JPS61106917A - 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） 本発明はエンジンの吸気装置に関する。

（従来技術） エンジンの吸気装置に関し、例えば特開昭ｊｊ′−２２
７０ｒ号公報に記載されている如く、吸気ポートからサ
ージタンクに至る吸気通路長さが長いものと短いものの
２つの吸気系を設け、エンジン回転数が低いときは長い
吸気系を用い、高いときは短い吸気系を用いるように吸
気系を切換える技術は一般に知られている。

この従来技術の場合、吸気系が長短に切換わることによ
シ、エンジン回転数が低いところと高いところの２個所
で吸気系の固有振動数がエンジン回転数に同調して吸気
の慣性過給が行なわれる。

そうして、上記吸気系を切換えるエンジン回転数は、一
般に長い吸気系よりも短い吸気系の方での慣性過給効果
が大きくなるときのエンジン回転数（第２図におけるエ
ンジン回転数Ｎ）に設定されている。

ところで、エンジンは運転条件ないし環境の変動に伴い
出力が一時的に高まシ、過熱、過回転、燃焼圧力の異常
上昇などを招き、耐久性に悪影響を及ぼすことがある。

これに対し、従来はスパークカットや燃料カットによジ
エンジンの出力を−時的に低下させることが試みられて
いるが、スパークカットの場合、未燃焼ガスが排出され
、また燃料カットの場合も失火の可能性が高くなって未
燃焼ガスの排出を招き易くなシ、排気温度や排気浄化触
媒温度の異常上昇、排気ガスの浄化不良を招く問題があ
る。

（発明の目的） 本発明は、エンジンの過出力に伴う異常がみられるとき
の出力低下方式として、従来のスパークカットや燃料カ
ットのようなエンジンに対するショックの大きい出力低
下方式ではなく、吸気慣性効果を利用した比較的ショッ
クの小さい方式を提供し、排気系に異常が出ないように
しようとするものである。

（発明の構成） 本発明においては、吸気通路の固有振動数を変えて異な
る回転域でのエンジン回転数に同調させｊ・１　　て吸
気の慣性過給効果を得るべく吸気通路の実質的形状（通
路長さや通路断面積）を変更する手段と、エンジンの過
出力に伴う異常を検出する手段と、この異常を検出した
際に上記変更手段にて吸気通路の実質的形状をそのとき
のエンジン回転数での慣性過給効果が小さい方に変更す
る制御手段とを備えている。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図に示すエンジンの吸気装置において、１はピスト
ン２が嵌挿されたシリンダ、３は吸気ボート４および排
気ポート５が形成されたシリンダヘッド、６は吸気ボー
ト４を開閉する吸気パルプ、７は排気ポート５を開閉す
る排気バルブ、８はシリンダヘッド３に接続された吸気
マニホルドである。吸気マニホルド８は、サージタンク
９と吸気ボート４を連通ずる通路長さの長い長吸気通路
１０と通路長さの短い短吸気通路１１とを備えていて、
両吸気通路１０．１１の下流側合流部に燃料噴射弁１２
が設けられ、また、短吸気通路１１にその通路を開閉す
る開閉弁１３が介装されている。

本例の場合、上記開閉弁１３が吸気通路の実質的形状を
変更する変更手段となるものであシ、開閉弁１３が閉の
ときは、吸気ボート４と長吸気通路１０のサージタンク
９に対する開口部との間での慣性効果により、吸気通路
の固有振動数が同調するエンジン回転数は低回転域にあ
られれ、また、開閉弁１３が開のときは、吸気ボート４
と短吸気通路１１のサージタンク９に対する開口部との
間での慣性効果が顕著となり、吸気通路の固有振動数が
同調するエンジン回転数は高回転域にあられれる。すな
わち、長吸気通路１′０が用いられる場合、ピストン２
の下降により生じた負圧波は長吸気通路１０側の開口部
を開放端として反転し、正圧波となって吸気ボート４へ
戻る。従って、吸気パルプ６前の圧力はとの正圧波と負
圧波の合成圧となシ、このバルブ前圧力とシリンダ内圧
力が同圧となるタイミングと吸気パルプ６が閉じられる
タイミングが一致するとき、つまり、吸気通路の固有振
動数とエンジン回転数が同調するとき、吸気の充填効率
が高くなり、エンジン出力トルクのピークが生じるが、
この長吸気通路１０の長さは、第２図に示す如く低回転
域に上記同調するエンジン回転数Ｎ℃が表われるように
設定されている。一方、短吸気通路１１が用いられる場
合、上記負圧波が短吸気通路１１側の開口部を開放端と
して反転するが、このときの吸気通路の固有振動数が同
調するエンジン回転数Ｎｈが高回転域に表われるように
この短吸気通路１１の長さが設定されている。

