JPH0574687B2

JPH0574687B2 -

Info

Publication number: JPH0574687B2
Application number: JP59199968A
Authority: JP
Inventors: Asao Tadokoro; Haruo Okimoto; Seiji Tajima
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1984-09-25
Filing date: 1984-09-25
Publication date: 1993-10-19
Also published as: JPS6176720A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、吸気通路に、単発の正の反力波を該
圧力波の正のピーク値が閉直前の吸気ポートにく
るように発生させる加振器を設けたエンジンの吸
気装置に関する。

（従来技術）エンジンにおいては、実開昭58−144425号公報
に示すように、その吸気装置として、エンジンの
運転状態に応じて共鳴室内の空気の圧力振動周波
数を変更できるようにした慣性過給装置を採用し
たものがある。この慣性過給装置は、エンジンの
運転状態を、エンジンを回転数と負荷（またはエ
ンジンの温度）に応じて検知し、その特定の運転
状態に応じて加振器を作動させて、該特定の運転
状態に応じた振動数となるように空気を振動さ
せ、吸気充填効率の向上を図つている。

ところで、上記吸気装置と別のタイプの吸気装
置として、吸気通路に、単発の正の圧力波を該圧
力波の正のピーク値が閉直前の吸気ポートにくる
ように発生させる加振器を設け、これにより充填
効率を高めるものが開発されつつある。このもの
においては、上記加振器を常に一定の加振レベル
で加振することが考えられている。

しかし、上記加振器による加振を行う場合、加
振をさほど必要としない低回転領域にある場合
と、加振を大きく必要とする高回転領域にある場
合とがあり、このため、低回転領域に加振レベル
を合わせておくと、高回転領域において出力不足
を生じ、高回転領域に加振レベルを合わせておく
と、低回転領域において過剰に加振され、これに
よつて、出力アツプは図れるものの、エネルギの
ロスを招くと共に、加振器の耐久性（信頼性）を
損ねる問題がある。

（発明の目的）本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、
その目的は、吸気通路に、単発の正の圧力波を該
圧力波の正のピーク値が閉直前の吸気ポートにく
るように発生させる加振器を設けたエンジンの吸
気装置において、加振エネルギのロスを少なく、
しかも、加振器の耐久性を確保しつつ、エンジン
運転状態の要否に応じた出力が得られるようにす
ることにある。

（発明の構成）上記目的を達成するために本発明にあつては、
全体構成を第１図に示すようにしてあり、具体的
には、吸気通路に、単発の正の圧力波を該圧力波
の正のピーク値が閉直前の吸気ポートにくるよう
に発生させる加振器を設けたエンジンの吸気装置
であつて、エンジンの運転状態を検出する検出手段と、上記検出手段によりエンジンの運転状態の必要
に応じて前記加振器の加振力を変更する加振力変
更手段と、を設けた、構成としてある。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面にしたがつて説
明する。

第２図において、１はシリンダで、その下部に
クランクケース２を有する。上記シリンダ１に
は、ピストン３が、また、クランクケース２に
は、クランクシヤフト４が設けられている。

一方、シリンダ１の上部には、燃焼室５が形成
されるとともに、排気ポート６を開閉自在とする
排気バルブ７を有する排気通路８が接続されると
ともに、吸気ポート９に吸気バルブ１０を有する
吸気通路１１が接続されている。

上記吸気通路１１は、第１段階としての第１吸
気通路１２と、つぎの第２段階としての第２吸気
通路１３とを有する。

上記第１吸気通路１２には、エアクリーナ１４
と、その下流側近傍に配置されたエアフロメータ
１５、ならびに、下流側終端近くに配置したスロ
ツトルバルブ１６とが設けられている。一方、第
２吸気通路１３には、インジエクタ１７が設けら
れている。

こうした第１、第２両吸気通路１２，１３間に
は、サージタンク１８が設けられ、このサージタ
ンク１８を、ここで加振室としてある。

このサージタンク１８の一側部には、加振器１
９が設けられ、この加振器１９は、加振器ボデイ
２０内にソレノイド２１を有するとともに、この
ソレノイド２１によつて往復運動する加振板２２
を加振ダイアフラム２３の裏面に取り付けること
によつて構成されている。

一方、２４は制御回路で、エアフロメータ１５
での吸気流量を入力する吸気流量信号２５、吸気
温度センサ２６で検知した吸気温度として入力す
る吸気温度信号２７と、スロツトルバルブ１６の
開度をスロツトル開度センサ２９を通して入力す
るスロツトル開度信号３０がそれぞれ入力される
とともに、クランク角センサ３１（検出手段）に
よりクランク角信号３２が入力される。

こうした入力に対し制御回路２４からは、イン
ジエクタ１７への燃料制御信号３３と、加振器１
９への加振器作動信号３４とがそれぞれ入力され
る。

ここにおいて、吸気流量信号２５は、燃料制御
専用として入力され、また、吸気温度信号２７と
スロツトル開度信号３０、および、クランク角信
号３２は、上記燃料制御に併用される。

