(57)【要約】【課題】２系統の吸気通路を有する内燃機関の吸気制御装置において、吸気通路の切り替え時における過給圧段差を適切に抑制する。【解決手段】内燃機関の吸気制御装置は、２系統の吸気通路を具備し、インパルスチャージを行う。２系統の吸気通路における上流側の合流位置及び下流側の合流位置のそれぞれには、第１切り替え弁及び第２切り替え弁が設けられている。制御手段は、吸気を流す通路を２系統の吸気通路のうちのいずれか一方の通路に切り替える際に、第１切り替え弁と第２切り替え弁との時間的な開度変化が略同一となるように、当該第１切り替え弁及び当該第２切り替え弁に対する制御を行う。これにより、２系統の吸気通路の切り替え時に発生し得る過給圧段差を、適切に抑制することができる。【選択図】図１
2010185375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ過給機から内燃機関の気筒までの吸気通路上に設けられた２系統の吸気通路と、
前記２系統の吸気通路のいずれか一方の通路上に設けられた吸気制御弁と、
前記２系統の吸気通路における上流側の合流位置及び下流側の合流位置にそれぞれ設けられた第１切り替え弁及び第２切り替え弁と、
吸気を流す通路を、前記２系統の吸気通路のうちのいずれか一方の通路に切り替える際に、前記第１切り替え弁と前記第２切り替え弁との時間的な開度変化が略同一となるように、当該第１切り替え弁及び当該第２切り替え弁に対する制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【請求項２】
ターボ過給機から内燃機関の気筒までの吸気通路上に設けられた２系統の吸気通路と、
前記２系統の吸気通路のいずれか一方の通路上に設けられた吸気制御弁と、
前記２系統の吸気通路における下流側の合流位置付近であって、前記２系統の吸気通路において前記吸気制御弁が設けられた通路とは異なる通路上に設けられた切り替え弁と、
吸気を流す通路を、前記２系統の吸気通路のうちのいずれか一方の通路に切り替える際に、前記吸気制御弁の開口面積と前記切り替え弁の開口面積との総和が、前記吸気制御弁の全開時における開口面積と略同一となるように、当該吸気制御弁及び当該切り替え弁に対する制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インパルスチャージを行う内燃機関の吸気制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術が、例えば特許文献１に提案されている。特許文献１には、吸気制御弁（インパルス弁）よりも下流側の吸気通路の容積を可変に構成し、インパルスチャージ（インパルス過給）を行う際に当該容積を小さくすることが提案されている。この技術では、脈動効果により過給効果を高めることを図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１８３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、構造が複雑となり、また、過渡運転時での領域切り替えに素早く対応することが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、２系統の吸気通路を有する内燃機関の吸気制御装置において、吸気通路の切り替え時における過給圧段差を適切に抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、内燃機関の吸気制御装置は、ターボ過給機から内燃機関の気筒までの吸気通路上に設けられた２系統の吸気通路と、前記２系統の吸気通路のいずれか一方の通路上に設けられた吸気制御弁と、前記２系統の吸気通路における上流側の合流位置及び下流側の合流位置にそれぞれ設けられた第１切り替え弁及び第２切り替え弁と、吸気を流す通路を、前記２系統の吸気通路のうちのいずれか一方の通路に切り替える際に、前記第１切り替え弁と前記第２切り替え弁との時間的な開度変化が略同一となるように、当該第１切り替え弁及び当該第２切り替え弁に対する制御を行う制御手段と、を備える。
【０００７】
上記の内燃機関の吸気制御装置は、２系統の吸気通路を具備し、インパルスチャージを行う。２系統の吸気通路における上流側の合流位置及び下流側の合流位置のそれぞれには、第１切り替え弁及び第２切り替え弁が設けられている。制御手段は、吸気を流す通路を２系統の吸気通路のうちのいずれか一方の通路に切り替える際に、第１切り替え弁と第２切り替え弁との時間的な開度変化が略同一となるように、当該第１切り替え弁及び当該第２切り替え弁に対する制御を行う。これにより、２系統の吸気通路の切り替え時に発生し得る過給圧段差を、適切に抑制することができる。
【０００８】
