JP5075103B2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents
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Description
(11)請求項11に記載の発明は、請求項1〜10のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置において、前記第1規制手段は、前記弁開度が前記第1開度にあるときに前記弁軸との接触により前記弁軸の回転を規制するものであり、前記第2規制手段は、前記弁開度が前記第2開度にあるときに前記弁軸との接触により前記弁軸の回転を規制するものであり、前記弁体は、前記第1開度にあるときに吸気管内を流れる吸気により前記弁軸が前記第1規制手段に押し付けられた状態にて前記第1開度に維持され、前記第2開度にあるときに吸気管内を流れる吸気により前記弁軸が前記第2規制手段に押し付けられた状態にて前記第2開度に維持されるものであることを要旨としている。
この発明では、弁開度が第1開度または第2開度にあるとき、第1規制手段または第2規制手段と弁軸とが接触して弁軸の回転を規制するようにしている。例えば、弁体を壁面に押し付けると、弁体の破損を招くおそれがある。一方、弁軸にはこのようなおそれが小さいため、弁軸と規制手段とを接触させることで、弁軸の回転を好適に規制することができるようになる。
(12)請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の内燃機関の吸気装置において、前記制御手段は、前記長弁部の先端が前記吸気管の壁面の一部である第1壁面近傍にある弁開度を前記第1開度とし、前記長弁部の先端が前記第1壁面に対向する前記吸気管の壁面の一部である第2壁面に接触近傍にある弁開度を前記第2開度として前記弁体を操作するものであり、前記弁開度を前記第1開度に変更する旨の要求があるときには前記弁軸が前記第1規制手段に突き当たるまで前記吸気流制御弁を操作し、前記弁開度を前記第2開度に変更する旨の要求があるときには前記弁軸が前記第2規制手段に突き当たるまで前記吸気流制御弁を操作するものであることを要旨としている。
(13)請求項13に記載の発明は、請求項1〜10のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置において、前記第1規制手段は、前記吸気管の壁面において前記長弁部の先端と対応するところにある第1壁面であり、前記第2規制手段は、前記吸気管の壁面において前記第1壁面と対向するところにある第2壁面であり、前記弁体は、前記第1開度にあるときに吸気管内を流れる吸気により前記第1壁面に押し付けられた状態にて前記第1開度に維持され、前記第2開度にあるときに吸気管内を流れる吸気により前記第2壁面に押し付けられた状態にて前記第2開度に維持されることを要旨としている。
この発明では、弁開度が第1開度または第2開度にあるとき、第1壁面または第2壁面と弁体の長弁部の先端とが接触して弁軸の回転を規制するようにしている。弁体と規制手段とを接触させて開度を維持するようにすると、吸気管内壁である第1壁面及び第2壁面をそれぞれ第1規制手段及び第2規制手段として利用できるため、弁軸と規制手段とを接触させるときと比較して、従来の吸気管からの変更を少なくできる。
(14)請求項14に記載の発明は、請求項13に記載の内燃機関の吸気装置において、前記制御手段は、前記長弁部の先端が前記吸気管の壁面の一部である第1壁面に接触する弁開度を前記第1開度とし、前記長弁部の先端が前記第1壁面に対向する前記吸気管の壁面の一部である第2壁面に接触する弁開度を前記第2開度として前記弁体を操作するものであり、前記弁開度を前記第1開度に変更する旨の要求があるときには前記長弁部の先端が前記第1壁面に突き当たるまで前記吸気流制御弁を操作し、前記弁開度を前記第2開度に変更する旨の要求があるときには前記長弁部の先端が前記第2壁面に突き当たるまで前記吸気流制御弁を操作するものであることを要旨としている。
(15)請求項15に記載の発明は、請求項1〜14のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置において、前記制御手段は、前記第1開度と前記第2開度との間にある弁開度のうち前記吸気管内の通路面積が最大となる弁開度を第3開度として前記吸気流制御弁を操作するものであり、前記弁開度を前記第3開度に変更する旨の要求があるときには前記弁開度を大きくする方向に前記吸気流制御弁を操作するものであることを要旨としている。
この発明によれば、吸気管内の通路面積が最大となる弁開度を第3開度としているため、吸気流制御弁の制御において弁開度をこの第3開度に設定することにより、吸気管内を流れる吸気に対する吸気流制御弁の抵抗を十分に小さくすることができるようになる。
(16)請求項16に記載の発明は、請求項1〜15のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置において、前記制御手段は、前記弁開度を前記第1開度に変更する旨の要求に基づいて前記弁体及び前記弁軸の一方を前記第1規制手段に突き当てた後、前記弁開度を前記第1開度に保持する旨の指令を吸気流制御弁に対して送信しないことを要旨としている。
