JPH0326832A - エンジンの吸気系構造 - 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、自動車に用いて好適のエンジンの吸気系の構
造に関する。

［従来の技術コ 一般に、自動車用エンジン等の車両に装備される多気筒
エンジンの吸気系では、吸気マニホルド集合部に至る吸
気通路にスロットルバルブが設けられ、例えばシングル
ポイントインジェクション（以下、ＳＰＩという）やキ
ャブレタのような燃料供給装置は、通常スロットルバル
ブの上流側に配設される．特に、燃料供給装置は、スロ
ットルバルブに近い上流部分に設けられ、スロットルバ
ルブに向けて燃料を噴出することで、燃料の微粒化を促
進しうるようになっている。

このような従来のエンジンの吸気系構造では，例えば吸
気系にスーパーチャージャを装備する場合には、通常，
ＳＰＩやキャブレタのような燃料供給装置及びスロット
ルバルブをスーパーチャージャの上流側に配置する。

［発明が解決しようとする課題コ しかしながら、上述の従来のエンジンの吸気系構造のよ
うに、燃料供給装置及びスロットルバルブをスーパーチ
ャージャの上流側に配置すると、燃料供給装置及びスロ
ットルバルブから燃焼室までの容積が大きくなって、噴
射燃料の吸気通路内壁への付″Ｒ量が多くなる。したが
って、スロットルバルブのＴ：流側における噴射燃料の
吸気通路内壁への付着量も多く，車両の減速時にスロッ
トルバルブの下流側が負圧になると、この部分の付着燃
料が燃焼室に吸入されて，燃焼室内がオーバーリッチと
なって、失火等により、減速過渡特性が悪化するという
不具合がある。

なお、第４図（ａ）〜（ｅ）はそれぞれこのような減速
時における各種特性（時間変化）を示すグラフであって
，第４図（ａ）はスーパーチャージャ出力圧（Ｓ／Ｃ　
ＯＵＴ　Ｐ）　．第４図（ｂ）は空燃比（Ａ／Ｆ）　．
第４図（ｃ）は出力トルク（ＴＯＲＱＵＥ）、第４図（
ｄ）は吸気流速パラメータとしてのカルマン渦発生周波
数（ＫＡＲＭＡＮ）　、第４図（ｅ）はスロットル開度
（　ＴＰＳ　）であり、第４図（ｂ）中の計測不能領域
は、第４図（ｂ）中の計測不能領域は、燃料が極めてオ
ーバーリッチで計測できなかった部分である． 吸気流速（流量）及びスーパーチャージャ出力圧（吸気
圧）が減少して、空燃比のオーバーリッチ化及び大きな
減速ショック（トルクの急減）を招《のである。

また、スーパーチャージャを装備しない場合にも、例え
ば各シリンダへの燃料の分配性の向上のため又はレイア
ウト上の制約のために，燃料供給装置から燃焼室までの
間の距離を長くすると、燃料供給装置から燃焼室までの
容積が大きくなって上述の不具合が生じやすい。

本発明は、このような課題に鑑みて案出されたもので、
燃料供給装置から燃焼室までの容積が大きい吸気系にお
いても、減速過渡特性を良好にできるようにした、エン
ジンの吸気系構造を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ このため、本発明のエンジンの吸気系構造は，多気筒エ
ンジンの吸気系において，吸気マニホルドの集合部に至
る吸気通路内の上流部分の該集合部から離隔した位置に
燃料供給装置が配設されると共に、該燃料供給装置の下
流側に該燃料供給装置に接近して第１のスロットルバル
ブが配設され，該吸気通路内の下流部分の該集合部に接
近した位置又は該集合部内に、該第１のスロットルバル
ブの閉動時にこれに連動して閉動しうる第２のスロット
ルバルブが配設されていることを特徴としている。

［作　用］ 上述の本発明のエンジンの吸気系構造では、吸気マニホ
ルドの集合部に至る吸気通路内の上流部分の該集合部か
ら離隔した位置に燃料供給装置が配設されているので、
燃料が該吸気通路内を流れる間に均一に混合して各シリ
ンダへの燃料の分配性が向上する。

また、第１のスロットルバルブが、該燃料偶給装置の下
流側に該燃料供給装置に接近して配設されているので、
Ｖｉ燃料供給装置から該第１のスロットルバルブに向け
て燃料を噴出することで，燃料の微粒化が促進されて、
加速過渡特性が向上するとともに、該吸気通路の内壁へ
燃料が付着しにくくなる。