本発明の他の観点では、内燃機関の吸気制御装置は、ターボ過給機から内燃機関の気筒までの吸気通路上に設けられた２系統の吸気通路と、前記２系統の吸気通路のいずれか一方の通路上に設けられた吸気制御弁と、前記２系統の吸気通路における下流側の合流位置付近であって、前記２系統の吸気通路において前記吸気制御弁が設けられた通路とは異なる通路上に設けられた切り替え弁と、吸気を流す通路を、前記２系統の吸気通路のうちのいずれか一方の通路に切り替える際に、前記吸気制御弁の開口面積と前記切り替え弁の開口面積との総和が、前記吸気制御弁の全開時における開口面積と略同一となるように、当該吸気制御弁及び当該切り替え弁に対する制御を行う制御手段と、を備える。
【０００９】
上記の内燃機関の吸気制御装置は、２系統の吸気通路を具備し、インパルスチャージを行う。２系統の吸気通路のいずれか一方の通路上には吸気制御弁が設けられており、他方の通路上には切り替え弁が設けられている。具体的には、切り替え弁は、２系統の吸気通路における下流側の合流位置付近に設けられている。制御手段は、吸気を流す通路を２系統の吸気通路のうちのいずれか一方の通路に切り替える際に、吸気制御弁の開口面積と切り替え弁の開口面積との総和が、吸気制御弁の全開時における開口面積と略同一となるように、当該吸気制御弁及び当該切り替え弁に対する制御を行う。これにより、２系統の吸気通路の切り替え時に発生し得る過給圧段差を、適切に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態における内燃機関の吸気制御装置の概略構成を示す。
【図２】第１実施形態における切り替え弁の構成を説明するための図を示す。
【図３】第１実施形態における弁の制御方法を説明するための図を示す。
【図４】第１実施形態において、第１吸気通路から第２吸気通路へ切り替える際に行われる処理を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態における内燃機関の吸気制御装置の概略構成を示す。
【図６】第２実施形態における弁の制御方法を説明するための図を示す。
【図７】第２実施形態において、第１吸気通路から第２吸気通路へ切り替える際に行われる処理を示すフローチャートである。
【図８】第３実施形態における内燃機関の吸気制御装置の概略構成を示す。
【図９】第３実施形態における弁の制御方法を説明するための図を示す。
【図１０】第３実施形態において、第１吸気通路から第２吸気通路へ切り替える際に行われる処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
【００１２】
（装置構成）
図１は、第１実施形態における内燃機関の吸気制御装置１０１の概略構成を示す。図において、実線矢印はガスの流れの一例を示し、破線矢印は信号の入出力を示す。
【００１３】
内燃機関の吸気制御装置１０１は、主に、吸気通路１と、ターボチャージャ２と、インタークーラ（Ｉ／Ｃ）３と、第１吸気通路１ａと、第２吸気通路１ｂと、サージタンク４と、インパルス弁５と、インテークマニホールド６と、エンジン（内燃機関）７と、エキゾーストマニホールド８と、排気通路９と、切り替え弁１１、１２と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）５１と、を備える。内燃機関の吸気制御装置１０１は、吸気通路切り替え型のインパルスチャージシステムとして構成されている。
【００１４】
吸気通路１には、図示しないエアクリーナにて浄化された吸気が供給される。吸気通路１を流れる吸気は、ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａで過給されて、インタークーラ３で冷却される。吸気通路１は、インタークーラ３の下流側において２系統の通路（第１吸気通路１ａ及び第２吸気通路１ｂ）を備える。
【００１５】
第１吸気通路１ａは、第２吸気通路１ｂよりも配管の内径が小さく構成されている。基本的には、第１吸気通路１ａは、低〜中エンジン回転数において吸気を流すために使用され、第２吸気通路１ｂは、高エンジン回転数において吸気を流すために使用される。
【００１６】
第１吸気通路１ａ上には、吸気を貯蔵可能に構成されたサージタンク４と、比較的短時間で開閉可能に構成されたインパルス弁５とが設けられている。インパルス弁５は、ＥＣＵ５１から供給される制御信号Ｓ５によって制御が行われる。なお、インパルス弁５は、吸気制御弁に相当する。
【００１７】
また、第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの合流位置には、切り替え弁１１、１２が設けられている。具体的には、切り替え弁１１は第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの上流側の合流位置に設けられ、切り替え弁１２は第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの下流側の合流位置に設けられている。切り替え弁１１、１２は、三方弁として構成されており、吸気が流れる通路を、第１吸気通路１ａ及び第２吸気通路１ｂのいずれか一方に切り替え可能に構成されている。なお、切り替え弁１１、１２は、それぞれ、図示しないアクチュエータを介して、ＥＣＵ５１から供給される制御信号Ｓ１１、Ｓ１２によって制御が行われる。また、切り替え弁１１、１２は、本発明における第１切り替え弁及び第２切り替え弁に相当する。
