JP3284718B2 - スワールコントロールバルブの開閉制御装置 - Google Patents

スワールコントロールバルブの開閉制御装置

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JP3284718B2 JP33180693A JP33180693A JP3284718B2 JP 3284718 B2 JP3284718 B2 JP 3284718B2 JP 33180693 A JP33180693 A JP 33180693A JP 33180693 A JP33180693 A JP 33180693A JP 3284718 B2 JP3284718 B2 JP 3284718B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スワールコントロール
バルブの開閉制御装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】低速時から安定した燃焼を得る方法とし
て、燃焼室に吸入される吸気を運転条件に応じて絞るス
ワールコントロールバルブを備え、燃焼室に適度なスワ
ール(旋回流)を生起することが有効である。
【0003】従来のスワールコントロールバルブとし
て、吸気通路に回転軸を介して回動可能に支持され、そ
の一端に切欠き部が吸気通路の中心線に対してオフセッ
トして形成されるものがある。スワールコントロールバ
ルブはその閉弁時に燃焼室に吸入される吸気を絞ること
により、吸気ポートから燃焼室に吸入される吸気流速を
高めて、燃焼室にスワールを生起するようになってい
る。
【0004】従来のスワールコントロールバルブの開閉
制御装置として、スワールコントロールバルブを開閉駆
動する負圧アクチュエータを備え、負圧アクチュエータ
の駆動圧力として吸気通路のスロットルバルブより下流
側に生じる吸入負圧をソレノイドバルブを介して導くも
のがある(特開昭62−17318号公報、参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のスワールコントロールバルブの開閉制御装置
にあっては、吸気通路のスロットルバルブより下流側に
発生する吸入負圧が大気圧が低下するのに比例して低下
するため、高地等の大気圧が低いところでエンジンが運
転される場合、スワールコントロールバルブを閉弁する
所定の低負荷域においても、負圧アクチュエータに導か
れる負圧が弱まり、負圧アクチュエータは内蔵されたス
プリングに抗してスワールコントロールバルブを開弁駆
動することができなくなる可能性ある。
【0006】本発明は上記の問題点に着目し、大気圧の
低下に伴って起きるスワールコントロールバルブの開閉
作動不良を防止することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
図1に示すように、燃焼室に流入する吸気の流速を調節
するスワールコントロールバルブ21と、スワールコン
トロールバルブ21を開閉駆動する負圧アクチュエータ
22と、負圧アクチュエータ22の作動圧力として吸気
通路23のスロットルバルブ24より下流側に生じる吸
入負圧を導く弁手段25と、エンジン負荷Tpを検出す
る手段26と、エンジン負荷Tpに応じて負圧アクチュ
エータ22に弁手段25を介して吸入負圧を導入するス
ワールコントロールバルブ21の開閉制御手段27とを
備えるスワールコントロールバルブの開閉制御装置にお
いて、スロットルバルブ24の開度TVOを検出する手
段31と、エンジン回転数Nを検出する手段32と、吸
入空気量Qを検出する手段33と、スロットルバルブ開
度TVOとエンジン回転数Nおよび吸入空気量Qに基づ
いて大気圧の推定値ATMMTを算出する手段28と、
大気圧の推定値ATMMTに応じて負圧アクチュエータ
22に弁手段25を介して吸入負圧を導入するエンジン
運転域を限定する規制値TpSONLMTを決定する手
段29とを備える。
【0008】
【作用】請求項1記載のスワールコントロールバルブの
開閉制御装置は、スロットルバルブ開度TVOとエンジ
ン回転数Nが同一条件ならば、予め記憶された例えば標
