JPH0442497Y2

JPH0442497Y2 -

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Publication number: JPH0442497Y2
Application number: JP1984200627U
Authority: JP
Priority date: 1984-12-28
Filing date: 1984-12-28
Publication date: 1992-10-07
Also published as: JPS61114041U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、機関回転・負荷に応じてスワール強
度を切換制御する可変スワール制御装置に係り、
特にスワール制御手段の不要なスワール切換作動
を低減し得るようにした可変スワール制御装置に
関する。

［従来の技術］一般に、デイーゼル内燃機関の低温始動性の向
上・スモークの低減・燃費の向上などを計るもの
として可変スワール装置が知られている。

この可変スワール装置は、シリンダヘツドに、
シリンダ内へ燃焼用空気を旋回流（スワール）と
して吸入させる吸気ポートとその吸気ポートの下
流側に接続させて、これに生成されたスワールを
阻害して弱める空気を導入させるスワール調整用
の空気通路とを設け、かつそのスワール調整用空
気通路には開閉弁を設けて、その開閉弁を弁作動
制御手段によつて機関回転数及び負荷に応じて開
閉させるようになしたものである。弁作動制御手
段は、機関回転数と負荷とを検出し、それに応じ
てその低回転及び低負荷時等には、開閉弁を閉じ
てシリンダ内に吸気ポートからの高スワールの空
気を吸入させ、高回転及び高負荷時等には、開閉
弁を開いて吸気ポートの下流側にスワール調整用
空気通路からスワールを弱める空気を導入させて
シリンダ内に、低スワールの空気を吸入させる。

これにより、内燃機関はその低負荷低回転時か
ら高負荷高回転時に亘つて良好な燃焼状態が維持
される。

［考案が解決しようとする問題点］一方、内燃機関は、変速操作等のためにクラツ
チが断続されたような場合には、その機関状態が
例えば低負荷及び低回転状態から高負荷及び高回
転状態（またはその逆）へと変化する。ところ
が、従来の可変スワール制御装置では、そのよう
な過渡的な内燃機関の状態変化も検出し、その変
速操作の度にスワール強度を切換えるべく開閉弁
を作動制御することがあつた。しかし、そのよう
な過渡的な状態変化時にまでスワール強度の切換
作動をさせる必要はなく、かえつて開閉弁等のス
ワール切換手段の耐久性・信頼性を低下させる虞
れがあつた。

ところで本出願人は、上記問題点を改善するも
のとして、先に「デイーゼル機関のスワール制御
方法」（特願昭59−128447号）を提案している。
この発明は、機関回転・負荷により区分されるス
ワール強度ゾーンのマツプに基づき可変スワール
手段によりスワールを切り換えるに際して、機関
状態が他のスワール強度ゾーンに遷移したとき
に、その遷移時より所定の時間、遷移前のスワー
ル強度ゾーンのスワール強度を保持するようにな
したもので、これにより機関回転数・負荷に応じ
た最適なスワール制御における不要なスワール切
換を低減でき、システムの耐久性・信頼性を向上
し得る。

しかしながら、本出願人はその後更に検討を加
え、ここにより実際的な可変スワール制御装置と
して提案するに至つたものである。

［考案の目的］本考案は、上記事情を考慮して創案されたもの
であり、その目的は、機関回転数に応じてスワー
ル強度を切換制御するに際し、クラツチの断時に
はそれ以前の状態にスワール強度を保持させて、
正常運転時に対する応答を遅らすことなく、スワ
ール切換手段の不要な作動を低減させもつて耐久
性と信頼性とを向上させた可変スワール制御装置
を提供することにある。

［考案の概要］本考案は、上記目的を達成するために、吸気ポ
ートに開口し吸気スワール強度を弱める空気を導
入する空気通路と、該空気通路に設けられた開閉
弁と、現在の機関回転数と負荷がマツプ上の高低
いずれのスワール強度ゾーンに属するかに従い上
記開閉弁を閉又は開に制御すると共に、クラツチ
の断時には開閉弁をそれ以前の状態に保持させ、
爾後クラツチが継ながれたときには、再びその時
点での機関回転数と負荷とを読み取り、その値が
属するマツプ上のスワール強度ゾーンに従つて開
閉弁を制御する手段とを備える構成としたもので
ある。