【００１８】
吸気通路１を通過した吸気は、インテークマニホールド（インマニ）６を通過して、エンジン７に供給される。エンジン７は、気筒内において吸気と燃焼との混合気を燃焼させることで、車両における走行用動力源を出力する。例えば、エンジン７は、直列４気筒のディーゼルエンジンなどで構成される。
【００１９】
エンジン７での燃焼により発生した排気ガスは、エキゾーストマニホールド（エキマニ）８を通過して、排気通路９に排出される。排気通路９上にはターボチャージャ２のタービン２ｂが設けられており、当該タービン２ｂは排気ガスのエネルギーによって回転される。タービン２ｂを通過した排気ガスは、図示しない排気浄化触媒により浄化される。
【００２０】
ＥＣＵ５１は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備え、内燃機関の吸気制御装置１０１内の構成要素に対して種々の制御を行う。本実施形態では、ＥＣＵ５１は、本発明における制御手段として機能し、吸気が流れる通路を第１吸気通路１ａ及び第２吸気通路１ｂのいずれか一方に切り替えるために、切り替え弁１１、１２に対する制御を行う。
【００２１】
次に、図２を参照して、切り替え弁１１、１２の具体的な構成について説明する。
【００２２】
図２（ａ）は、切り替え弁１１の概略構成を示している。図２（ａ）では、下にインタークーラ３側を示し、上に切り替え弁１２側を示している。図示のように、切り替え弁１１は、第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの合流位置Ａ１１に設けられており、三方弁として構成されている。また、切り替え弁１１は、吸気が流れる通路を、第１吸気通路１ａ及び第２吸気通路１ｂのいずれか一方に切り替え可能に構成されている。基本的には、切り替え弁１１が位置ｂ１１に設定されている場合には第１吸気通路１ａにのみ吸気が流れ（第２吸気通路１ｂに流れない）、切り替え弁１１が位置ｂ１２に設定されている場合には第２吸気通路１ｂにのみ吸気が流れる（第１吸気通路１ａに流れない）。なお、以下では、切り替え弁１１の開度（開度角）を、図２（ａ）中の「θ１１」で示すように定義する。
【００２３】
図２（ｂ）は、切り替え弁１２の概略構成を示している。図２（ｂ）では、下に切り替え弁１１側を示し、上にインマニ６側を示している。図示のように、切り替え弁１２は、第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの合流位置Ａ１２に設けられており、三方弁として構成されている。また、切り替え弁１２は、吸気が流れる通路を、第１吸気通路１ａ及び第２吸気通路１ｂのいずれか一方に切り替え可能に構成されている。基本的には、切り替え弁１２が位置ｂ２１に設定されている場合には第１吸気通路１ａにのみ吸気が流れ（第２吸気通路１ｂに流れない）、切り替え弁１２が位置ｂ２２に設定されている場合には第２吸気通路１ｂにのみ吸気が流れる（第１吸気通路１ａに流れない）。なお、以下では、切り替え弁１２の開度（開度角）を、図２（ｂ）中の「θ１２」で示すように定義する。
【００２４】
（制御方法）
次に、第１実施形態において、吸気を流す通路を、第１吸気通路１ａ及び第２吸気通路１ｂのいずれか一方に切り替える際に行われる制御方法について説明する。第１実施形態では、ＥＣＵ５１は、第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの切り替え時に発生し得る過給圧段差（トルク段差）が抑制されるように、切り替え弁１１、１２の開度を制御することで第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの切り替えを行う。具体的には、ＥＣＵ５１は、第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの切り替え時において、切り替え弁１１と切り替え弁１２との時間的な開度変化が略同一となるように、切り替え弁１１、１２に対する制御を行う。なお、上記したような過給圧段差は、第１吸気通路１ａのみに吸気を流している際の吸気管内圧が、第２吸気通路１ｂのみに吸気を流している際の吸気管内圧よりも高くなる傾向にあることで、当該切り替えによって吸気管内圧が変化する（例えば低下する）ことにより生じる。
【００２５】
図３を参照して、第１実施形態における切り替え弁１１、１２の制御方法について具体的に説明する。ここでは、吸気を流す通路を、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへ切り替える際に行われる制御方法について説明する。
【００２６】
