JPH0861072A

JPH0861072A - エンジンの吸気制御装置

Info

Publication number: JPH0861072A
Application number: JP6202068A
Authority: JP
Inventors: Kazuharu Ichikawa; 和治市川
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1994-08-26
Filing date: 1994-08-26
Publication date: 1996-03-05
Anticipated expiration: 2018-03-17
Also published as: JP3386588B2

Abstract

(57)【要約】【目的】スワール流、タンブル流を有効に生成可能に
構成し、且つ運転状態に応じてスワールモード、タンブ
ルモードまたは全開吸気モードに適正に切換え制御す
る。【構成】２吸気弁式の二叉状の２つの吸気ポート１５
にタンブル制御弁３１とワール制御弁３２を設けて、ス
ワール流とタンブル流を生成するものにおいて、エンジ
ン暖機後の運転状態に応じて低速低負荷領域ではスワー
ル制御弁３２とタンブル制御弁３１を共に閉じてスワー
ル流を生成するように作動するスワールモード判定手段
Ｃ１と、中速中負荷領域ではタンブル制御弁３１を閉
じ、スワール制御弁３２を開いてタンブル流Ｃを生成す
るように作動するタンブルモード判定手段Ｃ２と、高速
高負荷領域ではスワール制御弁３２とタンブル制御弁３
１を共に開いて全開吸気するように作動する全開吸気モ
ード判定手段Ｃ３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用エンジンとして
吸気の際にスワール流、タンブル流を生成する吸気制御
装置に関し、詳しくは、運転状態に応じてスワールモー
ド、タンブルモードまたは全開吸気モードに切換え制御
する吸気制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】２吸気弁式エンジンにおいて、吸気の際
に２つの吸気ポートの吸気流を利用して、シリンダ内に
円周方向に旋回するスワール流、または軸方向に旋回す
るタンブル流を生成することが知られている。この場合
に、低負荷側でスワール流を生成すると、点火プラグの
電極近傍の局所に濃い混合気を形成するように成層化し
て良好に燃焼することができ、この燃焼方式によりリー
ン燃焼が促進され燃費等を向上することが可能になる。
また高負荷側ではタンブル流を生成すると、燃料と空気
の混合が促進して均一混合気が形成され、更に点火直前
でタンブル流が崩壊する際の乱れにより強いガス流動を
生じ、このため燃焼が改善されて走行性等を向上するこ
とが可能になることが、既に本件出願人により提案され
ている。

【０００３】そこで各気筒の吸気ポートで、簡単なバル
ブ動作によりスワール流やタンブル流を生成したり、更
に多量の空気を吸入可能に構成する。そしてエンジン運
転状態に応じて、スワールモード、タンブルモードまた
は全開吸気モードを適正に使い分けるように制御するこ
とが要求される。また水平対向式エンジンのように吸気
ポートが左右バンクに分離される場合は、吸気系のレイ
アウトにより長い吸気管中を空気が流れる際の吸気流が
不均一になることがある。この場合は、この不均一な吸
気流を積極的に利用してスワール流を強化することが望
まれる。

【０００４】従来、上記エンジンの吸気制御装置に関し
ては、例えば特開昭６１−２７７８１５号公報の先行技
術があり、各気筒にヘリカルポートとダイレクトポート
を設け、各ポートと連通するそれぞれの吸気通路に絞り
弁を配置する。そして低速低負荷時にはダイレクトポー
ト側の絞り弁を閉じて強いスワールを形成し、負荷や回
転数の上昇に応じてダイレクトポート側の絞り弁を開く
ように制御することが示されている。

【０００５】また特開昭６２−２９１４３４号公報の先
行技術では、気筒毎に設けられる２つの吸気通路の一方
に燃料供給手段と吸気渦流の制御弁を設け、他方には開
閉弁を設ける。そして低速低負荷時に開閉弁を閉じ、こ
のとき制御弁で吸気を絞ってスワールを発生することが
示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、いずれもスワール流を生成するだ
けであって、タンブル流は生成しない。このためタンブ
ル流による燃焼改善の効果を得ることができない。また
広い全運転領域において渦流による燃焼改善の効果は低
速低負荷側に限定され、それ以外の領域では有効に発揮
できない。更に、２つの吸気ポートの一方の吸気ポート
全体で吸気してスワール流を生成する構成であるから、
スワール流の旋回半径が略ポート中心の半径となって、
シリンダのボア径を最大限利用したスワール流を生成で
きない等の問題がある。

