JPS6224771Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は多気筒エンジンの吸気装置、特に詳細
には減速時、シヤツタバルブにより一部気筒の吸
気通路を閉塞するようにした多気筒エンジンの吸
気装置に関する。

従来より、減速時の失火によるHCの排出を防
止するため、減速時一部気筒の吸気通路をシヤツ
タバルブによつて閉塞し、それによつて該吸気通
路の吸気を他の気筒に回し、使用する気筒の充填
効率を高めて燃焼性、着火性を良くするようにし
た多気筒エンジンの吸気装置が知られている。こ
のような吸気装置においては一般に、上記シヤツ
タバルブは例えば吸気負圧により作動する負圧ア
クチユエータによつて駆動するうに形成され、減
速時に該シヤツタバルブ用負圧アクチユエータに
負圧が与えられてシヤツタバルブが閉じられ、そ
の他のときには該負圧アクチユエータに大気が導
入されてシヤツタバルブが開かれるようになつて
いる。

減速から加速に移るとき上記負圧アクチユエー
タを操作してシヤツタバルブを開く際、低回転領
域においては加速のシヨツクを緩和するためにシ
ヤツタバルブを比較的緩やかに開き、一方高回転
領域においては加速応答遅れが生じないようにシ
ヤツタバルブを速く開いてやることが望まれる。
特開昭55−10049号公報には、このような要望に
応えるため、高回転領域においてシヤツタバルブ
を開くときには、負圧アクチユエータに単に大気
を導入するだけでなく、エアポンプ等によつて積
極的に加圧空気を供給してシヤツタバルブを敏速
に開かせるようにした吸気装置が開示されてい
る。

上記特開昭55−10049号公報の吸気装置は、前
述したような要望に確実に応えるものであるが、
エアポンプ等の加圧源や加圧空気配管等の手段を
新たに必要としている。

本考案は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、新規の手段をほとんど必要としないで、低回
転領域と高回転領域におけるシヤツタバルブ開速
度が変えられるようにした多気筒エンジンの吸気
装置を提供することを目的とするものである。

本考案は、近時例えば自動車用エンジンの多く
は、排気中の未燃焼成分HC，COを酸化させるた
めに排気系に二次エアを供給するようにしてあ
り、この二次エアの供給は、高温による触媒等の
破壊を防止するために所定回転数以上では停止す
るように制され、この二次エア供給制御の多くは
吸気負圧等を利用する負圧アクチユエータによて
行なわれていることに着目してなされたものであ
る。すなわち本考案の多気筒エンジンの吸気装置
は、前述のように負圧アクチユエータによつて制
御されるシヤツタバルブを備え、所定回転数以下
の領域では二次エア制御バルブ用負圧アクチユエ
ータにより二次エア制御バルブを開いて排気系に
二次エアを供給し、所定回転数以上の領域では前
記二次エア制御バルブ用負圧アクチユエータに大
気を導入して二次エアの供給を停止するようにし
た多気筒エンジンにおいて、前記シヤツタバルブ
用負圧アクチユエータの負圧通路に第１オリフイ
スを設けるとともに、該第１オリフイスとシヤツ
タバルブ用負圧アクチユエータとの間の負圧通路
と、前記二次エア制御バルブ用負圧アクチユエー
タの負圧通路とを連通する連通路を設け、かつ該
連通路には前記第１オリフイスよりも小径の第２
オリフイスを設けてなるものである。