図３は、横軸に切り替え開始後の時間を示し（時刻ｔ１１は切り替え開始時の時刻を示している）、縦軸に切り替え弁１１、１２の開度を示している。第１実施形態では、ＥＣＵ５１は、図３に示すような関数ｆ１に従って、切り替え弁１１及び切り替え弁１２の両方の開度を時間変化させる。つまり、切り替え弁１１の開度θ１１と切り替え弁１２の開度θ１２とが同じ値となるように制御を行う。具体的には、切り替え開始後の時間を「ｔ」とした場合、ＥＣＵ５１は、「θ１１＝ｆ１（ｔ）」となるように切り替え弁１１の開度を制御すると共に、「θ１２＝ｆ１（ｔ）」となるように切り替え弁１２の開度を制御する。このように制御した場合、時刻ｔ１２において、切り替え弁１１の開度θ１１と切り替え弁１２の開度θ１２とが共に「９０（ｄｅｇ）」となる。
【００２７】
なお、図３で示す関数ｆ１は一例であり、このような関数ｆ１を用いることに限定はされない。第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの切り替え時において、切り替え弁１１、１２の開度を制御する際に用いる関数は、過給圧段差が生じないように、車両ごとに適合などにより決定される。
【００２８】
次に、図４を参照して、第１実施形態において、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへ切り替える際に行われる処理について説明する。当該処理は、ＥＣＵ５１によって所定の周期で繰り返し実行される。
【００２９】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５１は、吸気を流す通路を第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへ切り替える要求があるか否かを判定する。具体的には、当該切り替えに用いられるフラグ（以下、「切り替えフラグ」と呼ぶ。）がオンとなっているか否かを判定する。この切り替えフラグは、エンジン７の状態（エンジン回転数など）に基づいて設定される。例えば、低〜中エンジン回転数では切り替えフラグはオフに設定され、高エンジン回転数では切り替えフラグはオンに設定される。
【００３０】
切り替えフラグがオンである場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進む。これに対して、切り替えフラグがオンでない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０６に進む。この場合、ＥＣＵ５１は切り替えフラグをオフに維持する（ステップＳ１０６）。そして、処理は終了する。
【００３１】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５１は、切り替え開始後の時間ｔが「０」より大きいか否かを判定する、つまり正の値であるか否かを判定する。「ｔ＞０」である場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０４に進む。これに対して、「ｔ＞０」でない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、つまり「ｔ≦０」である場合、処理はステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５１は、切り替え開始後の時間ｔを「０」に設定する。そして、処理はステップＳ１０４に進む。
【００３２】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ５１は、図３に示すような関数ｆ１に従って、切り替え弁１１及び切り替え弁１２の開度を制御する。具体的には、ＥＣＵ５１は、「θ１１＝ｆ１（ｔ）」となるように切り替え弁１１の開度を制御すると共に、「θ１２＝ｆ１（ｔ）」となるように切り替え弁１２の開度を制御する。そして、処理はステップＳ１０５に進む。
【００３３】
ステップＳ１０５では、ＥＣＵ５１は、切り替え弁１１の開度θ１１と切り替え弁１２の開度θ１２とが共に「９０（ｄｅｇ）」となったか否かを判定する。つまり、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへの切り替えが完了したか否かを判定する。「θ１１＝θ１２＝９０」である場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへの切り替えが完了しているため、処理は終了する。
【００３４】
これに対して、「θ１１＝θ１２＝９０」でない場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０６に進む。この場合には、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへの切り替えが完了していないため、ＥＣＵ５１は、切り替えフラグをオフに維持する（Ｓ１０６）。そして、処理は終了する。
【００３５】
以上説明した第１実施形態によれば、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへ切り替える際に発生し得る過給圧段差を適切に抑制することができる。