一方、クランク角信号３２は、クランク角はも
とよりエンジン回転数は、また、吸気温度信号２
７は、後述する加振器１９の圧力伝播時間を演算
するためのものとして入力される。

ここにおいて、上記クランク角信号３２は、た
とえば、エンジンのフライホイール（図示省略）
の外周に設けたパルサに対向するクランク角セン
サ３１から発信され、これにより、制御回路２４
に入力されたクランク角信号３２は、位相および
回転数の検出回路（図示省略）に供給されて、後
述する加振タイミング設定と加振力変更のために
利用される。

この場合、デイストリビユータその他からのク
ランク角信号３２を入力してもよい。

ここにおいて、加振器１９による加振のタイミ
ングは、まず、圧力波が吸気ポート９に実際に伝
播するタイミングをクランク角度上において設定
することに始まる。そのタイミングは、吸気ポー
ト９が閉止されるタイミングからクランク角度上
において50度手前の範囲内に収まるようにするの
が、すでに吸入された混合ガスの逆流もなく、充
填効率を高めるうえで好ましい。このタイミング
が設定されると、つぎに、加振器１９からの加振
によつて発生する圧力波が上記タイミングで吸気
ポート９に伝播するまでの時間（回転数によつて
反比例的に増減する）を算出する。そうすること
により、上記タイミングから上記伝播時間をさか
のぼつた時点において加振が加えられるように設
定される。

このようなタイミングで加振が加えられるが、
この加振のタイミングについては後述することと
して、ここでは、この発明の特徴とするエンジン
の運転状態の要求に応じて加振力を変更すること
についてまず説明する。

これは上記各検出手段、とくにクランク角セン
サ３１からエンジンの運転状態を検出し、その検
出にもとづき制御回路２４中の加振力変更手段に
よつてなされる。

上記加振力変更手段による加振力の変更には、
つぎの各態様がある。

つまり、第１の変更態様として、加振器１９を
全ての回転数領域において作動させる場合には、
第３図に示すように、回転数の増減に応じて加振
電流を一次関数的に増減するように設定する。

その理由として、高回転運転領域では、ピスト
ン３の運転速度や吸気バルブ１０の作動速度（面
積変化率）が大きくなるため、吸気圧力の変動が
大きくなるのに加えて、吸気速度も増大して、シ
リンダ１の内圧が逆流しやすい程に強くなつてい
ることから、こうした強い吸気振動、および、増
大した慣性圧力に十分打ち勝つ程度に、吸気クロ
ーズ付近での圧力を、上記加速によつて高めて、
過給効果を確保することが必要であることによ
る。

一方、低回転運転領域において加振力を弱める
理由は、低回転運転領域の方が使用頻度が高いの
で加振器１９の信頼性を確保するうえで有利であ
ること、低回転運転領域では作動周期が長いの
で、弱い電力でも加振器１９の追従性が確保でき
ること、ならびに、低回転運転領域では、加振器
１９の冷却効果があまり期待できないことによ
る。他の変更の態様として、上記のように、エン
ジンの回転数に応じて連続的に加振電流を変更す
るのではなく、第４図に示すように、出力（トル
ク）の落ち込みのある特定の回転数ゾーンＺ１，
Ｚ２においてのみ加振器１９を作動させる場合が
ある。

つまり、第５図に示すように、低回転領域に対
応する加振器作動ゾーンＺ１においては、低い電
流IZ１を、また、高回転数領域に対応する加振器
作動ゾーンＺ２においては、高い電流IZ２を加振
のために付与する一方、これらゾーン以外の特定
の領域においては加振をカツトする。ここにおい
ては、各作動ゾーンＺ１、Ｚ２において、第５図
のように、一定レベルの電流の加える場合と、各
作動ゾーンＺ１，Ｚ２において、第３図にしたが
つて増減する電流を加える場合とがある。

第６図にはこうした制御を実行するためのフロ
ーチヤートが示されている。

ここでステツプP1において、エンジンの運転
状態を検出する。

この場合、第１図のスロツトル開度信号３０に
よるスロツトル開度と、クランク角センサ３１か
らのクランク角信号３２によるエンジン回転数と
により算出する。

つぎにステツプP2において、加振器１９を作
動させる回転数ゾーンであるか否かが上記により
判別される。

ここで、エンジンが加振器作動ゾーンＺ１また
はＺ２にある（YES）ときには、ステツプP3に、
一方、そうでない場合（NO）にはリターンされ
る。

つぎのステツプP3においては、作動ゾーンが
Ｚ１であるか、Ｚ２であるかが検出される。ステ
ツプP4においては、作動ゾーンがＺ１またはＺ
２にもとづいて、それぞれの出力の落ち込みをア
ツプする加振電流が決定される。

