JP3964347B2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃料噴射式内燃機関の吸気装置に関し、特に空気流量センサの配置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両等に用いられる内燃機関は燃料噴射式であることが一般的になりつつある。このような内燃機関の中には、吸気マニホールドの上流側にスロットルバルブ（絞り弁）が設けられ、このスロットルバルブの下流側に燃料噴射弁及び空気流量センサが設けられるものがある（例えば、特許文献１参照。）。空気流量センサが出力する吸気量信号は制御回路に入力され、内燃機関の運転状態に応じた燃料噴射量が演算される。そして、演算された燃料噴射量に基づく燃料噴射量信号が制御回路から出力されて前記燃料噴射弁の作動制御が行われる。
【０００３】
【特許文献１】
特公平４−１５３８８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記内燃機関の燃料効率や応答性を向上させるためには、吸気量（内燃機関に吸入される空気量）をその都度検出しこの吸気量を基に最適な燃料噴射を行うことが望ましいが、上記従来の構成では、吸気マニホールドの内部が負圧状態になっている場合には空気流量センサは内燃機関に吸入される空気と吸気マニホールド内を満たすための空気とが加わった空気流量を測定してしまうことから、特にスロットルバルブの開き始めには最適な燃料噴射が行われないという欠点があった。
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、スロットルバルブの開き始めでも吸気量を精度良く測定して最適な燃料噴射を可能とする内燃機関の吸気装置を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、内燃機関（例えば実施の形態におけるエンジン１）に接続される複数の分岐管（例えば実施の形態における分岐管７）とスロットルボディ（例えば実施の形態におけるスロットルボディ１０）が接続される集合管（例えば実施の形態における集合管８）とを有する吸気マニホールド（例えば実施の形態における吸気マニホールド６）を備え、前記スロットルボディの絞り弁（例えば実施の形態におけるスロットルバルブ９）により前記内燃機関に吸入される空気量を調整し、該空気量に応じて燃料の噴射量を調整する内燃機関の吸気装置において、前記吸気マニホールドの一部の分岐管に前記内燃機関に吸入される空気量を検出する空気流量センサ（例えば実施の形態におけるエアフローメータ２８）を設け、前記吸気マニホールドの集合管にも前記空気流量センサを設けたことを特徴とする。
【０００８】
この内燃機関の吸気装置によれば、内燃機関の運転状態において、絞り弁の開き始めには、空気流量センサ敷設気筒では、吸気マニホールド内を満たす空気を除いて内燃機関内に吸入される空気量のみを直接測定することが可能となる。また、空気流量センサ敷設気筒以外の気筒では、クランクシャフトやカムシャフト等の回転角度を検出する回転角度センサを併用しながら吸気量を推測することができる。なお、一部の分岐管とは一本以上全本数未満の分岐管を指す。
また、空気流量センサが検出する吸気の立ち上がりに基づき空気流量センサ敷設気筒に正確なタイミングで燃料噴射を行うことができると共に、この燃料噴射タイミングに基づき空気流量センサ敷設気筒以外の気筒でも空気流量センサ敷設気筒と同等の正確なタイミングでの燃料噴射が可能である。
さらに、空気流量センサが検出する吸気の立ち下がりを内燃機関内への吸気が終了したものとみなすように設定することで、吸気が開始した時点から吸気が終了する直前までの吸気量を測定することができると共に、この測定情報に基づき空気流量センサ敷設気筒以外の気筒でも空気流量センサ敷設気筒と同等に精度良く推測することが可能である。
しかも、分岐管に空気流量センサを備える空気流量センサ敷設気筒では、吸気マニホールド内を満たす空気を除いて内燃機関内に吸入される空気量のみを直接測定することが可能となる。また、空気流量センサ敷設気筒以外の気筒では、集合管に設けられた空気流量センサが測定した総吸気量から空気流量センサ敷設気筒の吸気量を減算する等の処理を行い、かつクランクシャフトやカムシャフト等の回転角度を検出する回転角度センサを併用しながら吸気量をより正確に推測することができる。
【００１１】
請求項２に記載した発明は、内燃機関（例えば実施の形態におけるエンジン１）に接続される複数の分岐管（例えば実施の形態における分岐管７）とスロットルボディ（例えば実施の形態におけるスロットルボディ１０）が接続される集合管（例えば実施の形態における集合管８）とを有する吸気マニホールド（例えば実施の形態における吸気マニホールド６）を備え、前記スロットルボディの絞り弁（例えば実施の形態におけるスロットルバルブ９）により前記内燃機関に吸入される空気量を調整し、該空気量に応じて燃料の噴射量を調整する内燃機関の吸気装置において、前記吸気マニホールドの集合管の分岐管側端部に分岐管に向かって延びる延長部（例えば実施の形態における延長部８’）を設け、この延長部に前記内燃機関に吸入される空気量を検出する空気流量センサ（例えば実施の形態におけるエアフローメータ２８）を設けたことを特徴とする。
【００１２】
この内燃機関の吸気装置によれば、内燃機関の運転状態において、絞り弁の開き始めには、空気流量センサが各分岐管に近づいて配置されることから、内燃機関内に吸入される空気流の検出感度が高まっており、したがって各気筒の吸気の立ち上がり及び吸気の立ち下がりを捕らえることができる。そして、空気流量センサが検出する吸気の立ち上がりに基づき、各気筒に正確なタイミングで燃料を噴射するよう制御することが可能となる。また、空気流量センサが検出する吸気の立ち下がりを内燃機関内への吸気が終了したものとみなすように設定することで、吸気が開始した時点から吸気が終了する直前までの吸気量を測定することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、エンジン（内燃機関）１はエンジン本体２のシリンダ３内でピストン４が往復直線運動を行うレシプロエンジンであり、ピストン４が往復しシリンダ３内の容積を変化させることで吸気、圧縮、燃焼（膨張）、排気の各行程を繰り返すものである。
