JPH0791264A

JPH0791264A - エンジンの過給装置

Info

Publication number: JPH0791264A
Application number: JP23650293A
Authority: JP
Inventors: Shin Kubono; 伸窪野
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1993-09-22
Filing date: 1993-09-22
Publication date: 1995-04-04

Abstract

(57)【要約】【目的】体積効率を向上してエンジントルクを増大
できるエンジンの過給装置を提供する。【構成】吸気弁開口に連通する吸気通路２ａ〜２ｄ
と、該吸気通路２ａ〜２ｄを介して上記吸気弁開口に正
の圧力波を供給する圧力発生装置５とを備えたエンジン
の過給装置において、上記圧力発生装置５による圧力波
発生タイミングを、吸気吹き返し開始点から吸気閉じ終
わりまでの間に制御するＥＣＵ６を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの過給装置に関
し、詳細には、正の圧力波により過給するようにした場
合の、より体積効率を向上できるようにした上記圧力波
の発生タイミングの改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンの体積効率を向上させる
方法として、吸気管径，吸気管長を変化させて吸気の慣
性効果，脈動効果を利用するものがある。しかしこの従
来の構造では、吸気管径等の切換え時にトルク谷が発生
し、エンジン回転数の全域において過給できない問題が
ある。また、低速時においてトルクを出すためには吸気
管長が長くなるため配置スペースが大きくなる問題もあ
る。

【０００３】そこで、これらの問題を解決する方法とし
て、正の圧力波を吸気弁開口に強制的に供給する圧力発
生装置を備えたものが考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな圧力発生装置を備えたものは、単に吸気弁が開いて
いる間に圧力波を供給するようにしており、その供給タ
イミングが必ずしも適切でないことから、十分な過給が
得られず、体積効率はそれほど向上できないのが実情で
ある。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、体積効率をより向上できエンジントルクを
増大できるエンジンの過給装置を提供することを目的と
している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、吸気弁開口に
連通する吸気通路と、該吸気通路を介して上記吸気弁開
口に正の圧力波を供給する圧力発生装置とを備えたエン
ジンの過給装置において、上記圧力発生装置による圧力
波発生期間を、吸気吹き返し開始点付近から吸気弁閉じ
終わり点付近までの期間に制御する圧力波発生時期制御
手段を設けたことを特徴としている。

【０００７】

【作用】本発明に係るエンジンの過給装置によれば、圧
力波発生期間を吸気吹き返し開始点付近から吸気弁閉じ
終わり点付近までの期間に制御したので、ピストンが下
死点から上昇するときに生じる混合気の吹き返しを抑制
でき、体積効率をより向上できる。また上記圧力波発生
期間はエンジンの回転数にかかわらず常に吸気の吹き返
し点付近に制御されるから、エンジン回転数の全域にお
いて体積効率ひいてはエンジントルクを増加することが
できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１〜図８は本発明の第１実施例によるエン
ジンの過給装置を説明するための図であり、図１は該装
置の平面模式図、図２，３は本実施例に採用される圧力
発生装置の例を示す模式図及び断面模式図、図４は圧力
発生時期を説明するための図、図５〜８は本実施例の効
果を説明するための図である。

【０００９】図において、１ａ〜１ｄはエンジンの各シ
リンダを示し、該各シリンダ１ａ〜１ｄには吸気管２ａ
〜２ｄを介して共通のサージタンク３が接続されてお
り、該タンク３には図示しないエアクリーナを介して空
気が供給される。なお、４はスロットル弁である。

【００１０】また、上記サージタンク３には圧力発生装
置５が取り付けられており、該圧力発生装置５は、エン
ジン回転数，吸気温度，及びスロットル開度に基づいて
ＥＣＵ６により制御されている。

【００１１】ここで本実施例に採用される圧力発生装置
５の構造例を図２，３に基づいて述べる。図２に示す圧
力発生装置５は、エアを加圧供給するエアポンプ７と、
該供給されたエアを所定の圧力（例えば０．２ Kg/c
m²）で貯蔵するエアタンク８と、該エアのサージタンク
３への供給タイミング，期間を制御する電磁バルブ９と
で構成されており、該電磁バルブ９が上記ＥＣＵ６によ
り制御される。なお、本装置では上記エアポンプ７の出
力を調整することにより上記サージタンク３に供給され
るエアの圧力を設定している。

【００１２】また、図３に示す圧力発生装置５は、シリ
ンダ１０内に電磁石１１と、該電磁石１１により作動さ
れ、上記シリンダ１０内のエアを圧縮するピストン１２
と、上記シリンダ１０の下側開口を開閉する蓋板１５を
備えてなるアクチュエータであり、上記蓋板１５はシリ
ンダ１０の底板１３に取り付けられたスプリング１４に
より、ピストン１２によって圧縮されたエアが所定の圧
力になるまで該エアの噴出を阻止する。本装置において
は上記電磁石１１が上記ＥＣＵ６により制御されてい
る。なお、本装置では上記スプリング１４のばね力の調
整により上記サージタンク３に供給されるエアの圧力を
設定している。また、上記圧力波発生装置５としてスピ
ーカ等の振動媒体を用いても良い。

