JPH08144770A - 副吸気ポートの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、スロットルバルブの開閉動作に連
動して外筒部を軸方向中心線を中心として回動するとと
もに、スロットルバルブ以外の運転状態により内筒部を
軸方向にスライド移動し、外筒部と内筒部との各第１、
第２切欠き部による開口面積を変化させ、細かな制御を
可能とし、複雑なインダクション量を選択し得るととも
に、流出位置と流出方向と流速とを変化させ得て、副吸
気ポート手段からの強い噴流を利用してエンジンのシリ
ンダ内に強い旋回流を形成させることができ、燃焼性の
改善に寄与し得ることを目的としている。 【構成】 このため、エンジンの吸気弁近傍の吸気通路
に外筒部周面の一部を突出させて設け、外筒部を軸方向
中心線を中心とし且つスロットルバルブに連動して回動
すべく設け、内筒部をスロットルバルブ以外の運転状態
により軸方向にスライド移動すべく設け、外筒部の第１
切欠き部と内筒部の第２切欠き部とを長手方向が略直交
すべく形成するとともに、外筒部と内筒部との各第１、
第２切欠き部により流出位置と流出方向と流速とを変化
し得る副吸気ポート手段を構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は副吸気ポートの制御装
置に係り、特に外筒部の周面に形成される第１切欠き部
と内筒部の周面に形成される第２切欠き部とのオーバラ
ップ量を制御するデュアルポートインダクションエアシ
ステムを使用する副吸気ポートの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンには、インダクションエアシス
テムを装備するものがある。インダクションエアシステ
ムとは、吸気通路途中の絞り弁上流側に始端開口するイ
ンダクションエア通路を設け、このインダクションエア
通路の終端を吸気弁上部に開口させ、例えば低回転・低
負荷時にインダクションエア通路によりエンジンにイン
ダクションエアを導入し、アイドル安定性や燃費向上等
のインダクション効果を確保している。

【０００３】また、前記エンジンには、デュアルポート
インダクションエアシステムを装備するものがある。デ
ュアルポートインダクションエアシステムとは、吸気通
路途中の絞り弁上流側に始端開口する２本のインダクシ
ョンエア通路を設け、これらのインダクションエア通路
の終端を吸気弁上部に開口させるものである。

【０００４】更に、前記エンジンの絞り弁をデュアルポ
ート構造とすべくロータリ式バルブを使用したものがあ
る。すなわち、実開昭６１−１２３８３６公報に開示さ
れる吸気制御兼用スロットル機構は、吸気通路にスロッ
トルバルブを介設する際に、第２実施例に示す如く、こ
のスロットルバルブを、円筒部と２つのパイプ状円筒部
とにより構成し、第１のパイプ状円筒部を円筒部に対し
て摺動可能に嵌合するとともに、第２のパイプ状円筒部
を第１のパイプ状円筒部に対して回動可能に嵌合してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の実開
昭６１−１２３８３６公報に開示される吸気制御兼用ス
ロットル機構は、単に絞り弁をデュアルポート構造とす
べくロータリ式バルブを使用したものであり、ロータリ
式バルブにより各気筒独立スロットル機構と吸気通路選
択機構とを両立させている。

【０００６】この結果、ロータリ式バルブを構成する２
つのパイプ状円筒部の切欠き部からのエアあるいは混合
気は、副吸気通路の機能たる強い旋回流の生成に寄与す
るものではない。

【０００７】また、一般的なデュアルポートインダクシ
ョンエアシステムにおいては、エアや混合気の噴出角度
たる流出方向が決定されないとともに、運転状態に応じ
て流出位置や流速を細かく制御することができず、使い
勝手が悪いという不都合がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去するために、外筒部の周面に形成される
第１切欠き部と内筒部の周面に形成される第２切欠き部
とのオーバラップ量を制御する制御装置において、エン
ジンの吸気弁近傍の吸気通路に外筒部周面の一部を突出
させて設け、この外筒部を軸方向中心線を中心とし且つ
スロットルバルブに連動して回動すべく設け、前記内筒
部をスロットルバルブ以外の運転状態により軸方向にス
ライド移動すべく設け、前記外筒部の第１切欠き部と内
筒部の第２切欠き部とを長手方向が略直交すべく形成す
るとともに外筒部と内筒部との各第１、第２切欠き部に
より流出位置と流出方向と流速とを変化し得る副吸気ポ
ート手段を構成したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】上述の如く発明したことにより、エンジンが駆
動してスロットルバルブが開閉動作した際には、スロッ
トルバルブの開閉動作に連動して外筒部が軸方向中心線
を中心として回動されるとともに、スロットルバルブ以
外の運転状態により内筒部が軸方向にスライド移動さ
れ、外筒部と内筒部との各第１、第２切欠き部による開
口面積を変化させ、細かな制御を可能としている。

