JPS63105230A - 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） 本発明はエンジンの吸気装置に関する。

（従来の技術） エンジンの吸気装置に関して、１気筒当りに２つの吸気
ポートを設け、エンジン回転数が低い低速運転時には１
つの吸気ボートのみを利用し、エンジン回転数が高い高
速運転時には２つの吸気ボートを利用するようにしたも
のはある１例えば、実開昭５９−１６５５３０号公報に
は、ロータリピストンエンジンにおいて、メイン吸気ポ
ートの他に補助吸気ポートを設け、エンジンの運転状態
に応じて補助吸気ポートを開閉するようにした吸気装置
が記載されている。この吸気装置の場合、補助吸気ポー
トがメイン吸気ポートよりもロータ回転方向の先側にあ
るから、補助吸気ポートの開閉により、吸気ポート面積
が変化するだけでなく吸気ポート閉口時期も変化するこ
とになる。

かかる吸気装置においては、低速運転時に吸気ポート面
積を小とすることにより、燃焼室に充填される吸気の勢
いを高め、あるいは吸気ポート閉口時期を早めることに
より、吸気の吹返しを少なくしてその充填効率を高める
ことができるが、エンジン回転数が高くなるにつれて吸
気流速が高まるから、逆に吸気ポート面積小であること
が通路抵抗となり、また、吸気ボート閉口時期が早いこ
とが吸気の充填量を制限する結果となってしまう。

そこで、エンジンが高速運転状態となると、吸気の充填
効率をより高めるべく上記吸気ポート面積が大きく、あ
るいは吸気ポート閉口時期が遅くなるように吸気ポート
の状態を切替えることになるが、この切替点は一般に低
速運転時のポート状態で得られるトルクが高速運転時の
ポート状態で得られるトルクよりも小さくなる境界の予
め求められた運転状態に設定されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、一旦設定された運転状態で上記吸気ポー
ト状態の切替えを行なっても、その切替えにより予定よ
りも大きな出力低下やトルクショックを招く問題がある
。この問題について検討したところ、吸気温度や大気圧
の状態によって吸気の密度が異なり、従って、吸気の動
圧が異なってくるため、同じ吸気ポート状態でもエンジ
ン回転数に対するトルク特性が変化することが判明した
ものであり、本発明はかかる吸気状態の変化による上記
出力低下やトルクショックの問題を解決しようとするも
のである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決する手段として、エンジンの
低速運転時に吸気ポート面積が小さい状態か吸気ポート
閉口時期が早い状態の少なくとも一方をとる第１の状態
と、エンジンの高速運転時に吸気ポート面積が大きい状
態か吸気ポート閉口時期が遅い状態の少なくとも一方を
とる第２の状態との間で吸気ポート状態を切替えるよう
にしたものにおいて、この吸気ポート状態の切替点を吸
気密度が低いほど高速運転側に補正する制御手段を設け
たエンジンの吸気装置を提供するものである。

（作用） 上記吸気装置において、第１の状態は吸気ポート面積小
で吸気の流速を高めた状態か、吸気ポート閉口時期早で
吸気の吹返しを抑えた状態の少なくとも一方の状態、つ
まり吸気の勢いが弱いことを前提とした状態であり、第
２の状態は逆に吸気の流速が相対的に低くなっても通路
抵抗を小さくし、あるいは吹返しに抗して遅くまで吸気
を燃焼室に流入させるという吸気の勢いが強いことを前
提とした状態である。

しかして、吸気温度が高いかあるいは大気圧が低いこと
により、吸気密度が低いときは、吸気は軽いためその動
圧が小さく、エンジン回転数が比較的高くなっても勢い
が強くならない、かかるときに、第１の状態から第２の
状態に切替わると。