【０００７】本発明は、このような点に鑑み、スワール
流、タンブル流を有効に生成可能に構成し、且つ運転状
態に応じてスワールモード、タンブルモードまたは全開
吸気モードを適正に切換え制御することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の請求項１に係るエンジンの吸気制御装置
は、図１に示すように、２吸気弁式の二叉状の２つの吸
気ポート１５を、センターポート２４とその両側の２つ
のサイドポート２５，２６とを区画形成するポート分割
装置２１と、センターポート２４にインジェクタ２７と
タンブル流を生成するタンブル制御弁３１を、一方のサ
イドポート２５にスワールス流を生成するワール制御弁
３２を設けた制御弁装置３０と、エンジン運転状態に応
じてタンブル制御弁３１とスワール制御弁３２をそれぞ
れ開閉する作動装置３５とを備えたエンジンの吸気制御
装置において、エンジン暖機後の運転状態により低速低
負荷領域ではスワール制御弁３２とタンブル制御弁３１
を共に閉じてスワール流を生成するスワールモード判定
手段Ｃ１と、中速中負荷領域ではタンブル制御弁３１を
閉じ、スワール制御弁３２を開いてタンブル流を生成す
るタンブルモード判定手段Ｃ２と、高速高負荷領域では
スワール制御弁３２とタンブル制御弁３１を共に開いて
全開吸気する全開吸気モード判定手段Ｃ３とを備えるこ
とを特徴とする。

【０００９】請求項２に係るエンジンの吸気制御装置
は、制御弁装置が、スワール制御弁とタンブル制御弁を
独立２軸で開閉する構成とし、作動装置は、各制御弁の
弁軸に各別にダイアフラム式アクチュエータを取付け、
それらアクチュエータをそれぞれ大気圧側と負圧側に切
換えるソレノイド弁を介して吸気系に接続して、エンジ
ン運転状態に応じて２つのソレノイド弁を切換えること
で、スワール制御弁とタンブル制御弁を開閉する構成と
したことを特徴とする。

【００１０】請求項３に係るエンジンの吸気制御装置
は、制御弁装置が、スワール制御弁とタンブル制御弁の
間にロストモーション式係合手段を設けた共通１軸で開
閉する構成とし、作動装置は、共通の弁軸の一端に単一
のダイアフラム式アクチュエータを取付け、他端にリタ
ーンスプリングを付勢するとともに、アクチュエータを
大気圧側と負圧側に切換えるソレノイド弁を介して吸気
系に接続し、更にソレノイド弁の大気圧側をオリフィス
を有する通路を介して大気圧側を開閉する他のソレノイ
ド弁に接続し、エンジン運転状態に応じて２つのソレノ
イド弁を切換えまたは開閉することで、スワール制御弁
とタンブル制御弁を開閉する構成としたことを特徴とす
る。

【００１１】請求項４に係るエンジンの吸気制御装置
は、常時開放の他方のサイドポートが、吸気の流れの強
い側に配置されることを特徴とする。

【００１２】

【作用】従って、本発明の請求項１にあっては、エンジ
ン運転時に暖機後の運転状態に応じて作動装置３５によ
り制御弁装置３０のスワール制御弁３２とタンブル制御
弁３１が開閉し、このため吸気行程において２つの吸気
ポート１５から吸気する際に、その吸気流がポート分割
装置２１により区画形成されたセンターポート２４と２
つのサイドポート２５，２６により可変制御される。そ
こで低速低負荷領域ではスワールモード判定手段Ｃ１に
より、スワール制御弁３２とタンブル制御弁３１を共に
閉じることで、常開するサイドポート２６のみによりシ
リンダ１０内の接線方向に吸気され、このためシリンダ
１０内に円周方向に旋回するスワール流が有効に生成さ
れる。そしてスワール流によりインジェクタ２７から噴
射される燃料による濃い混合気が点火プラグ付近に形成
されて良好に成層燃焼し、燃費や排気エミッションが向
上する。

