JPH0242121A - 車両用エンジンの吸気制御装置 - 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、車両用エンジンにおいて、２つの吸る。

【従来の技術】

近年、車両用エンジンでは、低速域から高速域までの広
い領域において、常に高い吸入効率を確保するために、
吸気系に可変吸気制御装置を採用したものがある。かか
る可変吸気制御装置は、吸入空気量の少ない低、中速の
場合は、小径ロングの吸気通路を用いて吸気慣性やスワ
ールに効果を生じ、これにより吸気効率、燃焼を向上す
る。また高速の場合は、大径ショートの吸気通路により
多量の空気を吸入抵抗の小さい状態で供給するもので、
これによりエンジン出力の向上を図っている。そしてこ
のような吸気制御装置は、その効果を充分発揮するため
に、２吸気弁式エンジンに採用されることが多い。 そこで従来、上記可変吸気制御の吸気制御装置に関して
は、例えば特開昭６０−２２４９３３号公報の先行技術
がある。ここで、燃焼室に開口する２つの吸気口にそれ
ぞれ高速用吸気路を連通し、１つの吸気口に低速用吸気
路を連通ずる。そして高速用吸気路において吸気口に近
い個所に開閉弁を取付け、その制御手段によりエンジン
低回転域で閉じ、エンジン高回転域で開くように構成す
ることが示されている。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、上記先行技術のものにあっては、高速用吸気
路の開閉弁がエンジン回転数との関係のみで開閉するよ
うに制御されるため、エンジン空炊かしの場合も開閉弁
が開き、これに伴い吸入空気量、燃料噴射量が増大して
燃料を無駄に消費する。また、走行中におけるエンジン
高回転での低。 中負荷領域で開閉弁が開き、これによっても燃料消費率
が悪化する等の問題がある。 本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、可変吸気制御の開閉弁を適切に開閉制
御して、空吹かし時、あるいは、走行中におけるエンジ
ン高回転での低、中負荷領域での無駄な燃料消費を防ぐ
ことが可能な車両用エンジンの吸気制御′Ａ置を提供す
ることにある。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明の吸気制御装置は、１
つの気筒に低速用吸気通路と高速用吸気通路とを有し、
上記高速用吸気通路に開閉弁を設けて可変吸気制御する
吸気制御系において、クランク角センサ、車速センサ、
スロッｌ−ル開度センサと、上記各センサの信号を処理
する制御ユニットとを有し、上記制御ユニットは、上記
各センサの信号により少なくとも高負荷での走行中のエ
ンジン高回転状態を判断する判定手段を有し、高負荷走
行中のエンジン高回転条件の場合にのみ、上記判定手段
の出力信号により上記開閉弁を開くように構成するもの
である。

【作　　用】

上記構成に基つき、エンジン運転時の走行条件がエンジ
ン回転数、車速、およびスロ・ソトル開度の要素により
常に判断され、高負荷走行中のエンジン高回転条件の場
合にのみ、開閉弁が開いて低速用吸気通路と高速用吸気
通路とにより多量に吸気される。そしてこの条件以外の
低、中負荷時、停車中の空吹かし時には、開閉弁が閉じ
て低速用吸気通路のみにより吸気するようになる。