【００１０】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１１】図１〜図５はこの発明の第１実施例を示す
ものである。図５において、２は例えばデュアルポート
インダクションエアシステムを採用したエンジン、４−
１は第１吸気ポート、４−２は第２吸気ポート、６−１
は第１吸気弁、６−２は第２吸気弁である。

【００１２】前記第１、第２吸気弁６−１、６−２近傍
の吸気通路８を構成する第１、第２ポート４−１、４−
２部分にロータリ式バルブを使用した副吸気ポート手段
１０を設ける。

【００１３】この副吸気ポート手段１０は、外筒部１２
の周面に形成される第１切欠き部１４と内筒部１６の周
面に形成される第２切欠き部１８とのオーバラップ量を
制御する基本構成を有し、エンジン２の第１、第２吸気
弁６−１、６−２近傍の吸気通路８の第１、第２吸気ポ
ート４−１、４−２に外筒部１２周面の一部を夫々突出
させて設け、この外筒部１２を軸方向中心線Ｌを中心と
し且つ図示しないスロットルバルブに連動して回動すべ
く設け、前記内筒部１６を図示しないスロットルバルブ
以外の運転状態により軸方向にスライド移動すべく設
け、前記外筒部１２の第１切欠き部１４と内筒部１６の
第２切欠き部１８とを長手方向が略直交すべく形成する
とともに外筒部１２と内筒部１６との各第１、第２切欠
き部１４、１８により流出位置と流出方向と流速とを変
化し得る構成としている。

【００１４】詳述すれば、前記外筒部１０の外周面に、
円周方向に延びるスリット状の複数個、例えば第１、第
２吸気ポート４−１、４−２の数に合致する２個１組の
第１切欠き部１４と冷暖機時の切換用孔部２０とを形成
する。

【００１５】また、前記内筒部１６の外周面には、前記
第１切欠き部１４に略直交すべく軸方向に延びるととも
に内筒部１６の一端側から他端側に延びる場合に漸次開
口面積が大となるように第２切欠き部１８を形成し、こ
の第２切欠き部１８は第１切欠き部１４の数に合致すべ
く２個１組に設けられる。

【００１６】更に、前記外筒部１２の一端に突出部２２
を設け、この突出部２２をレバー２４を介して図示しな
いスロットルバルブに連動する箇所に連絡して設ける。

【００１７】前記内筒部１６の他端側には、サーモスタ
ットタイプのアクチュエータ２６を連絡して設け、スロ
ットルバルブ以外の運転状態である温度変化に応じて内
筒部１６を軸方向にスライド移動させる構成を有してい
る。

【００１８】一般的な副吸気ポートは、副吸気ポートか
らの強い噴流を利用してエンジンのシリンダ内に強い旋
回流を形成させるためのものであり、この旋回流を得る
ためには、吸気ポート近傍に終端開口する副吸気ポート
から流速の高い噴流を吸気弁のバルブシートの片側に指
向させる必要がある。

【００１９】そこで、本発明においては、吸気ポート近
傍たる口元部位にロータリ式バルブを使用した副吸気ポ
ート手段１０を備えて噴流たるエアや混合気の流出する
位置や流出する方向を外筒部１２の第１切欠き部１４と
内筒部１６の第２切欠き部１８とのオーバラップ量の制
御によって達成するものである。

【００２０】特に、前記内筒部１６によって流出方向た
る噴流の角度を決定している。

【００２１】一般に、縦スワールを形成するために最適
とされるノズルＡの角度は、図４に示す如く、吸気弁Ｂ
のバルブシートＣの片側、例えば離間距離の大なる側と
ノズルＡとを結ぶ線Ｄの傾きに相当するものである。

【００２２】次に作用について説明する。

【００２３】前記エンジン２が駆動して図示しないスロ
ットルバルブが開閉動作すると、このスロットルバルブ
の開閉動作に連動して外筒部１２が軸方向中心線Ｌを中
心として回動される。

