JPS61200327A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、アイドル運転時に吸入空気量を調整してアイ
ドル回転数をほぼ一定に保持するようにしてなるエンジ
ンの吸気装置に関するものである。

（従来技術） エンジンの吸気装置のなかには、エンジンへの負荷変動
に伴うアイドル回転数の変動を防止するため、例えばエ
アコンを作動させてエンジンへの負荷が増大したような
ときには、吸入空気量を増大させることによりエンジン
回転数の低下を防止することが一般に行われている（特
開昭５５−１４８９３９号公報参照）。

ところで、近時は、省燃費等のため、スロ・ントル弁下
流の吸気通路にスワール弁を設けて、このスワール弁に
より吸気のスワールの強さを調整することが行われてい
る。すなわち、アイドル運転時には、燃焼安定性確保の
ため、吸気のスワールを強める方向にスワール弁を作動
させる一方、高負荷時には、吸気抵抗を小さくすべくス
ワールを弱める方向ヘスワール弁を作動させるようにし
たものがある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、吸入空気量を調整してアイドル回転数を
制御するようにしたものにおいて、前述ノヨウナスワー
ル弁を設けると、エンジンへノ負荷増大に対処して吸入
空気を増量させた際、エンジン回転数が極端に低下して
エンス）・を生じたり、あるいは燃焼性が悪化してアイ
ドル回転数に変動を生じてしまう、というような問題を
生じ易かった。

したがって、本発明の目的は、吸入空気量を調整してア
イドル回転数がほぼ一定となるように制御するようにし
たものに対してスワール弁を設けた場合に、エンジンへ
の負荷増大に対処して吸入空気を増量させた場合にも安
定したアイドル回転数が得られるようにしたエンジンの
吸気装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用）本発明は、スワ
ールの強さがアイドル回転数の変動に大きな影響を与え
ている、という点に着目してなされたものである。すな
わち、スワールの強さには最適範囲というものがあり、
この最適範囲を越えてスワールが強くなると、かえって
燃焼安定性を阻害し、極端な場合には失火すら生じてし
まうことになる。そして、アイドル運転時に吸入空気量
が増量されることによって、この増量された吸入空気が
結局のところスワールを強めるように作用してしまうた
め、前述のような問題点を生じる、ということが判明し
た。

このため、本発明では、アイドル運転時に吸入空気が増
量された場合には、この増量に応じて、スワールを弱め
る方向ヘスワール弁を作動させるようにしである。具体
的には、第１図に示すように、 アイドル運転時であるか否かを検出するアイドル検出手
段と、 エンジンへの吸入空気量を検出する空気量検出手段と、 アイドル運転時において吸入空気量を調量することによ
りアイドル回転数制御手段と、スロットル弁下流の吸気
通路内に設けられ、吸気のスワールの強さを調整するス
ワール弁と、アイドル運転時において吸入空気量の増大
に応じて前記スワール弁を前記スワールを弱める方向へ
作動させるスワール弁制御手段と、 を備えた構成としである。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。

第２図および第３図において、■はエンジン本体であっ
て、シリンタブロック２、シリンダヘッド３およびシリ
ンダヘッドカバー４等で構成されており、このエンジン
本体１の各気筒５内にはピストン６が装［８れている。

このピストン６の上方に燃焼室７が形成され、この燃焼
室７には、吸気ポート８と排気ポート９とが開口してい
る。」−記吸気ポート８には、吸気弁１０が、また排気
ポート９には排気弁１１が装備されており、これらの弁
は動弁機構１２によって作動され、それぞれ所定のタイ
ミングで両ボート８．９を開閉するようになっている。

また燃焼室７には点火プラグ１３が具備されている。

また、１４はサージタンク、１５はサージタンク１４に
接続された気筒別の吸気管であり、」１記サージタンク
１４には、エアクリーナ１６．エアフローメータ１７、
スロットル弁１８を介し外気が導入されるようになって
いる。」１記吸気管１７はシリンダヘッド３すなわち吸
気ポート８に連結され、Ｌ記エアクリーナ１６から吸気
ポート８に至るまでの通路が吸気通路１９を構成してい
る。

