JPS63147957A

JPS63147957A - エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPS63147957A
Application number: JP61295451A
Authority: JP
Inventors: Sadashichi Yoshioka; 吉岡　定七
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-12-11
Filing date: 1986-12-11
Publication date: 1988-06-20
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPH07116981B2

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）エンジンの軽負荷運転時には絞り状態にあるスロットル
弁下流に比較的大きな吸気負圧を生じ、この吸気負圧に
より吸気行程のピストンは負の仕事をすることになり、
所謂ポンピングロスを生ずることは一般に知られている
。

これに対し、スロットル弁下流の吸気通路を主吸気通路
と副吸気通路に分岐し、主吸気通路に低負荷運転時に閉
じる閉鎖弁を設けるとともに、副吸気通路にロータリ式
の開閉バルブを設け、吸気行程の途中でこのロータリバ
ルブを早めに閉じることにより上記ポンピングロスを低
減させるという技術はある（例えば、特開昭５８−２３
２４５号公報参照）。つまり、この技術はスロッ、１ヘ
ル弁の絞り度合を小さくして大気圧に近い状態で吸気を
導入しながら、吸気の導入を早めに遮断することにより
、吸気導入量を低負荷運転に適するように減らしながら
、ピストンの負の仕事を少なくしポンピングロスの低減
を図るものである。

また、上記技術のような吸気の導入を早めに断つ方式に
限らず、吸気ポートを下死点経過後まで開いておいて、
一旦導入した吸気の一部を戻すこ左により、吸気導入量
を適量に抑えながら、大気圧に近い状態で吸気を導入で
きるようにしてポンビシグロスの低減を図るという考え
方も一般に知られている。また、上記ロータリバルブを
用いずに吸気弁自体のバルブ閉タイミングを変えてボン
ピングロスの低減を図る技術もある（例えば、特公昭５
８−１０５７３号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、エンジンの減速時には上記ボンピングロスを
利用してエンジンブレーキを効かせることにより減速感
を高めたいという要求があり、また、この減速時におい
てエンジン回転数が高く且つスロットル弁が全閉に近い
状態にあるときにはエンジンに対する燃料の供給を停止
して燃費の向上を図りたいという要求が一般にある。

しかし、上記従来技術で述べたようなボンピングロス低
減手段を作動させた状態では、逆にエンジンブレーキの
性能が低くなり、充分な減速感が得られない２いう問題
がある。これに対しては減速時にボンピングロス低減手
段の作動を停止しておくことが考えられるが、燃料供給
を停止した状態から燃料供給を再開する復帰時には、ボ
ンピングロス低減手段の作動再開と相俟って減速方向の
トルクが急に小さくなって比較的大きなトルクショック
を招く問題がある。つまり、ボンピングロス低減手段の
作動を停止させて減速感を得ようとすることと、燃料復
帰時のトルクショックを小さくすることとは、一方が解
決されれば他方が解決されないという相反する性質の要
求であって同時に解決することは難しいという問題があ
る。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記相反する問題の解決手段として。

減速時の少なくとも燃料供給を停止した運転域ではボン
ピングロス低減手段の作動を停止させる一方、燃料供給
を再開する復帰時にはその復帰に先立ちボンピングロス
低減手段を作動させる制御手段を備えたエンジンの吸気
装置を提供するものである。

（作用）上記エンジンの吸気装置においては、減速時の少なくと
も燃料供給を停止した運転域ではボンピングロス低減手
段の作動が停止されるため、ボンピングロスを有効に生
かしたエンジンブレーキを効かせることができ、減速感
を高めることができる。そして、燃料復帰に先立ってボ
ンピングロス低減手段が作動するから、そのことにより
減速トルクが一段階低くなり、その後に燃料供給が再開
されて減速トルクがさらに低くなるというように、減速
トルクが段階的に低くなるため、この燃料の復帰に伴う
減速トルクの急変はない。

（発明の効果）従って１本発明によれば、エンジン減速時のエンジンブ
レーキ性能を確保しつつ、燃料復帰時のトルクショック
を抑えることができるという効果が得られる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

