JPH01317A - 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、容積拡大部のない共鳴吸気通路によって吸気
を共鳴過給するようにしたエンジンの吸気装置に関する
ものである。

（従来の技術） 従来より、エンジンの気筒内燃焼室に吸入される吸気の
動的効果によってその充填効率を高め、エンジンの出力
トルクを増大させるようにしたものは種々知られている
。その１例として、例えば特公昭６０−１４１６９号公
報等に示されるものでは、多気筒エンジンにおける吸気
通路を、吸気順序（点火順序）の連続しない気筒を同じ
グループとする気筒群にそれぞれ接続される２つの吸気
通路に分け、その各々の吸気通路を、吸気マニホールド
のブランチ部上流端が接続された拡大室と、この拡大室
に接続された共鳴通路とで構成するとともに、該共鳴通
路の上流端を上流側集合室に連通させ、上記拡大室に、
両吸気通路同士を連通状態または連通遮断状態に切り換
える切換装置を設け、上記切換装置によって各吸気通路
同士の連通を遮断したときには、各気筒の吸気行程に生
じた負の圧力波を上記上流側集合室で反射させて正の圧
力波に反転させ、その反転した正の圧力波により比較的
低い回転域で吸気の共鳴過給効果を発揮させる一方、各
吸気通路同士を連通させたときには、上記吸気圧力波の
反転反射位置を吸気ポートに近付けて、吸気圧力振動の
固有振動数を高くし、高速回転域で共鳴過給効果を得る
ようになされている。

また、特開昭５６−５２５２２号公報に示されるもので
は、エアクリーナに接続されているインテークマニホー
ルドにループを形成して、該ループ内を吸気か一方向に
流れるようにし、かつ該インテークマニホールドに分岐
接続される吸気管は該マニホールドに対してループ内の
吸気流れ方向と鋭角をなすように取り付けることにより
、ループ内の吸気流速を利用して、その慣性力により吸
気充填効率を高めるようになされている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記した前者のものでは、吸気マニホールド
ブランチ部の集合部分に大容積の拡大室が設けられてい
るので、吸気系が大形化し、大きな設置スペースを要す
る等の不具合がある。

そこで、上記後者の技術において、吸気マニホールドに
ループ部を形成するという点に着目し、吸気順序が連続
しない気筒を同じグループとする２つの気筒群の各吸気
ポートを、拡大室のない共通の共鳴用環状通路に接続し
、この共鳴用環状通路を、一方の気筒群に各吸気ポート
に連通ずる部分と、他方の気筒群に各吸気ポートに連通
ずる部分とかそれぞれ２方向に延びて両側でｔ１互に接
続された環状となし、上記両気筒群間の両側連通経路の
長さを、同じ気筒群の隣接する気筒の吸気ポート間の長
さよりも充分に大きく形成することにより、各気筒の吸
気行程の終期に吸気ポート付近に発生した正圧の圧力波
を共鳴用環状通路を略−周させて、同じ気筒群の気筒の
吸気ポートに作用させるようにし、吸気の動的効果をを
効に発揮させつつ、吸気の拡大室を不要として大きさを
コンパクト化するようにすることが考えられる。

さらには、このような環状吸気通路による吸気の共鳴過
給効果に限らず、各気筒の吸気ポートをサージタンク等
の容積拡大室のない吸気通路に接続し、その吸気通路で
の吸気の共振周波数かエンジンの特定回転域（例えば低
速回転域）になるように吸気通路の長さを設定すること
により、吸気をその共鳴効果によって過給するようにす
ることも可能である。

ところで、エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射式の
エンジンでは、その吸入空気量を検出する必要があるが
、その検出方式として、エンジンの吸気管内の吸気負圧
を検出し、その吸気負圧とエンジン回転数とを基に吸入
空気量を間接的に算出して、その吸入空気量に対応する
燃料噴射量を決定するようにしたスピードデンシティ方
式と呼ばれるものはよく知られている。