この発明では、弁開度が第1開度にあるときに弁体が吸気により吸気管の壁面側すなわち第1規制手段に押し付けられることを利用して、弁体を第1開度に保持する指令を吸気流制御弁に送信しないようにしている。これにより、吸気流制御弁の制御のために消費される電力を少なくすることができるようになる。
(17)請求項17に記載の発明は、請求項1〜16のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置において、前記制御手段は、前記弁開度を前記第2開度に変更する旨の要求に基づいて前記弁体及び前記弁軸の一方を前記第2規制手段に突き当てた後、前記弁開度を前記第2開度に保持する旨の指令を吸気流制御弁に対して送信しないことを要旨としている。
この発明によれば、弁開度が第2開度にあるときに弁体が吸気により吸気管の壁面側すなわち第2規制手段側に押し付けられることを利用して、弁体を第2開度に保持する指令を吸気流制御弁に送信しないようにしている。これにより、吸気流制御弁の制御のために消費される電力を少なくすることができるようになる。
なお、本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示す態様をもって実施することもできる。
Claims (17)
- 吸気管内の通路面積を変更する弁体及びこの弁体の回転中心となる弁軸により構成される吸気流制御弁と、この制御弁の開度である弁開度を変更して渦流の大きさを調整するとともに前記弁開度を第1開度と第2開度との間で変更する制御手段とを備える内燃機関の吸気装置において、
前記弁開度が前記第1開度にあるときに前記弁体が前記第1開度を超える方向に駆動することを前記吸気流制御弁との接触により規制する第1規制手段と、前記弁開度が前記第2開度にあるときに前記弁体がこの第2開度を超える方向に駆動することを前記吸気流制御弁との接触により規制する第2規制手段とを備え、
前記弁体は、前記弁軸を基準として長弁部及び短弁部に区分され、前記長弁部は前記弁軸から先端までの長さが前記弁軸から前記短弁部の先端までの長さよりも大きく設定されて、前記弁軸に対して前記短弁部よりも上流側に設けられるものであり、
前記第1規制手段は、前記第1開度にあるときに吸気管内の吸気流により前記吸気流制御弁が押し付けられるものであり、
前記第2規制手段は、前記第2開度にあるときに吸気管内の吸気流により前記吸気流制御弁が押し付けられるものであり、
前記吸気管のうち、燃焼室と接続される側の端部における径方向の断面である接続断面において、この接続断面の中心を通りかつこの接続断面を前記燃焼室の中央側につながる領域と前記燃焼室の外周側に繋がる領域とに分割する線分を線分Aとし、前記吸気管のうち、前記弁体が配置される部分よりも上流側の部分における前記吸気管の径方向の断面である上流断面において、この上流断面の中心を通る線分を線分Bとし、前記線分Aの全部および前記線分Bの全部を含みかつ前記吸気管の長手方向に延びる断面を基準断面として、
前記基準断面を前記吸気管の長手方向に延びる中心線により、吸気通路の下流が前記燃焼室の中央側につながる上部領域と、前記吸気通路の下流が前記燃焼室の外周側につながる下部領域に区分し、
前記弁軸はその中心軸が、前記基準断面上において前記吸気管の長手方向に延びる中心線とは異なる位置、すなわち前記上部領域及び前記下部領域のいずれかに位置する態様で設けられるものである
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記弁軸は、その軸方向において前記基準断面に投影されたときに得られる投影図の全体が前記上部領域及び前記下部領域のいずれかに属する態様で設けられるものである
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 請求項1または2に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記弁軸は、その中心軸が前記基準断面に直交する態様で設けられるものである
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 吸気管内の通路面積を変更する弁体及びこの弁体の回転中心となる弁軸により構成される吸気流制御弁と、この制御弁の開度である弁開度を変更して渦流の大きさを調整するとともに前記弁開度を第1開度と第2開度との間で変更する制御手段とを備える内燃機関の吸気装置において、
前記弁開度が前記第1開度にあるときに前記弁体が前記第1開度を超える方向に駆動することを前記吸気流制御弁との接触により規制する第1規制手段と、前記弁開度が前記第2開度にあるときに前記弁体がこの第2開度を超える方向に駆動することを前記吸気流制御弁との接触により規制する第2規制手段とを備え、
前記弁体は、前記弁軸を基準として長弁部及び短弁部に区分され、前記長弁部は前記弁軸から先端までの長さが前記弁軸から前記短弁部の先端までの長さよりも大きく設定されて、前記弁軸に対して前記短弁部よりも上流側に設けられるものであり、
前記第1規制手段は、前記第1開度にあるときに吸気管内の吸気流により前記吸気流制御弁が押し付けられるものであり、
前記第2規制手段は、前記第2開度にあるときに吸気管内の吸気流により前記吸気流制御弁が押し付けられるものであり、
