(57)【要約】【課題】エンジンの吸気システムにおいて、過給された空気の一部、あるいはできるだけ多くを高い過給圧状態に保ったまま貯留しつつ、浪費する過給圧を少なくして逆流的に戻す空気量を減らすことにより騒音を低減し、また、次回にメインスロットルバルブが開いた際の応答時間が短くなるようにレスポンスを高く保つことにより、エンジン出力を向上するように充填効率を高くすることにある。【解決手段】過給機２８のコンプレッサ３０と第一のバルブ１８としてのメインスロットルバルブ１９の間であって且つメインスロットルバルブ１９との間に所定の容量部４４を形成するようにして第二のバルブ４５としてのサブスロットルバルブ４６を設け、このサブスロットルバルブ４６をメインスロットルバルブ１９に連動させて開閉駆動制御する制御手段８７を設けている。【選択図】図１
2010180770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気装置に第一のバルブとしてのメインスロットルバルブを備えるとともに、前記エンジンの排気装置に設けられたタービンを排気ガスにより駆動してこのタービンの駆動エネルギにより前記吸気装置に設けられたコンプレッサを駆動して前記吸気装置の吸気通路に流れる空気を過給する過給機を備え、この過給機を前記メインスロットルバルブの上流側に配設したエンジンの吸気システムにおいて、前記コンプレッサと前記メインスロットルバルブの間であって且つ前記メインスロットルバルブとの間に所定の容量部を形成するようにして第二のバルブを設け、この第二のバルブを前記メインスロットルバルブに連動させて開閉駆動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システム。
【請求項２】
前記第二のバルブをサブスロットルバルブとし、このサブスロットルバルブをアクチュエータにより駆動制御可能に設け、前記制御手段は、車両の減速後、前記メインスロットルバルブが開状態から全閉状態となった際に遅延を伴って前記サブスロットルバルブを全閉駆動制御し、前記メインスロットルバルブが全閉状態から開状態となった際には圧力変化に基づく遅延を伴って前記サブスロットルバルブを全開に向けて駆動制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸気システム。
【請求項３】
前記容量部は、インタークーラ、熱交換可能な材質の配管のうち１つ以上により構成していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの吸気システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記メインスロットルバルブの下流側の吸気通路の圧力を検出する第一の圧力センサと、前記容量部となる前記メインスロットルバルブの上流側の吸気通路の圧力を検出する第二の圧力センサとに連絡し、通常の基本燃料噴射制御では前記第一の圧力センサの検出値に基づいて行う一方、前記サブスロットルバルブの開閉制御を前記第二の圧力センサの検出値に基づいて行うとともに、前記第二の圧力センサの検出値が所定値以上であって前記メインスロットルバルブの開度が所定値以上となる場合には、燃料噴射を増量補正することを特徴とする請求項２に記載のエンジンの吸気システム。
【請求項５】
前記第二のバルブをワンウェイバルブとし、このワンウェイバルブは、上流側と下流側との差圧に基づく吸気通路内空気の流動によって開閉制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの吸気システムに係り、特に過給機（ターボチャージャ）付エンジンにおいて過給された空気を制御するエンジンの吸気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両においては、図１０に示すように、過給機（ターボチャージャ）付のエンジン１０１を搭載し、このエンジン１０１の吸気装置１１４にスロットルバルブ１１９を備えるとともに、排気装置１２３に設けられたタービン１３１を排気ガスにより駆動してこのタービン１３１の駆動エネルギを吸気装置１１４に設けられたコンプレッサ１３０を駆動して吸気装置１１４の吸気通路１１６に流れる空気を過給する過給機１２８を備え、この過給機１２８をスロットルバルブ１１９の上流側に配設したエンジンの吸気システム１４３を設けたものがある。
そして、このエンジンの吸気システム１４３においては、排気ガスでタービン１３１を回転し、エアクリーナ１１５から取り入れた空気をコンプレッサ１３０で加圧して、この加圧した空気を、インタクーラ１４２で冷却し、そして、スロットルバルブ１１９で絞ってインテークマニホルド１２２からエンジン１０１に供給している。インテークマニホルド１２２と一体のサージタンク１２１には、インテークマニホルド圧（吸気管圧）を検出する圧力センサ１８３が取り付けられている。
また、エンジン１０１には、過給機１２８によって加圧された空気を過給機１２８の上流側の吸気通路１１６に戻すエアバイパス通路１３８及びこのエアバイパス通路１３８を開閉するエアバイパスバルブ１４０を備えている。
