JPH089970B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、吸気の動的効果による過給、すなわち吸気
通路内を伝わる圧力波によって吸気の過給を行うように
したエンジンの吸気装置に関するものである。

（従来の技術） 従来から、自動車用等のエンジンにおいて、ピストン
の吸入作用等によって吸気通路内に発生する圧力波を利
用し、この圧力波によりエンジンの特定回転域において
吸気の過給を行うことで、出力を向上させるようにした
種々の吸気装置が知られている。

例えば実開昭59−148425号公報に示されたエンジンの
吸気装置では、気筒を吸気順序が隣り合わせにならない
二つの気筒群に分け、各気筒群の吸気通路を、気筒群ご
との吸気通路合流部上流で所定の長さに形成した後共通
の吸気通路に合流させている。

この吸気装置は、気筒群ごとの吸気通路に発生する互
いに位相が半波長ずれた圧力波の振動数が気筒群ごとの
吸気通路及びその上流側の合流部までの吸気通路によっ
て定まる吸気系の固有振動数と一致した場合に生ずる吸
気の共鳴現象により、エンジンの出力を向上させるもの
である。

ここでは、二つの気筒群の吸気通路の合流部は、各気
筒群ごとの吸気通路から上流に向かって伝わる負圧の圧
力波をもう一方の気筒群からの正圧の圧力波により反転
して正圧の圧力波にして下流へ伝える圧力反転部として
機能している。

（発明が解決しようとする課題） この従来技術では、圧力反転部の下流の圧力波伝播通
路中に絞り弁が設けられており、この絞り弁開度が十分
でない時には吸気通路内を伝わる圧力波を減衰させるた
め、圧力波による過給の効果が十分に発揮されないとい
う問題がある。

すなわち、エンジンの低回転時には、絞り弁を全開に
しなくても全開時と同量の空気量、すなわちそのときの
回転速度に対してエンジンに最大限吸入可能な最大吸気
量が供給されるので、運転者はアクセルをいっぱいに踏
み込むことをせず、上記最大吸気量をエンジンに供給す
るに十分な絞り弁開度に対応するアクセル位置までしか
踏み込まない場合があることに依る。

この問題は、圧力波伝播に利用する吸気通路以外の部
分に絞り弁を設けること、例えば上記の吸気系の場合に
は特開昭60−26120に示されるように圧力反転部の上流
の吸気通路に絞り弁を設けることで、解決する。

しかし、エンジンの低回転時にも上記のような吸気の
動的効果による過給を行うエンジンについては、その圧
力波伝播通路を長くする必要がある。

そのため、絞り弁を圧力波伝播通路以外のより上流の
吸気通路に設けると、絞り弁下流の吸気通路の容積が大
きくなり、加減速の応答性が悪くなるという問題が発生
する。

本発明は、以上のことに鑑みてなされたもので、加減
速の応答性の良さを損うことなく、少なくとも低回転時
に吸気の動的効果を十分に発揮するエンジンの吸気装置
を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の解決手段は、吸
気通路内に伝わる圧力波によって吸気の過給を行うよう
にしたエンジンの吸気装置として、吸気通路の上記圧力
波伝播通路中に設けられ、エンジンに供給する吸気量を
調整するための絞り弁と、該絞り弁の開度をアクセル位
置に対応して所定の特性で変更するアクセル連係装置
と、エンジン回転速度によって決まるそのときのエンジ
ンに最大限吸入可能な最大吸気量を得るための設定絞り
弁開度よりも上記アクセル連係装置で定まるそのときの
アクセル位置に対応する絞り弁開度の方が大きいときに
は上記絞り弁を強制的に開作動させる開度補正装置とを
備えたものとする。

（作用） 上記のように構成すると、圧力波伝播通路中に絞り弁
を設けることにより、絞り弁の下流の吸気通路容積を小
さくすることが可能となり、加減速の応答性を改善でき
る。

また、開度補正装置によって、アクセル連係装置で定
まるそのときのアクセル位置に対応する絞り弁開度がそ
のときのエンジン回転速度で決まる最大吸気量を得るた
めの設定絞り弁開度よりも大きいときには、上記絞り弁
開度を大きくすることにより、絞り弁による圧力波の減
衰を小さくし、吸気の動的効果を低速時においても十分
に発揮させることが可能となる。

更に、上記開度補正装置は、絞り弁開度がそのときの
エンジンの回転速度での最大吸気量を得る設定絞り弁開
度よりも大きいときにその開度を大きくするものである
ため、運転者の意志に反した吸気量の増加が起こらない
という利点をもつ。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明す
る。