【００１３】中速中負荷領域ではタンブルモード判定手
段Ｃ２により、タンブル制御弁３１を閉じてスワール制
御弁３２を開くことで、２つのサイドポート２５，２６
からシリンダ１０内の接線方向に左右対称的に吸気さ
れ、このためシリンダ１０内の軸方向に旋回するタンブ
ル流が有効に生成される。そしてこの場合は、タンブル
流によりインジェクタ２７から噴射される燃料と空気の
混合が促進されて、均一でガス流動の強い混合気が形成
され、このため点火プラグにより着火して空気利用率の
高い状態で良好に均一燃焼し、走行性等が向上する。高
速高負荷領域では全開吸気モード判定手段Ｃ３により、
スワール制御弁３２とタンブル制御弁３１が共に開くこ
とで、多量の空気が２つの吸気ポート１５から迅速且つ
円滑に吸気され、大きいエンジン出力が得られる。

【００１４】請求項２にあっては、エンジン運転状態に
応じて２つのソレノイド弁を例えば大気圧側に切換える
ことで、スワール制御弁とタンブル制御弁が共に閉じて
スワールモードとなる。またスワール制御弁側のソレノ
イド弁を例えば負圧側に切換えると、アクチュエータが
負圧の導入でスワール制御弁を開くように作動してタン
ブルモードとなる。更に、タンブル制御弁側のソレノイ
ド弁も例えば負圧側に切換えると、そのアクチュエータ
も負圧の導入でタンブル制御弁を開くように作動して全
開吸気モードとなる。こうしてエンジン運転状態に応じ
て２つのソレノイド弁の切換え制御により、２つの制御
弁が独立して開閉して３つのモードが適確に得られる。

【００１５】請求項３にあっては、エンジン運転状態に
応じて一方のソレノイド弁を例えば負圧側に切換えて他
方のソレノイド弁を例えば閉じると、単一のアクチュエ
ータが負圧の導入で係合手段を係合しつつスワール制御
弁とタンブル制御弁を共に閉じるように作動してスワー
ルモードとなる。また一方のソレノイド弁を例えば大気
圧側に切換えて他方のソレノイド弁を開くと、アクチュ
エータの負圧の一部が徐々に抜け、スワール制御弁のみ
がロストモーション式に開くように作動してタンブルモ
ードとなる。他方のソレノイド弁によりアクチュエータ
の負圧を更に抜くと、係合手段が解放しタンブル制御弁
が開くように作動して全開吸気モードとなる。こうして
弁制御装置のスワール制御弁とタンブル制御弁は、単一
のアクチュエータを備えた共通１軸の簡単な構成で開閉
して、３つのモードが適確に得られる。

【００１６】請求項４にあっては、２つの制御弁が共に
閉じるスワールモードの場合に、吸気マニホールドの強
い流れの空気が、常時開放の他方のサイドポートを介し
シリンダ内に吸入され、強いスワール流が生成される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２において、水平対向式４気筒エンジンの概略
について説明すると、エンジン本体１は中央のシリンダ
ブロック２の左右バンク３Ｌ，３Ｒにシリンダヘッド４
が分離して水平に結合され、右バンク３Ｒに第１と第３
の気筒が、左バンク３Ｌに第２と第４の気筒が配置され
る。またエンジンルーム内では、エンジン本体１の前方
にオルタネータ、エアコン、パワステ等の補機５が配置
される。そこで前方の補機や後方のトーボード６等を避
けて吸気系をレイアウトするため、シリンダブロック中
心の直上にチャンバ７が配置され、このチャンバ７の上
流側ににスロットル弁８を介して図示しないエアクリー
ナが連通される。

【００１８】またチャンバ７の左右には吸気マニホール
ド９ａ〜９ｄが片バンク毎に２本づつ取出され、右バン
ク３Ｒ側の２本の吸気マニホールド９ａ，９ｃは前後に
緩やかに曲がって所定の間隔を得ながら第１と第３の気
筒の吸気ポートに連通される。左バンク３Ｌ側の２本の
吸気マニホールド９ｂ，９ｄも同様に屈曲して第２と第
４の気筒の吸気ポートに連通される。このため各気筒の
吸気マニホールド９ａ〜９ｄは、いずれも内側から外側
に緩やかに曲がった形状であり、図２中の矢印で示すよ
うに曲りの少ない内側の吸気の流れの方が強くなる。そ
こで低負荷の空気量の少ない状態でスワール流を生成す
る場合には、各気筒の吸気ポートにおいて内側の強い吸
気流を導入することで、強力なスワール流を生成するこ
とが可能になる。

