JPS58133422A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンの吸気行程時に吸気通路を介して気
筒内に吸入空気を供給する一方、エンジンの圧縮行程時
に上記気筒内の吸入空気の一部を上記吸気通路に還流さ
せて吸入空気の充填量を調整するようにしたエンジンに
おける吸気装置の改良に関するものである。

一般に、吸気通路にスロットル弁を備え、このスロット
ル弁の開閉によって吸気充填量を制御するようにしたエ
ンジンにおいては、特にスロットル弁が閉じ傾向にある
低負荷時においては吸気行程で高い吸気負圧が発生し、
この吸気負圧によりピストンの下降が負の仕事となって
いわゆるポンピングロスと呼ばれる損失があるために、
熱効率が低下して燃費性の同上を図る際の基本的な障害
となっている。

そこで、従来より、特開＃＠６．２−７．３り２７２号
公報または特開昭５６−６２７１ｊ号公報に示されるよ
つに、エンジンの＠気行程時には大きな吸気負圧を発生
することなく吸気通路を介して気筒内に吸入空気を供給
する一方、吸気弁より遅く閉しる還流弁により開閉され
る吸気還流通路を設けるか、または吸気弁の閉弁時期を
遅らせて、エンジンの圧縮行程時に上記気筒内に供給さ
れた吸入空気の一部を上記吸気通路に還流させて吸入空
気の充填量を調整してポンピングロスを低減するように
したエンジンが提案されている。

しかるに、上記提案エンジンにおいては、気筒内の吸入
空気が吸気通路に還流するときに、還流弁もしくは吸気
弁での絞り効果により、エンジン高回転時には、弁開度
が同じでも低回転時に比べて還流量が低減して充填量が
増大するため、実際のエンジン回転数がスロットル操作
量に対応した回転数すなわちエンジン出力より増大する
ことになる。よって、スロットル操作量に対して急激に
エンジン回転数が増大してオーバーラン状態となり運転
性に悪影響を与える不具合を有する。

つまり、吸気通路にスロットル弁を有する一般のエンジ
ンにおいては、このスロットル弁における絞り効果によ
り、スロットル弁が同一開度であっても、エンジン回転
数が増大したときには／回転当りの充填量が低下してエ
ンジン回転数は所定の回転数に安定するものであるが、
上記の如く還流社制御により充填量を調整するものでは
、逆に高回転時に／回転当りの充填量すなわち時間当り
の充填量が増大するので、エンジン回転数はさらに上昇
してオーバーラン状態となるものである。

本発明はかかる点に鑑み、前記吸入空気の還流量を、ア
クセル操作量の増大に伴って減少させる一方、エンジン
同転数の上昇に伴って増大させる還流量制御装置を設け
たエンジンの吸気装置を提供し、エンジン回転数の上昇
を抑制してオーバーラン状態の発生を阻止せんとするも
のである。

以下、本発明の実施例を図面に沿って説明する。

〈実施例／〉 第１図に示スエンジンにおいて、１はピストン２を備え
た気筒、３は該気筒１の燃焼室４に開口した吸気ポート
５に連通ずる吸気通路、６は吸気ポート５をタイミング
カム７により所定のタイミング（第２図参照）で開閉す
る吸気弁、８は運転状態に応じて上記吸気弁６の閉弁時
期を制御する還流量制御装置であって、上記吸気通路３
は吸気行程時に気筒１内に吸入空気を供給する一方、圧
縮行程時に気筒１内の吸入空気の一部を該吸気面ｗ！Ｉ
３に還流させて吸入空気の充填量を調整するものである
。

また、上記還流量制御装置８は、アクセルセンサー９に
より検出したアクセル操作量信号および回転センサー１
０により検出したエンジン回転数信号を受けて運転状態
に応じた吸気弁６の閉弁時期を演算する制御回路１１の
出力信号により、三次元カムよりなる上記タイミングカ
ム７を操作して吸気弁６を所定のタイミングで開閉し、
吸気還流量を制御するものであり、アクセル操作量の増
大に伴って還流量を減少する一方、エンジン回転数の上
昇に伴って１１流量を増大するように制御する。

すなわち、第２図に示すように、アクセル操作量の最大
時およびエンジン低回転時には、吸気弁６を曲線Ａの如
く早期に閉じて還流量を低減し充填量を増大する一方、
アクセル操作量の最小時およびエンジン高回転時には、
吸気弁６を曲線Ｂの如く遅く閉じて還流量を増大し充填
量を減少するものである。

一方、第１図において、１２は吸気通路６に燃料を噴射
する燃料噴射ノズル、１３は燃料噴射量を制御する噴射
制御回路であって、該噴射制御回路１３はエアフローセ
ンサー１４により検出した吸気量信′号および回転セン
サー１０により検出したエンジン回転数信号を受けて燃
料噴射量を演算し、燃料噴射ノズル１２から所定量の燃
料を噴射するよう設けられている。尚、吸気面ＷＪ５の
途中（燃料噴射ノズル１２の上流）には、気筒１から還
流した吸入空気がエアフローセンサー１４に逆流しない
ようにチャンバー３ａが膨出形成されている。