前記弁開度が前記第1開度にあるとき、前記短弁部の先端と前記吸気管の壁面との間に吸気通路の一部としての第1短弁側通路が形成されるとともに前記長弁部の先端と前記吸気管の壁面との間を通過する吸気の流れが遮断され、
前記弁開度が前記第2開度にあるとき、前記短弁部の先端と前記吸気管の壁面との間に吸気通路の一部としての第2短弁側通路が形成されるとともに前記長弁部の先端と前記吸気管の壁面との間を通過する吸気の流れが遮断され、
前記第1短弁側通路の通路面積は、前記第2短弁側通路の通路面積よりも小さいものに維持され、これにより前記弁開度が前記第1開度にあるときに燃焼室に生じる渦流の強さは前記弁開度が前記第2開度にあるときに燃焼室に生じる渦流の強さよりも大きいものに維持され、
当該吸気装置は、前記弁開度を検出する開度検出手段と前記吸気流制御弁のアクチュエータへの供給電流値を検出する電流検出手段とをさらに備えるものであり、
前記制御手段は、前記吸気管内の通路面積が最大となる前記弁開度すなわち前記弁体が吸気から受ける抵抗が最小となる前記弁開度を第3開度として前記弁体を操作するものであり、前記弁開度を前記第3開度に変更する旨の要求があるときには前記開度検出手段の示す弁開度及び前記電流検出手段の示す電流値に基づいて前記弁開度を操作するものである
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 請求項4に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記制御手段は、前記供給電流値について実際の弁開度が前記第3開度にある状態のもとで弁開度を保持する力を弱める方向に変更しても同状態が維持される電流値を最小電流値として、前記開度検出手段の弁開度が前記第3開度を示すときに前記供給電流値を前記最小電流値に向けて操作し、この操作にともない前記開度検出手段の示す弁開度が前記第3開度から離れることに基づいて実際の弁開度が前記第3開度に維持されていない旨判定する
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 請求項4または5に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記制御手段は、前記供給電流値について実際の弁開度が前記第3開度にある状態のもとで弁開度を保持する力を弱める方向に変更しても同状態が維持される電流値を最小電流値として、前記弁開度を前記第3開度に変更する旨の要求がある状態において前記開度検出手段の弁開度が目標値を示すときに前記供給電流値を前記最小電流値に向けて操作し、この操作にともない前記供給電流値が前記最小電流値に到達したときに前記開度検出手段の示す弁開度が依然として前記目標値にあることに基づいて実際の弁開度が前記第3開度に維持されている旨判定する
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 請求項5または6に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記制御手段は、前記最小電流値に向けての供給電流値の操作にともない前記開度検出手段の示す弁開度が前記第1開度に向けて変化することに基づいて実際の弁開度が前記第3開度よりも前記第1開度側にある旨判定し、前記最小電流値に向けての供給電流値の操作にともない前記開度検出手段の示す弁開度が前記第2開度に向けて変化することに基づいて実際の弁開度が前記第3開度よりも前記第2開度側にある旨判定する
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 請求項7に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記制御手段は、実際の弁開度が前記第3開度よりも前記第1開度側にある旨判定したとき、前記電流検出手段の示す供給電流値と前記最小電流値との差に基づいて前記第3開度とは別の値を前記弁開度の目標値として設定し、そのうえで前記開度検出手段の示す弁開度を同目標値に一致させるべく前記供給電流値を操作するとともに、実際の弁開度が前記第3開度よりも前記第2開度側にある旨判定したとき、前記電流検出手段の示す供給電流値と前記最小電流値との差に基づいて前記第3開度とは別の値を前記弁開度の目標値として設定し、そのうえで前記開度検出手段の示す弁開度を同目標値に一致させるべく前記供給電流値を操作する
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 請求項8に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記制御手段は、前記供給電流値の操作にともない前記開度検出手段の弁開度が前記目標値に到達したとき、前記供給電流値を前記最小電流値に向けて操作し、この操作にともない前記供給電流値が前記最小電流値に到達したときに前記開度検出手段の示す弁開度が依然として前記目標値にあることに基づいて実際の弁開度が前記第3開度に維持されている旨判定する