この一方で、燃料供給装置から燃焼室までの容積が大き
くなるので，噴射燃料の吸気通路内壁への付着総量が多
くなるが、吸気マニホル１〜の集合部に接近した位置又
は該集合部内に第１のスロットルバルブの閉動時にこれ
に連動して閉動しうる第２のスロットルバルブが配設さ
れているので、該第２のスロットルバルブの下流側での
付着燃料は僅かなものになり、減速時に，該第２のスロ
ソトルバルブの下流側が負圧になっても、燃焼室にはこ
の僅かな付着燃料しか吸入されないようになり、燃焼室
内のオーバーリッチ化が防止されろ。

［実施例］ 以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
第１図は本発明の第ｔ実施例としてのエンジンの吸気系
構造を示す模式的な構成図であり，第２，３図は本発明
の第２実施例としてのエンジンの吸気系構造を示すもの
で、第２図はその模式的な構或図，第３図はその動作を
示すフローチャートであり、第２禅中、第１図と同符号
は同様なものを示す． なお、各実施例の吸気系構造は、自動車用エンジン等の
車両に装備される多気筒エンジンに設けられ，スーパー
チャージャをそなえている。

まず，第１実施例について説明すると、この吸気系構造
は、第１図に示すように、吸気マニホルド５の集合部５
ａに至る吸気流路ｌ４には、その上流側から、エアクリ
ーナｌ，燃料供給装置としてのシングルポイントインジ
ェクション（ＳＰＩ）２，第１のスロットルバルブ（主
スロットルバルブ）１０，スーパーチャージャ３，第２
のスロットルバルブ（補助スロットルバルブ）４が順番
に配設されている。

つまり、ＳＰＩ２は、吸気通路ｌ４内のスーパーチャー
ジャ３よりも上流部分の吸気マニホルド集合部５ａから
離隔した位置に設けられている９主スロットルバルブ１
０は，吸気通路１４内のＳＰＩ２の下流側にＳＰＩ２と
接近して設けられている。特に，ＳＰＩ２はその燃料噴
射方向が主スロットルバルブ１０に向けられている。

また、補助スロットルバルブ４は、吸気通路１４内のス
ーパーチャージャ３よりも下流部分の吸気マニホルド集
合部５ａに接近した位置に設けられている． なお、補助スロットルバルブ４は、主スロットルバルブ
１０と共に，通常のスロットル策を用いた機械式連動機
構又はスロットルバイワイヤによる電動式連動機構によ
ってアクセルペダルに連動して、その開度が！１１ｍ！
されるようになっている。

なお、符号６はエンジン本体、７は排気マニホルド，８
はスーパーチャージャ３と並列に設けられたバイパス通
路、９はスーパーチャージャ３の停止時に開放するバイ
パスバルブである。

本発明の第１実施例としてのエンジンの吸気系構造は，
上述のごとく構成されているので、ＳＰＩ２から燃料が
主スロットルバルブ１０を目掛けて噴出されると、この
燃料は、エアクリーナ１を通じて供給された空気に混合
されて霧化すると共に、主スロットルバルブ１０によっ
て微粒化される．これにより，吸気通路１４の内壁への
燃料の付着も少なくなる。

続いて，吸気通路１４内で過給を行なうスーパ一チャー
ジャ３が、過給に伴って吸気を撹拌して燃料の微粒化を
一層促進しするので、ＳＰＩ２から吸気マニホルド集合
部５ａに至るまでの吸気通路１４内で、燃料が十分に微
粒化されて、エンジン６の各気簡の吸気マニホルド５へ
均等に分配される。

このため、車両の加速時における加速過渡特性が向上す
る効果がある。

また、ＳＰＩ２が上流に設けられていると共に吸気通路
１４の途中にスーパーチャージャ３が設けられているの
で、ＳＰＩ２からエンジン本体６の燃焼室までの容積が
大きくなり，噴射燃料の吸気通路１４内壁への付着量が
全体として多くなるが，補助スロットルバルブ４が吸気
マニホルド集合部５ａに接近した位置に配設されており
，減速時に，補助スロットルバルブ４が閉鎖されてその
下流側が負圧になっても、この負圧影響を受けるのは，
補助スロットルバルブ４の下流側に付着した僅かな燃料
だけであり、燃焼室内へはこの僅かな燃料しか吸入され
ない。したがって，燃焼室内のオーバーリッチ化が防止
されて車両の減逮時における減速過渡特性が向上するの
である。