【００３６】
なお、上記では、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへ切り替える場合に行う制御を示したが（図３及び図４参照）、第２吸気通路１ｂから第１吸気通路１ａへ切り替える場合にも同様の制御を行うことができる。例えば、図３で示すような関数を逆に辿って、切り替え弁１１、１２の開度を制御することができる。これによっても、第２吸気通路１ｂから第１吸気通路１ａへ切り替える際に発生し得る過給圧段差を適切に抑制することができる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、三方弁で構成された切り替え弁１１、１２の代わりに、二方弁で構成された切り替え弁を用いて、第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの切り替えを行う点で、第１実施形態と異なる。
【００３７】
（装置構成）
図５は、第２実施形態における内燃機関の吸気制御装置１０２の概略構成を示す。図において、実線矢印はガスの流れの一例を示し、破線矢印は信号の入出力を示す。なお、第１実施形態における内燃機関の吸気制御装置１０１（図１参照）と同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
内燃機関の吸気制御装置１０２は、切り替え弁１１、１２の代わりに切り替え弁１４、１５を有すると共に、ＥＣＵ５１の代わりにＥＣＵ５２を有する点で、内燃機関の吸気制御装置１０１と異なる。
【００３９】
切り替え弁１４は、サージタンク４の上流側の第１吸気通路１ａ上に設けられている。切り替え弁１５は、第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの下流側の合流位置近傍の、第２吸気通路１ｂ上に設けられている。好適には、切り替え弁１５は、可能な限りにおいて、インマニ６に近い位置に配置される。こうするのは、デッドボリュームを小さくして、インパルスチャージ効果を大きくするためである。
【００４０】
また、切り替え弁１４、１５は、二方弁として構成されている。基本的には、切り替え弁１４が全開である場合には第１吸気通路１ａに吸気が流れる傾向にあり、切り替え弁１４が全閉である場合には第１吸気通路１ａに吸気は流れない。加えて、基本的には、切り替え弁１５が全開である場合には第２吸気通路１ｂに吸気が流れる傾向にあり、切り替え弁１５が全閉である場合には第２吸気通路１ｂに吸気は流れない。更に、前述したように第１吸気通路１ａは第２吸気通路１ｂよりも配管の内径が小さく構成されているため、切り替え弁１４の全開開口面積（全開時における開口面積を意味する。以下同じ。）は切り替え弁１５の全開開口面積よりも小さい。なお、切り替え弁１４、１５は、それぞれ、図示しないアクチュエータを介して、ＥＣＵ５２から供給される制御信号Ｓ１４、Ｓ１５によって制御が行われる。
【００４１】
ＥＣＵ５２は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどを備え、内燃機関の吸気制御装置１０２内の構成要素に対して種々の制御を行う。本実施形態では、ＥＣＵ５２は、本発明における制御手段として機能し、吸気が流れる通路を第１吸気通路１ａ及び第２吸気通路１ｂのいずれか一方に切り替えるために、切り替え弁１４、１５に対する制御を行う。
【００４２】
（制御方法）
次に、第２実施形態において、吸気を流す通路を、第１吸気通路１ａ及び第２吸気通路１ｂのいずれか一方に切り替える際に行われる制御方法について説明する。第２実施形態でも、ＥＣＵ５２は、第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの切り替え時に発生し得る過給圧段差が抑制されるように、切り替え弁１４、１５の開度を制御する。具体的には、ＥＣＵ５２は、第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの切り替え時において、切り替え弁１４の開口面積と切り替え弁１５の開口面積との総和が、切り替え弁１４の全開開口面積と略同一となるように、切り替え弁１４、１５に対する制御を行う。
【００４３】
図６を参照して、第２実施形態における切り替え弁１４、１５の制御方法について具体的に説明する。ここでは、吸気を流す通路を、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへ切り替える際に行われる制御方法について説明する。
【００４４】
図６は、上に切り替え弁１４の開度を示し、下に切り替え弁１５の開度を示しており、それぞれ横軸に切り替え開始後の時間を示している（時刻ｔ２１は切り替え開始時の時刻を示している）。第２実施形態では、ＥＣＵ５２は、切り替え弁１４の開口面積（以下、「Ｓ２１」と表記する。）と切り替え弁１５の開口面積（以下、「Ｓ２２」と表記する。）との総和が、切り替え弁１４の全開開口面積（以下、「Ｓ２１ｍａｘ」と表記する。）と略同一となるように、切り替え弁１４、１５に対する制御を行う。つまり、「Ｓ２１＋Ｓ２２＝Ｓ２１ｍａｘ」となるように、切り替え弁１４、１５に対する制御を行う。
