(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気系に設けられ、開閉駆動されることにより吸気通路形状を変更する制御弁を備えたエンジンの吸気装置において、
下流端が各気筒に接続される分岐吸気通路の上流端に対して、通路長の短い第１吸気通路と通路長の長い第２吸気通路とを各々接続し、かつ、その接続状態をエンジンの運転状態に応じて上記制御弁が変更するように構成されるとともに、上記制御弁の開弁時には第１および第２吸気通路がともに上記分岐吸気通路に連通し、かつ上記制御弁の閉弁時に上記第２吸気通路のみが上記分岐吸気通路に連通するように構成され、
上記エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段と、
エンジンが停止状態にあるか回転状態にあるかを判定するエンジン回転状態判定手段と、
エンジンと駆動系との連結状態を判定する連結状態判定手段と、
上記エンジン回転状態判定手段によってエンジンが回転状態にあると判定され、かつ上記連結状態判定手段によってエンジンと駆動系とが非連結状態にあると判定されたときには上記制御弁を常時開状態とし、一方、上記エンジン回転状態判定手段によってエンジンが停止状態であると判定されたときにはエンジンと駆動系との連結状態にかかわらず上記制御弁を常時閉状態に制御する制御手段とを設けてなることを特徴とするエンジンの吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの吸気系に設けられ、開閉駆動されることにより吸気通路形状を変更する制御弁を備えたエンジンの吸気装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エンジンの吸気装置として、例えば、特開昭６２−１６２７２３号公報に開示されているように、エンジンの各気筒に対して、通路長の長い第２吸気通路を接続するとともに通路長の短い第１吸気通路を接続し、この第１吸気通路にエンジンの低速域で閉じる制御弁を配設した可変吸気装置が知られている。
【０００３】
上記可変吸気装置では、エンジンの低速時には、第１吸気通路が閉塞され、吸気は長い第２吸気通路によって各気筒に供給される一方、高速域では第１吸気通路が開かれて、それぞれの領域での吸気特性に適合した吸気通路によって吸気を行うことで充填効率を高めてエンジン出力を改善するようにしたものである。
【０００４】
ところで、上記のように第１および第２吸気通路をエンジン回転数に応じて切り換え、高速時に制御弁を開いて第１吸気通路から吸気を供給するようにしたものにおいては、上記制御弁が閉じている領域で異音が発生するという問題があった。
【０００５】
すなわち、車両が停車状態にあって、かつ自動変速機を備えた車両では、変速機がＮレンジまたはＰレンジにシフトされていてエンジンと駆動系とが非連結状態にある無負荷状態において、また、マニュアル変速機を備えた車両では、変速機がニュートラル状態もしくはクラッチが切断されていてエンジンと駆動系とが非連結状態にある無負荷状態において、アクセル操作が行われたレーシング時には、その回転上昇に伴って制御弁が開閉作動するものであり、その閉じた領域において制御弁に対して吸気脈動が作用してこの制御弁が微小振動し、特に制御弁と通路内径とのクリアランスが適正でない場合には、この制御弁の振動に伴って金属が接触する異音が発生するものである。この異音はそれ程大きな音ではないが、停車状態においては走行音もないことから上記異音が車内に伝達して聞え、不快感を与えることになる。
【０００６】
また、上記無負荷レーシング時の回転上昇に対し制御弁の開閉作動に応じてトルク特性が変化し、スロットルの踏込みに対して回転上昇に緩急が生じ、運転者に違和感を与えるという問題もあった。
【０００７】
そこで本出願人は、先に特願平２−２５６５０３号明細書（特開平４−１３４１２９号公報）により、無負荷時の騒音低減と滑らかな回転上昇を得るようにしたエンジンの吸気装置を提案した。
【０００８】
このエンジンの吸気装置では、下流端が各気筒に接続される分岐吸気通路の上流端に対して第１吸気通路と第２吸気通路とを各々接続するとともに、この接続部分にその接続状態を変更する制御弁を設けたものにおいて、エンジンと駆動系との連結状態を判定する負荷判定手段と、該負荷判定手段によりエンジンと駆動系とが非連結状態にある無負荷が検出されたときには上記制御弁を常時開状態に作動する制御手段を設けたものである。
【０００９】
このような構成を有するエンジンの吸気装置では、無負荷時には制御弁は常時開状態に維持されることにより、吸気脈動の作用による制御弁の振動発生が回避され、停車時であっても異音発生がないことにより騒音が低減される。