そして、車両の減速時（スロットル全閉時）には、コンプレッサ１３０の保護とサージ音を減少するために、コンプレッサ１３０とスロットルバルブ１１９との間に配置されたエアバイパスバルブ１４０を開動作してエアバイパス通路１３８から過給した空気を開放している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−７９３４２号公報  特許文献１に係る過給付エンジンの制御装置は、サージタンクとインタクーラの間に設けたメインスロットルバルブ又はサブスロットルバルブとのいずれか一方の開度が所定値よりも小さい場合に、ウェストゲートバルブの開度制御を禁止して、ウェストゲートバルブの不必要な開動作制御を回避するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来、車両の減速時（スロットル全閉時）には、排気エネルギで過給した空気を捨てていた。つまり、一度貯めたエネルギは、殆ど捨てられていた。また、エアバイパスバルブでサージ音を低減する対策をしているが、エアバイパスバルブの開動作時に、大量の空気をエアバイパス通路から排出するので、気流音が発生するという問題があった。
即ち、過給機付エンジンの吸気システムであってエアバイパス通路を備えたものでは、スロットルバルブの直上流位置から上流側の吸気通路に充填されている高い過給圧且つ多量の空気を、エアバイパス通路を通じて上流側に戻す場合に、より上流側の吸気通路に存在する過給されていない空気に相対差の大きな高圧空気が、徐々にその圧力を下げながら連続して放出され、一部の空気がそのままコンプレッサに再循環し、他の一部の空気が上流側に逆流的に流れ、短時間後には、許容できる最大過給圧よりも低下した圧力、且つ大気圧よりも高圧の圧力で圧力平衡となるように向かって変化する。このような状態では、略過給不足の状態であるので、次回にスロットルバルブが開いて燃焼後の排気ガスがタービンを回転し、実利のある過給に至る次の過給までは、十分な過給が得られなくなる、いわゆる過給遅れ（ターボラグ）が生ずる。
そして、低回転型の過給機では、この過給遅れ（ターボラグ）は比較的小さく、高回転型の過給機の程、過給遅れ（ターボラグ）が大きなって応答性が悪くなる。いずれにしても、スロットルバルブを閉じる直前までに、タービンの駆動に伴う排気エネルギの低減による排気音抑制の効果はあるものの、それによって得られた過給は無駄に浪費してしまい、付加できる実益がなかった。
一般に、空気等のガスは、低圧ガスの中に高圧ガスを放出すると、均一圧力の平衡状態となるように、圧力勾配の高い方から低い方へ急速に拡散する。そのような放出が行われるのが、細い通路内であれば、通路の延出方向に向かって疎密の波となって伝播しつつガスが流れることになる。そして、疎密の伝播とは縦振動である音の伝播であって、流れも圧力も非常に乱れた状態で進行し、大きな気流音となって吸気装置の外部にまで伝播する。つまり、騒音の発生という不具合が生じ、また、体積が大きくなれば騒音も大きくなり、更に、過給圧が高く、通路長さが長くなれば、体積が大きくなる。
また、例えば、上記の特許文献１のように、過給機付エンジンの吸気システムであって、サブスロットルバルブを備えたものでは、サブスロットルバルブをメインスロットルバルブの近傍に配設し、基本的に、両方のスロットルバルブの動作を併せた結果が一つの理想的なスロットルバルブの動作となるようにしたものである。
そして、その過回転や過過給といった課題や、それに付随する過給遅れ（ターボラグ）や騒音のような課題までの認識があるとしても、その解決は、排気側のウェストゲートバルブの制御に注目してなされる。エアバイパスバルブは、低速高負荷の際に開動作されるので、スロットルバルブが閉じられた際に過給圧を逃すことが困難であった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、過給された空気の一部、あるいはできるだけ多くを高い過給圧状態に保ったまま貯留しつつ、浪費する過給圧を少なくして逆流的に戻す空気量を減らすことによって騒音を低減し、また、次回にスロットルバルブが開いた際の応答時間が短くなるようにレスポンスを高く保つことにより、エンジン出力を向上するように充填効率を高めるエンジンの吸気システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、エンジンの吸気装置に第一のバルブとしてのメインスロットルバルブを備えるとともに、前記エンジンの排気装置に設けられたタービンを排気ガスにより駆動してこのタービンの駆動エネルギにより前記吸気装置に設けられたコンプレッサを駆動して前記吸気装置の吸気通路に流れる空気を過給する過給機を備え、この過給機を前記メインスロットルバルブの上流側に配設したエンジンの吸気システムにおいて、前記コンプレッサと前記メインスロットルバルブの間であって且つ前記メインスロットルバルブとの間に所定の容量部を形成するようにして第二のバルブを設け、この第二のバルブを前記メインスロットルバルブに連動させて開閉駆動制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明のエンジンの吸気システムは、過給圧を貯留して保持し、そして、その圧力変化を監視してサブスロットルバルブを開くタイミングを図り、騒音を低減するとともに、エンジン出力を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１はエンジンの吸気システムの構成図である。（実施例１）
【図２】図２はスロットル閉時のフローチャートである。（実施例１）
【図３】図３はスロットル開時のフローチャートである。（実施例１）
