JPS62225718A - 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） 本発明はエンジンが新しいうちにおける当該エンジンの
保護を行うようにしたエンジンの吸気装置に関するもの
である。

（従来技術） エンジンのなかには、エンジンの運転状態に応じて吸気
ポート面積を可変とすることによりあるいは吸気ポート
の閉口タイミングを可変とすることにより、常に部分な
吸気の供給が行えるような状態に制御される吸気ポート
可変手段を備えたものがある（実開昭５９−１６５５３
０号公報）。

すなわち、少なくとも低速低負荷域においては吸気ポー
ト面積の小さいあるいは吸気ポート閉口時期の早い第１
の状態として、吸気流速を早めたりあるいは吸気の吹き
返しを少なくすることにより多くの吸気を供給し得るよ
うにし、また高速高負荷域においては、吸気ポート面積
の大きいあるいは吸気ポート閉口時期の遅い第２の状態
として、これ又より多くの吸気を吸入し得るようにした
ものがある。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、エンジンは、摺動部分や回転部分等が十分に
なじんでいない新しいうちは、特に耐久性の観点からし
て、エンジンの無理がかからないように少なくとも高速
高負荷運転を避けることが望まれるものである。このた
め、ユーザに対するマニュアルにおいて１例えば走行距
離が５０００Ｋｍ未満の間は、急加速や極端な高速走行
を避けるいわゆるならし運転を行うように注意を促すこ
とが一般に行われている。しかしながら、運転者によっ
ては、ならし運転を終了してない状態で急加速や連続高
速走行等のエンジンに対して過酷な条件で運転を行って
しまう場合がある。

このように、エンジンのならし運転が終了する前に過酷
な運転、特に高負荷高速運転を強いると、エンジンの耐
久性の点で問題となる。

したがって、本発明の目的は、エンジンのならし運転終
了前において運転者が過酷なエンジン運転条件を要求し
た場合あっても、エンジンを効果的に保護して耐久性を
向上させ得るようにしたエンジンの吸気装置を提供する
ことになる。

（問題点を解決するための手段、作用）本発明は、前述
したような吸気ポート可変手段を備えたエンジンに着目
して、エンジンのならし運転終了前にあっては、たとえ
運転者が高負荷高回転運転を要求しても、この吸気ポー
ト可変手段を制御して吸気量を制限する方向に補正する
ことにより、エンジンに無理がかからないようにしであ
る。そして、このならし運転が終了したか否かは、所定
走行距離だけ走行したか否かによってみるようにしであ
る。具体的には、 少なくとも低速低負荷域において吸気ポート面精の小さ
いあるいは吸気ポート閉口時期の早い第１の状態と高速
高負荷域において吸気ポート面積の大きいあるいは吸気
ポート閉口時期の遅い第２の状態とに制御される吸気ポ
ート可変手段を備えたエンジンの吸気装置において、 所定走行距離を走行するまでは、少なくとも高速高負荷
域において、前記吸気ポート可変手段を制御して前記第
１の状態方向に補正する制御手段を備えている、 ような構成としである。

（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１図において、ｌは４サイクル往復動型とされたエン
ジンのシリンダ（燃焼室）で、シリンダ１には、第１、
第２の２つの吸気ポート２．３８よび第１、第２の２つ
の排気ポート４．５が開口され、これ等各ポート２〜５
は、それぞれ図示を略す吸気弁あるいは排気弁により周
知のタイミングで開閉されるようになっている。また、
シリンダ１の中央には点火プラグ６が配置されている。

シリンダ１への吸気を供給する吸気通路１１は、少なく
ともその下流側端部が、隔壁１２によって第１、第２の
２本の分岐通路１１ａ、１１ｂに分岐され、第１分岐通
路１１ａが第１吸気ポート２に、また第２分岐通路１１
ｂが第２吸気ポート３に連通されている。このような吸
気通路１１には、その上流側端から上記隔壁１２に至る
までの間に、エアクリーナ１３、エアフローメータ１４
、スロットル弁１５、燃料噴射弁１６が順次配設されて
いる。また、吸気通路１１のうち第２分岐通路１１ｂに
は、開閉弁１７が配設されている。

上記開閉弁１７は、吸気供給態様の切換えを行うもの、
すなわち第２分岐通路１１ｂを閉じて第１吸気ポート２
からのみ吸気を供給させる状態と、第２分岐通路１１ｂ
を開いて第１、第２吸気ポート２．３の両方から吸気を
供給する状態との切換えを行う吸気ポート可変手段を構
成している。この開閉弁１７は、圧力作動式のアクチュ
エータ１８によって開閉作動されるもので、アクチュエ
ータ１８の圧力室１８ａを画成するダイヤフラム１８ｂ
が、リンク１９を介して開閉弁１７に連結されている。