しかし、このスピードデンシティ方式の燃料噴射制御装
置を備えたエンジンに対して上記の吸気装置を適用した
場合、以下に説明する問題が生じる。すなわち、上記吸
気装置では、容積拡大室のない吸気通路によって吸気を
共鳴させる構造であるので、吸気系の容積が小さく、そ
の吸気通路での吸気脈動のレベルが通常のものよりも大
きい。

このため、吸気負圧を圧力センサにより検出するとき、
例えばエンジン回転数が変化すると、それに伴って吸気
の圧力波形も異なるため、上記検出圧力か吸気の平均圧
力に対応しないことかあり、正確な空気量の検出が困難
になる。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、上記した共鳴吸気通路により吸気の共鳴過給を行
うようにしたエンジンの吸気装置において、その吸気負
圧を検出する圧力センサの取付箇所を適正に特定するこ
とにより、その圧力センサにより検出される吸気の圧力
変化が可及的に小さくなるようにして、吸気負圧を正確
に検出できるようにすることにある。

（問題点を解決するための手段） この目的の達成のため、本発明の解決手段は、圧力セン
サの取付箇所を、スロットル弁下流の共鳴吸気通路で吸
気の共鳴圧力変動の節（節点）となる部分に設定したも
のである。

すなわち、本発明の構成は、容積拡大部のない共鳴吸気
通路を宵し、該共鳴吸気通路によって吸気を共鳴過給す
るようにしたエンジンの吸気装置として、エンジンの燃
料噴射量等の所定運転状態を制御するために吸気管内の
負圧を検出する圧力センサが備えられ、該圧力センサを
スロットル弁下流の共鳴吸気通路で吸気の共鳴圧力変動
の節となる部分に配設した構成とする。

（作用） この構成により、エンジンの運転中、共鳴吸気通路にお
いて吸気の共鳴が生じ、この共鳴によって吸気を過給す
ることができる。

その際、スロットル弁下流の共鳴吸気通路で吸気の共鳴
圧力変動の節となる部分の吸気圧力波の変化が最小とな
る。そして、この部位に圧力センサが配設されているた
め、その圧力センサの検出する圧力は吸気負圧の平均負
圧に対応し、その平均負圧を正確に検出でき、よってエ
ンジンの運転状態を精度よく制御できるのである。

（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図は本発明の一実施例の全体構成を示し、１は第１
〜第６の６つの気筒２ａ〜２ｆを有する燃料噴射式Ｖ型
６気筒エンジンであって、上記６気筒２ａ〜２ｆの点火
順序は気筒番号どおりに第１気筒２ａ−第６気ｒ：Ｊ２
ｆの順序に設定されている。そして、これら６つの気筒
２ａ〜２ｆは点火順序の連続しない３つの第１、第３お
よび第５気筒２ａ、２ｃ、２ｅと、第２、第４および第
６気筒２ｂ、２ｄ、２ｆでそれぞれ構成される２つの気
筒群に分けられ、その一方の気筒群を構成する３つの気
筒２ａ、２ｃ、２ｅはエンジン１のＶ形に配置された一
方のバンクＩａに順に形成され、他方の気筒群の３気筒
２ｂ、２ｄ、２ｆは他方のバンク１ａに順に形成されて
いる。

