JPS63215826A - 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、スワール形成用の１次吸気通路と主として中
・高負荷時に燃焼室に吸気を供給する２次吸気通路とを
備えたエンジンの吸気′！Ａ置に関するものである。

［従来技術］ エンジンの低負荷時には吸気ｍが少なくなり十分な吸気
流速が得られないので、燃料の気化・霧化が悪くなり燃
焼性が悪化するといった問題がある。そこで、１次吸気
通路と２次吸気通路とを設け、１次吸気通路の燃焼室へ
の開口方向を燃焼室の中心軸に向かう半径方向より円周
方向に傾斜させて配設するとともに通路断面積を比較的
小さく設定し、一方、２次吸気通路の通路断面積を比較
的大きく設定するとともにこれをＯＦ）閉する制御弁を
介設して、低負荷時には負荷に応じて制御弁を閉じ１次
吸気通路から流速の大きな吸気を燃焼室にその中心軸に
向かう半径方向より円周方向に傾斜して噴出させ、燃焼
室内で円周方向に高速で流動する吸気渦流、すなわちス
ワールを形成させて、燃料の気化・霧化を促進するよう
にしたものが提案されている。このようなスワールを形
成さ仕て燃焼性を向上させるようにした従来のものにお
いては、エンジン回転数と吸気負圧（エンジン負荷）に
応じた適正な吸気流速が得られるように制御弁を制御す
るなどして燃焼性の向上を図っている（例えば、特開昭
５９−１３８７２３号公報参照）。

ところで、吸気温度が低いときには、燃料の飽和蒸気圧
が低いので高温時より燃料の気化・霧化が悪化するが、
上記のような制御弁の制御方法では常温時をベースとし
て、エンジン回転数と吸気負圧とをバラメークとして制
御弁開度をゾーン設定しているので、吸気温度が低いと
きには所定の強さのスワールを形成しても燃料の適正な
気化・霧化が行なわれず燃焼性が悪化するといった問題
があった。例えば、空燃比が制御されるエンジンにおい
て空燃比が一定となるように制御した場合、吸気温度が
変化しても見かけ上は第３図（ａ）の直線Ｇ３で示すよ
うな一定空燃比となるが、実際に燃焼室内での燃焼に寄
与する燃料を基準にとれば、直線Ｇ４で示ずような空燃
比にしか相当せず、燃焼性が悪化していた。なお、この
場合の制御弁開度は第３図（ｂ）の直線Ｇ、のように一
定とする。

これを改善するために、例えば、空燃比（Ａ／Ｆ）が制
御されるＥＧＩ仕様車では、第４図の直線Ｇ。で示すよ
うな補正係数を空燃比の目標値に掛けて、吸気温度が低
いときには空燃比（Ａ／Ｆ）をリッチ側に補正制御して
燃焼性を高めるようにしたものが提案されているが、こ
のものでは、吸気温度が低いときには燃料の気化・霧化
が悪いため、見かけ上はリッヂな混合気が供給されてい
るようにみえても燃焼室内には燃料がいわゆる生ガス状
で吸入されるので、点火プラグまわりは逆にリーン状態
となり燃焼性は依然改善されていないといった間犀があ
った。

また、エンジンの冷却水温度を検出して、冷却水温度が
低いほど制御弁を閉じるようにして、低温による気化・
霧化の悪化を補償するようにしたものが提案されている
が、このものは応答性が悪く、またエンジン始動直後の
部分的な条件で燃焼性の悪化をカバーするだけであり、
運転中全般にわたって燃焼性を改善できるものではない
。

［発明の目的］ 本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、スワール形成用の１次吸気通路と主として中・高負
荷時に燃焼室に吸気を供給する２次吸気通路とを備えて
、低負荷時には燃焼室内にスワールを形成することによ
り燃焼性の向上を図ったエンジンの吸気装置において、
吸気温度が低い場合でも、低負荷時の燃料の気化・霧化
を悪化させることのない優れた燃焼性を保証することが
できるエンジンの吸気装置を提供することを目的とする
。