上記ステツプP5では、吸気温度ｔと吸気流量
Ｑが制御回路２４に読み込まれ、また、つぎのス
テツプP6では、加振器１９からの圧力波が加振
から何秒後に吸気ポート９に作用するかの圧力伝
播作用Ｔが、加振器１９か吸気ポート９までの長
さＬ、音速ａ、吸気流即ｕにもとづいて算出され
る。

上記圧力伝播時間Ｔが算出されると、つぎのス
テツプP7でθを検出する。このθは、クランク
角度上におけるどのタイミングで加振器１９を作
動させるかを示す値であり、つまり、上記圧力伝
播時間Ｔをクランク角度上で第７図，のΔθ
とし、圧力波が伝播し終える目標タイミングを、
クランク角度上でθoとした場合、θ＝θo−Δθの
関係となる。

ここにおいて、θoの好適値は、上記のように、
伝播した圧力波のピークが、クランク角度上にお
いて吸気ポート閉止開始点より50度手前の範囲に
収まるように設定する。なお、第７図におい
て、IOは、吸気パイプの開放開始点、ICは吸気
バルブの閉止開始点を示す。

このことからθが算出されると、ステツプP8
で実際のクランク角が読み込まれ、ステツプP9
で上記タイミング角θに達したか否かが判別され
る。

設定タイミング角θに達すれば、ステツプP10
において適正な加振電流IZ１またはIZ２のものに
加振器１９を作動させる。

上記いずれの加振態様、たとえば、第５図の態
様の場合でも、低回転および高回転の各高負荷運
転時において、それぞれエンジンの要求に合つた
加振力によつて必要な出力アツプが得られるだけ
でなく、たとえば、高回転高負荷運転時に要求さ
れる高い加振電流を低回転高負荷運転時において
付与する場合には、一般にエンジンでは低回転領
域での使用時間が長いこともあつて、全体として
加振エネルギのロスが多くなるが、この場合は、
低回転では低い加振電流が印加するので、上記し
たエネルギのロスは少ない。

それとともに、加振器１９には、全体として必
要以上の加振が加わらないことにより、加振器１
９を有効に保護することができる。

さらに、上記加振態様に加えて、ドライバーが
加速操作をした場合に応じて、たとえば、スロツ
トルの開度変化率をとらえて、その変化率が大き
い時（加速状態）に、通常走行状態におけるより
も上乗せの加振電流を付与する。これによつて、
加速度の出力アツプの要求に応えることができる
とともに、一時的に加振電流をアツプするので、
全体として、加振エネルギのロスが少なく、しか
も、加振器１９の耐久性（信頼性）の向上も同時
に図れる。

なお、第２図のように、加振板２２を加振ダイ
アフラム２３を振動させると、とくに、軽負荷時
においては、加振ダイアフラム２３の前後に負圧
による圧力差が生じやすいが、ここでは、サージ
タンク１８と加振器１９内とを圧力バランス用連
通通路３５で連通させることにより、上記圧力差
を軽減し、これにより、加振器１９の耐久性向上
を図るようにしてある。また、この発明はロータ
リエンジンにも適用できる。

（発明の効果）本発明は以上説明したように、吸気通路に、単
発の正の圧力波を該圧力波の正のピーク値が閉直
前の吸気ポートにくるように発生させる加振器を
設けたエンジンの吸気装置において、加振エネル
ギのロスを少なく、しかも、加振器の耐久性を確
保しつつ、エンジン運転状態の要否に応じた出力
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の全体構成図、第２図はこの
発明の一実施例を示す系統図、第３図は加振電流
を変更する第１の態様を示すエンジン回転数と加
振電流の関係図、第４図は加振器作動ゾーンを示
すトルク曲線図、第５図は加振電流を変更する第
２の態様を示すエンジン回転数と加振電流の関係
図、第６図はその制御を実行するためのフローチ
ヤート、第７図は加振器に加えられるパルス電
流波形図、第７図は吸気バルブの開度曲線図で
ある。５……燃焼室、９……吸気ポート、１１……吸
気通路、１９……加振器。

Claims

【特許請求の範囲】１吸気通路に、単発の正の圧力波を該圧力波の
正のピーク値が閉直前の吸気ポートにくるように
発生させる加振器を設けたエンジンの吸気装置で
あつて、エンジンの運転状態を検出する検出手段と、上記検出手段によりエンジンの運転状態の必要
に応じて前記加振器の加振力を変更する加振力変
更手段と、を設けた、ことを特徴とするエンジンの吸気装置。２上記加振力変更手段は、低回転領域よりも高
回転領域において前記加振器の加振力を大きくす
るものとされている特許請求の範囲第１項に記載
のエンジンの吸気装置。３上記加振力変更手段は、エンジン加速時にお
ける前記加振器の加振力を非加速時に比べて大き
くするものとされている特許請求の範囲第１項ま
たは第２項に記載のエンジンの吸気装置。４上記加振力変更手段は、特定の運転状態にお
いて前記加振器の加振をカツトするものとされて
いる特許請求の範囲第１項、第２項または第３項
に記載のエンジンの吸気装置。