JP2003206761A - 車両エンジンの吸気流量可変給気装置 - Google Patents

車両エンジンの吸気流量可変給気装置

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JP2003206761A
JP2003206761A JP2002264723A JP2002264723A JP2003206761A JP 2003206761 A JP2003206761 A JP 2003206761A JP 2002264723 A JP2002264723 A JP 2002264723A JP 2002264723 A JP2002264723 A JP 2002264723A JP 2003206761 A JP2003206761 A JP 2003206761A
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intake air
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸気マニホルドを通して燃焼室に流入する混
合気の流量を連続的に変化させてタンブル形成を誘導
し、混合気の流入程度に応じてスパ−クタイムを遅延さ
せ、燃焼効率の向上、排気ガス低減、特定領域における
エンジントルク向上を可能とする。 【解決手段】 上記のような目的を達成するためになさ
れたこの発明は、吸気マニホルドの一側に設けられてＥ
ＣＵから伝送される制御信号に応じて動力を発生する駆
動手段と、該駆動手段から動力を伝達されて吸気マニホ
ルドのそれぞれのポ−トの開度を調整する操作手段とか
らなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両エンジンの吸
気流量可変給気装置に係り、より詳しくは、燃焼室に流
入する混合気の流動状態を変化させることで燃費を向上
させ、排気ガスを低減できるようにする車両エンジンの
吸気流量可変給気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、内燃機関用エンジン（例えば、
４サイクルエンジン）は、吸排気バルブからなるバルブ
装置を備えて必要な混合気を燃焼室内に吸入して燃焼さ
せた後、燃焼ガスを外部へ排出させ、圧縮および動力行
程では２つのバルブが閉じて燃焼室内の気密を保持した
状態で混合気を燃焼させることによって、動力を得るよ
うになっている。
【特許文献１】特許２８４２０６０
【特許文献２】特許２６４６６２４
【特許文献３】特開２００１−３１７３６３
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような、燃焼室
に流入した混合気を燃焼させて動力を得るエンジンで
は、排気ガスによって必然的に環境汚染を発生させるこ
とになるため、エンジンの開発において、エンジンの燃
焼効率を向上させて出力を増やすことのほか、不完全燃
焼を防止して排気ガス内の汚染物を減少することも重要
な課題のひとつである。
【０００４】従来、燃焼効率向上と排気ガス低減のため
の各種方策が講じられているが、これらは、燃焼室の仕
組みを最適化させる方式と、燃焼室に流入する混合気の
混合を最適にする混合気の流れを制御する方式に大別さ
れる。
【０００５】そのうち、燃焼室の仕組みを最適化させる
方式の一環として、燃焼室内に流入した混合気の燃焼時
に火焔伝播がより効果的な燃焼室の仕組みにして混合気
の完全燃焼を誘導する方式は、燃焼室の仕組みの開発に
多大な時間と費用がかかる問題点がある。
【０００６】さらに、燃焼室に流入する混合気の流れを
制御する方式は、エンジンのバルブシステムを利用する
ため、その仕組みが複雑で、かつ作動に関しても混合気
の流れを完全にしや断するか、開放するかの２通りの状
態で制御するものであるため、エンジンの空回転から高
速走行にいたる全負荷領域にかけて燃焼室に吸入される
空気量を最適制御することが極めて困難と言う短所があ
った。
【０００７】
【発明の目的】本発明の目的は、吸気マニホルドを通し
て燃焼室に流入する混合気の流量を連続的に変化させて
タンブル形成を誘導し、混合気の流入程度に応じてスパ
−クタイムを遅延させ燃焼効率の向上と排気ガスの低減
はもとより、特定領域におけるエンジントルクを向上さ
せることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、吸気マニホル
ドの一側に設けられてＥＣＵから伝送される制御信号に
応じて動力を発生する駆動手段と、前記駆動手段から動
力を伝達されて吸気マニホルドの各ポ−トの開度を調整
する操作手段と、からなることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図に
沿つて詳述する。図１は、本発明の吸気流量可変給気装
置を吸気マニホルドに設けた構成図を示す。吸気マニホ
ルド１にはエンジンの各燃焼室につながる通路の複数の
ポ−ト（１ａ、……、１ｎ）が形成され、吸気マニホル
ド１の一側面に、エンジンを電子制御するコントロ−ラ
のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉ
ｔ）から提供される制御信号に応じて動力を発生させる
駆動手段２が備えられている。各ポ−トには駆動手段２
の動力で作動し、各ポ−ト（１ａ、……、１ｎ）の開度
が調整できる操作手段４が備えられている。
【００１０】本実施例において、駆動手段２は自動車の
電源で駆動される電気モ−タ３からなり、電気モ−タ３
の回転軸にはウォ−ム３ａが取付けられている。操作手
段４は駆動手段のウォ−ム３ａに噛合するウォ−ムギヤ
４ｂと、ウォ−ムギヤ４ｂの回動軸で、吸気マニホルド
のポ−ト（１ａ、……、１ｎ）を貫通する回動ロッド４
ｃと、回動ロッド４ｃに固定されてポ−ト（１ａ、…
…、１ｎ）の通路を開閉する開閉部材５とから構成され
ている。
【００１１】回動ロッド４ｃは、その断面形状を半円状
にし、吸気マニホルドのそれぞれのポ−ト（１ａ、…
…、１ｎ）部位には半円形の収容溝（１ａ′、……、１
ｎ′）を形成して回動ロッド４ｃが収容溝（１ａ′、…
…、１ｎ′）に収容されるようにして、ポ−ト（１ａ、
……、１ｎ）を通過する空気の流れを妨げないようにし
た。
【００１２】開閉部材５は、図２に示すように、回動ロ
ッド４ｃの半円状断面の弦（ｃｈｏｒｄ）のなす平面部
位に一端が溶接などで固定され、他端は所定のウェ−ブ
（Ｗａｖｅ）形状で、空気の流れをタンブル（Ｔｕｍｂ
ｌｅ）化させる先端部（５ａ′、……、５ｎ′）を有す
る回動プレ−ト（５ａ、……、５ｎ）からなり、各ポ−
ト（１ａ、……、１ｎ）の通路上に位置する。
【００１３】回動ロッド４ｃには、回動ロッド４ｃの回
動によってポ−ト（１ａ、……、１ｎ）の通路上に露出
する収容溝（１ａ′、……、１ｎ′）を遮蔽するため
に、回動プレ−ト（５ａ、……、５ｎ）に対して所定角
度を有する遮断板（５ａ″、……、５ｎ″）が備えられ
ている。
【００１４】以下、本発明の作動について添付図に沿っ
て詳述する。本発明は、エンジン作動時にエンジンの運
転条件を制御するＥＣＵが吸気マニホルド１の各ポ−ト
（１ａ、……、１ｎ）を通して燃焼室に流入する混合気
量を制御しつつ点火時期を遅らせてエンジン出力である
トルクを向上させることになる。
【００１５】ＥＣＵが駆動手段２を制御して操作手段４
で各ポ−ト（１ａ、……、１ｎ）の開閉量を調整しつ
つ、図４に示すように、点火時期を遅延させると、図５
に示すように、特定の回転数（略、３５００ＲＰＭ）以
下の領域でエンジンのトルクを向上させる効果が得られ
る。
【００１６】図２、３に示す通り、エンジンのＥＣＵが
電気モ−タ３に制御信号を送ると、電気モ−タ３の回転
によってウォ−ム３ａとウォ−ムギヤ４ｂを通して回動
ロッド４ｃが回転し、各ポ−ト（１ａ、……、１ｎ）の
開閉部材５である回動プレ−ト（５ａ、……、５ｎ）を
回動させ、各ポ−ト（１ａ、……、１ｎ）の開放程度を
調整することになる。
【００１７】回動プレ−ト（５ａ、……、５ｎ）によっ
てポ−ト（１ａ、……、１ｎ）の通路が狭くなると、こ
れを通過する混合気量が減少するとともに、混合気流が
タンブ−ル化されて、従来に比べて相対的に少ない燃料
で効率的に燃焼が行われ、所定回転数以下の領域でエン
ジンの出力が向上し、それに伴って相対的に排気ガス中
の汚染物が減少する。
【００１８】開閉部材５の開閉は、駆動手段である電気
モ−タ３の回転軸に設けられたウォ−ム３ａの回転をウ
ォ−ムギヤ４ｂが伝達して回動プレ−ト（５ａ、……、
５ｎ）を回動させるもので、精密な調整が可能である。
【００１９】図５において、回動プレ−ト（５ａ、…
…、５ｎ）の開度が１００％の場合は、本発明の装置を
