JPS61201823A - 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〕 この発明は、エンジンの吸気装置に関するものである。

〔従来技術〕

通常、車両用エンジン、例えば気化器を備えたエンジン
では、吸気通路のベンチュリー負圧によって燃料を供給
し、又燃料噴射弁を備えたエンジンでは、エアフローセ
ンサで吸入空気量を検出し、これに基づいて燃料噴射量
を演算してこれに応じた燃料噴射パルスを燃料噴射弁に
加えて燃料を噴射供給するという方式が採用されている
。

そしてこのような車両用エンジンの燃料供給系において
は、アクセルペダルを急激に踏み込んだ急加速時には空
気はスロットル弁の開作動に比較的よく追従して吸入さ
れるが、燃料はその粘性等に起因してその供給に泊従遅
れが生じ、その結果混合気の空燃比がオーバリーンとな
って燃焼性が悪化し、加速のもたつき（ヘジテーション
）が生ずることが知られている。特に燃料噴射弁を備え
たエンジンでは、燃料供給の方式上、制御演算系での処
理の遅れが原因となって上述のへジテーションの問題が
懸念されるものである。

このような問題を解消するため、従来より、例えば気化
器を備えたエンジンでは加速ポンプ等の加速増量装置を
設けて急加速時には運転状態に応じた通常の燃料に加え
て加速増量燃料を供給し、又燃料噴射弁を備えたエンジ
ンでは運転状態におした燃料噴射パルスに同期あるいは
非同期に加速補正パルスを付加して燃料噴射量を増量補
正することが行なわれているが、前者では燃料供給系の
構造が複雑となり、又後者では制御演算系での処理の遅
れに起因してヘジテーションを十分に解消できないもの
であった。

また最近、車両用エンジンにおいては、エンジンの出力
アップや燃費改善の観点から、エンジンの運転状態に応
じて吸気通路の通路面積を増減制御し、吸気を効率よく
供給するようにしたものが種々開発、提案されている。

その１例として、従来、例えば特開昭５５−７９２５号
公報に示されるように、スワール生成用低負荷吸気通路
と、高負荷吸気通路とを備え、所定負荷以下の低負荷域
では高負荷吸気通路に設けたスワール制御弁を閉じ、ス
ワールを強化して燃焼性を改善し、一方所定負荷を超え
た高負荷域ではスワール制御弁を開作動させて両吸気通
路から吸気を行ない、充１５効率を向上してエンジンの
出力アンプを図り、その際エンジンの急加速時にはスワ
ール制御弁の開放速度を所定値以下に抑制し、もって急
加速時初期におけるスワールを維持して燃焼性を改善し
、加速性を確保するようにしたものがある。この吸気装
置では、急加速時初期においてスワールが維持されて燃
焼性が改善されることから、燃料供給系の構造を複雑に
することなく、混合気のオーバリーンに起因するヘジテ
ーションは解消されるものと期待される。

しかる上記従来公報記載の吸気装置では、急加速時には
スワール制御弁の開放速度を所定値以下に抑制するよう
にしているので、燃料の供給が追従するようになった加
速時中、後期においてはこのスワール制御弁が吸気抵抗
となり、充填効率が十分に向上せず、エンジン出力が確
保できないという問題がある。

一方、本件発明者は、上述の急加速時におけるヘジテー
ションを解消する方法を鋭意研究した結果、スワール生
成用低負荷吸気通路と高負荷吸気通路とを備え、高負荷
吸気通路に、所定負荷以下の低負荷時に閉じるスワール
制御弁を設けたエンジンの吸気装置において、急加速時
にスワール制御弁の開作動を緩加速に比して遅延させれ
ばよいことを見い出した。即ち、 （ｉ）上述のエンジンの吸気装置におし１て、急加速時
にスワール制御弁の開作動を遅延させるようにすると、
急加速時初期においては低負荷吸気通路のみから吸気が
供給されるが、この低負荷吸気通路は低負荷時における
吸気流速確保のために小径に形成されており、吸気抵抗
が大きいことから、吸気が急激に吸入されることはなく
、吸気の供給に比し燃料の供給遅れがそれほど顕著にな
ることはなく、その結果混合気の空燃比もそれほどオー
バリーンとならず、燃焼性もほとんど悪化しないもので
ある。

