(57)【要約】【課題】ＥＧＲガスを吸気通路に導入する４サイクルエンジンにおいて、吸気流制御弁の開閉を制御することによりＥＧＲガスの吸気通路への導入時における安定した燃焼と、スロットル全開時を含む中、高負荷時におけるＥＧＲガス通路の連通による吸気脈動効果の阻害を回避した良好な燃焼性能の保持を同時に実現可能とするエンジンの吸気流制御装置を提供する。【解決手段】吸気マニホールド内の中空通路とシリンダヘッドの吸気ポートとを備えて形成される吸気通路にＥＧＲガス（排気再循環ガス）通路を開口してなるエンジンにおいて、前記吸気通路に吸気流を偏向させる吸気流制御弁を設けるとともに、該吸気流制御弁により前記ＥＧＲガス通路の開口部を開閉可能に構成したことを特徴とする。【選択図】      図１
2004301002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気マニホールド内の中空通路とシリンダヘッドの吸気ポートとを備えて形成される吸気通路にＥＧＲガス（排気再循環ガス）通路を開口してなるエンジンにおいて、前記吸気通路に吸気流を偏向させる吸気流制御弁を設けるとともに、該吸気流制御弁により前記ＥＧＲガス通路の開口部を開閉可能に構成したことを特徴とするエンジンの吸気流制御装置。
【請求項２】
前記吸気流制御弁は、前記吸気流の偏向度合が最小のとき前記ＥＧＲガス通路の開口部を全閉にするように構成してなることを特徴とする請求項１記載のエンジンの吸気流制御装置。
【請求項３】
前記吸気流制御弁は、前記吸気流の偏向度合を最大側に調整する偏向度合調整期間において前記ＥＧＲガス通路を開放して該ＥＧＲガスを前記吸気通路に導入せしめるように構成されてなることを特徴とする請求項１記載のエンジンの吸気流制御装置。
【請求項４】
前記吸気流制御弁は、アクチュエータにより回転駆動される弁軸と該弁軸に固着された板状の弁体とを備え、該弁軸及び弁体の回動により前記ＥＧＲガス通路を開閉するとともに、前記吸気流の偏向度合を調整する回転式の板状弁に構成されたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの吸気流制御装置。
【請求項５】
前記吸気マニホールドとシリンダヘッドとの間に、前記吸気マニホールドの前記中空通路と前記吸気ポートを連通する吸気路を備えた間座を介装し、該間座の吸気路に前記ＥＧＲガス通路を開口するとともに、前記吸気流制御弁を設けたことを特徴とする請求項１乃至４記載のエンジンの吸気流制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用エンジン等に適用され、吸気マニホールドの中空通路とシリンダヘッドの吸気ポートとを備えて形成される吸気通路及び吸気流の偏向度合を調整する吸気流制御弁を備え、該吸気通路にＥＧＲガス通路を開口してなるエンジンの吸気流制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
４サイクルエンジンにおいては、部分負荷、特に低、中負荷運転域における燃焼性能の向上による燃料消費率の改善や始動後における燃焼の安定性を保持するため、吸気ポートの入口近傍の吸気通路に吸気流制御弁（タンブル弁やスワール弁）を設置して、該吸気流制御弁で吸気通路を絞ることにより、吸気がシリンダ内において偏向流（タンブル流やスワール流）を生起するように吸気流を偏向させる手段が、例えば特許文献１（実用新案登録第２６０５７７７号）にて提供されている。
【０００３】
【特許文献１】