【００１９】図３ないし図５において、水平対向式エン
ジンの場合の吸気制御装置について説明する。シリンダ
ブロック２にはシリンダ１０が水平に形成され、このシ
リンダ１０内にピストン１１が移動可能に挿入される。
シリンダヘッド４においてシリンダ頂部に燃焼室１２が
形成され、燃焼室１２の略中心に点火プラグ１３が取付
けられる。そして燃焼室１２より上方に吸気弁１４を備
えた２つの吸気ポート１５が二叉状に形成され、下方に
排気弁１６を備えた２つの排気ポート１７が二叉状に形
成されて、４バルブ式に構成される。

【００２０】また２つの吸気ポート１５の集合部と同一
形状の楕円筒状の接続管１８を有し、この接続管１８が
シリンダヘッド４の吸気ポート１５の箇所に取付け部１
８ａをねじ止めして連結される。図３ないし図５に示す
気筒は例えば第４気筒であり、このため接続管１８にチ
ャンバ７からの吸気マニホールド９ｄが連結される。そ
して接続管１８と２つの吸気ポート１５の内部にはポー
ト分割装置２１、制御弁装置３０が設けられ、接続管１
８の外部には負圧作動装置３５が設けられている。

【００２１】ポート分割装置２１は、接続管１８と二叉
状の２つの吸気ポート１５の内部の長手方向略全域が２
つの隔壁２２，２３で区画され、中央に口径の大きいセ
ンターポート２４が、その両側に２つの口径の小さいサ
イドポート２５，２６が独立して形成される。隔壁２
２，２３の先端は吸気弁１４のバルブヘッド近傍まで延
びており、このため３つのポート２４〜２６はバルブヘ
ッド近傍まで区画して形成される。センターポート２４
は２つの吸気ポート１５に跨った二叉状でシリンダ中心
の広範囲に連通し、サイドポート２５，２６はいずれも
先端を絞ってシリンダ接線方向に連通する。そして接続
管１８内のセンターポート２４上には、シリンダ１０内
の中心付近に燃料を噴射するようなインジェクタ２７が
設置される。

【００２２】制御弁装置３０は、センターポート２４の
入口にタンブル制御弁３１が設けられ、両側のサイドポ
ート２５，２６において吸気の流れの弱い外側のサイド
ポート２５の入口にスワール制御弁３２が設けられる。
そして吸気の強い内側のサイドポート２６は常に開いた
状態になっている。これら制御弁３１，３２は、独立２
軸の弁軸３１ａ，３２ａを有して、各弁軸３１ａ，３２
ａにバタフライ式の弁体３１ｂ，３２ｂを取付けたもの
で、負圧作動装置３５により開閉する。

【００２３】図６と図７において、負圧作動装置３５に
ついて説明すると、ダイアフラム式のアクチュエータ３
６が、レバー３６ａを介してタンブル制御弁３１の弁軸
３１ａに取付けられ、ダイアフラム室３６ｂが大気圧の
場合はスプリング３６ｃの力で閉じ、負圧によりダイア
フラム３６ｄを変位して開くように構成される。他方の
アクチュエータ３７も、レバー３７ａを介してスワール
制御弁３２の弁軸３２ａに、同様に大気圧で閉じ、負圧
で開くように取付けられる。そして２つのアクチュエー
タ３６，３７が、いずれも通路３８，３９により大気圧
側と負圧側を切換えるソレノイド弁４０，４１、チェッ
ク弁４２，４３を介して吸気マニホールド９ｄに接続さ
れる。また制御ユニット４５がソレノイド弁４０，４１
に接続され、いずれもＯＮ信号でソレノイド弁４０，４
１を負圧側に切換えて制御弁３１，３２を開くようにな
っている。

【００２４】制御ユニット４５は、エアフローメータ４
６の負荷に応じた吸入空気量Ｑ、クランク角センサ４７
のエンジン回転数Ｎ、水温センサ４８の水温等の信号が
入力して、エンジン暖機や運転状態を判断し、図８の作
動モードマップを参照して運転状態に応じた作動モード
を定める。図８においては、低速の設定値Ｎ１、中速の
設定値Ｎ２、低負荷の設定値Ｑ１、中負荷の設定値Ｑ２
が設定される。そして予めＮ≦Ｎ１、Ｑ≦Ｑ１の低速低
負荷領域ではスワールモードが、Ｎ１＜Ｎ≦Ｎ２、Ｑ１
＜Ｑ≦Ｑ２の中速中負荷領域ではタンブルモードが、Ｎ
２＜Ｎ、Ｑ２＜Ｑの高速高負荷領域では全開吸気モード
がそれぞれ設定されている。そこで水温Ｔｗが設定値Ｔ
１より高い暖機完了状態において、スワールモードの場
合は２つのソレノイド弁４０，４１にＯＦＦ信号を、タ
ンブルモードの場合は一方のソレノイド弁４１にのみＯ
Ｎ信号を、全開吸気モードの場合は２つのソレノイド弁
４０，４１にＯＮ信号を出力するように構成される。