【００２４】また、温度変化に応じて例えば、エンジン
２の暖機時には、サーモスタットタイプのアクチュエー
タ２６により内筒部１６が軸方向にスライド移動され、
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す如く、外筒部１２と内
筒部１６との各第１、第２切欠き部１４、１８による開
口面積が大となり、逆に冷機時においては、図３（ａ）
及び図３（ｂ）に示す如く、外筒部１２と内筒部１６と
の各第１、第２切欠き部１４、１８による開口面積が小
となる。

【００２５】これにより、スロットルバルブに連動する
外筒部１２の回動動作とサーモスタットタイプのアクチ
ュエータ２６の温度変化に応動する内筒部１６の軸方向
のスライド移動との組合せによって冷機時及び暖機時の
細かな制御が可能となり、複雑なインダクション量を選
択し得て、実用上有利であるとともに、流出位置と流出
方向と流速とを種々変化させ得て、副吸気ポート手段か
らの強い噴流を利用してエンジンのシリンダ内に強い旋
回流を形成させることができ、燃焼性の改善に寄与し得
るものである。

【００２６】また、サーモスタットタイプのアクチュエ
ータ２６を使用することにより、構成が簡略であり、製
作が容易で、コストを低廉とし得て、経済的にも有利で
ある。

【００２７】図６〜図８はこの発明の第２実施例を示す
ものである。この第２実施例において上述第１実施例と
同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。

【００２８】この第２実施例の特徴とするところは、前
記内筒部１６をエンジン回転数に応じてスライド移動さ
せる構成とした点にある。

【００２９】すなわち、図６に示す如く、内筒部１６の
他端に電圧値によって動作するアクチュエータ３０を接
続して設け、このアクチュエータ３０にエンジンパルス
をエンジン回転数の検出信号として入力する制御部３２
を連絡して設ける。

【００３０】さすれば、前記エンジンが駆動して図示し
ないスロットルバルブが開閉動作すると、このスロット
ルバルブの開閉動作に連動して外筒部１２が、上述第１
実施例のものと同様に、軸方向中心線Ｌを中心として回
動される。

【００３１】また、内筒部１６は、エンジン回転数の検
出信号を入力する制御部３２からの制御信号によって動
作するアクチュエータ３０に応動して軸方向にスライド
移動される。

【００３２】このため、スロットルバルブに連動する外
筒部１０の回動動作とアクチュエータ３０のエンジン回
転数に応動する内筒部１６の軸方向のスライド移動との
組合せによってエンジン回転数に応じた細かな制御が可
能となり、複雑なインダクション量を選択し得て、実用
上有利であるとともに、流出位置と流出方向と流速とを
変化させ得て、副吸気ポート手段からの強い噴流を利用
してエンジンのシリンダ内に強い旋回流を形成させるこ
とができ、燃焼性の改善に寄与し得るものである。

【００３３】また、図７に示す如く、前記制御部３２内
に制御マップを設定すれば、制御マップによって外筒部
１２と内筒部１６との有効な開口面積を制御することが
可能である。

【００３４】前記開口面積の決定において、通常のイン
ダクション流量は、メインである吸気ポートの流量に比
例して大きくすべきであるが、全開（ＷＯＴ）時にはイ
ンダクションエアによる希薄化によって出力低下を招く
惧れがあり、図７に示す如く、全開近傍で開口面積を絞
る方策が良いものである。

【００３５】また、エンジン回転数に応じて開口面積が
増加する傾向にあることにより、高回転・低負荷域にお
けるポンプロスの低減に寄与する。

【００３６】更に、ジェットの効果について記載する
と、シリンダ内に旋回流を起こすためには、吸気の運動
量を高めることが必要であり、この吸気の運動量によっ
てシリンダ内にて主流が形成されるものである。

【００３７】例えば、吸気の運動量Ｍは、式 Ｍ＝Ｇ・Ｖ Ｇ：質量流量 Ｖ：流速 にて算出される。

【００３８】ここで、質量流量Ｇは、低負荷域になるに
連れて減少するため、吸気の運動量Ｍを増加させるため
には開口面積を絞る必要がある。

【００３９】また、メインの吸気ポートとインダクショ
ンたる副吸気ポートの流量比を１：１とした場合のノズ
ルの開口面積を吸気ポートの比で表わすと、図８に示す
如きカーブとなる。

【００４０】なお、図８中の第１切欠き部と第２切欠き
部とを組み合わせた略図形は、各状態における開口制御
の一例を示すものである。

【００４１】更に、図８においてノズル面積Ｆｉは、オ
リフィスの式から、Ｐ＝−３６０〓Hg未満の場合に、 ────────────── 数 １ ──────
───────── また、Ｐ＝−３６０〓Hg以上の場合に、 ────────────── 数 ２ ──────
───────── から夫々算出される（なお符号Ｋは定数）。

