JPH03229946A - 異常時対応式ロータリバルブ付きエンジン - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、自動車エンジンとして用いて好適であって所
謂マルチポイントインジェクションと吸気用のロータリ
バルブをそなえエンジンに関し、特にロータリバルブの
異常停止時に対応できるようにした、異常時対応式ロー
タリバルブ付きエンジンに関する。

［従来の技術］ 従来、自動車用のエンジンにおいて、吸気路の中途にロ
ータリバルブを設ける技術が提供されており、このエン
ジンでは、吸気路下流端の吸気弁（ポペットバルブ）の
開閉とロータリバルブの開閉とを協働させて吸入空気量
を調整している。

すなわち、ロータリバルブを所要の速度で回転させ、吸
気弁の閉作動にさきがけ吸気路内圧の高い時期にロータ
リバルブを閉鎖し吸気圧を所要の状態に保持して所要の
吸気量を確保することが行なわれる。

そして、上記のロータリバルブをＭＰＩ（マルチ・ポイ
ント・インジェクション）方式のエンジンに装備する技
術も提供されている。

［発明が解決しようとする課題］ このような従来のロータリバルブ付きＭＰＩエンジンで
は、ロータリバルブが何らかの原因でエンジンに同期し
て回転しなくなった場合や回転が停止してしまった場合
に、エンジンが急激に停止してロック状態に陥ってしま
うおそれがある。

複数の気筒をそなえたエンジンに設けられたロータリバ
ルブが停止すると、ロータリバルブが閉鎖状態になった
気筒と、ロータリバルブが開放状態になった気筒とが混
在する状態が考えられる。

ロータリバルブが開放しているシリンダには空３ 気が吸入され、燃料も噴射されて、はぼ正常な運転が行
なわれる。

ところが、ロータリバルブが閉鎖しているシリンダには
、空気が吸入されないにもかかわらず、空気の吸入され
たシリンダと同量の燃料が噴射される状態を招来する。

そして、このようなシリンダでは、失火して燃料がシリ
ンダ内に溜まり続けて、遂には、エンジンをロックする
こともあり、高速運転中にこの様な状況が発生すると、
エンジンやミッションの破損を招来する可能性が考えら
れる。

また、エンジンをロックしないとしても、シリンダ内に
入った燃料は、排気バルブから排気管へ侵入し、排気管
内での爆発や触媒の劣化などの悪影響を及ぼす恐れがあ
る。

本発明はこのような課題に鑑みて提案されたもので、ロ
ータリバルブの停止時に吸気の断たれたシリンダへの燃
料の供給を停止できるようにして、失火や燃料溜まり等
に起因した不具合の解消をはかれるようにした、異常時
対応式ロータリバルブ付きエンジン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］ このため、本発明の異常時対応式ロータリバルブ付きエ
ンジンは、複数のシリンダと、該シリンダのそれぞれに
連結された吸気路と、該吸気路のそれぞれに付設された
燃料噴射用インジェクタと、該吸気路の該燃料噴射用イ
ンジェクタの装着箇所よりも上流側に該吸気路のそれぞ
れを貫通するようにして設けられて上記の各吸気路と対
応した箇所にそれぞれ連通路を形成されたロータリバル
ブとをそなえたエンジンにおいて、該ロータリバルブの
回転角を検出するロータリバルブ角センサと、該ロータ
リバルブの異常停止時に該ロータリバルブ角センサの検
出信号に基づいて該ロータリバルブによって閉鎖された
シリンダを識別する閉鎖識別手段と、該閉鎖識別手段か
らの出力信号に基づいて該燃料噴射用インジェクタのう
ちの閉鎖されたシリンダにそなえられたインジェクタか
らの燃料噴射を停止させる噴射停止手段とが設けられて
いることを特徴としている。

