JPS6223526A - 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】 本発明は相互に独立して気筒に通ずる一次吸気通路と二
次吸気通路にそれぞれ絞り弁を設け、該一次絞り弁の設
定開度から一次絞り弁に連動従続して二次絞り弁が開く
ようにし、二次吸気通路にエンジン運転状態に応じて開
閉するシャッタバルブを設けるエンジンの吸気装置の改
良に関する。

相互に独立して気筒に通ずる一次吸気通路と二次吸気通
路を有するエンジンとして代表的なものにバンケル形ロ
ータリエンジンがあげられる。これにおいて燃料噴射を
行う場合、制御の筒素化のために一次吸気ポートのみに
燃料噴射するのが一般的であり、一次絞り弁の設定開度
から一次絞り弁に連動従続して二次絞り弁が開くように
構成されている。

これだけでは、一次絞り弁高開度のとき二次絞り弁も開
いており、エンジン低回転時に一次吸気通路に高速気流
が得られず燃料の微粒化を促進することができない。粗
大燃料粒は質量が大きいので作動室後方に集められ層状
充てんになってしまう。

加えて、エンジン低回転時には圧縮行程に伴う作動室内
全体のガス流動が小さく、二次吸気ボートからは空気の
みが入ってくることも混合気の不均一化を助長し、着火
性、燃焼効率を低下させ安定した運転性能が得られず、
加速性能、燃費性能とも低下してしまう。

これに対処すべく現行のものにおいては二次絞り弁上流
にシャッタバルブを設けている。エンジン低回転時にこ
れを閉じるようにすると、二次絞り弁が開いているとき
に出力急変を発生することなくシャッタバルブを開動作
することができるエンジン運転状態は一次絞り弁開度が
小さいときほど低回転側に移行してくる。これではエン
ジン低回転時に一次吸気通路に高速気流を得るという要
求に逆行する。

これにおいて一次絞り弁開度に関係なく低回転時にシャ
ッタバルブを閉じておくようにすれば、シャッタバルブ
開動作時に出力急変を防ぐためにシャッタバルブの開動
作を緩慢にするための遅延装置を設けねばならず、絞り
弁操作に対するエンジン出力の応答性を劣化させる。

従って、上記した問題無くシャッタバルブをを可及的高
回転側で開動作することができれば、可及的高回転まで
一次吸気通路のみから吸気を供給することができ、混合
気形成上有利であり、エンジン性能の向上を図ることが
できる。

本発明は上記要求に有効に対処することのできるエンジ
ンの吸気装置を得るべくなされたものであり、詳細には
、相互に独立して気筒に通ずる一次吸気通路と二次吸気
通路にそれぞれ絞り弁を設け、該一次絞り弁の設定開度
から一次絞り弁に速動従続して二次絞り弁が開くように
し、二次吸気通路にエンジン運転状態に応じて開閉する
シャッタバルブを設けるエンジンの吸気装置において、
該シャッタバルブを出力急変が発生することなく開動作
できるエンジン回転数が可及的高回転側にあるエンジン
の吸気装置を得ることを目的とする。

本発明実施例を図面にもとづいて説明すると、第１図の
１はスロットルボデーで、気筒に開口する一次吸気ポー
トと二次吸気ポートに接続された吸気管に接続し、気筒
まで相互に独立した一次吸気通路２と二次吸気通路３と
を形成している。

そして、一次吸気通路２には一次絞り弁４、二次吸気通
路３には二次絞り弁５が設けられている。

６は中央部を一次絞り弁軸７に固定された一次絞り弁レ
バーで、一端をアクセルペダルの踏み込みに応じて一次
絞り弁４が開くようにアクセルペダルに連係し、他端に
は円弧状スリット８が設けられている。

二次絞り弁軸９には二次絞り弁レバー１０の中央部が固
定され、該レバーの一端と円弧状スリット８とがロッド
１１により連結されており、一次絞り弁４が設定開度に
達するとロッド１１の一端が円弧状スリッド８の端部に
当接し、二次絞り弁５を開き始めるようになっており、
一次絞り弁４全開時に二次絞り弁５も全開する。

