JPS6388218A - 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、特に吸気の動的効果を利
用して吸気充填量を増大させるようにしたエンジンの吸
気装置に関する。

（従来の技術） 近年、自動車用等のエンジンにおいては、吸気の動的効
果を利用して吸気充填量ないし出力を向上させる技術が
実用化されつつある。この吸気動的効果としては、吸気
弁の開時に吸気通路内に発生する負圧波を該通路の大気
解放端（もしくはサージタンクへの間口端）で正圧波に
反転させて、この正圧波の押し込み作用により充＠量を
増大させる慣性効果や、吸気通路におけるサージタンク
の上流側での気柱撮動を利用して充填口を増大させる共
鳴効果等がある。

ところで、これらの吸気動的効果は、吸気通路の固有振
動数とエンジン回転数とが同調する所定の回転数域にお
いてのみ得られるものであり、そこで吸気通路の固有撮
動数をエンジン回転数に応じて可変として、広い回転数
域で上記効果が得られるようにすることが行われる。つ
まり、慣性効果の場合は、燃焼室から大気解放端（サー
ジタンクへの開口端）に至る吸気通路の長さや太さ等の
実質的形状をエンジン回転数に応じて可変とし、また共
鳴効果の場合には、例えば特開昭６０−１９８３２４号
公報に示されているように、吸気通路のサージタンク上
流側における気柱振動部の実質的形状をエンジン回転数
に応じて可変とするのである。

一方、エンジンにおいては、特に低回転高負荷領域にお
いて燃焼室内における異常着火、即ちノッキングが発生
し易くなるという問題がある。これに対しては、従来、
上記のような領域での運転時に、或いはエンジンの異常
撮動を検出した時に、点火プラグの点火時期をリタード
させる（遅らせる）ことにより、ノッキングを未然に防
止し或い。

は発生初期に解消させることが行われている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記のようにノッキング防止のため点火時期
をリタードさせた場合、燃焼が所謂後燃え状態となって
排気温度が過度に上昇するという問題がある。そして、
特にこの問題は、オクタン価の高い燃料を使用するよう
に設計された所謂ハイオク仕様のエンジンにおいて、誤
ってオクタン価の低い燃料が使用された場合に顕著とな
る。つまり、この種のエンジンは、点火プラグの点火時
期が当初からリタード側に設定されているため、オクタ
ン価の低い湛料が使用されてノッキングが発生し易くな
ると、点火時期が更にリタードされて排気温度の上昇が
著しくなり、そのため排気系構成部材の熱劣化が促進さ
れて、排気系の耐久性、信頼性が低下するのである。

本発明は、上記のように吸気動的効果を広いエンジン回
転数域で利用するように構成されたエンジンにおいて、
この吸気動的効果を適切に制御することにより、点火時
期を過度にリタードさせることなくノッキングを回避す
るようにして、上記の如き排気系の熱劣化やこれに伴う
耐久性の低下等を防止することを目的とする。

（問題点を解決するための手段〉 即ち、本発明に係るエンジンの吸気装置は、第１図に示
すように燃焼室へに通じる吸気通路Ｂに、その実質的形
状を変更させる通路形状可変手段Ｃを設けて、該吸気通
路Ｂの固有振動数をエンジン回転数に同調させることに
より広いエンジン回転数域で吸気の動的効果が得られる
ようにした構成において、燃料のオクタン価を判定する
オクタン価判定手段りと、該判定手段りにより判定され
た燃料のオクタン価が低いほど吸気動的効果を低減させ
るように上記通路形状可変手段Ｃを作動させる制御手段
Ｅとを備えたことを特徴とする。

（作　　　用） 上記の構成によれば、通路形状可変手段Ｃにより吸気通
路Ｂの固有振動数が例えば低エンジン回転数域では低く
、高エンジン回転数域では高くなるように変化されて、
いずれの回転数域でも吸気の動的効果が有効に利用され
、吸気充填ｍないしエンジン出力が広い回転数域で向上
されることになる。

