JPS63239350A - 内燃機関の吸気装置 - 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］ 本発明は内燃機関の吸気装置に係り、特にエアクリーナ
ケースに設けたシャッタの開閉制御により、内燃機関に
対して最適な空燃比の混合気を供給可能と１ノたものに
関する。

［発明の背景コ 一般に内燃機関は、吸入する混合気の空燃比によってそ
の運転性能に大きな影響を与えるられている。そこで空
燃比を適切な範囲に保ち、内燃機関の全回転域において
良好な燃焼を与えるべく、気化器等のセツティングを行
っている。しかし内燃機関及び気化器等における種々な
諸元の影響により、内燃機関の全回転域にわたり常に理
想的な空燃比の混合気を与えるのは容易ではない。内燃
機関が吸入する混合気の空燃比が遇薄又は過濃になると
、一般的に内燃機関は出力の低下を招き、その運転性能
が著しく低下する。

［発明の目的］ そこで本発明はかかる空燃比の遇薄又は過濃状態の補正
を、気化器によることなく、エアクリーナケース側にお
いて簡単に調節できるようにすることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の吸気装置は、内燃機関の気化器上流に接続され
るエアクリーナケースと、その一部に設けられる開口部
と、この開口部を開閉可能とするように設けられるシャ
ッタと、このシャッタを開閉作動する制御部とを備え、
該制御部は内燃機関の運転状態を示す一乃至複数の要因
によって、前記シャッタを自在に開閉制御するよう構成
されていることを特徴とする。

［発明の作用］ 本発明の吸気装置は、固定長さの吸気管を覆うように設
けられているエアクリーナケースの一部に開口部が形成
され、かつこれを開閉可能なシャッタが設けられている
。またこのシャッタは制御部によって開閉自在に制御さ
れる。そこで内燃機関が吸入する混合気の空燃比が過薄
又は過濃となる運転状況になると、制御部がこれを示ず
一乃至複数の要因を検出してシャッタを開閉作動させ、
これにより混合気の空燃比を適正範囲に補正する。

［実施例］ 第１図は、混合気の空燃比が過濃な場合にこれを補正す
るシステム例（以下過濃タイプという）の概略図であり
、−力筒２図は混合気の空燃比が過薄な場合に、これを
補正するシステム例（以下遇薄タイプという）の概略図
である。

まず第１図に示す過濃タイプについて説明する。機関１
のインテークマニホールド２に接続して、気化器３が設
けられている。気化器３の上流側には、ファンネル４が
設けられ、ファンネル４はエアクリーナケース５内に収
容されている。エアクリーナケース５内は、エアクリー
ナエレメント６により、下流側のクリーンサイド７と上
流側のダーティサイド８とに区分される。このダーティ
サイド８には、エア吸入ダクト９と、さらにこれと別の
開口部１０が設けられている。また開口部１０には、開
閉自在のシャッタＪ１が設けられている。シャッタ１１
はリターンスプリング１２により常時閉鎖方向に付勢さ
れており、シャッタ１１の閉鎖時には、開口部１０が完
全に密閉される。シャッタ１１にはワイヤ１３が取付け
られており、ワイヤ１３の他端はす・−ボモータ１４の
１くラム１５に取付られている。サーボモータ１４はコ
ントロールユニット・１６により作動し、前記開口部１
０を開状態とするときは、ドラム１５を矢示Ａ方向に回
動してワイヤ１３を矢示Ｂ方向に牽引してシャッタ１１
を開く。また閉状態とする時は、ドラム１５を矢示Ｃ方
向に回動すると、ワイヤ１３がリターンスプリング１２
の力により、矢示り方向に牽引されて、シャッタ１１が
閉じる。

なお図中符号１７はエアダクト９のエアクリーナケース
５側における開口部である。

第２図は遇薄タイプの一例であり、第１図の過濃タイプ
に対して開口部とシャッタ構造のみに若干の相違点があ
る。すなわち、シャッタ１１が開閉する対象となってい
る開口部をエア吸入ダクト９の開口部１７と一致させて
いる。したがってシャッタ１１はこの開口部１７に対し
て設けられ、リターンスプリング１２によって閉鎖方向
に付勢されている。シャッタ１１の開閉制御方法は第１
図の過濃タイプと全く同じである。

以下これら名タイプのシステムを用いて、空燃比の調節
方法を説明する。なお本実施例では、内燃機関の運転状
態を示す要因として、内燃機関の回転数を用いて制御を
行うものとする。

まず第１の調節方法として、シャッタ１１を作動させる
設定回転数を１点定め、その設定回転数において、シャ
ッタ１１を開閉いずれかに一段階で作動させ、内燃機関
が吸入する混合気の空燃比を調整する方法について述べ
る。

