(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気系に設けられ、吸気制御弁駆動手段によって開閉され閉動作時に燃焼室内にガス流動を生じさせるエンジン用吸気制御弁の開閉方法において、
エンジンの始動時には吸気制御弁を閉じておき、かつエンジン始動時に始動後の経過時間を計測するタイマーを起動させ、前記タイマーによる計測時間が所定の開き設定時間に達した時以降は前記吸気制御弁を開くこととし、
前記開き設定時間は、前記エンジンの始動時のエンジン温度を測定し、該測定したエンジン温度に基づいて、エンジン温度が高いほど短くなる時間として設定することを特徴とするエンジン用吸気制御弁の開閉制御方法。
【請求項２】
前記開き設定時間に達する前は、前記エンジンの空燃比が所定のリーン状態か否か及びリーン状態の場合それが燃料カット動作に因るものか否かを判断し、燃料カット動作に因らないリーン状態の時は閉状態を維持し、燃料カット状態の時は一時的に前記吸気制御弁を開き、非リーン状態になった時以降は前記吸気制御弁を開くことを特徴とする請求項１に記載のエンジン用吸気制御弁の開閉制御方法。
【請求項３】
エンジンの吸気系に設けられ、吸気制御弁駆動手段によって開閉され閉動作時に燃焼室内にガス流動を生じさせるエンジン用吸気制御弁の開閉方法において、
エンジンの始動時に、吸気制御弁を閉じ且つエンジン始動後の経過時間を計測するタイマーを起動させると共に、エンジンの始動時並びにそれ以降のスロットル開度の検出を行い、該検出したスロットル開度が前記ガス流動の要否の基準として予め定めた所定の開き設定開度未満のときは吸気制御弁を閉じた状態とし、前記開き設定開度以上となった時以降は前記吸気制御弁を開くこととし、かつ前記スロットル開度が全開の場合を除き、前記スロットルの開き設定開度を基準とする吸気制御弁の開閉制御に優先して、前記タイマーによる計測時間が所定の閉状態維持時間未満の場合は前記吸気制御弁の閉じ状態を維持し、前記閉状態維持時間の経過後前記スロットルの開き設定開度に基づく吸気制御弁の開閉動作制御を行うことを特徴とするエンジン用吸気制御弁の開閉制御方法。
【請求項４】
エンジン温度及びエンジン速度の何れか一方或いは双方の測定を行い、前記スロットルの開き設定開度は、測定された前記エンジン温度及びエンジン速度の何れか一方あるいは双方に基づいて設定され、エンジン温度が高いほど又はエンジン速度が大きいほど、小さい開度とされることを特徴とする請求項３に記載のエンジン用吸気制御弁の開閉制御方法。
【請求項５】
エンジンの吸気系に設けられ、吸気制御弁駆動手段によって開閉され閉動作時に燃焼室内にガス流動を生じさせるエンジン用吸気制御弁の開閉方法において、エンジン温度の測定、スロットル開度の測定、エンジン始動後の経過時間の計測を行い、エンジン始動時のエンジン温度に基づいて前記吸気制御弁を開き動作する基準となるスロットルの開き設定開度及び経過時間である開き設定時間を決定し、エンジン温度が前記開き設定温度に達した場合、スロットル開度が前記開き設定開度に達した場合、経過時間が前記開き設定時間に達した場合の何れかの場合にはそれ以降吸気制御弁を閉状態から開状態とし、それらの条件を満たさない場合でも燃料カットが行われた場合には一時的に吸気制御弁を開状態とし、スロットルが全開とされた時にはそれ以降開状態とすることを特徴とするエンジン用吸気制御弁の開閉制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン用吸気制御弁の開閉制御方法、特に燃焼室内にタンブルやスワールなどのガス流動を生じさせるためにエンジンの吸気系に設けられる吸気制御弁の開閉制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの燃焼室内における燃焼の安定性、燃焼速度の促進、燃費の向上などを図るために燃焼室内にガス流動を生ぜしめるタンブルコントロールバルブやスワールコントロールバルブなどの吸気制御弁を吸気通路内に設置することが行われている。
【０００３】
このような吸気制御弁は、これを閉じることによって吸気通路を部分的に閉塞した状態とし、エンジンの燃焼室内への空気の流れ込み方向を変化させ、ガス流動を生じさせるものである。このような吸気制御弁は、作動状態、すなわち閉じられた状態では、吸気系における吸気抵抗を増大させることとなり、適切な吸入空気量を確保する上で影響を与えるので、エンジンの作動状態への影響を避けるためにその適切な開閉制御が必要とされている。
【０００４】
例えば、特開昭６３−２１５８２６号公報に開示されたエンジンの吸気装置では、吸気系に吸気温度検出手段を設け、これによって吸入空気温度を検出し、この吸入空気温度に応じて吸気制御弁制御手段による吸気制御弁の開度調整を行っている。すなわち、エンジンが所定の低負荷領域で作動している場合に、上記吸入空気温度が低いほど吸気制御弁の開度を閉弁側に補正するように制御している。これによって、吸入空気温度が低いほど燃焼室内のガス流動形成が強化され、このガス流動の強化によって吸入空気温度低下に起因する燃料の気化・霧化の悪化が補正され、吸入空気温度の低い場合でも良好な燃焼性を保つようにしている。