変速操作等のためにクラツチを断つたときに
は、これを検出して、その断時中は、それ以前の
状態に開閉弁を保持させるものであり、スワール
の切換手段の不必要な切換作動を低減させること
ができる。次いで、クラツチが継ながれたときに
は、再びその時点での機関負荷及び回転数に応じ
てマツプに従つて開閉弁の作動を制御するため、
クラツチの断時中に過度的に機関負荷及びその回
転数が変化しても、スワール切換がそれに不必要
に追従して行われることもない。

このように変速操作時のみを判断して制御する
ものであるため、正常運転時に対する応答を遅ら
せてしまうことがない。また、運転者によつて変
速操作の時間幅にばらつきがあつても、これに影
響されない。

［実施例］以下に、本考案の好適一実施例を添付図面に基
づき詳述する。

第１図に示す如く、シリンダヘツド１には各シ
リンダ２内に燃焼用空気を吸入させる吸気ポート
３が設けられ、この吸気ポート３には吸気管４か
らの各分岐管５が接続されている。吸気ポート３
はその最下流側の吸気弁孔部６がヘリカル形状と
なつており、吸気ポート３を流れる燃焼用空気は
その吸気弁孔部６でスワール（旋回流）化されて
シリンダ２内に吸気される。

また、シリンダヘツド１には、その吸気ポート
３に接続されて、これにスワール強度を弱めるた
めのスワール調整用の空気を導入する空気通路７
が設けられる。図示する実施例にあつては、その
空気通路７は分岐管５からの吸気の一部を吸気弁
孔部６にバイパスさせるバイパス通路８になつて
おり、スワール調整用空気には吸気の一部が使用
されている。バイパス通路８の流出口９部はヘリ
カル状の吸気弁孔部６の略軸心部に臨んで開口さ
れており、その流出口９部から吸気弁孔部６に吸
気の一部を導入させることにより吸気弁孔部６で
生成されるスワールを阻害させ、もつてその強度
を弱めるように構成されている。

バイパス通路８の流入口１０部には、スワール
切換手段１１としてその流入口１０部を開閉させ
るための開閉弁１２とそのアクチユエータたるエ
アーシリンダ１３が吸気管４の各分岐管５に固定
されて設けられている。エアーシリンダ１３には
エアーパイプ１４を介してエアータンク１５が接
続されている。エアーパイプ１４には開閉用の電
磁弁１６が設けられており、電磁弁１６は弁作動
制御手段１７により開閉制御される。

弁作動制御手段１７には機関の冷却水温度を検
出する水温センサ１８と、エアータンク１５の空
気圧によりON−OFFする空気圧スイツチ１９、
クラツチの断続をクラツチペダル２０の踏込みで
検出するクラツチスイツチ２１とが接続されてお
り、また電子タイマと電子ガバナとを制御するコ
ントロールユニツト２２からは機関回転数と上死
点位置とを示す信号ａ及び機関負荷信号ｂとが入
力されている。尚、上記コントロールユニツト２
２には、水温センサ２３からの信号と、機関のフ
ライホイール２４から検出した機関回転数信号及
びTDC信号、噴射ポンプ２５からの機関負荷信
号、アクセル開度信号、車速信号とが入力されて
いる。また弁作動制御手段１７の出力としては電
磁弁１６の制御信号の他に燃費モニタ用として各
ウオーニングランプを点灯させるための回転信
号、負荷信号、NG信号、並びに上記コントロー
ルユニツト２２に対してのウオーニング信号が発
せられるよう構成されている。