さらに上記の異常時対応式ロータリバルブ付きエンジン
において、その複数の連通路が、上記の吸気路のうちの
いずれかを常に開通させるように設定されるのが好まし
い。

［作　用コ 上述の本発明の異常時対応式ロータリバルブ付きエンジ
ンでは、ロータリバルブが異常停止した場合、ロータリ
バルブ角センサの検出信号に基づいて、閉鎖識別手段に
よって、ロータリバルブにより閉鎖されたシリンダが識
別され、この閉鎖識別手段からの出力信号に基づいて、
噴射停止手段によって、燃料噴射用インジェクタのうち
の閉鎖されたシリンダにそなえられたインジェクタから
の燃料噴射が停止される。

また、複数の連通路が、吸気路のうちのいずれかを常に
開通させるように設定されていると、ロータリバルブの
異常停止時において、いずれかのシリンダへ空気を供給
することができ、このシリンダが通常作動するので、エ
ンジンの停止が回避される。

［実施例］ 以下、図面により本発明の一実施例としての異常時対応
式ロータリバルブ付きエンジンについて説明すると、第
１図（ａ）はその概略構成をエンジンの模式的縦断面図
を用いて示すブロック図、第１図（ｂ）はその概略構成
をエンジンの模式的平面図を用いて示すブロック図、第
２図はそのロータリバルブと吸気路との要部を示す縦断
面図、第３図はロータリバルブの縦断面図、第４図はそ
のロータリバルブと吸気路との関係を示す要部の模式的
縦断面図である。

第１図（ａ）、（ｂ）に示すように、レシプロ型４気筒
エンジンＥにおいて、シリンダ５のそれぞれに吸気路１
（１ａ〜ｌｄ）が連結されており、吸気路１（１ａ〜ｌ
ｄ）のそれぞれには燃料噴射用インジェクタ６（６ａ〜
６ｄ）が付設されている。なお、４つのシリンダ５につ
いては、後述する吸気路１８〜１ｄ等に対応してそれぞ
れ５ａ〜５ｄ（この符号は図面上には付さない）で示す
場合がある。

７− 吸気路１の燃料噴射用インジェクタ６よりも上流側には
、吸気路１８〜１ｄを貫通するようにしてロータリバル
ブ３が設けられている。このロータリバルブ３には、第
２，３図に示すように、各吸気路１ａ〜１ｄと対応した
箇所にそれぞれ位相を変えて連通路３ａを形成されてい
る。

さらに、ロータリバルブ３は、第１図（ｂ）に示すよう
に、駆動機構４に連結されて回転駆動するようになって
おり、駆動機構４はクランクシャフト４ａと、クランク
シャフト４ａとロータリバルブ３との間に懸は渡された
ベルト４ｂとにより構成されている。

そして、ロータリバルブ３のベルト４ｂを連結されない
側には、ロータリバルブの回転角を検出するロータリバ
ルブ角センサ８が付設されており、このロータリバルブ
角センサ８は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）７に接続さ
れて、ロータリバルブ角の検出データがＥＣＵ７内の閉
鎖識別手段（図示省略）に入力されるようになっている
。

また、ＥＣＵ７には、閉鎖識別手段からの出力８− 信号に基づいて、閉鎖されたシリンダ５にそなえられた
インジェクタ６からの燃料噴射が停止されるような停止
信号を出力する噴射停止手段（図示省略）がそなえられ
ている。この噴射停止手段は、各燃料噴射用インジェク
タ（６ａ〜６ｄ）に接続されており、噴射停止手段から
の噴射停止信号に基づいて閉鎖されたシリンダに対応し
た燃料噴射用インジェクタ６ａ〜６ｄが燃料噴射を停止
するようになっている。

ＥＣＵｌは、マイコン等の演算装置で構成されており、
吸気系においてスロットルバルブ１０上流側に設けられ
たエアフローセンサ９等にも接続され、噴射時期や噴射
量等の制御手段としても構成されている。

そして、ロータリバルブ３は、第４図中に示す各変数、
つまり連通路内径（ポート距離）Ｄ、ロータリバルブ半
径Ｒ，ｎ　（ｎ　；気筒数）について下記の条件を満た
すように形成されている。