また、エンジン１は複数（この実施の形態においては四つ）のシリンダ３を有する多気筒エンジンであり、エンジン本体２の各吸気ポート５の外部側開口には吸気マニホールド６の下流側である複数の分岐管７（図２参照）がそれぞれ接続されると共に、吸気マニホールド６の上流側である集合管８にはエンジン１に吸入される空気量（吸気量）の調整を行うスロットルバルブ（絞り弁）９を有するスロットルボディ１０が接続される。スロットルボディ１０の上流側にはエアクリーナ１１及び吸気ダクト１２からなる吸気通路１３が接続される。
【００１４】
エンジン本体２には吸気ポート５内に電磁式の燃料噴射弁を臨ませるインジェクタ（燃焼噴射装置）１４が気筒毎に設けられ、インジェクタ１４の作動により吸気ポート５内の空気流に所定量の燃料が噴射される。各インジェクタ１４には燃料タンク１５内から燃料ポンプ１６で汲み出されレギュレータ１７で調圧された燃料が供給される。
また、エンジン本体２には吸気ポート５の燃焼室側開口を開閉させる吸気バルブ１８、排気ポート１９の燃焼室側開口を開閉させる排気バルブ２０、及び点火電極部を燃焼室内に臨ませる点火プラグ２１がそれぞれ気筒毎に設けられる。点火プラグ２１の点火は点火回路２２に蓄積された高エネルギを利用して行われ、各吸気バルブ１８及び排気バルブ２０の開閉動作は不図示のカムシャフトにより行われる。なお、各排気ポート１９の外部側開口には排気マニホールド２３が接続される。
【００１５】
各ピストン４はコンロッド２４を介してクランクシャフト２５のクランクピンに連結される。
そして、エンジン１の運転状態において、スロットルバルブ９が開くことでピストン４の往復に伴う吸入負圧により吸気通路１３から外気（空気）が吸引され、吸気マニホールド６を介して吸気行程にある気筒の吸気ポート５へ導かれる。この空気流がインジェクタ１４から噴射される燃料と共に混合気となって吸気行程にある気筒のシリンダ３内に吸入される。このとき、インジェクタ１４から噴射される燃料の量はシリンダ３内に吸入される空気量に応じて調整される。そして、シリンダ３内に吸入された混合気を燃焼させて得た燃焼エネルギにより、ピストン４がシリンダ３内で往復直線運動を行うと共にクランクシャフト２５を回転駆動させることとなる。
【００１６】
エンジン１の運転状態における燃料噴射量、燃料噴射タイミング、及び混合気への点火タイミングの制御は制御装置２６により行われる。この制御装置２６は所謂ＥＣＵ（Ｅｌｅｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等を有し、バッテリ２７からの電力供給を受けて作動する。この制御装置２６が、エンジン１に吸入される空気量を質量流量として検出可能なエアフローメータ（空気流量センサ）２８からの出力電流等を入力データとして所定の処理を行い、各部に指令信号を出力する。
【００１７】
ここで、この実施の形態に好適なエアフローメータ２８としては、シリコン基板にプラチナ薄膜を蒸着し、このプラチナ薄膜の温度を一定に保つように通電するセンサがあげられる。プラチナ薄膜の周囲を通流する空気の質量が増加するとプラチナ薄膜の温度が下がるので、エアフローメータ２８は温度を一定に保つようにプラチナ薄膜に通電する電流を増加させる。一方、プラチナ薄膜の周囲を通流する空気の質量が減少するとプラチナ薄膜の温度が上がるので、エアフローメータ２８はプラチナ薄膜に通電する電流を減少させる。このように、プラチナ薄膜の周囲を通流する空気の質量の増減に比例して電流値が増減するので、この電流値をモニタすることで空気流量を測定することができる。
【００１８】
図２に示すように、吸気マニホールド６は一本の集合管８とエンジンの各気筒に対応する複数（この実施の形態においては四本）の分岐管７とを有し、集合管８から導入された空気が各分岐管７を介してエンジン１の各気筒に振り分けられる。つまり、吸気マニホールド６の空気流の上流側に集合管８が、下流側に複数の分岐管７が各々配置される。
そして、吸気マニホールド６の各分岐管７には、エアフローメータ２８がそれぞれ設けられる（第一の実施の形態）。これにより、エアフローメータ２８が吸気マニホールド６の空気流の下流位置であって各気筒の吸気ポート５の直前にそれぞれ配置されることとなる。
【００１９】
次に、作用について説明する。
まず、エンジン１の運転状態において、スロットルバルブ９が開くと、吸気行程にある気筒の吸入負圧により、吸気通路１３から外気が吸引され、吸気マニホールド６を介して吸気行程にある気筒の吸気ポート５へ導かれる。この空気が吸気ポート５内でインジェクタ１４から噴射された燃料と混合され混合気となってシリンダ３内に吸入される。
【００２０】
ここで、スロットルバルブ９が閉じた状態ではその下流側である吸気マニホールド６内は各気筒の吸入負圧により負圧状態となっており、したがってスロットルバルブ９の開け始めには吸気通路１３からはシリンダ３内に吸入される空気と共に吸気マニホールド６内を満たす（大気圧に戻す）ための空気が吸引されることとなる。このとき、この実施の形態においてはエアフローメータ２８が吸気マニホールド６の下流側である各分岐管７にそれぞれ配置されているため、吸気マニホールド６内を満たす空気を除いてシリンダ３内に吸入される空気量のみを気筒毎に直接測定することが可能となる。
【００２１】
また、各エアフローメータ２８が検出する吸気の立ち上がりに基づき、各気筒に正確なタイミングで燃料を噴射するよう制御することが可能となる。ここで、吸気の立ち上がりとは、吸気バルブ１８が開いた時点から時間の経過と共に増加する吸気量が吸気量上昇所定値（例えば吸気マニホールド６内での空気の脈動と、過少流、具体的にはスロットルバルブ９がわずかに開いている状態でエンジン１の吸気バルブ１８が開いて発生した負圧が吸気バルブ１８が閉じても残っているために流入する空気のわずかな流れの範囲を超える値）に達したときをいう。
【００２２】
さらに、吸気バルブ１８が閉じ始めると、前記吸気量上昇所定値を越えて増加していた吸気量が減少に転じる。ここで、各エアフローメータ２８が検出する吸気量が前記吸気量上昇所定値よりも大きい値に設定されている吸気量下降所定値を下回ったときを吸気の立ち下がりとすると、この吸気の立ち下がりをシリンダ３内への吸気が終了したものとみなすように設定することも可能である。これにより、気筒毎に吸気の立ち上がりから吸気の立ち下がりまで、つまり吸気が開始した時点から吸気が終了する直前までの間の吸気量を測定することが可能となる。
【００２３】