【０００５】
また、特開平１−１０６９２３号公報に開示されたエンジンの吸気装置では、吸入空気量を検知し、この吸入空気量が所定の値以上となった時にスロットルを全開にするように制御し、かつその条件下において吸気制御弁をアクセル操作手段の操作量に応じて動作させるようにしている。これによって、吸入空気量が比較的少量である場合には、吸入空気の高い流速が確保され、燃焼室における混合気の燃焼性の向上が図られている。また、上記のように吸入空気量が所定の値以上、すなわち比較的多量である場合、スロットルが全開にされスロットル弁の吸気通路における絞り作用が実質的に果されないように吸入制御弁が制御され、吸気行程の初期におけるポンピングロスが大幅に低減されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
エンジン始動直後でエンジンの暖機が十分になされていない状態では、排気ガス中のＨＣ（ハイドロカーボン）などの低減を図るために空燃比を理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）よりも薄いリーン領域（以下、単にリーン側という）に設定して燃料噴射を行うことが行われる。そのため、そのようなエンジン始動直後における排気ガス中の未燃成分であるＨＣなどの低減を有効なものとするため、ガス流動を用いた燃焼効率の向上が特に必要となる。
【０００７】
上記特開昭６３−２１５８２６号公報のエンジンの吸気装置によれば、所定の低負荷領域でのみ吸気制御弁の開度調整を行う。従って、エンジンの始動直後において空燃比をリーン側に設定して燃料噴射を行っている状態では、高負荷領域に入ってしまうと、吸気制御弁の作動によるガス流動の発生が行われない。従って、上記エンジン始動直後の有効な燃焼が図られず、排気ガス低減作用の有効性が低下する。更に、この従来技術では、吸入空気温度のみを基準にして吸気制御弁の制御を行おうとしているが、吸入空気温度が低い場合であってもエンジン温度が十分に高い場合もあり、そのような場合に熱容量の少ない吸入空気温度はエンジン温度よりも影響が少ないので吸気制御弁によるガス流動は不要であるにもかかわらずその制御が行われることとなる。
【０００８】
次に、特開平１−１０６９２３号公報のエンジンの吸気装置では、吸入空気量に基づきスロットル弁の制御と吸気制御弁の制御の双方の制御を行うので、制御動作の複雑化を伴い、またスロットル弁と吸気制御弁を制御するためのドライブ機構を両者に装備する必要がありコスト高を招くという事情がある。
【０００９】
本発明は、上記種々の事情に鑑みなされたものであり、その目的は構造的な複雑化を伴うことなく、燃焼室での的確なガス流動の発生のための吸気制御弁開閉制御を行うことができ、それによる燃焼改善に併せてエンジン作動状況への影響を防止しつつ排気ガス浄化作用の適正化を行うことのできるエンジン用吸気制御弁の開閉制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るエンジン用吸気制御弁の開閉制御方法によれば、エンジンの始動時から予め設定した開き設定時間が経過するまでの間は吸気制御弁が閉じられているので、その開き設定時間をエンジンの始動からエンジン温度が十分に上昇し、かつ燃焼効率を向上させるためのガス流動の発生が不要となるまでの間確実にガス流動による燃焼の安定、燃焼の促進を確実に確保することができる。
また、エンジンの始動時からガス流動による燃焼性の向上作用を必要する時間は、エンジン始動時におけるエンジン温度に大きくかかわり、すなわち、始動時のエンジン温度が既に高い場合には、ガス流動を必要とする時間は短くなる。このことから、上記開き設定時間をエンジン温度に基づいて設定し、常に適切な吸気制御弁の閉状態時間を確保するようにしたものである。
【００１１】
請求項２に係るエンジン用吸気制御弁の開閉制御方法によれば、エンジンの空燃比を検知することにより所定のリーン状態を判断し、更にそのリーン状態が燃料カット動作に基づくものか否かを判断する動作を行うようにしているので、上記開き設定時間を経過する前であっても燃料カットが行われた時に一時的に吸気制御弁を開くことができる。燃料カットが行われた場合には燃料噴射が行われていないので、吸気制御弁を閉状態とする必要がないことから開状態とするものである。
【００１５】
請求項３に係るエンジン用吸気制御弁の開閉制御方法は、スロットル開度の状態に基づく吸気制御弁の開閉制御とすなわち、ガス流動が必要とされる基準となる開き設定開度以上となったときには基本的に吸気制御弁を開くようにし、多くの吸入空気を必要とする所定スロットル開度以上の開き状態では、吸入抵抗の増大による吸入空気量の低下をもたらす吸気制御弁の閉動作は行わないようにしたものである。そして、エンジンの始動時から確実にガス流動による燃焼性向上がなされる必要のある時間、すなわち吸気制御弁の閉状態維持時間が経過するまでは、上記開き設定開度による開閉制御よりもこの閉状態維持時間を優先して吸気制御弁の閉状態を維持することとしたものである。すなわち、スロットル開度に基づく制御は吸気制御弁の閉状態維持時間経過後に行うこととした。但し、吸入空気量が最高に必要とされるスロットル全開時は、最優先として吸気制御弁は開かれ、より多くの吸入空気の確保を優先している。
