JPS5928021A - 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装置に関し、特に部分過給方式
の吸気装置の改良に関するものである。

従来、吸気過給によジエンジンの出力性能の向上を図り
、とくに、小容量の過給機で効率よく吸気過給を行い得
る装置として、特開昭５６−８５５２２号公報に示され
るようないわゆる部分過給方式の吸気装置が知られてい
る。この装置は、自然吸気用の第１吸気通路（主吸気通
路）と、過給機を備えた第２吸気通路（過給通路）と、
過給機下流の第２吸気通路に設けた開閉弁（タイミング
バルブ）とを有し、該開閉弁はエンジンの出力軸に機械
的に同期して所定のタイミングで開閉するようにし、こ
れらにより、主として高負荷運転時に、第１吸気通路か
らの自然吸気に加えて第２吸気通路から過給機を燃焼室
に供給するようにしたものである。

ところで、エンジンのアイドル運転状態では、エンジン
温度や外部負荷等によってエンジンの回転数が変動する
と正常な運転状態が保たれなくなるので、アイドル回転
数を適正値に維持するだめの調節手段が必要である。こ
のような手段として、一般の吸気装置においては、吸気
通路にスロットル弁をバイパスする通路を付設し、この
バイパス通路にコントロール弁を設けたものが知られて
いる。しかし、前述の部分過給方式の吸気装置にこのよ
うな手段を付加する場合、第１吸気通路ならびに第２吸
気通路に加えてさらに上記バイパス通路およびコントロ
ール弁を設けるのでは、吸気系の配管等が非常に複雑に
なるという欠点があった本発明はこれらの事情に鑑み、
部分過給方式の吸気装置における過給用の第２吸気通路
および該通路中の開閉弁をアイドル回転数の調節手段に
兼用し、簡単な構造により、アイドル回転数を適正値に
維持することのできる吸気装置を提供せんとするもので
ある。

以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。

第１図において、１はエンジンの気筒、２は気筒１内に
形成された燃焼室、６は吸気通路であって、該吸気通路
６は、自然吸気用の第１吸気通路４と、過給用の第２吸
気通路５とを備えている。

吸気通路６の上流端側はエアクリーナ６に接続され、吸
気通路６の途中には吸気量検出用のエアフロメータ７が
設けられ、このエアフロメータ７より下流において上記
第１吸気通路４と第２吸気通路５とが互いに分岐してい
る。第１吸気通路４中には、アクセルペダル（図示せず
）に連動するスロットル弁８が設けられるとともに、こ
れより下流に燃料噴射ノズル９が配置されている。一方
、第２吸気通路５中には、ベーンポンプ等の過給機１０
が装備されるとともに、該過給機１０より下流に開閉弁
１１が設けられている。該開閉弁１１は吸気量を可変に
する弁で構成され、たとえば開弁時間および開度を電気
的に制御し得る比例ソレノイド弁を用いて構成される。

エンジンの燃焼室２には、第１吸気通路４に連通ずる第
１吸気ポート１２と、第２吸気通路５に連通ずる第２吸
気ポート１６と、排気通路１４に連通ずる排気ボート１
５とが開口し、該各ポート１２．１３．１５に、第１吸
気弁１６、第２吸気弁１７および排気弁１８がそれぞれ
装備されている。上記第１吸気弁１６はほぼ吸入行程期
間中開弁し、第２吸気弁１７は吸入行程の終期ないし圧
縮行程の初期に開いて圧縮行程の途中に閉じ、排気弁１
８は排気行程で開弁するようにしている。

２１はエンジンの出力軸の回転角を検出する出力軸回転
角センサ、２２はエンジン負荷に相当するスロットル弁
開度を検出するスロットル弁開度センサ、２６はクーラ
ーのスイッチ等の外部負荷スイッチである。上記センサ
２１，２２および前記エアフロメータ７による各検出信
号と、外部負荷スイッチ２６が入ったときの信号とは、
制御回路２５に入力される。

この制御回路２５は、第２図に示すように、回転数検出
回路２６と、アイドル検出回路２７と、燃料噴射量制御
部２８と、前記開閉弁１１の作動を制御する制御装置と
しての開閉弁制御部２９とを含んでいる。上記回転数検
出回路２６は、出力軸回転角センサ２１との結合によっ
て回転数検出器を構成するもので、該センサ２１からの
信号を受け、この信号に基づいて回転数を検出するよう
にしている。また、上記アイドル検出回路２７は、上記
出力軸回転角センサ２１、回転数検出回路２６およヒ前
記スロットル弁開度センザ２２との結合によってアイド
ル検出器を構成するもので、回転数検出回路２６からの
回転数検出信号とスロットル弁開度センサ２２からの検
出信号とを受け、これらの信号に基づいてアイドル運転
状態を検出するようにしている。