一方、例えばハイオク仕様のエンジンにおいてオクタン
価の低い燃料が使用された場合等のノッキングが生じ易
い状況が生じた場合には、制御手段Ｅがオクタン価判定
手段りからの信号を受けて、上記通路形状可変手段Ｃを
吸気動的効果が低減される方向に作動させるため、吸気
充填ｆｆｔが抑制されることになり、これに伴って燃焼
室Ａ内における圧縮温度が低くなって燃料の異常着火、
即ちノッキングが抑制されることになる。つまり、使用
されている燃料のオクタン価に応じて吸気充填量がコン
トロールされて、ノッキングを回避しながらエンジン出
力の向上が図られることになる。

（実　　施　　例） 以下、本発明の実施例について説明する。尚、この実施
例は吸気の動的効果として慣性効果を利用するように構
成されたものである。

第２図に示すように、この実施例に係るエンジン１の吸
気装置２は、サージタンク３と、該タンク３から燃焼室
４に至る比較的長い吸気通路５と、該通路５の中間部と
サージタンク３とを連通させる短い連通路６とを有する
と共に、サージタンク３の上流側には２連式のスロット
ルバルブ７が備えられ、また上記吸気通路５の下流部に
は燃料噴射弁８が設置されている。

また、上記連通路６には、該通路６を開通、遮断する開
閉弁９が備えられていると共に、アクチュエータ１０を
介して該開閉弁９を開閉制御するコントローラ１１が備
えられている。そして、該コントローラ１１に、上記ス
ロットルバルブ７の開度を検出するスロットル開度セン
サ１２からの信号ａと、エンジン回転数を検出するエン
ジン回転数センサ１３からの信号すと、燃料タンク１４
に備えられて燃料のオクタン価、具体的にはハイオクガ
ソリンがレギュラーガソリンかを検出するオクタン価セ
ンサ１５からの信号Ｃとが入力され、これらの信号ａ−
Ｃに応じて上記開閉弁９のアクチュエータ１０に開閉信
号ｄを出力するようになっている。尚、第１図中、１６
は吸気通路５の燃焼室４への開口部を開閉する吸気弁、
１７は排気通路１８の燃焼室４への開口部を開閉する排
気弁である。

次に、上記コントローラ１１の作動を示す第４図のフロ
チャートに従って本実施例の作用を説明すると、コント
ローラ１１は、先ずフローチャートのステップＳ１でス
ロットル開度センサ１２からの信号ａによりスロットル
バルブ７の開度を読み込み、ステップＳ２で該開度が全
開か否かを判定する。そして、吸気動的効果を利用して
吸気充填量ないしエンジン出力の向上を図るスロットル
バルブ全問時には、更にステップ３３．８４に従って、
オクタン価センサ１５からの信号Ｃにより燃料タンク１
４内の燃料のオクタン価を読み込むと共に、該燃料がハ
イオクガソリンかレギュラーガソリンかを判定する。

然して、現に使用されている燃料が、圧縮温度が高くて
もノッキングを生じにくい高出力用のハイオクガソリン
である場合には、コントローラ１１は上記ステップＳ４
からステップＳ５を実行し、吸気動的効果を有効に利用
して吸気充填量ないしエンモノ出かを向上させるための
制御を行う。つまり、この場合、コントローラ１１は、
エンジン回転数センサ１３からの信＠ｂによりエンジン
回転数が第３図に示す所定回転数ＮＯの低回転数側か高
回転数側かを判定し、低回転数側の場合には第１図に示
す連通路６における開閉弁９を閉じるように、高回転数
側の場合には該開閉弁９を開くようにアクチュエータ１
０に開閉信号ｄを出力する。

ところで、一般に、サージタンクから燃焼室に至る吸気
通路の実質的長さが長い場合は、該通路の固有振動数が
低くなって、エンジンの低回転数域で該振動数とエンジ
ン回転とが同調し、また吸気通路の実質的長さが短い場
合は、該通路の固有振動数が高くなって、エンジンの高
回転数域で該振動数とエンジン回転とが同調する。従っ
て、第２図に示す連通路６の開閉弁９を閉じた場合には
、吸気通路５の全体の長さがその実質的長さとなって、
エンジンの低回転数域で該通路５の固有振動数とエンジ
ン回転数とが同調することになり、従って第３図に示す
特性（イ）のように、低回転数域で吸気充填量ないしエ
ンジン出力が高くなる。

