JP3669021B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの吸気系に設けられ、開閉駆動されることにより吸気通路形状を変更する制御弁を備えたエンジンの吸気装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、エンジンの吸気装置として、例えば、特開昭62−162723号公報に開示されているように、エンジンの各気筒に対して、通路長の長い第2吸気通路を接続するとともに通路長の短い第1吸気通路を接続し、この第1吸気通路にエンジンの低速域で閉じる制御弁を配設した可変吸気装置が知られている。
【0003】
上記可変吸気装置では、エンジンの低速時には、第1吸気通路が閉塞され、吸気は長い第2吸気通路によって各気筒に供給される一方、高速域では第1吸気通路が開かれて、それぞれの領域での吸気特性に適合した吸気通路によって吸気を行うことで充填効率を高めてエンジン出力を改善するようにしたものである。
【0004】
ところで、上記のように第1および第2吸気通路をエンジン回転数に応じて切り換え、高速時に制御弁を開いて第1吸気通路から吸気を供給するようにしたものにおいては、上記制御弁が閉じている領域で異音が発生するという問題があった。
【0005】
すなわち、車両が停車状態にあって、かつ自動変速機を備えた車両では、変速機がNレンジまたはPレンジにシフトされていてエンジンと駆動系とが非連結状態にある無負荷状態において、また、マニュアル変速機を備えた車両では、変速機がニュートラル状態もしくはクラッチが切断されていてエンジンと駆動系とが非連結状態にある無負荷状態において、アクセル操作が行われたレーシング時には、その回転上昇に伴って制御弁が開閉作動するものであり、その閉じた領域において制御弁に対して吸気脈動が作用してこの制御弁が微小振動し、特に制御弁と通路内径とのクリアランスが適正でない場合には、この制御弁の振動に伴って金属が接触する異音が発生するものである。この異音はそれ程大きな音ではないが、停車状態においては走行音もないことから上記異音が車内に伝達して聞え、不快感を与えることになる。
【0006】
また、上記無負荷レーシング時の回転上昇に対し制御弁の開閉作動に応じてトルク特性が変化し、スロットルの踏込みに対して回転上昇に緩急が生じ、運転者に違和感を与えるという問題もあった。
【0007】
そこで本出願人は、先に特願平2−256503号明細書(特開平4−134129号公報)により、無負荷時の騒音低減と滑らかな回転上昇を得るようにしたエンジンの吸気装置を提案した。
【0008】
このエンジンの吸気装置では、下流端が各気筒に接続される分岐吸気通路の上流端に対して第1吸気通路と第2吸気通路とを各々接続するとともに、この接続部分にその接続状態を変更する制御弁を設けたものにおいて、エンジンと駆動系との連結状態を判定する負荷判定手段と、該負荷判定手段によりエンジンと駆動系とが非連結状態にある無負荷が検出されたときには上記制御弁を常時開状態に作動する制御手段を設けたものである。
【0009】
このような構成を有するエンジンの吸気装置では、無負荷時には制御弁は常時開状態に維持されることにより、吸気脈動の作用による制御弁の振動発生が回避され、停車時であっても異音発生がないことにより騒音が低減される。
【0010】
また、無負荷レーシング時の制御弁の開閉がないことからトルク特性が急変することなく、アクセル操作に対するエンジン回転数の上昇に緩急が発生せずに滑らかな回転上昇が得られ、しかも、この無負荷状態ではトルクが要求されないことから多少のトルク特性の低下は問題とならず、運転者に良好な操作感を与えることができるものである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記エンジンの吸気装置では、イグニッションスイッチOFF時には上記制御弁を閉状態にしていたから、例えば車両がパワーウインドウ(モーター駆動の自動開閉窓)を備えていて、エンジン停止後、閉め忘れた窓を閉めるために、運転者がエンジンを始動させることなくイグニッションスイッチのみをOFFからONに操作したような場合、このとき自動変速機は通常NまたはPレンジ(エンジンと駆動系とが非連結状態態)にあるから、イグニッションスイッチONに伴って上記制御弁が開作動されることになる。そして、この場合エンジンは停止状態にあるから、制御弁の作動音が耳につき易いという問題があった。
【0012】
上述の事情に鑑み、本発明は、上記の点を改良したエンジンの吸気装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、エンジンの吸気系に設けられ、開閉駆動されることにより吸気通路形状を変更する制御弁を備えたエンジンの吸気装置において、
下下流端が各気筒に接続される分岐吸気通路の上流端に対して、通路長の短い第1吸気通路と通路長の長い第2吸気通路とを各々接続し、かつ、その接続状態をエンジンの運転状態に応じて上記制御弁が変更するように構成されるとともに、上記制御弁の開弁時には第1および第2吸気通路がともに上記分岐吸気通路に連通し、かつ上記制御弁の閉弁時に上記第2吸気通路のみが上記分岐吸気通路に連通するように構成され、