準大気圧下におけるデータに基づいて吸入空気量Qに応
じて大気圧の推定値ATMMTを算出することができ
る。
【0009】大気圧の低下に伴って同一の負荷条件でも
負圧アクチュエータ22に導かれる吸入負圧が弱まるの
に対応して、負圧アクチュエータ22の作動域をスロッ
トルバルブ24より下流側に生じる吸入負圧が十分に上
昇する低負荷域に限定することにより、高地等の大気圧
が低いところでエンジンが運転される場合に、負圧アク
チュエータ22の作動不良を来すことを回避できる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【0011】図2において、1はエンジン本体、10は
吸気通路、18は排気通路である。吸気通路10には燃
料を噴射する燃料噴射弁3が設置される。排気通路18
には三元触媒19が設置される。
【0012】吸気ポート12の直上流側にスワールコン
トロールバルブ13が設置される。スワールコントロー
ルバルブ13は、その閉弁時に吸気を集める切欠き部を
有し、吸気を切欠き部を通すことにより、燃焼室の外周
部に流入する吸気流速を高めて、燃焼室にスワールを生
起するようになっている。
【0013】スワールコントロールバルブ13はダイヤ
フラムアクチュエータ(負圧アクチュエータ)14を介
して開閉駆動される。ダイヤフラムアクチュエータ14
のダイヤフラム室はソレノイドバルブ(弁手段)15を
介して吸気通路10のスロットルバルブ5の下流側と上
流側に選択的に連通される。
【0014】ソレノイドバルブ15はコントロールユニ
ット2からSCV開信号が送られることにより、非通電
状態となってダイヤフラム室にスロットルバルブ5の上
流側に生じる略大気圧を導入するポジションに切換えら
れる。これにより、ダイヤフラムアクチュエータ14は
その内部に介装されたスプリングの付勢力によりスワー
ルコントロールバルブ13を開弁位置に保持する。
【0015】ソレノイドバルブ15はコントロールユニ
ット2からSCV閉信号が送られることにより、通電状
態となってダイヤフラム室にスロットルバルブ5の下流
側に生じる吸入負圧を導入するポジションに切換えられ
る。これにより、ダイヤフラムアクチュエータ14はそ
の内部に介装されたスプリングを圧縮しながらスワール
コントロールバルブ13を閉弁させる。スロットルバル
ブ5より下流側の吸気通路10とソレノイドバルブ15
の間にはワンウェイバルブ17を介してバキュームタン
ク16が設置されている。
【0016】また、吸気通路10にはスロットルバルブ
5を迂回する補助空気を導く補助空気量調整弁20が設
けられる。コントロールユニット2は補助空気量制御弁
20の開度をデューティ制御して、エンジンのアイドル
回転数を目標値に一致させるようにフィードバック制御
する。
【0017】燃料噴射弁3からの噴射量、補助空気量制
御弁20の開度、スワールコントロールバルブ13の開
閉を制御するために、コントロールユニット2が設けら
れる。コントロールユニット2は、この制御のために、
エアフローセンサ4の検出する吸入空気量Qと、回転数
センサ7の検出するエンジン回転数N、エンジン冷却水
温センサ8の検出するエンジン冷却水温度、スロットル
センサ6の検出するスロットルバルブ5の開度TVO、
広域空燃比センサ9の検出する燃焼室に供給される混合
気の空燃比、車速センサの検出する車両の走行速度、バ
ッテリー電圧、イグニッションスイッチの各信号を入力
する。
【0018】図3に示すように、コントロールユニット
2では吸入空気量Qと回転数Nから燃料噴射の基本パル
ス幅Tpを、Kを定数とすると、 Tp=K・Q/N …(1) として算出する。
【0019】この算出値Tpと空燃比補正係数DMLに
基づいて、燃料噴射のパルス幅JTpを、 JTp=Tp・DML …(2) として算出する。
【0020】コントロールユニット2は、予め設定され
たマップの内容にしたがって目標空燃比を理論空燃比と
リーン空燃比に切換え、実際の空燃比を広域空燃比セン
サ9の検出値に応じてフィードバック制御する。
【0021】コントロールユニット2では、スワールコ
ントロールバルブ13の開閉を制御するために、基本的
に燃料噴射のパルス幅JTpに基づくFLG1と、スロ