上記実施の形態によれば、スロットルバルブ９の開け始めであってもシリンダ３内に吸入される空気のみを気筒毎に直接測定することが可能であるため、吸気量の検出精度が高まり、燃料噴射量の最適化を図ることができる。そして、混合気の燃焼効率を高め、エンジン１の応答性及び燃費を向上させることができる。
また、各エアフローメータ２８が検出する吸気の立ち上がりに基づき各気筒の燃料噴射タイミングが制御されることで、燃料噴射タイミングを制御するために従来用いられていたクランクシャフト２５又はカムシャフトの回転角度を検出する回転角度センサを廃することができ、部品点数及びコストの削減を図ることができる。
さらに、吸気バルブ１８が開いた時点から吸気バルブ１８が閉じて吸気が終了する直前までの間の吸気量の測定とその吸気量に応じた燃焼噴射とをエンジン１の一サイクル内で行うことができ、リアルタイムに燃料噴射量の最適化を図ることができる。
【００２４】
次に、この発明の第二の実施の形態について、図１を援用し図３に基づいて説明する。
図３に示すように、この実施の形態における内燃機関の吸気装置では、吸気マニホールド６の一部（この実施の形態では一本）の分岐管７にエアフローメータ２８が設けられている。
【００２５】
この実施の形態の作用について説明すると、まず、エンジン１の運転状態において、スロットルバルブ９が開くと、吸気ポート５へ導かれた空気がインジェクタ１４から噴射された燃料と混合され混合気となってシリンダ３内に吸入されるが、このとき、エアフローメータ２８が配置された分岐管７が接続される気筒（以下、エアフローメータ敷設気筒という）においては、吸気マニホールド６内を満たす空気を除いてシリンダ３内に吸入される空気量のみを直接測定することが可能となる。また、エアフローメータ敷設気筒以外の気筒においては、クランクシャフト２５又はカムシャフトの回転角度を検出する周知の回転角度センサを併用し、かつエアフローメータ敷設気筒での逆流成分を捕らえることで吸気量を精度良く推測することができる。
【００２６】
また、エアフローメータ２８が検出する吸気の立ち上がりに基づきエアフローメータ敷設気筒に正確なタイミングで燃料噴射を行うことが可能となると共に、この燃料噴射タイミングに基づき、クランクシャフト２５又はカムシャフトの回転角度センサからの角度検出情報も加味されてエアフローメータ敷設気筒以外の気筒においてもエアフローメータ敷設気筒と同等の正確なタイミングでの燃料噴射が可能となる。
さらに、エアフローメータ２８が検出する吸気の立ち下がりをシリンダ３内への吸気が終了したものとみなすように設定することで、吸気バルブ１８が開いた時点から吸気バルブ１８が閉じて吸気が終了する直前までの間の吸気量を測定することができると共に、この測定情報に基づきエアフローメータ敷設気筒以外の気筒でも空気流量センサ敷設気筒と同等に精度良く吸気量を推測することが可能となる。
【００２７】
上記第二の実施の形態によれば、スロットルバルブ９の開け始めであっても各気筒の吸気量が精度良く測定又は推測されるため、全ての分岐管７に各々エアフローメータ２８を配置した場合と比較して大幅なコストダウンを図りつつ燃料噴射量の最適化を図ることができる。そして、混合気の燃焼効率を高め、エンジン１の応答性及び燃費を向上させることができる。
また、各エアフローメータ２８とクランクシャフト２５又はカムシャフトの周知の回転角度センサとを併用することで、各気筒に正確なタイミングで燃料噴射を行うことが可能となると共に、吸気が開始された時点から吸気が終了する直前までの吸気量を測定又は推測することで、リアルタイムに燃料噴射量の最適化を行うことが可能となる。
なお、上記第二の実施の形態では、一本の分岐管７のみにエアフローメータ２８を設けたが、例えば位相の異なる気筒毎にエアフローメータ２８を設ける等、全本数未満の分岐管７にエアフローメータ２８を設けるようにしても同等の作用効果が得られる。
【００２８】
次に、この発明の第三の実施の形態について、図１を援用し図４に基づいて説明する。
図４に示すように、この実施の形態における内燃機関の吸気装置では、吸気マニホールド６の一部（この実施の形態では一本）の分岐管７にエアフローメータ２８が設けられると共に、吸気マニホールド６の集合管８にも別途エアフローメータ２８が設けられている。集合管８に設けられるエアフローメータ２８はスロットルバルブ９の上流側に配置され、集合管８を通過する総吸気量を測定可能である。
【００２９】
この実施の形態の作用について説明すると、エアフローメータ敷設気筒においては、吸気マニホールド６内を満たす空気を除いてシリンダ３内に吸入される空気量のみを直接測定することが可能となる。また、エアフローメータ敷設気筒以外の気筒においては、集合管８に設けたエアフローメータ２８が測定した総吸気量からエアフローメータ敷設気筒の吸気量を減算する等の処理を行い、かつクランクシャフト２５又はカムシャフトの回転角度センサからの角度情報を加味して、各気筒に正確な噴射タイミングで燃料を噴射するよう制御し、より一層精度良く吸気量を測定することができる。
【００３０】
上記第三の実施の形態によれば、集合管８にも接合するスロットルボディ１０の上流にエアフローメータ２８を設けたことで、エアフローメータ敷設気筒以外の気筒の吸気量をより一層精度良く推測することができる。
なお、上記第三の実施の形態において、集合管８に配置されるエアフローメータ２８をスロットルバルブ９よりも下流側に配置するようにしてもよい。特に、エアフローメータ２８をスロットルボディ１０に設置すればセッティング工数を削減することができる。
【００３１】
次に、この発明の第四の実施の形態について、図１を援用し図５に基づいて説明する。
図５に示すように、この実施の形態における内燃機関の吸気装置では、吸気マニホールド６の集合管８の下流側端部、つまり分岐管７側端部に、分岐管７側に向かって延びる延長部８’を設け、この延長部８’にエアフローメータ２８を設けたものである。これにより、エアフローメータ２８が各分岐管７に近づいて配置されることとなる。
【００３２】
この実施の形態の作用について説明すると、まず、エンジン１の運転状態において、スロットルバルブ９が開くと、吸気ポート５へ導かれた空気がインジェクタ１４から噴射された燃料と混合され混合気となってシリンダ３内に吸入されるが、このとき、エアフローメータ２８が各分岐管７に近づいて配置されることで、シリンダ３内に吸入される空気流の検出感度が高まり、吸気の立ち上がり及び立ち下がりを捕らえることができる。そして、エアフローメータ２８が検出する立ち上がりに基づき、各気筒に正確なタイミングで燃料を噴射するよう制御することが可能となる。また、エアフローメータ２８が検出する立ち下がりをエンジン１内への吸気が終了したものとみなすように設定することで、吸気が開始した時点から吸気が終了する直前までの間の吸気量を測定することが可能となる。
