JPS62191626A - 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】 ３発明の８丁、１ｉＩＴＩな説明 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンのｒり）、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、吸気の慣性効果を利用
して体積効率を向上させることにより。

エンジントルクを極力増大させるようにしたものがある
。すなわち、吸気開始に件って生じる負圧の圧力波は、
吸気通路上がｔ側の大気または拡大室への開口端で反射
されて正圧の圧力波となって吸気ポート方向へ戻される
ことになるが、この正圧の圧力波を閉じる寸前の吸気ポ
ートに到達させることにより、体積効率すなわちトルク
が向りされることになる。

このような吸気の慣性効果は、エンジン吸気系の有する
固有振動数に影響を受けるものであり、この固有振動数
そのものは、エンジン回転数には殆ど依存せず、基本的
には吸気管の長さおよび径さらにはエンジンの行程容積
というように、あるエンジン特有のものとして一律に定
まるものである。したがって、吸気の慣性効果は、前述
した説明から明らかなように、エンジン吸気系の固有振
動数に対応したあるエンジン回転数付近でしか期待でき
ないことになる。そして、通常は、低速トルク向上のた
め、この慣性効果を得るべきエンジン回転数を比較的低
回転となるように、エンジン吸気系の固有振動数を設定
している。

このため近時は、エンジン吸気系の固有振動数をエンジ
ン回転数に応じて変化させることにより、低回転域は勿
論、高回転域でも吸気の慣性効果を得られるようにした
ものが提案されている。

すなわち、特開昭５６−１１５８１９号公報に示すよう
に、吸気通路に拡大室を接続すると共に、この吸気通路
と拡大室との間に切換手段としての開閉弁を配設して、
エンジン回転数が低回転のときは上記開閉弁を閉じてお
くことにより、エンジン吸気系の等価管長を長く（固有
振動数を小さく）シて慣性効果を得る一方、エンジン高
回転域では上記開閉弁を開くことにより等価吸気管長を
短く（固有振動数を大きくして）、これ又慣性効果を得
るようにしている。そして、上記切換手段としての開閉
弁を、負圧作動式のアクチュエータによって駆動するよ
うにしたものも提案されている（特開昭５０−１６４６
１９号公報参照）。このような負圧作動式のアクチュエ
ータは、その負圧解放を大気に対して行うように、すな
わち切換手段の切換作動を、上記アクチュエータのくの
負圧室〕に対する負圧供給とアクチュエータからの大気
に対する負圧解放とにより行うようにするのが一般的で
ある。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように、吸気の固定振動数を切換える切換手段を
負圧作動式の７クチユエークによって駆動する場合、こ
のアクチュエータに対して供給する負圧そのものは、吸
気通路内に発生したものを利用するのが一般的である。

この場合、切換手段の切換作動時において、必ずしも吸
気通路内に負圧が発生しない点を考慮して、吸気通路内
で発生した負圧を−Ｈ負圧タンクに貯えておき、この負
圧タンクを切換手段に対する負圧供給源とすることが考
えられている。

しかしながら、上述のような構成とした場合、エンジン
の運転態様によっては、負圧タンクの負圧が不足して、
切換手段を所定時期に作動させることができなくなって
しまう、という事態を生じ易かった。この点を詳述する
と、例えば発進加速”のため１速、２速、３速というよ
うに順次シフトアップすると共に、このシフトアップ時
付近を境とじて切換手段を作動させる必要が生じた場合
。

このシフトアップの度に繰り返し切換手段の作動が行わ
れる一方、負圧タンク内の負圧は補充されずに消費され
るだけとなって、２回目あるいは３回目の切換手段の作
動が負圧不足のため行われなくなってしまう、というこ
とになっていた。特にＡＴ車のように、変速の際にもア
クセルペダルを大きく踏込んだまま（スロットルバルブ
が大きく開いたまま）とされる車両しこおいては上記発
進加速を行っている間は、負圧タンクに対する負圧の補
充が全く行われないことになり、上述した負圧の不足現
象がより顕著なものとなっていた。