【図４】図４はスロットル開時における燃料系制御のフローチャートである。（実施例１）
【図５】図５はスロットルパーシャル運転時のフローチャートである。（実施例１）
【図６】図６はスロットル全開運転時のフローチャートである。（実施例１）
【図７】図７はエンジン全体のシステム構成図である。（実施例１）
【図８】図８はエンジンの吸気システムの構成図である。（実施例２）
【図９】図９はエンジンの吸気システムの構成図である。（実施例３）
【図１０】図１０はエンジンの吸気システムの構成図である。（従来例）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この発明は、過給された空気の一部、あるいはできるだけ多くを高い過給圧状態に保ったまま貯留しつつ、浪費する過給圧を少なくして逆流的に戻す空気量を減らすことにより騒音を低減し、また、次回にスロットルバルブが開いた際の応答時間が短くなるようにレスポンスを高く保つことにより、エンジン出力を向上するように充填効率を高くするという目的を実現するものである。
【実施例１】
【００１０】
図１〜図７は、この発明の実施例１を示すものである。
図７において、車載用で多気筒（三気筒）用の過給機（ターボチャージャ）付エンジン（以下「エンジン」という）である。このエンジン１は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３とシリンダヘッドカバー４とが一体的になって構成されている。
シリンダブロック２には、気筒毎に各シリンダ５が形成されているとともにこのシリンダ５にピストン６が摺動可能に設けられ、また、シリンダヘッド３と共働した燃焼室７が形成される。
シリンダヘッド３には、吸気側において、吸気ポート８が形成され、また、吸気カム軸９が設置され、さらに、この吸気カム軸９で駆動されて吸気ポート８を開閉する吸気弁１０が設けられている。
また、シリンダヘッド３には、排気側において、排気ポート１１が形成され、また、排気カム軸１２が設置され、さらに、この排気カム軸１２で駆動されて排気ポート１１を開閉する排気弁１３が設けられている。
【００１１】
エンジン１は、吸気装置１４を備えている。この吸気装置１４においては、エアクリーナ１５と、このエアクリーナ１５からエンジン１側に吸入空気を導く吸気通路１６を形成するように、吸気管１７と、第一のバルブ１８としてのメインスロットルバルブ１９を備えたスロットルボディ２０と、サージタンク２１が一体でシリンダヘッド３に取り付けられるインテークマニホルド２２とが、順次に接続している。
メインスロットルバルブ１９は、例えば、アクセルペダルの人為操作状態を検知してモータ等のアクチュエータによって開閉動作される電子スロットルバルブ、あるいは、スロットルケーブルやリンク機構を介して人為操作を機械的に伝えて開閉動作されるメカニカルスロットルバルブからなる。メインスロットルバルブ１９をメカニカルスロットルバルブとした場合には、アクセルペダルの人為操作状態の検知が不要となり、安価な構造とすることができる。
【００１２】
エンジン１は、排気装置２３を備えている。この排気装置２３においては、エンジン１からの排気を導く排気通路２４を形成するように、シリンダヘッド３に取り付けられる排気マニホルド２５と、触媒コンバータ２６を備えた排気管２７とが、順次に設けられている。
【００１３】
エンジン１は、過給機（ターボチャージャ）２８を備えている。この過給機２８は、インテークマニホルド２２の上流側に配設され、エアクリーナ１５側からの吸入空気を過給し、この過給された空気をエンジン１側に供給するものである。
過給機２８は、過給機ケース２９内で、吸気管１７の途中に配設されたコンプレッサ３０と、排気マニホルド２５と排気管２７の間に配設されて排気ガス流で駆動するタービン３１と、コンプレッサ３０とタービン３１とを連結する回転軸３２とを備えている。
過給機ケース２９には、ウェストゲート装置３３を構成するように、タービン３１の上流側と下流側との吸気通路１６に連通するウェストゲート通路３４と、このウェストゲート通路３４を開閉するウェストゲートバルブ３５を設けている。このウェストゲートバルブ３５は、ウェストゲートアクチュエータ３６で開閉動作される。このウェストゲートアクチュエータ３６は、ウェストゲート制御弁（ＶＳＶ）３７で動作制御される。そして、ウェストゲートバルブ３５を開閉制御することにより、タービン３１への排気ガス流を調整し、コンプレッサ３０による過給圧を制御する。
【００１４】
吸気管１７には、コンプレッサ３０の上流側と下流側との吸気通路１６を連通するエアバイパス通路３８を形成するエアバイパス管３９が設けられている。このエアバイパス管３９の途中には、過給機２８のコンプレッサ３０によって過給された空気をコンプレッサ３０の上流側に戻すエアバイパス通路３８を開閉するエアバイパスバルブ４０が設けられている。このエアバイパスバルブ４０は、エアバイパス制御弁（ＶＳＶ）４１で開閉制御される。
【００１５】
また、コンプレッサ３０とメインスロットルバルブ１９との間の吸気管１７の途中には、過給機２８で過給された空気を冷却するインタクーラ４２が設けられている。
【００１６】