Ｄ＞Ｒ［２（１−ｃ　ｏ　５（９０°／ｎ））　］　”
”　・−・■■式の条件は、ロータリバルブ３がどのよ
うな回転角にあっても、吸気路１ａ〜１ｄのそれぞれに
連通しうる連通路３ａ〜３ｄのいずれかが、常に吸気路
１ａ〜１ｄを連通させるために必要な条件であり、シリ
ンダ５（５ａ〜５ｄ）のいずれかに対応する吸気路１（
１ａ〜ｌｄ）が連通し吸気可能な状態となるように構成
されている。

本発明は、上述のように構成されているので、エンジン
Ｅの運転時において、ロータリバルブ角センサ８からロ
ータリバルブ３回転角の検出信号がＥＣＵ７に入力され
、回転角の変化が監視される。

この回転角の変化が無くなると、エアフローセンサ９か
らの検出信号が参照され、エンジンが運転中にあるかど
うかが判断されて、エンジンの運転時でありながら回転
角の変化がない場合は、ロータリバルブ３のみが停止し
ているものと判断し、ＥＣＵ７において閉鎖識別手段７
ａにおける演算が行なわれる。

すなわち、第２図はｎ気筒エンジンにそなえられたロー
タリバルブ３におけるに番目のシリンダに対応する連通
路３ａの様子を示しているが、ここでは、第３図に示す
ロータ中心線＃ｋが、回転角θに対応する分だけ傾いた
状態にある。

このとき、ロータリバルブ３の連通路３ａと吸気路１と
は、 θ＋α〉−β・・・■ であり、連通路３ａの上端が吸気路１の下端より上方に
あるとともに、 θ−α〈　β・・・■ であり、連通路３ａの下端が吸気路１の上端よりも下方
にあるため、連通路３ａと吸気路１とは連通している。

ｎ個の連通路３ａのそれぞれにおいて、その中心線＃ｋ
（＃、〜＃ｎ）に対応する角θ（θ□〜ｆｉｎ）につい
て、上記■式、■式の検討が行なわれ、各吸気路１毎に
、両式を満たす場合にのみ連通しており、その他の場合
は閉鎖状態にあると識別される。

なお、上述のα、βは予めＥＣＵ７に記憶されており、
０１〜ｏｎはθと気筒番数ｎとから一意に１１− 算出される。

上述の閉鎖識別手段７ａにより閉鎖状態にあると識別さ
れたシリンダ５（５ａ〜５ｄ）について、対応する燃料
噴射用インジェクタ６（６８〜６ｄ）に対し、噴射停止
信号がＥＣＵ７ｂから出力され。

燃料の噴射が停止される。

ところで、連通路３ａの内径りと吸気路１の内径２Ｘと
の関係は第４図において考察される。

すなわち、全シリンダ５（５ａ〜５ｄ）のうち同時にロ
ータリバルブ３との連通路３ａが閉じない条件は、 Ｄ　／　２　＞　ｘ であり、また、 ｘ　＝　［Ｒ２−（Ｄ／２）２］””　・５ｉｎ（９０
’　／ｎ）−Ｄ／２・ｃｏｓ（９０°／ｎ）であって、 これらの２式から Ｄ＞Ｒ［２（１−ｃｏｓ（９０°／ｎ））］１″・・・
■となる。

本実施例のロータリバルブは０式を満たすもので、連通
路３ａのいずれかが開いており、開いて２ いる吸気路１８〜１ｄのシリンダは通常の運転を行なう
。また、その他の吸気路１ａ〜１ｄは閉鎖されて、燃料
噴射が停止される。

これにより、少なくとも１つのシリンダが通常の運転を
行なうため、エンジンがロック状態に陥ることがなく、
ドライバの意志と無関係にエンジンが停止することが防
止される。