１２は一次絞り弁４と二次絞り弁５の下流において一次
吸気通路２と二次吸気通路３とを連通する連通路である
。

二次吸気通路３の連通路１２より下流にはシャッタバル
ブ１３が設けられ、シャッタバルブ軸１４にはシャッタ
バルブ開度制限レバー１５中央部を回転自在に取り付け
、該シャッタバルブ開度制限レバー１５一端と二次絞り
弁レバー１０他端とはロッド１６により連結されており
、二次絞り弁レバー１０とシャッタバルブ開度制限レバ
ー１５の回転角度が同一になるように連携されている。

また、シャッタバルブ軸１４にはシャッタバルブレバー
１７が固定されており、該シャッタバルブレバー端部が
シャッタバルブ開度制限レバー１５の他端に当接するよ
うに折り曲げられている。

以上の構成により、一次絞り弁４の設定開度から一次絞
り弁４に連動従続して二次絞り弁５が開き、一次絞り弁
４に連動従応してシャッタバルブ１３が開いたときの開
度を制限する。本実施例においては二次絞り弁５開度と
同一にシャッタバルブ１３が開いたときの開度を制限す
るようにしている。

上記エンジンの吸気装置を用いて、一次絞り弁４の二次
絞り弁５が開き始める開度から小分割開度毎にエンジン
出力軸に直結した可変回転負荷を変化させながら、シャ
ッタバルブ１３を全閉しているときと制限される開度ま
で開いているときの全エンジン回転数域における軸トル
クを計測する。

ターボチャージ付のエンジンの場合にはターボチャージ
ャが過渡状態でなく静的作動状態になっているようにし
て計測する。

この実験データから一次絞り弁４の各開度毎のシャッタ
バルブ１３を全閉しているときと制限される開度まで開
いているときの軸トルクが等しいエンジン回転数をとっ
て表わしたものが第２図の曲線である。

上記シャッタバルブ１３開・閉時の軸トルクが等しい運
転状態は概してシャッタバルブ１３閉時の一次吸気通路
２のみから吸気を供給することによる吸入抵抗の増加に
より低下した軸トルクとシャッタバルブ１３開示の混合
気形成能力の低下により低下した軸トルクとが等しいと
ころである。

厳密には、シャッタバルブ１３の開閉による気柱振動の
動的効果の変化等も加わるが、上記実験方法によれば当
然これらのことも加味される。

もし仮に、連通路１２がない場合を考えると、シャッタ
バルブ１３閉時に吸気通路の絞り弁下流に圧力低下が発
生し始める回転数のところにシャッタバルブ１３開・閉
時の軸トルクが等しいエンジン回転数があることになる
ので、一次絞り弁４開度が小さいときほど低回転側に移
行してくることになる。

しかし、第２図からもわかるように、連通路１２を設け
れば、シャッタバルブ１３閉時に二次絞り弁５を通過し
た吸気が一次絞り弁４により絞られた分を埋め合わせる
ように連通路１２から一次吸気通路２に流れ込み、シャ
ッタバルブ１３開時には二次絞り弁５を通過した吸気は
二次吸気通路３から供給されるため、シャッタバルブ１
３閉時に一次吸気通路２による吸入抵抗が増加し始める
回転数のところにシャッタバルブ１３開・閉時の軸トル
クが等しいエンジン回転数があることになり、一次絞り
弁４開度が小さいときほど高回転側に移行してくる。

また、シャッタバルブ１３開度を制限する機構を設けず
全開のみとした場合を考えると、シャッタバルブ１３開
時の二次絞り弁５が部分開度のとき、一次吸気通路２か
ら二次吸気通路３に連通路１２を介して吸気が流れ込み
吸入抵抗が大幅に小さくなるので、シャッタバルブ１３
開・閉時の軸トルクが等しいエンジン回転数がシャッタ
バルブ１３開度を制限する場合に比較して大幅に低回転
側になってしまう。