上記構成の本考案の多気筒エンジンの吸気装置
においては、高回転領域で減速から加速に移る
際、シヤツタバルブ用負圧アクチユエータには、
第１オリフイスが設けられた負圧通路に加え、第
２オリフイスが設けられた連通路を介して二次エ
ア制御バルブ用負圧アクチユエータの負圧通路か
らも大気が導入されるので、上記第１オリフイス
が設けられた負圧通路のみから大気が導入される
低回転領域での加速時よりもより敏速にシヤツタ
バルブが開く。また上記連通路の第２オリフイス
は、第１オリフイスよりも小径に設定されている
ので、高回転領域で減速してシヤツタバルブを閉
じる場合、連通路を介して二次エア制御バルブ用
負圧アクチユエータの負圧通路から大気が進入す
る速さよりも、シヤツタバルブ用負圧アクチユエ
ータの負圧通路から空気が負圧源側に吸引される
速さが大きくなり、該シヤツタバルブ用負圧アク
チユエータの負圧室が負圧状態に設定されてシヤ
ツタバルブが閉じられ得る。反対にシヤツタバル
ブ用負圧アクチユエータの負圧通路が大気状態と
なつて、二次エア制御バルブ用負圧アクチユエー
タの負圧室を負圧にする必要が有る場合、すなわ
ち低回転領域でシヤツタバルブが開かれている場
合にも、オリフイスが設けられていない二次エア
制御バルブ用負圧アクチユエータの負圧通路から
負圧源側に空気が吸引される速さは、連通路から
の大気進入の速さよりも大きくなり、該二次エア
制御バルブ用負圧アクチユエータの負圧室は負圧
状態に設定される。

以下、図面を参照して本考案の実施例について
説明する。

第１図は本考案の１実施例による多気筒エンジ
ンの吸気装置を示すものである。エンジンＥの第
１気筒１および第２気筒２には、各々第１吸気通
路３、第２吸気通路４が連通され、各吸気通路
３，４にはそれぞれ第１気化器５、第２気化器６
が設けられている。各気化器５，６には例えばア
クセルペダルによつて操作されるスロツトルバル
ブ７，８が設けられている。第２吸気通路４の、
スロツトルバルブ８下流位置には弁軸９ａを中心
に回動して該吸気通路４を開閉し得るシヤツタバ
ルブ９が設けられている。このシヤツタバルブ９
の上記弁軸９ａは、レバー１０の一端に固定さ
れ、該レバー１０の他端はシヤツタバルブ用負圧
アクチユエータ１１のダイヤフラム１１ａに固定
されたロツド１１ｂの先端に軸支されている。負
圧アクチユエータ１１のケース１１ｃと上記ダイ
ヤフラム１１ａによつて画成された負圧室１１ｄ
内にはスプリング１１ｅが縮装され、前記ロツド
１１ｂはこのスプリング１１ｅによつて図中左方
に付勢されている。負圧室１１ｄが大気圧状態に
設定されているとき、ロツド１１ｂは上記スプリ
ング１１ｅによつて図中左方に押され、レバー１
０を介してシヤツタバルブ９を全開状態に設定す
る。吸気通路３，４の間の隔壁１２には、連通孔
１３が設けられている。

吸気通路３には、スロツトルバルブ７の下流位
置において負圧通路１４が開口され、この負圧通
路１４は第１、第２、第３の３つの三方弁１５，
１６，１７に接続されている。第１三方弁１５に
は、エアチヤンバ１８が設けられた負圧通路１９
の一端が接続され、この負圧通路１９の他端は前
記負圧アクチユエータ１１の負圧室１１ｄに連通
されている。この第１三方弁１５のもう１つの接
続口１５ａは大気に開放されている。負圧通路１
９の、第１三方弁１５とエアチヤンバ１８の間の
位置には第１オリフイス２０が設けられている。

第２三方弁１６には負圧通路２１の一端が接続
され、この負圧通路２１の他端は後に詳述するエ
アコントロールバルブＶの二次エア制御バルブ用
負圧アクチユエータ２２の負圧室２２ａに連通さ
れている。負圧通路２１からは連通路２３が分岐
され、この連通路２３は前記エアチヤンバ１８よ
りも負圧アクチユエータ１１側の位置において、
負圧通路１９に連通されている。この連通路２３
には、前述した第１オリフイス２０よりも小径の
第２オリフイス２４が設けられている。第２三方
弁１６のもう１つの接続口１６ａは大気に開放さ
れている。