しかして、上記開閉弁１３にはアクチュエータ１４が取
り付けられ、このアクチュエータ１４に制御手段１５が
接続されておシ、この制御手段１５はエンジン回転数と
エンジンの過出力に伴う異常の検出に基いてアクチュエ
ータ１４に制御信号を出力し、開閉弁１３の開閉を制御
するようになっている。すなわち、本例の場合、クラン
クシャフトに連結した回転体１６の回転からエンジン回
転数を検出する回転センサ１７と、シリンダ１の壁温を
検出する壁温センサ１８と、排気ガスの温度を検出する
排気温センサ１９と、排気ガスを浄化する触媒コンバー
タ２０の温度を検出する触媒温センサ２１とがそれぞれ
検出信号を制御手段１５に出力するようになっている。

そして、制御手段１５は、回転センサ１７で検出したエ
ンジン回転数ｎが長吸気通路１０よシも短吸気通路１１
を用いる方が大きな慣性過給効果が得られる回転数Ｎ（
第２図の２つのトルク特性線の交点位置のエンジン回転
数）よシも大きいか否かを判断する手段と、回転センサ
１７からのエンジン回転数が設定値を越える異常値にな
っていないか否か、壁温センサ１８、排気温センサ１９
および触媒温上ンサ２１からのそれぞれの検出温度が各
々設定値を越える異常値になっていないか否か、つまり
、各センサ１７，１８，１９，２１のいずれか７つから
エンジンの過出力に伴う異常が検出されていないか否か
を判断する手段と、異常がある場合にそのときのエンジ
ン回転数ｎでの吸気慣性過給効果が小さくなる方に吸気
通路の実質的形状を変更すべく開閉弁１３のアクチュエ
ータ１４に開閉の信号を出力する手段とを備えている。

この制御手段１５での処理の流れは第３図に示されてお
り、上記グつのセンサ１７，１８，１９゜２１からの検
出信号を入力し、まず、回転センサ１７からのエンジン
回転数ｎが開閉弁１３の開閉の切換えを行なう設定回転
数Ｎを越えているか否かを判断する（ステップ■、■）
。次に、この判断がＹＥＳの場合はステップ■にて、Ｎ
Ｏの場合はステップ■にてそれぞれ上記グつのセンサの
いずれか７つでもエンジンの過出力に伴う異常が検１０
が用いられる）が出力されｉ寺、そうでない場合は開弁
信号（短吸気通路１１が用いられる）が出力される。一
方ステップ■での判断が異常有のときは逆に開弁信号が
出力され、異常熱のときは閉弁信号が出力される（ステ
ップ■、■）。

従って、上記実施例においては、エンジンの過出力に伴
う異常がない場合、まず、エンジン回転数ｎが低い回転
域では、開閉弁１６は閉じられていて、長吸気通路１０
での吸気の慣性効果を利用した過給が行なわれる。そし
て、エンジン回転数ｎが設定回転数Ｎ以上の値になると
、開閉弁１６が開動し、短吸気通路１１での吸気の慣性
効果を利用した過給が行なわれる。

しかして、エンジン回転数ｎが高回転域にあるとき、エ
ンジンの過回転や排気ガス温度の異常上昇などのエンジ
ンの過出力に伴う異常が検出されると、開閉弁１３が閉
じられて吸気通路の実質的形状が長い側（長吸気通路１
０）に切換わる。この高回転域では第２図に示す如く長
吸気通路１０による吸気の慣性過給効果がほとんどなく
、短吸気通路１１を用いていた場合に比べてエンジンの
出力トルクが低下し、上記異常の解消が図られ、異常が
解消すると再び吸気通路形状は短吸気通路１１側に戻る
。このエンジンの出力トルクの低下は吸気の充填効率を
一時的に下げることによシ達成されるものであり、エン
ジンの失火などの大きなショックを招かず、排気ガスの
状態悪化は生じない。一方、エンジン回転数ｎが低回転
域にあるとき、エンジンの過出力に伴う異常（エンジン
の過回転はない）が検出されると、開閉弁１３が開き、
短吸気通路１１での吸気慣性効果が作用して長吸気通路
１０での慣性過給効果が減じられ、エンジンの出力トル
クが低下して上記異常が解消される。