備えられていない一般的な吸気マニホルドを使用された
場合に相当するが、これに対して、回動プレ−ト（５
ａ、……、５ｎ）が５０％閉じられた状態では、略３５
００ｒｐｍ以下のエンジンの運転領域でエンジントルク
が相対的に向上する結果を示しており、比較的に低速領
域で大きなトルクを必要とする坂道走行のような状況で
極めて有利なエンジン性能を確保できることがわかる。
【００２０】一方、回動プレ−ト（５ａ、……、５ｎ）
が完全に閉じられた場合、開度量が１００％の場合に比
べてトルクが全体的に減少しているが、エンジン排気ガ
ス中の汚染物は大幅に低減される効果があるため、大き
いトルクを必要としない場合、効率的にエンジンを作動
させて環境汚染を最少化さる運転領域の確保が可能にな
る。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、吸気マニホルドを通し
て燃焼室に流入する混合気の流量を連続的に変化させて
タンブル形成を誘導し、混合気の流入程度に応じてスパ
−クタイムを遅延させることで、燃焼効率の向上、排気
ガスの低減、特定領域でのエンジントルク向上効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による吸気流量可変給気装置を吸気マニ
ホルドに設けた構成図である。
【図２】図１の駆動システム構成図である。
【図３】本発明の吸気流量可変給気装置の作動状態図で
ある。
【図４】本発明による吸気流量の変化に伴う点火時期変
化線図である。
【図５】本発明による吸気流量の変化に伴うトルク変化
線図である。
【符号の説明】
１ 吸気マニホルド １ａ、……、１ｎ ポ−ト １ａ′、……、１ｎ′ 収容溝 ２ 調整手段 ３ 駆動部材 ４ 操作部材 ４ａ 駆動ギヤ ４ｂ 縦動ギヤ ４ｃ 回動ロッド ５ 開閉部材 ５ａ、……、５ｎ 回動プレ−ト ５ａ′、……、５ｎ′ 先端部 ５ａ″、……、５ｎ″ 遮断板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 35/104 Ｆ０２Ｍ 35/10 １０２Ｒ 69/00 69/00 ３５０Ｗ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 吸気マニホルドの一側に設けられてＥＣ
    Ｕから伝送される制御信号に応じて動力を発生する駆動
    手段と、 前記駆動手段から動力を伝達されて吸気マニホルドの各
    ポ−トの開度を調整する操作手段と、 からなることを特徴とする車両エンジンの吸気流量可変
    給気装置。
  2. 【請求項２】 前記駆動手段は、電気モ−タで構成さ
    れ、その回転軸にはウォ−ムが形成され、前記操作手段
    は前記ウォ−ムに噛合されるウォ−ムギヤと、前記ウォ
    −ムギヤによって回動される回動ロッドと、前記回動ロ
    ッドに結合されて前記ポ−トの通路を開閉するように設
    けられた開閉部材とからなることを特徴とする請求項１
    に記載の車両エンジンの吸気流量可変給気装置。
  3. 【請求項３】 前記回動ロッドは、断面が半円状で、吸
    気マニホルドの各ポ−ト部位に設けられた半円状断面の
    収容溝に収容される仕組みであることを特徴とする請求
    項２に記載の車両エンジンの吸気流量可変給気装置。
  4. 【請求項４】 前記開閉部材は、前記回動ロッドの半円
    状断面の弦のなす平面部位に一端が固定され、他端は所
    定のウェ−ブ形状で、空気の流動をタンブ−ル化させる
    先端部を有する回動プレ−トからなり、各ポ−トの通路
    上に位置することを特徴とする請求項２に記載の車両エ
    ンジンの吸気流量可変給気装置。
  5. 【請求項５】 前記回動ロッドには、回動ロッドの回動
    によってポ−トの通路上に露出する収容溝部位を遮蔽す
    るために、前記回動プレ−トに対して所定角度を有する
    遮断板が備えられたことを特徴とする請求項４に記載の
    車両エンジンの吸気流量可変給気装置。
JP2002264723A 2001-12-24 2002-09-10 車両エンジンの吸気流量可変給気装置 Pending JP2003206761A (ja)

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