また、１５は燃焼室４に開口した排気ポート１６を介し
て排気ガスを排出する排気通路、１７は排気ポート１６
をタイミングカム１８により所定のタイミング（第２図
参照）で開閉する排気弁である。

次に、第３図には前記還流量制御装置８の具俸例を示し
、吸気弁６を開閉するタイミングカム７が設けられたカ
ムシャフト１９は支持部材２０に摺動自在に支持゛され
、該カムシャフト１９はスプリング２１にて一方に付勢
され、ソレノイド２２の作動によって軸方向に所定量移
動するように設けられている。また、上記タイミングカ
ム７は軸方向にカム形状が変化し、軸方向に移動するこ
とにより吸気弁６の閉弁時期を可変とした三次元カムに
形成されている。的、２３はカムシャフト１９を回転駆
動するタイミングベルトである。

上記カムシャフト１９を摺動操作するソレノイド２２は
前記制御回路１１の制御信号によって駆動される。制御
回路１１において、２４はアクセルセンサー９からのア
クセル操作量信号を受けて基本閉弁時期を演算する演算
回路で、該演算回路２４の出力信号は補正回路２５、駆
動回路２６を介してソレノイド２２に出力される。また
、２７はアクセルセンサー９からのアクセル操作量信号
を受けてエンジンの標準回転数を演算する回転数決定回
路、２８は該回転数決定回路２７がらの標準回転数信号
と回転センサー１ｏからのエンジン回転数信号とを比較
し両者の差に応じた信号を出力する差動増幅器で、該差
動増幅器２８の出力信号は上記補正回路２５に入力され
、補正回路２５では演算回路２４からの基本閉弁時期信
号（アクセル操作量の増大に応じて閉弁時期を早くして
還流量を減少する）を、差動増幅器２８からの信号で補
正（エンジン回転数が標準回転数より大きいオーバーラ
ン時に閉弁時期を遅らせて還流量を増大する）して閉弁
時期を決定し、駆動回路２６でこれに応じた制御信号を
ソレノイド２２に出力するものである。

よって、上記実施例によれば、還流量を調整する吸気弁
６の閉弁時期は、基本的にはアクセル操作量に対応し、
アクセル操作量（負荷）が増大するのに伴って早くなる
とともに、同一アクセル操作量でもエンジン回転数が上
昇するのに伴って閉弁時期が遅くなって還流量を増大し
、／回転当りの充填量を減少して単位時間当りの充填量
が一定となるように制御し、エンジン回転数の安定化に
よりオーバーラン状態の発生を阻止する。

〈実施例！〉 本例やエンジンを示す第７図において、３０は気筒１の
燃焼室４に開口した吸気ポート３１に連通し気化器３２
（スロットル弁を有しない）を経た吸入空気（混合気）
を供給する吸気通路、３６は吸゛気ポート６１をタイミ
ングカム６４により所定（固定）のタイミングで開閉す
る吸気弁、６５は燃焼室４に開口した還流ポート３６を
介して気筒１内の吸入空気の一部を吸気通路６０のチャ
ンバー３０ａに還流する吸気還流通路、３７は還流ポー
ト６６をタイミングカム３８により所定のタイミングで
開閉する還流弁、３９は吸気還流通路６５を開閉して還
流量を調整する開閉弁、４０は運転状態に応じて上記開
閉弁３９の開度を制御するＭＫ量制御装置である。

前記吸気弁３３と還流弁３７との開閉時期の関係は第５
図に例示するように、還流弁３７は吸気行程から圧縮行
程にかけて開き、吸気弁６５よりも遅い時期に閉じるも
のである。よって、吸気行程時には吸気通ｆ＠３０およ
び補助的に吸気還流量Ｗ１３５から気筒１内に吸入空気
を供給する一方、圧縮行程時には気筒１内の吸入空気の
一部を吸気還流通路６５を介して吸気通路３０に還流し
て吸入空気の充填量を調整するものである。

また、上記還流量制御装置４０は、アクセルセンサー９
・からのアクセル操作量信号および回転セフ４１Ｊ’−
１０からのエンジン回転数信号を受けて運転状態に応じ
た還流量（開閉弁３９の開度）を演算する制御回路４１
の出力信号により、モータ４２を作動して開閉弁３９の
開度を調整し、吸気還流量を制御するものであり、アク
セル操作量の増大に伴って開閉弁３９の開度を小さくし
還流量を減少する一方、エンジン回転数の上昇に伴って
開閉弁６９の開度を大きくし還流量を増大するように制
御する。