勿論、上記負圧不足を解消するために負圧タンクを大き
くすることも考えられるが、限られたエンジン高回転域
のスペースを勘案すると現実には採用し難いのが現状で
ある。

本発明は北述のようなＩＩｓ情を勘案してなされたもの
で、同じ大きさの負圧タンクを使用した場合に負圧作動
式のアクチュエータをより多くの回数作動させ得るよう
にして、吸気の固有振動数の切換を所定時期に確実に行
なえるようにしたエンジンの吸気装置を提供することを
目的とする。

（問題点を解決するための手段、作用）前述の［，１的
を達成するため、本発明にあっては、アクチュエータの
作動に伴う負圧タンク内の負圧の消費（減圧）は、つま
るところ、アクチュエータ（の負正室）内の圧力と負圧
タンク内の圧力との差圧に起因する点を勘案して、この
アクチュエータから負圧を解放した際に当該アクチュエ
ータ内に極力負圧を残存させるようにしたものである。

すなわち、アクチュエータからの負圧解放を大気ではな
く、切換手段の切換作動時において若干の負圧（−６０
〜−７０ｍｍＨｇ程度）が発生する吸気通路内とするよ
うにしである。具体的には、 吸気の固有振動数をνＪ換える切換手段を、エンジンの
運転状態に応じて切換作動させるようにしたエンジンの
吸気装置において、 前記切換手段を駆動するための負圧作動式のアクチュエ
ータと。

エンジンの吸気通路内で発生した負圧を貯え、前記アク
チュエータに対する負圧供給源となる負圧タンクと、 を備え、前記アクチュエータの負圧解放を前記吸気通路
内に行うようにされている、 ような構成としである。

このような構成とすることにより、アクチュエータ内の
負圧供給に件う負圧タンクの減圧分は、従来当該負圧タ
ンク内の圧力と大気圧との大きな差分てあったのに対し
、本発明では、負圧タンク内の圧力と少なからず負圧が
発生している吸気通路内圧力との比較的小さな差圧で済
み、結局この吸気通路内で発生している負圧の分だけ負
圧の消費が抑ルｊされることになる。

（実施例） 以Ｆ本発明の実施例を添付した図面に基いて説明する。

第１図において、１は４サイクルマ↑復動型とされたオ
ー／　ト一式エンジン（一般にはガソリンエンジンフで
、これは周知のように、往復動されるピストン２の上方
に画成された燃焼室３に吸気ボート４および排気ポート
５が開口され、この吸気ボート４は吸気弁６により、ま
た排気ポート５は排気弁７により、それぞれエンジン１
の出力軸（クランク軸で図示節）と同期して開閉される
ようになっている。そして、実施例では、ピストン２が
紙１ｍ直角方向に複数配設された多気筒とされている。

前記吸気ボート４に連なる吸気通路１１は、内部に主拡
大室１２ａを画成する主サージタンク１２を有する。こ
の主サージタンク１２の上流側の吸気通路１１は１本の
共通吸気通路Ａを構成する共通吸気管１３とされ、該共
通吸気管１３には、その、Ｉ：流側より順次、エアクリ
ーナ１４、エアフロメータ１５、スロットル弁１６が配
設されている。また、主サージタンク１２と各吸気ボー
ト４とは、気筒数に応じた数の互いに独立した吸気管１
７によって接続されている。すなわち、主サージタンク
１２下流の吸気通路１１は、主サージタンク１２と一体
成形された分岐管部１２ｂと、独立吸気管１７とによっ
て、気筒毎の独立吸気通路Ｂとして構成され、この各独
立吸気通路Ｂ同士は、互いにその長さがほぼ等しくされ
ている。そして、この各独ケ吸気通路Ｂのド流端部には
、燃料噴射弁１８が配設されている。

