JPS62191628A - 多気筒内燃機関の吸気路装置 - 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、多気筒内燃機関の吸気路装置の改良に関する
。

（従来の技術） 内燃機関の慣性過給効果を幅広い運転域で確保すること
を目的として、特開昭５６−１．１５８１８号公報によ
り第４図に示したような吸気路装置が提案されている。

これを説明すると、６気ｆｆＪｎ閃１の各気筒が互いに
ノ！ｌ火順序が連続しない＃１〜＃；（からなる第１気
筒グループと＃４〜井６からなる第２気筒グループとに
分けられ、各グループ毎に独立して設けられた吸気容積
ｆｆ１ｓ　３．４がそれぞれ吸気路６．７を介して上流
側のサージタンク８に連通されている。各容積部３．４
は、相互間に介装された切換弁５が開くと互いに連通す
るようになっている。

なお、各気筒群への吸気量の制御はサージタンク８の上
流に位置する絞り弁（図示せず）をｆして同時に行なわ
れる。

この装置において、機関回転速度が所定値以下の低速運
転域では切換弁５を閑ざしておくことにより、互いに独
立した吸気系の固有振動数が低速域での吸気圧力脈動に
共鳴し、また回転速度が所定値を超えた高速運転域では
切換弁５を開くことにより各容積部３と４が連通して吸
気系の固有振動数が変わり、高速域での吸気圧力脈動に
共鳴するようになる。このため、使用回転域の広い車両
用内燃機関等にあっても、全速度域にわたり良好な慣性
過給効果が得られる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、こうした従来の吸気路装置によると、切換ｆ
Ｆ５が閉ざされる低速運転域での１及気管艮がサージタ
ンク８を基、αとして各気筒で異なることになり、例え
ばこの場合＃４気筋よりも＃６気筒の力が実質管長が艮
くなるため、各気前間での空気分配に偏りが生じて、第
５図に示したように同一回転速度でも吸気充填効率が異
なってきてしまう。このため、機関の全吸入空気量に対
して適切な呈の燃料を供給しても、気前によっては空燃
比が最適点から外れることがあり、この結果として燃費
、排気エミッション、運転性等が悪化するおそれがある
。

本発明はこうした従来の問題、ヴを解消することを目的
としいる。

（問題点を解決するだめの手段） 上記［Ｉ的を達成するために本発明は、点火順序の連続
しない気筒同士を組み合わせて複数の％筒グループを構
成し、これらの気筒グループに対応して独立した吸気容
積部を設けるとともに、前記各容積部間に相互の連通・
遮断を切り換える切換弁を介装した吸気路装置において
、機関の回Ｖ、速度を検出する回転速度検出手段と、機
関の負荷状態を検出する負荷検出手段と、これらの検出
手段と協働して前記切換弁の開閉位置を制御するｖ制御
手段とを設け、かつ前記制御手段は、所定基準を超える
高負荷側運転域では機関回転速度が所定値以下のときの
み切換弁を閉ざし、所定基準以下の低負荷側運転域では
常時切換弁を開くように構成した。

（作用） 上記構成に基づき、比較的低負荷の運転域では各容積部
が連通状態となって各気筒についての吸気管長の相異が
実質上解消されるため、気前間での吸気充填効率の差が
な（なり、空燃比の偏り等が解消される。従って、常用
される比較的低負荷の運転域にす５いて燃費、排気エミ
ッション、運転性等の諸性能の悪化が回避される。

ただし、出力要求の高い高負荷運転域では、所定の低速
回転域にて切換弁が閉ざされ、これにより各容積部が独
立した状態となって実質吸気管長が拡大されるため所期
の慣性過給効果が発揮される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

なお、第５図と実質上同一の部分には同一の符号を付し
て示すことにする。

第１図において、１は６気筒内燃磯関、２はその吸入ボ
ート、３と４は吸気容積部、５は切換弁、６と７は吸気
路、８はサージタンク、９は排気通路、１０は制御回路
である。

