JPH0740662Y2

JPH0740662Y2 - エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPH0740662Y2
Application number: JP2028190U
Authority: JP
Inventors: 進仁井内
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1995-09-20
Anticipated expiration: 2005-02-28
Also published as: JPH03110137U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、吸気の動的効果を利用して過給を行うように
したエンジンの吸気装置に関するものである。

〔従来の技術〕

エンジンの吸気装置においては、例えば、実開昭61-152
731号公報に開示されているように、吸気系の等価管長
を変化させて吸気の動的効果を得るいわゆる可変吸気シ
ステムと、スロットル弁を介しない吸気を行うことによ
りアイドル回転時の回転数を精密に制御するいわゆるIS
C（Idle Speed Control）システムとを組み合わせた構
成が提案されている。このような構成では、アイドル回
転時に、サージタンクにおける２つの空間の間に設けら
れた制御弁を開かせることにより、吸気ダクトからスロ
ットル弁を介さずに一方の空間に導入された空気を、他
方の空気にも導入して各分岐管に均等に分配するように
なっていた。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来の技術では、ブローバイガスやEGR
（Exhaust Gas Recirculation）ガス等により制御弁に
カーボンが付着したり、制御弁を開閉するアクチュエー
タに異常が生じたりして制御弁が閉じたままになり、空
気がバイパス通路を介してサージタンクの一方の空間に
しか導入されなくなるおそれがある。このため、例え
ば、Ｖ型エンジンにおいては、一方のバンクがオーバリ
ーン状態になるとともに、他方のバンクがオーバリッチ
状態になり、特にアイドル回転時に失火してハンチング
の生じるおそれがある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係るエンジンの吸気装置は、上記の課題を解決
するために、スロットル弁を有する主吸気通路と、主吸
気通路に接続される第１・第２の２つの空間と、これら
第１・第２空間を相互に連通または遮断する制御弁と、
上記主吸気通路におけるスロットル弁の上流側の空気を
スロットル弁を介さずに第２空間に導入するバイパス通
路と、バイパス通路を開閉するバイパス弁とを設ける一
方、エンジンの各気筒にそれぞれ一端側が接続される複
数の独立吸気通路を吸気順序の連続しない気筒に接続さ
れるもの同士に２つのグループに分け、一方のグループ
の独立吸気通路の各他端側を上記第１空間に、他方のグ
ループの独立吸気通路の各他端側を第２空間にそれぞれ
接続すると共に、各独立吸気通路の途中に分岐形成さ
れ、集合通路に接続される分岐通路と、分岐通路を開閉
する開閉弁と、上記制御弁の開閉状態を検知する検知手
段と、バイパス弁が開いているときに上記制御弁の閉弁
状態を検出した場合、分岐通路における開閉弁を開弁作
動させる制御手段とを設けていることを特徴としてい
る。

〔作用〕

上記の構成によれば、バイパス弁が開いてバイパス通路
が開放されたときに制御弁が閉じている場合、分岐通路
における開閉弁が開くので、バイパス通路から第２空間
に導入される空気は、その空間に接続されるグループの
独立吸気通路を介して気筒に供給されるとともに、分岐
通路を介して集合通路に導かれる。さらに、集合通路に
導かれた空気は、第１空間に接続されたグループの分岐
通路および独立吸気通路を介して気筒に供給される。そ
れゆえ、制御弁が閉じたままになっていても、分岐通路
および集合通路を介して各気筒への吸気を均等に行うこ
とができる。

〔実施例〕

本考案がＶ型６気筒エンジンに適用された一実施例を第
１図ないし第４図に基づいて説明すれば、以下の通りで
ある。

本実施例に係る吸気装置は、第１図に示すように、２つ
のバンク1a・1bを有するＶ型６気筒のエンジン１の上方
に配されており、エンジン１の出力軸方向に長い箱状の
サージタンク２を備えている。サージタンク２は、内部
が仕切壁2aにより第１室（第１空間）2bおよび第２室
（第２空間）2cに分割されて２つの空間が形成されてい
る。また、上記仕切壁2aには、第１室2bと第２室2cとの
間を開放・閉鎖する制御弁３が設けられている。制御弁
３は、負圧導入路４を通じて導入される負圧で動作する
アクチュエータ５により駆動されて開閉動作を行うよう
になっており、その開閉動作が後述する制御手段31によ
り制御されている。

上記サージタンク２には、主吸気通路６が、その端部に
設けられたスロットルボディ6aで接続されている。スロ
ットルボディ6aには、上記第１室2bおよび第２室2cと主
吸気通路６との間を開放・閉鎖させるスロットル弁７・
８が設けられている。上記主吸気通路６は、上流端にエ
アフローメータ９およびエアクリーナ10が接続されてい
る。また、主吸気通路６におけるスロットルボディ6aの
上流側近傍と、サージタンク２の第２室2cとの間には、
バイパス通路11が配されるとともに、このバイパス通路
11の第２室2c側開口端には、バイパス通路11を開閉する
バイパス弁12が設けられている。このバイパス弁12は、
アイドル回転時等に吸気を補うように、その開閉動作が
制御手段31により制御されている。