【００１７】
請求項４に係るエンジン用吸気制御弁の開閉制御方法は、上記請求項３の制御で用いられるスロットルの開き設定開度をエンジン温度及びエンジン速度の何れか一方あるいは双方に応じて設定することとしたものである。従って、実際のエンジン状態に応じた適切な基準である開き設定開度を吸気制御弁の開閉動作基準として設定することができる。すなわち、エンジン温度が高いほど或いはエンジン速度が大きいほど小さいスロットルの開き設定開度で吸気制御弁が開状態とされる。これは、エンジン温度が高いほどガス流動を必要とする度合は少なくより、より小さいスロットル開度の時点での吸気制御弁の開動作が許容されるものである。また、エンジン速度が大きい場合にはエンジン温度の上昇も速かになされるので、同じく開き設定開度はより小さい開度でよいこととなる。そして、これら双方の条件を考慮することにより適切な吸気制御弁の動作確保が可能であり、その結果、十分な吸入空気の確保による良好な出力確保が達成される領域が広がる。
【００１８】
請求項５に係るエンジン用吸気制御弁の開閉制御方法は、エンジン温度、開き設定開度、エンジン始動後の経過時間を基準として総合的な判断を行い、更に燃料カットが行われた時、スロットルが全開になったときは、これらを優先的な条件として吸気制御弁の開閉を制御する。すなわち、燃料カットが行われた時は、一次的に吸気制御弁を開状態とし、スロットルが全開になったときは、それ以降開くこととしている。吸気制御弁の開閉動作時の判断に関連の大きな諸条件を判断基準とすることでより緻密な開閉制御が可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係るエンジン用吸気制御弁の開閉制御方法が用いられる自動車のエンジンの概略全体構成が示されている。図示のように、エンジン本体１０には、エンジン温度を測定するためのエンジン水温センサ１２が設けられている。また、エンジン本体１０の吸気系にはスロットルバルブ１４が設けられ、そのスロットルバルブ１４の下流側にはインジェクタ１６が設置されている。そのインジェクタ１６のさらに下流部分には分割された吸気通路の一方に吸気制御弁であるタンブル制御弁１８が設けられている。このタンブル制御弁１８は、吸気制御弁駆動手段である電磁式アクチュエータ２０により開閉動作され、この電磁式アクチュエータ２０はＥＣＵ（電子制御ユニット）２２からの制御信号によって制御される。また、ＥＣＵ２２にはスロットル開度を検知するスロットル開度センサ２４、排気系に設けられた空燃比を検知するためのＯ2 センサ２６からの信号が入力され、更に、上述の水温センサ１２からの検知信号も入力されている。また、ＥＣＵ２２はエンジン始動後の経過時間を計測するためのタイマー２３を有している。
【００２１】
図２は、図１に示した自動車のエンジンを例として本発明の最も基本的な実施例の動作を示している。
【００２２】
まず、ステップ（以下単に「Ｓ」と言う）１０１にてイグニッションスイッチがＯＮされる。ここでＳ１０２において吸気制御弁が閉じられる。そして、Ｓ１０３においてエンジンが始動したか否かが判断される。始動していない場合（ＮＯ）にはＳ１０２に戻り、始動している場合（ＹＥＳ）には、Ｓ１０４にてタイマー２３が起動され、エンジン始動後の経過時間Ｔの計測がタイマー２３により開始される。すなわち、エンジン始動時にはタンブル制御弁１８は閉じられた状態とされている。
【００２３】
次に、Ｓ１０５にてエンジン始動後、予め設定した開き設定時間Ｔｓを経過したか否かが判断され経過していない場合（ＮＯ）にはこの判断が繰り返される。そして、経過した場合（ＹＥＳ）、Ｓ１０６にてタンブル制御弁１８が開かれる。更に、Ｓ１０７にてタイマーがリセットされ吸気制御弁開閉制御動作が終了する。すなわち、エンジンが停止し、次のＳ１０１の動作が行われるまでターンブル制御弁１８は開状態とされる。
【００２４】
このように、エンジン始動後タンブル制御弁１８を閉じることによるガス流動の発生が必要であると考えられる時間を設定時間Ｔｓとして定め確実にエンジン始動時の燃焼性を向上させることができ、特に重要視されるエンジン始動時の排気ガス浄化作用の適正化が図られる。これは、従来にない極めてシンプルな吸気制御弁の開閉制御であり、装置の簡略化も達成される。
【００２５】
次に、図３は、他の実施例の動作を示している。まず、Ｓ２０１にてイグニッションスイッチがＯＮされる。そして、Ｓ２０２においてエンジンが始動したか否かが判断され未だ始動していない場合（ＮＯ）、Ｓ２０１にリターンされる。そして、始動している場合（ＹＥＳ）、Ｓ２０３にてＥＣＵ２２に組み込まれたタイマー２３が起動される。また、これと同時にＳ２０４にて吸気制御弁が閉じられる。