その他は前例と同様に設けられ、同一構造には同一符号
を付している。

次に、第３図には前記還流量制御装置４０の具体例を示
し、前記開閉弁３９の開度を調整するモータ４２（ステ
ップモータ）の作動を制御する制御回路４１において、
４６はアクセルセンサー９からのアクセル操作量信号を
受けて開閉弁３９の基本開度を演算する演算回路で、該
演算回路４６の出力信号は補正回路４４、駆動回路４５
を介してモータ４２に出力される。また、アクセルセン
サー９からのアクセル操作量信号を受けてエンジンの標
準回転数を演算する回転数決定回路２７、該回転数決定
回ｗ！Ｉ２７からの標準回転数信号と回転センサー１０
からのエンジン回転数信号とを比較し両者の差に応じた
信号を出力する差動増幅器２８は前例と同様に設けられ
、該差動増幅器２８の出力信号は上記補正回路４４に入
力され、補正回路４４では演算回路４３からの基本開度
信号（アクセル操作量の増大に応じて開度を小さくして
還流量を減少する）を、差動増幅器２８からの信号で補
正（エンジン回転数が標準回転数より大きいオーバーラ
ン時に開度を大きくして還流量を増大する）して開閉弁
３９の開度を決定し、駆動回路４５でこれに応じた制御
信号をモータ４２に出力するものである。

よって、上記実施例によれば、還流量を調整する開閉弁
３９の開度は、基本的にはアクセル操作量に対応し、ア
クセル操作量（負荷）が増大するのに件って減少すると
ともに、同一アクセル操作を大きくルで還流量を増大し
、／回転当りの充填量が一定となるように制御し、エン
ジン回転数の安定化によりオーバーラン状態の発生を阻
止する。

伺、本発明は上記実施例／および２の構成に限定される
ものではなく種々の変形例を包含している。すなわち、
オーバーラン時の還流量の補正については、アクセル操
作量に対応するエンジン回転数と実際のエンジン回転数
とを比較してその斧に応じて行うほか、アクセル操作量
が一定のときのエンジン回転数の上昇率に対応して行う
ようにしてもよく、また差動増幅器２８の利用に代えて
マツプ制御を利用してもよい。燃料供給方式については
、前例に後例の気化器方式を、また後例に前例の噴射方
式を採用してもよく、還流量の調整を行う機構について
も、前例のｒ！ＪＪ、気弁６の閉弁時期可変機構および
後例の開閉弁３９の開度調整機構は、会知の各種機構が
適宜採用でき、特に、後例においては、還流弁３７の開
閉時期もしくはリフト量を可変にして還流量を制御する
ように構成すれば開閉弁３９は不要となる。

さらに１両実施例における吸気通路３，３０の途中に減
速時に閉じる減速シャッターを設け、減速時に吸気負圧
を発生させてエンジンブレーキを作用させるようにして
もよい。また、本発明の技術はロータリピストンエンジ
ンにも応用することができる。

以上説明したように、本発明吸気装置によれば、エンジ
ン回転数の上昇に伴って吸入空気の還流量を増大して充
填量を低減し、出力を抑制することによりエンジン回転
数の上昇を阻止してオーバーラン状態の発生を防止する
ことができるために、運転性を損うことなくポンピング
ロス低減機能が十分に発揮でき、燃費性の改善を図るこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第７図ないし＄３図は本発明の実施例／を示し、第１図
は概略構成図、第２図は弁開閉時期を示す曲線図、第３
図は還流量制御装置の具体例を示す説明図、第７図ない
し第３図は本発明の実施例２を示ｉ１、第７図は概略構
成図、第５図は弁開閉時期を示す゛曲線図、第を図は還
流量制御装置の具体例を示す説明図である。 １・・・・−気筒、３．３０・・・・・・吸気通路、６
，６３・・・・・・吸気弁、７，６４・・・・・・タイ
ミングカム、８゜４０・・・・・・還流量制御装置、９
・・・・・・アクセルセンサー、１０・・・・・・回転
センサー、１１．４１・・・　制御回路、２２・・・・
・・ソレノイド、２４．４３・・・・・・演算回路、２
５．４４・・・・・補正回路、２６．４５・・・・・・
駆動回路、２７・・・・・回転数決定回路、２８・・・
・・差動増幅器、３５・・・・・・吸気還流通路、３７
・・・　還流弁、３９・・・・・・開閉弁 クランク日転角

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　エンジンの吸気行程時に吸気通路を介して気
   筒内に吸入空気を供給する一方、エンジンの圧縮行程時
   に上記気筒内の吸入空気の一部を上記吸気通路に還流さ
   せて吸入空気の充填量を調整するようにしたエンジンの
   吸気装置において、上記吸入空気の還流量を、アクセル
   操作量の増大に件って減少させる一方、エンジン回転数
   の上昇に伴って増大させる還流量制御装置を設けたこと
   を特徴とするエンジンの吸気装置。