この実施例はボンピングロス低減手段として吸気バルブ
の早閉じ方式を採用したものであり、第１図にその全体
構成が示されている。同図において、１はシリンダ２に
ピストン３を嵌挿したエンジン本体である。吸気系にお
いては、上流側からエアクリーナ４．エアフローメータ
５．スロットル弁６が順に設けられ、このスロットル弁
６の下流で分岐した第１通路７とシャッター弁８を介装
した第２通路９とが吸気ポート１０で合流している。

上記吸気ポート１０には吸気バルブ１１が、また排気ポ
ート１２には排気バルブ１３がそれぞれ設けられ、また
、上記シャッター弁８の上流側から吸気ポート１０に対
し燃料噴射弁１４が臨んでいる。そして、上記吸気バル
ブ１１のタイミング切替手段（ボンピングロス低減手段
）１５、シャッター弁８のアクチュエータ１６および燃
料噴射弁１４に対し、コントローラ（制御手段）１７か
ら制御（ｉ号が出力されるようになっている。また、こ
のコントローラ１７には制御のためのパラメータとして
エアフローメータ５からの吸気量（負荷）信号、スロッ
トル弁６の開度信号、クランク角度センサ１８からのエ
ンジン回転数信号およびエンジン本体１の水温センサ１
９からの水温信号が与えられるようになっている。

吸気バルブ１１のタイミング切替手段１５の具体的構成
は第２図〜第４図に示されている。

すなわち、第２図において、２１は吸気行程においてピ
ストン３の下死点後に吸気ポート１０を閉じるためのノ
ーマルロッカアーム、２２は同じく下死点前に吸気ポー
ト１ｏを閉じるための早閉じ用ロッカアームであり、そ
れぞれロッカシャフト２３に支持されている。また、２
４は排気用のロッカシャフト２４ａに支持された排気用
ロッカアームである。

上記早閉じ用ロッカアーム２２は吸気バルブ１１のステ
ムにバルブ調整ねじ２５を介して当接し、ノーマルロッ
カアーム２１は、その上部に設けた係合孔２６において
中軸２７に対しセレクトプレート２８により係合離脱可
能になっていて、この中軸２７と早閉じ用ロッカアーム
２２を介して吸気バルブ１１をリフトするようにふって
いる。なお、第２図中、２９はバルブスプリング３０の
リテーナ、３１はカムシャフト、３２は後述するオイル
パイプである。

本実施例のエンジンは１気筒当り２つの吸気バルブを備
えたものであり、第３図に示す如く早閉じ用ロッカアー
ム２２は２つの吸気バルブに対するバルブ調整ねじ２５
．２５を有する。また、ノーマルロッカアーム２１は早
閉じ用ロッカアーム２２が当接した早閉じ用カム３３の
両側でノーマルカム３４，３４に当接している。そして
、上記セレクトプレート２８はノーマルロッカアーム２
１に形成された溝３５を油圧シリンダ３６によりロッカ
シャフト２３の軸方向へ進退可能となっており、その具
体的構造は第４図に示されている。

すなわち、セレクトブレニド２８は、中軸２７の軸方向
への相対的な進退を許容する大孔部３７と、この大孔部
３７に連なり中軸２７の切欠溝２７ａに係合して上記進
退をβ■止する小孔部３８と゛を備えていて、油圧シリ
ンダ３６の切替用ピストン３９に結合されている。この
場合、切替用ピストン３９はオイルパイプ３２からオイ
ル通路４１゜オイル室４２を介して背部に油圧を受け、
セレクトプレート２８を中軸２７に対する係合方向へ前
進せしめ、リターンスプリング４３により後退するよう
になっている。

次に上記コントローラ１７について説明するに、このコ
ントローラ１７は第５図に示す如くエンジンの運転域を
判定する運転域判定手段４５、エンジンの減速運転を判
定する減速判定手段４６．エンジンの加速運転を判定す
る加速判定手段４７、シャッター弁アクチユエータ１６
に対する開閉信号出力部４８、バルブタイミング切替手
段１５に対する切替信号出力部４９．燃料噴射弁１４に
対する燃料カット信号出力部５０、燃料復帰判定手段５
１、第１遅延手段５２および第２遅延手段５３を備える
。