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 請求項8または9に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記制御手段は、前記最小電流値に向けての前記供給電流値の操作にともない前記開度検出手段の示す弁開度が前記目標値から離れることに基づいて実際の弁開度が前記第3開度に維持されていない旨判定し、そのうえで次の一連の処理、すなわち前記供給電流値と前記最小電流値との差に基づく前記弁開度の目標値の設定、及び前記開度検出手段の示す弁開度をこの目標値に一致させる前記供給電流値の操作、及び前記開度検出手段の弁開度が前記目標値を示す状態での前記最小電流値に向けての前記供給電流値の操作、及びこの操作にともなう前記開度検出手段の弁開度の変化傾向に基づく実際の弁開度と前記第3開度との関係の判定について、これら処理を再び行う
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記第1規制手段は、前記弁開度が前記第1開度にあるときに前記弁軸との接触により前記弁軸の回転を規制するものであり、
前記第2規制手段は、前記弁開度が前記第2開度にあるときに前記弁軸との接触により前記弁軸の回転を規制するものであり、
前記弁体は、前記第1開度にあるときに吸気管内を流れる吸気により前記弁軸が前記第1規制手段に押し付けられた状態にて前記第1開度に維持され、前記第2開度にあるときに吸気管内を流れる吸気により前記弁軸が前記第2規制手段に押し付けられた状態にて前記第2開度に維持されるものである
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 請求項11に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記制御手段は、前記長弁部の先端が前記吸気管の壁面の一部である第1壁面近傍にある弁開度を前記第1開度とし、前記長弁部の先端が前記第1壁面に対向する前記吸気管の壁面の一部である第2壁面に接触近傍にある弁開度を前記第2開度として前記弁体を操作するものであり、前記弁開度を前記第1開度に変更する旨の要求があるときには前記弁軸が前記第1規制手段に突き当たるまで前記吸気流制御弁を操作し、前記弁開度を前記第2開度に変更する旨の要求があるときには前記弁軸が前記第2規制手段に突き当たるまで前記吸気流制御弁を操作するものである
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記第1規制手段は、前記吸気管の壁面において前記長弁部の先端と対応するところにある第1壁面であり、
前記第2規制手段は、前記吸気管の壁面において前記第1壁面と対向するところにある第2壁面であり、
前記弁体は、前記第1開度にあるときに吸気管内を流れる吸気により前記第1壁面に押し付けられた状態にて前記第1開度に維持され、前記第2開度にあるときに吸気管内を流れる吸気により前記第2壁面に押し付けられた状態にて前記第2開度に維持される
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 請求項13に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記制御手段は、前記長弁部の先端が前記吸気管の壁面の一部である第1壁面に接触する弁開度を前記第1開度とし、前記長弁部の先端が前記第1壁面に対向する前記吸気管の壁面の一部である第2壁面に接触する弁開度を前記第2開度として前記弁体を操作するものであり、前記弁開度を前記第1開度に変更する旨の要求があるときには前記長弁部の先端が前記第1壁面に突き当たるまで前記吸気流制御弁を操作し、前記弁開度を前記第2開度に変更する旨の要求があるときには前記長弁部の先端が前記第2壁面に突き当たるまで前記吸気流制御弁を操作するものである
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 請求項1〜14のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記制御手段は、前記第1開度と前記第2開度との間にある弁開度のうち前記吸気管内の通路面積が最大となる弁開度を第3開度として前記吸気流制御弁を操作するものであり、前記弁開度を前記第3開度に変更する旨の要求があるときには前記弁開度を大きくする方向に前記吸気流制御弁を操作するものである
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 請求項1〜15のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記制御手段は、前記弁開度を前記第1開度に変更する旨の要求に基づいて前記弁体及び前記弁軸の一方を前記第1規制手段に突き当てた後、前記弁開度を前記第1開度に保持する旨の指令を前記吸気流制御弁に対して送信しない
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 請求項1〜16のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記制御手段は、前記弁開度を前記第2開度に変更する旨の要求に基づいて前記弁体及び前記弁軸の一方を前記第2規制手段に突き当てた後、前記弁開度を前記第2開度に保持する旨の指令を前記吸気流制御弁に対して送信しない
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
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