【００２５】次に、この実施例の作用を、図９のフロー
チャートを用いて説明する。先ず、ステップＳ１でエン
ジン暖機完了か否かを判断し、暖機完了の場合はステッ
プＳ２に進んで運転状態の領域を判断する。そこで低速
低負荷領域の場合は、ステップＳ３に進んで２つのソレ
ノイド弁４０，４１にＯＦＦ信号を出力する。このため
両ソレノイド弁４０，４１は大気圧側に切換わって、２
つのアクチュエータ３６，３７が大気導入で不作動し、
２つの制御弁３１，３２が共に閉じ、吸気ポート１５で
はマニホールド内側のサイドポート２６のみが連通した
状態になる。このとき吸気行程で吸気弁１４が開くと、
スロットル弁８による少量の空気がチャンバ７、吸気マ
ニホールド９ｄを通って吸気ポート１５に流入するが、
この場合に水平対向式エンジンの吸気系レイアウトによ
り吸気マニホールド９ｄの内側の強い流れの空気Ａが、
図４のようにそのまま常に開くサイドポート２６に流入
する。

【００２６】従って、流量は少ないが流れの強い空気Ａ
が、サイドポート２６により噴流となってシリンダ１０
内の接線方向に吸入され、このため吸入空気Ａはシリン
ダ側１０ａに沿い円周方向に強く回される。そこでシリ
ンダ１０内に円周方向に旋回する強いスワール流Ｂが、
図３のように有効に生成される。

【００２７】また吸気行程の比較的遅い時期にインジェ
クタ２７から燃料噴射すると、その燃料Ｆがセンターポ
ート２４を介してシリンダ中心付近に供給されるが、こ
の燃料Ｆは強いスワール流Ｂにより確実に拡散防止さ
れ、このため点火プラグ１３の電極付近に濃い混合気を
形成するように成層化される。そして圧縮行程後に濃い
混合気が点火プラグ１３により確実に着火され、この着
火した濃い混合気を火種として良好に成層燃焼する。こ
の燃焼方式では全体の空燃比を希薄化することが可能に
なって、燃費や排気エミッションが向上する。

【００２８】中速中負荷領域では、ステップＳ２からス
テップＳ４に進んで一方のソレノイド弁４０にＯＦＦ信
号を、他方のソレノイド弁４１にはＯＮ信号を出力す
る。このため他方のソレノイド弁４１は負圧側に切換わ
ってそのアクチュエータ３７が負圧の導入によりスワー
ル制御弁３２を開くように作動し、この結果２つのサイ
ドポート２５，２６が共に連通した状態になる。そこで
吸気行程では、図１０（ａ）のようにスロットル弁８に
よる比較的多い空気Ａが２分割し、２つのサイドポート
２５，２６により噴流となってシリンダ１０内の接線方
向に左右対称的に吸入される。従って、この場合はサイ
ドポート２５，２６からの２系統の吸入空気Ａがシリン
ダ１０内の吸気ポート１５と反対側で衝突してシリンダ
軸方向に変向され、このためシリンダ１０内に同図
（ｂ）のように略中心線上で軸方向に旋回するタンブル
流Ｃが有効に生成される。

【００２９】また吸気行程の比較的早い時期にインジェ
クタ２７からシリンダ１０内に燃料噴射すると、その燃
料Ｆがタンブル流Ｃに巻込まれて燃料Ｆと空気Ａが良好
に混合される。また圧縮行程の後半でタンブル流Ｃが崩
壊する際には、ガス流動や乱れが強まって更に混合が促
進され、こうしてシリンダ１０内全域に均一化の進んだ
混合気が形成される。そして流動性の強い均一混合気に
点火プラグ１３により着火することで、空気利用率の高
い状態で良好に燃焼し、このためこの領域での走行性等
が向上する。

