JP2003328882A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents
内燃機関の吸気装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
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- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
Abstract
し、充填効率向上を図る。 【解決手段】 4気筒内燃機関の各気筒毎に独立した吸
気通路2を有し、それぞれにスロットル弁3を備える。
アイドル時の吸気量のばらつきを抑制するために、スロ
ットル弁3下流側において、連通路9によって各気筒の
吸気通路2が互いに連通する。連通路9の各分岐通路9
bに電磁弁からなる遮断弁15が設けられており、気筒
間の連通を遮断できる。アイドルを含む低速低負荷域で
は遮断弁15が開いて気筒間の吸気量が均等化し、全開
を含む高速高負荷域では遮断弁15が閉じて吸気脈動の
減衰が回避される。
Description
の吸気装置、特に、各気筒毎に独立した吸気通路のそれ
ぞれにスロットル弁が設けられた吸気装置に関する。
を有するとともに、この気筒別の吸気通路のそれぞれ
に、スロットル弁を備えた吸気装置が従来から知られて
いる。この場合、複数個のスロットル弁は、一般に、い
わゆる多連スロットルとして、同軸状に配置され、同一
開度となるように一斉に開閉される。
毎に備えた構成では、アイドル時のようなスロットル弁
開度が小さい領域で、種々の誤差やスロットルシャフト
の捻れ等に起因して各気筒の実際の吸気量が不均一とな
り、例えばアイドル安定性が悪化する、といった問題が
生じる。
て、特開平9−280061号公報や特開平8−135
529号公報に示されているように、スロットル弁の下
流側において各吸気通路を互いに連通させるように連通
路を設けることが提案されている。この場合、連通路を
介して各気筒の吸気量が均等となり、気筒間のアンバラ
ンスが解消される。
ような連通路を設けた構成では、高負荷運転時に、充填
効率向上のために積極的に活用すべき各気筒の吸気通路
の吸気脈動が、上記連通路を介した各気筒の脈動の干渉
によって減衰してしまい、吸気動的効果が十分に得られ
ない、という不具合が生じる。
で、一般に、独立した各気筒の吸気通路では、(a)に
示すような吸気脈動が生じる。これは、最初に吸気弁の
開弁に伴って吸入パルスとして示す負圧波が生じ、大気
開放端側で正圧波として反射してくる反射波と合成され
るものであり、良く知られているように、これによって
吸気慣性効果ならびに吸気脈動効果が得られるのであ
る。(b)は、例えば直列4気筒機関の♯2気筒の吸気
脈動を示し、(c)は、隣接する♯3気筒の吸気脈動を
示しているが、これらの吸気装置が連通路により互いに
連通していると、(d)に示すように、ある瞬間で圧力
の高い方の気筒から低い方の気筒へと吸気が流れようと
する結果、実線のように脈動が減衰してしまう。これ
は、各気筒の間で同様に生じる。
る不具合を解消することを目的とする。
装置は、各気筒毎に独立した吸気通路を有するととも
に、この気筒別の吸気通路のそれぞれに、スロットル弁
が設けられており、このスロットル弁の下流側で各吸気
通路に連通路が接続されている。この連通路によって、
各吸気通路が互いに連通しており、各気筒の吸気量が均
等化する。そして、本発明では、上記連通路に、各気筒
間の連通を機関運転条件に応じて遮断する遮断弁が設け
られている。
件では、遮断弁によって各気筒間の連通を遮断すれば、
吸気脈動の減衰が回避される。請求項8のように、上記
遮断弁を、少なくとも全開時を含む高負荷側の領域で閉
弁することが望ましい。また、遮断弁を開いた状態とす
れば、各気筒の吸気量のばらつきが回避される。請求項
7のように、上記遮断弁を、少なくともアイドルを含む
低速低負荷側の領域で開弁することが望ましい。
側では、スロットル弁の開度が大きく、各気筒の吸気量
も大であるので、気筒間の吸気量のばらつきは実質的に
問題とならない。また、吸気量のばらつきが問題となる
アイドルあるいは低速低負荷域では、高い充填効率は要
求されない。従って、両者は十分に両立し得る。
連通させる連通路に遮断弁を設けたので、高い充填効率
が要求される運転条件において連通を遮断し、吸気動的
効果をより有効に利用することができる。そして、アイ
ドルを含む低速低負荷域では、遮断弁を開状態とするこ
とで、気筒間の吸気量のばらつきを抑制することができ
る。
形態を図面に基づいて詳細に説明する。
関の吸気装置の第1実施例を示している。これは、直列
4気筒機関に適用したものであって、4つの気筒1に対
し、各気筒毎に独立した吸気通路2が設けられており、
かつこの4本の吸気通路2のそれぞれにバタフライバル
ブ型のスロットル弁3が設けられている。なお、4は吸
気弁、5は排気弁、6はピストンを示す。上記吸気通路
2の上流端は、通常、十分な容積を有する図示せぬサー
ジタンクにそれぞれ接続されているが、それぞれ独立し
た形のまま直接大気に開口する構成とすることもでき
る。
ゆる多連スロットルとして構成されており、図2に示す
ように、互いに同軸状に配置され、かつ実質的に1本の
スロットルシャフト7によって一斉に開閉される構成と
なっている。なお、図示例では、スロットルシャフト7
が2気筒分ずつに分割され、かつ中央のジョイント8に
よって1本に連結されている。上記スロットルシャフト
7は、例えば、図示せぬスロットルドラムおよびスロッ
トルワイヤを介してアクセルペダルに連係して回転駆動
されるが、電動モータにより開閉駆動する構成とするこ
とも可能である。また、各スロットル弁3を電動モータ
等により個別に開閉する構成としてもよい。
下流側の位置において、連通路9によって互いに連通し