［発明の構成］ 本発明は上記の目的を達するため、スワールを形成しつ
つ燃焼室に吸気を供給する１次吸気通路と制御弁が介設
された２次吸気通路とを設け、所定の低負荷域では上記
制御弁を閉じることによって燃焼室内にスワールを形成
するようにしたエンジンの吸気装置において、 吸入空気温度を検出する吸気温度検出手段を設けるとと
もに、該吸気温度検出手段によって検出される吸入空気
温度が低い程上記制御弁の開度を閉弁側に補正するよう
に制御する制御手段を設けたことを特徴とするエンジン
の吸気装置を提供す［発明の効果］ 本発明によれば、吸気温度検出手段によって吸入空気温
度を検出し、制御弁制御手段によってエンジンの所定の
低負荷域では上記吸入空気温度が低い程制御弁の開度を
閉弁側に補正するように制御するので、吸入空気温度が
低い程燃焼室内のスワール形成が強化され、このスワー
ルの強化によって吸入空気温度低下による燃料の気化・
霧化の悪化が補償され、吸入空気温度が低い場合でも燃
焼性を良好に保つことができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第１図に示すように、エンジンｌは吸気弁２が開かれた
ときに吸気ボート３から吸気を燃焼室４に吸入し、燃焼
室４内の吸気（混合気）をピストン５で圧縮して点火プ
ラグ（図示していない）で着火燃焼させ、この後排気弁
６が開かれたときに燃焼室４内の燃焼ガスを排気ボート
７を介して排気通路８に排出し、このような行程が連続
的に繰り返され、これに伴って生ずるピストン５の往復
運動がコネクヂングロツド９を介してクランク軸（図示
していない）の回転運動に変えられ、エンジン１の出力
として取り出されるような基本構成となっている。

そして、燃焼室４に吸気を供給するために、共通吸気通
路ＩＩが設けられ、この共通吸気通路ｌｌには上流から
順に、吸気中の浮遊塵を除去するエアクリーナ１２と、
アクセルペダル（図示していない）の踏み込みに応じて
開閉されるスロットル弁１３とが介設されている。

共通吸気通路１１はスロットル弁１３下流の分岐部１４
で、エンジン負荷の大小にかかわらず常に吸気を通す１
次吸気通路Ｉ５と主として所定の中・高負荷時に吸気を
通ず２次吸気通路１６とに分岐されている。この１次吸
気通路１６は下流側端部開口部が円筒状の燃焼室４の中
心軸に向う半径方向より円周方向に傾斜した方向を指向
しつつ吸気ボート３と連通して配設されており、これに
よって、１次吸気通路１５を通して燃焼室４内に流入す
る吸気は、円筒状の燃焼室４内で円周方向に沿った渦流
、すなわちスワールを形成し、燃焼室４内の吸気の慣性
力の粘性力に対する比率（レイノルズ数）を高め、燃料
の気化・霧化を促進するようにしている。また、燃焼室
４内に流入する吸気の流速を高めてスワールを強化する
ために、１次吸気通路１５の通路断面積は比較的小さく
設定されている。

一方、２次吸気通路１６は中・高負荷時に燃焼室４に十
分な吸気を供給できるように通路断面積が十分大きく設
定されている。そして、この２次吸気通路１６には分岐
部１４下流においてバタフライ式の制御弁１７が介設さ
れ、この制御弁１７は所定の低負荷域では後で詳しく説
明する制御回路２０からの信号を受けて負荷に応じて２
次吸気通路１６を閉じ、１次吸気通路１５を通して燃焼
室４に供給される吸気の流量を制御して、スワールの強
さを調節できるようになっている。この制御弁１７はリ
ンク機構１８を介してアクチュエータ１９によって開閉
駆動されるようになっている。

アクチュエータ１９にはポジションセンサ２１が設けら
れ、アクチュエータ１９は制御回路２０からの信号を受
けて制御弁１７を所定の目標ＤＦ）度に一致するように
制御するようになっている。