また、上記開閉弁９を開いた場合には、吸気通路５の中
間部が連通路６によりサージタンク３に直接連通される
ことになって、該通路５の実質的長さが短くなることに
より、エンジンの高回転数域で該通路の固有振動数とエ
ンジン回転とが同調し、その結果、第３図の特性（ロ）
のように高回転数域で吸気充填量ないしエンジン出力が
高くなる。

そこで、上記２つの特性（イ）、（ロ）が交わるエンジ
ン回転数ＮＯより低回転数側で開閉弁９を閉じ、該回転
数Ｎｏより高回転数側で開閉弁９を開くようにすれば、
特性（ハ）で示すように低回転数域及び高回転数域の両
者で吸気充填ｍが増大されて、広い回転数域で高いエン
ジン出力が得られることになる。

一方、フローチャートのステップＳ４で判定された燃料
がノッキングを生じ易いレギュラーガソリンの場合は、
コントローラ１１はステップ＄６を実行して吸気充填量
ないしエンジン出力を抑制する制御を行゛う。つまり、
この場合は、所定エンジン回転数Ｎｏより低回転数側で
制御弁９を開き、高回転数側で絞弁９を閉じるようにア
クチュエータ１０にＩＦｉｌ閉信号ｄを出力する。その
ため、上記回転数Ｎｏの低回転数側では、第３図に示す
高回転数域で吸気充Ｉａ量が多くなる特性（ロ）が利用
され、高回転数側では低回転数域で吸気充填量が多くな
る特性（イ）が利用させることになり、その結果、符号
（ニ）で示す特性のようにいずれの領域でも吸気充填り
が抑制されることになる。

これにより、特にハイオク仕様のエンジンでレギュラー
ガンリンが使用される場合のように、ノッキングが生じ
易い状況にある場合に、吸気充填量が少なくされて燃焼
空４内における圧縮温度が抑制されることになり、その
結果、ノッキングが未然に防止されることになる。

尚、以上の実施例は燃料のオクタン価をセンサ１５によ
り直接検出するようにしたが、ノッキング対策として点
火プラグの点火時期をリタードさせるように制御するも
のとあっては、オクタン価の低い燃料が使用されてノッ
キングが生じ易くなった時に点火時期がリタードされる
ので、このリタードｍによって使用燃料のオクタン価を
判別することができ、その判別結果に応じて吸気充填量
を増大させる制御と抑制する制御を選択的に行うように
してもよい。

（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、吸気通路の実質的形状
を変更して広いエンジン回転数域で吸気動的効果を利用
するようにしたエンジンにおいて、使用されている燃料
のオクタン価が低いほど上記吸気動的効果を低減するよ
うにしたから、使用燃料のオクタン価が低いためノッキ
ングが生じ易い状況にある場合には、吸気充填量が低減
されて圧縮温度が抑制されることによりノッキングが回
避されることになり、このようにノッキングを回避しな
がらエンジン出力の向上が図られることになる。そして
、特にハイオク使用のエンジンで誤ってレギュラーガソ
リンを使用した場合のように、ノッキング防止のため点
火プラグの点火時期が過度にリタードされ、これに伴う
て排気温度が著しく上昇するといった不具合が解消され
、排気系の熱劣化やこれに伴う耐久性、信頼性の低下が
防止されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成を示すブロック図、第２〜４
図は本発明の実施例を示すもので、第２図は制御システ
ム図、第３図は制ｍ＋領域図、第４図は制ｔｉＩＩＩＩ
＋作を示すフローチャート図である。 １・・・エンジン、２・・・吸気装置、５・・・吸気通
路、６．９・・・通路形状可変手段（連通路、開閉弁）
、１１・・・ｌｌｔｌｌ手段（コントローラ）、１５・
・・オクタン価判定手段（オクタン価センサ）。

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て該通路の固有振
   動数を所定エンジン回転数に同調させることにより吸気
   の動的効果を得る通路形状可変手段と、燃料のオクタン
   価判定手段と、該判定手段により判定された燃料のオク
   タン価が低いほど吸気動的効果を低減させるように上記
   通路形状可変手段を作動させる制御手段とを有すること
   を特徴とするエンジンの吸気装置。