【００３０】高速高負荷領域では、ステップＳ２からス
テップＳ５に進んで２つのソレノイド弁４０，４１にＯ
Ｎ信号を出力する。このため一方のソレノイド弁４０も
負圧側に切換わってそのアクチュエータ３６が負圧の導
入によりタンブル制御弁３１を開くように作動し、この
結果２つの制御弁３１，３２が共に開く。このため２つ
の吸気ポート１５が全開状態となり全開吸気モードとな
る。そこで吸気行程では、スロットル弁８による多量の
空気Ａが２つの吸気ポート１５により迅速且つ円滑にシ
リンダ１０内に吸入されて、大きいエンジン出力が得ら
れる。

【００３１】一方、エンジン冷態時にはステップＳ１か
らステップＳ５に進み、２つのソレノイド弁４０，４１
にＯＮ信号を出力して制御弁３１，３２を開き、上述の
全開吸気モードとなる。そこでインジェクタ２７により
増量補正される燃料Ｆが円滑且つ確実にシリンダ１０に
吸入されて、暖機促進される。尚、この実施例では、ア
クチュエータが負圧で制御弁を閉じ、大気圧で制御弁を
開くように設定することもできる。電気信号のＯＮ、Ｏ
ＦＦの関係も任意に設定できる。

【００３２】図１１において、本発明の他の実施例につ
いて説明する。この実施例は、制御弁装置３０と負圧作
動装置３５の構造を簡素化したものである。先ず、タン
ブル制御弁３１が設けられるセンターポート２４の制御
弁回動部周辺と、スワール制御弁３２が設けられるサイ
ドポート２５の制御弁回動部周辺には、図１３のような
球形の室３１ｃ，３２ｃが備えられ、これら弁室３１
ｃ，３２ｃで共通１軸の弁軸５０に弁体３１ｂ，３２ｂ
が取付けられる。特にタンブル制御弁３１の弁体３１ｂ
は、球形の弁室３１ｃによりその位置に拘わらず閉じた
状態を保つように構成される。弁軸５０は２つの制御弁
３１，３２毎に２分割され、一方の軸５０ａにレバー５
１ａを介して単一のダイアフラム式アクチュエータ５１
が取付けられ、他方の軸５０ｂにリターンスプリング５
２が付勢され、両軸５０ａ，５０ｂの間にロストモーシ
ョン式機構の係合手段５５が設けられる。

【００３３】係合手段５５は、図１２のように一方の軸
５０ａの係合片５６と他方の軸５０ｂの２つの突起５
７，５８とを有し、２つの突起５７，５８を係合片５６
の両側に配置して、軸５０ａの回転角により係合または
解放するように構成される。ここで係合片５６が垂直で
２つの突起５７，５８が水平に配置される場合に、各制
御弁３１，３２の弁体３１ｂ，３２ｂがリターンスプリ
ング５２とアクチュエータ５１とにより共に垂直で開い
た状態に設定される。この状態からアクチュエータ５１
により軸５０ａを回転すると、タンブル制御弁３１の弁
体３１ｂのみが回転し、略４５度回転した時点でその制
御弁３１が閉じて、それ以降閉状態に保持する。このと
き係合片５６が突起５７，５８と係合してこれ以降は軸
５０ｂと共にスワール制御弁３２の弁体３２ｂも回転
し、更に略４５度回転した時点でその制御弁３２も閉じ
るようになっている。

【００３４】負圧作動装置３５は、アクチュエータ５１
が通路６０により大気圧側と負圧側に切換えるソレノイ
ド弁６１、チェック弁６２を介して吸気マニホールド９
ｄに接続され、ソレノイド弁６１の大気圧側がオリフィ
ス６３を有する通路６４により大気圧側を開閉するソレ
ノイド弁６５に接続される。アクチュエータ５１にはそ
の移動位置により制御弁３１，３２の開閉を検出するポ
テンショメータ６６が取付けられ、この信号が制御ユニ
ット４５に入力する。制御ユニット４５は、上述と同様
に低速低負荷、中速中負荷、高速高負荷の領域を判断
し、この領域と移動位置によりＯＮ、ＯＦＦ信号をソレ
ノイド弁６１，６５に出力して、切換えまたは開閉する
ようになっている。尚、上述の実施例と同一な部分は同
一の符号を付して説明を省略する。