サージタンク２の第１室2bには独立吸気通路13〜15が接
続される一方、第２室2cには独立吸気通路16〜18が接続
されている。上記独立吸気通路13〜18は、ほぼ同一通路
長さを有するとともに、それぞれ上下に分割形成された
ものが接合されてなり、全体として吸気マニホールド19
を構成している。独立吸気通路13〜18の下側は、図示し
ないが、独立吸気通路13〜15がそれぞれエンジンのバン
ク1aに設けられた第１、第３、第５気筒に接続され、独
立吸気通路16〜18がそれぞれバンク1bに設けられた第
２、第４、第６気筒に接続されている。

上記独立吸気通路13〜18には、その上下部を接合する接
合部13a〜18aからバンク1a上方に延びる分岐通路20〜25
が分岐形成されている。これら分岐通路20〜25は、集合
通路26に接続されており、集合通路26を介して互いに連
通するように構成されている。従って、独立吸気通路13
〜18は、分岐通路20〜25および集合通路26を介して互い
に連通するようになる。また、集合通路26における各分
岐通路20〜25の開口端には、分岐通路20〜25を開閉する
開閉弁27…が設けられている。これら開閉弁27…は、共
通の軸28により互いに結合され、負圧導入路29を通じて
導入される負圧で動作するアクチュエータ30により駆動
されて一体的に開閉動作するようになっている。上記開
閉弁27…は、その開閉動作が制御手段31により制御され
ている。

第２図に示すように、制御手段31には、回転数センサ32
と、スロットル開度センサ33と、開閉検出スイッチ（検
知手段）34と、負圧導入路４・29の途中に設けられた三
方ソレノイド弁35・36とバイパス弁12とが接続されてい
る。制御手段31は、回転数センサ32により検出されたエ
ンジン１の回転数信号、およびスロットル開度センサ33
により検出されたスロットル弁７・８の開度信号に基づ
いてバイパス弁12の開閉を制御するとともに、三方ソレ
ノイド弁35・36の開閉動作を制御することにより、アク
チュエータ５・30に導入される負圧を加減し、制御弁３
および開閉弁27…の開閉を制御するようになっている。

すなわち、制御手段31により、第１表に示すように、第
３図におけるエンジン１の回転数が回転数Ｎ₁未満であ
り、かつスロットル弁７・８の開度が所定角度以上であ
る領域Ａで制御弁３および開閉弁27…をともに閉じさ
せ、エンジン１の回転数が回転数Ｎ₂（Ｎ₁＜Ｎ₂）以上
である領域Ｃで制御弁３および開閉弁27…をともに開か
せ、さらに、上記領域Ａ・Ｃ以外の領域Ｂで制御弁３を
開かせる一方、開閉弁27…を閉じさせるように制御が行
われる。

また、制御手段31により、上記領域Ａ・Ｃの場合バイパ
ス弁12を閉じさせる一方、領域Ｂの場合バイパス弁12を
開かせるとともに、バイパス弁12が開いているときに、
制御弁３が閉じたままで開かない場合、開閉弁27…を強
制的に開かせるように制御が行われる。

上記の構成において、共鳴過給を行うには、サージタン
ク２および独立吸気通路13〜18により形成される吸気系
の固有振動数とエンジン１の回転数とが共振状態となっ
たときに発生する定常波を、吸気行程の終わりの時期に
各気筒の図示しない吸気ポートに作用させる。そして、
サージタンク２における制御弁３がアクチュエータ５の
動作により開くと、サージタンク２の第１室2bと第２室
2cとが連通して吸気系の固有振動数が高くなり、より高
い回転領域において共鳴効果が得られる。なお、このと
き、独立吸気通路13〜18に接続される気筒の吸気行程
が、第１→第２→第３→第４→第５→第６気筒の順に設
定され、グループに分けた独立吸気通路13〜15および独
立吸気通路16〜18の吸気順序がグループ内で連続しない
ようにして、吸気干渉の発生を防ぐことが必要となる。

一方、慣性過給を行うには、開閉弁27…が閉じている場
合、上記吸気ポートで発生した加振力が独立吸気通路13
〜18および分岐通路20〜25を通じて伝播して開閉弁27…
に達することにより、独立吸気通路13〜18および分岐通
路20〜25の管内を振動させる。そして、この振動と吸気
ポートの閉じる時期とが同調することにより空気が気筒
に押し込まれる。また、開閉弁27…がアクチュエータ30
の動作により開いた場合、独立吸気通路13〜18および分
岐通路20〜25における加振部分の長さが短くなって振動
の周期が変えられ、より高い回転領域において同調して
慣性効果が得られるとともに、分岐通路20〜25が集合通
路を介して連通するので、吸気抵抗を減少させて充填効
率の向上が図られる。