このアクチュエータ１８は、その圧力室１８ａに大気圧
が供給された際には、スプリング１８ｃの作用によって
開閉弁１７を閉じ、また圧力室１８ａに負圧が供給され
ると、スプリング１８ｃに抗してダイヤフラム１８ｂが
変位することにより、開閉弁１７が開かれる。そして、
圧力室１８ａに対する供給負圧の大きさに応じて開閉弁
１７の開度が可変とされる。

前記アクチュエータ１８に対する負圧供給源となるタン
ク２０は、逆止弁２１を介して、スロットル弁１５下流
の吸気通路１１内と連通され、エンジンの運転によって
吸気通路ｌｌ内に発生する負圧が、当該タンク２０内に
貯留される。このタンク２０は、リリーフ通路２２を介
して、スロットル弁１５上流の吸気通路１１内に連通さ
れ、このリリーフ通路２２には、互いに直列に、オリフ
ィス２３および電磁開閉弁からなる調圧弁２４が接続さ
れている。また、タンク２０は、三方電磁切換弁２５を
介してアクチュエータ１８の圧力室１８ａに接続され、
この切換弁２５の消磁あるいは励磁によって、圧力室１
８ａが大気またはタンク２０に選択的に連通されるよう
にしてなっている。なお、上記調圧弁２４と切換弁２５
とは、後述するように、デユーティ制御されるものであ
る。

第１図中３１は例えばマイクロコンピュータにより構成
された制御ユニットで、この制御ユニット３１には、各
センサ３２〜３７からの各信号が入力されるようになっ
ている、この各センサ３２〜３７のうち、センサ３２は
吸気温度を検出するものであり、センサ３３は、フラッ
プ型のエアフローメータ１４の回動量を電気信号に変更
するポテンショメータ等で構成されて、吸入空気量を検
出するものである。また、センサ３４はスロットル開度
すなわちエンジン負荷を検出するものであり、センサ３
５はタンク２０内の負圧の大きさを検出するものであり
、センサ３６はエンジン回転数を検出するものである。

さらに、センサ３７は、所定走行圧ｒａ（例えば５００
０Ｋｍ）走行したか否かを検出するものであり、例えば
車両のインストルメントパネルに配置される積算距離計
が所定走行距離を示したときに作動されるスイッチによ
り構成することができる。そして、制御ユニット３１か
らは、前記燃料噴射弁１６の他、調圧弁２４および切換
弁２５へ出力される。なお、制御ユニット３１は、吸入
空気量とエンジン回転数とに基づいて燃料噴射量を決定
すると共に、吸気温に基づいてこれを補正して、所定の
タイミングで燃料噴射弁１６から燃料を噴射させる機能
をも有するが、この部分は周知なのでこれ以上の説明は
省略する。

制御ユニット３１は、調圧弁２４および切換弁２５を制
御して、開閉弁１７を後述するようにあらかじめ定めた
運転条件に基づいて全開、全開あるいは所望の開度とす
るものである。すなわち、切換弁２５を制御してアクチ
ュエータ１８の圧力室１８ａを大気に解放したままとす
れば開閉弁１７が全閉とされ、また圧力室１８ａをタン
ク２０と連通したままとすれば開閉弁１７が全開とされ
る。さらに、開閉弁１７を所望の開度゛とするため、セ
ンサ３５からの検出圧力すなわちタンク２０に貯留され
ている負圧の大きさに基づき、調圧弁２４をデユーティ
制御してリリーフ通路２２を通してタンク２０内の負圧
を逃がすことにより、当該タンク２０内を所定負圧に維
持する。また、切換弁２５をデユーティ制御してアクチ
ュエータ１８の圧力室１８ａが大気またはタンク２０と
連通される割合を制、御することにより、この圧力室１
８ａへの供給負圧の大きざすなわち開閉弁１７の開度を
調整する。

以上ことを前提として、第２図を参照しつつ開閉弁１７
の制御について説明する。先ず、第２図（ｂ）には、開
閉弁１７の切換特性線Ｘを示してあり、この特性線Ｘは
、実施例では、エンジン回転数の他にエンジン負荷をも
パラメータとして決定されている。そして、基本的には
、この特性線Ｘよりも低回転側において（全負荷時にお
ける切換時のエンジン回転数をＮ１として示しである）
開閉弁１７が全開とされ、特性線Ｘよりも高回転側にお
いて開閉弁１７が全開とされる。そして、このような開
閉弁１７の基本的な切換に基づくエンジントルクを、第
２図（ａ）実線で示しである。このように、少なくとも
エンジン回転数に応じて開閉弁１７の開閉を切換えて、
吸気ポートの有効開口面積を調整することにより、エン
ジンの広い回転域に渡って出力が確保される。