次に、第２実施例について説明すると，この吸気系構造
は、第２図に示すように、第１実施例とほぼ同様に、吸
気マニホルド５の集合部５ａに至る吸気流路１４の上流
側から、エアクリーナ１，燃料供給装置としてのシング
ルポイントインジェクション（ＳＰＩ）２，第１のスロ
ットルバルブ（主スロットルバルブ）１０，スーパーチ
ャージャ３，第２のスロットルバルブ（補助スロットル
バルプ）４が順番に配設されているが，第１実施例では
、補助スロットルバルブ４が生スロットルバルブ１０に
連動するのに対して、第２実施例では、補助スロットル
バルブ４が主スロッ１−ルバルブ１０に対して独立して
動くように構或されている． つまり、主スロットルバルブ１０は，通常のスロットル
策を用いた機械式連動機構又はスロットルバイワイヤに
よる電動式連動機構によってアクセルペダルに連動して
，その間度が調整されるようになっていが，これに対し
て、補助ス［１ノ１−ルバルブ４は、主ス０ツ！・ルバ
ルブ１０が開いているときには、常時、全開状態に保持
されて（第２図中の点線参照）、車両の減速時に，全閉
されるようになっている。

このため、車両の減速状態を検出すべく主スロッ１ヘル
バルブ１０の開度を検出するス口ツ１・ルポジションセ
ンサ］．１と、補助スロットルバルブ４を開閉邸動する
バルブ開閉装置】２と、スロツ１一ルポジションセンサ
１，１の検出信号に基づいてバルブ開閉装置１２の作動
を制御するコントローラ１５とが設けられている。

なお、コン１−０−・ラ１５では、スロットルポジショ
ンセンサ１ｌからの検出信号に基づいて、例えば主スロ
ットルバルブ１０が閉動された場合には車両が減速時に
あると判断でき、バルブ開閉装置１２にバルブ閉鎖信号
を出力し，一方、この他の場合、つまり、車両が減速時
にない場合には、バルブ開閉装置１２にバルブ閉鎖解除
信号を出カするようになっている。

また、バルブ開閉装置１２は、例えば、補助スロツＩ−
ルバルブ４を常峙全開状態に付勢するリターンスプリン
グと、コン１〜ｌ：Ｉ−ラ１５からのバルブ閉鎖信珪を
受目て作動［２リターンスプリングに抗して補助スＯッ
トルバルブ４を全閉状態に開動しつる全ｒｊＩｊｍ動機
虜とから構成される。

この全閉馴ａ機構としては、コンｌ・口−・ラ１５から
バルブ閉鎖信号を受けると電力を供給されて補助スロッ
トルバルブ４をｔ』ターンスプリングに抗して全閉状態
まで、一コン１・、ローラ１５からハルブ閉鎖解除借号
を受けると電力供給を停止されて全閉側への關動力をＮ
除するソレノイド、又はモータ等を利用したものが考え
られる。

本発明の第２実施例としτのエンジンの吸気系構造は、
上述のごとく構成されているので、補助スロットルバル
プ４が，第３図のフローチャ−１一に示すように、開閉
される。

′つまり、スロットルボジシ３ンセンサ１１−によって
主スロットルバルブ１０のスロットルポジション０の値
が検出されると（ステップａ１）、コン［一口ーラＪ−
　５でこの検出信号ｃ＝．Ｗづいて車両が減速中である
か否かを判定する（ステップａ２）。

この判定は，スロットルポジションθの値の増加率ｄ　
Ｏ／ｄ　ｔが、設定値Ｎ　（Ｎ＜Ｏ）以下であるかに基
づいて行なわれる。これは，減速時には、通常アクセル
ペダルの踏込を解除するので，スロッ１ヘルが一定以』
二の速度で閉動されるようになることから、ｄ　Ｏ／ｄ
　ｔ：が負の所定値Ｎよりも小さい場合にはしめて減速
状態ε判定するのである。

車両が減速中であれば，補助ス口ットルバルブ４を閉鎖
ずるように、バルブ開閉１置１２にバルブ閉鎖（’Ｒ号
を出力する（ステップａ３）。これに応じて、バルブ開
閉装置１２の全開駆動機構が作動して補助スロットルバ
ルブ４が全閉する。

一方，車両が減速時にない場合には、補助スロットルバ
ルブ４を開放するように．バルブ開閉装置１２にバルブ
閉鎖解除信号を出力する（ステン・プａ４）。これに応
じて，バルブ開閉装＠１２の全閉註動機構による閉動が
解除されてリターンスプリングにより補助スロットルバ
ルブ４が全開する。

このようにして，第工実施例と同様に、主スロットノレ
バノレブ１０やスーパーチャージャ３に、上り燃料の微
粒化が促進され、エンジン６の各気筒の吸気マニホルド
５へ燃料が均等分配されて、加速過渡特性が向上する効
果がある。また，滅速時には、吸気マニホルド集合部５
ａに接近した位置に配段された補助スロットルバルブ４
の閉鎖により、減速時の燃焼室内への燃料吸入が抑制さ
ｔｂ、燃力ｔ室内のオーバーリッチ化が防止されて減速
過渡特性が向上する効果がある。