（ｉｉ）また急加速時初期にスワール制御弁が閉じられ
ると、スワールが強く維持され、燃焼性が大幅に改善さ
れるものである。

（ｉｉｉ）シかもこの場合には、上記従来公報記載の装
置に比してスワールがより強く維持されて燃焼性がより
改善され、しかも上述のように混合気の空燃比変動が抑
制されることから、ヘジテーションは上記従来公報記載
の装置に比しより一層解消され、又燃料の供給が追従す
るようになった加速時中、ＩＩｔ期おいてはスワール制
御弁は既に開いており、これが吸気抵抗とならないこと
から、充填効率を向上してエンジン出力を確保できるも
のである。

〔発明の目的〕 この発明は、かかる点に鑑み、低負荷域でのスワールの
強化と高負荷域での吸気の確保とを行ないつつ、急加速
時の燃料遅れによる混合気のオーバリーン化に起因する
燃焼性の悪化防止を図ることのできるエンジンの吸気装
置を提供せんとするものである。

〔発明の構成〕

そこでこの発明は、スワール生成用低負荷吸気通路と高
負荷吸気通路とを備え、高負荷吸気道ｖ３に、所定負荷
以下の低負荷時に閉じるスワール制御弁を設けたエンジ
ンの吸気装置において、緩加速時に比し、急加速時にス
ワール制御弁の開作動を遅延させるようにしたものであ
る。

即ち、この発明は、第１図の機能ブロック図に示される
ように、スワール生成用低負荷吸気通路と、スワール制
御弁３０が設けられた高負荷吸気通路とを備えてなるエ
ンジンにおいて、負荷検出手段３１でエンジンの負荷状
態を検出し、駆動制御手段３２が負荷検出手段３１の出
力を受け所定負荷以下の低負荷域ではスワール制御弁３
ｏを閉作動させる一方、所定負荷以上の高負荷域ではス
ワール制御弁３０を開作動させ、その際加速検出手段３
３でエンジンの加速度を検出し、加速時制御手段３４が
加速検出手段３３の出力を受けて急加速状態では上記所
定負荷を超えてから所定時間経過後にスワール制御弁３
０が開作動するように駆動制御手段３２を制御するよう
にしたものである。

〔実り恒例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第２図ないし第５図は本発明の一実施例によるエンジン
の吸気装置を示す。ｌはエンジンで、該エンジンｌには
２つの吸気ポートｚａ、２ｂが形成されるとともに、該
吸気ポート２ａ、２ｂと連通して吸気管３が接続され、
該吸気ボー１−２２　。

２ｂと吸気管３とは吸気通路４を構成している。

この吸気通路４の下流端部は隔壁５によって２つの高負
荷吸気通路６ａ、Ｇｂに分岐され、父上記吸気通路４に
は２つの高負荷吸気通路５ａ、５ｂを開閉するスワール
制御弁７が配設されている。

また吸気通路４のスワール制御弁７上流側にはスワール
生成用低負荷吸気通路８の一端が分岐形成され、該低負
荷吸気通路８は燃焼室の接線方向に延び、その他端は一
方の高負荷吸気通路６ｂに接続されている。

また、上記吸気通路４のスワール制御弁７の下流側には
燃料噴射弁１０が配設され、一方、吸気通路４のスワー
ル制御弁７上流側にはサージタンク１１が形成され、そ
の上流側にはスロットル弁１２が配設され、吸気通路４
の上流端はエアクリーナ１３に至っている。さらに吸気
通路４にはアイドル回転制御機構１４が設けられている
。この制御機構１４において、吸気通路４にはスロット
ル弁１２をバイパスしてバイパス通路１５が分岐形成さ
れ、該バイパス通路１５の途中には該通路１５に流れる
空気量を制御する開閉弁１６が配設されている。