上記各気筒２ａ〜２ｆは吸気ポート３と排気ポート（図
示せず）とを備え、上記吸気ポート３゜３、・・・には
サージタンク等の容積拡大室のない吸気通路４が接続さ
れている。該吸気通路４は、各気筒２ａ〜２ｆの吸気ポ
ート３に接続された独立吸気通路５と、該各独立吸気通
路５の上流端に接続された共鳴吸気通路としての環状吸
気通路６と、該環状吸気通路６に接続された共通吸気通
路１０とからなり、この共通吸気通路１０の上流端はエ
アクリーナ１１に連通されている。そして、上記環状吸
気通路６は、各々上記２つの気筒群における各気筒２ａ
〜２ｆの独立吸気通路５，５に接続された２つの連通路
７，７と、該両速通路７，７の第５および第６気筒２ｅ
、２ｆ側の端部同士を連通して一方向に延び、かつ中間
部に上記共通吸気通路１０の下流端が接続される上流側
連通路８と、上記両速通路７，７の第１および第２気筒
２ａ、２ｂ側の端部同士を連通して他方向に延びる下流
側連通路９とからなり、上記上流側連通路８および下流
側連通路９の通路長さは、いずれも各気筒群の独立吸気
通路５が接続される各連通路７において、隣接する２つ
の気筒（例えば第１気筒２ａおよび第３気筒２ｃ）に対
応する独立吸気通路５，５との接続部位間の通路長さよ
りも長く設定されている。そして、吸気順序の連続しな
い気筒群の各気筒２ａ〜２ｆの吸気ポート３付近に、該
含気筒２ａ〜２ｆの吸気行程終期に正圧となる吸気の圧
力振動を生じさせ、その圧力振動の圧力波を上流側およ
び下流側連通路８，９において互いに異なる２方向に環
状吸気通路６を周回するように伝播させて該環状吸気通
路６を略−周させた後、同じ気筒群の他の気筒２ａ〜２
ｆの吸気ポート３に作用させることにより、吸気を共鳴
過給させるように構成されている。

さらに、上記共通吸気通路１０の途中には吸入空気量を
調整するスロットル弁１２が配設されている。また、上
記各独立吸気通路５には燃料を噴射供給する燃料噴射弁
１３が配設されている。

上記各燃料噴射弁１３はコントロールユニットエ４によ
り作動制御される。このコントロールユニット１４には
エンジン回転数（詳しくは回転速度）の信号と、吸気負
圧を検出する圧力センサ１５の出力信号とが入力されて
おり、コントロールユニット１４により、圧力センサ１
５によって検出された吸気負圧およびエンジン回転数に
基づいてエンジン１への吸入空気量を算出し、その算出
された吸入空気量に対応する燃料噴射量を決定して、そ
の指令信号を各燃料噴射弁１３に出力して、各気筒２ａ
〜２ｄ内の燃焼室に燃料を噴射供給するようになされて
いる。

そして、上記圧力センサ１５は、上記スロットル弁１２
下流の環状吸気通路６における下流側連通路９の略中央
部に配設されている。この圧力センサ１５の配置されて
いる下流側連通路９の略中央部は、第２図に示すように
吸気の共鳴圧力変動の節（節点）となる。すなわち、第
２図は、環状吸気通路６の一方の気筒群に対応する連通
路７において中央の第３気筒２ｃに連通ずる独立吸気通
路５との接続点Ａと、下流側連通路９および上流側連通
路８の各々の通路長さの中央点Ｂ、Ｂ’　と、他方の気
筒群に対応する連通路７において中央の第４気筒２ｄに
連通ずる独立吸気通路５との接続点Ｃとにおける吸気の
圧力変化を示しており、Ａ点または０点においては、第
１、第３および第５気筒２ａ、　　２ｃ、　　２ｅ　（
または第２、第４および第６気筒２ｂ、２ｄ、２ｆ）の
各吸気行程の終期に発生した正の圧力波が環状吸気通路
６を周回して同じ気筒群の他の気筒２ａ、２ｃ、２ｅ　
（２ｂ。

２ｄ、２ｆ）の吸気行程終期に作用することにより、該
容気筒２ａ、２ｃ、２ｅ　（２ｂ、２ｄ、２ｆ）の吸気
行程終期の吸気負圧が基準レベルよりも正圧側に変化し
て、吸気の共鳴過給効果か得られるのに対し、Ｂ点およ
びＢ′点については、−方の気筒群の各気筒２ａ、２ｃ
、２ｅ　（２ｂ、２ｄ、２ｆ）から伝播した圧力波と他
方の気筒群の各気筒２ｂ、２ｄ、２ｆ　（２ａ、２ｃ、
２ｅ）から伝播した圧力波とが打ち消しあって、圧力変
動の節点となるため、その圧力変動は極めて小さくて略
基準レベルに保たれることとなる。尚、第２図中、太い
実線で記載した範囲は吸気負圧のレベルが基準レベルよ
りも正圧側に大きいレベルを示している。