第１図はこの発明を６気筒エンジンで実施した例を示
している。

気筒群1a〜1fは、1a−1d−1b−1f−1c−1eの順序で吸
気及び着火をさせるようになっており、吸気順序が隣り
合わせにならない二つの気筒群1a〜1c,1d〜1fに分けら
れて吸気通路が構成されている。

各気筒群の吸気通路は、個々のサージタンク2a,2b
と、それから下流に分岐した各気筒ごとの独立吸気通路
３と、サージタンク2a,2b上流の共鳴通路4a,4bとで構成
されている。

各共鳴通路4a,4bは、エアクリーナー５を備えた共通
通路６の下流端6aで合流しており、エンジンの比較的低
回転時に吸気の動的効果による過給を行なうよう、十分
長くしてある。

共鳴通路4a,4bの途中には、両共鳴通路4aと4bを連通
する連通路７が設けられており、連通路７内には共鳴切
り替え弁８が設けられている。

エンジンの低回転時には共鳴切り替え弁８を閉じて、
共通通路下流端6aを圧力反転部として機能させ、ピスト
ンの吸気作用によって発生しサージタンク2a,2bに蓄え
られた正圧と負圧との圧力波がそこで反転してサージタ
ンクへ伝わるようにしている。

中回転時には共鳴切り替え弁８を開き、連通路７を圧
力反転部として機能させ、低回転時と同様に吸気の動的
効果を利用して過給を行う。高回転時にも各気筒ごとの
独立吸気通路３を圧力波伝播通路として、サージタンク
2a,2bを圧力反転部として作用させるよう、各吸気通路
の長さが調整されている。

絞り弁9a,9bはそれぞれ、共鳴通路4a,4b内の連通路７
の下流に設けられており、絞り弁9a,9bの開度によって
エンジンの吸気量を制御し、エンジンの出力の制御を行
っている。絞り弁下流の吸気通路の容積を更に小さくし
て加減速の応答性をより良くするために、各気筒ごとの
吸気通路に絞り弁を設けても良い。

絞り弁9a,9bはモータ10を介してコントロールユニッ
ト11によって開度が調整される。

コントロールユニット11はアクセルセンサ12とエンジ
ン回転速度センサ13とからアクセルペダルの位置とエン
ジン回転速度との信号を受け取り、その信号によって適
切な絞り弁開度を決定し、モータ10を作動させる。

第２図は、このコントロールユニット11で行われてい
るプロセスのフローチャートである。

ここではエンジンの回転速度からそれによって定まる
そのときのエンジンに最大限吸入可能な最大吸気量を得
るための設定絞り弁開度に対応するアクセル位置θＡを
求め、現実のアクセル位置θと上記θＡとを比較して、
θの方が小のときは絞り弁6a,6bを上記アクセル位置θ
に対応する開度にし、そうでないとき（θ≧θＡ）は絞
り弁9a,9bを全開にするよう、モータ10を動かす。これ
により、開度補正装置を構成している。

すなわち、絞り弁9a,9bは、通常、第３図（ａ）に示
されるようにアクセル位置θに対応して所定の特性で変
化する開度になるよう制御される。しかし、アクセル位
置θが、エンジンの回転速度Ｎによって定まるそのとき
のエンジンに最大限吸入可能な最大吸気量を得る設定絞
り弁開度に対応するアクセル位置θＡ（第３図（ｂ））
よりも大きいとき、絞り弁9a,9bは全開にされる。

しかし、これとは、別の方法によっても、上記アクセ
ル位置θに対応する開度以上に絞り弁を開くべき時期を
検知することができる。

第４図は、絞り弁を動かす方法及び上記アクセル位置
θに対応する開度以上に絞り弁を開く時期の検出方法
を、第１図のモータ10及びコントロールユニット11とは
異なる方法を用いて実施した例の部分図である。

アクセルを踏むとワイヤ14がばね15の力に逆らって引
っ張られ、レバー16が動いてレバー16に接している絞り
弁レバー17がばね18の力に逆らって動き、絞り弁9a,9b
が開くようになっている。

ここでアクセル位置θに対応する絞り弁開度がそのと
きのエンジン回転速度で決まるエンジンに最大限吸入可
能な最大吸気量を得るための設定絞り弁開度以上であれ
ば、絞り弁9aの下流の圧力が高くなるので、この圧力が
予め設定された圧力より高い時に以下の開度補正装置が
作動する。