運転域判定手段４５はエンジン回転数信号と吸気量（負
荷）信号に基づき第６図に示すマツプからエンジン運転
域を判定し、開閉信号出力部４８、切替信号出力部４９
、燃料カット信号出力部５０、燃料復帰判定手段５１お
よび加速判定手段４７に対し指令を与える。すなわち、
開閉信号出力部４８は高負荷域でシャッター弁開指令、
低負荷域でシャッター弁閉指令を受け、指令に対応する
作動信号をシャッター弁アクチユエータ１６に与える。

切替信号出力部４９は高負荷域でノーマル指令、低負荷
域で早閉じ指令を受け、それに対応する作動信号をバル
ブタイミング切替手段１５に与える。

燃料カット信号出力部５０は、減速時においてスロット
ル弁６が閉じ且つエンジン回転数が比較的高い運転域（
燃料カット域）で燃料の供給を停止するカット指令を受
け、また、燃料カット域にない場合は燃料復帰判定手段
５１を介して燃料復帰（燃料供給）指令を受け、燃料噴
射弁１４に作動信号を与える。

本実施例の場合、バルブタイミング切替手段１５におい
ては、ノーマル信号により切替用ピストン３９が前進し
てセレクトプレート２８の小孔部３８が中軸２７に係合
し、これによりノーマルロッカアーム２１がセレクトプ
レート２８を介して中軸２７に連結される。従って、吸
気バルブ１１はノーマルロッカアーム２１により駆動さ
れて第７図に示す如く下死点経過後に吸気ポート１０を
閉じるノーマルタイミングとなる。一方、早閉じ信号の
場合、切替用ピストン３９は油圧が解除されて後退し、
セレクトプレート２８と中軸２７の係合が離脱してノー
マルロッカアーム２１のＭ＋２７に対する連結状態が解
かれる。従って、吸気バルブ１１は早開じ用ロッカアー
ム２２のみによって駆動され、下死点前に吸気ボート１
０を閉じる早開じタイミングとなる。

一方、減速判定手段４６はスロットル弁６の閉動から減
速を判定し、切替信号出力部４９および燃料カット信号
出力部５０に減速信号を与える。

この場合、切替信号出力部４９は減速信号を受けると運
転域判定手段４５からの指令に優先してノーマル信号を
バルブタイミング切替手段１５に与える。゛また、燃料
カット信号出力部５０は減速信号を受け、且つ運転域判
定手段４５からカット指令を受けているときに燃料噴射
弁１４にカット信号を与える。

燃料復帰判定手段５１は、燃料カット域から燃料供給域
への移行を検出して燃料復帰を判定し、切替信号出力部
４９に早開じ指令を与えるとともに、第１遅延手段５２
を介して燃料カット信号出力部５０に復帰指令を与える
。この場合、第１遅延手段５２は、早開じ指令によりバ
ルブタイミング切替手段１５が実際に早開じタイミング
に切替わった後に燃料噴射弁１４からの燃料供給が再開
されるように復帰指令の出力を遅らせる。

また、加速判定手段４７は、シャッター弁閉域からシャ
ッター弁閉域への移行を検出して加速を判定し、切替信
号出力部４９にノーマル指令を与えるとともに、第２遅
延手段５３を介して開閉信号出力部４８にシャッター弁
開指令を与える。この場合、第２遅延手段５３はノーマ
ル指令によりバルブタイミング切替手段１５が実際にノ
ーマルタイミングに切替わった後にシャッター弁８が開
となるようにシャッター弁開指令の出力を遅らせる。

減速から燃料カットを経て燃料復帰に至るときの制御の
流れは第８図に示されており、イニシャライズの後、デ
ータ（吸気量信号１回転数倍号。

スロットル開度信号）の読込みが行なわれ、減速か否か
の判定がなされる（ステップＳユ〜Ｓ、）。

減速が判定されるとバルブタイミングはノーマルに切替
えられ、さらに燃料カット域であることが判定されると
、フラグが立てられて燃料カット信号が出力される（ス
テップ８４〜Ｓ７）。