前記吸気ポート８内すなわち吸気弁ＩＯ近傍部分には、
隔壁２０が形成され、この隔壁２０によって、吸気通路
１９の下流側端部付近が、互いに並列に１次吸気通路２
１と２次吸気通路２２とに画成されている。この１次吸
気通路２１は低負荷用吸気通路となるものでその通路断
面積か小ぎくされ、また２次吸気通路２２は高負荷用吸
気通路となるものでその通路断面積が大きくされている
。この２次吸気通路２２には、シャツタ弁を兼用したス
ワール弁２３が配設されると共に、このスワール弁２３
の下流側において燃料噴射弁２４が配設されている。

前記１次吸気通路２１は、その出口端２１ａが吸気弁１
０の直」１流において２次吸気通路２２と合流され、そ
の指向方向は、気筒５のほぼ接線方向とされ、これによ
り、第３図に示すように燃焼室７にスワールＳを発生さ
せるようにされている。また、２次吸気通路２２の燃焼
室７への開口方向は、燃焼室７のほぼ中心に向かうよう
にされて、吸気抵抗が極力小さくなるように設定されて
いる。そして、燃料噴射弁２４は、１次と２次との両吸
気通路２１．２２との合流部分へ向けて指向されて、噴
射燃料が該両吸気通路２１と２２とに分配、供給される
ようになっている。

前記スワール、ｆ（２３は、電磁式のアクチュエータ２
５により作動されるもので、高負荷時には閉すなわち全
開またはわずかに開かれる程度とされる一方、低負荷時
には開とされるいわゆる負荷切換用のシャツタ弁として
機能する他、少なくともアイドル運転時にスワールＳの
強さを調整する機能をも合せて持つものとされている。

すなわち同じ吸入空気量であれば、１次吸気通路２１を
通る流量割合が２次吸気通路２２を通る流量割合よりも
多いほどスワールＳが強くされるが、アイドル運転時に
おいては後述するように、エンジンへの負荷増大に応じ
てスワール弁２３の開度を大きくすることにより２次吸
気通路２２側へ吸入空気をよす多くバイパスさせて、ス
ワールＳが弱められるようになっている。

前記吸気通路１９の途中には、スロットル弁１８をバイ
パスするバイパス通路２６が設けられている。このバイ
パス通路２６は、その」−流量がエアフローメータＩ７
の下流で、またその下流端がサージタンク１４上流にお
いて吸気通路１９に開口され、このようなバイパス通路
２６の途中には、電磁式の開閉弁２７が接続されている
。このバイパス通路２６と開閉弁２７は、アイドル運転
時における吸入空気量を調整するためのものである。

第２図中３１はマイクロコンピュータによって構成され
た制御ユニットで、この制御ユニ□ット３１には、前記
エアフローメーター７からの吸入空気量信号の他、セン
サ３２．３３からの信号が入力されるようになっている
。これ等各センサ３２．３３のうち、センサ３２はスロ
ットル開度を検出するものであり、センサ３３はエンジ
ン回転数を検出するものである。

制御ユニッ）３１からは、燃料噴射弁２４、アクチュエ
ータ２５、開閉弁２６へ出力されるものであり、燃料噴
射弁２４に対しては、エンジン回転数とスロットル開度
すなわちエンジン負荷とによって決定された噴射量に対
応した信号が出力される。また、開閉弁２７に対しては
、アイドル運転時において、フィードバック制御によっ
て、あらかしめ定められた許容範囲内のエンジン回転数
となるような吸入空気量が得られるように開度信号が出
力される。すなわち、エンジンへの負荷が増大したよう
なときは、エンジン回転数の低下を防止すべく、吸入空
気量が増量される。さらに、アクチュエータ２５に対し
ては、エンジン負荷に応じてスワール弁２３の開閉を切
換るための開閉信号か出力される他、後述するようにア
イドル運転時において、開閉弁２７に対するのと同様、
スワール弁２３が吸入空気量に応じた開度となるような
制御信号が出力される。