したがって、上記実施例においては、基本的に、エンジ
ン１の運転中、圧力センサ１５によってスロットル弁１
２下流の吸気負圧が検出され、この圧力センサ１５の出
力信号を入力したコントロールユニット１４において上
記検出吸気負圧とエンジン回転数とに基づいて間接的に
吸入空気量が算出されるとともに、この算出された空気
量に対応する燃料噴射量が決定され、その燃料噴射量に
対応する指令信号が各燃料噴射弁１３に出力されて該各
燃料噴射弁１３から燃料が噴射される。

そして、このエンジン１の運転に伴い、吸気順序の連続
しない気筒群における気筒２ａ〜２ｆの吸気ポート３付
近に、該容気筒２ａ〜２ｆの吸気行程終期に正圧となる
吸気の圧力振動が生じる。

この圧力振動の圧力波は上流側および下流側連通路８，
９において互いに異なる２方向に環状吸気通路６を周回
するように伝播されて、該環状吸気通路６を略−周した
のち同じ気筒群の他の気筒２ａ〜２ｆの吸気ポート３に
作用し、吸気の共鳴状態が生じる。この共鳴状態によっ
て吸気を過給することができる。

その場合、スロットル弁１２下流の環状吸気通路６で吸
気の共鳴圧力変動の節となる。下流側連通路９の中央部
の吸気圧力波の変化が最小となるが、この部位に上記圧
力センサ１５が配設されているため、その圧力センサ１
５の検出する圧力は吸気負圧の平均負圧に対応すること
となり、その平均負圧を正確に検出でき、よって吸入空
気量を正確に算出して、エンジン１に対する燃料噴射制
御を精度よく行うことができる。

尚、上記圧力センサ１５の配置位置は、上記環状吸気通
路６における下流側連通路９の中央部分に限定されない
。すなわち、第２図の特性に基づいて、第１図で仮想線
にて示すように、環状吸気通路６における上流側連通路
８の中央部分（Ｂ’点位置）に配設してもよい。しかし
、この上流側連通路８は、共通吸気通路１０から流下す
る吸入空気の動圧があり、このことを考慮した場合、吸
気負圧をより正確に検出するためには上記実施例の如く
下流側連通路９の中央部分に配設する方が好ましい。

第３図〜第５図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す。

尚、第１図と同じ部分については同じ符号を付してその
詳細な説明は省略する。

第３図に示す実施例では、上記実施例の如く、共通吸気
通路１０からの吸気を環状吸気通路６にその上流側連通
路８から導入させるのではなく、環状吸気通路６の大半
を吸気導入用の通路から独立させた吸気装置に適用した
ものである。すなわち、共通吸気通路１０′の下流側部
分は２又状に分岐されて、それぞれ環状吸気通路６の各
連通路７に連通されており、吸気を環状吸気通路６の各
吸気ポート３付近のみを通して各気筒２ａ〜２ｆに供給
するようにすることにより、環状吸気通路６の上流側お
よび下流側連通路８，９を、吸気の導入に直接的に関与
する吸気通路ではなくて、圧力波の伝播のみを行う通路
とし、その環状吸気通路６を吸気流通のための制約を受
けることなく、共鳴過給に適した形状構造に設定するこ
とかできるようにしたものである。そして、圧力センサ
１５は、上記環状吸気通路６の下流側連通路９の中央側
部分に配設されており、よって、この実施例でも上記実
施例と同様の作用効果を奏することができる。