【００１３】次に本実施例装置における圧力波発生時期
について図４に基づいて説明する。なお、図４は、例え
ばシリンダ１ａにおけるクランク軸の回転角と、ピスト
ン位置，吸気バルブ位置，排気バルブ位置との関係をグ
ラフＡ，Ｂ，Ｃで示し、また上記圧力発生装置５により
シリンダ１ａに供給される圧力をグラフＤ（実線）で示
している。

【００１４】本実施例では図示するように、シリンダ１
ａのピストンが下死点（ＢＤＣ）Ａ２に達した時点から
吸気バルブが閉じるＢ１位置までの期間（本実施例の場
合はクランク軸の回転角度で６０度）に、上記圧力発生
装置５が上記サージタンク３に対してグラフＤで示す矩
形の圧力波を供給する。その結果、上記シリンダ１ａに
対して上記圧力波が供給される。なお、他のシリンダに
おいても、ピストンがＡ２〜Ｂ１に位置する期間におい
て矩形圧力波が供給され、その結果、クランク軸が２回
転する間に正力波が４回サージタンクに供給される。な
お、上記Ａ２〜Ｂ１において圧力波の圧力が最高値で一
定となるように、圧力波供給開始タイミング，終了タイ
ミングを設定することが望ましい。

【００１５】次に上記実施例における作用効果を図５〜
８に基づいて説明する。なお、図５はエンジン回転数が
１２００rpm の時の、図６は該回転数が２０００rpm の
時の、図７は該回転数が４０００rpm の時の、また図８
は該回転数が６０００rpm の時のシリンダ１ａのクラン
ク軸回転角に対する吸気圧力の変化を実線（ｂ）で、ま
た体積効率の変化を破線（ａ）で各々示している。

【００１６】また、図５〜８において、ａａは各回転数
における吸気吹き返し開始点でのクランク軸回転角を示
し、曲線ａ´，ｂ´は、上記ＢＤＣ〜Ｂ１の期間に圧力
波を供給した場合の体積効率，吸気圧力の変化をそれぞ
れ示している。

【００１７】上述のように本実施例では、圧力発生装置
５により圧力波をピストンの下死点から６０度の期間に
おいて供給するようにしたので、ピストンの上昇による
吸気吹き返し開始点付近から吸気弁閉じ終わり点付近ま
での期間に圧力波を供給することとなり、これにより、
図５〜８に示すように、体積効率をａからａ´に、吸気
圧力をｂからｂ´にそれぞれ向上できる。ここで、体積
効率ａは一般的には９０〜８０％程度であるが、本実施
例では１１０％前後を示しており、それだけエンジント
ルクを向上できることがわかる。また、圧力波を必要な
期間に、つまりエンジン回転数にかかわらずピストン下
死点から例えば６０度の吸気吹き返しの生じる期間に精
度良く供給できるため、エンジン回転数の全域に渡って
効率良くトルクを向上できる。また、上記圧力波発生装
置５として図３に示すアクチュエータを用いた場合には
設置スペースを削減できる。

【００１８】なお、上記第１実施例では、サージタンク
に圧力波発生装置を直接取り付けたが、図９，図１０に
示すように上記圧力波発生装置５を副サージタンク１５
に取り付け、該タンク１５を副吸気管１６ａ〜１６ｄを
介して上記吸気管２ａ〜２ｄと連通しても良い。

【００１９】次に本発明の第２実施例によるエンジンの
過給装置を図１１〜１４に基づいて説明する。なお、図
１１は該装置の平面模式図、図１２，１３は側面模式図
であり、上記第１実施例と同一符号は同一，又は相当部
分を示す。

【００２０】本実施例では、上記圧力発生装置としてエ
アポンプ７，エアタンク８を用いており、該エアタンク
８と上記吸気管２ａ〜２ｄとを、副吸気管１６，及び各
分岐吸気管に接続された電磁バルブ９ａ〜９ｄを介して
連通させている。また、上記電磁バルブ９ａ〜９ｄはＥ
ＣＵ６により各々制御されている。

【００２１】また、図１３では、上記吸気管２ａ〜２ｄ
内に圧力波の流れ方向をシリンダ１ａ〜１ｄ方向に規制
するフラップバルブ１７を設けた例を示している。

【００２２】次に本実施例の圧力発生時期について図１
４に基づいて説明する。なお、図１４は、上記シリンダ
１ａのピストン位置，吸気バルブ位置，及び排気バルブ
位置と、上記電磁弁９ａにより制御され吸気管２ａに供
給される圧力波の波形とを示している。

【００２３】本実施例では上記第１実施例と同様の時期
に圧力波を発生させる。すなわち、ピストン下死点（吸
気吹き返し開始点付近）Ａ２からクランク軸が例えば６
０度回転する期間に上記発生時期を制御する。