【００４５】
具体的には、ＥＣＵ５２は、図６中の関数ｆ２１に従って切り替え弁１４の開度を制御（全開から全閉へ制御）すると共に、図６中の関数ｆ２２に従って切り替え弁１５の開度を制御（全閉から全開へ制御）する。詳しくは、切り替え開始後の時間を「ｔ」とした場合、ＥＣＵ５２は、「Ｓ２１＝ｆ２１（ｔ）」となるように切り替え弁１４の開度を制御すると共に、「Ｓ２２＝ｆ２２（ｔ）」となるように切り替え弁１５の開度を制御する。
【００４６】
このように制御した場合、時刻ｔ２２において切り替え弁１４が全閉となる。この時刻ｔ２２において、切り替え弁１５の開口面積Ｓ２２は「Ｓ２１ｍａｘ」となる。そして、この後の時刻ｔ２３において、切り替え弁１５が全開となる。つまり、切り替え弁１５の開口面積Ｓ２２が「Ｓ２２ｍａｘ」となる。
【００４７】
なお、図６で示す関数ｆ２１、ｆ２２は一例であり、このような関数ｆ２１、ｆ２２を用いることに限定はされない。第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの切り替え時において、切り替え弁１４、１５の開度を制御する際に用いる関数は、過給圧段差が生じないように、車両ごとに適合などにより決定される。
【００４８】
次に、図７を参照して、第２実施形態において、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへ切り替える際に行われる処理について説明する。当該処理は、ＥＣＵ５２によって所定の周期で繰り返し実行される。
【００４９】
ステップＳ２０１〜Ｓ２０３、Ｓ２０６の処理は、それぞれ、前述したステップＳ１０１〜Ｓ１０３、Ｓ１０６の処理と同様であるため（図４参照）、その説明を省略する。ここでは、ステップＳ２０４、Ｓ２０５における処理の説明を行う。
【００５０】
ステップＳ２０４では、ＥＣＵ５２は、図６に示すような関数ｆ２１に従って切り替え弁１４の開度を制御すると共に、図６に示すような関数ｆ２２に従って切り替え弁１５の開度を制御する。具体的には、ＥＣＵ５２は、「Ｓ２１＝ｆ２１（ｔ）」となるように切り替え弁１４の開度を制御すると共に、「Ｓ２２＝ｆ２２（ｔ）」となるように切り替え弁１５の開度を制御する。そして、処理はステップＳ２０５に進む。
【００５１】
ステップＳ２０５では、ＥＣＵ５２は、切り替え弁１１の開口面積Ｓ２１が「０」となっており、且つ、切り替え弁１５の開口面積Ｓ２２が「Ｓ２１ｍａｘ」となっているか否かを判定する。つまり、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへの切り替えが完了したか否かを判定する。「Ｓ２１＝０」且つ「Ｓ２２＝Ｓ２１ｍａｘ」である場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへの切り替えが完了しているため、処理は終了する。
【００５２】
これに対して、「Ｓ２１＝０」且つ「Ｓ２２＝Ｓ２１ｍａｘ」でない場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０６に進む。この場合には、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへの切り替えが完了していないため、ＥＣＵ５２は、切り替えフラグをオフに維持する（Ｓ２０６）。そして、処理は終了する。
【００５３】
以上説明した第２実施形態によっても、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへ切り替える際に発生し得る過給圧段差を適切に抑制することができる。
【００５４】
なお、上記では、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへ切り替える場合に行う制御を示したが（図６及び図７参照）、第２吸気通路１ｂから第１吸気通路１ａへ切り替える場合にも同様の制御を行うことができる。例えば、図６で示すような関数を逆に辿って、切り替え弁１４、１５の開度を制御することができる。これによっても、第２吸気通路１ｂから第１吸気通路１ａへ切り替える際に発生し得る過給圧段差を適切に抑制することができる。
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態では、前述した切り替え弁１１、１２及び切り替え弁１４、１５の代わりに、インパルス弁（吸気制御弁）５及び二方弁で構成された切り替え弁を用いて、第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの切り替えを行う点で、第１及び第２実施形態と異なる。
【００５５】
（装置構成）
図８は、第３実施形態における内燃機関の吸気制御装置１０３の概略構成を示す。図において、実線矢印はガスの流れの一例を示し、破線矢印は信号の入出力を示す。なお、第１実施形態における内燃機関の吸気制御装置１０１（図１参照）と同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
