JP2984044B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、エンジンの吸気装置に関し、とりわけ、複
数の吸気通路を介して燃焼室内に吸気され、かつ、これ
ら複数の吸気通路の一部が吸気通路可変手段によって適
宜閉塞制御されるエンジンの吸気装置に関する。

《従来の技術》 この種のエンジンの吸気装置としては、例えば、特開
昭60−216031号公報に開示されたものがあり、これは、
ロータリーピストンエンジンに適用されたものである
が、低負荷用吸気ポートと高負荷用給気ポートとの２つ
の吸気通路が設けられ、エンジンの運転状態に応じてこ
れら低負荷用吸気ポートと高負荷用吸気ポートとが切り
替えられるようになっている。

ところで、レシプロエンジンにあっても複数の吸気通
路を介して燃焼室内に吸気するようにしたものが提案さ
れており、例えば、第５図に示すものではターボ過給機
１を備えたエンジン２の吸気通路を、プライマリー側の
吸気通路３とセカンダリー側の吸気通路４とに分岐し、
これら吸気通路3,4を各気筒に２つづつ設けられた吸気
ポート5a,5bにそれぞれ接続させている。

そして、前記プライマリー吸気通路３とセカンダリー
吸気通路４の分岐部分には、それぞれ互いに連動する２
つのスロットルバルブ6a,6bを設け、かつ、セカンダリ
ー吸気通路４のスロットルバルブ6b後流側には開閉バル
ブ７を設けている。

前記開閉バルブ７はエンジンの低負荷，低回転領域で
は閉弁され、このときエンジンにはプライマリー吸気通
路３のみから吸気される。そして、この通路３には燃料
噴射弁８が設けられており、この燃料噴射弁８から噴射
される燃料と共に混合気として燃焼室に供給されるよう
になっている。

また、前記開閉バルブ７は吸入空気量を多く必要とす
る高負荷，高回転領域では開弁され、エンジンにはセカ
ンダリー吸気通路４から多量の空気をその燃焼室内に供
給できるようになっている。

つまり、吸気量の少ない低負荷，低回転領域ではセカ
ンダリー吸気通路４を閉塞することにより、プライマリ
ー吸気通路３内の吸気流速を大きくして燃焼室内に吸気
させ、もって燃料噴射弁から噴射された燃料と空気との
撹拌を十分に行わせるようになっている。また、吸気量
が多くなる高負荷，高回転領域では、セカンダリー吸気
通路４を開放して吸気させることにより、吸気抵抗の低
減が図られるようになっている。

また、第６図はプライマリー（Pry）吸気通路３のみ
から吸気する場合のトルク特性（Ｐ）と、開閉バルブ７
を開弁してセカンダリー（Sry）吸気通路４からも吸気
する場合のトルク特性（Ｐ＋Ｓ）を示し、これら両特性
ＰおよびＰ＋Ｓの交点Ｘを切替えポイントとして開閉バ
ルブ７の開閉が制御されるようになっている。

《発明が解決しようとする課題》 しかしながら、かかる従来のエンジンの吸気装置にあ
っては、前記第６図のＸ点で開閉バルブ７が切替えされ
ることは理想的ではあるが、この開閉バルブ７の切替え
は図外のアクチュエータを介して行われるようになって
おり、従って、このアクチュエータの作動遅れにより開
閉バルブ７の切替え時点が前記Ｘ点からずれてしまう場
合がある。

例えば、エンジンと駆動系が非接続状態にある時に、
スロットル弁閉によって急速な回転低下が発生すると、
この急激な回転低下に開閉バルブ７の閉作動が追従でき
ず、第１吸気通路の流速復帰が遅延してエンジンストー
ルないし出力低下を招いてしまう。

このように、前記開閉バルブ７を切替作動するアクチ
ュエータの作動遅れを原因として、開閉バルブ７を閉動
させるときはプライマリー吸気通路３側の吸気流速の立
ち上がりが遅れて、エンジンの出力低下が来されてしま
う等の課題があった。

そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、開閉バ
ルブを作動させるためのアクチュエータの作動遅れを補
正して、本来のエンジン出力を十分に発生させることが
できるエンジンの吸気装置を提供することを目的とす
る。

《課題を解決するための手段》 かかる目的を達成するために本発明は、第１図に示す
ように、燃焼室に連通され常時開状態に設定される第１
吸気通路ｂと、エンジンの所定回転数以上で開状態、そ
れ未満の回転数で閉状態となる第２吸気通路ｃと、第１
吸気通路ｂに設けられる燃料噴射弁ｇと、を備えたエン
ジンの吸気装置において、スロットル開度検出手段ｈ
と、エンジンと駆動系の非接続状態を検出するノーロー
ド検出手段ｉと、第１吸気通路ｂおよび第２吸気通路ｃ
の開状態領域にあって、所定スロットル開度以下かつノ
ーロードを検出した時に第２吸気通路ｃを閉状態に設定
する吸気通路可変手段ｄと、を設ける構成とする。

《作用》 以上の構成により本発明のエンジンの吸気装置にあっ
ては、第１図に示した構成では、吸気通路可変手段ｄが
スロットルの所定開度以下およびノーロード検出によ
り、第２吸気通路ｃを閉状態とすることができるため、
エンジン回転数が急激に低下される場合に、第１吸気通
路ｂの流速を迅速に復帰させて、燃料噴射弁ｇから噴射
される燃料の撹拌を十分に行わせることができ、エンジ
ン出力の過度な低下を防止できる。

《実施例》 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明す
る。

第２図は本発明にかかるエンジンの吸気装置10aの実
施例を示し、４気筒を備えたエンジン12に本発明が適用
される場合を例にとって述べる。

即ち、前記エンジン12の吸気系にはツインターボ式の
過給機14が設けられ、この過給機14を介して吸気通路16
に空気が導入される。

前記吸気通路16はその途中から２つに分岐され、一方
が第１吸気通路としてのプライマリー吸気通路18と、他
方が第２吸気通路としてのセカンダリー吸気通路20とな
っている。

一方、前記エンジン12の各気筒22,22…には、それぞ
れ２つの吸気ポート24a,24bおよび排気ポート26a,26bが
設けられ、前記プライマリー吸気通路18は一方の吸気ポ
ート24aに接続され、かつ、前記セカンダリー吸気通路2
0は他方の吸気ポート24bに接続される。

ところで、前記プライマリー吸気通路18は、前記セカ
ンダリー吸気通路20に比較してその通路の断面積を小さ
くして、吸気流速を大きく確保できるようになってお
り、このプライマリー吸気通路18がメイン通路として用
いられる。

また、前記セカンダリー吸気通路20は、比較的その断
面積を大きくして吸気抵抗が小さく設定され、このプラ
イマリー吸気通路20は高負荷，高回転域で使用される。

前記プライマリー吸気通路18とセカンダリー吸気通路
20の分岐部分には、互いに連動されたプライマリースロ
ットルバルブ28およびセカンダリースロットルバルブ30
が設けられ、これらスロットルバルブ28,30がアクセル
ペダルに連動して開度調節されることにより、吸気量の
制御が行われる。

また、前記スロットルバルブ28,30の後流側近傍に
は、プライマリー吸気通路18とセカンダリー吸気通路20
とを連通する連通穴32が開口されている。

ところで、前記プライマリー吸気通路18が各気筒22に
分岐される部分には、吸気ポート24a,24a…の前流側近
傍にそれぞれ第１燃料噴射弁34,34…が設けられ、これ
ら燃料噴射弁34,34…から噴射された燃料はプライマリ
ー吸気通路18の吸気によって撹拌され、これが混合気と
して各気筒22,22…に供給されるようになっている。