第３三方弁１７には負圧通路２５の一端が接続
され、この負圧通路２５の他端はエアコントロー
ルバルブＶの切替バルブ用負圧アクチユエータ２
６の負圧室２６ａに連通されている。この第３三
方弁１７のもう１つの接続口１７ａは大気に開放
されている。以上説明した３つの三方弁１５，１
６，１７は各々、スロツトルバルブ７，８の開度
を検出するスロツトル開度センサ２７からのスロ
ツトル開度信号S₁、回転数センサ２８からのエン
ジン回転数信号S₂、およびエンジン冷却水温度を
検出する水温センサ２９からの温度信号S₃が入力
される制御回路３０から出力される切替信号S₄，
S₅，S₆によつて、それぞれ負圧通路１９，２１，
２５を負圧通路１４に連通する状態か、あるいは
負圧通路１９，２１，２５を大気開放接続口１５
ａ，１６ａ，１７ａに連通する状態かのどちらか
に各々独立して設定される。

前述したエアコントロールバルブＶは、二次エ
ア制御バルブ用負圧アクチユエータ２２によつて
駆動される二次エア制御バルブ３１と、切替バル
ブ用負圧アクチユエータ２６によつて駆動される
切替バルブ３２を有し、二次エア供給ポンプ３３
によつてポート３４から二次エアが供給される。
上記ポート３４はリリーフポート３５および二次
エア供給ポート３６に連通し、この二次エア供給
ポート３６はポートエア供給ポート３７とスプリ
ツトエア供給ポート３８とに分岐されている。ポ
ートエア供給ポート３７はポートエア通路３９を
介してエンジンＥの各気筒１，２の排気ポートに
連通され、スプリツトエア供給ポート３８はスプ
リツトエア通路４０を介して、排気通路４１の触
媒コンバータ４２に連通されている。

前述した二次エア制御バルブ３１は、上記リリ
ーフポート３５と二次エア供給ポート３６との間
を移動するように形成され、一方切替バルブ３２
は、ポートエア供給ポート３７とスプリツトエア
供給ポート３８との間を移動するように形成され
ている。これらバルブ３１，３２を駆動する負圧
アクチユエータ２２，２６は、前述したシヤツタ
バルブ用負圧アクチユエータ１１と基本的に同様
に形成されている。すなわち負圧アクチユエータ
２２は、ダイヤフラム２２ｂによつて画成された
負圧室２２ａに大気が導入されているときにはロ
ツド２２ｃを介してスプリング２２ｄの付勢力に
よつてバルブ３１を二次エア供給ポート３６に圧
接し、該二次エア供給ポート３６を閉じ、リリー
フポート３５を開く。そして負圧室２２ａが負圧
状態に設定されるとロツド２２ｃが図中左方に引
かれ、リリーフポート３５を閉じ、二次エア供給
ポート３６を開く。また負圧アクチユエータ２６
は、ダイヤフラム２６ｂによつて画成された負圧
室２６ａに大気が導入されているときにはスプリ
ング２６ｃの付勢力によつてバルブ３２を押し下
げ、ポートエア供給ポート３７を開きスプリツト
エア供給ポート３８を閉じる。そして負圧室２６
ａが負圧状態になるとロツド２６ｄによりバルブ
３２を引き上げ、ポートエア供給ポート３７を閉
じスプリツトエア供給ポート３８を開く。

