JPS62101868A - エンジンの吸気装置 - 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、吸気ボート近傍の吸気通路にタイミングバル
ブを設け、タイミングバルブ閉時期を吸気ポート閉時期
より早くすることにより充填量を制御するようにしたエ
ンジンの吸気装置の改良に関するものである。

（従来技術） 従来より、スロットルバルブの開度調整によって吸気充
填量を制御するエンジンの場合には、特に低負荷域にお
いて絞り抵抗に伴うボンピングロスがあってエンジンの
燃費性能を向上する際の大きな障害となっている。そし
て、このボンピングロスを低減するエンジンとして、所
定タイミングでＧ：１ｒＡ作動される吸気ボート近傍の
吸気通路にタイミングバルブを設け、エンジンの運転状
態に応じて上記タイミングバルブの開閉時期を調整し、
上記吸気ポートおよびタイミングバルブの開時期の長短
で吸気充填量を制御するようにし、吸気の絞り抵抗をな
くしてボンピングロスの低減を図り燃費性能を向上する
ようにしたエンジンが提案されている（例えば、特開昭
５８−２３２４５号参照）。

すなわち、上記タイミングバルブを備えたエンジンは、
低負荷時にはタイミングバルブの閉時期を吸気ボートの
閉時期より早めて、両者が問いている短期間に吸気を行
って少ない充填量を得るものであり、スロットルバルブ
を不要としてボンピングロスの低減を図るものである。

しかして、上記タイミングバルブは各気筒に対してそれ
ぞれ別個に開閉作動されるものであって、各気筒におい
て製造誤差、シール性等の関係から充填量が不均一とな
るものである。よって、各気筒で均等に燃料を供給する
ようにした場合に、実際に各気筒に供給される混合気の
空燃比が不均一となり、燃焼安定性が損われるものであ
る。上記充填量の不均一は、特に吸気負圧の大きい低負
荷、もしくは冷間時において顕著な影響を与える。

上記タイミングバルブは各気筒のものを共通の筒体状の
ロータリバルブで構成するのが好適であるが、このロー
タリバルブによるタイミングバルブにおいては、端部の
気筒については、タイミングバルブと外気との間のシー
ル性は厳密に行われるが、気筒間のシール性はスペース
の点およびコストの点から厳密に施すのは不利である。

このため、吸気負圧の高い低負荷時において、気筒間の
吸気のもれによって端部の気筒における充填量より中間
部の気筒の充填量が大きくなる傾向にあり、気筒間で不
均一となるものである。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、吸気ボート近傍の吸気通路に
タイミングバルブを設けてボンピングロスの低減を図る
について、各気筒間の空燃比を均一化するようにしたエ
ンジンの吸気装置を提供することを目的とするものであ
る。

（発゛明の構成） 本発明の吸気装置は、吸気ポート近傍の吸気通路にタイ
ミングバルブを設け、該タイミングバルブ閉時期を吸気
ボート閉時期より早くすることにより充填ｔを制御する
ようにしたエンジンにおいて、各気筒に対してそれぞれ
燃料噴射ノズルを設けるとともに、各気筒のタイミング
バルブ下流のブーストを検出するブーストセンサを設け
、該ブーストセンサの出力に対応する充填量の増減に応
じて該当する気筒の燃料噴射ノズルによる燃料噴射凶を
補正するコントローラを備えたことを特徴とするもので
ある。

（発明の効果） 本発明によれば、吸気ポート近傍の吸気通路にタイミン
グバルブを設けてボンピングロスの低減効果を得るとと
もに、気筒間の充填量の不均一を各気筒のブーストに応
じて燃料噴射を補正制御するようにしたことにより、各
気筒で均一な空燃比を得ることができ、燃焼安定性を向
上することができる。これにより、各気筒間の吸気系統
のシール性の許容性が拡大し、製造コストの低減が図れ
るものである。

（実施例） 以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の吸気装置を備えたエンジンの全体構成
図、第２図は一部断面にした平面図である。

エンジン本体１には第１気筒１ａから第４気筒１ｄの４
つの気筒を備え、各気筒のシリンダヘッド２とシリンダ
ブロック３間のビス１−ン４上部に形成される燃焼室５
に対し、吸気バルブ６によって１８１閉される吸気ボー
ト７、および排気バルブ８によって開閉される排気ボー
ト９がそれぞれ開口されている。

