JPH01190918A - 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゛発明はスワールボートを有するエンジンの吸気装置
に関する。

（従来の技術） 燃料噴射式４サイクルエンジンなどにおいては、燃料と
空気との混合を促進して燃焼性をよくするためスワール
生成手段によって燃焼室内に吸気によるスワール流（渦
流）を起こさせるようにしている。このスワール流は吸
気ボートの吸入角度を燃焼室の接線方向に傾斜させるこ
とにより発生させることができるが、そのためのスワー
ル生成手段としての吸気ボートの構造にはいろいろなも
のが知られている。例えば吸気ボートの弁座部の周辺の
片側にマスクドシートを形成して吸気がマスクドシート
の反対側から燃焼室の接線方向に導入されるようにした
もの、またスワール流発生のための専用のスワールボー
トをジェットバルブで開閉させるようにしたもの、ある
いは吸気弁の上流側の吸気通路内に燃焼室に対して接線
方向に傾斜させたスワール発生用吸気通路を形成したも
のなどがある。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上述したスワール発生型エンジンにおいてはエ
ンジンの低速回転時（例えばアイドリング時）にエアコ
ンなどのスイッチをオンにしてエンジンの負荷が増大し
た場合や空ふかしくＮ／Ｌレーシング）をしたような場
合にノッキンが生じやすくなるという問題がある。この
ため従来のスワール発生型エンジンでは、点火時期を最
適進角からリタード（遅角）させてノッキンを回避して
いたが（特開昭６１−１７８５５８号公報等）、このよ
うな遅角制御を行なうと点火時期制御が複雑となるとと
もに、エンジントルクが大幅に低下してしまう。

本発明は上述した問題点を有効に解決すべく創案するに
至ったものであって、その目的は点火時期の遅角制御を
行なうことなくノッキングを回避するとともに、このノ
ッキング回避時におけるエンジントルクの低下をできる
だけ抑制することにある。

（問題点を解決するための手段） 上述した問題点を解決するため本発明は、燃焼室内にス
ワール流を発生させるスワール生成手段を備えた４サイ
クルエンジンにおいて、エンジンのノッキング発生要因
またはノッキングを検出する検出手段と、上記検出手段
の検出結果に基づき上記スワール生成手段からのスワー
ルを弱める減少手段とをそれぞれ具備したものである。

（作　用） 噂 上述の如く構成したエンジンの吸気装置においては、エ
ンジンの所定の低速回転時においてノッキング発生要因
またはノッキングが検出手段によって検出されると、ス
ワール生成手段によって燃焼室内に生成されるスワール
が減少手段によって減少させられるので、燃料と空気と
の過度の混合が防止され適度の燃焼性が得られてノッキ
ングが防止される。またスワールが弱くなるのにともな
い燃焼速度が遅くなり、このためエンジンのトルク−進
角特性曲線が比較的平坦になり進角の変化に対するトル
クの応答性が緩かになり、かつ上記特性曲線における進
角の要求値（トルクが最大になるときの進角値）がスワ
ール抑制前の要求値よりもアドバンス（半角）となるの
で、従来の進角要求値を動かさずに相対的にリタードさ
せたことになってノッキングの防止を図ることができ、
またその時のトルクの低下幅を従来より圧縮することが
できる。

（実　施　例） 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係るエンジンの吸気装置１の概略的構
成図を示したものである。この吸気装置１は同図に示す
如く、吸気通路２がメイン吸気通路２ａとスワール生成
手段にたるスワール発生用吸気通路２ｂとで構成され、
メイン吸気通路２ａに配設したスワール制御弁３はエン
ジンの無負荷低速回転時には閉塞しているが、軽負荷低
速回転時および空ぶかし時にはスワール制御弁３を開放
するようにしており、これによりエンジンのノッキンを
防止するようになっている。

吸気装置１をさらに詳しく説明すれば、上記メイン吸気
通路２ａとスワール発生用吸気通路２ｂは吸気弁４の近
傍で合流しているが、スワール発生用吸気通路２ｂは燃
焼室５の水平断面における接線方向に沿うように傾斜し
て形成されているので、スワール発生用吸気通路２ｂか
ら吸入された吸気は同図で矢印にて示す如く燃焼室５内
でスワール流を生成する。

