JPS6176720A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

エンジンの吸気装置

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JPS6176720A
JPS6176720A JP59199968A JP19996884A JPS6176720A JP S6176720 A JPS6176720 A JP S6176720A JP 59199968 A JP59199968 A JP 59199968A JP 19996884 A JP19996884 A JP 19996884A JP S6176720 A JPS6176720 A JP S6176720A
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vibrator
excitation force
excitation
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Asao Tadokoro
朝雄 田所
Haruo Okimoto
沖本 晴男
Seiji Tajima
誠司 田島
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Mazda Motor Corp
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Mazda Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B27/00Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
    • F02B27/001Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the system having electrically controlled acoustic pulse generating devices, e.g. loudspeakers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/02Other fluid-dynamic features of induction systems for improving quantity of charge
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

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) この発明は、燃焼室内に吸気ポートを介して開口する吸
気通路内に圧力波を発生する加振器を設け、エンジン高
負荷運転領域に吸気ポートを通して燃焼室に圧力波を伝
播させるエンジンの吸気装置に関する。
(従来技1fr ) エンジンにおいては、その吸気装置として、エンジンの
運転状態に応答して共鳴室内の空気の圧力振動周波数を
変更できるようにした慣性過給製布を採用したものがあ
る。この方式は、たとえば、実開昭58−14425号
公報に開示されている。
しかしながら、上記従来技術においては、エンジンが高
負荷運転時となった場合に常に一定の加振しヘルで加振
するものとされていたため、たとえば、同じ高負荷運転
時であっても、加振をさほど必要としない低回転領域に
ある場合と、加振を大きく必要とする高回転領域にある
場合とがあることから、これら低回転高負荷領域に加振
レベルを合わせておくと、高回転高負荷領域において出
力不足を生じることがある。
一力、高回転高負荷領域に加振レベルを合わせておくと
、低回転高負荷領域において過剰に加振され、これによ
って、出力アップは図れるものの、エネルギのロスを招
くとともに、加振器の耐久性(信頼性)を損ねる問題が
ある。
(発明の目的) この発明は、L記問題に鑑みてなされたものであって、
加振エネルギのロスを少なく、しかも、加振器の耐久性
を確保しつつ、エンジン運転状態の要否に応じた出力が
得られるようにすることを目的とする。
(発明の構成) と記目的を達成するためこの発明の全体構成を第1図に
示しである。第1図に示すように、この発明は、エンジ
ンの運転状態を検出する検出手段と、上記検出手段によ
りエンジンの運転状態の必要に応じて加振力を変更する
加振力変更手段とを設けることにより、エンジンの運転
状、態の要否に応じて加祝するようにしである。
(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2図において、lはシリングで、その下部にクランク
ケース2を有する。上記シリンダ1には、ピストン3が
、また、クランクケース2には、クランクシャフト4が
設けられている。
一方、シリング1の上部には、燃焼室5か形成されると
ともに、排気ポート6を開閉自在とする排気/ヘルプ7
を有する排気通路8が接続されるとともに、吸気ボート
9に吸気バルブ10を有する吸気通路11が接続されて
いる。
上記吸気通路11は、第1段階としての第1吸気通路1
2と、つぎの第2段階としての第2吸気通路13とを有
する。
上記第1吸気通路12には、エアクリーナ14と、その
下流側近傍に配置されたエアフロメータ15、ならびに
、下流側終端近くに配置したスロットルバルブ16とが
設けられている。一方、第2吸気通路13には、インジ
ェクタ17が設けられている。
こうした第1、第2両吸気通路12.13間には、サー
ジタンク18が設けられ、このサージタンク18を、こ
こで加振室としである。