【００２６】
そして、Ｓ２０５にてエンジン始動後の経過時間Ｔが予め設定された開き設定時間Ｔｓに達したか否かが判断され、開き設定時間Ｔｓに達した場合（ＹＥＳ）、Ｓ２０６にて吸気制御弁が開かれる。そして、Ｓ２０７にてエンジンが停止したか否かが判断され、停止した場合（ＹＥＳ）は再びＳ２０１にリターンされる。そして、エンジンが停止していない場合（ＮＯ）、このエンジン動作における吸気制御弁開閉動作は終了し、タンブル制御弁１８は開状態が維持される。
【００２７】
Ｓ２０５においてエンジン始動後の経過時間が開き設定時間Ｔｓに達していないＮＯと判断された場合、Ｓ２０８にてＯ2 センサ２６による空燃比（Ａ／Ｆ）の検出が行われる。そして、Ｓ２０９で空燃比がリーン側にあると判断された場合（ＹＥＳ）、Ｓ２１０にて燃料カットが行われた否かが判断される。燃料カットはＥＣＵ２２の制御によりなされるので、その指示信号が発生されたか否かを検知することで燃料カットの有無の判断が可能である。そして、燃料カット動作が行われていない場合（ＮＯ）、Ｓ２１１にてエンジンが停止したか否かが判断され停止していない作動継続状態の場合（ＮＯ）、再びＳ２０５にリターンする。一方、エンジンが停止している場合（ＹＥＳ）、吸気制御弁開閉動作は終了する。
【００２８】
また、Ｓ２１０で燃料カット状態と判断された場合（ＹＥＳ）、Ｓ２１４で吸気制御弁が開かれる。そしてＳ２１１にてエンジンの停止の有無が判断され停止していない動作継続状態の時には、再度Ｓ２０５にリターンされる。従って、エンジン始動後の経過時間Ｔが設定時間Ｔｓに達するまでの間で燃料カット状態が継続している間はタンブル制御弁１８は開かれている。Ｓ２０５からの再動作において、Ｓ２０９の判断がリーン側のままであれば、Ｓ２１４で一旦開かれたタンブル制御弁１８は再び閉じられる（Ｓ２１５）。すなわち、開き設定時間Ｔｓ内でかつ空燃比がガス流動を必要とするリーン状態の場合に燃料カットがあった場合、一時的にタンブル制御弁１８が開かれるものである。
【００２９】
上記Ｓ２０９において空燃比がリーン状態でないと判断された場合（ＮＯ）、Ｓ２１２にて吸気制御弁が開かれる。
【００３０】
このように、時間の経過に加え、空燃比の検出に基づく条件が付加されたことにより、開き設定時間Ｔｓの経過前であってもエンジン始動時のリーン状態が解消された時には直ちにタンブル制御弁１８が開動作され、リーン状態であっても燃料カットがなされた状態の時には一時的にタンブル制御弁１８が開かれる。
【００３１】
従って、ガス流動が不要となった時には直ちに吸気制御弁が開かれ不要な吸気抵抗の増加を回避することができる。
【００３２】
図４は、エンジン温度に基づく基本的な実施例の動作を示している。
【００３３】
まず、Ｓ３０１にてイグニッションスイッチがＯＮされる。そして、Ｓ３０２でエンジン温度Ｗの検出が行われる。このエンジン温度Ｗは、エンジン水温を水温センサ１２にて検知することにより行われる。
【００３４】
そしてＳ３０３にてこのエンジン水温Ｗが予め設定された開き設定温度Ｗｓを越えているか否かが判断され、越えている場合（ＹＥＳ）、Ｓ３０４にて吸気制御弁が開かれる。そして、越えていない場合（ＮＯ）、Ｓ３０５にて吸気制御弁が閉じられる。この状態でＳ３０６においてエンジン始動がなされたか否かが判断されエンジンが未だ始動していない場合（ＮＯ）、Ｓ３０２にリターンする。
【００３５】
次に、Ｓ３０６でエンジンが始動されていると判断された場合（ＹＥＳ）、Ｓ３０７にて予め設定された開き設定温度Ｗｓとエンジン水温Ｗの比較が行われ、設定温度Ｗｓをエンジン水温Ｗが越えた場合（ＹＥＳ）、Ｓ３０８にてタンブル制御弁１８が開かれる。なお、Ｓ３０４で既に開かれている場合はそれが継続される。設定温度Ｗｓを越えていない場合（ＮＯ）、Ｓ３０９にてエンジンの停止の有無が判断され動作継続中の場合にはＳ３０７にリターンされ停止している場合（ＹＥＳ）には開閉制御は終了する。
【００３６】
本実施例は、イグニッションスイッチのＯＮ動作後は、常にエンジン水温Ｗを基にしてタンブル制御弁１８の開閉を行うようにしたものであり、燃焼性に密接な関係のあるエンジン温度に基づいて吸気制御弁の開閉を行うことにより真にガス流動の必要な場合のみに吸気制御弁を閉状態とすることができ、適切な吸気制御弁の利用が図られる。
【００３７】
図５は、更に他の実施例の動作を示している。
【００３８】
まず、Ｓ４０１からＳ４０６までは図４に示したＳ３０１からＳ３０６までの動作と同様でありその説明を省略する。そして、Ｓ４０６でエンジンが始動されていると判断された場合（ＹＥＳ）、Ｓ４０７にてタンブル制御弁１８が既に開かれているか否かが判断され開かれている場合（ＹＥＳ）、Ｓ４０８にてタイマーがリセットされ制御が終了する。
【００３９】