なお、このエンジンにおいても、運転手がイグニッショ
ンスイッチを切れば停止できるのは勿論のことである。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の異常時対応式ロータリバ
ルブ付きエンジンによれば、複数のシリンダと、該シリ
ンダのそれぞれに連結された吸気路と、該吸気路のそれ
ぞれに付設された燃料噴射用インジェクタと、該吸気路
の該燃料噴射用インジェクタの装着箇所よりも上流側に
該吸気路のそれぞれを貫通するようにして設けられて上
記の各吸気路と対応した箇所にそれぞれ連通路を形成さ
れたロータリバルブとをそなえたエンジンにおいて、該
ロータリバルブの回転角を検出するロータリバルブ角セ
ンサと、該ロータリバルブの異常停止時に該ロータリバ
ルブ角センサの検出信号に基づいて該ロータリバルブに
よって閉鎖されたシリンダを識別する閉鎖識別手段と、
該閉鎖識別手段からの出力信号に基づいて該燃料噴射用
インジェクタのうちの閉鎖されたシリンダにそなえられ
たインジェクタからの燃料噴射を停止させる噴射停止手
段とが設けられるという簡素な構成で、ロータリバルブ
が停止した場合に、インジェクタからの燃料がシリンダ
内に充満したり排気管内等に侵入したりすることがなく
なり、燃料の排気管内への充満等による悪影響の発生を
防止できるようになる利点がある。

また、複数の連通路を吸気路のうちのいずれかを常に開
通させるように設定することにより、ロータリバルブが
停止してもエンジンを作動できるため、エンジンを急激
にロックさせないようにできるだけでなく、運転者の意
志に反してエンジンが停止してしまうようなもともなく
なり、エンジンやミッシＡンの損傷を防止できるととも
に緊急時の運転性能が確保される。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明の一実施例としての異常時対応式ロ
ータリバルブ付きエンジンを示すもので、第１図（ａ）
はその概略構成をエンジンの模式的縦断面図を用いて示
すブロック図、第１図（ｂ）はその概略構成をエンジン
の模式的平面図を用いて示すブロック図、第２図はその
ロータリバルブと吸気路との要部を示す縦断面図、第３
図はロータリバルブの縦断面図、第４図はそのロータリ
バルブと吸気路との関係を示す要部の模式的縦断面図で
ある。 １、１　ａ−１ｃｌ−−一吸気路、２−吸気弁、３−・
ロータリバルブ、３ａ一連通路、４−駆動機構、４ａ−
・クランク軸、４ｂ−ベルト、５．５ａ−５ｄシリンダ
、６，６ａ〜６ｄ−燃料噴射用インジェクタ、７−・Ｅ
ＣＵ、８・−・ロータリバルブ角センサ、９−エアフロ
ーセンサ、１０−・・スコツ１〜ルバルブ、Ｅ−エンジ
ン。 ５

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のシリンダと、該シリンダのそれぞれに連結
   された吸気路と、該吸気路のそれぞれに付設された燃料
   噴射用インジェクタと、該吸気路の該燃料噴射用インジ
   ェクタの装着箇所よりも上流側に該吸気路のそれぞれを
   貫通するようにして設けられて上記の各吸気路と対応し
   た箇所にそれぞれ連通路を形成されたロータリバルブと
   をそなえたエンジンにおいて、該ロータリバルブの回転
   角を検出するロータリバルブ角センサと、該ロータリバ
   ルブの異常停止時に該ロータリバルブ角センサの検出信
   号に基づいて該ロータリバルブによって閉鎖されたシリ
   ンダを識別する閉鎖識別手段と、該閉鎖識別手段からの
   出力信号に基づいて該燃料噴射用インジェクタのうちの
   閉鎖されたシリンダにそなえられたインジェクタからの
   燃料噴射を停止させる噴射停止手段とが設けられている
   ことを特徴とする、異常時対応式ロータリバルブ付きエ
   ンジン。
2. （２）上記の複数の連通路が、上記の吸気路のうちのい
   ずれかを常に開通させるように設定されていることを特
   徴とする、特許請求の範囲第１項に記載された異常時対
   応式ロータリバルブ付きエンジン。