制御回路２０は、ポジションセンサ２１によって検出さ
れる制御弁１７のバルブポジション（開度）、圧カセン
ザ２２によって検出されるスロットル弁１３下流の吸気
圧力、温度センサ２３によって検出される吸気温度、ス
ロットル弁開度センサ２４によって検出されるスロット
ル開度、回転数センサ（図示していない）によって検出
されるエンジン回転数、Ｏ，センサ（図示していない）
によって検出される空燃比（Δ／Ｆ）等を制御情報とし
て所定の制御を行なうようになっているが、以下、本発
明にかかる吸気温度による制御弁１７の開閉制御につい
て説明する。

所定の低負荷域では、スワールを形成して燃料の気化・
霧化を促進するために、エンジン回転数及びエンジン負
荷に応じて制御弁Ｉ７が絞られる。

このとき、吸気温度が所定値（例えば１５℃）以上であ
れば、吸気温度低下による燃料の気化・霧化の悪化は実
質的には起こらないので、制御弁１７ｕＦＪ度は吸気温
度によらずエンジン回転数とエンジン負荷のみによって
決定され、制御弁１７開度の吸気温度に対する関係は第
２図中に示す折線Ｇ１の吸気温度が１５℃以上の部分の
ように一定に制御される。これに対して、吸気温度が１
５℃より低いときには、吸気温度の低下によって燃料の
気化・霧化が悪化し、燃焼性が悪化する。これを補償す
るために、吸気温度が１５℃より低いときには、第２図
中の折線Ｇ１の吸気温度が１５℃以下の部分で示すよう
に、吸気温度が低い程制御弁１７を閉じるように補正制
御する。このとき、制御弁１７は制御回路２０によって
、バルブポジションセンサ２１によって検出される制御
弁開度を第２図の折線Ｇ、で示すような目標値と比較し
つつ、その偏差に応じてアクチュエータ１９を調節して
制御弁１７の開度が目標値に一致するようデユーティ制
御されるようになっている。これによって、吸気温度が
低下して燃料の気化・霧化が悪化するような状況が生じ
たときでも、制御弁１７が吸気温度に応じて絞られ１次
吸気通路１５を通して燃焼室４に供給される吸気ｍが増
加してスワールの形成が強化されるので、吸気温度低下
による気化・霧化の悪化は、スワールの強化によって解
消され、吸気温度の高低にかかわらず燃焼性を良好に保
つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すエンジンのシステム構成
図である。 第２図は、吸気温度の低下による燃料の気化・霧化の悪
化をスワールの強化によって解消するように制御弁を補
正制御する場合の、制御弁開度を吸気温度に対して表わ
した図である。 第３図（ａ）と第３図（ｂ）とは、夫々、吸気温度によ
る制御弁開度の補正を行なわない従来例における、空燃
比と制御開度の吸気温度に対する関係を示す図である。 第４図は、吸気温度の低下による燃料の気化・霧化の悪
化を空燃比のリッチ化により解消しようとした従来例に
おける空燃比の補正係数の吸気温度に対する関係を示す
図である。 Ｉ・・・エンジン、２・・・吸気弁、３・・・吸気ボー
ト、４・・・燃焼室、６・・・排気弁、７・・・排気ボ
ート、ｔｉ・・・共通吸気通路、１３・・・スロットル
弁、１５・・何次吸気通路、１６・・・２次吸気通路、
Ｉ７・・・制御弁、２０・・・制御回路、２３・・・吸
気温度センザ特　許　出　願　人　マツダ株式会社 代　理　人　弁理士　青　山　　葆ほか２名第２図 口石ε夕ｔ　逼ノ’ｆ（’Ｃ） Ｉ￥３図（ａ） 蝋凭逼崖　〔０Ｃ〕 第４図 吸気逼濱〔°Ｃ〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スワールを形成しつつ燃焼室に吸気を供給する１
   次吸気通路と制御弁が介設された２次吸気通路とを設け
   、所定の低負荷域では上記制御弁を閉じることによって
   燃焼室内にスワールを形成するようにしたエンジンの吸
   気装置において、吸入空気温度を検出する吸気温度検出
   手段を設けるとともに、該吸気温度検出手段によって検
   出される吸入空気温度が低い程上記制御弁の開度を閉弁
   側に補正するように制御する制御手段を設けたことを特
   徴とするエンジンの吸気装置。