JPH0577845B2 - - Google Patents

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JPH0577845B2
JPH0577845B2 JP59212937A JP21293784A JPH0577845B2 JP H0577845 B2 JPH0577845 B2 JP H0577845B2 JP 59212937 A JP59212937 A JP 59212937A JP 21293784 A JP21293784 A JP 21293784A JP H0577845 B2 JPH0577845 B2 JP H0577845B2
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engine
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acceleration
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Hirobumi Nishimura
Mitsuo Hitomi
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Mazda Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、吸気通路長さ、通路面積、容積等の
吸気系の形状を可変とし、これをエンジン回転数
に応じて切換えるようにしたエンジンの吸気装置
に関するものである。
（従来技術） 従来より、エンジンに吸気を供給する吸気装置
において、例えば実開昭57−2215号に見られるよ
うに、各シリンダに複数に吸気通路を接続し、一
方の吸気通路に開閉弁を設けて、低回転時には開
閉弁を閉じ、高回転時に開いて通路面積を切換え
るように制御し、トルク特性を改善する技術が知
られている。
すなわち、上記のような技術においては、吸気
系にトルクのピークが低回転側にある第１の状態
と、トルクのピークが高回転側にある第２の状態
とを設け、第１の状態にある低回転数からの回転
数の上昇に伴い、第１の状態での発生トルクが低
化するのに対し第２の状態での発生トルクが増大
して、両者のトルクが一致する設定回転数に達す
ると、第１の状態から第２の状態に切換作動し
て、全運転域で高いトルク特性を得るようにした
ものである。
また、上記のようにエンジンの吸気系の形状を
切換えるものとしては、吸気慣性等の動的特性を
エンジン回転数の変動に対応して変化させるため
に、動的特性の変化要素である通路長さ、通路面
積、容積等を切換変更し、それぞれの回転域に適
合した動的特性を得て充填効率の向上を図るよう
にした技術もある。
しかるに、上記のように吸気系の形状をエンジ
ン回転数の変動に応じて切換えるようにした場合
に、急加速時の切換作動時にノツキングもしくは
トルクシヨツクが生起して加速性能が低下する恐
れがある。すなわち、急加速時には一時的に混合
気の空燃比が薄くなり、また、トルクもしくは回
転数の上昇より早期に点火時期が進角するなどの
原因によつてノツキングが発生し易いものであ
り、しかも、第１の状態で高い発生トルクがある
ときに第２状態への切換えを行うと、これに伴な
つて第２状態での発生トルクが上昇するまでにト
ルク変動が大きく、トルクシヨツクとして運転性
を阻害するものである。
（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、急加速時に第１の状
態から第２の状態への切換えを行うときのトルク
シヨツクの抑制およびノツキングの発生を解消し
て加速性を向上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、エンジン回転数に応じて
吸気系の形状を低回転域用の第１の状態と高回転
域用の第２の状態とに切換えるについて、エンジ
ンの加速状態を検出し、所定値以上の急加速時に
は、上記第１の状態と第２の状態との切換えを行
うときの設定回転数を低い側に補正するようにし