ところで、共鳴過給を行う際、エンジン１の回転状態が
アイドル回転時や最大トルク発生時等を含む領域Ｂであ
る場合、バイパス弁12を開かせてバイパス通路11による
補助吸気を行うことにより、共鳴効果がより有効に得ら
れるようになるが、この場合、バイパス通路11を通じて
サージタンク２の第２室2cに導入された空気を、第１室
2bにも導入するために制御弁３が開かれる。このとき、
制御手段31は、制御弁３へのカーボン付着やアクチュエ
ータ５の異常等により制御弁３が開かないと、制御弁３
の閉鎖状態を判別し、分岐通路20〜25における開閉弁27
…を強制的に開かせて、独立吸気通路13〜18と集合通路
26とを連通させる。これにより、サージタンク２の第２
室2cを介して一方のグループの独立吸気通路16〜18に導
入された空気は、他方のグループの独立吸気通路13〜15
にも導入され、結果として各気筒に均等に吸気が行われ
ることになる。

続いて、制御弁３の異常閉鎖時における制御手段31の制
御手順を第４図のフローチャートに基づいて説明する。

まず、エンジン１の回転時において、エンジン１のトル
ク特性が領域Ｂであるか否かを判定し（S1）、領域Ｂで
あると判別した場合、さらに制御弁３が開いているか否
かを判定する（S2）。S1において領域Ｂでないと判定し
た場合は、バイパス通路11による吸気が行われないた
め、制御弁３の開閉状態を判別する必要がなく処理を終
える。一方、S2において制御弁３が開いていないと判別
した場合、制御弁３を開かせ（S3）、処理を終える。ま
た、S2において制御弁３が開いていると判別した場合、
そのまま処理を終える。

〔考案の効果〕

本考案に係るエンジンの吸気装置は、以上のように、ス
ロットル弁を有する主吸気通路と、主吸気通路に接続さ
れる第１・第２の２つの空間と、これら第１・第２空間
を相互に連通または遮断する制御弁と、上記主吸気通路
におけるスロットル弁の上流側の空気をスロットル弁を
介さずに第２空間に導入するバイパス通路と、バイパス
通路を開閉するバイパス弁とを設ける一方、エンジンの
各気筒にそれぞれ一端側が接続される複数の独立吸気通
路を吸気順序の連続しない気筒に接続されるもの同士に
２つのグループに分け、一方のグループの独立吸気通路
の各他端側を上記第１空間に、他方のグループの独立吸
気通路の各他端側を第２空間にそれぞれ接続すると共
に、各独立吸気通路の途中に分岐形成され、集合通路に
接続される分岐通路と、分岐通路を開閉する開閉弁と、
上記制御弁の開閉状態を検知する検知手段と、バイパス
弁が開いているときに上記制御弁の閉弁状態を検出した
場合、分岐通路における開閉弁を開弁作動させる制御手
段とを設けている構成である。

これにより、バイパス弁が開いてバイパス通路が開放さ
れているときに制御弁が閉じている場合、分岐通路にお
ける開閉弁が開くので、バイパス通路により一方の空間
に導入される空気は、分岐通路および集合通路を介して
各気筒に均等に分配される。このように、制御弁の異常
閉鎖時に開閉弁が開くことにより、吸気が各気筒に対し
均等に行われるため、エンジンの動作異常の発生を回避
することができ、吸気制御の信頼性を向上させることが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本考案の一実施例を示すものであ
る。第１図はエンジンの吸気装置の構成を示す平面図であ
る。第２図は制御系の構成を示すブロック図である。第３図はエンジンの回転数に対するトルク特性を示すグ
ラフである。第４図は制御弁の異常閉鎖時における制御手段の制御手
順を示すフローチャートである。 2bは第１室（第１空間）、2cは第２室（第２空間）、３
は制御弁、６は主吸気通路、７・８はスロットル弁、11
はバイパス通路、12はバイパス弁、13〜18は独立吸気通
路、20〜25は分岐通路、26は集合通路、27は開閉弁、31
は制御手段、34は開閉検出スイッチ（検知手段）であ
る。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】スロットル弁を有する主吸気通路と、主吸
気通路に接続される第１・第２の２つの空間と、これら
第１・第２空間を相互に連通または遮断する制御弁と、
上記主吸気通路におけるスロットル弁の上流側の空気を
スロットル弁を介さずに第２空間に導入するバイパス通
路と、バイパス通路を開閉するバイパス弁とを設ける一
方、エンジンの各気筒にそれぞれ一端側が接続される複数の
独立吸気通路を吸気順序の連続しない気筒に接続される
もの同士に２つのグループに分け、一方のグループの独
立吸気通路の各他端側を上記第１空間に、他方のグルー
プの独立吸気通路の各他端側を第２空間にそれぞれ接続
すると共に、各独立吸気通路の途中に分岐形成され、集合通路に接続
される分岐通路と、分岐通路を開閉する開閉弁と、上記
制御弁の開閉状態を検知する検知手段と、バイパス弁が
開いているときに上記制御弁の閉弁状態を検出した場
合、分岐通路における開閉弁を開弁作動させる制御手段
とを設けていることを特徴とするエンジンの吸気装置。