【実　施　例】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第１図において、本発明を水平対向型エンジンに適用し
た場合について述べる。符号１はエンジン本体であり、
クランクケース２の右側バンク３のシリンダヘッド４に
燃焼室５を有し、この燃焼室５には第３図のように２つ
の吸気弁６ａ、　６ｂと２つの排気弁７ａ、７ｂとが設
けられ、燃焼室５の略中心に点火プラグ８が取付けられ
る。そして２つの吸気弁６ａ、６ｂには二叉状の吸気ボ
ート９が、２つの排気弁７ａ、７ｂには独立した排気ボ
ート１０ａ、１０ｂが連通し、吸気弁６ａ、６ｂおよび
排気弁？ａ、７ｂをダブル・オーバヘッド・カム＜ＤＯ
ＨＣ）型の動弁機構１１により開閉動作するようになっ
ている。 ここで、４気筒エンジンとして上記右側バンク３にはも
う１つの気筒に対し同様に構成されている。また、左側
バンク３゛のシリンダヘッド４°には２つの気筒の燃焼
室５°を有して上述と同様に構成されており、図面中で
同一部分には同一符号にダッシュを付して説明を省略す
る。 左右バンク３，３゛からの排気管１２，１２”は触媒コ
ンバータ１３の部分で集合し、更に１本の排気管１４に
連通構成される。 次いで、吸気系について述べると、エアクリーナ２０が
ホットワイヤ式のエアフローメータ２１．吸気管２２を
介してスロットル弁２３を有するスロットルボデー２４
に連通し、このスロットルボデー２４の下流に脈動防止
等を行う箱形のチャンバ２５が連結される。 ここでチャンバ２５は、クランクケース２の上方で左右
バンク３，３°の中間に配置されており、チャンバ２５
の左右から左右バンク３．３゛に略直角に弯曲した等長
の吸気マニホールド２６．２６’が連結しである。吸気
マニホールド２６．２６°の端部にはインジェクタ取付
部２７が一体化され、このインジェクタ取付部２７にイ
ンジェクタ２８が、吸気ボート９゜９゛に向けて燃料噴
射するように取付けられる。 なおスロットル弁２３に対しては、アイドル調整ネジ２
９．アイドル回転数制御弁３０のバイパス通路３１．３
２が設けてあり、チャンバ２５には、ブローバイガスの
ポジティブ・クランクロータ・ベンチレーション（ＰＣ
Ｖ）弁３３が取付けられている。 第２図、第３図、第４図（ａ）、　（ｂ）および第５図
において、チャンバ２５と吸気マニホールド２６．２６
゜の部分について述べる。 チャンバ２５は、本体４０の後方にスロットルボテ−２
４と連結するフランジ４１を有する。また本体４０の左
右にフランジ４２，４２°を有する吸気マニホールド２
６．２６’の端部のフランジ４３がガスゲット４４．４
４’を介して連結するようになっている。 ここで右側吸気マニホールド２６は、上下方向に略直角
に弯曲しており、下の内周側は管長が短かく上の外周Ｄ
］は管長が長くなることを利用し、下部に大径Ｄ１で中
心線０１に沿うショートの高速用吸気通路４５が設けら
れる。また、上部には小径Ｄ２で中心線０２に沿うロン
グの低速用吸気通路４６が設けられ、高速用吸気通路４
５および低速用吸気通路４６は、仕切壁４７が吸気マニ
ホールド２６の入口から所定長さで中断され、仕切壁４
７の端部と吸気マニホールド出口端部４３ａとの間に集
合室２６ａが形成されている。 一方、チャンバ２５の本体４０の右側フランジ４２の上
下には、低速用吸気通路４６．高速用吸気通路４５と同
径の孔４８．４７が開口して相互に連通しており、下部
の孔４７の部分が開閉弁５０が設置される。左側の吸気
マニホールド２６”にも同様に高速用吸気通路４５°お
よび低速用吸気通路４６°１図示しない仕切壁、集合室
が設けられ、チャンバ２５の左側のフランジ４２°の孔
４７°にも開閉弁５０°が設置される。 チャンバ２５の本体４０の後部には更にダイヤフラム式
のアクチュエータ５５が取付けられ、このアクチュエー
タ５５は第５図のようにケース５Ｇのダイヤフラム５７
の一方に負圧室５８が区画され、ダイヤフラム５７の両
側にリターン用スプリング５９ａと全開位置決め用スプ
リング５９ｂとが付勢されて成り、このアクチュエータ
５５が動作ａ楕６０を介して開閉弁ｓｏ、ｓｏ’に連動
構成される。 動作機構６０は、チャンバ２５の７ランジ４２に配設さ
れた開閉弁５０の弁軸５１の一端にアクチュエータ５５
のダイヤフラム５７がリンク６１を介して連結し、弁軸
５１の他端がフランジ４２“に配設された開閉弁５０゛
の弁軸５１°にレバー６２とロッド６３とにより連結し
て成る。そしてレバー６２の突起６２ａが、チャンバ２
５側のストッパ６４に当って全閉位置決めを行うように
なっている。 第５図において制御系について述べると、吸気マニホー
ルド２６において常に連通ずる低速用吸気通路４６から
、チエツク弁６５．負圧タンク６６、ソレノイド弁６７
を有する負圧通路６８によりアクチュエータ５５の負圧
室５８に接続し、チエツク弁６５により負圧タンク６６
に常に一定の負圧を貯えている。また外周に各気筒の基
準クランク角を示す突起を形成したクランクロータ１ｂ
がエンジン本体１のクランクシャフト１ａに固設されて
おり　このクランクロータ１ｂに対設されたクランク角
センサ６９．車速センサ７０およびスロットル弁２３に
連設したスロットル開度センサ７１を有し、これらのセ
ンサ信号をマイクロコンピュータ等からなる制御ユニッ
ト７５で処理してソレノイド弁６７を動作するようにな
っている。 上記ソレノイド弁６７は、ソレノイドコイル６７ａが通