即ち、図１に示すように、この実施例１に係るエンジンの吸気システム４３において、吸気装置１４は、エアクリーナ１５、吸気管１７、過給機（特にコンプレッサ３０の部分）２８、メインスロットルバルブ１９、インテークマニホルド２２及びそれらに付随する装置を含めた複合体を指し、それらの内部通路を連結して形成される吸気通路１６を備え、また、吸気装置１４の切り替え制御動作に加えて、付随する装置として後述の燃料噴射装置４９の燃料噴射制御を含めた制御動作を行う吸気装置１４の全体となっている。つまり、このエンジンの吸気システム４３においては、吸気装置１４に第一のバルブ１８としてのメインスロットルバルブ１９を備えるとともに、排気装置２３に設けられたタービン３１を排気ガスにより駆動してその駆動エネルギを吸気装置１４に設けられたコンプレッサ３０を駆動して吸気装置１２の吸気通路１６に流れる空気を過給する過給機２８を備え、また、この過給機２８をメインスロットルバルブ１９の上流側に配設している。
【００１７】
また、このエンジンの吸気システム４３には、コンプレッサ３０とメインスロットルバルブ１９の間であって且つメインスロットルバルブ１９との間に所定の容量部４４を形成するようにして、第二のバルブ４５としてのサブスロットルバルブ４６が設けられている。
このサブスロットルバルブ４６は、コンプレッサ３０とメインスロットルバルブ１９との間、具体的には、エンジン１にインタクーラ４２が備えられている場合に、コンプレッサ３０の出口側でエアバイパス通路３８への通路接続部４７とインタクーラ４２の間、又は、インタクーラ４２に直接取り付けられ、また、モータ等のアクチュエータ４８により駆動制御可能に設けられる。つまり、サブスロットルバルブ４６は、過給機２８の下流側且つメインスロットルバルブ１９の上流側となる吸気通路１６であって、エアバイパス通路３８の下流側近傍に設けられる。サブスロットルバルブ４６としては、全開状態と全閉状態の二状態を選択的に動作できるものが好ましい。
また、サブスロットルバルブ４６は、例えば、アクセルペダルの人為操作状態を検知してモータ等のアクチュエータによって開閉動作される電子スロットルバルブ、あるいは、スロットルケーブルやリンク機構を介して人為操作を機械的に伝えて開閉動作されるメカニカルスロットルバルブからなる。サブスロットルバルブ４６をメカニカルスロットルバルブとした場合には、アクセルペダルの人為操作状態の検知が不要となり、安価な構造とすることができる。
【００１８】
容量部４４は、インタクーラ４２、熱交換可能な材質の配管のうち１つ以上により構成している。つまり、エアバイパス通路３８の下流側近傍にサブスロットルバルブ４６を設け、メインスロットルバルブ１２とサブスロットルバルブ４６の間に所要容量を有する容量部４４を形成する。
この容量部４４は、吸気管１７の管路長さを長くして確保しても良く、あるいは、インタクーラ４２の容積によって確保しても良い。そして、この容量部４４が車両走行中に走行風が充分に当たるのであれば、圧力の保持状態であっても熱交換による冷却効果を得ることができる。当然、インタクーラ４２であるならば、冷却効果が高くなり、温度は下がり、空気密度が上がって充填効率が向上する。これにより、エンジン出力の向上を図れるだけでなく、燃焼温度を下げることができるので、ノッキングの発生を抑止することができ、ノッキング対策での燃料増量補正を少なく済ませることができる。
なお、容量部４４としては、サイドブランチのように、容量室を別個に付加して設けることも可能である。
【００１９】
エンジン１は、燃料噴射装置４９を備えている。この燃料噴射装置４９においては、燃料タンク５０内で電磁式の燃料ポンプ５１が設けられ、また、この燃料ポンプ５１に燃料供給通路５２を形成する燃料供給管５３の一端側が接続している。この燃料供給管５３の他端側は、燃料噴射弁５４に接続している。この燃料噴射弁５４は、インテークマニホルド２２のシリンダヘッド３に接続する端部位に取り付けられ、燃料を吸気ポート８へ噴射する。
また、燃料供給管５３の途中には、燃料タンク５０側に燃料フィルタ５５が設けられているとともに、この燃料フィルタ５５よりも燃料噴射弁５４側に燃料圧力レギュレータ５６が設けられている。この燃料圧力レギュレータ５６には、燃料戻り通路５７を形成する燃料戻り管５８の一端側が接続している。この燃料戻り管５８の他端側は、自由端となり、燃料タンク５０内に開口している。
【００２０】
エンジン１は、蒸発燃料制御装置５９を備えている。この蒸発燃料制御装置５９においては、燃料タンク５０の上部にエバポ通路６０を形成するエバポ管６１の一端側が自由端として開口し、このエバポ管６１の他端側にキャニスタ６２が設けられている。エバポ管６１の途中には、二ウェイチェックバルブ６３が設けられている。
また、キャニスタ６２には、パージ通路６４を形成するパージ管６５の一端側が接続している。このパージ管６５の他端側は、メインスロットルバルブ１９よりも上流側のスロットルボディ２０内に連通している。また、このパージ管６５の途中には、パージ弁（ＶＳＶ）６６が設けられている。
【００２１】
また、エンジン１は、アイドル回転数制御装置（ＩＳＣ装置）６７を備えている。このアイドル回転数制御装置６７においては、メインスロットルバルブ１９を迂回してスロットルボディ２０内とサージタンク２１内とを連通するようにアイドルエア通路６８を形成するアイドルエア管６９が設けられ、このアイドルエア管６９の途中にエンジン１へのアイドル空気量を調整するＩＳＣバルブ（アイドル空気量制御バルブ）７０が設けられている。
【００２２】