【００３５】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず、低速低負荷領域では、制御ユニット４５によ
りソレノイド弁６１を負圧側に切換えると、アクチュエ
ータ５１が負圧の導入により軸５０ａを回転するように
作動する。そこで弁軸５０の一方の軸５０ａが略４５度
回転してタンブル制御弁３１が閉じ、その後更に略４５
度回転する際に係合手段５５の係合により他方の軸５０
ｂが回転してスワール制御弁３２も、図１３のように閉
じる。こうして２つの制御弁３１，３２が閉じて１つの
サイドポート２６のみが開いたスワールモードとなる。

【００３６】中速中負荷領域では、制御ユニット４５に
よりソレノイド弁６１を大気圧側に切換え、ソレノイド
弁６５を開く。するとアクチュエータ５１の負圧の一部
がオリフィス６３とソレノイド弁６５により徐々に抜け
て、リターンスプリング５２により軸５０ａ，５０ｂが
一緒に逆回転し、略４５度戻った時点で制御弁３１，３
２と係合手段５５が図１４（ａ）ないし（ｃ）のように
なる。このときポテンショメータ６６の信号によりソレ
ノイド弁６５を閉じることで、アクチュエータ５１の負
圧がホールドされ、タンブル制御弁３１は継続して閉
じ、スワール制御弁３２が開いたタンブルモードとな
る。

【００３７】高速高負荷領域では、ソレノイド弁６５を
再び開くことでアクチュエータ５１の負圧が更に抜け、
これ以降は係合手段５５が解放して軸５０ａのみが逆回
転し、略４５度戻った時点で制御弁３１，３２と係合手
段５５が図１５（ａ）ないし（ｃ）のようになる。こう
してタンブル制御弁３１も開いて、全開吸気モードとな
る。

【００３８】以上、本発明の実施例について説明した
が、独立２軸と共通１軸の制御弁装置のいずれの場合
も、１組の負圧作動装置により左右バンクの２つの気筒
の制御装置を同時に作動可能に構成することができるの
は勿論である。水平対向式エンジンについて説明した
が、これ以外の全ての２吸気弁式エンジンにも適応でき
る。制御弁装置の作動装置は、モータ等のアクチュエー
タを使用して電子的に開閉しても良い。

【００３９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の請求項
１に係るエンジンの吸気制御装置では、２吸気弁式の二
叉状の２つの吸気ポートにタンブル制御弁とスワール制
御弁を設けて、スワール流とタンブル流を生成するもの
において、エンジン暖機後の運転状態に応じて低速低負
荷領域ではスワール制御弁とタンブル制御弁を共に閉じ
てスワール流を生成するように作動するスワールモード
判定手段と、中速中負荷領域ではタンブル制御弁を閉
じ、スワール制御弁を開いてタンブル流を生成するよう
に作動するタンブルモード判定手段と、高速高負荷領域
ではスワール制御弁とタンブル制御弁を共に開いて全開
吸気するように作動する全開吸気モード判定手段とを備
える構成であるから、エンジン運転状態に応じて３つの
モードを適正に切換えることができる。

【００４０】低速低負荷領域では、スワール流の生成で
良好に成層燃焼して、運転の安定性が向上し、希薄燃焼
が可能で燃費、排気エミッションが向上する。中速中負
荷領域では、タンブル流の生成で良好に均一燃焼して、
走行性等が向上する。

【００４１】請求項２に係るエンジンの吸気制御装置で
は、制御弁装置が、スワール制御弁とタンブル制御弁を
独立２軸で開閉するように構成され、作動装置は、各制
御弁軸に各別にダイアフラム式アクチュエータを取付
け、それらアクチュエータをそれぞれ大気圧側と負圧側
に切換えるソレノイド弁を介して吸気系に接続して、エ
ンジン運転状態に応じて２つのソレノイド弁を切換える
ことで、スワール制御弁とタンブル制御弁を開閉するよ
うに構成されるので、２つの制御弁を独立して確実に開
閉することができる。負圧作動式であるから、駆動源が
不要である。

【００４２】請求項３に係るエンジンの吸気制御装置で
は、制御弁装置が、スワール制御弁とタンブル制御弁を
共通１軸で開閉するように構成され、作動装置は、共通
の弁軸の一端に単一のダイアフラム式アクチュエータを
取付け、その他端にリターンスプリングを付勢し、途中
の各制御弁の間にロストモーション式係合手段を設け、
アクチュエータを大気圧側と負圧側に切換えるソレノイ
ド弁を介して吸気系に接続し、更にソレノイド弁の大気
圧側をオリフィスを有する通路を介して大気圧側を開閉
する他のソレノイド弁に接続し、エンジン運転状態に応
じて２つのソレノイド弁を切換えまたは開閉すること
で、スワール制御弁とタンブル制御弁を開閉するように
構成されるので、制御弁装置と作動装置の構造が簡素化
して、コスト的に有利になる。