ットルバルブ5の開度TVOに基づくFLG2に応じ
て、スワールコントロールバルブ13を開弁する運転域
と、閉弁する運転域を判別する。
【0022】FLG1のマップにより、燃料噴射のパル
ス幅JTpが所定値TpSCVを越えて長くなると判定
されたら、FLG1=1となる。そして、燃料噴射のパ
ルス幅JTpが所定値TpSCV−HVSより短くなる
と判定されたら、FLG1=0となる。
【0023】FLG2のマップにより、スロットルバル
ブ開度TVOが所定値TVSCVを越えて大きくなると
判定されたら、FLG2=1となる。そして、スロット
ルバルブ開度TVOが所定値TVSCV−HYSVより
小さくなると判定されたら、FLG2=0となる。
【0024】FLG1=1またはFLG2=1となった
場合、ソレノイドバルブ15にSCV開信号が送られ
る。すなわち、燃料噴射のパルス幅JTpと、スロット
ルバルブ5の開度TVOの少なくとも一方が所定値より
大きい運転条件では、スワールコントロールバルブ13
を開弁する。
【0025】ところで従来装置では、FLG1=0かつ
FLG2=0となった場合、ソレノイドバルブ15にS
CV閉信号が送られる。すなわち、燃料噴射のパルス幅
JTpと、スロットルバルブ5の開度TVOの両方が所
定値以下となった運転条件では、スワールコントロール
バルブ13を閉弁する。
【0026】しかしながら、図5に示すように、吸気通
路10のスロットルバルブ5より下流側に発生する吸入
負圧は大気圧が低下するのに比例して低下するため、高
地等の大気圧が低いところでエンジンが運転される場
合、燃料噴射のパルス幅JTpが所定値TpSCVより
短くなっても、ダイヤフラムアクチュエータ14に導か
れる負圧が弱まり、ダイヤフラムアクチュエータ14は
スプリングに抗してスワールコントロールバルブ13を
閉弁駆動することができなくなる。
【0027】本発明は、これに対処して、コントロール
ユニット2はエンジン回転数Nとスロットルバルブ開度
TVOおよび吸入空気量Qに基づいて大気圧の推定値
(空気密度に応じた係数)ATMMTを算出し、大気圧
推定値ATMMTに基づいてスワールコントロールバル
ブ13を閉弁する運転域を限定する。
【0028】図4は大気圧推定値ATMMTを求める制
御内容を示す。
【0029】これについて説明すると、TVTp0のマ
ップにより、エンジン回転数Nとスロットルバルブ5の
開度TVOに応じて標準大気圧下におけるTp値を検索
する。TVTp0のマップには、標準大気圧下において
補助空気量制御弁20を全閉した運転状態で、エンジン
回転数Nとスロットルバルブ5の開度TVOに応じたT
p値が予め記憶されている。
【0030】吸入空気量Qと回転数Nから燃料噴射の基
本パルス幅Tpを前記(1)式に基づいて算出する。
【0031】吸入空気量Qと補助空気量制御弁20の開
度を制御する補助空気量ISCDutyをエンジン回転
数Nに割った値IpISCを算出する。
【0032】標準大気圧下でスロットルバルブ5の開度
TVOに応じた燃料噴射パルス幅TVTp0を、実際の
基本燃料噴射パルス幅Tpから値IpISCを減算した
値Tp−IpISCで割った比RATIOを算出する。
【0033】大気圧推定値ATMMTのマップに基づい
て、比RATIOに応じて大気圧推定値ATMMTを検
索する。大気圧推定値ATMMTのマップは、比RAT
IOに応じた大気圧推定値ATMMTが予め記憶されて
いる。
【0034】ここで図3に示す制御流れ図に戻り、Tp
SCWのマップにより、エンジン回転数Nに応じて標準
大気圧下で要求負圧を発生させる燃料噴射パルス幅Tp
SCWを検索する。TpSCWのマップは、標準大気圧
下でエンジン回転数Nに応じて要求負圧を発生させる燃
料噴射パルス幅TpSCWが予め記憶されている。
【0035】KTpATMMのマップにより、大気圧推
定値ATMMTに応じて補正係数KTpATMMを検索
する。KTpATMMのマップは、大気圧推定値ATM
MTに応じた補正係数KTpATMMが予め記憶されて
いる。
【0036】そして、スワールコントロールバルブ13
の閉弁域を限定する規制値TpSONLMTを、 TpSONLMT=TpSCW・KTpATMM …(3) として算出する。