【００３３】
上記第四の実施の形態によれば、エアフローメータ２８を一つとすることで大幅なコストダウンを図りつつ各気筒への吸気の立ち上がり及び立ち下がりを捕らえる。本実施の形態では、第二の実施の形態と同様にクランクシャフト２５又はカムシャフトの回転角度センサからの角度情報を加味して各気筒に正確な噴射タイミングで燃焼を噴射するよう制御することで、エアフローメータ２８が検出する立ち上がりに基づき各気筒に正確なタイミングで燃料を噴射することができると共に、吸気の立ち下がりに基づき各気筒の吸気が開始した時点から吸気が終了する直前までの吸気量を測定することでリアルタイムに燃料噴射量の最適化を行うことができる。したがって、混合気の燃料効率を高め、エンジン１の応答性及び燃費を向上させることができる。
なお、上記第四の実施の形態において、延長部８’は吸気マニホールド６と一体でも別体であってもよい。
【００３４】
なお、この発明は上記各実施の形態に限られるものではなく、例えば、エアフローメータ２８はシリコン基板にプラチナ薄膜を蒸着したものとしたが、吸入される空気流量を検出可能な空気流量センサであれば他のものであってもよい。
また、適用される内燃機関は直列四気筒エンジンに限定されるものではなく、かつ単気筒エンジンであっても応用することが可能である。さらに、吸気ポート５に燃料を噴射するポート噴射エンジンではなく、燃料室に燃料を噴射する直墳エンジンに適用することも可能であり、この場合、吸気バルブ１８が開いた時点から吸気バルブ１８が閉じて吸気が終了するまでの吸気量を測定し、この吸気量に応じてリアルタイムに、かつより一層正確に燃料噴射量の最適化を図ることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載した発明によれば、絞り弁の開き始めであっても内燃機関内に吸入される空気量のみを測定又は推測することが可能となり、全ての分岐管に各々吸気流量センサを配置した場合と比較して大幅なコストダウンを図りつつ燃料噴射量の最適化を図ることができる。そして、混合気の燃焼効率を高め、内燃機関の応答性及び燃費を向上させることができる。
また、各空気流量センサとクランクシャフトやカムシャフト等の回転角度センサとを併用することで、各気筒に正確なタイミングで燃料噴射を行うことが可能となると共に、吸気量の測定とその吸気量に応じた燃料噴射とを内燃機関の一サイクル内で行うことでリアルタイムに燃料噴射量の最適化を行うことが可能となる。
さらに、集合管にも空気流量センサを設けたことで、空気流量センサ敷設気筒以外の気筒の吸気量をより正確に推測することができる。
【００３８】
請求項２に記載した発明によれば、空気流量センサの数を一つとすることで大幅なコストダウンを図りつつ各気筒の吸気の立ち上がり及び吸気の立ち下がりとを捕らえることができるため、吸気の立ち上がりに基づき各気筒に正確なタイミングで燃料噴射を行うことができると共に、各気筒の吸気が開始した時点から吸気が終了する直前までの吸気量の測定とその吸気量に応じた燃料噴射とを内燃機関の一サイクル内で行う、つまりリアルタイムで燃料噴射量の最適化を行うことができる。したがって、混合気の燃料効率を高め、内燃機関の応答性及び燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態における内燃機関の構成図である。
【図２】 第一の実施の形態における吸気マニホールドと空気流量センサの配置とを示す説明図である。
【図３】 第二の実施の形態における吸気マニホールドと空気流量センサの配置とを示す説明図である。
【図４】 第三の実施の形態における吸気マニホールドと空気流量センサの配置とを示す説明図である。
【図５】 第四の実施の形態における吸気マニホールドと空気流量センサの配置とを示す説明図である。
【符号の説明】
１ エンジン（内燃機関）
６ 吸気マニホールド
７ 分岐管
８ 集合管
９ スロットルバルブ（絞り弁）
１０ スロットルボディ
２８ エアフローメータ（空気流量センサ）
８’ 延長部
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃料噴射式内燃機関の吸気装置に関し、特に空気流量センサの配置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両等に用いられる内燃機関は燃料噴射式であることが一般的になりつつある。このような内燃機関の中には、吸気マニホールドの上流側にスロットルバルブ（絞り弁）が設けられ、このスロットルバルブの下流側に燃料噴射弁及び空気流量センサが設けられるものがある（例えば、特許文献１参照。）。空気流量センサが出力する吸気量信号は制御回路に入力され、内燃機関の運転状態に応じた燃料噴射量が演算される。そして、演算された燃料噴射量に基づく燃料噴射量信号が制御回路から出力されて前記燃料噴射弁の作動制御が行われる。
【０００３】
【特許文献１】
特公平４−１５３８８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記内燃機関の燃料効率や応答性を向上させるためには、吸気量（内燃機関に吸入される空気量）をその都度検出しこの吸気量を基に最適な燃料噴射を行うことが望ましいが、上記従来の構成では、吸気マニホールドの内部が負圧状態になっている場合には空気流量センサは内燃機関に吸入される空気と吸気マニホールド内を満たすための空気とが加わった空気流量を測定してしまうことから、特にスロットルバルブの開き始めには最適な燃料噴射が行われないという欠点があった。
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、スロットルバルブの開き始めでも吸気量を精度良く測定して最適な燃料噴射を可能とする内燃機関の吸気装置を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、内燃機関（例えば実施の形態におけるエンジン１）に接続される複数の分岐管（例えば実施の形態における分岐管７）とスロットルボディ（例えば実施の形態におけるスロットルボディ１０）が接続される集合管（例えば実施の形態における集合管８）とを有する吸気マニホールド（例えば実施の形態における吸気マニホールド６）を備え、前記スロットルボディの絞り弁（例えば実施の形態におけるスロットルバルブ９）により前記内燃機関に吸入される空気量を調整し、該空気量に応じて燃料の噴射量を調整する内燃機関の吸気装置において、前記吸気マニホールドの一部の分岐管に前記内燃機関に吸入される空気量を検出する空気流量センサ（例えば実施の形態におけるエアフローメータ２８）を設け、前記吸気マニホールドの集合管にも前記空気流量センサを設けたことを特徴とする。