以下、上記構成の本実施例の装置の作用につい
て説明する。エアコントロールバルブＶは、二次
エア供給ポンプ３３から供給される二次エアを、
排気マニホールド内で未燃成分を酸化反応させる
ためのポートエア（ポートエア通路３９から供給
される）として、あるいは触媒コンバータ４２内
でより酸化反応を促進させるスプリツトエア（ス
プリツトエア通路４０から供給される）として、
例えば第２図のチヤートに示されるように運転状
態に応じて適正供給する。このような二次エアの
切り替えは、スロツトル開度信号S₁、エンジン回
転数信号S₂が入力される制御回路３０によつて制
御される。すなわちポートエアを供給すべき運転
状態においては、切替信号S₅によつて第２三方弁
１６は負圧通路１４と負圧通路２１を連通する状
態に設定され、負圧アクチユエータ２２の負圧室
２２ａが負圧状態に設定されて二次エア供給ポー
ト３６が開かれる。それとともに切替信号S₆によ
つて第３三方弁１６は負圧通路２５を大気開放接
続口１７ａに連通する状態に設定され、負圧アク
チユエータ２６の負圧室２６ａに大気が導入され
てポートエア供給ポート３７が開かれ、スプリツ
トエア供給ポート３８が閉じられる。したがつて
二次エアはポートエア通路３９からポートエアと
して供給される。次にスプリツトエアを供給すべ
き運転状態においては、二次エア供給ポート３６
を開くように第２三方弁１６を設定したまま、第
３三方弁１７は負圧通路２５を負圧通路１４と連
通させる状態に設定される。それによつて負圧ア
クチユエータ２６の負圧室２６ａが負圧状態に設
定され、ポートエア供給ポート３７が閉じられて
スプリツトエア供給ポート３８が開かれる。した
がつて二次エアはスプリツトエア通路４０からス
プリツトエアとして供給される。

二次エアの供給をカツトする場合には、切替信
号S₅により第２三方弁１６は負圧通路２１を大気
開放接続口１６ａと連通する状態に設定される。
それにより、負圧アクチユエータ２２の負圧室２
２ａに大気が導入され、二次エア供給ポート３６
は閉じられて、二次エア供給ポンプ３３から供給
される二次エアはリリーフポート３５からリリー
フされる。第２図に示されるような二次エア供給
パターンは、水温センサ２９からの温度信号S₃に
よつて変えられ、よりきめ細かにエンジン運転状
態に対応させた二次エア供給が行なわれる。

第１三方弁１５は、制御回路３０が、スロツト
ル開度信号S₁とエンジン回転数信号S₂とによつて
エンジンの減速を検出すると、切替信号S₄によつ
て、負圧通路１９と負圧通路１４を連通する状態
に設定される。それによつて負圧アクチユエータ
１１の負圧室１１ｄが負圧状態に設定されてロツ
ド１１ｂが図中右方に引かれ、シヤツタバルブ９
はレバー１０を介して該ロツド１１ｂにより回動
されて吸気通路４を全閉する。すると第２気化器
６を通過する吸気は連通孔１３を通して第１吸気
通路３に迂回され、第１気筒１に供給されるよう
になる。そのために第１気筒１の充填効率が高め
られて燃焼性、着火性が向上する。その結果第１
気筒１における失火が防止され、HCの発生が抑
制される。エンジンＥが減速から加速に移ると、
第１三方弁１５は切替信号S₄によつて、負圧通路
１９と大気開放接続口１５ａを連通する状態に設
定される。それによつて負圧アクチユエータ１１
の負圧室１１ｄに大気が導入されてシヤツタバル
ブ９が開かれ、エンジンＥは第１気筒１、第２気
筒２の双方が使用される通常の状態に復帰され
る。

ここで上記のようにしてシヤツタバルブ９を開
くとき、エンジンＥが低回転領域（第２図の例に
おいては2500rpm以下）で運転されている場合に
は、二次エアが必ず供給されているから負圧通路
２１は負圧状態となつている。そこで第１三方弁
１５から負圧アクチユエータ１１への大気導入
は、負圧通路１９に第１オリフイス２０が設けら
れているとともに該大気が連通路２３を介して一
部負圧通路２１側に逃げることもあつて、比較的
緩慢に行なわれる。したがつてシヤツタバルブ９
はゆつくりと開かれ、低回転領域では感じられや
すい加速シヨツクが緩和される。