上述した説明は、走行圧＃（積算走行距離）が所定値Ｌ
１　（例えば５０００Ｋｍ）以上となったならし運転終
了時のときであり、この走行距離が所定値Ｌ１以下の場
合は、例えば第３図に示すように、切換特性線Ｘを境に
して、開閉弁１７の開閉態様が第２図（ｂ）の場合とは
逆転される。これにより、ならし運転終了前にあっては
、エンジントルクが、前述した第２図（ａ）実線で示す
基本の場合（ならし運転終了後の場合）に比して、第２
図（ａ）破線で示すように低下される。すなわち、エン
ジンが過酷な条件下で運転されるのが防止される。

第４図はならし運転終了前における本発明の他の制御例
を示すもので、第４図（ｂ）に示すように、開閉弁１７
の切換特性線として、前述した特性線Ｘの他に、所定の
負荷Ｐ、によってのみ定まる別の特性線Ｙを設定したも
のである。すなわち、この両特性線ＸとＹとで区分され
る４つの領域のうち、特性線７以上の高負荷領域のみを
前述した第２図（ｂ）の基本のものとは変更してあり、
低回転領域では開閉弁１７を全閉よりも若干開き、また
高回転領域では開閉弁１７を全開よりも若干開じるよう
にしである。このように制御することにより、ならし運
転終了前にあっては、エンジントルクが、第２図（ａ）
および第４図（ａ）実線で示す基本のものに比して、第
４図（ａ）破線で示すように、この基本エンジントルク
に沿って所定割合だけ低下される。

第５図はならし運転終了前における本発明のさらに他の
制御例を示すもので、開閉弁１７の切換特性線は第４図
の場合と同様にＸとＹとの２本としである。そして、所
定の負荷２１以上の高負荷時にあっては、第２図（ｂ）
に示す基本のものに比して、低回転領域では開閉弁１７
を全開とし。

また高回転領域では開閉弁１７を全閉としたものである
。この第５図に示す場合にあっては、第４図（ａ）破線
で示すトルク曲線を、最も小さな値としてオフセットし
たようなものが得られる。

第６図は、前述した第３図〜第５図に示すならし運転終
了前における開閉弁１７の補正のための制御を、走行距
離に基づいて開閉弁１７の開度を設定することにより行
うようにしたものである。

すなわち、第３図に注目してその意味するところを説明
すれば、第３図の全開領域では、走行距離が小さいほど
開閉弁１７の開度を大きくシ（補正量大）、同様に、第
３図の全閉領域では、走行距離が小さいほど開閉弁１７
の開度を小さくする（補正量大）。このようにして、第
４図、第５図の場合も同様に、走行距離が小さいほど、
エンジントルクが小さくなる方向への開閉弁１７の開度
補正量が大きくなる。

以上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。

■開閉弁１７を作動させるためのアクチュエータとして
は、圧力作動式のものに限らず、例えばステッピングモ
ータ等の電磁作動式のものであってもよい。

■可変吸気ポートを構成するには、吸気ポートの開口面
積の調整の他、例えば吸気ポートの閉口時期を調整する
ことにより行ってもよい。すなわち、往復動型のものに
あっては吸気弁の閉弁時期可変とすることにより、また
ロータリピストンエンジンにあってはロータの進み側に
ある吸気ポートの閉口時期を調整することにより行って
もよい。

（■制御ユニット３１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明らかなように、エンジン
のならし運転終了前には、少なくとも高速高負荷域にお
いて吸気量を制限する方向に補正してエンジンに無理が
かからないようにしたので、エンジン保護ひいては耐久
性向上の上で極めて効果的である。

また、本発明は、従来からある吸気ポートＯｆ変手段を
そのまま利用して行うので、実施化を図る丑でも極めて
有利である。

勿論、ならし運転が終了したか否かは走行距離によって
みるようにしであるので、このならし運転終了可否の検
出も簡単に行えるものである。

【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〜第６図は本発明の制御例を図式的に示すグラフ
。 １ニジリンダ ２．３：吸気ポート １１：吸気通路 １１ａ、１１ｂ：分岐通路 １２：隔壁 １７：開閉弁（吸気ポート可変手段） １８：アクチュエータ ２１：タンク（負圧供給源） ２５：三方電磁切換弁 ３１：制御ユニット ３６：センサ（エンジン回転数） ３７：センサ（走行圧Ｍ） 第 第２図 １図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも低速低負荷域において吸気ポート面積
   の小さいあるいは吸気ポート閉口時期の早い第１の状態
   と高速高負荷域において吸気ポート面積の大きいあるい
   は吸気ポート閉口時期の遅い第２の状態とに制御される
   吸気ポート可変手段を備えたエンジンの吸気装置におい
   て、 所定走行距離を走行するまでは、少なくとも高速高負荷
   域において、前記吸気ポート可変手段を制御して前記第
   １の状態方向に補正する制御手段を備えている、 ことを特徴とするエンジンの吸気装置。