また図中、１７は電子進角装置１７ａを有するディスト
リビュータ、１８は吸入空気量を検出するエアフローメ
ータ、１９は吸入空気の温度を検出する吸気温センサ、
２０はスロットル弁１２の開度を検出するスロットルセ
ンサ、２１はスロットル弁１２下流の吸気負圧を検出す
る負圧センサ、２２はエンジンの回転角を検出するクラ
ンク角センサ、２３はインター７　エース２４　、　　
ＣＰ　Ｕ　２５及ヒメモリ２６からなるエンジンコント
ロールユニットで、上記メモリ２６には第４図及び第５
図に示すＣＰＵ２５の演算処理のプログラムや第１゜第
２の点火時期マツプ等が格納されている。ここで第１の
点火時期マツプはスワール強化を行なった場合において
最適な燃焼状態が得られる点火時期を、エンジン回転数
と吸気負圧とをパラメータとしてメモリ２６に格納して
作成したものであり、父上２第２の点火時期マツプはス
ワール強化を行なわない場合において最適な燃焼状態が
得られる点火時期を、これもエンジン回転数と吸気負圧
とをパラメータとしてメモリ２６に格納して作成したも
のである。

そして上記ＣＰＵ２５は、エンジン負荷状態のパラメー
タである吸気負圧が設定値ＣＩ以下の低負荷域ではスワ
ール制御弁７を閉じ、設定値０１以上の高負荷域ではス
ワール制御弁７を開作動させ、その際スロットル開度の
変化率が設定値Ｃ２を超える急加速状態では上記設定値
Ｃ１を超えてから所定時間経過後にスワール制御弁７を
開作動させるというスワール制御弁７の駆動制御を行な
う。またＣＰＵ２５は、スワール制御弁７の開閉に応じ
て第１．第２の点火時期マツプを選択し、該選択した点
火時期マツプからエンジン回転数と吸気負圧とに応じて
点火時期を求め、この点火時期を電子進角装置１７ａに
与えて上記点火時期でもって点火を行なわせるという点
火時期制御を行ない、又エンジン回転数と吸気負圧とに
応じて燃料噴射量を演算しこれに応じた燃料噴射パルス
を燃料噴射弁１０に加えて燃料を噴射供給させるという
燃料噴射量制御を行ない、又エンジンのアイドル時には
アイドル回転制御機構１４の開閉弁１６にエンジン回転
数あるいはターラ負荷、電気負荷等に応じて制御信号を
加えてアイドル回転数の制御を行なう。

なお以上のような構成において、負圧センサ２１が第１
図に示す負荷検出手段３１となっており、又スロットル
センサ２０が第１図に示す加速検出手段３３となってお
り、文上記ＣＰＵ２５が第１図に示す駆動制御手段３２
及び加速時制御手段３４の機能を実現するものとなって
いる。

次に第４図ないし第６図を用いて動作について説明する
。ここで、第４図はＣＰＵ２５のバックグラウンドルー
チンのフローチャートを、第５図はＣＰＵ２５のインタ
ーラブドルーチンのフローチャートを、第６図は急加速
時におけるスロットル開度、吸気負圧、スワール制御弁
の開閉タイミング及び点火タイミングのタイミングチャ
ートを示す。

エンジンが作動すると、ＣＰＵ２５は第４図に示すバッ
クグラウンドルーチンの処理を実行し、各種データであ
る負圧センサ２１．スロットルセンサ２０及びクランク
角センサ２２の出力を読み込み（ステップ３５）、スワ
ール制御弁７に開閉信号を与えて該スワール制御弁７を
開閉するとともに（ステップ３６）、電子進角装置１７
ａに点火時期を出力してエンジンの点火を行なわせ（ス
テップ３７）、又燃料噴射弁１０にエンジン回転数及び
吸気負圧に応じた燃料噴射パルスを加えて燃料噴射を行
なわせる（ステップ３８）。