【００２４】このように本実施例では上記第１実施例と
同様に圧力波発生時期を吸気吹き返しの発生時期に制御
したので、体積効率、ひいてはトルクを増大でき、また
上記各吸気管２ａ〜２ｄ毎に電磁バルブ９ａ〜９ｄを設
け、該各吸気管毎に圧力波の供給時期を制御するように
したので、圧力波をより精度良く供給できトルクを向上
できる。

【００２５】なお、上記第２実施例では圧力波発生装置
を、１つのエアポンプと各気筒毎の電磁バルブで構成し
たが、図１５〜１７に示すように、圧力発生装置として
上記図３に示す構造のアクチュエータ５ａ〜５ｄを各吸
気管２ａ〜２ｄ毎に取付け、各アクチュエータ５ａ〜５
ｄを上記ＥＣＵ６により各々制御するようにしても良
い。

【００２６】ここで上記各実施例においては圧力波の供
給により発生する吸気音が大きくなる懸念がある。そこ
でこの吸気音の消音装置について図１８，１９に基づい
て説明する。なお、同図は消音装置を上記図９の装置に
適用した例を示し、同図と同一符号は同一または相当部
分を示す。

【００２７】図１８において、消音装置２０は、吸気音
とは逆位相の音信号を発生する吸気音低減用スピーカ２
１を備えており、また上記音信号を伝播する伝達通路２
２はエアクリーナ２３とサージタンク３とを連通させる
吸気通路２４に接続されている。また、ＥＣＵ６は、ス
ロットルバルブ４の開度を検出する開度検出センサ１
８，吸気温センサ１９，及び図示しないエンジン回転数
検出センサからの検出信号が入力され、上記圧力発生装
置５の制御信号と、上記消音装置２０の制御信号を出力
する。

【００２８】なお、図１９に示すように、上記伝達通路
２２を介することなく直接吸気通路２４に上記消音装置
２０を直接取り付けても良い。また上記消音装置２０は
図９の装置だけでなく上記各実施例全てに適用できる。

【００２９】上記消音装置２０の作用効果を説明すれ
ば、上記圧力波発生装置５から圧力波が供給されると、
上記消音装置２０が上記圧力波と逆位相の音信号を発生
し、上記圧力波による吸気音を低減・消音する。

【００３０】ここで、上記各実施例では、圧力波発生期
間をピストンの下死点からクランク角で６０度の期間と
したが、この圧力波発生期間をエンジン回転数，吸気温
度，スロットル開度等に応じて可変制御すればより体積
効率を向上できる。即ち図５〜８から判るように、エン
ジン回転数により吹き返し開始点におけるクランク角が
変化するので、圧力波発生開始タイミングをエンジン回
転数が１２００rpm と低い場合はＢＤＣより若干進角さ
せ、４０００rpm 以上と高い場合は若干遅角させるのが
望ましい。また吸気温度が高い場合は圧力波の伝播速度
（音速）が速くなるので、ＢＤＣより若干遅角させ、ま
たスロットル開度が大きい時にのみ圧力を供給する方が
効率が良くなる。

【００３１】

【発明の効果】本発明に係るエンジンの過給装置によれ
ば、圧力発生装置による圧力発生期間を吸気吹き返し開
始点付近から吸気弁閉じ終わり点付近までの期間に制御
したので、エンジン回転数の全域に渡って効率良く体積
効率を向上でき、エンジントルクを増大できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるエンジンの過給装置
の平面模式図である。

【図２】上記第１実施例に採用される圧力発生装置の模
式図である。

【図３】上記第１実施例に採用される圧力発生装置の模
式図である。

【図４】上記第１実施例装置における圧力発生時期を説
明するための図である。

【図５】上記第１実施例の効果を説明するための図であ
る。

【図６】上記第１実施例の効果を説明するための図であ
る。

【図７】上記第１実施例の効果を説明するための図であ
る。

【図８】上記第１実施例の効果を説明するための図であ
る。

【図９】上記第１実施例の変形例によるエンジンの過給
装置の平面模式図である。

【図１０】上記変形例の側面模式図である。

【図１１】本発明の第２実施例によるエンジンの過給装
置の平面模式図である。

【図１２】上記第２実施例の側面模式図である。

【図１３】上記第２実施例の第１変形例の要部側面模式
図である。

【図１４】上記第２実施例装置における圧力発生時期を
説明するための図である。

【図１５】上記第２実施例の第２変形例によるエンジン
の過給装置の平面模式図である。

【図１６】上記第２変形例の側面模式図である。

【図１７】上記第２実施例の第３変形例の側面模式図で
ある。

【図１８】本発明に採用される吸気音低減装置の平面模
式図である。

【図１９】本発明に採用される吸気音低減装置の平面模
式図である。

【符号の説明】

２ａ〜２ｄ吸気通路５圧力発生装置６ＥＣＵ（圧力波発生時期制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気弁開口に連通する吸気通路と、該吸
気通路を介して上記吸気弁開口に正の圧力波を供給する
圧力発生装置とを備えたエンジンの過給装置において、
上記圧力発生装置による圧力波発生期間を、吸気吹き返
し開始点付近から吸気弁閉じ終わり点付近までの期間に
制御する圧力波発生時期制御手段を設けたことを特徴と
するエンジンの過給装置。