また、上記弁作動制御手段１７には、予め第２
図に示す如きマツプが記憶されている。このマツ
プは内燃機関の負荷と回転数との関係におけるス
ワール強度の強弱（高低）の切換ゾーン，を
区分けしたもので、例えば機関負荷ＬがL₁以下
の低負荷のとき、あるいは機関回転Ｎが約
2000rpm近傍のN₂以上の高速回転のとき、また
は負荷ＬがL₁≦Ｌ≦L₂の中負荷でかつ機関回転
ＮがN₁（約1700rpm）≦Ｎ≦N₂の中速回転のとき
がそれぞれ低スワールゾーンに、それ以外のと
きが高スワールゾーンになつている。弁作動制
御手段１７はこれに入力される負荷信号ｂと回転
数信号ａがマツプ上の高低いずれのスワール強度
ゾーンに属するかに従つて開閉弁１２を閉又は開
に制御するもので、それら信号が低スワールゾー
ンにあるときは電磁弁１６を開き、高スワール
ゾーンにあるときは電磁弁１６を閉じる。

電磁弁１６が閉じられたときには、エアータン
ク１５からエアーシリンダ１３へのエアー供給が
断たれ、エアーシリンダ１３の作動ロツド２６は
エアーシリンダ１３に内蔵されるリターンスプリ
ング２７の弾発力により、押し戻されて開閉弁１
２が第１図に示す如く、バイパス通路８の流入口
１０部を開放させる。バイパス通路８が開いてい
ると、分岐管５からの吸気の一部がそのバイパス
通路８を通じて吸気ポート３の吸気弁孔部６にス
ワールを阻害する吸気として導入されるので、吸
気スワールは弱められてシリンダ２内に吸入され
る吸気は低スワールとなる。

一方、電磁弁１６が開かれたときには、エアー
タンク１５からエアーシリンダ１３にエアーが供
給されてエアーシリンダ１３の作動ロツド２６が
伸長し、開閉弁１２がバイパス通路８の流入口１
０部を閉じる。バイパス通路８が閉じられると、
吸気はすべて吸気ポート３を通つて吸気弁孔部６
でスワール化されるので、シリンダ２内に吸入さ
れる吸気は高スワールとなる。

ところで、本考案が特長とするところは、弁作
動制御手段１７に、クラツチスイツチ２１からク
ラツチの断時信号が入力されたときには、その断
時中はスワール強度をそれ以前の状態に保持させ
るようにしたことにある。即ち、変速操作等のた
めにクラツチを断つたときに、そのクラツチを断
つたことによつて機関負荷と機関回転数とが変化
して、例えばマツプ上の低スワールゾーンから
高スワールゾーンに遷移した場合（又はその
逆）でも、クラツチの断時信号が入力されている
間はスワールの強度切換作動はさせず電磁弁１６
を閉じたまま（または開いたまま）にして、開閉
弁１２をそれ以前のクラツチが継ながれていた時
点の状態に維持させ、爾後クラツチが継ながれた
ときには、再びその時点での機関負荷及び回転数
とを読み取り、その値が属するマツプ上のスワー
ル強度ゾーンに従つて開閉弁１２の作動を制御さ
せるようにする。こうすることによつて、クラツ
チの断時中に過渡的に低スワールゾーンから高
スワールゾーンに、または高スワールゾーン
から低スワールゾーンに機関負荷及びその回転
数が変化しても、スワール切換手段１１をそれに
不要に追従させて作動させることを防止できるよ
うになる。

次に、本考案の可変スワール制御装置の制御方
法のロジツクの流れの１例を第３図に示すフロー
チヤート（弁作動制御手段１７でなされる制御）
に従つて述べる。

先ず、弁作動制御手段１７においては、水温セ
ンサ１８から入力される機関の冷却水温Ｔと規定
温度T₀とを比較し、冷却水温Ｔが規定温度T₀よ
り低いときには電磁弁１６を閉じて低スワールと
する。冷却水温Ｔが低い機関低温時に高スワール
とすると、着火性・始動性が低下し、白煙や臭気
が問題となるからである。冷却水温Ｔが規定温度
T₀より高くなると、次に空気圧スイツチ１９か
ら入力される空気圧Ｐが規定圧力P₀より大きい
か否かを判別し、空気圧Ｐが規定圧力P₀より小
さいときにはモニタ用のウオーニングランプを点
灯させ、電磁弁１６は閉状態としてエアーシリン
ダ１３にはエアーを供給せずに低スワールとす
る。これは、ブレーキ用のエアーを優先的に確保
するためである。