第３図はコントロールユニット１６における電子制御回
路の一例を示すブロック図である。すなわち、内燃機関
の点火ユニット１８から検出された回転信号Ｎ８は、回
転信号用波形整形回路１９を経て、回転−電圧変換回路
２０へ送られ、電圧へ変換される。ここで比較器２１に
より、切換回転設定回路２２の電圧と比較され、もし回
転数隅が設定回転数Ｎ。よりも高く、回転−電圧変換回
路２０の電圧の方が切換回転設定回路２２よりも高くな
る場合には、比較器２１からモータ駆、動回路２３へ駆
動信号が出力され、電源回路２４とモータ駆動回路２３
が接続して起動し、サーボモータ１５が例えば正回転さ
れるようになっている。なお回転数Ｎｅが高速側から下
降し、設定回転数Ｎ。に達すると、比較器２１は反転出
力し、サーボモータ１５を逆回転させる出力をモータ駆
動回路２３へ与える。なお比較器２１の極性を変更すれ
ば、上記と逆に制御することも可能となる。

第４図及び第５図はそれぞれ内燃機関の回転数とｃｏ（
−酸化炭素）濃度（％）の変化を示すグラフである。Ｃ
ｏ濃度は空燃比の指標となり得るものである。なお各図
の実線で示す曲線は、全回転域でシャッタ１１を閉状態
とした場合のＣｏ濃度を表わしている。また第４図にお
いては低回転域において過濃であり、第５図においては
高回転域において過濃である状態をそれぞれ示す。

そこで任意の設定回転数Ｎ。（本実施例ではＮｏ＝７０
０Ｏｒｐｍ）を設定し、第１図の過濃タイプのシステム
を使用して運転を行った場合、内燃機関の回転数Ｎ、が
高回転域側から低下し、設定回転数Ｎ。に達すると、前
述した制御方法によりシャッタ１１を開状態とする。こ
れにより設定回転数Ｎｏ以下の空燃比が本来過濃になる
はずの低回転域側において、破線で示す曲線のように適
切な空燃比に補正される。また第５図は設定回転数Ｎ０
よりも高い回転域側において、同様にシャッタ１１を作
動させると、図中の破線で示す曲線のように、適正な空
燃比に補正される。

なお過動な場合に対しても同様な制御が可能であり、こ
の場合は過薄タイプのシステム（第２図参照）を用いて
、過動となる設定回転数において、エア吸入ダクト９の
開口部１７の開口面積を絞る方向にシャッタ１１を作用
させる。これにより適切な空燃比を得る事ができる。

次に第２の調節方法として、特定の回転域のみにおいて
過濃又は過薄状態となりた場−合の調節方法について述
べる。第６図はコントロールユニットにおける電子制御
回路の一例を示すブロック図である。すなわちこの制御
は第３図のものと比較して、切換設定回路（Ｉ）２０−
１と同（ＩＩ）２０−２及び比較器２１−１及び２１−
２並びにフリップフロップ回路２５−１及び２５−２を
要するだけ複雑になっている。但し、他は同様の構成で
ある。

今、低速側及び高速側にそれぞれ設定される第１及び第
２の各設定回転数をＮ１及びＮ２としたとき、内燃機関
の回転数Ｎ６が第１の設定回転数Ｎ１に達すると（但し
Ｎｅ＜Ｎ、）　、切換回転設定回路（Ｉ）２０−□と回
転−電圧変換回路２２の比較により、比較器２１−１が
出力し、その結果フリップフロップ回路２５−１及び２
５−２により、例えばサーボモータ１５を正方向に回転
する出力なモータ駆動回路２３へ与える。−裏口転数が
さらに上昇し、Ｎ−＝Ｎ２になると、比較器２１−２も
出力する。この出力によりフリップフロップ回路２５−
□及び２５−２により、サーボモータ１５を逆回転する
出力をモータ駆動回路２３へ与える。その後、回転数Ｎ
６が低下して再び高速側の第２の設定回転数Ｎ２に達す
ると、比較器２１−２における反転出力により、フリッ
プフロップ回路２５−１及び２５−２も反転し、サーボ
モータ１５を正回転する出力をモータ駆動回路２３へ与
える。さらに回転数Ｎｅが低下し、低速側の第１の設定
回転数Ｎ８を越えると、同様にして再び反転し、サーボ
モータ１５を逆回転させる出力を与える。

第７図は特定の回転域において空燃比が過濃となった場
合のＣｏ濃度（実線）及沙シャッタを開く事により補正
されたＣｏ濃度（破線）を示すグラフである。すなわち
−例として、５０００ｒｐｍ〜８０００ｒｐｍ間におい
て過濃となる内燃機関の例を示す。この場合も過濃タイ
プのシステム（第１図参照）を用いて補正を行う。すな
わち、本実施例ではＮ、＝５００Ｏｒｐｍ、Ｎ２＝８０
０Ｏｒｐｍと設定すれば、５０００ｒｐｒｎ以下でシャ
ッタ１１は閉状態であり、第１の設定回転数Ｎｚ　　（
５０００ｒｐｍ）においてシャッタ１１を開状態とし、
第２の設定回転数Ｎ２　　（８０００ｒｐｍ）において
、前記シャッタ１１を再び閉状態とし、８０００ｒｐｍ
以上の回転域ではシャッタ１１を閉状態のままとするこ
とにより、全回転域において適切な空燃比を与えること
できる。なお特定の回転域のみにおいて過動となるよう
な場合には、過薄タイプのシステム（第２図参照）を使
用し、エア吸入ダクト９の開口部１７の開口面積を絞る
方向にシャッタ１１を作用させることにより、適切な空
燃比を与えることができる。