燃料の供給が再開される場合は、ステップＳ。

で燃料カット域でないと判定され、フラグの有無により
現時点が燃料カット状態か否かを確認し、燃料カット状
態のときフラグ処理後にバルブタイミングがノーマルか
ら早開じへ切替えがなされるとともに、タイマー（第１
遅延手段５２）が作動する（ステップ８８〜Ｓ０゜）。

そして、設定時間経過後に燃料復帰信号が出力される（
ステップＳｘ、＋５ｘｚ）。

従って、減速時においては、バルブタイミングは運転域
判定では早開じタイミングであってもノーマルタイミン
グとなるから、ボンピングロスを利用して第９図に示す
如く減速方向のトルクを大きくし減速感を得ることがで
きる。そして、燃料カット後の復帰においては、先にバ
ルブタイミングがノーマルから早開じに切替わって減速
トルクが一段低くなった後、燃料の復帰により減速トル
クが低くなる。つまり、減速トルクが段階的に低くなっ
てトルクの急変が防止されることになり、トルクショッ
クが緩和される。

なお、燃料復帰後のバルブタイミングは早開じ状態にあ
るが、エンジン負荷が高くならない場合でも、極低負荷
域では燃焼安定性確保のためノーマルとなるようにして
もよい。

加速時における制御の流れは第１０図に示されており、
イニシャライズ、データ読込みの後、シャッター弁閉域
であれば、フラグが立てられ、シャッター弁閉域であれ
ばフラグの有無の確認がなされる（ステップＳ□〜Ｓ５
）。つまり、フラグが立っていれば、エンジンの運転状
態はシャッター弁閉域からシャッター弁閉域へ移行した
（シャッター弁開状態が続いているのではない）加速時
と判定されることになる。そして、加速時であれば。

フラグ処理後に早開じからノーマルへのバルブタイミン
グ切替信号が出力されるとともに、タイマ−（第２遅延
手段５３）が作動し、設定時間経過後にシャッター弁開
信号が出力される（ステップ８６〜Ｓｇ）。

従って、エンジンの出力トルクは、まずバルブタイミン
グの切替えにより一段高くなった後、シャッター弁８の
開動によりさらに高くなる。つまり、段階的にトルクが
高くなっていくから、トルクショックが緩和される。こ
の加速時のトルクショック緩和にあたっては、シャッタ
ー弁８をバルブタイミングが切替わった気筒から順に開
いていく方式や、加速時の燃料補正をバルブタイミング
が切替わった気筒とそうでない気筒とで変える方式を採
用してもよい。

なお、ポンピングロス低減手段としては、ロッカアーム
の切替えによるバルブタイミングの切替方式のもの以外
に、軸方向の変位によってプロフィルが変化するカムや
プロフィルの異なる複数のカムを用いて、このカム側で
バルブタイミングを切替える方式や、ロータリバルブを
用いて吸気ポートの開閉時期を変える方式などを採用し
てもよく、さらに吸気ポートの遅閉じ方式でポンピング
ロスを低減させる方式を採用してもよい。

【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
装置の全体構成図、第２図は動弁機構部の縦断面図、第
３図は同平面図、第４図は同機構部のロッカシャフト位
置での断面図、第５図は制御系のブロック図、第６図は
エンジン運転域特性図、第７図はバルブタイミング特性
図、第８図は減速時の制御の流れ図、第９図は減速トル
クの経時変化図、第１０図は加速時の制御の流れ図であ
る。１・・・・・・エンジン本体、１０・・・・・・吸気ポ
ート、１１・・・・・・吸気バルブ、１４・・・・・・
燃料噴射弁、１５・・・・・バルブタイミング切替手段
（ポンピングロス低減手段）、１７・・・・・・コント
ローラ（制御手段）。第５図鳴）＄６図（１鮎第８Ｉ２］

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ピストンの往復動に伴うポンピングロスを低減さ
せるポンピングロス低減手段を備えたエンジンにおいて
、減速時の少なくとも燃料供給を停止した運転域では上
記ポンピングロス低減手段の作動を停止させる一方、燃
料供給を再開する復帰時にはその復帰に先立ちポンピン
グロス低減手段を作動させ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。