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、急加速時には第１の状態から
第２の状態への切換時期の設定回転数を低く補正
することにより、低回転域から高回転域に回転数
が上昇する際に、早い時期に吸気系が第１の状態
から第２の状態に切換わり、充填量が実質急に変
化しないようにし、早い時期から第２の状態のト
ルク特性に沿つて変動し、急激なトルク変動を伴
うことなくなだらかにトルクが上昇し、トルクシ
ヨツクのない良好な運転性を得るとともに、混合
気の一時的な希薄化もなくノツキングが効果的に
防止できる。
また、緩加速時には、第１の状態と第２の状態
での発生トルクが一致する通常の設定回転数で切
換えを行うので、急加速時と同様の早い時期に切
換えを行つた際に生じる不具合、すなわち切換時
にトルクが大きく低下するのに伴うトルクシヨツ
クがを生じることなく、スムーズに運転性、加速
性が得られるものである。
（実施例） 以下、図面により本発明の実施例を説明する。
実施例 １ 第１図は本発明の一実施例による吸気装置を備
えたエンジンの全体構成図である。
エンジン１の各シリンダ２には、第１吸気ポー
ト３および第２の吸気ポート４の２つの吸気ポー
トが開設されるとともに、２つの排気ポート５，
５が開設されている。
吸気ポート３，４に吸気を供給する吸気通路７
はターボ過給機８を備えるとともに、サージタン
ク９下流側の部分が、各シリンダ２の第１吸気ポ
ート３に接続される第１通路７ａと、第２吸気ポ
ート４に接続される第２通路７ｂとにそれぞれ分
岐されている。上記第１通路７ａには燃料噴射ノ
ズル１０が配設され、第２通路７ｂにはこの第２
通路７ｂを開閉する開閉弁１１が介装され、各シ
リンダ２に対する各開閉弁１１は共通の操作軸１
２に接続され、この操作軸１２がアクチユエータ
１３によつて開閉作動されるものである。サージ
タンク９の上流側の吸気通路７には吸気量を検出
するエアフローメータ１４、負荷に応じて開閉さ
れるスロツトバルブ１５が介装されている。
また、前記排気ポート５，５に接続されて排気
ガスを導出する排気通路１７には、排気ガスによ
つて駆動されるターボ過給機８のタービン８ａが
配設され、このタービン８ａに連結され吸気を加
圧するブロア８ｂが前記吸気通路７に配設されて
いる。
前記開閉弁１１の開閉を行うアクチユエータ１
３の作動および燃料噴射ノズル１０による燃料噴
射は、制御装置１８（コントロールユニツト）か
らの制御信号によつて行われる。この制御装置１
８には、前記エアフローメータ１４からの吸気量
信号に加えて、スロツトルバルブ１５の開度に基
づき加速状態を検出するためのスロツトル開度セ
ンサー１９からの信号、およびエンジン１のクラ
ンク軸６の回転速度からエンジン回転数を検出す
る回転数センサー２０からの信号がそれぞれ入力
される。
前記吸気系において、開閉弁１１によつて第２
通路７ｂを閉じて第１通路７ａのみのよつて吸気
を供給しているときが低回転域用の第１の状態で
あり、一方、開閉弁１１が開いて第１通路７ａお
よび第２通路７ｂによつて吸気を供給していると
きが高回転域用の第２の状態である。この第１の
状態と第２の状態と切換えるアクチユエータ１３
の作動は、回転数センサー２０により検出された
エンジン回転数に応じて設定回転数で行われると
ともに、この切換時の設定回転数はスロツトル開
度センサー１９により検出された加速状態に応じ
て変更されるものである。
すなわち、第２図Ａに示すように、開閉弁１１
が閉じた第１の状態から開閉弁１１が開いた第２
の状態への切換時は、エンジン１の加速状態が設
定値未満の緩加速時には、実線で示す第１の設定
回転数N0であり、エンジン１の加速状態が設定
値以上の急加速時には、破線で示す第２の設定回
路N1であり、第２の設定回転数N1は第１の設定
回転数N0より低い値であり、急加速時には切換
時の設定回転数は低い値に補正される。
そして、上記第１の設定回転数N0は第２図Ｂ
に示すように、吸気系が第１の状態にあるときの
トルクカーブＩと、吸気系が第２の状態にあると
きのトルクカーブとが交差して両状態の発生ト
ルクが一致する時の回転数に設定され、第２の設
定回転数N1はこれより低い値に設定されている。
なお、第２図Ｂにおいて曲線は減速ラインであ