【００１０】
また、無負荷レーシング時の制御弁の開閉がないことからトルク特性が急変することなく、アクセル操作に対するエンジン回転数の上昇に緩急が発生せずに滑らかな回転上昇が得られ、しかも、この無負荷状態ではトルクが要求されないことから多少のトルク特性の低下は問題とならず、運転者に良好な操作感を与えることができるものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記エンジンの吸気装置では、イグニッションスイッチＯＦＦ時には上記制御弁を閉状態にしていたから、例えば車両がパワーウインドウ（モーター駆動の自動開閉窓）を備えていて、エンジン停止後、閉め忘れた窓を閉めるために、運転者がエンジンを始動させることなくイグニッションスイッチのみをＯＦＦからＯＮに操作したような場合、このとき自動変速機は通常ＮまたはＰレンジ（エンジンと駆動系とが非連結状態態）にあるから、イグニッションスイッチＯＮに伴って上記制御弁が開作動されることになる。そして、この場合エンジンは停止状態にあるから、制御弁の作動音が耳につき易いという問題があった。
【００１２】
上述の事情に鑑み、本発明は、上記の点を改良したエンジンの吸気装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、エンジンの吸気系に設けられ、開閉駆動されることにより吸気通路形状を変更する制御弁を備えたエンジンの吸気装置において、
下下流端が各気筒に接続される分岐吸気通路の上流端に対して、通路長の短い第１吸気通路と通路長の長い第２吸気通路とを各々接続し、かつ、その接続状態をエンジンの運転状態に応じて上記制御弁が変更するように構成されるとともに、上記制御弁の開弁時には第１および第２吸気通路がともに上記分岐吸気通路に連通し、かつ上記制御弁の閉弁時に上記第２吸気通路のみが上記分岐吸気通路に連通するように構成され、
上記エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段と、
エンジンが停止状態にあるか回転状態にあるかを判定するエンジン回転状態判定手段と、
エンジンと駆動系との連結状態を判定する連結状態判定手段と、
上記エンジン回転状態判定手段によってエンジンが回転状態にあると判定され、かつ上記連結状態判定手段によってエンジンと駆動系とが非連結状態にあると判定されたときには上記制御弁を常時開状態とし、一方、上記エンジン回転状態判定手段によってエンジンが停止状態であると判定されたときにはエンジンと駆動系との連結状態にかかわらず上記制御弁を常時閉状態に制御する制御手段とを設けてなることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、エンジン停止時には上記制御弁の作動が禁止されるから、エンジン停止時にエンジンを始動させることなくイグニッションスイッチをＯＦＦからＯＮに操作した場合であっても、上記制御弁の作動音が発生するという問題は生じない。
【００１５】
また、エンジン回転時にエンジンと駆動系とが非連結状態にあるときには上記制御弁が常時開状態となることにより、吸気脈動の作用による制御弁の振動発生が回避され、停車時であっても異音発生がないことにより騒音が低減されるのみでなく、無負荷レーシング時の制御弁の開閉がないことからトルク特性が急変することなく、アクセル操作に対するエンジン回転数の上昇に緩急が発生せずに滑らかな回転上昇が得られ、しかも、この無負荷状態ではトルクが要求されないことから多少のトルク特性の低下は問題とならず、運転者に良好な操作感を与えることができるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１および図２は本発明の一実施の形態を備えたＶ型エンジンの全体構成を示す。なお、図２の下方が前方である。
【００１８】
Ｖ型エンジン１は所定の角度をもって傾斜した左右バンク１Ａ，１Ｂ（図面上での左右）を有し、断面ほぼＶ字状のシリンダブロック２と、このシリンダブロック２の上面に組み付けられた左右のシリンダヘッド３Ａ，３Ｂと、シリンダブロック２の下面に組み付けられたオイルパン４と、各シリンダヘッド３Ａ，３Ｂの上面に組み付けられたヘッドカバー５，５とを備えてなる。上記各バンク１Ａ，１Ｂにはそれぞれ３個の気筒６が交互に配設され、各シリンダヘッド３Ａ，３Ｂの対向する内側の側面には各気筒６に連通する吸気ポート７が形成されている。
【００１９】