燃料噴射量制御部２Ｂは、燃料噴射パルスのパルス幅発
生回路６０と駆動回路３１とで構成されている。パルス
幅発生回路５０は前記エアフロメータ７および回転数検
出回路２６からの各検出信号を受けて、吸気量およびエ
ンジン回転数に応じたパルス幅の燃料噴射パルスを発生
し、駆動回路６１は燃料噴射パルス信号を受けて、その
パルス発生時間だけ燃料噴射ノズル９を作動するように
している。

また、開閉弁制御部２９は、アイドリング運転時以外の
運転時に運転状態に応じて開閉弁１１の開弁時間を制御
するためのパルス幅発生回路５２を有するとともに、ア
イドリンク運転時にアイドル回転数の調節を目的として
アイドリンク運転時には開閉弁１１を常開としその開度
（ストローク）を制御する手段を備えている。上記パル
ス幅発生回路３２は、回転数検出回路２６、出力軸回転
角センサ２１およびスロットル弁開度センサ２２がらの
信号を受け、エンジン回転数およびエンジン負荷に応じ
た幅のパルス信号を所定のタイミングで発生するように
している。また、アイドリンク運転時の制御手段は、ア
イドリンク運転時の実回転数が目標回転数より大きいと
きには吸気量を少なくする方向に、また実回転数が目標
回転数より小さいときには吸気量を多くする方向に開閉
弁１１を制御するもので、当実施例では、開閉弁１１の
開度（ストローク）を電圧にょシ制御するようにしてお
り、さらに外部負荷が加わったとき補正的に開閉弁１１
の開度を制御するようにしている。すなわち、この制御
手段においては、アイドリンク運転時の目標回転数に相
当する設定電圧を発生する設定電圧発生回路６６と、こ
の設定電圧と回転数検出信号とを比較する比較回路６４
と、その出力側に接続した積分回路６５と、増幅回路５
６とにより、目標回転数を基準にエンジンの実回転数が
大きくなると開閉弁１１を閉じ方向に、また実回数が小
さくなると開閉弁１１を開く方向に、開閉弁１１の開度
を制御する制御信号が得られるようにしている。さらに
、アイドル検出信号と外部負荷スィッチ２６０投入信号
とを受ける切替回路３７と、上記積分回路６５と増幅回
路３６との間に接続されて切替回路６７がらの信号によ
って働く加算回路３８とにより、アイドリンク時で且つ
外部負荷が加わったとき、開閉弁１１を開く方向に上記
制御信号が適宜量だけ補正されるようにしている。前記
パルス幅発生回路３２がらのパルス信号と増幅回路５６
がらの制御信号とは切替回路６９に入力され、該切替回
路６９は、アイドル検出回路２７からの信号に応じ、ア
イドリンク運転時以外は上記パルス信号を、まだアイド
リンク運転時には上記制御信号を開閉弁駆動回路４０に
送るようにしている。

この吸気装置の作用を次に説明する。

エンジンのアイドリンク運転時には、前記アイドル検出
回路２７によってこの運転状態が検出され、前記比較回
路６４から積分回路３５、加算回路５８、増幅回路５６
を介して得られる制御信号が、切替回路５９を通って駆
動回路４０に入力され、開閉弁１１の開度が制御される
。そして、アイドリンク運転時の実回転数が温度変化等
の変動要因によって変動した場合に、例えば実回転数が
予め設定された目標回転数より大きくなると、開閉弁１
１の開度が小さくなる方向に制御されることにより、前
記第２吸気通路５からの吸気量が減少し、エンジンの回
転数が引下げられる。また、実回転数が目標回転数より
小さくなると、開閉弁１１の開度が大きくなる方向に制
御されることによシ、第２吸気通路５からの吸気量が増
加してエンジンの回転数が引上げられる。さらに、アイ
ドリンク運転時に外部負荷が加わっているときには、切
替回路６７から加算回路６８に信号が入力され開閉弁１
１の開度が開く方向に補正的に制御され、第２吸気通路
５からの吸気量が適度に増加される。

このようにして、過給機１Ｄを備えた第２吸気通路５お
よび該通路５中の開閉弁１１が、アイドル回転数調節の
ためのスロットル弁８を迂回するバイパス通路およびコ
ントロール弁の役目をなし、アイドル回転数が適正値に
維持されることとなる。

また、アイドリンク運転時には開閉弁１１はストローク
量を変化させてその開度を制御するので、つまシ開閉弁
１１は間欠的に開閉作動しないので、開閉弁１１の開閉
による騒音が発生したり、吸気脈動が生じ運転状態が不
安定になったりすることがない。

アイドリンク運転時以外には、前記パルス幅発生回路６
２からのパルス信号により駆動回路４゜を介して開閉弁
１１が間欠的に開閉制御され、過給機１ｏを備えた第２
吸気通路５が本来的な出力向上を目的とした吸気過給に
利用される。この場合、上記パルス信号により、エンジ
ン出力軸の回転角に応じた所定のタイミングで開閉弁１
１が開閉され、かつ、その開閉時間がエンジン負荷およ
び回転数に応じて制御され、これによって過給気量が調
節される。この出力向上のための吸気過給は、必ずしも
アイドリンク運転時以外の全運転域で行う必要はなく、
例えば低負荷運転域ではパルス信号を発生させないよう
にし、高質運転域でのみ吸気過給を行うようにすること
もできる。