上記吹返しにより吸気の充填効率が低くなるが、本発明
の吸気装置の場合、エンジン回転数が比較的高くなるま
で第１の状態が維持されるから、吸気行程の後半でも吸
気は比較的高い流速、つまりは強い勢いで燃焼室に流入
し、また、吹返しによる吸気の充填効率の低下も少ない
。そして、エンジン回転数が高くなって吸気の本来の勢
いが強くなった時点で第２の状態となるから、この状態
の切替えによる大きな出力低下ないしはトルクショック
は生じない。逆に、第２の状態から第１の状態に切替わ
る場合でも、吸気の勢いが大きく低下する前のエンジン
回転数が比較的高い運転状態のときに切替わるから、上
記の出力低下ないしはトルクショックが防止される。

また、吸気密度が高いときは、吸気は重いため動圧が大
きく、エンジン回転数が比較的低い運転状態でも燃焼室
に流入する勢いが強い。このときは上記第１と第２の状
態の切替点がエンジン回転数の低い側にずれて出力低下
ないしはトルクショックを防止することになる。

（発明の効果） 従って１本発明によれば、吸気密度の高低によって吸気
ポート状態の切替点が低速側あるいは高速側に補正され
るから、エンジンの大きな出力低下やトルクショックの
発生が防止される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図に示すレシプロエンジンの吸気装置において、１
は気筒の燃焼室であり、第１と第２の吸気ポート２，３
と第１と第２の排気ポート４，５が開口し、各吸気口お
よび排気口に第１と第２の吸気バルブ６．７、第１と第
２の排気バルブ８゜９が設けられている。吸気通路１０
にはその上流側からエアクリーナ１１、エアフローメー
タ１２、スロットルバルブ１３、燃料噴射弁１４が順に
設けられていて、第１と第２の吸気ポート２，３の分岐
点近傍において第２吸気ポート３に切替バルブ１５が介
装されている。

上記切替バルブ１５は負圧応動式アクチュエータ１６の
作動ロッド１６ａにリンク１７を介して連結されており
、このアクチュエータ１６の負圧室１６ｂがスロットル
バルブ１３の下流の吸気通路１０に負圧通路１８を介し
て接続されている。

そして、負圧通路１８には吸気通路ｌＯ側から順に逆止
弁１９および大気開放ポートをもつソレノイド式の三方
バルブ２０が介装されていて、三方バルブ２０および上
記燃料噴射弁１４は、エアフローメータ１２、エンジン
回転数を検出する回転センサ２１、大気圧を検出する大
気圧センサ２２および吸気温度を検出する吸気温センサ
２３の出力を受ける制御手段２４から作動指令を受ける
ようになっている。

上記第１と第２の吸気バルブ６．７のリフト特性は第２
図に示されており、第１吸気バルブ６はピストンの上死
点直前から下死点直後まで開き、第２吸気バルブ７は第
１吸気バルブ６の開弁前からその閉弁後の所定クランク
角度まで開き、かつバルブリフト量は第１吸気バルブ６
よりも大きくなされている。

従って、吸気ポート状態は、上記切替バルブ１５が閉の
とき吸気ボート面積が小さく且つ吸気ポート閉口時期が
早い第１の状態となり、上記切替バルブ１５が開のとき
吸気ポート面積が大きく且つ吸気ポート閉口時期が遅い
第２の状態となる。

制御手段２４は、エアフローメータ１２と回転センサ２
１からの信号に基づき１点火当りの要求噴射燃料量を求
める噴射量演算部と、大気圧センサ２２と吸気温センサ
２３からの信号に基づき吸気密度を求める吸気密度演算
部と、求めた吸気密度に応じて切替バルブ１５の開閉を
切替えるべきエンジン回転数を予め設定された特性テー
ブルから索引する切替点補正部と、回転センサ２１から
の信号に基づきそのときのエンジン回転数と上記切替点
から要求される吸気ポート状態を判定する状態判定部と
を備える。

この場合、切替点補正部の索引テーブルは、吸気密度が
高くなるに従って切替エンジン回転数が低下する特性の
ものであり、その切替エンジン回転数はそのときの吸気
密度において吸気ポートが第１の状態にあるときのエン
ジンのトルクと、第２の状態にあるときの同トルクとが
一致するエンジン回転数である（第３図参照）。