上記両バンク１Ａ，１Ｂ間には吸気マニホールド８が配設され、この吸気マニホールド８に形成された分岐吸気通路９の下流端がそれぞれ各気筒６の吸気ポート７に接続されている。また、両バンク１Ａ，１Ｂ間の右バンク１Ｂ寄りの上方には、気筒列方向に延びる第１サージタンク１０が配設されている。一方、左バンク１Ａの外側部分の上方には気筒列方向に延びる第２サージタンク１１が、第１サージタンク１０と左右に対向して平行に配設されている。そして、この両サージタンク１０，１１は、前後方向の後寄りでバンク１Ａ，１Ｂ間上方を左右方向に延びる１つの連通路１２により互いに連通されており、この両サージタンク１０，１１および連通路１２により吸気拡大室が構成されている。
【００２０】
上記第１サージタンク１０は主に高速域用として用いられるもので、各バンク１Ａ，１Ｂの各気筒６の吸気ポート７に接続された分岐吸気通路９の上流端に対して、それぞれ通路長の短い第１吸気通路１４を介して連通されている。すなわち、各第１吸気通路１４の上流端は第１サージタンク１０の左バンク１Ａに面する側面に連通され、下流端は後述する第２吸気通路１５と合流してから分岐吸気通路９の上流端に連通されている。
【００２１】
一方、第２サージタンク１１は主に中速域用として用いられるもので、各バンク１Ａ，１Ｂの各気筒６の吸気ポート７に接続された分岐吸気通路９の上流端に対して、それぞれ通路長の長い第２吸気通路１５を介して連通されている。すなわち、各第２吸気通路１５の上流端は第２サージタンク１１の右バンク１Ｂに面する側面に連通され、そして、各第２吸気通路１５は前記連通路１２の下側位置をバンク間方向に延び、その下流端は上記第１吸気通路１４と合流して分岐吸気通路９の上流端に連通されている。
【００２２】
上記分岐吸気通路９の上流端に対して第１吸気通路１４と第２吸気通路１５とを各々接続する接続部分には、その接続状態を変更する制御弁１７が配設されている。すなわち、上記制御弁１７は各第１吸気通路１４の第２吸気通路１５への接続開口部分に介装され、その開弁時には第１吸気通路１４を第２吸気通路１５とともに分岐吸気通路９に連通する一方、閉弁時には第１吸気通路１４を閉じて第２吸気通路１５のみを分岐吸気通路９に連通するものである。
【００２３】
さらに、上記第１サージタンク１０の外側側面にはスロットルボディ１９が接続され、このスロットルボディ１９はエアホース２０を介して図示しないエアクリーナに接続されている。上記エアホース２０はそのスロットルボディ１９近傍の下流端部分で湾曲して接続され、この湾曲部のエアホース２０内は隔壁２０ａによって仕切られ、この隔壁２０ａの下流端はスロットルボディ１９の隔壁１９ａに連続的に接続されている。
【００２４】
各気筒６に対する第１吸気通路１４の開閉を行う制御弁１７は、前後方向に延びるバルブ軸２１に支承されて互いに同期して開閉操作されるもので、このバルブ軸２１の一端にはロッド２２を介して負圧アクチュエータ２３が連結されてその駆動により開閉作動される。そして、上記負圧アクチュエータ２３にはスロットルボディ１９下流の第１サージタンク１０の負圧を導入する負圧導入通路２４が接続され、この負圧導入通路２４の途中にはチェック弁２５を介して負圧を蓄えるバキュームチャンバ２６が配設されると共に、その下流側に負圧の導入を開閉作動するソレノイドバルブ２７が配設されている。
【００２５】
なお、図１および図２中、３１はＥＧＲバルブ３２を介設した排気還流通路、３３はブローバイガス通路、３４は車体ボンネットである。
【００２６】
上記制御弁１７の開閉制御は上記のように負圧導入通路２４の途中に介装したソレノイドバルブ２７の作動制御によって行われ、このソレノイドバルブ２７に対して制御手段としてのコントロールユニット３０から運転状態に応じて制御信号が出力される。
【００２７】
このコントロールユニット３０には、エンジン１の運転状態を検出するための各種信号、例えば、図示しないクランク角センサからのクランク角ＣＡと、吸気通路に配設された図示しないエアフローメータからの吸入空気量Ｑａと、エンジンと駆動系の連結状態を判定するために自動変速機がＮレンジ（またはＰレンジ）にあるかＤレンジ（１，２レンジを含む）にあるかを表すレンジ位置信号ＩＨ等がそれぞれ入力される。ここで、エンジン１の運転状態を検出するコントロールユニット３０がエンジン運転状態検出手段に対応する。
【００２８】
そして、エンジンが停止しているときには、イグニッションスイッチのＯＮ・ＯＦＦに関係なく、制御弁１７は常時閉状態に保持され、開作動は禁止される。
【００２９】
一方、エンジンが回転しているときには、ＤレンジにあるかＮレンジ（またはＰレンジ）にあるか否かが判定され、Ｄレンジの場合には、図３に示すように、エンジン回転数Ｎｅが２０００rpm 以下で、充填効率Ｃｅが５０％未満の低回転・低負荷領域および、エンジン回転数Ｎｅが２０００rpm を超え４５００rpm 未満の中回転領域全域で制御弁１７が開かれ、これによって、回転変動に対して滑らかなトルク特性が得られる。