【０００８】
この内燃機関の吸気装置によれば、内燃機関の運転状態において、絞り弁の開き始めには、空気流量センサ敷設気筒では、吸気マニホールド内を満たす空気を除いて内燃機関内に吸入される空気量のみを直接測定することが可能となる。また、空気流量センサ敷設気筒以外の気筒では、クランクシャフトやカムシャフト等の回転角度を検出する回転角度センサを併用しながら吸気量を推測することができる。なお、一部の分岐管とは一本以上全本数未満の分岐管を指す。
また、空気流量センサが検出する吸気の立ち上がりに基づき空気流量センサ敷設気筒に正確なタイミングで燃料噴射を行うことができると共に、この燃料噴射タイミングに基づき空気流量センサ敷設気筒以外の気筒でも空気流量センサ敷設気筒と同等の正確なタイミングでの燃料噴射が可能である。
さらに、空気流量センサが検出する吸気の立ち下がりを内燃機関内への吸気が終了したものとみなすように設定することで、吸気が開始した時点から吸気が終了する直前までの吸気量を測定することができると共に、この測定情報に基づき空気流量センサ敷設気筒以外の気筒でも空気流量センサ敷設気筒と同等に精度良く推測することが可能である。
しかも、分岐管に空気流量センサを備える空気流量センサ敷設気筒では、吸気マニホールド内を満たす空気を除いて内燃機関内に吸入される空気量のみを直接測定することが可能となる。また、空気流量センサ敷設気筒以外の気筒では、集合管に設けられた空気流量センサが測定した総吸気量から空気流量センサ敷設気筒の吸気量を減算する等の処理を行い、かつクランクシャフトやカムシャフト等の回転角度を検出する回転角度センサを併用しながら吸気量をより正確に推測することができる。
【００１１】
請求項２に記載した発明は、内燃機関（例えば実施の形態におけるエンジン１）に接続される複数の分岐管（例えば実施の形態における分岐管７）とスロットルボディ（例えば実施の形態におけるスロットルボディ１０）が接続される集合管（例えば実施の形態における集合管８）とを有する吸気マニホールド（例えば実施の形態における吸気マニホールド６）を備え、前記スロットルボディの絞り弁（例えば実施の形態におけるスロットルバルブ９）により前記内燃機関に吸入される空気量を調整し、該空気量に応じて燃料の噴射量を調整する内燃機関の吸気装置において、前記吸気マニホールドの集合管の分岐管側端部に分岐管に向かって延びる延長部（例えば実施の形態における延長部８’）を設け、この延長部に前記内燃機関に吸入される空気量を検出する空気流量センサ（例えば実施の形態におけるエアフローメータ２８）を設けたことを特徴とする。
【００１２】
この内燃機関の吸気装置によれば、内燃機関の運転状態において、絞り弁の開き始めには、空気流量センサが各分岐管に近づいて配置されることから、内燃機関内に吸入される空気流の検出感度が高まっており、したがって各気筒の吸気の立ち上がり及び吸気の立ち下がりを捕らえることができる。そして、空気流量センサが検出する吸気の立ち上がりに基づき、各気筒に正確なタイミングで燃料を噴射するよう制御することが可能となる。また、空気流量センサが検出する吸気の立ち下がりを内燃機関内への吸気が終了したものとみなすように設定することで、吸気が開始した時点から吸気が終了する直前までの吸気量を測定することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、エンジン（内燃機関）１はエンジン本体２のシリンダ３内でピストン４が往復直線運動を行うレシプロエンジンであり、ピストン４が往復しシリンダ３内の容積を変化させることで吸気、圧縮、燃焼（膨張）、排気の各行程を繰り返すものである。
また、エンジン１は複数（この実施の形態においては四つ）のシリンダ３を有する多気筒エンジンであり、エンジン本体２の各吸気ポート５の外部側開口には吸気マニホールド６の下流側である複数の分岐管７（図２参照）がそれぞれ接続されると共に、吸気マニホールド６の上流側である集合管８にはエンジン１に吸入される空気量（吸気量）の調整を行うスロットルバルブ（絞り弁）９を有するスロットルボディ１０が接続される。スロットルボディ１０の上流側にはエアクリーナ１１及び吸気ダクト１２からなる吸気通路１３が接続される。
【００１４】
エンジン本体２には吸気ポート５内に電磁式の燃料噴射弁を臨ませるインジェクタ（燃焼噴射装置）１４が気筒毎に設けられ、インジェクタ１４の作動により吸気ポート５内の空気流に所定量の燃料が噴射される。各インジェクタ１４には燃料タンク１５内から燃料ポンプ１６で汲み出されレギュレータ１７で調圧された燃料が供給される。
また、エンジン本体２には吸気ポート５の燃焼室側開口を開閉させる吸気バルブ１８、排気ポート１９の燃焼室側開口を開閉させる排気バルブ２０、及び点火電極部を燃焼室内に臨ませる点火プラグ２１がそれぞれ気筒毎に設けられる。点火プラグ２１の点火は点火回路２２に蓄積された高エネルギを利用して行われ、各吸気バルブ１８及び排気バルブ２０の開閉動作は不図示のカムシャフトにより行われる。なお、各排気ポート１９の外部側開口には排気マニホールド２３が接続される。
【００１５】
各ピストン４はコンロッド２４を介してクランクシャフト２５のクランクピンに連結される。
そして、エンジン１の運転状態において、スロットルバルブ９が開くことでピストン４の往復に伴う吸入負圧により吸気通路１３から外気（空気）が吸引され、吸気マニホールド６を介して吸気行程にある気筒の吸気ポート５へ導かれる。この空気流がインジェクタ１４から噴射される燃料と共に混合気となって吸気行程にある気筒のシリンダ３内に吸入される。このとき、インジェクタ１４から噴射される燃料の量はシリンダ３内に吸入される空気量に応じて調整される。そして、シリンダ３内に吸入された混合気を燃焼させて得た燃焼エネルギにより、ピストン４がシリンダ３内で往復直線運動を行うと共にクランクシャフト２５を回転駆動させることとなる。
【００１６】