電状態のとき負圧タンク側ボート６７ｃが遮断され、大
気側ボート６７ｂが開放されてアクチュエータ５５の負
圧室５８が大気開放されると共に、ソレノイドコイル６
７ａが非通電状態のときには負圧タンク側ボート６７Ｃ
が開放され、大気側ボート６７ｂが遮断されてアクチュ
エータ５５の負圧室５８と負圧タンク６６とが連通ずる
よう構成されている。 制御ユニット７５は、クランク角センサ６９の信号によ
りエンジン回転数Ｎを算出するエンジン回転数算出手段
７６を有し、このエンジン回転数Ｎ、車速センサ７０の
車速■、スロットル開度センサ７１のスロットル開度θ
は、高負荷走行中のエンジン高回転を判断する判定手段
７７に入力する６判定手段７７は、エンジン回転数Ｎに
対しては例えば４０００〜４４００ｒｐｎのエンジン回
転数設定値ＮＯと、車速■に対しては走行の有無を判断
する例えば５　ｋｎ／ｈの車速設定値Ｖｏと、スロット
ル開度θに対しては比較的多きい例えば３０〜４５度の
スロットル開度設定値θ０とそれぞれ比較し、Ｎ≧Ｎｏ
、Ｖ≧Ｖｏ。 θ≧θ０の場合に、高負荷走行中のエンジン高回転状態
と判定する。そして、かかる判定時には駆動手段７８を
介してソレノイド弁６７のソレノイドコイル６７ａに通
電し、これ以外の場合は非通電するように制御系が構成
される。 次いで、かかる構成の吸気制御装置の作用を、第６図の
制御ユニット７５の制御手順を示すフローチャートを用
いて説明する。 制御ユニット７５における制御プログラムは、エンジン
運転時、所定時間毎に繰返される。 先ず、ステップＳ１において、クランク角センサ６９の
出力信号に基づきエンジン回転数Ｎを算出すると共に、
車速センサ７０による車速■およびスロットル開度セン
サ７１によるスロットル開度θを読込む。次いで、ステ
ップＳ２に進み、車速Ｖが車速設定値Ｖｏ　（例えば５
ｈｍ／ｈ）以上が否かを判定し、車速■が車速設定値Ｖ
ｏ以上（Ｖ≧Ｖｏ）のどきにはステップＳ４へ進み、車
速Ｖが車速設定値Ｖ。 よりも低い（Ｖ＜Ｖｏ　）ときにはステップＳ３へ進む
。 ステップＳ３に進んだ場合には、ソレノイド弁６７のソ
レノイドコイル６７ａを非通電とする。これにより、ソ
レノイド弁６７の大気側ボート６７ｂが閉じられ、負圧
タンク側ボート６７ｃが開放されて、負圧タンク６６内
の負圧がアクチュエータ５５の負圧室に導入されるため
、ダイヤフラム５７によりリンク６１を吸引作用する。 これにより弁軸５１が一方に回転して開閉弁５０は閉じ
、この回転がレバー６２とロッド６３とにより他の弁軸
５１゛にも伝わって開閉弁５０°も閉じるのであり、こ
うして左右の開閉弁５０゜５０°が共に全閉して高速用
吸気通路４５．４５”を遮断する。 従って、スロットル弁２３により絞られてチャンバ２５
に流入する空気は、小径ロングの低速用吸気通路４６，
４６°のみにより左右バンク３，３゛の吸気ボート９．
９゛に吸入され、インジェクタ２８により噴射された燃
料を伴って燃焼室５，５゛に供給される。 このためこの場合には、空炊がしによりスロットル開度
θが一時的に大きくなっても、実際の吸入空気量は小径
ロングの低速用吸気通路４６，４１３’の口径、吸入抵
抗等により制限され、同時にインジェクタ２８の燃料噴
射量も少なくなる。 一方、上記ステップＳ２において、車速Ｖが車速設定値
７０以上と判定されるとステップｓ４に進み、上記スロ
ットル開度θがスロットル開度設定値θ０（例えば３０
〜４０度）以上が否がか判定されるθくθ０の場合はス
テップＳ３へ進み、上述と同様にソレノイド弁６７のソ
レノイドコイル６７ａを非通電とし、開閉弁５１．５１
°を閉じる。また、θ≧θ０の場合にはステップＳ５へ
進み、エンジン回転数Ｎかエンジン回転数設定値Ｎｏ　
（例えば４０００〜４４００ｒｐｎ）以上か否かが判定
される。エンジン回転数Ｎがエンジン回転数設定値Ｎｏ
よりも低い（Ｎ＜Ｎｏ）場合にはステップＳ３へ進み、
上述と同様にソレノイド弁６７非通電とする。これによ
り、開閉弁５０．５０’が閉じて低速用吸気通路４６．
４６°により吸気される。そしてかかる吸気状態では、
低速用吸気通路４６．４６°の形状により吸気流速が高
くなり、吸気慣性効果を生じて効率よく吸気されると共
に良好に燃焼する。 また、中負荷時の空気量が比較的多い場合は、高速用吸
気通路４５，４５°との集合室２６ａで吸気流の過度の
流速が防止されて安定的に吸気されることで燃焼が安定
し、燃料消費率の悪化が防止される。 更に、上記ステップＳ５でエンジン回転数Ｎがエンジン
回転数設定値Ｎｏ以上（Ｎ≧Ｎｏ）と判定されるとステ
ップＳ６へ進み、駆動手段７８を介してソレノイド弁６
７のソレノイドコイル６７ａを通電する。これにより、
ソレノイド弁６７の大気側ボート６７ｂが開かれ、負圧
タンク側ボート６７ｃが遮断されてアクチュエータ５５
の負圧室５８は大気開放する。 このためダイヤフラム５７によりリンク６１は、突出作
用して弁軸５１，５１’と共に開閉弁５０．５０’を全
開位置に戻すようになり、これにより高速用吸気通路４
５，４５°も連通状態になる。従って高負荷走行中のエ
ンジン高回転の場合は、高速用吸気通路４５゜４５　　
と低速用吸気通路４６，４ｆ３°とにより小さい吸気抵
抗で多量の空気が供給されて出力アップする。 以上、本発明の実施例について述べたが、これのみに限
定されない。また、水平対向型エンジン。 高低速用吸気系および開閉弁の構成、取付状態が異なる
場合にも適用できるのは勿論である。