上記、吸気ボート７に連通して吸気を供給する吸気通路
１０は、上流側からエアクリーナ１１、吸気量を検出す
る吸気量センサ１２、サージタンク１３を備え、このサ
ージタンク１３下流から各気筒１ａ〜１ｄに対して分岐
し、通路面積の大ぎい　・高負荷用吸気通路１０ａと、
通路面積が狭くスワール生成用に形成された低負荷用吸
気通路１０ｂとで構成されている。また、上記各気筒１
ａ〜１ｄの高負荷用吸気通路１０ａには燃料を噴射する
燃料噴射ノズル１６ａ〜１６ｄがそれぞれ配設されてい
る。

上記高負荷用吸気通路１０ａの途中にはシャツターバル
ブ１７が介装される一方、低負荷用吸気通路１０ｂの途
中には各気筒共通のタイミングバルブ１８が介装されて
いる。このタイミングバルブ１８はエンジン回転に同期
して回転駆動される筒状に形成され、このタイミングバ
ルブ１８に各気筒１ａ〜１ｄの低負荷用吸気通路１０ｂ
を開閉する開口部１８ａがそれぞれ形成され、その内部
空間１８ｂは各気筒１ａ〜１ｄで連通している。

すなわち、上記このタイミングバルブ１８の内部空間１
８ｂは多気筒エンジンの他の気筒に対する開口部１８ａ
とも連通しており、１つの気筒の開口部１８ａが下流側
低負荷用吸気通路１０ｂと連通した開状態にある時に、
該内部空間１８ｂは他の気筒の開口部１８ａを介して上
流側の低負荷用吸気通路１０ｂに連通されて、吸気が供
給されるものである。

一方、上記タイミングバルブ１８のクランク角に対する
位相すなわち吸気ポート７に対する開閉タイミングは、
タイミング制御手段１９によって可変に構成されている
。また、上記シャッターバルブ１７の開度は、開度制御
手段２０によって調整される。

そして、上記タイミング制御手段１９および開度制御手
段２０には、コントローラ２１からの制御信号が出力さ
れ、運転状態に応じてタイミングバルブ１８およびシャ
ッターバルブ１７の作動を制御するものである。また、
上記コントローラ２１は、各燃料噴射ノズル１６８〜１
６ｄに燃料噴射信号を出力して各気筒１ａ〜１ｄの燃料
噴射ωを制御するとともに、ブリードエア通路２２の開
閉弁２３に制御信号を出力して、燃料噴射時期に対応し
てブリードエアを供給するように制御するものである。

上記コントローラ２１には、エンジンの運転状態を検出
する信号として、前記各気筒１ａ〜１ｄにそれぞれ配設
されたブーストセンサ２６ａ〜２６ｄからのブースト信
号、前記吸気量センサ１２からの吸気ω信号、クランク
角センサ２４からのクランク角信号（エンジン回転数信
号、気筒判別信＠）、アクセルセンサ２５からのアクセ
ル信号、および水温センサ２７からの冷却本編信号等が
入力される。

タイミングバルブ１８の開閉タイミングおよびシャッタ
ーバルブ１７の開度の基本制御は、アクセル操作ω等に
対応した負荷状態に応じ、低負荷時にはシャッターバル
ブ１７を閉じ、所定負荷以上でこのシャッターバルブ１
７を負荷に応じた開度に開作動するものである。一方、
吸気ポート７はクランク角に対して一定の時期に開閉さ
れ、タイミングバルブ１８は低負荷時には吸気ポート７
より早く開いて早く閉じるものである。これにより、低
負荷時には燃焼室５への吸気の供給は、タイミングバル
ブ１８および吸気ポート７の両方が開いたオーバーラツ
プ期間に行われる。そして、上記タイミングバルブ１８
の開閉タイミングはエンジンの運転状態に応じて、負荷
の上昇に伴って遅れるように制御され、両バルブ６．１
８が開いたオーバーラツプ期間ずなわら吸気期間が長く
なるようにして充填量を増加するものである。

また、上記コントローラ２１による燃料噴射制御は、吸
入空気量およびエンジン回転数に応じて求まる基本的燃
料噴射パルスに対し、容気ｎ　１　ａ〜１ｄのブースト
センサ２６ａ〜２６ｄの検出信号に応じて、ブースト（
吸気負圧）の高い気筒に比べてブーストが低い気筒は充
填量が多いことから、この気筒に対する燃料噴射パルス
を大きくして燃料噴射量を増大補正し、各気筒１ａ〜１
ｄの空燃比を均一にするように補正制御するものである
。