一方、Ｓ４０７で吸気制御弁が開かれていない場合（ＮＯ）、Ｓ４０９にてタイマー２３が起動されエンジン始動後の経過時間Ｔが計測される。そして、Ｓ４１０にてＳ４０２で検出したエンジン水温Ｗに基づき開き設定時間Ｔｓの算出が行われる。この算出動作は、エンジン水温Ｗと予め設定された時間のマップによりあるいは一次式により算出される。
【００４０】
次に、Ｓ４１１にて設定された開き設定時間Ｔｓを経過したか否かが判断され経過していない場合（ＮＯ）、繰返しタイマーカウントが行われる（Ｓ４１２）。そして、経過した場合（ＹＥＳ）、Ｓ４１３にて吸気制御弁が開かれる。更に、Ｓ４０８にてタイマー２３のリセットが行われ吸気制御弁の開閉制御動作が終了する。
【００４１】
本実施例は、エンジン温度と経過時間を組合せ、かつエンジン始動後吸気制御弁の閉状態が保たれる時間の設定をエンジン水温Ｗの状態を基にして設定しようとしたものである。すなわち、燃焼性に重要な影響を与えるエンジン温度を考慮し、エンジン温度が高い時には吸気制御弁の閉状態が保たれる設定時間はより短いものとされる。
【００４２】
なお、上記Ｓ４０３のエンジン水温Ｗと開き設定温度Ｗｓとの比較において、開き設定温度Ｗｓを越えたか否だけでなく、設定温度Ｗｓを越えていない場合でも、所定の温度を下回っているような非常に低温状態の場合には、タンブル制御弁１８による制御は好ましくないので、タンブル制御弁１８は開いた状態とし空燃比による制御のみを行う場合もある。すなわち、その場合にはＷｘ＞Ｗ＞Ｗｓの判断を行うこととなり、ＹＥＳの場合、タンブル制御弁１８を開く。Ｗｘはタンブル制御弁１８の作用を利用しない低温限界温度を意味する。
【００４３】
図６は、他の実施例が示されており、スロットル開度Ａを基準とした基本的な吸気制御弁の開閉動作が示されている。図示のように、Ｓ５０１にてイグニッションスイッチのＯＮ動作の有無が判断される。ＯＮ動作されている場合（ＹＥＳ）は、スロットル開度Ａが検出される。そして、Ｓ５０３にて検出されたスロットル開度Ａが予め設定された開き設定開度Ａｓを越えたか否かが判断され、越えた場合にはＳ５０４にて吸気制御弁が開かれ、越えていない場合（ＮＯ）にはＳ５０５にて吸気制御弁の閉状態が維持される。
【００４４】
本図ではエンジン始動の有無の判断は示されていないが、エンジン始動後においても同様にスロットル開度Ａと設定された開き設定開度Ａｓとの比較によってタンブル制御弁１８の開閉が制御されるものである。また、スロットル開度Ａが開き設定開度Ａｓを越え、一旦タンブル制御弁１８が開かれた場合には、エンジンが停止され再度開閉制御動作が行われるまでは開き状態が保たれる。これは、通常の自動車の走行状態を考慮したものであり、エンジン始動後設定された開き設定開度を上回るスロットル開度となった場合には、エンジン温度も十分に上昇しており、スロットル開度が戻った場合でも再度吸気制御弁を閉じる必要がないことによる。
【００４５】
図７は、他の実施例を示している。
【００４６】
まず、Ｓ６０１にてイグニッションスイッチのＯＮ状態の判断がなされ、ＯＮされていない場合（ＮＯ）には、リターンされる。そして、ＯＮされている場合には、Ｓ６０２にてまず吸気制御弁が閉じられる。
【００４７】
そして、Ｓ６０３にてエンジン水温Ｗの検出がなされ、Ｓ６０４にてエンジン速度の検出がなされる。
【００４８】
更に、Ｓ６０５においてエンジンの始動状態が判断され未だ始動されていない場合（ＮＯ）にはリターンされ、始動されている場合（ＹＥＳ）、Ｓ６０６にて経過時間Ｔの計測のためのタイマーが起動され、Ｓ６０７にて上記エンジン水温Ｗ及びエンジン速度Ｓのいずれか又は双方に基づいて基準となるスロットルの開き設定開度Ａｓの算出が行われる。なお、この開き設定開度Ａｓの算出のためのマップが図８及び図９に示されている。
【００４９】
図８は、エンジン温度Ｗに対する設定開度Ａｓの一次元マップであり、図示のようにエンジン水温が−１０℃以下の場合には、吸気制御弁の開閉による制御は相応しくないので、温度が低下するにつれ設定開度Ａｓは小さくなっている。しかし、−１０℃以上の温度の場合には、本発明に係る吸気制御弁の開閉制御が適用され、エンジン水温Ｗが上昇するにつれ開き設定開度Ａｓは小さい角度に設定されていることが理解される。
【００５０】
図９は、エンジン水温Ｗとエンジン速度Ｓすなわちエンジン回転数との二次元マップに基づいてスロットルの開き設定開度Ａｓが決定されるマップが示されている。図から理解されるように、エンジン回転数が高まるにつれ設定開度Ａｓは小さく設定されている。これは、エンジン速度が高い方がエンジン温度の上昇も早いと考えられるからである。
【００５１】
次に、Ｓ６０８にて現在のスロットル開度Ａの検出が行われる。更に、Ｓ６０９にて経過時間Ｔが吸気制御弁の閉状態を保つべき閉状態維持時間Ｔｃを越えたか否かの判断がなされる。この閉状態維持時間Ｔｃは、通常のスロットル開度Ａに基づく吸気制御弁の開閉制御に優先して適用される条件であり、この閉状態維持時間Ｔｃの間はスロットル開度が開き設定開度Ａｓを越えても吸気制御弁は開かれることはない。但し、後述のようにスロットル開度が全開の場合には、十分な吸入空気確保を優先し開かれる。