【発明の効果】

以上述べてきたように、本発明によれば、車両用エンジ
ンの可変吸気制御においてエンジン回転数、車速および
スロットル開度により条件を定め、高負荷走行中のエン
ジン高回転時にのみ高速用吸気通路の開閉弁を開くよう
に制御するので、この走行条件で適確に出力アップが図
られて、空吹かし時、あるいはエンジン高回転での低、
中負荷走行時の燃料消費率の悪化を確実に防止し得る。 さらに、開閉弁は不必要に開閉しないので、耐久性が向
上し、負圧タンクの負圧の浪費を抑えて動作の信顆性を
向上し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用エンジンの吸気制御装置の実施
例を示す全体構成図、 第２図、第３図は吸気系の分解斜視図と断面図、第４図
（ａ）、　（ｂ）はチャンバと吸気マニホールドの部分
を一部切欠いた平面図と正面図、第５図は副脚系の構成
図、 第６図は制御手順を示すフローチャートである。 ２ｆ３，２ｆ３°・・・吸気マニホールド、４５．４５
’・・・高速用吸気通路、４６．４６°・・・低速用吸
気通路、ｓｏ、　ｓｏ　’・・・開閉弁、５５・・・ア
クチュエータ、６７・・・ソレノイド弁、６９・・・ク
ランク角センサ、７０・・・車速センサ、７１・・・ス
ロットル開度センサ、７５・・・制御ユニット、７６・
・・エンジン回転数算出手段、７７・・・判定手段特許
出願人　　　　富士重工業株式会社代理人　弁理士　　
小　橘　信　浮 量

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １つの気筒に低速用吸気通路と高速用吸気通路とを有し
   、上記高速用吸気通路に開閉弁を設けて可変吸気制御す
   る吸気制御系において、 クランク角センサ、車速センサ、スロットル開度センサ
   と、上記各センサの信号を処理する制御ユニットとを有
   し、 上記制御ユニットは、上記各センサの信号により少なく
   とも高負荷での走行中のエンジン高回転状態を判断する
   判定手段を有し、 高負荷走行中のエンジン高回転条件の場合にのみ、上記
   判定手段の出力信号により上記開閉弁を開くように構成
   することを特徴とする車両用エンジンの吸気制御装置。