このサージタンク18の一側部には、加振器19が1没
けられ、この加振器19は、加振器ボディ20内にソレ
ノイド21を有するとともに、このソレノイド21によ
って往復運動する加振板22を加振ダイアフラム23の
裏面に取り付けることによって構成されている。
一方、24は制御回路で、エアフロメータ15での吸気
流着を入力する吸気流量信号25と、吸気温度センサ2
6で検知した吸気温度として入力する吸気温度信号27
と、スロットルバルブ16の開度をスロットル開度セン
サ29を通して入力するスロットル開度信号30がそれ
ぞれ入力されるとともに、クランク角センサ31(検出
手段)によりクランク角信号32が入力される。
こうした入力に対し制御回路24からは、インジェクタ
17への燃料制御信号33と、加振器19への加振器作
動信号34とがそれぞれ入力される。
ここにおいて、吸気流量信号25は、燃料制御専用とし
て入力され、また、吸気温度信号27とスロットル開度
信号30.および、クランク角信号32は、上記燃料制
御に併用される。
一方、クランク角信号32は、クランク角はもとよりエ
ンジン回転数を、また、吸気温度信号27は、後述する
加振器19の圧力伝播時間を演算するためのものとして
入力される。
ここにおいて、上記クランク角信号32は、たとえば、
エンジンのフライホイール(図示省略)の外周に設けた
パルサに対向するクランク角センサ3工から発信され、
これにより、制御回路24に入力されたクランク角信号
32は、位相および回転数の検出回路(図示省略)に供
給されて、後述する加振タイミング設定と加振力変更の
ために利用される。
この場合、ディストリビュータその他からのクランク角
信号32を人力してもよい。
ここにおいて、加振器19による加振のタイミングは、
まず、圧力波が吸気ボート9に実際に伝播するタイミン
グをクランク角度上において設定することに始まる。そ
のタイミングは、吸気ボート9か閉止されるタイミング
からクランク角度上において50度手前の範囲内に収ま
るようにするのが、すでに吸入された混合ガスの逆流も
なく。
充填効率を高めるうえで好ましい。このタイミングが設
定されると、つぎに、加振器19からの加振によって発
生する圧力波が上記タイミングで吸気ボート9に伝播す
るまでの時間(回転数によって反比例的に増減する)を
算出する。そうすることにより、上記タイミングから上
記伝播時間をさかのぼった時点において加振が加えられ
るように設定される。
このようなタイミングで加振が加えられるが、この加振
のタイミングについては後述することとして、ここでは
、この発明の特徴とするエンジンの運転状態の要求に応
じて加振力を変更することについてまず説明する。
これは上記各検出手段、とくにクランク角センサ31か
らエンジンの運転状態を検出し、その検出にもとづき制
御回路24中の加振力変更手段によってなされる。
上記加振力変更手段による加振力の変更には、つぎの各
態様がある。
つまり、第1の変更態様として、加振器19を全ての回
転数領域において作動させる場合には。
第3図に示すように、回転数の増減に応じて加振電流を
一次関数的に増減するように設定する。
その理由として、高回転運転領域では、ピストン3の運
動速度や吸気バルブ10の作動速度(面積変化率)が大
きくなるため、吸気圧力の変動が大きくなるのに加えて
、吸気流速も増大して、シリング1の内圧が逆流しやす
い程に強くなっていることから、こうした強い吸気脈動
、および、増大した慣性圧力に十分打ち勝つ程度に、吸
気クローズ付近での圧力を、上記加振によって高めて、
過給効果を確保することが必要であることによる。
一方、低回転運転領域において加振力を弱める理由は、
低回転運転領域の方が使用頻度が高いので加振器19の
信頼性を確保するうえで有利であること、低回転運転領
域では作動終期が長いので1弱い電力でも加振器19の
追従性が確保できること、ならびに、低回転運転領域で
は、加振器19の冷却効果があまり期待できないことに
よる。 他の変更の態様として、上記のように、エンジ
ンの回転数に応じて連続的に加振電流を変更するのでは
なく、第4図に示すように、出力(トルク)の落ち込み
のある特定の回転数ゾーンZ1、Z2においてのみ加振
器19を作動させる場合がある。
つまり、第5図に示すように、低回転数領域に対応する
加振器作動ゾーンZ1においては、低い電流IZIを、
また、高回転数領域に対応する加振器作動ゾーンZ2に
おいては、高い電流IZ2を加振のために付与する一方
、これらゾーン以外の特定の領域においては加振をカッ
トする。ここにおいては、各作動ゾーンZl、Z2にお
いて、第5図のように、一定?ベルの電流を加える場合
と、各作動ゾーンZl、Z2において、第3図にしたが
って増減する電流を加える場合とがある。
第6図にはこうした制御を実行するためのフローチャー
トが示されている。
ここでステップP1において、エンジンの運転状態を検
出する。
この場合、第1図のスロットル開度信号3oによるスロ
ットル開度と、クランク角センサ31からのクランク角
信号32によるエンジン回転数とにより算出する。
つぎにステップP2において、加振219を作動させる
回転数ゾーンであるか否かが上記により判別される。
ここで、エンジンが加振器作動ゾーンZ1またはZ2に
ある(YES)ときには、ステップP3に、一方、そう
でない場合(NO)にはリターンされる。
つぎのステップP3においては、作動ゾーンが71であ
るか、Z2であるかが検出される。ステップP4におい
ては、作動ゾーンがZlまたはZ2にもとづいて、それ
ぞれの出力の落ち込みをアップする加振電流が決定され
る。
上記ステップP5では、吸気温度りと吸気流量Qが制御
回路24に読み込まれ、また、つぎのステップP6では