そして、この実施例では、減速時以力は、補助スロット
ルバルブ４が全開されているので、この補助スロットル
バルブ４の存在による吸気抵抗増が抑制されて、エンジ
ン出力の低減を防止できる効果がある。

なお、この実施例では，バルブ開閉装置１２を、補助ス
ロットルバルブ４を全閉状態に付勢するリターンスプリ
ングと、コントローラ１５からのバルブ閉鎖解除信号を
受けて作動しリターンスブリングに抗して補助スロット
ルバルブ４を全開状態に廓動しうる全開邪動機構（例え
ばソレノイド、又はモータ等を利用したもの）とから構
成してもよい。

また，バルブ開閉装置１２として、ステツパモー夕を使
用してもよい。この場合には、ステツパモータにより、
コントローラ１５の制御信号に応じて、補助スロットル
バルブ４を全開又は全開に駆動する。このため、リター
ンスプリングを省略できる。

なお、各実施例では，燃料供給装置としてシングルポイ
ントインジェクション（ＳＰＩ）２をそなえているが、
燃料供給装置としてはキャブレタであってもよい。

また、補助スロットルバルブ４を集合部５ａ内の入口部
分等に設けるようにしてもよい。

さらに、各実施例の吸気系には、スーパーチャージャ３
がそなえられているが、スーパーチャージャを装備しな
い場合にも、各シリンダへの燃料分配性の向上やレイア
ウト上の理由などによってで燃料供給装置（例えばＳＰ
Ｉ）から燃焼室までの間の距離を長く設定した場合には
、補助スロットルバルブ４を吸気マニホルド集合部５ａ
に接近した位置に設けることによって、上述と同様に過
渡特性が向上する。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明のエンジンの吸気系構造に
よれば、多気筒エンジンの吸気系において，吸気マニホ
ルドの集合部に至る吸気通路内の上流部分の該集合部か
ら離隔した位置に燃料台（給装置が配設されると共に、
該燃料供給装置の下流側に該燃料供給装置に接近して第
１のスロットルバルブが配設され、該吸気通路内の下流
部分の該集合部に接近した位置又は該集合部内に，該第
ｌのスロッ１−ルパルブの閉動時にこれに連動して閉動
しうる第２のスロットルバルブが配設されるという構成
により，燃料供給装置から燃焼室までの容積が大きい吸
気系においても、加速及び減速過渡特性を良好にできる
ようになり、特に、吸気系にスーパーチャージャをそな
えた場合に、加遼及び減速過渡特性の改善効果が著しい
。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明の第１実施例としてのエンジンの吸気系
構造を示す模式的な構成図であり、第２，３図は本発明
の第２実施例としてのエンジンの吸気系構造を示すもの
で，第２図はその模式的な構成図、第３図はその動作を
示すフローチャートであり、第４図（．）〜（ｅ）はそ
れぞれ従来の吸気系構造の問題点を示すグラフであり５
第４図（ａ）はスーパーチャージャ出力圧特性のグラフ
、第４図（ｂ）は空燃比特性のグラフ，第４図（Ｃ）は
出力トルク特性のグラフ、第４図（ｄ）は吸気流速特性
のグラフ，第４図（８）はスロットル開度特性のグラフ
である。 １・一エアクリーナ，２・・一燃料供給装置としてのシ
ングルポイントインジェクション（ｓｐＢ、３・・−・
スーパーチャージャ、４・・一第２のスロットルバルブ
（補助スロットルバルブ）、５−・一吸気マニホルド、
５ａ・一吸気マニホルドの集合部、６−エンジン本体、
７・一排気マニホルド、８・−バイパスＪ，１．９−．
バイパスバルブ、１０−・一第１のスロノトルノｆルブ
（主スロットルバルブ）、１ｌ一・−スロットルポジシ
ョンセンサ．１２−・・バルブ開閉装置、１４一吸気流
路、１　５　−　コントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多気筒エンジンの吸気系において、吸気マニホルドの集
   合部に至る吸気通路内の上流部分の該集合部から離隔し
   た位置に燃料供給装置が配設されると共に、該燃料供給
   装置の下流側に該燃料供給装置に接近して第１のスロッ
   トルバルブが配設され、該吸気通路内の下流部分の該集
   合部に接近した位置又は該集合部内に、該第１のスロッ
   トルバルブの閉動時にこれに連動して閉動しうる第２の
   スロットルバルブが配設されていることを特徴とする、
   エンジンの吸気系構造。