シリンダヘッドカバー４には、イグニションコイル７１とＰＣＶバルブ７２とが取り付けられている。このＰＣＶバルブ７２には、サージタンク２１内に連通するタンク側ブローバイガス通路７３を形成するタンク側ブローバイガス管７４が接続している。
また、シリンダヘッドカバー４には、エアクリーナ１５内に連通するクリーナ側ブローバイガス通路７５を形成するクリーナ側ブローバイガス管７６が接続している。
【００２３】
シリンダブロック２には、インテークマニホルド２２の一部に形成した冷却水通路７７内の冷却水温度を検出する水温センサ７８と、燃焼室７内のノッキングを検出するノッキングセンサ７９とが取り付けられている。水温センサ７８は、検出した冷却水温度を燃料噴射制御や点火時期制御等に利用させる。
スロットルボディ２０には、メインスロットルバルブ１９のスロットル開度を検出するスロットルセンサ８０が設けられ、また、メインスロットルバルブ１９よりも下流側に導圧通路８１を形成する導圧管８２の一端側が接続している。この導圧管８２の他端側には、メインスロットルバルブ１９の下流側の吸気通路１６の圧力であるインテークマニホルド圧（吸気管圧力）を検出する第一の圧力センサ８３が設けられている。この第一の圧力センサ８３は、検出したインテークマニホルド圧を燃料噴射制御や点火時期制御等に利用させる。
また、インタクーラ４２とメインスロットルバルブ１９間の吸気管１７には、前記容量部４４となるメインスロットルバルブ１９の上流側の吸気通路１６の圧力を検出する第二の圧力センサ８４が設けられている。この第二の圧力センサ８４は、吸気通路１６内の保持圧力の監視を行うものであり、エンジン１にインタクーラ４２が備えられている場合に、インタクーラ４２に取り付け可能なものである。
サージタンク２１には、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ８５が取り付けられている。この吸気温センサ８５は、吸入空気の温度を検出して吸気温補正値の決定等に利用させる。
排気マニホルド２５には、過給機２８のタービン３１よりも下流側に、排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ（Ｏ２センサ）８６が取り付けられている。
【００２４】
ウェストゲート制御弁３７とエアバイパス制御弁４１とアクチュエータ４８と燃料ポンプ５１と燃料噴射弁５４とパージ弁６６とＩＳＣバルブ７０とイグニションコイル７１と水温センサ７８とノッキングセンサ７９とスロットルセンサ８０と第一の圧力センサ８３と第二の圧力センサ８４と吸気温センサ８５と酸素センサ８６は、制御手段（ＥＣＭ）８７に連絡している。
また、この制御手段８７には、クランク角センサ８８と、メインスイッチ８９及びフューズ９０を介したバッテリ９１と、アイドルスイッチ９２とが連絡している。クランク角センサ８８は、クランク角を検出してこの検出信号を制御手段８７に出力するとともに、エンジン回転数を検出する機能を有している。アイドルスイッチ９２は、エンジン１のアイドル運転状態を検知、つまり、アイドルオフ（ＩＤＬ  ＯＦＦ）・アイドルオン（ＩＤＬ  ＯＮ）を検知するものである。
【００２５】
制御手段８７は、エンジン１への燃料噴射を制御する燃料噴射制御部８７Ａと、エンジン１の点火時期を制御する点火時期制御部８７Ｂと、過給圧を制御する過給圧制御部８７Ｃと、メインスロットルバルブ１９及びサブスロットルバルブ４６を開閉駆動制御するバルブ駆動制御部８７Ｄとを備えている。
制御手段８７は、冷却水温度、エンジン回転数、スロットル開度の状態に応じてエアバイパス制御弁４１をオン・オフ制御することで、エアバイパスバルブ４０を開閉動作させ、過給圧を最適に制御する。
また、制御手段８７は、エンジン回転数及びインテークマニホルド圧（吸気管圧）により基本デューティを定めておき、これに冷却水温度、スロットル開度等よる補正を加えて、ウェストゲート制御弁３７を駆動制御することで、ウェストゲートバルブ３５を開閉動作させ、過給圧を最適に制御する。
【００２６】
また、制御手段８７は、サブスロットルバルブ４６をメインスロットルバルブ１９に連動させて開閉駆動制御する。
具体的に説明すると、制御手段８７は、メインスロットルバルブ１９及びサブスロットルバルブ４６を電子スロットルバルブとした場合に、メインスロットルバルブ１９を全閉と判定した場合にサブスロットルバルブ４６を全閉とし、メインスロットルバルブ１９がアイドルオフ（ＩＤＬ  ＯＦＦ）になった後、第二の圧力センサ８４の検出した圧力が所定値を下回ったらサブスロットルバルブ４６を全開とし、サブスロットルバルブ４６を通常常時全開としてメインスロットルバルブ１９が全閉になった時に全閉とする。
また、制御手段８７は、メインスロットルバルブ１９及びサブスロットルバルブ４６をメカニカルスロットルバルブとした場合に、サブスロットルバルブ４６をケーブルやリンク機構によってメインスロットルバルブ１９と機械的に連結し、サブスロットルバルブ４６を開閉制御する。
【００２７】
制御手段８７は、車両の減速後、メインスロットルバルブ１９が開状態から全閉状態となった際に遅延を伴ってサブスロットルバルブ４６を全閉駆動制御し、メインスロットルバルブ１９が全閉状態から開状態となった際には圧力変化に基づく遅延を伴ってサブスロットルバルブ４６を全開に向けて駆動制御する。つまり、制御手段８７は、車両の減速時、アイドルスイッチ９２のオンに同期してサブスロットルバルブ４６を遅延して全閉とし、車両の加速時には、アイドルスイッチ９２のオフに同期してサブスロットルバルブ４６を遅延して全閉とする。