【００５２】
このＳ６０９にて閉状態維持時間Ｔｃが経過したと判断された場合（ＹＥＳ）、Ｓ６１０にてスロットル開度Ａが開き設定開度Ａｓを越えたか否かが判断され越えていない場合（ＮＯ）には、Ｓ６１１にてタンブル制御弁１８の閉状態が保たれ、越えた場合（ＹＥＳ）にはＳ６１２にてタンブル制御弁１８が開かれる。
【００５３】
また、Ｓ６０９にて閉状態維持時間Ｔｃが経過していない場合（ＮＯ）、Ｓ６１３にてスロットル開度Ａが全開状態にあるか否かが判断される。そして、全開状態にある場合（ＹＥＳ）、Ｓ６１４にてタンブル制御弁１８が開かれる。また、Ｓ６１３にて全開状態にないと判断された場合には、Ｓ６１５にて吸気制御弁の閉状態が保たれる。
【００５４】
ここで吸気制御弁が閉状態に保たれているＳ６１１及びＳ６１５の場合、Ｓ６１６にてイグニッションスイッチのＯＮ状態の有無が判断されＯＮ状態にある場合には、再度Ｓ６０９にリターンする。そして、イグニッションスイッチがＯＮされていない場合（ＮＯ）には、スタートへリターンする。なお、Ｓ６１２及びＳ６１４の吸気制御弁が開かれた場合には開閉制御は終了しスタートにリターンされる。
【００５５】
次に、図１０は、エンジン水温Ｗに基づき決定されるスロットルの開き設定開度ＡをそれらＷの値に基づき２種類設定する場合を示している。
【００５６】
図示のように、図７に示したＳ６０９での判断がＹＥＳのとき、すなわち、閉状態維持時間Ｔｃを経過したと判断された場合、Ｓ７０１にて、エンジン水温Ｗと切替点温度であるＷｃとが比較される。エンジン水温Ｗが切替点温度Ｗｃより低い場合（ＹＥＳ）、Ｓ７０２にて比較的小さい開き設定開度Ａｓ１が設定される。一方、Ｓ７０１にてＷ＜Ｗｃの判断がＮＯと判断された場合、Ｓ７０３にて比較的大きい開き設定開度Ａｓ２が設定される。そして、それぞれＳ７０４、Ｓ７０５において、スロットル開度Ａと開き設定開度Ａｓ１、Ａｓ２との比較が行われる。それぞれＡの方が大きい場合（ＮＯ）、タンブル制御弁１８が開かれ、Ａの方が小さい場合（ＹＥＳ）タンブル制御弁１８は閉じられたままとされる。
【００５７】
このように、図７及び図１０の実施例では、エンジン始動時のエンジン水温Ｗに基づいて決定した閉状態維持時間Ｔｃが経過するまでは、スロットル全開となったときのみタンブル制御弁１８を開き、それ以降それを継続する。そして、閉状態維持時間Ｔｃを経過した後は、スロットルの開き設定開度Ａｓに基づくタンブル制御弁１８の開閉が行われ、始動時のエンジン水温Ｗを考慮した良好な制御がなされる。
【００５８】
図１１は、上記実施例の動作における種々の測定値を共通の時間軸をもって示している。同図（Ａ）は、イグニッションスイッチのオンから閉状態維持時間Ｔｃを経過し、エンジン停止に至る過程でのエンジン水温Ｗの変化を示している。図示の様にエンジンの始動時から上昇し、ある値で安定しエンジン停止まで継続している。
【００５９】
同図（Ｂ）は、タンブル制御弁１８の開、閉状態が示されている。同図（Ｃ）は、タイマー２３によるエンジン始動後の経過時間Ｔの計測状態が示されており、タンブル制御弁１８の開動作でリセットされている。同図（Ｄ）は、スロットル開度Ａの変化（実線）とエンジン水温Ｗに基づいて設定された開き設定開度Ａｓ１、Ａｓ２（鎖線）が示されている。本実施例では、水温Ｗｏで切替えられている。同図（Ｅ）は、上記スロットル動作に対応した車速の変化が示されている。
【００６０】
尚、同図（Ｆ）は、後述する空燃比の制御動作が示されており、タンブル制御弁１８が開かれるまでリーン側に制御する負の補正値ＳＤＬＥＡＮが付加されている。ここで負の補正値ＳＤＬＥＡＮとは、その詳細については後述するが、インジェクタ１６から噴射される燃料の噴射量を減じるための補正値である。
【００６１】
本図に示したように、閉状態維持時間Ｔｃの経過前はスロットル開度Ａが開き設定開度Ａｓ１又はＡｓ２を越えてもタンブル制御弁１８は開かれない（上述の図６や後述の図１２の実施例の場合には、スロットル開度Ａが開き設定開度Ａｓを越えた時点でタンブル制御弁１８は開かれる）。但し、図示の様にスロットルがＰ１の時点で一旦全開に近い状態とされ、次に加速が行われる場合、燃料カット動作が行われるが、その場合一時的にタンブル制御弁１８は開かれる（同図（Ｂ）のｂ−１）。
【００６２】
そして、スロットルが全開となった場合（同図（Ｄ）のＰ２）は、閉状態維持時間Ｔｃの経過前でもそれ以降タンブル制御弁１８は開かれる（同図（Ｂ）のｂ−２）。
【００６３】
図１２は、更に他の実施の形態を示す動作フローチャートである。図示のように、イグニッションスイッチオン（図示せず）の後、Ｓ８０１でエンジン水温Ｗの検出が行われ、Ｓ８０２でスロットル開度Ａの検出が行われる。そして、Ｓ８０３でエンジン水温Ｗと開き設定温度Ｗｓとの比較が行われ、Ｗの方が高い場合（ＮＯ）Ｓ８０４でタンブル制御弁１８は開かれる。これはガス流動の必要性が少ないからである。一方、Ｓ８０３でＷの方が低い場合（ＹＥＳ）Ｓ８０５でスロットル開度Ａと開き設定開度Ａｓとが比較され、Ａの方が大きい場合（ＮＯ）Ｓ８０４でタンブル制御弁１８が開かれる。