内燃機関の吸気制御装置１０３は、切り替え弁１１、１２の代わりに切り替え弁１７を有すると共に、ＥＣＵ５１の代わりにＥＣＵ５３を有する点で、内燃機関の吸気制御装置１０１と異なる。
【００５７】
切り替え弁１７は、第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの下流側の合流位置近傍の、第２吸気通路１ｂ上に設けられている。好適には、切り替え弁１７は、可能な限りにおいて、インマニ６に近い位置に配置される。こうするのは、デッドボリュームを小さくして、インパルスチャージ効果を大きくするためである。
【００５８】
また、切り替え弁１７は、二方弁として構成されている。基本的には、切り替え弁１７が全開である場合は第２吸気通路１ｂに吸気が流れる傾向にあり、切り替え弁１７が全閉である場合には第２吸気通路１ｂに吸気は流れない。加えて、基本的には、インパルス弁５が全開である場合は第１吸気通路１ａに吸気が流れる傾向にあり、インパルス弁５が全閉である場合には第１吸気通路１ａに吸気は流れない。更に、前述したように第１吸気通路１ａは第２吸気通路１ｂよりも配管の内径が小さく構成されているため、切り替え弁１７の全開開口面積はインパルス弁５の全開開口面積よりも大きい。なお、切り替え弁１７は、図示しないアクチュエータを介して、ＥＣＵ５３から供給される制御信号Ｓ１７によって制御が行われる。
【００５９】
ＥＣＵ５３は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどを備え、内燃機関の吸気制御装置１０３内の構成要素に対して種々の制御を行う。本実施形態では、ＥＣＵ５３は、本発明における制御手段として機能し、吸気が流れる通路を第１吸気通路１ａ及び第２吸気通路１ｂのいずれか一方に切り替えるために、インパルス弁５及び切り替え弁１７に対する制御を行う。
【００６０】
（制御方法）
次に、第３実施形態において、吸気を流す通路を、第１吸気通路１ａ及び第２吸気通路１ｂのいずれか一方に切り替える際に行われる制御方法について説明する。第３実施形態でも、ＥＣＵ５３は、第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの切り替え時に発生し得る過給圧段差が抑制されるように、インパルス弁５及び切り替え弁１７の開度を制御する。具体的には、ＥＣＵ５３は、第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの切り替え時において、インパルス弁５の開口面積と切り替え弁１７の開口面積との総和が、インパルス弁５の全開開口面積と略同一となるように、インパルス弁５及び切り替え弁１７に対する制御を行う。
【００６１】
図９を参照して、第３実施形態におけるインパルス弁５及び切り替え弁１７の制御方法について具体的に説明する。ここでは、吸気を流す通路を、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへ切り替える際に行われる制御方法について説明する。
【００６２】
図９は、上にインパルス弁５の開度を示し、下に切り替え弁１７の開度を示しており、それぞれ横軸に切り替え開始後の時間を示している（時刻ｔ３１は切り替え開始時の時刻を示している）。第３実施形態では、まず、ＥＣＵ５３は、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへ切り替える要求があった際に、インパルス弁５を全開に設定する。詳しくは、ＥＣＵ５３は、当該要求時において、インパルス弁５が全開でなかった場合に、インパルス弁５を全開に設定する。図９においては、時刻ｔ３２でインパルス弁５が全開となる。
【００６３】
この後、ＥＣＵ５３は、インパルス弁５の開口面積（以下、「Ｓ３１」と表記する。）と切り替え弁１７の開口面積（以下、「Ｓ３２」と表記する。）との総和が、インパルス弁５の全開開口面積（以下、「Ｓ３１ｍａｘ」と表記する。）と略同一となるように、インパルス弁５及び切り替え弁１７に対する制御を行う。つまり、「Ｓ３１＋Ｓ３２＝Ｓ３１ｍａｘ」となるように、インパルス弁５及び切り替え弁１７に対する制御を行う。
【００６４】
具体的には、ＥＣＵ５３は、図９中の関数ｆ３１に従ってインパルス弁５の開度を制御（全開から全閉へ制御）すると共に、図９中の関数ｆ３２に従って切り替え弁１７の開度を制御（全閉から全開へ制御）する。詳しくは、切り替え開始後の時間を「ｔ」とした場合、ＥＣＵ５３は、「Ｓ３１＝ｆ３１（ｔ）」となるようにインパルス弁５の開度を制御すると共に、「Ｓ３２＝ｆ３２（ｔ）」となるように切り替え弁１７の開度を制御する。
【００６５】
このように制御した場合、時刻ｔ３３においてインパルス弁５が全閉となる。この時刻ｔ３３において、切り替え弁１７の開口面積Ｓ３２は「Ｓ３１ｍａｘ」となる。そして、この後の時刻ｔ３４において、切り替え弁１７が全開となる。つまり、切り替え弁１７の開口面積Ｓ３２が「Ｓ３２ｍａｘ」となる。