まず、ダイヤフラム装置19の働きで三方弁20が負圧タ
ンク21とダイヤフラム装置22とを連通する。

負圧タンク21には逆止弁23によって低負荷運転時の絞
り弁9a下流の大きな負圧が蓄えられているので、この負
圧を利用してダイヤフラム装置22により、絞り弁9a,9b
がレバー16によって開かれる開度以上に大きく開かれる
ように絞り弁レバー17が動く。

アクセルを戻すとばね15の力でレバー16に一体で形成
されている戻しレバー24が絞り弁レバー17を戻し、絞り
弁9a,9bの開度を小さくして絞り弁9a下流の圧力を下
げ、三方弁20を元に戻すことによってダイヤフラム装置
22の負圧が三方弁20とその大気開放口に設けた絞り部25
を介して徐々に大気に開放され、ばね18の力で絞り弁レ
バー17が戻ってレバー16に接触する。

この例は、先に述べた電気制御による例に比べて、絞
り弁を大きく開くべき時期を検知する機構は簡単である
が、絞り弁の微妙なコントロールに関しては先に述べた
例の方が優れている。

以上は第１図に示す６気筒エンジンへの応用例を中心
に説明したが、本発明は６気筒以外のエンジンについて
も有効である。

第５図は本発明を４気筒エンジンで実施した例であ
り、気筒群101a〜101dは、吸気通路が、一つのサージタ
ンク102と、それから分岐した各気筒ごとの独立吸気通
路103と、サージタンク102上流の共鳴通路104とで構成
されていて、エアクリーナー105の下流には圧力反転部
の機能を持つ容器106が設けられている。

共鳴通路104は、サージタンク102と容器106との間を
圧力波が伝わり、比較的低回転時に吸気の動的効果が発
揮されるような長さに設定されている。

絞り弁109は、低回転時に吸気の動的効果を発揮させ
るための圧力波伝播通路として利用する、サージタンク
102と容器106との間の共鳴通路104内に設けられてお
り、エンジンの吸気量を制御している。

以上の実施例は、いずれも圧力反転部が設けられてい
るが、本発明は、圧力反転部を有するエンジンに限られ
るものではない。

また、吸気の動的効果は、吸気通路の長さ等によって
定まる特定の回転速度付近以外では吸気の動的効果によ
る過給の効果が発揮されないので、その特定回転速度付
近以外では絞り弁の開度補正装置を作動させないように
しても良い。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、圧力波伝播
通路中に絞り弁を設けることによりその下流の吸気通路
容積を小さくすることが可能となり、加減速の応答性を
改善できる。

また、開度補正装置によって絞り弁開度を大きくする
ことにより絞り弁による圧力波の減衰を小さくし、吸気
の動的効果を十分に発揮させることが可能となる。

更に、上記開度補正装置は、絞り弁開度がそのときの
エンジンの回転速度での最大吸気量を得る開度以上にな
ったときに開度を大きくするものであるため、運転者の
意志に反した吸気量の増加が起こらないという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の全体図、第２図は上記
実施例の主要部の作動を示す流れ図、第３図（ａ）はア
クセル位置と絞り弁開度の関係を示すグラフ、第３図
（ｂ）は設定アクセル位置θＡと回転速度Ｎとの関係を
表すグラフ、第４図は第２実施例の主要部分の拡大図、
第５図は第３実施例の全体図である。 2a,2b……サージタンク、３……独立吸気通路、4a,4b…
…共鳴通路、9a,9b……絞り弁、10……モータ、11……
コントロールユニット、12……アクセルセンサ、13……
回転速度センサ、16……レバー、17……絞り弁レバー、
22……ダイヤフラム装置、102……サージタンク、103…
…独立吸気通路、104……共鳴通路、109……絞り弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気通路内に伝わる圧力波によって吸気の
   過給を行うようにしたエンジンの吸気装置であって、 吸気通路の上記圧力波伝播通路中に設けられ、エンジン
   に供給する吸気量を調整するための絞り弁と、 該絞り弁の開度をアクセル位置に対応して所定の特性で
   変更するアクセル連係装置と、 エンジン回転速度によって決まるそのときのエンジンに
   最大限吸入可能な最大吸気量を得るための設定絞り弁開
   度よりも上記アクセル連係装置で定まるそのときのアク
   セル位置に対応する絞り弁開度の方が大きいときには上
   記絞り弁を強制的に開作動させる開度補正装置と を備えたことを特徴とするエンジンの吸気装置。