る。
前記制御装置１８は、急加速時を除く加速状態
においてエンジン回転数が上昇して第１の設定回
転数N0に達した時には、アクチユエータ１３に
開信号を出力して開閉弁１１を開状態に作動制御
するものであり、急加速時にはこれより低回転側
の第２の設定回転数N1に補正して早い時期に開
閉弁１１を開く作動信号を出力するものである。
これによりノツキングノ発生を伴うことなく良好
な加速性が得られる。
上記実施例においては、低回転域では第１通路
７ａのみによつて吸気が供給され、その流速が速
いことからシリンダ２内に強いスワールを生成す
るように設けられているが、急加速時にスワール
が強いとさらにノツキング発生しやすくなるもの
である。しかし、この急加速時には切換時期が早
くなつて第２通路７ｂからも吸気が早期に供給さ
れてスワールが弱くなり、これによつてもノツキ
ングの発生が抑制される。
第３図は緩加速時（実線）と急加速時（破線）
とにおけるターボ過給機８の作動に伴う吸気圧力
の変化を示すものである。ａ点はアイドリング状
態で吸気圧力は負圧になつており、ｂ点からスロ
ツトルバルブ１５が湯加速時には緩慢に、急加速
時には急激に開作動される。このスロツトルバル
ブ１５の開作動に伴い、吸気圧力は大気圧に上昇
するとともに、排気ガスの増大によつてターボ過
給機８が作動して吸気圧力は正圧方向に上昇し、
最終的に過給圧に達する。そして、緩加速時には
ｄ点で開閉弁１１が開き、急加速時にはこれより
前のｃ点で開閉弁１１が開くものである。その
際、開閉弁１１が閉じている状態では通路面積が
狭く、吸気の抵抗が大きくなつてブロア８ｂの回
転上昇が小さくなるのに対し、急加速時には早期
に開閉弁１１が開くことから、ブロア８ｂの回転
上昇度が高くなつて、吸気圧力の上昇が早くな
り、ターボ過給機８のタイムラグが短くなつて加
速時の応答性が向上する。
なお、上記実施例においては、加速状態に対応
して切換設定回転数を２段階に設定しているが、
加速の大きさに応じて切換設定回転数を無段階に
制御するようにしてもよい。
実施例 ２ 第４図とは吸気系の形状を低回転域用の第１の
状態と高回転域用の第２の状態とに切換える他の
実施例を示し、この例では吸気系の形状をその動
的特性がエンジン回転数の変化に対応して同調す
るように調整し、充填効率を向上し、トルク特性
を改善するものである。
直列６気筒エンジン２１における各シリンダ
２，２…に接続された吸気通路２２は、それぞれ
実質的に吸気行程がオーバーラツプしない２つの
気筒群に分割されて、第１サージタンク２３もし
くは第２サージタンク２４に接続されている。す
なわち、第１ないし第３気筒の独立吸気通路２２
が第１サージタンク２３に集合され、第４ないし
第６気筒の独立吸気通路２２が第２サージタンク
２４に集合されている。また、上記第１および第
２サージタンク２３，２４には、その上流側に１
本ずつの吸気通路２５，２６が接続され、両吸気
通路２５，２６は集合して合流通路２７に連通し
て設けられている。
一方、前記第１および第２サージタンク２３，
２４は互いに連通路２８によつて直接連通され、
この連通路２８には該連通路２８を開閉する開閉
弁２９が介装されている。この開閉弁２９はアク
チユエータ３０によつて開閉作動され、該アクチ
ユエータに前記第１図と同様の制御装置１８から
の制御信号が出力され、設定回転数未満の低回転
域では開閉弁２９を閉じた第１の状態とる一方、
設定回転数以上の高回転域では開閉弁２９を開い
た第２の状態とするように切換制御される。
そして制御装置１８はエンジン２１の加速状態
を検出し、設定値未満の緩加速時に開閉弁２９を
開作動する切換時の設定回転数に対して、設定値
以上の急加速時には切換時の設定回転数を低回転
側に補正するものである。
上記開閉弁２９の開閉は、各サーシタンク２
３，２４と上流側の吸気通路２５，２６および合
流通路２７による気柱振動系の影響による圧力振
動に伴う動的特性の同調回転数を変更するもので
あつて、エンジン回転数の変動に合つた動的特性
を利用して充填効率を向上する。すなわち、両サ
ージタンク２３，２４の連通長さを長くすると同
調回転数が低回転側となり、短くすると高回転側