それに対してエンジンＥが高回転領域（第２図
の例においては2500rpm以上）で運転されている
際にシヤツタバルブ９を開く場合、二次エアがカ
ツトされている（この点については後に詳述す
る）ので負圧通路２１は第２三方弁１６を通して
大気に開放されている。そこで負圧アクチユエー
タ１１への大気導入は、第１三方弁１５に加え、
連通路２４を介して第２三方弁１６からも行なわ
れるようになり、負圧室１１ｄは素早く所定の負
圧状態に設定される。したがつてシヤツタバルブ
９は敏速に開かれ、エンジンＥは応答性良く加速
されるようになる。なお第２図の例においては、
エンジン回転数が所定値以上でかつエンジン負荷
が所定値以上のときに二次エアがカツトされるよ
うになつているが、前述した通りこの二次エア供
給パターンは、その他の運転状態（冷却水温度）
によつて変更されるものであり、ある所定のエン
ジン回転数を基準として二次エアを供給、カツト
するという基本設定は、すべての二次エア供給パ
ターンにおいて実行される。

なお、上記のようにエンジン回転数が所定値以
上となり二次エアをカツトするため負圧通路２１
が大気に開放されているときに減速が行なわれる
と、負圧室１１ｄ内の大気は負圧通路１９を介し
て負圧通路１４側に吸引されるが、それとともに
上記負圧通路２１内の大気が連通路２４を介して
負圧通路１４側に吸引されるようになる。しかし
前述した通り、この連通路２４の第２オリフイス
２３は負圧通路１９の第１オリフイス２０よりも
小径に設定されているので、負圧通路１９から負
圧通路１４への大気吸引速さは、連通路２３から
負圧通路１９への大気導入の速さを上回り、負圧
室１１ｄが負圧状態に設定され得る。

当業者にとつては自明のことであるが、上記シ
ヤツタバルブ用負圧アクチユエータ１１の負圧通
路１９と、二次エア制御バルブ用負圧アクチユエ
ータ２２の負圧通路２１は一般に、互いに近接し
た位置に配設されるので、連通路２３の長さは極
めて短いものとなる。

以上詳細に説明した通り本考案の多気筒エンジ
ンの吸気装置は、従来からの装置に、オリフイス
を設けて連通路を接続するだけの簡単な構成によ
り、低回転領域においては加速シヨツクを緩和
し、高回転領域においては応答性の良い加速を実
現するものであり、実用的な価値は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例を概略的に示す系統
図、第２図は第１図の実施例における二次エア供
給のパターンの一例を示すグラフである。 １，２……気筒、３，４……吸気通路、９……
シヤツタバルブ、１１……シヤツタバルブ用負圧
アクチユエータ、１４，１９，２１，２５……負
圧通路、１５，１６，１７……三方弁、１５ａ，
１６ａ，１７ａ……大気開放接続口、２０……第
１オリフイス、２２……二次エア制御バルブ用負
圧アクチユエータ、２３……連通路，２４……第
２オリフイス、２７……スロツトル開度センサ、
２８……回転数センサ、３０……制御回転、３１
……二次エア制御バルブ、３３……二次エア供給
ポンプ、Ｅ……エンジン、Ｖ……エアコントロー
ルバルブ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 減速時、シヤツタバルブ用負圧アクチユエータ
   によつて駆動されるシヤツタバルブにより一部気
   筒の吸気通路を閉塞して他の気筒の充填効率を高
   め、その他の時は前記シヤツタバルブ用負圧アク
   チユエータに大気を導入してシヤツタバルブを開
   く構成とする一方、所定回転数以下の領域では二
   次エア制御バルブ用負圧アクチユエータにより二
   次エア制御バルブを開いて排気系に二次エアを供
   給し、所定回転数以上の領域では前記二次エア制
   御バルブ用負圧アクチユエータに大気を導入して
   二次エアの供給を停止するようにした多気筒エン
   ジンにおいて、前記シヤツタバルブ用負圧アクチ
   ユエータの負圧通路に第１オリフイスを設けると
   ともに、該第１オリフイスとシヤツタバルブ用負
   圧アクチユエータとの間の負圧通路と、前記二次
   エア制御バルブ用負圧アクチユエータの負圧通路
   とを連通する連通路を設け、かつ該連通路に前記
   第１オリフイスよりも小径の第２オリフイスを設
   けてなる多気筒エンジンの吸気装置。