実用新案登録第２６０５７７７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の４サイクルエンジンにおいては、吸気ポートの入口近傍の吸気通路に吸気流制御弁を設置して、該吸気流制御弁で吸気通路を絞り、吸気がシリンダ内において偏向流を生起するように吸気流を偏向させることにより、部分負荷、特に低、中負荷運転域における燃焼性能の向上による燃料消費率の改善や始動後における燃焼の安定性を保持可能であるが、該特許文献１には吸気通路にＥＧＲガスを導入することについては述べられておらず、そのままの形態の許で吸気通路にＥＧＲガスを導入した場合には、吸気流制御弁の開閉とＥＧＲガスの導入とのマッチングがなされていないため、燃焼性能や充填効率の低下を来たす虞がある。
等の問題点を有している。
【０００５】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ＥＧＲガスを吸気通路に導入する４サイクルエンジンにおいて、吸気流制御弁の開閉を制御することによりＥＧＲガスの吸気通路への導入時における安定した燃焼と、スロットル全開時を含む中、高負荷時におけるＥＧＲガス通路と吸気通路との連通による吸気脈動効果の阻害を回避した良好な全負荷性能の保持を同時に実現可能とするエンジンの吸気流制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる目的を達成するもので、吸気マニホールド内の中空通路とシリンダヘッドの吸気ポートとを備えて形成される吸気通路にＥＧＲガス（排気再循環ガス）通路を開口してなるエンジンにおいて、前記吸気通路に吸気流を偏向させる吸気流制御弁を設けるとともに、該吸気流制御弁により前記ＥＧＲガス通路の開口部を開閉可能に構成したことを特徴とする。
【０００７】
かかる発明において、好ましくは、前記吸気流制御弁は、前記吸気流の偏向度合が最小のとき前記ＥＧＲガス通路の開口部を全閉にするように構成してなる。
またかかる発明において、好ましくは、前記吸気流制御弁は、前記吸気流の偏向度合を最大側に調整する偏向度合調整期間において前記ＥＧＲガス通路を開放して該ＥＧＲガスを前記吸気通路に導入せしめるように構成されてなる。
【０００８】
また、好ましくは、前記吸気マニホールドとシリンダヘッドとの間に、前記吸気マニホールドの前記中空通路と前記吸気ポートを連通する吸気路を備えた間座を介装し、該間座の吸気路に前記ＥＧＲガス通路を開口するとともに、前記吸気流制御弁を設ける。
また前記吸気流制御弁は、次のように構成するのがよい。
即ち、前記吸気流制御弁は、アクチュエータにより回転駆動される弁軸と該弁軸に固着された板状の弁体とを備え、該弁軸及び弁体の回動により前記ＥＧＲガス通路を開閉するとともに、前記吸気流の偏向度合を調整する回転式の板状弁に構成される。
【０００９】
かかる発明によれば、スロットル開度が小さく吸入空気量も小さい低負荷領域においては、吸気流制御弁は吸気がシリンダ内において偏向流（タンブル流やスワール流）を生起するように吸気流を偏向させるとともに、ＥＧＲガス通路を全開とする。
これにより、ＥＧＲガスが吸気通路を経てシリンダ内に供給される。この際において、該吸気流制御弁の開度を絞り側に調整することにより吸気がシリンダ内において偏向流を生起せしめるため、前記ＥＧＲガスの導入による燃焼性能の低下が抑制され、安定した燃焼が得られる。
【００１０】
一方、スロットル全開時を含む中、高負荷時においては、前記吸気流制御弁が吸気通路を全開にするとともに、ＥＧＲガス通路の吸気通路への開口部を全閉にするので、従来技術のように、ＥＧＲガス通路が吸気通路に連通することにより吸気通路における吸気脈動効果が阻害されるのが防止される。
【００１１】
従って、かかる発明によれば、低負荷領域等におけるＥＧＲガスの吸気通路への供給時においては、該吸気流制御弁を絞り側に調整する、即ち吸気流の偏向度合を最大側に調整することによって生起されるシリンダ内における吸気の偏向流により、ＥＧＲガスの導入による燃焼性能の低下を抑制することが可能となり、これによって安定した燃焼性能を得ることができる。