次に、シャッタバルブ１３開閉の制御方法について簡単
に説明すると、第２図から一次絞り弁４各所定開度に対
するエンジン回転数を読み取り、これをあらかじめコン
トロールユニット（コンピュータ）１８のリードオンリ
メモリ（ＲＯＭ）に記憶させておき、実際のエンジン運
転時に、一次絞り弁軸７の一次絞り弁レバー６とは反対
側に取り付けられた一次絞り弁開度センサ１９からの信
号をコントロールユニット１８に入力し、隣接する所定
一次絞り弁４開度に記憶されているエンジン回転数を呼
び出し、補間演算によって一次絞り弁４開度の中間値に
対するエンジン回転数を算出する。あるいは、第２図の
曲線に近似な曲線の関数演算によってもよい。そして、
エンジン回転数センサ２０からコントロールユニット１
８に入力される信号からのエンジン回転数を前記算出し
たエンジン回転数と比較し、前記算出したエンジン回転
数より高回転域ではシャッタバルブ軸１４のシャッタバ
ルブ開度制限レバー１５とは反対側の端部に直結したロ
ータリソレノイド２１に通電し励磁してシャッタバルブ
１３を制限される開度まで開いているようにする。また
、前記算出したエンジン回転数より低回転域ではロータ
リソレノイド２１に通電せずにシャッタバルブ１３を全
閉しておくようにする。

従って、第２図の斜線部分の運転域ではシャッタバルブ
１３開、その他の運転域では閉になる。

そして、シャッタバルブ１３閉の運転域から開の運転域
に入るとき境界曲線のところで一気に全閉から制限され
る開度まで開く。その逆の場合には逆の動作を行う。こ
のとき、境界曲線の運転状態はシャッタバルブ１３開・
閉時の軸トルクが等しいところなので出力急変が発生す
ることはない。

以上のように絞り弁開度に応じてシャッタバルブ１３を
開閉動作するエンジン回転数を設定することは、自動車
エンジンに適用した場合に、通常の走行において絞り弁
全開にすることはほとんどないことから、その意義は大
きい。

尚、後述になってしまったが、二次絞り弁５はロータリ
ソレノイド２１の回転力によって開かれることがないよ
うに閉方向にバネ（図示せず）にて付勢してある。

また、シャッタバルブ開度制限レバー１５は二次絞り弁
レバー１０を介さず一次絞り弁レバー６から直接連動さ
れるようにしてもよい。

さらにまた、必要とあらば、シャッタバルブ１３の制限
開度は二次絞り弁５開度と同じにしなくともよい。

以上に説明したように本発明によれば、相互に独立して
気筒に通ずる一次吸気通路と二次吸気通路にそれぞれ絞
り弁を設け、該一次絞り弁の設定開度から一次絞り弁に
連動従続して二次絞り弁が開くようにし、二次吸気通路
にエンジン運転状態に応じて開閉するシャッタバルブを
設けるエンジンの吸気装置において、該シャッタバルブ
を出力急変が発生することなく開動作できるエンジン回
転数が可及的高回転側にあるエンジンの吸気装置を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明エンジンの吸気装置の実施例を示す要部
垂直断面図、第２図は本発明実施例吸気装置付エンジン
のシャッタバルブ開・閉運転域及び開閉動作を行う運転
状態を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　相互に独立して気筒に通ずる一次吸気通路と二次吸
   気通路にそれぞれ絞り弁を設け、該一次絞り弁の設定開
   度から一次絞り弁に連動従続して二次絞り弁が開くよう
   にし、二次吸気通路にエンジン運転状態に応じて開閉す
   るシャッタバルブを設けるエンジンの吸気装置において
   、前記各吸気通路を各絞り弁下流において連通する連通
   路を設け、前記シャッタバルブを該連通路下流に設け、
   一次絞り弁に連動従応して該シャッタバルブ開度を制限
   する機構を設けたことを特徴とするエンジンの吸気装置
   。