ている。この連通路9は、気筒列方向に延びる主通路9
aと、該主通路9aから分岐して各気筒へと延びる4本
の分岐通路9bと、からなり、各分岐通路9bの先端
が、スロットル弁3の下流側の位置において各吸気通路
2に接続されている。なお、この連通路9の通路断面積
は、吸気通路2に比べて遙かに小さい。また、この実施
例では、上記連通路9が、スロットル弁3をバイパスし
て供給される補助空気の通路の一部としても利用されて
いる。すなわち、スロットル弁3の上流側から補助空気
を導くように1本の補助空気通路10が設けられてお
り、その通路途中に、補助空気流量を可変制御する補助
空気制御弁11が介装されているとともに、この補助空
気通路10の先端が連通路9の主通路9aに接続されて
いる。従って、補助空気制御弁11によって計量された
補助空気は、上記連通路9を通して、各気筒に均等に分
配される。なお、図示例では、より円滑に各気筒へ補助
空気を導入するために、補助空気制御弁11と上記連通
路9との間の補助空気通路10に、適宜な容積を有する
補助空気チャンバ12が設けられている。上記補助空気
通路10の上流端は、図1に示すように、いずれかの気
筒の吸気通路2に接続してもよく、あるいは図示せぬサ
ージタンクに接続してもよい。上記補助空気制御弁11
は、アイドル時に、クローズドループ形式でのアイドル
回転数制御を実現するように、エンジンコントロールユ
ニット13からの制御信号に基づき、補助空気量を制御
している。さらに、空調用コンプレッサ等の補機による
負荷を相殺するための補助空気を、この補助空気制御弁
11を介して供給することもできる。
弁からなる遮断弁15がそれぞれ介装されている。この
遮断弁15は、エンジンコントロールユニット13から
の信号によって一斉に開閉されるものであり、より具体
的には、機関回転数センサ16が検出する機関回転数
と、吸気圧センサ17が検出するスロットル弁3下流側
の吸気圧力と、に基づいて、運転条件に応じて開閉制御
される。なお、図示例では、各分岐通路9bに遮断弁1
5を設けているので、計4個の遮断弁15が用いられて
いるが、後述する例のように、連通路9の通路構成およ
びそれに対する遮断弁15の配置によって、より少ない
個数の遮断弁15でもって各気筒間の連通を遮断するこ
とも可能である。
を示す特性図であって、図示するように、アイドルを含
む低速低負荷側の領域で、遮断弁15は開弁状態とな
り、全開時を含む高負荷側の領域で、遮断弁15は閉弁
状態に保たれる。従って、スロットル弁3の開度が小さ
いことから各気筒の吸気量のばらつきが問題となる低速
低負荷側の領域では、連通路9によって各気筒の吸気通
路2が互いに連通した状態となり、気筒間の吸気量のば
らつきが抑制される。特にアイドル時においては、各気
筒の発生トルクのアンバランスが抑制され、アイドル安
定性が向上する。これに対し、高負荷域では、遮断弁1
5が閉じることで、各気筒の連通が遮断されるので、吸
気脈動の減衰が回避され、吸気動的効果による充填効率
の向上が図れる。また図示例では、連通路9が補助空気
の導入にも利用されるが、アイドル回転数制御が行われ
るアイドル時には、上述のように遮断弁15が開いてい
るので、補助空気の導入は何ら支障なく行われる。補機
負荷に対する補助空気の導入は、吸気量全体が大となる
高負荷域では不要であるので、上記のように連通路9が
遮断されることによる不都合はない。
筒間の吸気量のばらつきが最も問題となるのは、アイド
ル時であるので、アイドル時のみ遮断弁15を開弁し、
他の領域では遮断弁15を閉じるようにしてもよい。こ
の場合、例えばアイドルスイッチ等によるアイドル検出
に基づいて遮断弁15の開閉を制御することも可能であ
る。また逆に、全開付近の領域のみで遮断弁15を閉
じ、他の領域では遮断弁15を開いておくようにしても
よい。
実施例を示している。この実施例の遮断弁15は、分岐
通路9bを開閉するように設けられたバタフライバルブ
型の弁体15aからなり、特に4個の弁体15aが同軸
状に配置されていて、共通のバルブシャフト21に取り
付けられている。上記バルブシャフト21は、その一端
部においてダイヤフラム式の負圧アクチュエータ22に
連係しており、前述した吸気圧センサ17と同様に吸気
通路2のスロットル弁3下流側から取り出された吸入負
圧が、負圧アクチュエータ22の負圧室に導入されてい
る。そして、この負圧室の圧力が大気圧に近い場合には
負圧アクチュエータ22内部のリターンスプリングのば
ね力により上記弁体15aは閉じており、吸入負圧が強
くなると、ばね力に抗して弁体15aが開くように構成
されている。
は、吸入負圧が十分に発達することから、遮断弁15と
なる弁体15aは開状態となり、連通路9を介して各気
筒の吸気通路2が連通する。負荷が増加すると、吸入負
圧は弱まるので、弁体15aの開度は徐々に小さくな
り、全開を含む所定の高負荷域では、弁体15aが全閉
状態となる。そのため、前述した実施例と同様に、連通
路9が遮断され、気筒間の吸気脈動の干渉が回避され
る。
圧により作動する負圧アクチュエータ22を用いること
で、外部からの制御が不要となり、センサ等を含めた制
御システムの簡素化が図れる。
磁弁からなる遮断弁15を設けた第3実施例を示してい
る。すなわち、連通路9は、主通路9aと4本の分岐通
路9bとから構成されているが、主通路9aの3箇所、
つまり♯1気筒と♯2気筒との間、♯2気筒と♯3気筒
との間、および♯3気筒と♯4気筒との間、にそれぞれ
遮断弁15が介装されている。この遮断弁15の開閉制
御は、前述した第1実施例と同様である。この構成で
は、3個の遮断弁15によって各気筒の吸気通路2の間
を遮断することが可能である。
例を示す構成説明図。
図。
例を示す構成説明図。
例を示す構成説明図。
図。
Claims (10)
- 【請求項1】 内燃機関の各気筒毎に独立した吸気通路
を有するとともに、この気筒別の吸気通路のそれぞれ