また、スロットル全開時を含む中、高負荷時においては、吸気流制御弁が吸気通路を全開にして吸気流の偏向度合を最小にするとともに、ＥＧＲガス通路の吸気通路への開口部を全閉にするので、ＥＧＲガスの吸気通路への流入による吸気脈動効果の阻害を回避でき、良好な燃焼性能を保持できる。
これにより、ＥＧＲガスの吸気通路への導入時における安定した燃焼と、スロットル全開時を含む中、高負荷時におけるＥＧＲガス通路と吸気通路との連通による吸気脈動効果の阻害を回避した良好な燃焼及び全負荷性能の保持を同時に実現できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１３】
図１は本発明の実施例に係る車両用エンジンにおける間座の吸気流制御弁装着部近傍を示す要部断面図（図２のＡ−Ａ線断面図）、図２は間座の正面図（図１のＺ矢視図）、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図、図４は図２のＣ矢視図である。図５は吸気流制御弁の作用説明図である。
【００１４】
図１〜図４において、７はシリンダヘッド０７に形成された吸気ポート、６は４シリンダ（複数シリンダであればよい）一体の吸気マニホールドで、該シリンダヘッド０７と吸気マニホールド６との間には４シリンダ（複数シリンダであればよい）一体の間座１がボルト（図示省略）により締着されている。
４は前記間座１内に形成された吸気路で、各シリンダの前記吸気ポート７と前記吸気マニホールド６内の中空通路とを連通している。そして、吸気マニホールド６内の中空通路、間座１内の吸気路、及び吸気ポート７により吸気通路が形成される。
図３において、２は前記間座１の下部側内部にエンジンの軸方向に延設されたＥＧＲ通路で、その入口部にＥＧＲ管９が接続されている。１０は該ＥＧＲ管９の通路面積を制御するＥＧＲ弁である。３は各シリンダのＥＧＲ穴で、前記ＥＧＲ通路２から分岐して前記間座１内の吸気路４に開口している。
【００１５】
５は前記吸気路４内に設けられた吸気流制御弁（タンブル弁）で、該吸気路４の開度つまり通路面積を調整することにより吸気流を偏向させる機能を有しており、エンジンのクランク軸方向に延設されて前記間座１に回動可能に支持された弁軸５ａと該弁軸５ａにシリンダ毎に取り付けられた板状の弁体５ｂとを備えてなる。
該吸気流制御弁５は、前記弁軸５ａの回転により、弁体５ｂが図１の二点鎖線のように水平位置になって前記間座１に形成された弁座部０６に着座したとき、前記ＥＧＲ穴３を閉じるとともに前記吸気路４を全開し、該弁体５ｂが図１の実線のように垂直位置になって前記ＥＧＲ穴３を開いたとき、前記吸気路４を最小通路面積に絞るように構成されている。
【００１６】
８はダイヤフラムアクチュエータで、図４に示されるように、作動空気圧によってその出力軸８ａを往復動させるようになっている。弁体５ｂは前記弁軸５ａの軸端部に固定されたレバーで、小端部が前記出力軸８ａに連結されている。従って、図４の矢印のように、前記ダイヤフラムアクチュエータ８によってその出力軸８ａが往復動すると、ピン５ｃを介して前記レバー５ｂが回動せしめられることにより、該出力軸８ａが回動するようになっている。
【００１７】
かかる構成からなる吸気流制御弁装置を備えた車両用エンジンにおいて、スロットル開度が小さく吸入空気量も小さい低負荷運転時、あるいは始動後においては、前記ダイヤフラムアクチュエータ８により、出力軸８ａ、ピン５ｃ及びレバー５ｂを介して弁軸５ａが回動せしめられ、これに伴い弁体５ｂが図１の実線のように垂直位置となり、該吸気路４の開度つまり通路面積を最小として、吸気流の偏向度合を最大としている。
【００１８】
また弁体５ｂは前記ＥＧＲ穴３を全開としており、図５に示されるように、前記ＥＧＲ弁１０が開きＥＧＲガスの導入域Ｃとなっているので、該ＥＧＲガスがＥＧＲ穴３から吸気路４内に供給される。