このようにしてバンクグラウンドルーチンの処理を実行
している際に、所定のタイミングになると、ＣＰＵ２５
は第５図に示すインターラブドルーチンの処理を実行し
、まず吸気負圧ＰＢが設定値Ｃ１より大きいか否かを判
定しくステップ３９）、吸気負圧ＰＢが設定値０１以下
である低負荷域においては内部タイマｎをクリアしくス
テップ４０）、スワール制御弁７の開閉信号を閉に設定
するとともに、エンジン回転数と吸気負圧とに応じて第
１の点火時期マツプより点火時期を読み出しくステップ
４１）、タイマセットか否かを判定した後（ステップ４
２）、バックグラウンドルーチンの処理に戻る。一方、
吸気負圧ＰＢが設定値ＣＩより大きい高負荷域になると
、タイマセットか否かを判定した後（ステップ４３）、
スロットル開度の変化率ｄθ／ｄｔが設定値０２以上か
否かを判定しくステップ４４）、これが設定値Ｃ２より
小さいエンジンの緩加速時にはスワール制御弁７の開閉
信号を開に設定するとともに、エンジン回転数と吸気負
圧とに応じて第２の点火時期マツプより点火時期を読み
出して（ステップ４５）、バックグラウンドルーチンの
処理に戻る。これによりエンジンの低負荷域においては
、スワール制御弁　・７は閉じられ、燃焼室９内には低
負荷吸気通路８から速い流速でもってかつその接線方向
に吸気が供給されて強いスワールが生成され、又スワー
ル生成時の最適なタイミングでもって点火が行なわれ、
一方エンジンの高負荷域で緩加速時においては、スワー
ル制御弁７は開かれ、燃焼室９内には低負荷吸気通路８
及び２つの高負荷吸気通路６ａ。

６ｂから多量の吸気が供給されて充填効率は向上し、又
スワール非生成時の最適なタイミングでもって点火が行
なわれることとなる。

そして吸気負圧が設定値Ｃ１より大きいエンジンの高負
荷域で、スロットル開度の変化率ｄθ／ｄｔが設定値Ｃ
２以上の急加速状態になると（第６図のＡ、Ｂ参照）　
、ＣＰＵ２５はまず内部タイマｎを１にセットしくステ
ップ４６）、スワール制御弁７の開閉信号を閉に設定す
るとともに、エンジン回転数と吸気負圧とに応じて第１
の点火時期マツプより点火時期を読み出しくステップ４
１）、タイマセントか否かを判定した後（ステップ４２
）、内部タイマｎを１だけアンプカウントさせてそれが
設定値ｋになったか否かを判定する（ステップ４８）。

内部タイマｎが設定値ｋになるまではステップ３９．４
３．４１．４２．４７．４８の処理を実行してバックグ
ラウンドルーチンの処理に戻り、内部タイマｎが設定値
ｋになるとこの内部タイマｎをクリアしくステップ４９
）、上述のステップ４５に進んでスワール制御弁７の開
閉信号を開に設定するとともに、エンジン回転数と吸気
負圧とに応じて第２の点火時期マツプより点火時期を読
み出してバックグラウンドルーチンの処理に戻ることと
なる。このように吸気負圧が設定値Ｃ１より大きいエン
ジンの高負荷域で、かつ急加速状態においては、吸気負
圧が設定値Ｃ１を超えてから所定時間の間はスワール制
御弁７は閉じられて燃焼室９内には強いスワールが生成
維持されるとともに、スワール生成時の最適なタイミン
グでもって点火が行なわれ（第６図のＣ，Ｄ参照）、所
定時間が経過すると通常の高負荷域の場合と同様に、ス
ワール制御弁７は開かれ燃焼室９内には低負荷吸気通路
８及び２つの高負荷吸気通路５ａ。

６ｂから吸気が供給されて充虜効率は向上し、又スワー
ル非生成時の最適なタイミングでもって点火が行なわれ
ることとなる（第６図のＥ、Ｆ参照）。

またＣＰＵ２５は、エンジンのアイドル時になると、ア
イドル回転制御機構１４の開閉弁１６にエンジン回転数
あるいはターラ負荷、電気負荷等に応じた制御信号を加
えてアイドル回転数の制御を行なう。