次いで、空気圧Ｐが規定圧力P₀以上となつて
いるときには、クラツチスイツチ２１からの信号
によつてクラツチの断続状態を判別し、クラツチ
の断時（つまりクラツチスイツチ２１のOFF時）
には空気圧の判別段の上段に戻されてこれが継な
がれるまで開閉弁１２を以前の状態に保持し続け
る。クラツチが継ながれているときにはコントロ
ールユニツト２２から入力される回転数信号ａと
負荷信号ｂとを読み取り、それらの値からマツプ
上のゾーンまたはをメモリ上に新たに記憶
し、そのメモリに従つて電磁弁１６の作動を制御
する。このとき、回転数の読み取り不能、負荷の
読み取り不能、開閉弁の制御不能が生じた場合に
は、ウオーニングランプを点灯して電磁弁１６を
閉じ、空気圧の判別段の上段に戻す。

また、電磁弁１６をメモリに従い制御した後に
は、キースイツチのON−OFFを判別し、ONで
あるならば空気圧の判別段の上段に戻し、OFF
であるならばその動作を終了させる。

尚、機関回転数がスワール強度のゾーンと
との間を遷移するときのスワール切換制御には、
第４図に示すようなヒステリシスを有するように
する。即ち、例えば回転数N₁を越えるとスワー
ル強度が高スワール（High）から低スワール
（Low）に切換えられるが、回転数が下降すると
きには、回転数がN₁−n₁以下にならなければ低
スワール（Low）から高スワール（High）へと
切換わらない。また負荷の場合も同様に第５図に
示すようなヒステリシスが与えられ、負荷がL₁
を越えるとスワール強度が低スワール（Low）
から高スワール（High）に切換えられるが、負
荷が下降するときにはその負荷がL₁−l₁以下にな
らなければ高スワール（High）から低スワール
（Low）へと切換わらない。このようにヒステリ
シスを与えると、回転数または負荷の読み取り誤
差やハンチングによる可変スワール手段１１の作
動を低減できる。また、回転数N₂及び負荷L₂に
も同様にヒステリシスを与え、n₁，n₂等の値は30
〜100rpm程度とし、l₁，l₂等の値はポテンシヨメ
ータ出力で0.2V前後とする。

［考案の効果］以上要するに本考案によれば、機関の回転数に
応じた最適なスワール制御における不要なスワー
ル切換をなくしてその作動回数を低減することが
でき、可変スワール制御装置の耐久性・信頼性を
向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る可変スワール制御装置の
好適一実施例を示す概略構成図、第２図は本考案
に係る可変スワール制御装置のスワール強度ゾー
ンの分布を示すマツプ、第３図は本考案に係る可
変スワール制御装置の制御の一例を示すフローチ
ヤート図、第４図と第５図はヒステリシスを有す
るスワール強度制御を説明する図である。図中、３は吸気ポート、７はバイパス通路たる
空気通路、１２は開閉弁、１７は弁作動制御手
段、２０はクラツチのクラツチペダルである。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

吸気ポートに開口し吸気スワール強度を弱める
空気を導入する空気通路と、該空気通路に設けら
れた開閉弁と、現在の機関回転数と負荷がマツプ
上の高低いずれのスワール強度ゾーンに属するか
に従い上記開閉弁を閉又は開に制御すると共に、
クラツチの断時には開閉弁をそれ以前の状態に保
持させ、爾後クラツチが継ながれたときには、再
びその時点での機関回転数と負荷とを読み取り、
その値が属するマツプ上のスワール強度ゾーンに
従つて開閉弁を制御する手段とを備えたことを特
徴とする可変スワール制御装置。