【0037】FLG3のマップにより、燃料噴射の基本
パルス幅Tpが規制値TpSONLMT+HVSを越え
て長くなると判定されたら、FLG3=1となる。そし
て、燃料噴射の基本パルス幅Tpが規制値TpSONL
MTより短くなると判定されたら、FLG3=0とな
る。
【0038】FLG1=0かつFLG2=0かつFLG
3=0となった場合、ソレノイドバルブ15にSCV閉
信号が送られる。すなわち、燃料噴射のパルス幅JTp
と、スロットルバルブ5の開度TVOの両方が所定値以
下となった運転条件でも、燃料噴射の基本パルス幅Tp
が大気圧に基づく規制値TpSONLMT以下とならな
い限り、ソレノイドバルブ15にSCV閉信号が送られ
ることがない。
【0039】このようにして、同一の負荷条件でも大気
圧の低下に伴ってダイヤフラムアクチュエータ14に導
かれる負圧が弱まるのに対応して、スワールコントロー
ルバルブ13の閉弁域をスロットルバルブ5より下流側
に生じる吸入負圧が十分に上昇する低負荷域に限定する
ことにより、ダイヤフラムアクチュエータ14はスプリ
ングに抗してスワールコントロールバルブ13を閉弁駆
することができる。高地等の大気圧が低いところでエ
ンジンが運転される場合、ダイヤフラムアクチュエータ
14の作動不良を来すことを回避して、エンジン運転性
が悪化することを防止できる。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載のスワ
ールコントロールバルブの開閉制御装置は、スロットル
バルブ開度TVOとエンジン回転数Nおよび吸入空気量
Qに基づいて大気圧の推定値ATMMTを算出し、大気
圧の低下に伴って同一の負荷条件でも負圧アクチュエー
タに導かれる吸入負圧が弱まるのに対応して、負圧アク
チュエータの作動域をスロットルバルブより下流側に生
じる吸入負圧が十分に上昇する運転域に限定する構成と
したため、高地等の大気圧が低いところでエンジンが運
転される場合に、負圧アクチュエータの作動不良を来す
ことを回避して、エンジン運転性が悪化することを防止
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載の発明のクレーム対応図。
【図2】本発明の実施例を示すシステム図。
【図3】同じく制御内容を示す流れ図。
【図4】同じく制御内容を示す流れ図。
【図5】同じく大気圧と吸入負圧の関係を示す特性図。
【符号の説明】
21 スワールコントロールバルブ 22 負圧アクチュエータ 23 吸気通路 24 スロットルバルブ 25 弁手段 26 エンジン負荷検出手段 27 スワールコントロールバルブ開閉制御手段 28 大気圧の推定値算出手段 29 規制値決定手段 33 スロットルバルブ開度検出手段 32 エンジン回転数検出手段 31 吸入空気量検出手段

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃焼室に流入する吸気の速度を調節するス
    ワールコントロールバルブと、 スワールコントロールバルブを開閉駆動する負圧アクチ
    ュエータと、 負圧アクチュエータの駆動圧力として吸気通路のスロッ
    トルバルブより下流側に生じる吸入負圧を導く弁手段
    と、 エンジン運転状態に応じて負圧アクチュエータに弁手段
    を介して吸入負圧を導入するスワールコントロールバル
    ブの開閉制御手段とを備えるスワールコントロールバル
    ブの開閉制御装置において、 スロットルバルブの開度TVOを検出する手段と、 エンジン回転数Nを検出する手段と、 吸入空気量Qを検出する手段と、 スロットルバルブ開度TVOとエンジン回転数Nおよび
    吸入空気量Qに基づいて大気圧の推定値ATMMTを算
    出する手段と、 大気圧の推定値ATMMTに応じて負圧アクチュエータ
    に弁手段を介して吸入負圧を導入するエンジン運転域を
    限定する規制値TpSONLMTを決定する手段とを備
    えたことを特徴とするスワールコントロールバルブの開
    閉制御装置。
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