【００４３】請求項４に係るエンジンの吸気制御装置
は、常時開放の他方のサイドポートが、吸気の流れの強
い側に配置されるので、スワールモードにおいて強いス
ワール流を生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエンジンの吸気制御装置の構成を
示すクレーム対応図である。

【図２】水平対向式エンジンの概略を示す平面図であ
る。

【図３】水平対向式エンジンの場合の吸気制御装置の実
施例を示す縦断面図である。

【図４】同実施例の横断面図である。

【図５】同実施例の切欠き斜視図である。

【図６】負圧作動装置の構成を示す回路図である。

【図７】制御弁装置の構成を示す正面図である。

【図８】作動モードマップを示す図である。

【図９】モード切換え制御を示すフローチャートであ
る。

【図１０】タンブルモードの作動状態を示す断面図であ
る。

【図１１】吸気制御装置の他の実施例の構成を示す回路
図である。

【図１２】係合手段の構成を示す断面図である。

【図１３】制御弁装置の構成を示す断面図である。

【図１４】タンブルモードの作動状態を示す図である。

【図１５】全開吸気モードの作動状態を示す図である。

【符号の説明】

１０シリンダ１５吸気ポート２１３ポート装置２４センターポート２５，２６サイドポート２７インジェクタ３０制御弁装置３１タンブル制御弁３２スワール制御弁３５負圧作動装置（作動装置）Ｃ１スワールモード判定手段Ｃ２タンブルモード判定手段Ｃ３全開吸気モード判定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０ＣＢ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２吸気弁式の二叉状の２つの吸気ポート
を、センターポートとその両側の２つのサイドポートと
に区画形成するポート分割装置と、センターポートにイ
ンジェクタとタンブル流を生成するタンブル制御弁を、
一方のサイドポートにスワール流を生成するスワール制
御弁を設けた、制御弁装置と、エンジン運転状態に応じ
てタンブル制御弁とスワール制御弁をそれぞれ開閉する
作動装置とを備えたエンジンの吸気制御装置において、エンジン暖機後の運転状態により低速低負荷領域ではス
ワール制御弁とタンブル制御弁を共に閉じてスワール流
を生成するスワールモード判定手段と、中速中負荷領域
ではタンブル制御弁を閉じ、スワール制御弁を開いてタ
ンブル流を生成するタンブルモード判定手段と、高速高
負荷領域ではスワール制御弁とタンブル制御弁を共に開
いて全開吸気する全開吸気モード判定手段とを備えるこ
とを特徴とするエンジンの吸気制御装置。
【請求項２】制御弁装置は、スワール制御弁とタンブ
ル制御弁を独立２軸で開閉する構成とし、作動装置は、
各制御弁の弁軸に各別にダイアフラム式アクチュエータ
を取付け、それらアクチュエータをそれぞれ大気圧側と
負圧側に切換えるソレノイド弁を介して吸気系に接続し
て、エンジン運転状態に応じて２つのソレノイド弁を切
換えることで、スワール制御弁とタンブル制御弁を開閉
する構成としたことを特徴とする請求項１記載のエンジ
ンの吸気制御装置。
【請求項３】制御弁装置は、スワール制御弁とタンブ
ル制御弁の間にロストモーション式係合手段を設けた共
通１軸で開閉する構成とし、作動装置は、共通の弁軸の
一端に単一のダイアフラム式アクチュエータを取付け、
他端にリターンスプリングを付勢するとともに、アクチ
ュエータを大気圧側と負圧側に切換えるソレノイド弁を
介して吸気系に接続し、更にソレノイド弁の大気圧側を
オリフィスを有する通路を介して大気圧側を開閉する他
のソレノイド弁に接続し、エンジン運転状態に応じて２
つのソレノイド弁を切換えまたは開閉することで、スワ
ール制御弁とタンブル制御弁を開閉する構成としたこと
を特徴とする請求項１記載のエンジンの吸気制御装置。
【請求項４】常時開放の他方のサイドポートが、吸気
の流れの強い側に配置されることを特徴とする請求項１
記載のエンジンの吸気制御装置。