吸気容積部３と４は、それぞれ＃１〜井３気筒と＃４〜
＃６気筒に対応しており、上流側のサージタンク８に対
し各々吸気路６．７を介して連通している。なお、＠２
図に６気筒機関の吸気弁開開タイミングを示すが、点火
順序を＃１−＃４−＃３−＃６−＃２−井５とすると、
図示したように＃ｉｔ＃２−＃３気箭は互いに点火間隔
がクランク角２４０度毎であって吸気作用が干渉しあう
こトカナク、＃４　、＠　５　、＠　６気筒についても
同様である。

サージタンク８の上流には吸気導入路１１が形成され、
その途中に上流側からエアクリーナ１２、エフ７０−メ
ータ１：）、吸気絞り弁１４がそれぞれ介ＶＣされる。

排気通路９には各気筒からの合流部よりも下流側に位置
するように酸素センサ１５が、没けられる一方、各気筒
＃１〜＃６の吸入ボート２１こは制御回路１０からの制
御信号に基づいて作動する電磁燃料噴射か１６が配設さ
れる。なお、容積部３または４から各吸入ボート２に至
る吸気通路長は同一である。

制御回路１（）は、上記電磁燃料噴射弁１６を介しての
燃料供給量を機関運転状態に応じて制御する一刀、切換
弁５の開閉位置をステップモータなどからなる駆動手段
（図示せず）を介して制御する。

図中、１７．１８．１９はそれぞれ水温センサ、クラン
ク角センサ、紋り弁開度スイッチであり、これらはエア
７０−メータ１３、酸素センサ１５及び図示しない変速
機ニュートラルスイッチ等とともに上記燃料供給量制御
に必要なパラメータを取り出すために設けられる。クラ
ンク角センサ１８からの信号は、周知のように機関クラ
ンク軸の位置だけでなく回覧速度の算出にも使用され、
エア７０−メータ１３からの空気量信号とともに燃料噴
射量を決定するためのパラメータとなる。

一方、電磁燃料噴射弁１６は図示しない燃料供給系統を
介して一定圧力となるように調圧された燃料の供給を受
け、制御回路１０からの駆動信号の開弁時間比（デユー
ティ比）に比例した量の燃料を噴射供給する構成であり
、これに対応して制御回路１０は」二記の各パラメータ
に基づいて電磁燃料噴射弁１６の開弁時間比を決定する
。

具体的には、エア７０−メータ１３とクランク角センサ
１８を介して検出した吸入空気量と回転速度の関係から
テーブルルックアップ等により所定の空燃比が得られる
基本燃料噴射量Ｔｐ（実質」二は噴射弁１６の噴射パル
ス幅）を決定し、これに酸素センサ１５．の出力に基づ
いて決定したフィードバック補正係数α及び所定の補正
係数Ｃ０ＦＦとを乗じ、さらにバッテリ電圧に相関する
燃料噴射弁１６の不感帝補償分にあたる補正量Ｔｓを加
えたものを駆動信号ＴＩとして電磁燃料噴射弁１６に付
与する（すなわち、Ｔ　Ｉ　＝Ｔｐ−ＣＯＥＦ・α＋Ｔ
ｓ）。ただし、前記Ｃ０ＥＦは始動、暖機、アイドル等
の機関状態に応じて付与される補正係数の総和である。

制御回路１０は、先に述べたように、このような燃料噴
射制御とともに切換弁５の開閉位置をも制御するのであ
るが、そのための回転速度検出手段としてはこの場合上
記クランク角センサ１８がこれに当たり、また機関の負
荷状態は上記基本燃料噴射量Ｔ　ｐでこれを代表させる
ことにより負荷検出手段に代えている。ただし、負荷状
態を表すパラメータとして絞り弁１４の開度やエア７０
−メータ１３からの吸気量信号、あるいは吸気管圧力等
を採用しても差し支えない。