また、第４図に示す実施例は、３つの気筒２′ａ〜２’
　　ｃが吸気順序に関して２つの気筒群に分けられてい
ない３気筒エンジン１′の吸気装置に適用した場合を示
す。

この実施例の場合、環状吸気通路６′は一方の連通路が
なく、上流側連通路８と下流側連通路９とは各一端部同
士で直接接続されている。そして、吸気の共鳴過給状態
では、環状吸気通路６′において３つの気筒２’　　ａ
〜２’　　ｃの中央側の第２気筒２’　ｂに対応する部
位を起点として通路全長の略１／４の距離の位置が圧力
振動の節となり、その部位に圧力センサ１５か配設され
ている。よって、この実施例でも、上記実施例と同様の
作用効果を奏することができる。

さらに、第５図に示す実施例では、上記実施例の如く環
状吸気通路ではなく、通常の共鳴吸気通路によって共鳴
過給する吸気装置に適用したものである。

すなわち、この実施例では、Ｖ型６気筒エンジン１にお
いて、各気筒群の気筒２ａ〜２ｆの吸気ポート３がそれ
ぞれ共鳴吸気通路１６に連通され、その両共鳴吸気通路
１１３．１６はその上流端部のみで互いに合流して共通
吸気通路１０に接続されており、気筒群の各気筒２ａ〜
２ｆで発生した負の圧力波を気筒群に対応する共鳴吸気
通路１６の上流側に伝播して、その上流端合流部での反
射により正の圧力波に反転させた後に、同じ気筒群の他
の気筒２ａ〜２ｆに作用させることにより、吸気を共鳴
過給するように構成されている。そして、この実施例の
場合、吸気の共鳴過給状態では、両共鳴吸気通路１６．
１６の上流端合流部で圧力振動の節が生じ、この部分に
圧力センサ１５が配設されている。

したがって、この実施例でも、吸気の共鳴過給時に圧力
振動の節となる部分に圧力センサ１５が配設されている
ので、該圧力センサ１５により検出する吸気負圧の変動
が小さく、よって吸気負圧を正確に検出することができ
る。

尚、以上の各実施例では、エンジン１，１′への燃料噴
射量を決定するために圧力センサ１５によって吸気負圧
を検出するようにしたが、本発明はこれらの実施例に限
定されず、エンジンの他の各種運転状態の制御のために
圧力センサによって吸気負圧を検出する場合にも適用す
ることができるのは勿論である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によると、容積拡大室のな
い吸気通路によって吸気を共鳴過給するようにしたエン
ジンに対し、吸気負圧を検出する圧力センサの取付位置
をスロットルバルブ下流で共鳴圧力変動の節となる位置
に設定したことにより、吸気の圧力変動が大きい吸気通
路式の吸気装置であっても、圧力波形の変化の最小とな
る部位の吸気負圧を検出でき、よって吸気負圧をエンジ
ンの運転状態に関係なく正確に検出して、吸気負圧に基
づくエンジンの運転制御の精度を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は吸気装置
の全体構成を示す模式平面図、第２図は吸気通路での圧
力変動を示す説明図である。第３図〜第５図はそれぞれ
本発明の他の実施例を示す第１図相当図である。 １．１’−・・エンジン、２　ａ〜２　ｆ、　　２’　
　ａ　〜２′　Ｃ・・・気筒、６．６′・・・環状吸気
通路、１２・・・スロットル弁、１４・・・コントロー
ルユニット、１５・・・圧力センサ、１６・・・共鳴吸
気通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）容積拡大部のない共鳴吸気通路を有し、該共鳴吸
   気通路によって吸気を共鳴過給するようにしたエンジン
   の吸気装置であって、エンジンの所定運転状態を制御す
   るために吸気管内の負圧を検出する圧力センサを備え、
   該圧力センサは、スロットル弁下流の共鳴吸気通路で吸
   気の共鳴圧力変動の節となる部分に配設されていること
   を特徴とするエンジンの吸気装置。