【００６４】
そして、Ｓ８０５でＡの方が小さいと判断された場合（ＹＥＳ）、Ｓ８０６でとりあえずタンブル制御弁１８が閉じられる。次に、Ｓ８０７でエンジンが始動されたか否かが判断され、されていない場合（ＮＯ）Ｓ８０４にてタンブル制御弁１８が開かれる。また、Ｓ８０７にて始動されたと判断された場合（ＹＥＳ）、Ｓ８０８でタイマー２３が起動される。
【００６５】
Ｓ８０９で、エンジン水温Ｗに基づいて開き設定時間Ｔｓが決定される。Ｓ８１０では、経過時間Ｔが開き設定時間Ｔｓ以上となったと判断された場合（ＹＥＳ）上記Ｓ８０４タンブル制御弁１８の開動作に移る。一方、Ｓ８１０で、経過時間Ｔが開き設定時間Ｔｓを越えないとき（ＮＯ）、Ｓ８１１で燃料カットがなされたか否かが判断される。
【００６６】
ここで、燃料カットがなされたと判断された場合（ＹＥＳ）、吸気制御弁の作用は不要となるので、Ｓ８１２にてタンブル制御弁１８が開かれる。そして、Ｓ８１３にて燃料カット状態がリカバーされたか否かが判断され、リカバーされたと判断した場合すなわち燃料供給が再開されている場合（ＹＥＳ）、Ｓ８１４で再びタンブル制御弁１８が閉じられる。一方、Ｓ８１３で燃料カットがリカバーされていないと判断した場合、Ｓ８１０の判断にも戻る。すなわち、閉状態維持時間Ｔｃの経過前においては燃料カットがリカバーされるまでの間、タンブル制御弁１８が開かれることとなる。
【００６７】
Ｓ８１１にて燃料カット状態でないと判断された場合（ＮＯ）、Ｓ８１５にてもう一つの優先条件であるスロットルが全開か否かが判断され、全開の場合（ＹＥＳ）タンブル制御弁１８はＳ８０４にて開かれる。また、全開でない場合（ＮＯ）、Ｓ８１６にて通常のスロットル開度Ａに基づく判断として、現在のスロットル開度Ａと開き設定開度Ａｓとの比較を行い、ＡがＡｓ以上であれば（ＹＥＳ）Ｓ８０４でタンブル制御弁１８が開かれ、Ａｓに達していなければリターンされる。
【００６８】
図１３は、上記実施例の動作における種々の測定値を共通の時間軸をもって示してたもので、図１１に対応するものである。同図（Ａ）は、イグニッションスイッチのオンから開き設定時間Ｔｓ（閉状態維持時間Ｔｃとは優先性が異なる）を経過し、エンジン停止に至る過程でのエンジン水温Ｗの変化を示している。
【００６９】
同図（Ｂ）は、タンブル制御弁１８の開、閉状態、同図（Ｃ）は、タイマー２３によるエンジン始動後の経過時間Ｔの計測状態が示されている。同図（Ｄ）は、スロットル開度Ａの変化（実線）と設定された開き設定開度Ａｓｔ（鎖線）が示されている。この開き設定開度Ａｓｔは、エンジン水温Ｗとエンジン速度Ｓ、すなわちエンジン回転数との１６格子テーブルによる二次元マップ（図９参照）に基づいて決定される。同図（Ｅ）は、上記スロットル動作に対応した車速の変化が示されている。尚、同図（Ｆ）は、空燃比の制御動作が示されており、タンブル制御弁１８が開かれるまでリーン側に制御する負の補正値ＳＤＬＥＡＮが付加されている。
【００７０】
図から理解されるように、本実施例では開き設定時間Ｔｓの経過前であってもスロットル開度Ａが開き設定開度Ａｓｔに達した時、タンブル制御弁１８が開かれる（同図Ｂ及びＤ）。なお、図示のように本実施例の開き設定時間Ｔｓは、上記図１１に示したスロットル開度Ａによる制御条件よりも優先される閉状態維持時間Ｔｃよりも短くなっている。これはそれらの設定時間がエンジン始動時のエンジン水温Ｗに基づいて決定されるためであり、本図では始動時のエンジン水温Ｗが図１１に示した場合に比べ高いので短くなっている。
【００７１】
なお、本実施例においても例えば、開き設定時間Ｔｓの経過前にスロットルが全開になっていればそれ以降タンブル制御弁１８は開かれ、或いは燃料カットがなされた場合にはタンブル制御弁１８は一時的に開かれる。
【００７２】
次に、図１４は、タンブル制御弁１８の閉動作によりガス流動を生じせしめている場合に併せて空燃比制御を行うようにした一の実施例の動作を示している。
【００７３】
まず、Ｓ９０１にてイグニッションスイッチがオンされたか否かが判断され、ＮＯの場合は繰返しこの判断がなされる。ＹＥＳの場合、Ｓ９０２において初期動作としてタンブル制御弁１８を閉じる動作が行われ、同時にＳ９０３にてエンジン温度（エンジン水温Ｗ）の検出動作も開始される。更に、Ｓ９０４にて空燃比の制御の基礎となる燃料噴射量Ｔｉを算出するためのＣＯＥＦに対してエンジン始動時におけるリーン状態の確保のための負のリーン補正値ＳＤＬＥＡＮを付加する演算が行われる。すなわち、Ｔｉ＝Ｔｐ×ＬＭＤ×ＣＯＥＦ＋ＳＤＬＥＡＮの演算を行うためのリーン補正値ＳＤＬＥＡＮの算出を行うものである。ここで、Ｔｐは燃料基本噴射量、ＬＭＤは空燃比フィードバック補正値、ＣＯＥＦは空燃比補正係数である。
【００７４】