【００６６】
なお、図９で示す関数ｆ３１、ｆ３２は一例であり、このような関数ｆ３１、ｆ３２を用いることに限定はされない。第１吸気通路１ａと第２吸気通路１ｂとの切り替え時において、インパルス弁５及び切り替え弁１７の開度を制御する際に用いる関数は、過給圧段差が生じないように、車両ごとに適合などにより決定される。
【００６７】
次に、図１０を参照して、第３実施形態において、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへ切り替える際に行われる処理について説明する。当該処理は、ＥＣＵ５３によって所定の周期で繰り返し実行される。
【００６８】
ステップＳ３０１の処理は、前述したステップＳ１０１の処理と同様であるため（図４参照）、その説明を省略する。
【００６９】
ステップＳ３０２では、ＥＣＵ５３は、インパルス弁５が全開であるか否かを判定する。インパルス弁５が全開である場合（ステップＳ３０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０４に進む。これに対して、インパルス弁５が全開でない場合（ステップＳ３０２；Ｎｏ）、処理はステップＳ３０３に進む。この場合、ＥＣＵ５３は、インパルス弁５を全開にする制御を行う（ステップＳ３０３）。そして、処理は終了する。
【００７０】
ステップＳ３０４、Ｓ３０５の処理は、それぞれ、前述したステップＳ１０２、Ｓ１０３の処理と同様であるため（図４参照）、その説明を省略する。
【００７１】
ステップＳ３０６では、ＥＣＵ５３は、図９に示すような関数ｆ３１に従ってインパルス弁５の開度を制御すると共に、図９に示すような関数ｆ３２に従って切り替え弁１７の開度を制御する。具体的には、ＥＣＵ５３は、「Ｓ３１＝ｆ３１（ｔ）」となるようにインパルス弁５の開度を制御すると共に、「Ｓ３２＝ｆ３２（ｔ）」となるように切り替え弁１７の開度を制御する。そして、処理はステップＳ３０７に進む。
【００７２】
ステップＳ３０７では、ＥＣＵ５３は、インパルス弁５の開口面積Ｓ３１が「０」となっており、且つ、切り替え弁１７の開口面積Ｓ３２が「Ｓ３１ｍａｘ」となっているか否かを判定する。つまり、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへの切り替えが完了したか否かを判定する。「Ｓ３１＝０」且つ「Ｓ３２＝Ｓ３１ｍａｘ」である場合（ステップＳ３０７；Ｙｅｓ）、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへの切り替えが完了しているため、処理は終了する。
【００７３】
これに対して、「Ｓ３１＝０」且つ「Ｓ３２＝Ｓ３１ｍａｘ」でない場合（ステップＳ３０７；Ｎｏ）、処理はステップＳ３０８に進む。この場合には、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへの切り替えが完了していないため、ＥＣＵ５３は、切り替えフラグをオフに維持する（Ｓ３０８）。そして、処理は終了する。
【００７４】
以上説明した第３実施形態によっても、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへ切り替える際に発生し得る過給圧段差を適切に抑制することができる。
【００７５】
なお、上記では、第１吸気通路１ａから第２吸気通路１ｂへ切り替える場合に行う制御を示したが（図９及び図１０参照）、第２吸気通路１ｂから第１吸気通路１ａへ切り替える場合にも同様の制御を行うことができる。例えば、図９で示すような関数を逆に辿って、インパルス弁５及び切り替え弁１７の開度を制御することができる。これによっても、第２吸気通路１ｂから第１吸気通路１ａへ切り替える際に発生し得る過給圧段差を適切に抑制することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１  吸気通路
１ａ  第１吸気通路
１ｂ  第２吸気通路
２  ターボチャージャ
３  インタークーラ
４  サージタンク
５  インパルス弁
６  インテークマニホールド
７  エンジン
８  エキゾーストマニホールド
９  排気通路
１１、１２、１４、１５、１７  切り替え弁
５１、５２、５３  ＥＣＵ
１０１、１０２、１０３  内燃機関の吸気制御装置
【図１】
2010185375.tif 000003
【図２】
2010185375.tif 000004
【図３】
2010185375.tif 000005
【図４】
2010185375.tif 000006
【図５】
2010185375.tif 000007
【図６】
2010185375.tif 000008
【図７】
2010185375.tif 000009
【図８】
2010185375.tif 000010
【図９】
2010185375.tif 000011
【図１０】
2010185375.tif 000012