エンジン１の運転状態における燃料噴射量、燃料噴射タイミング、及び混合気への点火タイミングの制御は制御装置２６により行われる。この制御装置２６は所謂ＥＣＵ（Ｅｌｅｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等を有し、バッテリ２７からの電力供給を受けて作動する。この制御装置２６が、エンジン１に吸入される空気量を質量流量として検出可能なエアフローメータ（空気流量センサ）２８からの出力電流等を入力データとして所定の処理を行い、各部に指令信号を出力する。
【００１７】
ここで、この実施の形態に好適なエアフローメータ２８としては、シリコン基板にプラチナ薄膜を蒸着し、このプラチナ薄膜の温度を一定に保つように通電するセンサがあげられる。プラチナ薄膜の周囲を通流する空気の質量が増加するとプラチナ薄膜の温度が下がるので、エアフローメータ２８は温度を一定に保つようにプラチナ薄膜に通電する電流を増加させる。一方、プラチナ薄膜の周囲を通流する空気の質量が減少するとプラチナ薄膜の温度が上がるので、エアフローメータ２８はプラチナ薄膜に通電する電流を減少させる。このように、プラチナ薄膜の周囲を通流する空気の質量の増減に比例して電流値が増減するので、この電流値をモニタすることで空気流量を測定することができる。
【００１８】
図２に示すように、吸気マニホールド６は一本の集合管８とエンジンの各気筒に対応する複数（この実施の形態においては四本）の分岐管７とを有し、集合管８から導入された空気が各分岐管７を介してエンジン１の各気筒に振り分けられる。つまり、吸気マニホールド６の空気流の上流側に集合管８が、下流側に複数の分岐管７が各々配置される。
そして、吸気マニホールド６の各分岐管７には、エアフローメータ２８がそれぞれ設けられる（第一の実施の形態）。これにより、エアフローメータ２８が吸気マニホールド６の空気流の下流位置であって各気筒の吸気ポート５の直前にそれぞれ配置されることとなる。
【００１９】
次に、作用について説明する。
まず、エンジン１の運転状態において、スロットルバルブ９が開くと、吸気行程にある気筒の吸入負圧により、吸気通路１３から外気が吸引され、吸気マニホールド６を介して吸気行程にある気筒の吸気ポート５へ導かれる。この空気が吸気ポート５内でインジェクタ１４から噴射された燃料と混合され混合気となってシリンダ３内に吸入される。
【００２０】
ここで、スロットルバルブ９が閉じた状態ではその下流側である吸気マニホールド６内は各気筒の吸入負圧により負圧状態となっており、したがってスロットルバルブ９の開け始めには吸気通路１３からはシリンダ３内に吸入される空気と共に吸気マニホールド６内を満たす（大気圧に戻す）ための空気が吸引されることとなる。このとき、この実施の形態においてはエアフローメータ２８が吸気マニホールド６の下流側である各分岐管７にそれぞれ配置されているため、吸気マニホールド６内を満たす空気を除いてシリンダ３内に吸入される空気量のみを気筒毎に直接測定することが可能となる。
【００２１】
また、各エアフローメータ２８が検出する吸気の立ち上がりに基づき、各気筒に正確なタイミングで燃料を噴射するよう制御することが可能となる。ここで、吸気の立ち上がりとは、吸気バルブ１８が開いた時点から時間の経過と共に増加する吸気量が吸気量上昇所定値（例えば吸気マニホールド６内での空気の脈動と、過少流、具体的にはスロットルバルブ９がわずかに開いている状態でエンジン１の吸気バルブ１８が開いて発生した負圧が吸気バルブ１８が閉じても残っているために流入する空気のわずかな流れの範囲を超える値）に達したときをいう。
【００２２】
さらに、吸気バルブ１８が閉じ始めると、前記吸気量上昇所定値を越えて増加していた吸気量が減少に転じる。ここで、各エアフローメータ２８が検出する吸気量が前記吸気量上昇所定値よりも大きい値に設定されている吸気量下降所定値を下回ったときを吸気の立ち下がりとすると、この吸気の立ち下がりをシリンダ３内への吸気が終了したものとみなすように設定することも可能である。これにより、気筒毎に吸気の立ち上がりから吸気の立ち下がりまで、つまり吸気が開始した時点から吸気が終了する直前までの間の吸気量を測定することが可能となる。
【００２３】
上記実施の形態によれば、スロットルバルブ９の開け始めであってもシリンダ３内に吸入される空気のみを気筒毎に直接測定することが可能であるため、吸気量の検出精度が高まり、燃料噴射量の最適化を図ることができる。そして、混合気の燃焼効率を高め、エンジン１の応答性及び燃費を向上させることができる。
また、各エアフローメータ２８が検出する吸気の立ち上がりに基づき各気筒の燃料噴射タイミングが制御されることで、燃料噴射タイミングを制御するために従来用いられていたクランクシャフト２５又はカムシャフトの回転角度を検出する回転角度センサを廃することができ、部品点数及びコストの削減を図ることができる。
さらに、吸気バルブ１８が開いた時点から吸気バルブ１８が閉じて吸気が終了する直前までの間の吸気量の測定とその吸気量に応じた燃焼噴射とをエンジン１の一サイクル内で行うことができ、リアルタイムに燃料噴射量の最適化を図ることができる。
【００２４】
次に、この発明の第二の実施の形態について、図１を援用し図３に基づいて説明する。
図３に示すように、この実施の形態における内燃機関の吸気装置では、吸気マニホールド６の一部（この実施の形態では一本）の分岐管７にエアフローメータ２８が設けられている。
【００２５】
この実施の形態の作用について説明すると、まず、エンジン１の運転状態において、スロットルバルブ９が開くと、吸気ポート５へ導かれた空気がインジェクタ１４から噴射された燃料と混合され混合気となってシリンダ３内に吸入されるが、このとき、エアフローメータ２８が配置された分岐管７が接続される気筒（以下、エアフローメータ敷設気筒という）においては、吸気マニホールド６内を満たす空気を除いてシリンダ３内に吸入される空気量のみを直接測定することが可能となる。また、エアフローメータ敷設気筒以外の気筒においては、クランクシャフト２５又はカムシャフトの回転角度を検出する周知の回転角度センサを併用し、かつエアフローメータ敷設気筒での逆流成分を捕らえることで吸気量を精度良く推測することができる。
【００２６】
また、エアフローメータ２８が検出する吸気の立ち上がりに基づきエアフローメータ敷設気筒に正確なタイミングで燃料噴射を行うことが可能となると共に、この燃料噴射タイミングに基づき、クランクシャフト２５又はカムシャフトの回転角度センサからの角度検出情報も加味されてエアフローメータ敷設気筒以外の気筒においてもエアフローメータ敷設気筒と同等の正確なタイミングでの燃料噴射が可能となる。