そして、Ｓ９０５において、エンジンが始動されたか否かの判断がなされ、始動されていない場合（ＮＯ）、リターンされ以上の動作が繰返される。始動されている場合（ＹＥＳ）、Ｓ９０６でタイマー２３が起動される。次に、Ｓ９０７で予めエンジン水温Ｗに基づき決定された開き設定時間Ｔｓが経過したか否かが判断される。経過した場合（ＹＥＳ）、Ｓ９０８でリーン補正値ＳＤＬＥＡＮによる補正をキャンセルする。これは、開き設定時間Ｔｓの経過によりタンブル制御弁１８も開かれガス流動もなくなるのでこれに対応させてリーン側での減量側への燃料噴射量補正を止めるためである。
【００７５】
次に、Ｓ９０９でスロットル開度Ａの検出を行い、Ｓ９１０で予め決定されている開き設定開度Ａｓとの比較を行う。そして、上記実施例と同様にＡが大きい場合（ＹＥＳ）、Ｓ９１１でタンブル制御弁１８が開かれる。Ａが小さい場合（ＮＯ）、Ｓ９１２でタンブル制御弁１８の閉状態が維持され、Ｓ９１３でイグニッションスイッチの状態の判断によるリターン動作が行われる。
【００７６】
Ｓ９０７において、開き設定時間Ｔｓが経過していないと判断された場合（ＮＯ）、Ｓ９１４でスロットル開度Ａの検出を行い、Ｓ９１５で開き設定開度Ａｓとの比較を行う。そして、Ｓ９１０の場合と同様にＡが大きい場合（ＹＥＳ）Ｓ９１６でタンブル制御弁１８が開かれる。この場合、開き設定時間Ｔｓが経過していないので直ちにリーン補正値ＳＤＬＥＡＮの付加をキャンセルせず、タンブル制御弁１８が開いた状態でのリーン補正値ＳＤＬＥＡＮ２が用いられる。一方、Ａが小さい場合（ＮＯ）Ｓ９１７でタンブル制御弁１８の閉じ状態が維持され、この場合Ｓ９０４で設定されたリーン補正値ＳＤＬＥＡＮの付加による空燃比制御が行われる。そして、Ｓ９１７及びＳ９１８の後、Ｓ９１２後と同じくＳ９１３にてイグニッションスイッチの状態が判断されオフされている場合（ＮＯ）はスタートにリターンし、オンの場合（ＹＥＳ）はＳ９０７にリターンする。
【００７７】
なお、本実施例のリーン補正値ＳＤＬＥＡＮの決定は、図１５（Ａ）に示したようなエンジン水温Ｗに対応した一次元マップや図１５（Ｂ）に示したようなエンジン水温Ｗとエンジン負荷との１６格子の二次元マップによって決定される。また、同図（Ｃ）は上述の開き設定時間Ｔｓ経過前においてタンブル制御弁１８が開いた場合のリーン補正値であるＳＤＬＥＡＮ２の数値を示している。各図においてＳＤＬＥＡＮの数値は十六進数にて示されている。
【００７８】
本実施例では、エンジン始動後の経過時間Ｔ及びスロットル開度Ａを基準としたタンブル制御弁１８の開閉制御を行うと共にエンジン始動後所定期間のリーン状態での運転を良好に行うことを可能とし、排気ガス浄化作用の適正化と共に燃焼の改善を達成したものである。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るエンジン用吸気制御弁の開閉制御方法によれば、構造的な複雑化を伴うことなく、エンジン始動時における燃焼室でのガス流動の発生を的確に制御することができ、エンジン作動状況への悪影響を防止しつつ排気ガス浄化作用の適正化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジン用吸気制御弁の開閉制御方法が用いられる自動車のエンジンの概略全体構成図である。
【図２】本発明の基本的実施の形態を示すフローチャート図である。
【図３】本発明の一つの実施の形態を示すフローチャート図である。
【図４】本発明の一つの実施の形態を示すフローチャート図である。
【図５】本発明の基本的実施の形態を示すフローチャート図である。
【図６】本発明の一つの実施の形態を示すフローチャート図である。
【図７】本発明の一つの実施の形態を示すフローチャート図である。
【図８】実施の形態で用いられる開き設定開度決定のためのマップ図である。
【図９】実施の形態で用いられる開き設定開度決定のためのマップ図である。
【図１０】図７に示した実施の形態の変形例を示すフローチャート図である。
【図１１】（Ａ）〜（Ｆ）は実施の形態の動作における種々の測定値の変化を示すタイムチャート図である。
【図１２】本発明の一つの実施の形態を示すフローチャート図である。
【図１３】（Ａ）〜（Ｆ）は実施の形態の動作における種々の測定値の変化を示すタイムチャート図である。
【図１４】本発明の一つの実施の形態に空燃比制御動作を付加した場合の動作のフローチャート図である。
【図１５】（Ａ）〜（Ｃ）は図１４の実施の形態での空燃比制御動作に用いるリーン補正値の算出のためのマップ図である。
【符号の説明】
１０  エンジン本体
１２  水温センサ
１８  タンブル制御弁
２２  ＥＣＵ
２４  スロットル開度センサ
【図１】
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【図２】
0003687863.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003687863.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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