第６図は本発明における制御回路２５の別の実施例を示
す。この実施例では、アイドリンク時の開閉弁１１の作
動を制御する手段が、開閉弁１１の開弁時間を制御する
構成となっている。すなわち、開閉弁制御部２９におけ
るパルス幅発生回路３２’ｌｄ、フィトリング運転時以
外にエンジンの回転数および負荷に応じたパルス信号を
所定のタイミングで発生するとともに、アイドル検出回
路２７からの信号を受けて、アイドリンク運転時にアイ
ドル回転数調節用の基準パルス信号を所定のタイミング
で発生するようにしている。そして、このパルス幅発生
回路３２′と駆動回路４ｏとの間に、アイドル回転数の
変動に応じて上記基準パルス信号のパルス幅を補正する
第１のパルス幅補正回路４１と、外部負荷が加わったと
きにさらにパルス幅を補正する第２のパルス幅補正回路
４２とが接続されている。エンジンの実回転数検出信号
と目標のアイドル回転数に相当する設定電圧とを比較す
る比較回路６４から積分回路６５を経て出力される信号
は、アイドル検出信号に応じて働くゲート回路４６を介
して、アイドリンク運転時にのみ第１のパルス幅補正回
路４１に送られる。これに応じて該補正回路４１は、ア
イドリング運転時の実回転数が目標回転数より大きいと
きはパルス幅を狭め、実回転数が目標回転数より小さい
ときはパルス幅を広げる方向に、前記基準パルス信号を
補正するようにしている。また、第２のパルス幅補正回
路４２は、アイドリング運転時で且つ外部負荷が加わっ
たときに、切替回路６７からの信号に応じて一定量だけ
パルス幅を広げる方向に補正するようにしている。他の
構造は前記の第２図に示す例と同様である。

この構造によると、アイドリンク運転時に、エンジンの
実回転数が目標回転数よシ大きい場合は前記開閉弁１１
の開弁時間が短縮されることにより吸気量が減少し、実
回転数が目標回転数より小さい場合は開閉弁１１の開弁
時間が増長されることによシ吸気量が増加し、さらに外
部負荷が加わると開閉弁１１の開弁時間が一定量増長さ
れる。

このようにして、アイドル回転数が適正値に保たれるこ
ととなる。

この構造によっても、過給用の第２吸気通路５および該
通路５中の開閉弁１１を利用してアイドリンク運転時の
回転数調節が行われることは、前記第１の実施例と同様
である。

なお、図示せる実施例では燃料噴射ノズル９を第１吸気
通路４にのみ設けているが、燃焼室２に供給される混合
気を均一化する等の意味で第２吸気通路５にも態別噴射
ノズルを設けておいてもよい０ 以上のように、本発明は、自然吸気用の第１吸気通路に
加えて過給機を備えた第２吸気通路を有し、過給機下流
の第２吸気通路に開閉弁を設けた部分過給方式の吸気装
置において、アイドリンク運転時に上記開閉弁を制御し
て第２吸気通路からの吸気量を制御することにより、ア
イドル回転数をコントロールするようにしているため、
吸気系の配管等の構造を複雑化せずに、アイドル回転数
を適正値に調整し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明吸気装置の実施例を示す全体概略図、第
２図は制御回路のブロック図、第６図は制御回路の別の
実施例を示すブロック図である。 １・・・エンジンの気筒、４・・・第１吸気通路、５・
・・第２吸気通路、１０・・・過給機、１１・・開閉弁
、２５・・・制御回路、２６・・・回転数検出回路、２
７・・・アイドル検出回路、２９・・開閉弁制御部。 特許出願人　　東洋工業株式会社 １　・°゛パ、” ・、’、１．’、：、’　、’ｊｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　自然吸気用第１吸気通路と、過給機を備えた第２
   吸気通路と、該過給機下流の第２吸気通路に設けた開閉
   弁とを有し、該開閉弁を出力軸の回転角に同期して開閉
   させるようにしたエンジンにおいて、上記開閉弁は吸気
   量を可変にする弁で構成し、上記開閉弁の作動を制御す
   る制御装置と、エンジンの回転数を検出する回転数検出
   器と、エンジンのアイドリンク運転を検出する検出器と
   を設け、上記制御装置は、上記雨検出器によって検出さ
   れたアイドリンク運転時の実回転数が予め設定された目
   標回転数より大きいときには吸気量を少なくする方向に
   、また実回転数が目標回転数より小さいときには吸気量
   を多くする方向に上記開閉弁を制御するように構成した
   ことを特徴とするエンジンの吸気装置。