さらに、エアフローメータ２８が検出する吸気の立ち下がりをシリンダ３内への吸気が終了したものとみなすように設定することで、吸気バルブ１８が開いた時点から吸気バルブ１８が閉じて吸気が終了する直前までの間の吸気量を測定することができると共に、この測定情報に基づきエアフローメータ敷設気筒以外の気筒でも空気流量センサ敷設気筒と同等に精度良く吸気量を推測することが可能となる。
【００２７】
上記第二の実施の形態によれば、スロットルバルブ９の開け始めであっても各気筒の吸気量が精度良く測定又は推測されるため、全ての分岐管７に各々エアフローメータ２８を配置した場合と比較して大幅なコストダウンを図りつつ燃料噴射量の最適化を図ることができる。そして、混合気の燃焼効率を高め、エンジン１の応答性及び燃費を向上させることができる。
また、各エアフローメータ２８とクランクシャフト２５又はカムシャフトの周知の回転角度センサとを併用することで、各気筒に正確なタイミングで燃料噴射を行うことが可能となると共に、吸気が開始された時点から吸気が終了する直前までの吸気量を測定又は推測することで、リアルタイムに燃料噴射量の最適化を行うことが可能となる。
なお、上記第二の実施の形態では、一本の分岐管７のみにエアフローメータ２８を設けたが、例えば位相の異なる気筒毎にエアフローメータ２８を設ける等、全本数未満の分岐管７にエアフローメータ２８を設けるようにしても同等の作用効果が得られる。
【００２８】
次に、この発明の第三の実施の形態について、図１を援用し図４に基づいて説明する。
図４に示すように、この実施の形態における内燃機関の吸気装置では、吸気マニホールド６の一部（この実施の形態では一本）の分岐管７にエアフローメータ２８が設けられると共に、吸気マニホールド６の集合管８にも別途エアフローメータ２８が設けられている。集合管８に設けられるエアフローメータ２８はスロットルバルブ９の上流側に配置され、集合管８を通過する総吸気量を測定可能である。
【００２９】
この実施の形態の作用について説明すると、エアフローメータ敷設気筒においては、吸気マニホールド６内を満たす空気を除いてシリンダ３内に吸入される空気量のみを直接測定することが可能となる。また、エアフローメータ敷設気筒以外の気筒においては、集合管８に設けたエアフローメータ２８が測定した総吸気量からエアフローメータ敷設気筒の吸気量を減算する等の処理を行い、かつクランクシャフト２５又はカムシャフトの回転角度センサからの角度情報を加味して、各気筒に正確な噴射タイミングで燃料を噴射するよう制御し、より一層精度良く吸気量を測定することができる。
【００３０】
上記第三の実施の形態によれば、集合管８にも接合するスロットルボディ１０の上流にエアフローメータ２８を設けたことで、エアフローメータ敷設気筒以外の気筒の吸気量をより一層精度良く推測することができる。
なお、上記第三の実施の形態において、集合管８に配置されるエアフローメータ２８をスロットルバルブ９よりも下流側に配置するようにしてもよい。特に、エアフローメータ２８をスロットルボディ１０に設置すればセッティング工数を削減することができる。
【００３１】
次に、この発明の第四の実施の形態について、図１を援用し図５に基づいて説明する。
図５に示すように、この実施の形態における内燃機関の吸気装置では、吸気マニホールド６の集合管８の下流側端部、つまり分岐管７側端部に、分岐管７側に向かって延びる延長部８’を設け、この延長部８’にエアフローメータ２８を設けたものである。これにより、エアフローメータ２８が各分岐管７に近づいて配置されることとなる。
【００３２】
この実施の形態の作用について説明すると、まず、エンジン１の運転状態において、スロットルバルブ９が開くと、吸気ポート５へ導かれた空気がインジェクタ１４から噴射された燃料と混合され混合気となってシリンダ３内に吸入されるが、このとき、エアフローメータ２８が各分岐管７に近づいて配置されることで、シリンダ３内に吸入される空気流の検出感度が高まり、吸気の立ち上がり及び立ち下がりを捕らえることができる。そして、エアフローメータ２８が検出する立ち上がりに基づき、各気筒に正確なタイミングで燃料を噴射するよう制御することが可能となる。また、エアフローメータ２８が検出する立ち下がりをエンジン１内への吸気が終了したものとみなすように設定することで、吸気が開始した時点から吸気が終了する直前までの間の吸気量を測定することが可能となる。
【００３３】
上記第四の実施の形態によれば、エアフローメータ２８を一つとすることで大幅なコストダウンを図りつつ各気筒への吸気の立ち上がり及び立ち下がりを捕らえる。本実施の形態では、第二の実施の形態と同様にクランクシャフト２５又はカムシャフトの回転角度センサからの角度情報を加味して各気筒に正確な噴射タイミングで燃焼を噴射するよう制御することで、エアフローメータ２８が検出する立ち上がりに基づき各気筒に正確なタイミングで燃料を噴射することができると共に、吸気の立ち下がりに基づき各気筒の吸気が開始した時点から吸気が終了する直前までの吸気量を測定することでリアルタイムに燃料噴射量の最適化を行うことができる。したがって、混合気の燃料効率を高め、エンジン１の応答性及び燃費を向上させることができる。
なお、上記第四の実施の形態において、延長部８’は吸気マニホールド６と一体でも別体であってもよい。
【００３４】
なお、この発明は上記各実施の形態に限られるものではなく、例えば、エアフローメータ２８はシリコン基板にプラチナ薄膜を蒸着したものとしたが、吸入される空気流量を検出可能な空気流量センサであれば他のものであってもよい。
また、適用される内燃機関は直列四気筒エンジンに限定されるものではなく、かつ単気筒エンジンであっても応用することが可能である。さらに、吸気ポート５に燃料を噴射するポート噴射エンジンではなく、燃料室に燃料を噴射する直墳エンジンに適用することも可能であり、この場合、吸気バルブ１８が開いた時点から吸気バルブ１８が閉じて吸気が終了するまでの吸気量を測定し、この吸気量に応じてリアルタイムに、かつより一層正確に燃料噴射量の最適化を図ることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載した発明によれば、絞り弁の開き始めであっても内燃機関内に吸入される空気量のみを測定又は推測することが可能となり、全ての分岐管に各々吸気流量センサを配置した場合と比較して大幅なコストダウンを図りつつ燃料噴射量の最適化を図ることができる。そして、混合気の燃焼効率を高め、内燃機関の応答性及び燃費を向上させることができる。