一方、前記セカンダリー吸気通路20には、前記連通路
32の後流側近傍に開閉バルブとしてのシャッターバルブ
36が設けられ、このシャッターバルブ36が開状態に設定
されることにより、セカンダリー吸気通路20に通気さ
れ、かつ、このシャッターバルブ36が閉状態に設定され
ることにより、セカンダリー吸気通路20への通気が遮断
されるようになっている。

前記シャッターバルブ36は、スロットルバルブ28の後
流側に発生される負圧を駆動源とするダイヤフラム38に
連動し、このダイヤフラム38によって開閉作動されるよ
うになっている。

また、前記ダイヤフラム38に負圧を導入する負圧通路
40の途中には、デューティー制御されるソレノイドバル
ブ42が設けられ、このソレノイドバルブ42によってダイ
ヤフラム38に供給する負圧値を制御することができるよ
うになっている。

そして、前記シャッターバルブ36,ダイヤフラム38お
よびソレノイドバルブ42により、吸気通路可変手段44が
構成される。このダイヤフラム38には、プライマリー吸
気通路18側のスロットルバルブ28後流側負圧が導入され
るようになっている。

また、前記ソレノイドバルブ42および前記第１燃料噴
射弁34,34…に制御信号を出力するコントロールユニッ
ト46aには、エンジン回転速度信号，スロットル開度信
号およびギアスイッチ信号が入力され、これら各信号に
基づいて前記制御信号が演算されるようになっている。

ここで、前記吸気通路可変手段44によるシャッターバ
ルブ36の開閉領域は、第３図に示すようにエンジン回転
速度が所定値ａ（r.p.m）となる位置が切替ラインＢと
なっており、この切替ラインＢ以下の回転速度領域で
は、シャッターバルブ36が閉弁（閉弁領域を斜線で示
す）されて、プライマリー吸気通路18のみから吸気され
る。

また、前記切替ラインＢの回転速度以上ではシャッタ
ーバルブ36が開弁されて、プライマリー吸気通路18およ
びセカンダリー吸気通路20の両方から吸気されるように
なっている。

かかる構成からなる本実施例の吸気装置10aでは、コ
ントロールユニット46aで実行される制御は、第４図に
示すフローチャートに従って処理されるようになってい
る。

即ち、前記フローチャートでは、まず、ステップ110
によりエンジン回転速度（r.p.m）が読み込まれ、次の
ステップ111ではこのステップ110で読み込まれたエンジ
ン回転速度が、前記切り替えラインＢとなる所定回転速
度ａ（r.p.m）を越えているかどうかが判断される。

そして、エンジン回転速度がａを越えない低回転領域
にあるときは、ステップ112に進んでシャッターバルブ3
6を閉弁状態にする。

一方、前記エンジン回転速度が所定回転速度ａを越え
ている場合は、ステップ113に進んでギアスイッチ信号
を読み込み、次のステップ114ではこのギアスイッチ信
号からノーロード（N/L）状態であるかどうかが判断さ
れる。

このときにノーロード状態であると判断された場合
は、ステップ115に進んでスロットル開度（TVO）を読み
込み、次のステップ116ではスロットル開度が所定開度
ｂを越えているかどうかが判断され、スロットル開度が
この所定開度ｂ以下の場合は前記ステップ112に進んで
シャッターバルブ36を閉状態に設定する。

一方、前記ステップ116で所定開度ｂを越えている場
合はステップ117に進み、シャッターバルブ36を開状態
に設定する。

尚、前記ステップ114でノーロード状態でないと判断
された場合にあっても、前記ステップ117に飛んでシャ
ッターバルブ36を開状態に設定する。

従って、この実施例にあっては第３図中網目状部分に
示すように、スロットル開度が所定開度ｂ以下で、か
つ、ノーロード状態にある時に、エンジン回転速度が所
定回転速度ａ以上にある場合でもシャッターバルブ112
を閉弁して、プライマリー吸気通路18のみから吸気する
ことができる。