【００２８】
制御手段８７は、通常の基本燃料噴射制御では第一のセンサ８３の検出値に基づいて行う一方、サブスロットルバルブ４６の開閉制御を第二のセンサ８４の検出値に基づいて行うとともに、第二のセンサ８４の検出値が所定値（ＸＰＡ２）以上であってメインスロットルバルブ１９の開度が所定値（ＸＴＨＡ）以上となる場合には、燃料噴射を増量補正する。
即ち、制御手段８７は、第二のセンサ８４が所定値（ＸＰＡ２）以上の圧力を検出し、メインスロットルバルブ１９がアイドルオフ（ＩＤＬ  ＯＦＦ）（アクセルペダルの踏み込み等の人為操作があった時）、エンジン回転数に応じて加速増量を噴射する。つまり、メインスロットルバルブ１９が開いた直後に、第一の圧力センサ８３で検知するサージタンク２１内の圧力が瞬時に増加するので、通常の加速よりも大きい補正を掛ける。
また、制御手段８７は、インテークマニホルド圧（ＭＡＰ値）の読み込むが、他の運転条件により、必要に応じて、点火時期を進角又は遅角に補正する。
【００２９】
サージ音を防止する目的から、過回転や通過給の状態で過給圧を保持すること、すなわち、許容過給庄以上の圧力を保持することは、避ける必要がある。そして、許容過給圧以下の圧力で保持するためには、エアバイパス通路３８の開通タイミングの前後で少し圧力を下げれば良い。例えば、エアバイパス通路３８の開通タイミングに対し少しの時間遅れをもって保持する、つまり、サブスロットルバルブ４６を閉じるのが良い。
また、例えば、サブスロットルバルブ４６は、エンジン１の減速後の車両の停車が長い場合には、早めに開いても良い。保持された過給圧（保持圧力）が下がり、大気圧に対して実質差がない状態であれば、保持状態を維持する必要がなく、一律にサブスロットルバルブ４６の開分遅延を行った場合、発進加速にもたつきが生じる場合も考えられる。そのため、停車時のエンジン１のアイドリング状態が所定時問より長く続く場合には、メインスロットルバルブ１９を開状態（アイドルスイッチ８９のオフ→オン）に遅延させることなくサブスロットルバルブ４６を開くか、メインスロットルバルブ１９を開状態（アイドルスイッチ８９のオフ→オン）を待つことなく、サブスロットルバルブ４６を開動作させても良く、緩慢に開き動作を行い、この切り替えに伴うショックの発生をなくすようにしても良い。
【００３０】
制御手段８７は、過給状態からメインスロットルバルブ１９を全閉した時、サブスロットルバルブ４６を全閉にしてメインスロットルバルブ１９とサブスロットルバルブ４６との間の圧力を高い状態に保ち、メインスロットルバルブ１９が開いてアイドルスイッチ９２がオンからオフした時に（スロットル開）、過給されている空気が入って過給遅れ（ターボラグ）を解消して加速性能を向上させる。
サージ音に対しては、通常、過給して全閉になると（高圧力−低流量）の状態になりサージ音が出る。過給後の全閉でコンプレッサ３０にかかる圧力を、サブスロットルバルブ４６を全閉にすることにより、（低圧力−低流量）にしてサージ音を減少させる。更に、エアバイパスバルブ４０を開放すれば、より効果的である。
【００３１】
即ち、この実施例１においては、スロットル全閉の減速時に、サブスロットルバルブ４６を閉じてメインスロットルバルブ１９とサブスロットルバルブ４６の間の容量部４４に空気を貯留する。この場合、スロットル全閉前が過給状態であれば、容量部４４が正圧になる。スロットル全閉前が一定圧力以上の時には、サブスロットルバルブ４６を閉じる。そして、過給からの減速時は、コンプレッサ３０の出口とサブスロットルバルブ４６の間の空気がエアバイパス通路３８から排出されサージ音を抑える。
これにより、エンジン１の減速時に、従来、加圧した空気がエアバイパスバルブ４０から開放されるので、排気エネルギから造り出された空気が無駄になっていたが、この実施例１では、エアバイパス通路３８から開放される分の空気を次の加速のために有効に使うことができ、また、空気通路のレイアウトで、コンプレッサ３０のサージ音の減少、エアバイパスバルブ４０の気流音の減少もできる。
【００３２】
次に、この実施例１の作用を説明する。
図２に示すように、スロットル閉時において、プログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、インテークマニホルド圧≧所定値（ＸＰＡ）か否かを判断し（ステップＡ０２）、このステップＡ０２がＮＯの場合には、この判断を継続し、一方、このステップＡ０２がＹＥＳの場合には、メインスロットルバルブ１９が全閉か否かを判断し（ステップＡ０３）、このステップＡ０３がＮＯの場合には、前記ステップＡ０２に戻り、一方、このステップＡ０３がＹＥＳの場合には、サブスロットルバルブ４６を全閉とし（ステップＡ０４）、プログラムをエンドとする（ステップＡ０５）。
【００３３】
図３に示すように、スロットル開時において、プログラムがスタートすると（ステップＢ０１）、保持圧力≧所定値（ＸＰＡ２）か否かを判断し（ステップＢ０２）、このステップＢ０２がＹＥＳの場合には、メインスロットルバルブ１９の開度≧所定値（ＸＴＨＡ）か否かを判断し（ステップＢ０３）、このステップＢ０３がＮＯの場合には、前記ステップＢ０２に戻り、一方、このステップＢ０３がＹＥＳの場合には、インテークマニホルド圧≧保持圧力−所定値（ＸＴＹ）か否かを判断し（ステップＢ０４）、このステップＢ０４がＮＯの場合には、この判断を継続し、このステップＢ０４がＹＥＳの場合、又は、前記ステップＢ０２がＮＯの場合には、通常の燃料噴射制御を実施し（ステップＢ０５）、プログラムをエンドとする（ステップＢ０６）。