前記各独ケ吸気通路Ｂは、燃料噴射弁１８の上流側にお
いて、連通路１９を介して、副拡大室２０ａを画成する
副サージタンク２０と接続されている。この連通路１ｇ
の長さは短尺とされて、燃焼室３から主サージタンク１
２（主拡大室１２ａ）へ至るまでの長さが、燃焼室３か
ら副サージタンク２０（都拡大室２０ａ）へ至るまでの
長さよりも長くされている。そして、連通路１９にはリ
ノ換手段としての開閉弁２１が配設されて、この開閉弁
２１は、後述する負圧作動式のアクチュエータ３１によ
って開閉されるようになっている。

ここで、面記独ケ吸気通路Ｂによって定まる笠価吸気管
長、すなわち燃焼室３から主拡大室１２ａに至るまでの
長さは、前述のように長尺とされて、吸気の固有振動数
が小さくなるように設定されている。これにより、開閉
弁２１を全閉（開弁角０＝０°）とした際、エンジン回
転数が小さい低回転時において吸気の慣性効果を有する
ようにされる。また、開閉弁２１を余聞（開閉角０＝７
０°）としたときの等価吸気管長は、燃焼室３から連通
路１９を経て副拡大室２０ａに至るまでの短い陵さとさ
れ、このときの吸気の固有振動数は大きなものとなる。

これにより、エンジン回転数が大きな高回転域で吸気の
慣性効果が得られる。

前記アクチュエータ３１について第２図を参照しつつ説
明すると、これは、ケーシング３２を備え、該ケーシン
グ３２内は、タイヤフラム３３によって、負圧室３４に
画成されている。このダイヤフラム３４はロッド３５を
介して開閉弁２１に連結され、実施例では該ダイヤフラ
ム３３が第２図り方−５変位したときに、開閉−ｊｒ２
１が開方向へ回動変位されるようになっている。このダ
イヤフラム３３はリターンスプリング３６により第２図
ド方に付勢、すなわち開閉−Ｊ、２１が全閉となる位置
に付勢され、負圧室３４に負圧が供給されるとダイヤフ
ラム３３が第２図上方へ変位して、開閉弁２１が全開と
される。

第１図中４０は負圧タンクで、この負圧タンク４０は、
逆止弁４１を介して主サージタンク１２に接続されて、
エンジン１の運転に伴って生じる王サージタンク１２（
主拡大室１２ａ）内の負圧が、逆止弁４１を介して該負
圧タンク４０に供給、貯留されるようになっている。こ
の負圧タンク４０は、負圧供給管４２を介して電磁式の
三方切換弁４３に接続され、この三方切換弁４３にはさ
らに、負圧解放管４４および共通管４５が接続されてい
る。この負圧解放管４４は、前記主サージタンク１２内
に連なり、このサージタンク１２への接続部が、アクチ
ュエータ３１（の負圧室３４）の負圧解放部４４ａとさ
れている。また、上記共通管４５は前記アクチュエータ
３１の負圧室３４に接続されている。これにより、三方
切換弁４３の切換！Ｅ様に応じて、共通管４５を、負圧
供給管４２または負圧解放管４４に選択的に連通させる
ようになっている。

第１図中５１はマイクロコンピュータからなる制御ユニ
ットで、この制御ユニット５１には３前記エア７０メー
タ１５からの吸入空気；ｌｋ倍信号および回転数センサ
５２からのエンジン回転数信りが入力される。また、こ
の制御ユニ、）５１からは、燃料噴射量１８および三方
切換弁４３に対して出力されるようになっている。勿論
、この制御ユニ７１・５１による三方切換弁４３の制御
は、エンジン回転数があらかじめ定めた設定回転数（例
えば最高許容回転・数が７０００ｒｐｍのエンジンのと
きに５０００ｒｐｍ前後に設定）以下のときには、共通
管４５を大ス圧供給管４４に連通させ（開閉弁２１を閉
）、また上記設定回転数以上のときは、共通管４５を負
圧供給管４３に連通させる（開閉弁２１を開）。なお、
燃料噴射ｊ−ｐ　ｌ　８からの燃料噴射量は、吸入空％
量とエンジン回転数とに基づいて決定されるものである
が、この点については従来より周知であり、かつ本発明
と直接関係のない部分なので、その詳細な説明は省略す
る。