メイン吸気通路２ａに配設されたスワール制御弁３は、
回動アーム６を介してダイヤフラム式アクチュエータフ
の駆動ロッド８に連結されている。

アクチュエータ７の圧力室９は配管１０によってサージ
タンク１１に連結され、サージタンク１１内の負圧が圧
力室９に導入されてアクチュエータ７が作動するように
なっている。配管１０の途中には三方電磁弁１２が配設
され、この電磁弁１２がオフの時に圧力室９がサージタ
ンク１１に連通され、電磁弁１２がオンの時に圧力室９
が大気に連通されるようになっている。電磁弁１２のオ
ン・オフは点火時期制御装置（ＥＣＵ）１３によって制
御されるようになっており、この点火時期制御装置１３
にはエンジン回転数、エンジン負荷。

吸気負圧、クランク角など点火時期を決定する上で必要
な情報が入力されるようになっている。即ち、これらス
ワール制御弁３．アクチュエータ７゜サージタンク１１
．三方電磁弁１２２点火時期制御装置１３等で減少手段
が構成され、また点火時期制御装置１３及びこれに各種
情報信号を出力するセンサ類とで検出手段が構成されて
いる。なお第１図で１４は排気弁、１５は排気通路、１
６はピストン、１７はシリンダである。

次に上記点火時期制御装置１３の中で行なわれる制御内
容を第２図のフローチャートに基づいて説明する。なお
点火時期制御装置１３では点火時期の進角制御ももちろ
ん行なわれており、その制御内容は遅角制御を行なわな
い従来の進角制御と同様であるのでその説明を省略する
。第２図は電磁弁１２のソレノイド１２ａのオン・オフ
制御を示したものであって、所定エンジン回転数以下で
アイドル時と判断される状態でこの制御は作動し、まず
ステップＳｌでソレノイド１２ａがオフにされる。これ
によりアクチュエータ７の圧力室９にサージタンク１１
の負圧が導入され、この負圧によって駆動ロッド８が引
張られてスワール制御弁３が閉塞方向に回動する。なお
無負荷のアイドリング時においては、スワール制御弁３
はほぼ全閉状態となっており、吸気はスワール用吸気通
路２ｂのみから燃焼室５内に吸入されるようになってい
る。

次にステップＳ２では、エンジン回転数ｎがＮと同じか
またはそれよりも小さいかどうかが判別される。Ｎはア
イドリング回転数であって、エンジン回転数ｎ≦Ｎの時
はステップＳ３でエアコンの作動あるいは発進などのエ
ンジン負荷があるか否かあるいはＮ／Ｌレーシングか否
かが判別され、エンジン負荷があるかＮ／Ｌレーシング
の時はステップＳ４でソレノイド１２ａがオンにされる
。

これによりアクチュエータフの圧力室９に大気圧が瞬時
に導入され、アクチュエータフのバネ１８の力で駆動ロ
ッド８が押し出されてスワール制御弁３が瞬時に全開と
なる。このように本発明ではステップＳ３でノッキング
発生要因の有無を検出し、ノッキング発生要因が検出さ
れた場合は直ちにスワール制御弁３を全開にしているの
で、ノッキンの発生を未然に防止することができる。

次にステップＳ５では電磁弁１２の安定作動を図るため
ソレノイド１２をオンにしてからＴ秒経過したか否かが
判別され、Ｔ秒経過した場合はステップＳ２に戻り、Ｔ
秒経過していない場合はステップＳ４に戻るようになっ
ている。

次に本発明に係る吸気装置１を用いた場合のエンジンの
トルク−進角特性曲線につき第３図および第４図に基づ
いて説明する。第３図および第４図は軽負荷のアイドリ
ング時における特性曲線を示したものであって、同図に
おいて実線は従来の吸気装置の特性曲線を示し、−点鎖
線は本発明に係る吸気装置の特性曲線を示す。従来の特
性曲線はスワール制御弁３を閉じた時のものであワて、
この特性曲線の進角要求値はＡの位置であるが、進角が
Ａの付近にあるとノッキングが起こりやすい。そこで従
来の吸気装置では吸入空気量の増加度合によりエンジン
負荷を間接的に検出して基準進角をＡからＢへと８°程
度リタードさせてノッキングを防止するようにしている
。ただし進角をＢに設定すればＴ１のトルク低下を生じ
ることになる。

