュエータ制御装置とを設けたことを特
   徴とする内燃機関の吸気装置。