次に、この制御回路１０による切換弁５の制御内容を、
第３図を参照しながら説明する。

制御回路１０は、まず機関回転速度Ｎを判定し、これが
所定の基準値Ｎ１以下であるときは次に負荷としての噴
射弁パルス幅Ｔ　ｐを基準値Ｔｃと比較する。基準値Ｔ
ｃは、たとえばＮ１以下の回転速度域についで単位回転
速度毎にＴｃを付与するように予め形成されたメモリー
テーブルから読み出され、このとき読み出されたＴｃよ
りもＴｐが大であれば制御回路１０は切換弁５を閉ざす
（ｆ５３図の領域Ｉ）。切換弁５が閉ざされた状態では
各容積部３．４は互いに遮断され、各気筒グループへの
吸気’ＬＰ長が艮くなって吸気系の固有気柱振動数が小
さくなるため、低速回転での吸気脈動が共鳴して所期の
慣性過給効果が発揮される。

これに反して、ＴｐがＴｃ以下の比較的低負荷のときは
、制御回路１０は切換弁５を開き、容積部３と４とを連
通させる（ｌｉ域■）。この場合、容積部３と４との連
通により各気筒グループと吸気路６．７どの対応関係が
解消されて実質上の吸気管長が減少するとともに、サー
ジタンク８から各気筒に至るまでの吸気管長の相異が影
響しなくなって各気筒に均一に吸入空気が供給される。

このため、空気分配の偏りに原因する空燃比や圧縮圧力
の変動が起こらず、従ってとの気筒も良好な燃料状態が
得られる。なお、この状態では吸気系の固有気柱振動数
が大きくなっているので慣性過給効果は期待できないが
、もともと出力要求が小さい運転域であるので不都合は
無い。

また、機関回転速度Ｎが基帛値Ｎ１よりも大きいときは
、制御回路１０はＴ、の大小にかかわらず切換弁５を常
開とする（ｆｉ域■）。この状態では上述した通り吸気
系の気柱振動数が高速回転に対応した大きなものとなる
ので所期の慣性過給効果が発揮される。

なｔ５、上記実施例は電子制御燃料噴射装置を有する内
燃機関を萌提としているが、本発明は気化器など池のか
式の燃料供給装置を備えた（茂関にも適用し）ることは
ゴうまでもない。

（発明の効果） 以上二の通り本発明によれば、複数の気筒グループに対
応した吸気容積部相互間に位置する切換弁を所定の低負
荷運転域では常開として、各気筒に至る吸気管長の相異
を解消することにより４；気前間での吸気充填率及Ｖ２
燃比の偏りを解消するようにしたので、高負荷運転域で
の回転速度に応じた切換弁の位置制御に基づいて慣性過
給効果を確保できるうえ、常用される比較的低速低負荷
の運転域においては燃費、排気エミッション、及び運転
性を大幅に改善できるという効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成図、！５２図は６
気筒磯関の吸気弁リフト曲線図、第３図は前記実施例の
制御域を機関回転速度と噴射弁パルス幅との関係で表し
た説明図である。第４図は従来例の概略構成図、第５図
はその気前間での吸気充填効率の相異を表した特性線図
である。 １・・・内燃機関、２・・・吸入ボー）、３．４・・・
容積部、６．７・・・吸気路、８・・・サージタンク、
９・・・排気通路、１０・・・制御回路、１１・・・吸
気導入通路、１３・・・エア７０−メータ、１４・・・
絞り弁、１５・・・酸素センサ、１６・・・電磁、燃料
噴射弁、１７・・・水温センサ、１８・・・クランク角
センサ。 第２図 第３図 機関回動上述２度Ｎ 第４図 第５図 機関回秋速度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 点火順序の連続しない気筒同士を組み合わせて複数の気
   筒グループを構成し、これらの気筒グループに対応して
   独立した吸気容積部を設けるとともに、前記各容積部間
   に相互の連通・遮断を切り換える切換弁を介装した吸気
   路装置において、機関の回転速度を検出する回転速度検
   出手段と、機関の負荷状態を検出する負荷検出手段と、
   これらの検出手段と協働して前記切換弁の開閉位置を制
   御する制御手段とを設け、かつ前記制御手段は、所定基
   準を超える高負荷側運転域では機関回転速度が所定値以
   下のときのみ切換弁を閉ざし、所定基準以下の低負荷側
   運転域では常時切換弁を開くように構成したことを特徴
   とする多気筒内燃機関の吸気路装置。