【００３４】
図４に示すように、スロットル開時の燃料噴射制御においては、プログラムがスタートすると（ステップＣ０１）、保持圧力≧所定値（ＸＰＡ２）か否かを判断し（ステップＣ０２）、このステップＣ０２がＹＥＳの場合には、メインスロットルバルブ１９の開度≧所定値（ＸＴＨＡ）か否かを判断し（ステップＣ０３）、このステップＣ０３がＮＯの場合には、前記ステップＣ０２に戻り、一方、このステップＣ０３がＹＥＳの場合には、加速増量噴射制御を実施し（ステップＣ０４）、そして、このステップＣ０４の処理後、又は、前記ステップＣ０２がＮＯの場合には、通常の燃料噴射制御を実施し（ステップＣ０５）、プログラムをエンドとする（ステップＣ０６）。
【００３５】
次に、スロットルパーシャル運転時の制御を、図５のタイムチャートに基づいて説明する。
図５に示すように、メインスロットルバルブ１９の開度が０％から徐々に大きくなり始まる時（時間ｔ１）、サブスロットルバルブ４６が全開状態であり且つエアバイパスバルブ４０が閉状態であり、また、アイドルスイッチ９２がオンからオフに切り替わり、インテークマニホルド圧及び保持圧力が負圧から正圧側に移行する。
そして、メインスロットルバルブ１９の開度が略５０％未満の所定値になった時点で（時間ｔ２）、インテークマニホルド圧及び保持圧力が負圧側から正圧に移行する。
その後、メインスロットルバルブ１９の開度が５０％程度の所定値になり（時間ｔ３）、所定時間経過してアイドルスイッチ８９がオフからオンに切り替わると（時間ｔ４）、、サブスロットルバルブ４６が全閉となるとともにエアバイパスバルブ４０が開状態となり、インテークマニホルド圧が正圧から負圧側に移行する。この場合、保持圧力にあっては、従来、保持圧力が急激に正圧から負圧側に移行していたが（図５の破線Ｐで示す）、この実施例１では、保持圧力が徐々に減少して正圧に保持される。
その後、メインスロットルバルブ１９の開度が０％から大きくなり始め、アイドルスイッチ９２がオンからオフに切り替わると（時間ｔ５）、サブスロットルバルブ４６が全開に切り替わり、また、エアバイパスバルブ４０が閉に切り替わり、そして、メインスロットルバルブ１９の開度が５０％程度の所定値付近になり、インテークマニホルド圧が正圧に保持され、しかも、保持圧力が正圧に維持される。
【００３６】
次いで、スロットル全開運転時の制御を、図６のタイムチャートに基づいて説明する。
図６に示すように、メインスロットルバルブ１９の開度が０％から急激に１００％になり（時間ｔ１）、アイドルスイッチ９２がオンからオフに切り替わり、また、サブスロットルバルブ４６が全開状態であり且つエアバイパスバルブ４０が閉状態であり、その直後に、インテークマニホルド圧及び保持圧力が負圧から正圧に切り替わり（時間ｔ２）、そして、インテークマニホルド圧及び保持圧力が急激に所定値まで移行する（時間ｔ３）。
所定時間経過し、アイドルスイッチ９２がオフからオンに切り替わると（時間ｔ４）、サブスロットルバルブ４６が全閉となるとともにエアバイパスバルブ４０が開状態となり、インテークマニホルド圧が正圧から負圧側に移行する。この場合、保持圧力にあっては、従来、保持圧力が急激に正圧から負圧側移行していたが、この実施例１では、保持圧力が徐々に減少して正圧に保持される。
その後、メインスロットルバルブ１９の開度が０％から急激に１００％になると（時間ｔ５）、アイドルスイッチ９２がオンからオフに切り替わり（時間ｔ５）、また、サブスロットルバルブ４６が全開に切り替わり、また、エアバイパスバルブ４０が閉に切り替わり、そして、メインスロットルバルブ１９の開度が１００％に保持され、インテークマニホルド圧が正圧に保持され、しかも、保持圧力が正圧の所定値に維持される。
【００３７】
以上この発明の実施例１について説明してきたが、上述の実施例１の構成を請求項毎に当てはめて説明する。
請求項１に係る発明は、コンプレッサ３０とメインスロットルバルブ１９の間であって且つメインスロットルバルブ１９との間に所定の容量部４４を形成するようにして第二のバルブ４５としてのサブスロットルバルブ４６を設け、このサブスロットルバルブ４６をメインスロットルバルブ１９に連動させて開閉駆動制御する。
これにより、無駄に浪費していた排気エネルギを確保できるので、走行性の向上と、燃費向上が図れ、特に加速・減速の頻繁な市街地走行等で特に有効となる。また、アクセルペダルの人為操作が少なくて済むようになり、排ガス成分の悪化を防止でき、浄化性能が向上する。
請求項２に係る発明は、第二のバルブ４５をサブスロットルバルブ４６とし、このサブスロットルバルブ４６をアクチュエータ４８により駆動制御可能に設け、車両の減速後、メインスロットルバルブ１９が開状態から全閉状態となった際に遅延を伴ってサブスロットルバルブ４６を全閉駆動制御し、メインスロットルバルブ１９が全閉状態から開状態となった際には圧力変化に基づく遅延を伴ってサブスロットルバルブ４６を全開に向けて駆動制御する。
これにより、エンジンの吸気システム４３の耐久性を確保しつつ、応答性の向上と燃費向上が図れる。
請求項３に係る発明では、容量部４４は、インタクーラ４２、熱交換可能な材質の配管のうち１つ以上により構成している。
これにより、容量部４４に貯留した空気を保持している間も熱交換して温度を下げることができ、エンジン出力の向上と、燃焼の安定性を得ることができる。