以上のような本実施例の装置では、急加速時初期には所
定時間の間スワール制御弁を強制的に閉じるようにした
ので、吸気の急激な吸入を抑制して大幅な空燃比変動を
防止でき、しかも強いスワールを生成維持でき、その結
果急加速時初期における燃焼性を大幅に改善してヘジテ
ーションを確実に防止できる。

また本装置では、急加速時中、後期にはスワール制御弁
を完全に開くようにしたので、このスワール制御弁が吸
気抵抗になるということはなく、上記従来公報記載の装
置のようにスワール制御弁の開放速度を所定値以下に抑
制した場合に比して充虜効率を向上でき、エンジン出力
を確保できる。

さらに本装置では、上述のように急加速時初期吸気の急
激な増大を抑制しているので、大きなトルク変動が発生
することはな（、急加速時全体について見た場合大変滑
らかな加速性が得られることとなる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
種々の変形・変更が可能であり、例えば加速度が所定以
上の領域で、加速度に応じて遅延時間を変更するように
してもよく、また燃料供給装置は燃料噴射弁ではな（、
気化器であってもよい、またエンジンの負荷状態は吸気
負圧ではなく、これ以外のもの１例えばスロットル開度
から検出するようにしてもよ（、又エンジンの加速度は
スロットル開度ではなく、これ以外のもの１例えばエン
ジン回転数から検出してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、スワール生成用低負荷吸
気通路と高負荷吸気通路とを備え、高負荷吸気通路に、
所定負荷以下の低負荷時に閉じるスワール制御弁を設け
たエンジンの吸気装置において、緩加速時に比し、急加
速時にスワール制御弁の開作動を遅延させるようにした
ので、低負荷域でのスワール強化と高負荷域での吸気の
確保とを行ないつつ、急加速時初期における燃焼性の悪
化を防止してヘジテーションを解消できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例によるエンジンの吸気装置の概略構成
図、第３図は上記装置の要部構成図、第４図及び第５図
は各々上記装置におけるＣＰＵ２５のバンクグラウンド
ルーチン及びインターラブドルーチンのフローチャート
を示す図、第６図は急加速時における上記装置の動作を
説明するためのスロットル開度、吸気負圧、スワール制
御弁の開閉タイミング及び点火タイミングのタイミ７・
′クチｔ−−１・を示す図である。 ３０・・・スワール制御弁、３１・・・負荷検出手段１
、′３２・・駆動制御手段、３３・・・加速検出手段、
３４・・！Ｊｌｌ連時制副時制御手段・・エンジン、６
ａ、６ｂ・・・高負荷吸気ｉＭ路、７・・・スワール制
御弁、８・・・スワール生成用低質＠吸気通路、２０・
・・スロットルセンサ、２１・・・負圧センサ、２５・
・・ｃｐｕ０特　許　出　願　人　マツダ株式会社 代理人　　　弁理士　早　瀬　憲　− 第１図 、、２５　　　　”

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スワール生成用低負荷吸気通路と、スワール制御
   弁が設けられた高負荷吸気通路とを備えてなるエンジン
   において、エンジンの負荷状態を検出する負荷検出手段
   と、該負荷検出手段の出力を受け所定負荷以下の低負荷
   域ではスワールを強化すべく上記スワール制御弁を閉作
   動させる一方所定負荷以上の高負荷域では上記低負荷及
   び高負荷の両吸気通路から吸気を供給すべく上記スワー
   ル制御弁を開作動させる駆動制御手段と、エンジンの加
   速度を検出する加速検出手段と、該加速検出手段の出力
   を受け所定加速度を超える急加速状態では上記所定負荷
   を超えてから所定時間経過後に上記スワール制御弁が開
   作動するように上記駆動制御手段を制御する加速時制御
   手段とを設けたことを特徴とするエンジンの吸気装置。