前記コントローラ２１による制御を、第３図のフローチ
ャート（要部のみ示す）に沿って説明する。スタート後
、コントローラ２つは、ステップＳ１で吸気量センサ１
２からの吸入空気ω、クランク角センサ２４の信号に基
づくエンジン回転数、クランク角信号および気筒判別信
号、各気筒のブーストセンサ２６ａ〜２６ｄの信号に基
づくブースト値Ｐｎ（ｎ＝１〜４）をそれぞれ読み込む
ものである。ステップＳ２は上記検出信号に基づぎクラ
ンク角より噴射パルス中央の燃料噴射タイミングを決定
し、ステップＳ３で吸気量とエンジン回転数より１気筒
当りの基本噴射（Ｆａ　Ｆ　ｏを演算する。

次に、ステップＳ４で各気筒１ａ〜１ｄのブースト検出
値Ｐ１〜Ｐ４の平均値Ｐｏを演痒し、ステップＳ５で次
噴射気筒のブースト値Ｐｎの上記ブースト平均値Ｐａと
の偏差ΔＰを演算する。ステップＳ６は上記偏差ΔＰに
基づいて次噴射気筒の補正値Δｐｘｋを演算する。この
補正値は、ブーストが高い（負圧が大きい）気筒の燃料
ｍは低減する一方、ブーストが低い（負圧が小さい）気
筒の燃料筒は増加するように補正するものである。

ステップＳ７は、上記補正値によって前記ステップＳ３
で求めた基本噴射ωＦｏを補正し、次噴射気筒の噴射量
ｖを決定するものである。上記噴射■Ｖに基づいて次噴
射気筒の噴射期間をステップＳ８で決定し、ステップＳ
９で噴ｒＪｊ開始時期および終了時期のクランク角を決
定する。

そして、ステップ８１０でクランク角が噴射開始時期の
クランク角になったか否か判定し、噴射開始時期になる
まで待機する。上記ステップＳ１０の判定がＹＥＳで噴
射開始時期となると、ステップ５１１で燃料噴射を開始
し、ステップＳ１２で噴射終了クランク角になるまで待
ｉする。ステップＳ１２の判定がＹＥＳとなって、噴射
終了クランク角となると、ステップ８１３で噴射を終了
するものである。

上記のような各気筒１ａ〜１ｄのブーストセンサ２６ａ
〜２６ｄによるブーストの検出に応じて該当する気筒の
燃料噴射ノズル１６ａ〜１６ｄに対する燃料噴射の補正
により、各気筒の供給空燃比が均一となるものである。

特に、上記実施例においては、高負荷時の吸気曾調整を
各気筒に対して配設したシャッターバルブ１７で行うよ
うにし、このシャッターバルブの製造誤差、組付は誤差
等により気筒間で発生する充填」の誤差に対しても、タ
イミングバルブ１８による気筒間のもれによ、る充填ω
の格差と同様に、前記燃料噴射量の補正で対処している
ものである。

なお、上記高負荷時の吸気量調整はさらに上流側に全気
筒共通のスロットルバルブを設けて行い、高負荷用吸気
通路１０ｂには単に低負荷時に閉じるシャッターバルブ
を介装するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における吸気装置を備えたエ
ンジンの概略構成図、 第２図は一部断面にして示すエンジンの要部平面図、 第３図はコントローラの作動を説明するためのフローチ
ャート図である。 １・・・・・・エンジン本体　　　４・・・・・・ピス
トン６・・・・・・吸気バルブ　　　　７・・・・・・
吸気ポート１０・・・・・・吸気通路 １０ａ・・・・・・高負荷用吸気通路 １０ｂ・・・・・・低負荷用吸気通路 １６ａ〜１６ｄ・・・・・・燃料噴射ノズル１７・・・
・・・シャッターバルブ １８・・・・・・タイミングバルブ １９・・・・・・タイミング制御手段 ２０・・・・・・開度制御手段　　２１・・・・・・コ
ントローラ２６ａ〜２６ｄ・・・・・・ブーストセンサ
第２ｖＡ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気ポート近傍の吸気通路にタイミングバルブを
   設け、該タイミングバルブ閉時期を吸気ポート閉時期よ
   り早くすることにより充填量を制御するようにしたエン
   ジンにおいて、各気筒に対してそれぞれ燃料噴射ノズル
   を設けるとともに、各気筒のタイミングバルブ下流のブ
   ーストを検出するブーストセンサを設け、該ブーストセ
   ンサの出力に対応する充填量の増減に応じて該当する気
   筒の燃料噴射ノズルによる燃料噴射量を補正するコント
   ローラを備えたことを特徴とするエンジンの吸気装置。