【００４２】なお、この発明は上述第１、第２実施例に
限定されるものではなく、種々の応用改変が可能であ
る。

【００４３】例えば、この発明の第２実施例において
は、エンジン回転数を使用して内筒部のスライド移動を
制御する構成としたが、アクセルペダルの踏み込み速度
や全炭化水素（ＴＨＣ）濃度を検出してフィードバック
する等の制御、あるいはその他の運転状態の検出信号に
よって制御することも可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上詳細に説明した如くこの発明によれ
ば、エンジンの吸気弁近傍の吸気通路に外筒部周面の一
部を突出させて設け、外筒部を軸方向中心線を中心とし
且つスロットルバルブに連動して回動すべく設け、内筒
部をスロットルバルブ以外の運転状態により軸方向にス
ライド移動すべく設け、外筒部の第１切欠き部と内筒部
の第２切欠き部とを長手方向が略直交すべく形成すると
ともに、外筒部と内筒部との各第１、第２切欠き部によ
り流出位置と流出方向と流速とを変化し得る副吸気ポー
ト手段を構成したので、エンジンが駆動してスロットル
バルブが開閉動作した際に、スロットルバルブの開閉動
作に連動して外筒部が軸方向中心線を中心として回動さ
れるとともに、スロットルバルブ以外の運転状態により
内筒部が軸方向にスライド移動され、外筒部と内筒部と
の各第１、第２切欠き部による開口面積を変化させ、細
かな制御を可能とし、複雑なインダクション量を選択し
得て、実用上有利であるとともに、流出位置と流出方向
と流速とを変化させ得て、副吸気ポート手段からの強い
噴流を利用してエンジンのシリンダ内に強い旋回流を形
成させることができ、燃焼性の改善に寄与し得るもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す副吸気ポートの制
御装置の副吸気ポート手段の概略説明図である。

【図２】（ａ）暖機時の開口面積を示す吸気ポート部分
の概略断面図である。 （ｂ）暖機時の開口面積を示す第１、第２切欠き部り概
略図である。

【図３】（ａ）冷機時の開口面積を示す吸気ポート部分
の概略断面図である。 （ｂ）冷機時の開口面積を示す第１、第２切欠き部り概
略図である。

【図４】ノズルの角度を説明する吸気ポートの概略断面
図である。

【図５】デュアルポートインダクションエアシステムを
採用したエンジンの吸気ポート部分の概略斜視図であ
る。

【図６】この発明の第２実施例を示す副吸気ポートの制
御装置の概略ブロック図である。

【図７】スロットル開度とエンジン回転数とインダクシ
ョン開口面積との関係を示す制御マップの概略図であ
る。

【図８】吸気ポートと副吸気ポートとの夫々の流量比を
１：１とした場合のインダクションの要求開口面積を示
す図である。

【符号の説明】

２ エンジン ４−１ 第１吸気ポート ４−２ 第２吸気ポート ６−１ 第１吸気弁 ６−２ 第２吸気弁 ８ 吸気通路 １０ 副吸気ポート手段 １２ 外筒部 １４ 第１切欠き部 １６ 内筒部 １８ 第２切欠き部 ２０ 切換用孔部 ２２ 突出部 ２４ レバー ２６ アクチュエータ

【数１】

【数２】

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年３月４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４１】更に、図８においてノズル面積Ｆｉは、オ
リフィスの式から、Ｐ＝−３６０〓Hg未満の場合に、

【数１】 また、Ｐ＝−３６０〓Hg以上の場合に、

【数２】 から夫々算出される（なお符号Ｋは定数）。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外筒部の周面に形成される第１切欠き部
   と内筒部の周面に形成される第２切欠き部とのオーバラ
   ップ量を制御する制御装置において、エンジンの吸気弁
   近傍の吸気通路に外筒部周面の一部を突出させて設け、
   この外筒部を軸方向中心線を中心とし且つスロットルバ
   ルブに連動して回動すべく設け、前記内筒部をスロット
   ルバルブ以外の運転状態により軸方向にスライド移動す
   べく設け、前記外筒部の第１切欠き部と内筒部の第２切
   欠き部とを長手方向が略直交すべく形成するとともに外
   筒部と内筒部との各第１、第２切欠き部により流出位置
   と流出方向と流速とを変化し得る副吸気ポート手段を構
   成したことを特徴とする副吸気ポートの制御装置。