上記エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段と、
エンジンが停止状態にあるか回転状態にあるかを判定するエンジン回転状態判定手段と、
エンジンと駆動系との連結状態を判定する連結状態判定手段と、
上記エンジン回転状態判定手段によってエンジンが回転状態にあると判定され、かつ上記連結状態判定手段によってエンジンと駆動系とが非連結状態にあると判定されたときには上記制御弁を常時開状態とし、一方、上記エンジン回転状態判定手段によってエンジンが停止状態であると判定されたときにはエンジンと駆動系との連結状態にかかわらず上記制御弁を常時閉状態に制御する制御手段とを設けてなることを特徴とするものである。
【0014】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、エンジン停止時には上記制御弁の作動が禁止されるから、エンジン停止時にエンジンを始動させることなくイグニッションスイッチをOFFからONに操作した場合であっても、上記制御弁の作動音が発生するという問題は生じない。
【0015】
また、エンジン回転時にエンジンと駆動系とが非連結状態にあるときには上記制御弁が常時開状態となることにより、吸気脈動の作用による制御弁の振動発生が回避され、停車時であっても異音発生がないことにより騒音が低減されるのみでなく、無負荷レーシング時の制御弁の開閉がないことからトルク特性が急変することなく、アクセル操作に対するエンジン回転数の上昇に緩急が発生せずに滑らかな回転上昇が得られ、しかも、この無負荷状態ではトルクが要求されないことから多少のトルク特性の低下は問題とならず、運転者に良好な操作感を与えることができるものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0017】
図1および図2は本発明の一実施の形態を備えたV型エンジンの全体構成を示す。なお、図2の下方が前方である。
【0018】
V型エンジン1は所定の角度をもって傾斜した左右バンク1A,1B(図面上での左右)を有し、断面ほぼV字状のシリンダブロック2と、このシリンダブロック2の上面に組み付けられた左右のシリンダヘッド3A,3Bと、シリンダブロック2の下面に組み付けられたオイルパン4と、各シリンダヘッド3A,3Bの上面に組み付けられたヘッドカバー5,5とを備えてなる。上記各バンク1A,1Bにはそれぞれ3個の気筒6が交互に配設され、各シリンダヘッド3A,3Bの対向する内側の側面には各気筒6に連通する吸気ポート7が形成されている。
【0019】
上記両バンク1A,1B間には吸気マニホールド8が配設され、この吸気マニホールド8に形成された分岐吸気通路9の下流端がそれぞれ各気筒6の吸気ポート7に接続されている。また、両バンク1A,1B間の右バンク1B寄りの上方には、気筒列方向に延びる第1サージタンク10が配設されている。一方、左バンク1Aの外側部分の上方には気筒列方向に延びる第2サージタンク11が、第1サージタンク10と左右に対向して平行に配設されている。そして、この両サージタンク10,11は、前後方向の後寄りでバンク1A,1B間上方を左右方向に延びる1つの連通路12により互いに連通されており、この両サージタンク10,11および連通路12により吸気拡大室が構成されている。
【0020】
上記第1サージタンク10は主に高速域用として用いられるもので、各バンク1A,1Bの各気筒6の吸気ポート7に接続された分岐吸気通路9の上流端に対して、それぞれ通路長の短い第1吸気通路14を介して連通されている。すなわち、各第1吸気通路14の上流端は第1サージタンク10の左バンク1Aに面する側面に連通され、下流端は後述する第2吸気通路15と合流してから分岐吸気通路9の上流端に連通されている。
【0021】
一方、第2サージタンク11は主に中速域用として用いられるもので、各バンク1A,1Bの各気筒6の吸気ポート7に接続された分岐吸気通路9の上流端に対して、それぞれ通路長の長い第2吸気通路15を介して連通されている。すなわち、各第2吸気通路15の上流端は第2サージタンク11の右バンク1Bに面する側面に連通され、そして、各第2吸気通路15は前記連通路12の下側位置をバンク間方向に延び、その下流端は上記第1吸気通路14と合流して分岐吸気通路9の上流端に連通されている。
【0022】
上記分岐吸気通路9の上流端に対して第1吸気通路14と第2吸気通路15とを各々接続する接続部分には、その接続状態を変更する制御弁17が配設されている。すなわち、上記制御弁17は各第1吸気通路14の第2吸気通路15への接続開口部分に介装され、その開弁時には第1吸気通路14を第2吸気通路15とともに分岐吸気通路9に連通する一方、閉弁時には第1吸気通路14を閉じて第2吸気通路15のみを分岐吸気通路9に連通するものである。
【0023】