【００３０】
また、エンジン回転数Ｎｅが２０００rpm 以下であっても充填効率Ｃｅが５０％を超える低回転・高負荷領域および、エンジン回転数Ｎｅが４５００rpm を超える高回転領域全域で制御弁１７が閉じるように制御され、これによって、高いトルク特性が得られるようになっている。
【００３１】
さらに、Ｎレンジでは、図４に示すように、制御弁１７は全回転領域で開いているように制御され、これによって、回転変動に対して滑らかなトルク特性が得られるとともに、アイドル回転時には、アイドルパージ分配性が改善される。
【００３２】
次に、上記コントロールユニット３０が実行する制御弁１７の開閉制御の処理の一例について図５のフロチャートを参照して説明する。なお、Ｓは各ステップを表す。
【００３３】
制御スタート後、クランク角ＣＡ、吸入空気量Ｑａ、レンジ位置信号ＩＨ等の各種信号を読み込む。
【００３４】
そして、クランク角ＣＡからエンジン回転数Ｎｅ（rpm ）を演算し（Ｓ１）、次いで吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅとから充填効率Ｃｅ（％）（＝Ｋ・Ｑａ／Ｎｅ、Ｋは定数）を演算する（Ｓ２）。次にエンジンが停止状態にあるか否かを判定し（Ｓ３）、エンジンが停止状態にあるとき、すなわちＮｅ＝０のときには（Ｓ３：ＹＥＳ）、イグニッションスイッチのＯＮ・ＯＦＦに関係なく制御弁１７を常時閉状態に保持する（Ｓ４）。
【００３５】
一方、エンジンが回転しているときには（Ｓ３：ＮＯ）、Ｄレンジ（走行レンジ）にシフトされているか否か、すなわち、Ｄレンジ判定フラグＸｄｒが立っているか否かを判定する（Ｓ５）。そしてＤレンジ判定フラグＸｄｒが倒れているときには（Ｘｄｒ＝０，Ｓ５：ＮＯ）、すなわちエンジンと駆動系とが非連結状態にあるＮレンジ（またはＰレンジ）にあるきには、エンジン回転数Ｎｅに関係なく全域で制御弁１７を開状態に保持する（Ｓ６、図４参照）。
【００３６】
次に、Ｄレンジ判定フラグＸｄｒが立っているときには（Ｘｄｒ＝１，Ｓ５：ＹＥＳ）、エンジン回転数Ｎｅが４５００rpm を超えているか否かを判定し（Ｓ７）、Ｎｅが４５００rpm を超えているときには（Ｓ７：ＹＥＳ）、制御弁１７を閉じる（Ｓ４）。
【００３７】
また、エンジン回転数Ｎｅが４５００rpm 以下のときには（Ｓ７：ＮＯ）、２０００rpm を超えているか否かを判定し（Ｓ８）、Ｎｅが２０００rpm を超えているときには（Ｓ８：ＹＥＳ）、制御弁１７を開く（Ｓ６）。また、エンジン回転数Ｎｅが２０００rpm 以下のときには（Ｓ８：ＮＯ）、充填効率Ｃｅが５０％未満であるか否かを判定し（Ｓ９）、Ｃｅが５０％未満であれば（Ｓ９：ＹＥＳ）、制御弁１７を開く（Ｓ６）。一方、エンジン回転数Ｎｅが２０００rpm 以下で（Ｓ８：ＮＯ）、かつ充填効率Ｃｅが５０％以上であれば（Ｓ９：ＮＯ）、制御弁１７を閉じる（Ｓ４）。
【００３８】
ここで、ステップＳ３がエンジン回転状態判定手段に、ステップＳ５が連結状態判定手段に、それぞれ対応する。
【００３９】
なお、上記実施の形態においては、Ｖ型エンジンの例で説明したが、このエンジン形式および吸気通路の接続構造と制御弁による開閉機構はその他の構造が採用可能であり、これらについて本発明の制御弁の開閉制御が適用可能である。
【００４０】
さらに、上記実施の形態ではエンジンと駆動系との非連結状態すなわち無負荷時を判定する負荷判定手段としては、自動変速機の操作レンジの位置によって判別するようにしているが、マニュアル変速機を備えた車両の場合には、変速機のシフト位置もしくはクラッチの状態に応じて判別すればよいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態の吸気装置を備えたエンジンの全体正面図
【図２】  同 平面図
【図３】  Ｄレンジにおける制御弁の開閉特性を示す特性図
【図４】  Ｎレンジにおける制御弁の開閉特性を示す特性図
【図５】  コントロールユニットが実行する処理を説明するフローチャート
【符号の説明】
１ エンジン
６ 気筒
７ 吸気ポート
８ 吸気マニホールド
９ 分岐吸気通路
１０，１１ サージタンク
１４ 第１吸気通路
１５ 第２吸気通路
１７ 制御弁
２３ 負圧アクチュエータ
２７ ソレノイドバルブ
３０ コントロールユニット（制御手段）
【図１】
0003669021.tif 000002
【図２】
0003669021.tif 000003
【図３】
0003669021.tif 000004
【図４】
0003669021.tif 000005
【図５】
0003669021.tif 000006