に移行するので、高回転時には連通路２８の開閉
弁２９を開いて、両サージタンク２３，２４をこ
の連通路２８で直接連通するように制御するもの
である。
実施例 ３ 第５図および第６図は吸気系の連通長さを、低
回転域用の第１の状態と高回転域用の第２の状態
とに切換えを行う実施例を示している。これらの
図において、第１図と同様の構造には同一符号を
付している。
エンジン３１の各シリンダ２に吸気を供給する
吸気通路３２は、サージタンク９から各シリンダ
２用に独立した分岐通路３２ａに分岐されてい
る。この分岐通路３２ａはサージタンク９の一側
面から湾曲して通路長さが長くなるように形成さ
れ、一方、上記サージタンク９の底部と分岐通路
３２ａの途中の部分とが連通路３３によつてそれ
ぞれ短絡接続され、この連通路３３には該連通路
３３を開閉する開閉弁３４が介装されている。こ
の開閉弁３４は各気筒のものが操作軸３５によつ
て連結され、この操作軸３５が図示しないアクチ
ユエータによつて第１図と同様の制御装置からの
制御信号に基づいて作動され、設定回転数未満の
低回転域では開閉弁３４を閉じた第１の状態とす
る一方、設定回転数以上の高回転域では開閉弁３
４を開いた第２の状態とするように切換制御され
る。
上記開閉弁３４はサージタンク９とシリンダ２
とを接続する吸気通路長さを、閉じたときに長
く、開いたときに短くするものであつて、この気
柱振動系の同調回転数を変更して吸気慣性効果を
エンジン回転数に応じて高める。すなわち、通路
長さを長くすると同調回転数が低回転側となり、
短くすると高回転側に移行するので、前記のよう
に設定回転数で連通路３３の開閉弁３４を開くよ
うに制御されるものである。
そして、制御装置はエンジン３１の加速状態を
検出し、設定値未満の緩加速時に開閉弁３４を開
作動する切換時の設定回転数に対して、設定値以
上の急加速時には切換時の設定回転数を低回転側
に補正するものである。
また、この実施例において、連通路３３に介装
した開閉弁３４、連通路３３を開く際に、この連
通部分より上流側の分岐通路３２ａを閉じるよう
な切換弁を構成してもよい。
なお、吸気系の形状をエンジン回転数に応じて
切換変更し、各運転状態でエンジンの充填効率の
向上を図り、トルク特性を改善する構造として
は、上記した各例の他、公知の構造が採用でき、
それらに対して本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１の実施例による吸気装置
を有するエンジンの全体構成図、第２図Ａ，Ｂは
エンジン回転数に対する開閉弁の開閉時期とトル
ク特性の関係を示す説明図、第３図は急加速時と
緩加速時におけるターボ過給機の作動に伴う吸気
圧力の変動を示す説明図、第４図は第２の実施例
における吸気装置の構成図、第５図は第３の実施
例における吸気装置の概略平面図、第６図は第５
図の−線に沿う断面構成図である。 １，２１，３１……エンジン、７……吸気通
路、７ａ……第１通路、７ｂ……第２通路、８…
…ターボ過給機、１１……開閉弁、１３……アク
チユエータ、１８……制御装置、１９……スロツ
トル開度センサー、２０……回転数センサー、２
３，２４……サージタンク、２５，２６，３２…
…吸気通路、２８，３３……連通路、２９，３４
……開閉弁、３０……アクチユエータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 吸気系の形状を第１の状態と第２の状態とに
    可変とし、少なくとも高負荷で、エンジン回転数
    が設定回転数未満の領域で第１の状態とし、設定
    回転数以上の領域で第２の状態とするように切換
    えるエンジンの吸気装置において、エンジンの加
    速状態を検出し、所定値以上の急加速時には、第
    １の状態と第２の状態との切換えを行う上記設定
    回転数を低い側に補正するようにしたことを特徴
    とするエンジンの吸気装置。
JP59212937A 1984-10-11 1984-10-11 エンジンの吸気装置 Granted JPS6189924A (ja)

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