に、スロットル弁が設けられ、かつこのスロットル弁の
下流側で各吸気通路に接続されて各吸気通路を互いに連
通させる連通路を備えてなる内燃機関の吸気装置におい
て、 上記連通路に、各気筒間の連通を機関運転条件に応じて
遮断する遮断弁を設けたことを特徴とする内燃機関の吸
気装置。 - 【請求項2】 上記連通路の各気筒へ至る分岐通路にそ
れぞれ遮断弁が設けられていることを特徴とする請求項
1に記載の内燃機関の吸気装置。 - 【請求項3】 上記スロットル弁の上流側から補助空気
を導く補助空気通路の先端が上記連通路に接続され、該
連通路を介して各気筒に補助空気が分配されることを特
徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の吸気装
置。 - 【請求項4】 上記補助空気通路に補助空気制御弁が設
けられており、この補助空気制御弁によって、少なくと
もアイドル時の補助空気量制御が行われることを特徴と
する請求項3に記載の内燃機関の吸気装置。 - 【請求項5】 上記補助空気制御弁と上記連通路との間
の補助空気通路に補助空気チャンバが設けられているこ
とを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の吸気装置。 - 【請求項6】 上記連通路の気筒間の位置にそれぞれ遮
断弁が設けられていることを特徴とする請求項1に記載
の内燃機関の吸気装置。 - 【請求項7】 上記遮断弁は、少なくともアイドルを含
む低速低負荷側の領域で開弁することを特徴とする請求
項1〜6のいずれかに記載の内燃機関の吸気装置。 - 【請求項8】 上記遮断弁は、少なくとも全開時を含む
高負荷側の領域で閉弁することを特徴とする請求項1〜
7のいずれかに記載の内燃機関の吸気装置。 - 【請求項9】 上記遮断弁は電磁弁からなることを特徴
とする請求項1〜8のいずれかに記載の内燃機関の吸気
装置。 - 【請求項10】 上記遮断弁は、スロットル弁下流側の
吸入負圧が導入される負圧アクチュエータにより開閉駆
動される弁体からなり、アイドル時の吸入負圧によって
上記弁体が開くように構成されていることを特徴とする
請求項1〜8のいずれかに記載の内燃機関の吸気装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002140873A JP4120264B2 (ja) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | 内燃機関の吸気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002140873A JP4120264B2 (ja) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | 内燃機関の吸気装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2003328882A true JP2003328882A (ja) | 2003-11-19 |
JP4120264B2 JP4120264B2 (ja) | 2008-07-16 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002140873A Expired - Fee Related JP4120264B2 (ja) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | 内燃機関の吸気装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP4120264B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009257333A (ja) * | 2006-12-01 | 2009-11-05 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の制御装置 |
JP2010203356A (ja) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の吸気装置 |
JP2010203353A (ja) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Honda Motor Co Ltd | 多気筒内燃機関の吸気装置 |
-
2002
- 2002-05-16 JP JP2002140873A patent/JP4120264B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009257333A (ja) * | 2006-12-01 | 2009-11-05 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の制御装置 |
JP4578560B2 (ja) * | 2006-12-01 | 2010-11-10 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP2010203356A (ja) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の吸気装置 |
JP2010203353A (ja) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Honda Motor Co Ltd | 多気筒内燃機関の吸気装置 |
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JP4120264B2 (ja) | 2008-07-16 |
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