上記エンジン負荷によるスワール弁２３の開閉を行う制
御は、このスワール弁２３をシャツタ弁として機能させ
るものである。すなわち、低負荷時にはスワール弁２３
が閉じられることにより、高負荷用吸気通路としての２
次吸気通路２２への吸気の流入が阻止もしくは抑制され
、吸気は主に低負荷用吸気通路としての１次吸気通路２
１を通って燃焼室７に送り込まれる。これによって吸気
流速が速められると共に、燃焼室７にスワールＳが積極
的に生成され、低負荷時における燃焼性の向上に有利な
吸気条件が与えられる。

また高負荷時にはスワール弁２３が開かれることにより
、２次吸気通路２２からも吸気が送られて、充填効率が
高められることになる。

ここで、スワール弁２３の制御について、第４図に示す
フローチャートにしたがって説明する。

なお、前述した燃料噴射量制御、およびアイドル運転時
におけるバイパス通路２日を利用した吸入空気量（アイ
ドル回転数）制御そのものについては従来からも行われ
ているので、第４図に示すフローチャートでは、この部
分を省略しである。

以上のことを前提として、先ず、ステップＳ１で、アイ
ドル運転時におけるスワール弁制御に必要なデータ、具
体的には、吸入空気量、スロットル開度、エンジン回転
数の各データが読込まれる。次いで、ステップＳ２で現
在アイドル運転であるか否かが判別されるが、この判別
は、スロットル開度が零でかつエンジン回転数が所定値
以下となったか否かをみることにより行われる。そして
、アイドル運転時でないと判別されたときは、ステップ
Ｓ３に移行して、スロットル開度があらかじめ定めた所
足以」−の開度すなわち高負荷であるか否かが判別され
、高負荷であるときは、ステップＳ４でアクチュエータ
２５に対して全開信号を出力して、スワール弁２３を全
開する。また、高負荷でないと判別されたときは、ステ
ップＳ５において、閉信号が出力されてスワール弁２３
が閉じられる（実施例では微小開度開かれている）。

一方、前記ステップＳ２でアイドル運転時であると判別
されたときは、ステップＳ６へ移行して、吸入空気Ｑに
応じたスワール弁２３の開度Ｓが設定される。すなわち
、エアフローメータ１７により計量された吸入空気ＭＱ
に対応して、例えば第５図に示すようなマツプからスワ
ール弁２３の開度Ｓが設定される。そして、ステップＳ
７において、−に記設定された開度Ｓに対応した制御信
号がアクチュエータ２５に出力されてスワール弁２３が
当該開度Ｓとされる。勿論、この開度Ｓは、吸入空気ｆ
ｔＱが増加するほど大きくされる。

このようにして、アイドル運転時にエンジンへの吸入空
気量が増大したときには、この増大に応じてスワール弁
２３が開方向に作動されることになるが、このスワール
弁２３の開方向への作動によって、スワールＳが弱めら
れる方向へ補正されｌす る。これによりスワールＳが必要以上に強められること
が防止される。またスワール弁２３が開方向に作動され
ることによって、エンジンへの負荷増大に件って増剤さ
れた吸入空気がすみやかに燃焼室７へ供給される。

ここで、アイドル運転時における吸入空気の増大は、例
えばエアコンを作動させることにより伴うエンジンへの
負荷増大に対処してなされるが、この吸入空気の調量そ
のものは、エンジン回転数に応して前述したフィードバ
ック制御になされる。また、この吸入空気は、たとえエ
ンジンへの負荷が同してあったとしても経時変化例えば
ピストンリングの摩耗に伴うガス抜は等により、使用年
数が増えるほど増加される一方、アイドル回転数をフィ
ードバック制御するような場合はエンジンへの負荷が同
じであってもこの経時変化に追従して吸入空気量も変化
されるが、本発明にあってはこのような経時変化にも対
処してスワールＳの強さを最適設定することができる。