吸気通路の実質的形状の変更に関し、上記実施例では通
路長さを変更するようにしたが、第７図に示す如く通路
断面積を変更するようにしてもよい。すなわち、第７図
の実施例では、７つの気筒に対し、仕切壁２２で仕切ら
れた２つの吸気ポート２３．２４があり、また、両吸気
ボート２６゜２４とサージタンク２５とを連通ずる吸気
通路は、サージタンク２５から延びた隔壁２６にて途中
までが第１と第２の吸気通路２７．２８に仕切られ、両
吸気通路２７．２８は上記隔壁２６に達する前で合流し
、この合流部に燃料噴射弁２９が設けられている。そし
て、第２吸気通路２８には通路を開閉する開閉弁６０が
介装されている。

上記第１吸気通路２７はエンジンの全回転域で吸気を気
筒に導入し、第２吸気通路２８はエンジン回転数が高い
回転域でのみ開閉弁６０の開弁によシ吸気を導入するよ
うになされている。従って、開閉弁３０が閉弁状態にあ
るとき、吸気通路の断面積は第２吸気通路２８が閉塞さ
れている分だけ狭く、吸気通路の固有振動数が低回転域
でのエンジン回転数に同調して吸気の慣性過給効果を呈
し、開閉弁３０が開弁状態にあるとき、吸気通路の断面
積は第１と第２の吸気通路２７．２８を合わせた大きい
ものとなシ、吸気通路の固有振動数が高回転域でのエン
ジン回転数に同調して吸気の慣性過給効果を呈するよう
になる。

そして、この通路断面積変更の実施例でも、先の実施例
の如く、エンジンの過出力に伴う異常を検出して開閉弁
３０の開閉を切換え、出力トルクを低下せしめることが
できる。

なお、上記実施例では、エンジン負荷の高低にかかわら
ず、吸気通路の実質的形状をエンジン回転数に応じて変
更するようにしているが、エンジン負荷を検出し、エン
ジンの過出力に伴う異常がないとき高負荷にあるという
条件下で開閉弁を開）費　　き、エンジンの出力を高め
るようにしてもよい。

□ （発明の効果） 本発明によれば、エンジンの過出力に伴う異常があると
き、吸気慣性過給効果が小さくなるように吸気通路の実
質的形状を変更して出力トルクの低減を図るようにしだ
から、従来のスパークカットなどによる出力低減方式に
比べてエンジンの受けるショックが小さく、排気ガスの
性状の悪化など出力低減に伴う２次的弊害を招くことな
くエンジンの過熱や過回転を防止することができ、エン
ジンの耐久性向上、さらには有効な車速制限を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係るもので、第１図はエンジン
の吸気装置の一例を示す構成図、第２図は出力トルク特
性図、第３図は制御手段での処理の流れを示すフロー図
、第グ図は別の実施例での吸気通路形状変更手段を示す
構成図である。 ４．２３．２４・旧・・吸気ポート、６・・・・・・吸
気パルプ、９．２５・・・・・・サージタンク、１ｏ・
・・・・・長吸気通路、１１・・・・・・短吸気通路、
１３．３０・旧・・開　　　□閉弁、１５・・・・・・
制御手段、１７・旧・・回転センサ、１８・・・・・・
壁温センサ、１９・・・・・・排気温センサ、２１・・
・・・・触媒温センサ、２７・・・・・・第７吸気通路
、２８・・・・・・第２吸気通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気通路の実質的形状を変更し、吸気通路の固有
   振動数をそれぞれ異なる回転域でのエンジン回転数に同
   調させて吸気の慣性過給効果を得るようにした吸気通路
   の形状変更手段を有するエンジンにおいて、エンジンの
   過出力に伴う異常を検出する異常検出手段と、この異常
   検出手段による異常検出を受けて上記形状変更手段を制
   御し、吸気通路の実質的形状をそのときのエンジン回転
   数での上記慣性過給効果が小さい方に変更する制御手段
   とを備えていることを特徴とするエンジンの吸気装置。