以上のような構成において、例えば発進加速、特に少な
くとも低速段の走行においてエンジン回転数が開閉弁２
１の開閉切換タイミングとなる前述した設定回転数を境
としてシフトアップされるような加速の際には、シフト
アップを境として開閉弁２１は、閉、開、閉、開・・・
というように繰り返し作動されることが要求される。こ
のような開閉弁２１の開閉の繰り返しは、つまるところ
、負圧タンク４０からアクチュエータ３１（の負圧室３
４）への負圧の供給（開閉弁２１が開）と、アクチュエ
ータ３１の負圧室３４を大気へ解放する（開閉弁２１が
閉）ことの繰り返しとなる。そして、本発明では、アク
チュエータ３１の負圧解放部４４ａが、高回転高負荷時
にあっても少なからず負圧を発生するサージタンク１２
内とされているので、このアクチュエータ３工からの負
圧解放後に再びサージタンク４０からアクチュエータ３
１へ負圧供給する際の負圧消費量（負圧タンク４０の減
圧度合）は、負圧を大気へ解放していたものに比して１
゛分小さくされることになる。これにより、負圧タンク
４０へ負圧が補充されなくとも、貴意閉弁２１をより多
くの回数切換作動させることが可能となる。なお、上記
高回転高負荷時において吸気通路１１（サージタンク１
２）内に発生する負圧は、極端には大きくないので、開
閉弁２１を閉とするようにアクチュエータ３１を作動さ
せるのに側副支障のないものである。

以］二実施例について説明したが、本発明はこれに限ら
ず例えば次のような場合をも含むものである。

（１）吸気の固有振動数を！ｉＪＪ換えるだめの吸気通
路構成としては、例え１ｆ独立吸気通路Ｂ（吸気管１７
）を伸縮［１在としたり、あるいはその径をｎ（変とす
る笠、適宜の構成を採択し得る。

（２）負圧室３４に負圧が供給されたときに、９ノ換−
ｒ段としての開閉弁２１が閑とされるようにしてもよい
。

（３）制御ユニット５１をコンピュータによって構成す
る場合は、デジタル式、アナログ式のいずれであっても
よい。

（発明の効果） 本発明は以上述べたことからＩＪらかなように、負圧作
動式のアクチュエータが消費する負圧を小さくすること
により、小さな負圧タンクを用いた場合でも当該アクチ
ュエータの作動回数をより多くできるようにして、吸気
の固有振！ｐＨＦ！切換えを所定時期に確実に（ｋる上
で好ましいものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。 第２図は負圧作動式のアクチュエータの一例を示す断１
０１図。 ＡニアＱ通吸気通路 Ｂ：独☆二吸気通路 １：エンジン １１：吸気通路 ■２・主サージタンク １２ａ：　ｌニ拡大室 １６：スロットル弁 １９：連通路 ２０：副サージタンク ２０ａ：副拡大室 ２１：開閉弁（切換手段） ３１：負圧作動式の７クチユエータ ３４：負圧室 ４０：負圧タンク ４２：負圧供給管 ４３：三方切換弁 ４４：負圧解放管 ４４ａ：負圧解放部 ４５：共通管 ５１：制御ユニット ５２：エンジン回転数センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気の固有振動数を切換える切換手段を、エンジ
   ンの運転状態に応じて切換作動させるようにしたエンジ
   ンの吸気装置において、 前記切換手段を駆動するための負圧作動式のアクチュエ
   ータと、 エンジンの吸気通路内で発生した負圧を貯え、前記アク
   チュエータに対する負圧供給源となる負圧タンクと、 を備え、前記アクチュエータの負圧解放を前記吸気通路
   内に行うようにされている、 ことを特徴とするエンジンの吸気装置。