きる。

以−」−実施例について説明したが、本発明はこれに限
らす、例えば次のような場合をも含むものである。

■スワール弁２３を作動させるアクチュエータ２５とし
ては、比例ソレノイド（電流値に比例したストローク動
をするもの）の他、ステップモータ、負圧に比例したス
トロークが得られる比例型タイヤフラム式、多段のダイ
ヤフラムを有して段階的なスＩ・ローフ変位が得られる
多段タイヤフラム式のもの等、適宜のものを採択し得る
。勿論、タイヤフラム式のものを用いる場合は、これに
対する負圧供給制御を行う例えば大気導入口を有す　　
　・る三方電磁弁を旧設して、この三方電磁弁を例えば
チューティ制御して大気導入側と負圧導入側との切換時
間を制御すればよい。

Φ）スワール弁２３を、いわゆる偏向作用を行う形式の
ものとして、吸入空気の燃焼室７に対する流入方向を変
更することによってスワールＳの強さ調整を行うように
してもよく、この場合は、吸気通路１９が１次と２次と
の吸気通路２１．２２に分けられていないものに対して
も適用し得る。すなわち、スワール弁２３によるスワー
ルＳの強さ調整は実施例のような流Ｊ１」調整の他、方
向調整によって行うようにしてもよい。

（β）アイドル運転時における吸入空気量調整は、別途
バイパス通路２６を設けることなく、スロ・ントル弁１
８の開度を調整することによって行うようにしてもよい
。

（４）燃料供給装置としては、燃料噴射弁２４の代りに
気化器としてもよい。

（５＋　１１７１　Ｕ’ｄユニント３１をマイクロコン
ピュータで構成する場合は、テジタル式、アナログ式の
いずれであってもよい。

（６）アイドル回転数をほぼ一定の保つための吸入空気
量の制酸は、フィードバック制御ではなく、例えばエア
コン、パワーステアリング、電動ファン等の′市気負荷
等、エンジンへの負荷に応じて行ういわゆる見込み制御
によって行うものであってもよい。

（発明の効果） 本発明は以１−述べたことから明らかなように、アイド
ル回転数１１Ｊ制御のために吸入空気量が増大される場
合にあっても、吸気のスワール強さを適切なものに設定
して、燃焼安定性を確保することができ、この結果エン
ストやアイドル回転数の変動を防１１−できる。特に、
１−記吸入空気星によって変化するスワールの強さは、
この吸入空気量に対応して設定するようにしであるので
、スワールの強ざを常に最適設定して、ｊ−記燃焼安定
性確保の点でより好ましいものとなる。

また、アイドル運転時において吸入空気量が増大された
ときは、吸気抵抗となるスワール弁がスワールを弱める
方向すなわち吸気抵抗が小さくなる方向へ作動するので
、この増大した吸入空気量を応答良く燃焼室へ供給する
ことができ、この結果応答遅れによる一時的なエンジン
回転数低下を防１１−する、という観点からも好ましい
ものか得られる。

ごらに、本発明においては、吸入空気量に対応してスワ
ール弁の開度を決定するので、エンジンへの負荷が同じ
であっても経時変化によって吸入空気量が変化するよう
な場合にも対処して、スワールの強さを最適１投カ、′
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体ブロック図。 第２図は本発明の一実施例を示す全体断面系統図。 第３図は第２図に示したものにおける燃焼室付近の簡略
平面図。 第４図は本発明の制御例を示すフローチャート。 第５図は吸入空気ｈ４とスワール弁の開度との関係を示
すグラフ １：エンジン本体 ７：燃焼室 ８：吸気ポート ｌＯ：吸気ゴｆ １８：スロツトル弁 １９：吸気通路 ２１：１次吸気通路 ２２：２次吸気通路 ２３ニスワール弁 ２６：バイパス通路 ２７：開閉弁 ３１；制御ユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アイドル運転時であるか否かを検出するアイドル
   検出手段と、 エンジンへの吸入空気量を検出する空気量検出手段と、 アイドル運転時において吸入空気量を調量することによ
   りアイドル回転数がほぼ一定となるように制御するアイ
   ドル回転制御手段と、 スロットル弁下流の吸気通路内に設けられ、吸気のスワ
   ールの強さを調整するスワール弁と、アイドル運転時に
   おいて吸入空気量の増大に応じて前記スワール弁を前記
   スワールを弱める方向へ作動させるスワール弁制御手段
   と、 を備えていることを特徴とするエンジンの吸気装置。