さらに、上記第1サージタンク10の外側側面にはスロットルボディ19が接続され、このスロットルボディ19はエアホース20を介して図示しないエアクリーナに接続されている。上記エアホース20はそのスロットルボディ19近傍の下流端部分で湾曲して接続され、この湾曲部のエアホース20内は隔壁20aによって仕切られ、この隔壁20aの下流端はスロットルボディ19の隔壁19aに連続的に接続されている。
【0024】
各気筒6に対する第1吸気通路14の開閉を行う制御弁17は、前後方向に延びるバルブ軸21に支承されて互いに同期して開閉操作されるもので、このバルブ軸21の一端にはロッド22を介して負圧アクチュエータ23が連結されてその駆動により開閉作動される。そして、上記負圧アクチュエータ23にはスロットルボディ19下流の第1サージタンク10の負圧を導入する負圧導入通路24が接続され、この負圧導入通路24の途中にはチェック弁25を介して負圧を蓄えるバキュームチャンバ26が配設されると共に、その下流側に負圧の導入を開閉作動するソレノイドバルブ27が配設されている。
【0025】
なお、図1および図2中、31はEGRバルブ32を介設した排気還流通路、33はブローバイガス通路、34は車体ボンネットである。
【0026】
上記制御弁17の開閉制御は上記のように負圧導入通路24の途中に介装したソレノイドバルブ27の作動制御によって行われ、このソレノイドバルブ27に対して制御手段としてのコントロールユニット30から運転状態に応じて制御信号が出力される。
【0027】
このコントロールユニット30には、エンジン1の運転状態を検出するための各種信号、例えば、図示しないクランク角センサからのクランク角CAと、吸気通路に配設された図示しないエアフローメータからの吸入空気量Qaと、エンジンと駆動系の連結状態を判定するために自動変速機がNレンジ(またはPレンジ)にあるかDレンジ(1,2レンジを含む)にあるかを表すレンジ位置信号IH等がそれぞれ入力される。ここで、エンジン1の運転状態を検出するコントロールユニット30がエンジン運転状態検出手段に対応する。
【0028】
そして、エンジンが停止しているときには、イグニッションスイッチのON・OFFに関係なく、制御弁17は常時閉状態に保持され、開作動は禁止される。
【0029】
一方、エンジンが回転しているときには、DレンジにあるかNレンジ(またはPレンジ)にあるか否かが判定され、Dレンジの場合には、図3に示すように、エンジン回転数Neが2000rpm 以下で、充填効率Ceが50%未満の低回転・低負荷領域および、エンジン回転数Neが2000rpm を超え4500rpm 未満の中回転領域全域で制御弁17が開かれ、これによって、回転変動に対して滑らかなトルク特性が得られる。
【0030】
また、エンジン回転数Neが2000rpm 以下であっても充填効率Ceが50%を超える低回転・高負荷領域および、エンジン回転数Neが4500rpm を超える高回転領域全域で制御弁17が閉じるように制御され、これによって、高いトルク特性が得られるようになっている。
【0031】
さらに、Nレンジでは、図4に示すように、制御弁17は全回転領域で開いているように制御され、これによって、回転変動に対して滑らかなトルク特性が得られるとともに、アイドル回転時には、アイドルパージ分配性が改善される。
【0032】
次に、上記コントロールユニット30が実行する制御弁17の開閉制御の処理の一例について図5のフロチャートを参照して説明する。なお、Sは各ステップを表す。
【0033】
制御スタート後、クランク角CA、吸入空気量Qa、レンジ位置信号IH等の各種信号を読み込む。
【0034】
そして、クランク角CAからエンジン回転数Ne(rpm )を演算し(S1)、次いで吸入空気量Qaとエンジン回転数Neとから充填効率Ce(%)(=K・Qa/Ne、Kは定数)を演算する(S2)。次にエンジンが停止状態にあるか否かを判定し(S3)、エンジンが停止状態にあるとき、すなわちNe=0のときには(S3:YES)、イグニッションスイッチのON・OFFに関係なく制御弁17を常時閉状態に保持する(S4)。
【0035】
一方、エンジンが回転しているときには(S3:NO)、Dレンジ(走行レンジ)にシフトされているか否か、すなわち、Dレンジ判定フラグXdrが立っているか否かを判定する(S5)。そしてDレンジ判定フラグXdrが倒れているときには(Xdr=0,S5:NO)、すなわちエンジンと駆動系とが非連結状態にあるNレンジ(またはPレンジ)にあるきには、エンジン回転数Neに関係なく全域で制御弁17を開状態に保持する(S6、図4参照)。
【0036】
次に、Dレンジ判定フラグXdrが立っているときには(Xdr=1,S5:YES)、エンジン回転数Neが4500rpm を超えているか否かを判定し(S7)、Neが4500rpm を超えているときには(S7:YES)、制御弁17を閉じる(S4)。
【0037】