つまり、車両がノーロードの全閉減速時にあって急速
に回転が低下する場合に、所定回転速度ａのみによって
決定される切替ラインＢでシャッターバルブ36の開閉を
判断した場合は、このシャッターバルブ36の開状態から
閉状態への切替時間遅れが発生し、プライマリー吸気通
路18の流速復帰が遅延されることによる空燃比（A/F）
の追従不良により、エンジンストールとか出力低下が来
される。

ところが、本実施例のように所定スロットル開度ｂ以
下でノーロード状態にある時に、シャッターバルブ36を
閉弁することにより、回転速度が所定回転速度ａまで低
下される前に、つまり、この回転速度が低下される状態
を予測して、逸早くシャッターバルブ36を閉弁できるた
め、実際に回転速度が前記所定回転速度ａまで低下され
た時には、プライマリー吸気通路18の流速を十分に復帰
できることになる。

このため、第１燃料噴射弁34,34…から噴射される燃
料を十分に撹拌して失火されるのを防止し、低回転領域
からの加速性が著しく向上されることになる。

また、この実施例にあってスロットル開度に関係な
く、ノーロードのみを検出することによりシャッターバ
ルブ36を閉弁する制御とすることができ、この場合には
高速運転中にシフトダウンを行う際の出力低下を防止す
ることができるようになる。

即ち、高速走行中にシフトダウンを行う際には、ま
ず、クラッチを切り離してノーロード状態に設定してダ
ウンシフトし、次に、エンジンの空吹しを行ってダウン
シフト状態でのエンジン回転数まで上昇させ、そして、
エンジン回転数が上昇した時点でクラッチを接続するこ
とにより、スムーズなダウンシフトが行われるが、ノー
ロード状態のみでシャッターバルブ36を閉弁することに
より、上述したように燃料の撹拌を十分に行ってエンジ
ン回転の迅速な立ち上がりが可能となる。

《発明の効果》 以上説明したように本発明の請求項１に示すエンジン
の吸気装置では、吸気通路可変手段がスロットルの所定
開度以下およびノーロード検出により第２吸気通路を閉
状態とすることができるため、エンジン回転数が急激に
低下される場合に、第１吸気通路の流速を迅速に復帰さ
せて噴射された燃料の撹拌を十分に行い、エンジンの出
力が過度に大きく低下されてしまうのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるエンジンの吸気装置の概念を示
す概略構成図、第２図は本発明の実施例を示すエンジン
の吸気装置の概略構成図、第３図は本発明の実施例にあ
って吸気通路の切替ラインを示す特性図、第４図は本発
明の実施例の制御を実行するための一処理例を示すフロ
ーチャート、第５図は従来の吸気装置を示す概略構成
図、第６図は従来の吸気装置で得られるエンジン回転速
度に対するトルク特性図である。 10a……吸気装置 12……エンジン 14……過給機 16……吸気通路 18……プライマリー吸気通路（第１吸気通路） 20……セカンダリー吸気通路（第２吸気通路） 22……気筒 24a,24b……吸気ポート 26a,26b……排気ポート 28……プライマリースロットルバルブ 30……セカンダリースロットルバルブ 34……第１燃料噴射弁 36……シャッターバルブ（切替バルブ） 38……ダイヤフラム 42……ソレノイドバルブ 44……吸気通路可変手段 46a……コントロールユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秀衡 佳裕 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 能瀬 宏 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−17318（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−228624（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−29225（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02B 27/02 F02D 45/00 F02D 41/34

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼室に連通され常時開状態に設定される
   第１吸気通路と、エンジンの所定回転数以上で開状態、
   それ未満の回転数で閉状態となる第２吸気通路と、第１
   吸気通路に設けられる燃料噴射弁と、を備えたエンジン
   の吸気装置において、 スロットル開度検出手段と、エンジンと駆動系の非接続
   状態を検出するノーロード検出手段と、第１吸気通路お
   よび第２吸気通路の開状態領域にあって所定スロットル
   開度以下かつノーロードを検出した時に、第２吸気通路
   を閉状態に設定する吸気通路可変手段と、を設けたこと
   を特徴とするエンジンの吸気装置。