請求項４に係る発明は、メインスロットルバルブ１９の下流側の吸気通路１６の圧力を検出する第一の圧力センサ８３と、容量部４４となるメインスロットルバルブ１９の上流側の吸気通路１６の圧力を検出する第二の圧力センサ８４とに連絡し、通常の基本燃料噴射制御では第一の圧力センサ８３の検出値に基づいて行う一方、サブスロットルバルブ４６の開閉制御を第二の圧力センサ８４の検出値に基づいて行うとともに、第二の圧力センサ８４の検出値が所定値以上であってメインスロットルバルブ１９の開度が所定値以上となる場合には、燃料噴射を増量補正する。
これにより、サブスロットルバルブ４６の開閉動作を吸気通路１６の過給圧に見合った最適なものにできる。また、過給の応答性向上に見合った燃料噴射を行うことができ、燃焼の安定化と、エンジン出力の向上と、燃費向上を図ることができる。
【実施例２】
【００３８】
図８は、この発明の実施例２を示すものである。
以下の実施例においては、上述の実施例１と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。
この実施例２の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、上述の実施例１のエンジンの吸気システム４３において、前記第二のバルブ４５を、前記サブスロットルバルブ４６の代わりにワンウェイバルブ９３とする。
このワンウェイバルブ９３は、コンプレッサ３０の出口とインタクーラ４２との間、又は、インタクーラ４２に配設され、且つ、コンプレッサ３０の出口又はインタクーラ４２の入口と同等の通路面積を有し、そして、空気の逆流を防止するとともに、減速時にはコンプレッサ３０の出口との間の空気を排出してサージ音を抑えるものである。
このワンウェイバルブ９３は、メインスロットルバルブ１９の動作に伴う差圧に基づく自動的な応答となり、該ワンウェイバルブ９３の上流側と下流側との差圧に基づく吸気通路１６内の空気の流動により、加速時に空気の流動で開動作し、過給状態ならば減速時には空気圧で押されて吸気通路１６を閉動作する。
また、ワンウェイバルブ９３は、車両への搭載前に、テストによって開動作する設定値が予め設定され、また、吸気抵抗を減らすために、所要の開弁時通路断面積を確保して流量を多く確保させる。
これにより、上述の実施例１と同じ作用効果に加えて、エンジンの吸気システム４３の可動部構造と制御部構造の簡素化を図ることができる。
【実施例３】
【００３９】
図９は、この発明の実施例３を示すものである。
この実施例３の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、上述の実施例１のエンジンの吸気システム４３において、前記第二のバルブ４５を、上述の実施例２と同じように、前記サブスロットルバルブ４６の代わりにワンウェイバルブ９３とする一方、エアバイパス通路及びエアバイパスバルブを省略する。
よって、エンジンの吸気システム４３は、サージ音を抑えるための空気排出機能を有さない。また、ワンウェイバルブ９３は、車両への搭載前に、テストによって開動作する設定値が予め設定され、また、吸気抵抗を減らすために、コンプレッサ３０の出口又はインタクーラ４２の入口と同等の所要の開弁時通路断面積を確保して流量を多く確保させる。この場合、エアバイパス通路を省略したことから、コンプレッサ３０の下流側の圧力が急激に下げられることがなくなり、ワンウェイバルブ９３は、上流側の圧力の方が高い場合に、開弁状態を継続してしまうので、過回転や通過給の状態を防止することを含めた過給圧制御のために、ウェストゲート装置３３を備える必要がある。
これにより、上述の実施例１と同じ作用効果に加えて、さらにエンジンの吸気システム４３の可動部構造と制御部構造の簡素化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
この発明に係るエンジンの吸気システムを、各種車両に適用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  エンジン
１４  吸気装置
１６  吸気通路
１７  吸気管
１８  第一のバルブ
１９  メインスロットルバルブ
２１  サージタンク
２２  インテークマニホルド
２３  排気装置
２４  排気通路
２７  排気管
２８  過給機
３０  コンプレッサ
３１  タービン
３３  ウェストゲート装置
３４  ウェストゲート通路
３５  ウェストゲートバルブ
３８  エアバイパス通路
４０  エアバイパスバルブ
４２  インタクーラ
４３  エンジンの吸気システム
４４  容量部
４５  第二のバルブ
４６  サブスロットルバルブ
４８  アクチュエータ
４９  燃料噴射装置
５４  燃料噴射弁
８０  スロットルセンサ
８３  第一の圧力センサ
８４  第二の圧力センサ
８７  制御手段
９２  アイドルスイッチ
【図１】
2010180770.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010180770.tif 000009
【図８】
2010180770.tif 000010
【図９】
2010180770.tif 000011
【図１０】
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