また、エンジン回転数Neが4500rpm 以下のときには(S7:NO)、2000rpm を超えているか否かを判定し(S8)、Neが2000rpm を超えているときには(S8:YES)、制御弁17を開く(S6)。また、エンジン回転数Neが2000rpm 以下のときには(S8:NO)、充填効率Ceが50%未満であるか否かを判定し(S9)、Ceが50%未満であれば(S9:YES)、制御弁17を開く(S6)。一方、エンジン回転数Neが2000rpm 以下で(S8:NO)、かつ充填効率Ceが50%以上であれば(S9:NO)、制御弁17を閉じる(S4)。
【0038】
ここで、ステップS3がエンジン回転状態判定手段に、ステップS5が連結状態判定手段に、それぞれ対応する。
【0039】
なお、上記実施の形態においては、V型エンジンの例で説明したが、このエンジン形式および吸気通路の接続構造と制御弁による開閉機構はその他の構造が採用可能であり、これらについて本発明の制御弁の開閉制御が適用可能である。
【0040】
さらに、上記実施の形態ではエンジンと駆動系との非連結状態すなわち無負荷時を判定する負荷判定手段としては、自動変速機の操作レンジの位置によって判別するようにしているが、マニュアル変速機を備えた車両の場合には、変速機のシフト位置もしくはクラッチの状態に応じて判別すればよいものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態の吸気装置を備えたエンジンの全体正面図
【図2】 同 平面図
【図3】 Dレンジにおける制御弁の開閉特性を示す特性図
【図4】 Nレンジにおける制御弁の開閉特性を示す特性図
【図5】 コントロールユニットが実行する処理を説明するフローチャート
【符号の説明】
1 エンジン
6 気筒
7 吸気ポート
8 吸気マニホールド
9 分岐吸気通路
10,11 サージタンク
14 第1吸気通路
15 第2吸気通路
17 制御弁
23 負圧アクチュエータ
27 ソレノイドバルブ
30 コントロールユニット(制御手段)
Claims (1)
- エンジンの吸気系に設けられ、開閉駆動されることにより吸気通路形状を変更する制御弁を備えたエンジンの吸気装置において、
下流端が各気筒に接続される分岐吸気通路の上流端に対して、通路長の短い第1吸気通路と通路長の長い第2吸気通路とを各々接続し、かつ、その接続状態をエンジンの運転状態に応じて上記制御弁が変更するように構成されるとともに、上記制御弁の開弁時には第1および第2吸気通路がともに上記分岐吸気通路に連通し、かつ上記制御弁の閉弁時に上記第2吸気通路のみが上記分岐吸気通路に連通するように構成され、
上記エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段と、
エンジンが停止状態にあるか回転状態にあるかを判定するエンジン回転状態判定手段と、
エンジンと駆動系との連結状態を判定する連結状態判定手段と、
上記エンジン回転状態判定手段によってエンジンが回転状態にあると判定され、かつ上記連結状態判定手段によってエンジンと駆動系とが非連結状態にあると判定されたときには上記制御弁を常時開状態とし、一方、上記エンジン回転状態判定手段によってエンジンが停止状態であると判定されたときにはエンジンと駆動系との連結状態にかかわらず上記制御弁を常時閉状態に制御する制御手段とを設けてなることを特徴とするエンジンの吸気装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP26337695A JP3669021B2 (ja) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | エンジンの吸気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JPH09105332A JPH09105332A (ja) | 1997-04-22 |
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ID=17388635
Family Applications (1)
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JP26337695A Expired - Fee Related JP3669021B2 (ja) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | エンジンの吸気装置 |
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JP (1) | JP3669021B2 (ja) |
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1995
- 1995-10-11 JP JP26337695A patent/JP3669021B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH09105332A (ja) | 1997-04-22 |
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