一方、本発明の特性曲線はスワール制御弁３を全開にし
たときのものである。この特性曲線の進角要求値はＡか
ら約１０″程度アドバンスしたＣに移る。また本発明の
特性曲線を従来のものと比較すると、第４図に示す如く
本発明の特性曲線の方が緩かなカーブとなっており、進
角Ａにおけるトルク低下は従来の最大トルクを基準とし
てもＴ２に過ぎない。このＴ２の値はＴ１よりも明らか
に小さな値であって、進角をＡとした場合ＴＩ−Ｔ２の
分だけ軽負荷アイドリング時のトルクを増大させること
ができる。また、Ａ、Ｃ間の角度は約１０′あるので、
本発明でＡを進角とした場合相対的なリタード角が１０
″になってノッキング防止対策として十分なものとなる
。従って進角をＡに固定したままノッキングの防止とア
イドルトルクの向上を図ることができ、従来のような進
角のリタード制御は全く不要になる。なお本発明の特性
曲線の最大トルクは従来のものよりも僅かに小さくなる
が、Ｔｌ−７２の量に比べれば微々たるものである。

以上本発明の−・実施例につき述べたが、本発明は上記
実施例に限定されることなく種々の変形が可能である。

例えば上記実施例ではノッキング発生要因としてのエン
ジン負荷またはＮ／Ｌレーシングを検出してスワール弁
３を全開にするようにしたが、ノッキングの発生を検出
してからスワール弁３を全開にするようにしてもよい。

またエンジン負荷の検出方法は直接的でも間接的でもよ
く、間接的に検出する場合は例えばクーラー等の補器類
のスイッチオンをエンジンの負荷と見なしてもよい。ま
た上記実施例ではスワール弁３を全開にすることでスワ
ールを弱めたが、スワール生成手段は種々考えられるの
で他のスワール生成手段を採用する場合にはそれら手段
に対応し−てスワールを弱める手段を採用すればよい。

また、上記実施例ではアイドル時からの混合気充填量増
大時におけるノッキングの発生を防止したものを示した
が、その他の運転状態でスワールを生成している時にて
、ノッキング発生要因あるいはノッキングを検出した時
にもスワールを弱めるよう制御しても同様のノッキング
防止効果が得られる。

（発明の効果） 本発明は上述の如く、エンジンのノッキング発生要因ま
たはノッキンを検出した時スワール生成手段で燃焼室内
に生成するスワールを減少手段で減少させるようにして
いるので、燃焼室内の燃料が適正な速度で燃焼してノッ
キングの発生が防止されるとともに、燃焼速度が従来よ
りも緩かになるのでトルク−進角特性曲線が比較的緩か
なカーブになり、また進角要求値が従来よりもアドバン
ス側にずれるので、従来の進角要求値を進角としたまま
ノッキング防止を図れるとともにアイドルトルクの減少
を抑制することができる。このため従来のような進角の
リタード制御は不要となり、点火時期制御装置の制御内
容を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示したものであって、第１図
は本発明に係るエンジンの吸気装置の概略構成図、第２
図は電磁弁のソレノイドの制御フローチャート、第３図
および第４図はトルク−進角特性曲線図である。 １・・・エンジンの吸気装置　２・・・吸気通路２ａ・
・・メイン吸気通路 ２ｂ・・・スワール発生用吸気通路 ３・・・スワール制御弁　　　４・・・吸気弁５・・・
燃焼室　　　　　　　７・・・アクチュエータ１１・・
・サージタンク　　　１２・・・電磁弁１３・・・点火
時期制御装置 特許出願人　　　　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理
　人　　　　　　　弁理士　−色　健　輪間　　　　　
　　　　弁理士　松　本　雅　利用１図 ４ノー　！１町　−半し１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃焼室内にスワール流を発生させるスワール生成手段を
   備えた４サイクルエンジンにおいて、エンジンのノッキ
   ング発生要因またはノッキングを検出する検出手段と、
   上記検出手段の検出結果に基づき上記スワール生成手段
   からのスワールを弱める減少手段とをそれぞれ具備した
   ことを特徴とするエンジンの吸気装置。