また、各空気流量センサとクランクシャフトやカムシャフト等の回転角度センサとを併用することで、各気筒に正確なタイミングで燃料噴射を行うことが可能となると共に、吸気量の測定とその吸気量に応じた燃料噴射とを内燃機関の一サイクル内で行うことでリアルタイムに燃料噴射量の最適化を行うことが可能となる。
さらに、集合管にも空気流量センサを設けたことで、空気流量センサ敷設気筒以外の気筒の吸気量をより正確に推測することができる。
【００３８】
請求項２に記載した発明によれば、空気流量センサの数を一つとすることで大幅なコストダウンを図りつつ各気筒の吸気の立ち上がり及び吸気の立ち下がりとを捕らえることができるため、吸気の立ち上がりに基づき各気筒に正確なタイミングで燃料噴射を行うことができると共に、各気筒の吸気が開始した時点から吸気が終了する直前までの吸気量の測定とその吸気量に応じた燃料噴射とを内燃機関の一サイクル内で行う、つまりリアルタイムで燃料噴射量の最適化を行うことができる。したがって、混合気の燃料効率を高め、内燃機関の応答性及び燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態における内燃機関の構成図である。
【図２】 第一の実施の形態における吸気マニホールドと空気流量センサの配置とを示す説明図である。
【図３】 第二の実施の形態における吸気マニホールドと空気流量センサの配置とを示す説明図である。
【図４】 第三の実施の形態における吸気マニホールドと空気流量センサの配置とを示す説明図である。
【図５】 第四の実施の形態における吸気マニホールドと空気流量センサの配置とを示す説明図である。
【符号の説明】
１ エンジン（内燃機関）
６ 吸気マニホールド
７ 分岐管
８ 集合管
９ スロットルバルブ（絞り弁）
１０ スロットルボディ
２８ エアフローメータ（空気流量センサ）
８’ 延長部
Claims (2)
- 内燃機関に接続される複数の分岐管とスロットルボディが接続される集合管とを有する吸気マニホールドを備え、前記スロットルボディの絞り弁により前記内燃機関に吸入される空気量を調整し、該空気量に応じて燃料の噴射量を調整する内燃機関の吸気装置において、前記吸気マニホールドの一部の分岐管に前記内燃機関に吸入される空気量を検出する空気流量センサを設け、前記吸気マニホールドの集合管にも前記空気流量センサを設けたことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
- 内燃機関に接続される複数の分岐管とスロットルボディが接続される集合管とを有する吸気マニホールドを備え、前記スロットルボディの絞り弁により前記内燃機関に吸入される空気量を調整し、該空気量に応じて燃料の噴射量を調整する内燃機関の吸気装置において、前記吸気マニホールドの集合管の分岐管側端部に分岐管に向かって延びる延長部を設け、この延長部に前記内燃機関に吸入される空気量を検出する空気流量センサを設けたことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
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| DE59206260D1 (de) * | 1992-08-22 | 1996-06-13 | Porsche Ag | Brennkraftmaschine mit einer ansauganlage |
| EP0764240B1 (de) * | 1992-08-22 | 1998-10-14 | Dr.Ing.h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft | Brennkraftmaschine mit einer ansauganlage |
| DE4401828B4 (de) * | 1994-01-22 | 2004-02-19 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Vorhersage eines zukünftigen Lastsignals im Zusammenhang mit der Steuerung einer Brennkraftmaschine |
| DE4430324C1 (de) * | 1994-08-26 | 1996-10-10 | Vdo Schindling | Saugrohr |
| US5515828A (en) * | 1994-12-14 | 1996-05-14 | Ford Motor Company | Method and apparatus for air-fuel ratio and torque control for an internal combustion engine |
| JP2887111B2 (ja) * | 1996-08-05 | 1999-04-26 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関用空気流量測定装置 |
| DE19705273C1 (de) * | 1997-02-12 | 1998-03-05 | Porsche Ag | Sauganlage für eine Brennkraftmaschine |
| DE60027224T2 (de) * | 1999-06-23 | 2006-08-31 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama | Vorrichtung zur Steuerung der Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors mit variabler Ventilsteuerungseinrichtung |
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| DE10063752A1 (de) * | 2000-12-21 | 2002-06-27 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Durchsatzes eines strömenden Mediums |
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