しかるに、前記のように、吸気流制御弁５によって吸気路４の通路面積が絞られた吸気流制御弁作動域（図５のＢ領域）となっているので、該吸気流制御弁５により、吸気路４及び吸気ポート７を通った吸気流が偏向せしめられてシリンダ内において軸方向流（タンブル流）を生起する。
かかる吸気流制御弁５の作用により、前記ＥＧＲ穴３からのＥＧＲガスの導入によるシリンダ内の燃焼性能の低下が抑制され、安定した燃焼を行うことができる。
【００１９】
一方、スロットル全開時を含む中、高負荷運転域、つまり図５のＡの吸気流制御弁非作動域においては、前記弁軸５ａの回転により、吸気流制御弁５の弁体５ｂが図１の鎖線のように水平位置になって前記ＥＧＲ穴３を閉じるとともに前記吸気路４の開度つまり通路面積を最大にして、吸気流の偏向度合を最小（ここではゼロ）としている。
従って、かかる吸気路４の全開時においては、ＥＧＲ穴３が閉じられているため、ＥＧＲガスの吸気路４への流入が遮断されることとなり、従来技術のように、吸気路４の全開時にＥＧＲガス通路（ＥＧＲ穴３、ＥＧＲ通路２）と複数の吸気路４とを連通することにより全吸気路における吸気脈動効果を阻害することはない。
これにより、スロットル全開時を含む中、高負荷時において、ＥＧＲガス通路による吸気脈動効果の阻害を回避した、良好な燃焼性能を保持できる。
また、ＥＧＲガスを導入するＥＧＲガス通路を間座１における吸気ポート７に近接した部位に配設したので、吸気マニホールド６の容積によるＥＧＲの応答遅れを回避できる。また、吸気マニホールド６が樹脂材の場合には、ＥＧＲガスによる熱劣化を回避できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、低負荷領域等におけるＥＧＲガスの吸気通路への供給時においては、該吸気流制御弁による吸気流の偏向度合を最大側に調整することによって生起されるシリンダ内における吸気の偏向流により、ＥＧＲガスの導入による燃焼性能の低下を抑制することが可能となり、これによって安定した燃焼性能を得ることができる。
また、スロットル全開時を含む中、高負荷時においては、吸気流制御弁による吸気流の偏向度合を最小にするとともに、ＥＧＲガス通路の吸気通路への開口部を全閉にするので、ＥＧＲガス通路と吸気通路との連通による吸気脈動効果の阻害を回避でき、良好な燃焼性能を保持できる。
これにより、ＥＧＲガスの吸気通路への導入時における安定した燃焼と、スロットル全開時を含む中、高負荷時におけるＥＧＲガス通路の連通による吸気脈動効果の阻害を回避した良好な燃焼及び全負荷性能の保持を同時に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る車両用エンジンにおける間座の吸気流制御弁装着部近傍を示す要部断面図（図２のＡ−Ａ線断面図）である。
【図２】間座の正面図（図１のＺ矢視図）である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図２のＣ矢視図である。
【図５】吸気流制御弁の作用説明図である。
【符号の説明】
１    間座
２    ＥＧＲ通路
３    ＥＧＲ穴
４    吸気路
５    吸気流制御弁
５ａ  弁軸
５ｂ  弁体
６    吸気マニホールド
０６  弁座部
７    吸気ポート
０７  シリンダヘッド
８    ダイヤフラムアクチュエータ
９    ＥＧＲ管
１０  ＥＧＲ弁
【図１】
2004301002.tif 000003
【図２】
2004301002.tif 000004
【図３】
2004301002.tif 000005
【図４】
2004301002.tif 000006
【図５】
2004301002.tif 000007