従って、上記エンジンの吸気装置において、エンジンの
低速運転時には、三方バルブ２０は吸気通路ＩＯとアク
チュエータ１６の負圧室１６ｂとを連通し、アクチュエ
ータ１６は吸気負圧により切替バルブ１５を閉じていて
、吸気ポートは第１の状態にある。すなわち、吸気は吸
気ボート面積が小さく流速が高められることにより、吸
気行程後半でも燃焼室１に比較的よく流入し、また、吸
気ポート閉口時期が早いことにより、吹返しの影響もあ
まりない。一方、高速運転時には、アクチュエータ１６
は負圧室１６ｂが三方バルブ２０により大気に開放され
ることにより、切替バルブ１５を開とし、吸気ポートは
第２の状態となる。すなわち、吸気は吸気ポート面積大
で通路抵抗が少なくなることにより、燃焼室ｌに多量に
流入可能となり、また、吸気流量が多く且つ流速も高い
ため、吸気ポート閉口時期が遅くとも、吸気は上記吹返
しに抗して吸気行程終了付近まで燃焼室１に流入する。

しかして、第３図に示す如く、エンジンのトルクは、第
１の状態と第２の状態においてそれぞれ最も適したエン
ジン回転数のときピークとなり、この両状態は各々のト
ルクが一致するエンジン回転数のときに互いに切替わる
が、両状態のトルク特性は吸気密度に応じて変化する。

すなわち、吸気密度が低いとき、吸気は軽くその動圧が
低いため、第３図に破線で示す如くトルクは全体に低下
するとともに、トルクのピークが高速側にずれてくる。

これに伴い、第１と第２の両状態でのトルクの一致点も
高速側にずれるが、それに応じて第１状態と第２状１原
の間での切替点も第４図に示す如く高速側にずれるため
、常に面状態のトルクが一致する運転状態で吸気ポート
状態の切替えが行なわれ、大きな出力低下やトルクショ
ックの発生はない。吸気密度が高くなったときも第３図
に１点鎖線で示す如くトルクの一致点が低速側にずれ、
それに応じて上記切替点が低速側にずれることにより、
上記出力低下やトルクショックが防止される。

上記実施例は吸気ポート状態の切替えをエンジン回転数
に基いて行ない、吸気の充填効率が最も高くなるように
してエンジン出力を得ようとするものであるが、一般に
低負荷側では高いエンジン出力はあまり要求されず、そ
の出力の安定化が要求される。その場合は、第５図に示
す如く低負荷側では吸気ポート状態の切替条件にエンジ
ン負荷を加味し、吸入空気量が一定となるライン上にお
いて吸気ポート状態の切替えを行ない、吸気密度に応じ
てこの切替ラインを高速側あるいは低速側に補正するよ
うにする。

また、上記実施例はレシプロエンジンの例であるが、本
発明は補助吸気ポートをバルブで開閉するようにしたロ
ータリピストンエンジンに適用することができる。

また、吸気ポート状態の切替えに関して、吸気ポート面
積のみを切替える場合、吸気ポート閉口時期のみを切替
える場合のいずれにも本発明は適用することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はエンジンの吸気
装置の構成図、第２図は吸気バルブのリフト特性図、第
３図はエンジン回転数とトルクの関係を示す特性図、第
４図および第５図はそれぞれ切替バルブの開閉領域を示
す特性図である。 ■・・・・・・燃焼室、２・・・・・・第１吸気ボート
、３・・・・・・第２吸気ボート、６・・・・・・第１
吸気バルブ、７・・・・・・第２吸気バルブ、１０・・
・・・・吸気通路、１５・・・・・・切替バルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの低速運転時に吸気ポート面積が小さい
   状態か吸気ポート閉口時期が早い状態の少なくとも一方
   をとる第１の状態と、エンジンの高速運転時に吸気ポー
   ト面積が大きい状態か吸気ポート閉口時期が遅い状態の
   少なくとも一方をとる第２の状態との間で吸気ポート状
   態を切替える手段を備えたものにおいて、この吸気ポー
   ト状態の切替点を吸気密度が低いほど高速運転側に補正
   する制御手段を設けたことを特徴とするエンジンの吸気
   装置。