、加振器19からの圧力波が加振から何秒後に吸気ボー
ト9に作用するかの圧力伝播時間Tが、加振器19か吸
気ボート9までの長さり、音速a、吸気流速Uにもとづ
いて算出される。
上記圧力伝播時間Tが算出されると、つぎのステップP
7でθを検出する。このθは、クランク角度上における
どのタイミングで加振器19を作動させるかを示す値で
あり、つまり、上記圧力伝播時間Tをクランク角度上で
第7図(1)。
(II )のΔθとし、圧力波が伝播し終える目標タイ
ミングを、クランク角度上で00とした場合、θ=00
−Δ0の関係となる。
ここにおいて、θOの好適値は、上記のように、伝播し
た圧力波のピークが、クランク角度上において吸気ボー
ト閉止開始点より50度手前の範囲に収まるように設定
する。なお、第7図(II )において、IOは、吸気
パルプの開放開始点、ICは吸気バルブの閉止開始点を
示す。
このことがらθが算出されると、ステップP8で実際の
クランク角が読み込まれ、ステップP9で上記タイミン
グ角θに達したか否かが判別される。
設定タイミング角θに達すれば、ステップPIOにおい
て適正な加振電流IZIまたはIZ2のもとに加振器1
9を作動させる。
上記いずれの加振態様、たとえば、第5図の態様の場合
でも、低回転および高回転の各高負荷運転時において、
それぞれエンジンの要求に合った加振力によって必要な
出力アップが得られるだけでなく、たとえば、高回転高
負荷運転時に要求される高い加振電流を低回転高負荷運
転時においても付与する場合には、一般にエンジンでは
低回転領域での使用時間が長いこともあって、全体とし
て加振エネルギのロスが多くなるが、この場合は、低回
転では低い加振′電流を印加するので、上記したエネル
ギのロスは少ない。
それとともに、加振器19には、全体として心安以上の
加振が加わらないことにより、加振器19を有効に保護
することができる。
さらに、上記加振態様に加えて、ドライバーが加速操作
をした場合に応じて、たとえば、スロットルの開度変化
率をとらえて、その変化率が大きい時(加速状態)に1
通常走行状態におけるよりも上置せの加振′電流を付与
する。これによって。
加速時の出力アップの要求に応えることができるととも
に、−11′P的に加振電流をアップするので、仝休と
しで、力U振エネルギのロスがルなく、シかも、加振器
19の耐久性(信頼性)の向上も同時に図れる。
なお、第2図のように、加振板22を加振タイ7フラt
123を振動させると、とくに、軽負荷時においては、
加振ダイアフラム23の前後に負圧による圧力差が生じ
やすいが、ここでは、サージタンク18と加振器19内
とを圧力バランス用連通通路35で連通させることによ
り、上記圧力差を軽減し、これにより、加振器19の耐
久性向上を図るようにしである。また、この発明はロー
クリエンジンにも教則できる。
(発明の効果) 以上説明したように、この発明によれば、エンジンの運
転状態を検出する検出手段と、丘記検出手段によりエン
ジンの運転状態の必要に応じて加振力を変更する加振力
変更手段とを設けであるので、加振エネルギのロスを少
なく、シかも、加振器の耐久性を確保しつつ、エンジン
運転状態の隻否に応じた出力が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の全体構成図、第2図はこの発明の一
実施例を示す系統図、第3図は加振電流を変更するMl
の態様を示すエンジン回転数と加振電流の関係図、84
図は加振器作動ゾーンを示すトルク曲線図、第5図は加
振電流を変更する第2の態様を示すエンジン回転数と加
振電流の関係図、第6図はその制御を実行するためのフ
ローチャート、第7図(I)は加振器に加えられるパル
ス電流波形図、第7図(II )は吸気バルブの開度曲
線図である。 5・・・燃焼室、9・・・吸気ボート、11・・・吸気
通路、19・・・加振器。 第1図 第2図 第32 第4図 第5図 エンジン回転数 第7図 叫び−

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)燃焼室内に吸気ポートを介して開口する吸気通路
    内に圧力波を発生する加振器を設け、エンジン高負荷運
    転時に吸気ポートを通して燃焼室に圧力波を伝播させる
    エンジンの吸気装置において、エンジンの運転状態を検
    出する検出手段と、上記検出手段によりエンジンの運転
    状態の必要に応じて加振力を変更する加振力変更手段と
    を設けたことを特徴とするエンジンの吸気装置。
  2. (2)上記加振力変更手段は、低回転領域よりも高回転
    領域において加振力を大きくするものとされている特許
    請求の範囲第1項に記載のエンジンの吸気装置。
  3. (3)上記加振力変更手段は、エンジン加速時における
    加振力を非加速時に比べて大きくするものとされている
    特許請求の範囲第1項または第2項に記載のエンジンの
    吸気装置。
  4. (4)上記加振力変更手段は、特定の運転状態において
    加振をカットするものとされている特許請求の範囲第1
    項、第2項または第3項に記載のエンジンの吸気装置。
JP59199968A 1984-09-25 1984-09-25 エンジンの吸気装置 Granted JPS6176720A (ja)

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JPH0574687B2 JPH0574687B2 (ja) 1993-10-19

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