またさらに第３の調節方法として、次のような空燃比調
整方法も考えられる。すなわち、第１、第２の調節方法
は、いずれの場合もある設定回転数Ｎｏ　、Ｎｉ又はＮ
２において、シャッタ１１を一段階で切換えて開閉する
ものであった。例えば第２の調節方法の場合、第７図に
おいて、Ｎ□＝５０００回転と、Ｎｚ＝８０００回転の
２点のみでシャッタ１１を開閉していた。したがって破
線で示す補正後の曲線は、補正前のものに対してほぼ相
似形のピークを生じている。しかしシャッタ１１の開閉
をこのようにある一点で一段階に制御せず、小刻みにか
つ連続的に開閉制御すれば、このようなピークを生じな
いようにすることができる。この制御方法の一例を第８
図に示す。すなわち、第７図部間じ特性を有するものに
対して、過濃タイプのシステムを用いて、５０００ｒｐ
ｍより６５０Ｏｒｐｍまで回転数の上昇に応じてシャッ
タ１１を徐々に開けていくようにし、６５００ｒｐｍよ
り８００Ｏｒｐｍまで回転数の上昇に応じてシャッタ１
１を徐々に閉じていくようにすれば、シャッタによって
形成される開口部１０の開口面積変化により、空燃比の
変化がスムーズに行われる。もちろん高回転より低回転
へ機関の回転数が変化する場合、上記と逆に８００Ｏｒ
ｐｍより６５００ｒｐｍまでシャッタ１１を徐々に開け
て行き、６５００ｒｐｍより５００Ｏｒｐｍまでシャッ
タ１１を徐々に閉じていくようにすればよい。これによ
り第８図に破線で示すような平滑化された補正曲線にな
る。なおこのように連続的に開度調節を行う制御方法は
、第６図の制御回路の応用又は他の公知の電子制御方法
により容易に行われる。さらに過薄な場合に対する調節
も勿論可能である。

なお内燃機関の運転状態を示す要因としては種々のもの
があり、これらは単独（実施例のケース）又は複数を併
用して、或いはそれぞれを部分的に組合せて使用するこ
とが可能である。要因数を増やせばそれだけきめ細かい
空燃比制御が可能である。このような要因の例として、
Ｎ、（回転数）、ＰＢ（インテークマニホールド内負圧
）、θＴＨ（スロットル開度）などの他に０□、ＮｏＸ
、ＣＯＸなどの吸気又は排気ガス中の分析値を用いるこ
とも可能である。

さらにシャッタの構造としては回転式、スライド式等が
種々考えられる。またシャッタをエア吸入ダクト９の開
口部１７の反対側の開口部に設けてもよい。さらに第１
図において、エア吸入ダクトの開口部１７にもう一つ別
のシャッタを設けて過濃、過薄両用タイプとすることも
できる。

［発明の効果］ 以上の通り本発明の吸気装置は、固定長さの吸気管を覆
うように設けられているエアクリーナケースの一部に開
閉可能なシャッタを備え、機関の運転状態に応じて前記
シャッタを自在に開閉できるようにしたので、機関の全
回転域において適切な空燃比の混合気を供給することが
でき、良好な運転性能を得ることができる。しかも可変
吸気管等を必要どせずに空燃比の調整が可能となるため
装置の構造を簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は本発明の実施例に係り、第１図及び
第２図は本発明に係る吸気装置を一部破断して示す概略
的なシステム構成図、第３図及び第６図は電子制御回路
のブロック図、第４図、第５図、第７図及び第８図はそ
れぞれ制御方法を説明するためのＣＯ濃度と回転数との
相関グラフである。 （符号の説明） １・・・内燃機関、３・・・気化器、５・・・エアクリ
ーナケース、１０・・・開口部、１１・・・シャッタ、
１５・・・サーボモータ、１６・・・コントロールユニ
ット（制御部）、１７・・・開口部。 特　許　出　願　人　　本田技研工業株式会社代理人　
弁理士　小　松　清　光 第４図 第５図 ０　　　　　　　　　　　５　　　　　　　　　　　１
０　　　　（，１０つ（ｒｐｍ）第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関の気化器上流に接続される固定長さの吸気管を
   覆うように設けられているエアクリーナケースと、その
   一部に設けられる開口部と、この開口部を開閉可能とす
   るように設けられるシャッタと、このシャッタを開閉作
   動する制御部とを備え、該制御部は内燃機関の運転状態
   を示す一乃至複数の要因によって、前記シャッタを自在
   に開閉制御するよう構成されていることを特徴とする内
   燃機関の吸気装置。