(57)【要約】【課題】冷間始動時において気筒内の燃焼を安定化させることが可能な吸気装置を提供する。【解決手段】この吸気装置１は、共鳴室３１とサージタンク２とを連通させる小径共鳴管３２と、共鳴室３１とサージタンク２とを連通させ、小径共鳴管３２よりも管径が大きい大径共鳴管３３と、小径共鳴管３２を開閉する第１制御弁３４と、大径共鳴管３３を開閉する第２制御弁３５とを備えている。吸気装置１は、排気管６の触媒６２の温度が温度閾値未満の場合には、大径共鳴管３３が第２制御弁３５により開放されるように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が導入される内部空間を有するサージタンクと、
内部空間を有する共鳴室と、
前記共鳴室の内部空間と前記サージタンクの内部空間とを連通させる小径共鳴管と、
前記共鳴室の内部空間と前記サージタンクの内部空間とを連通させ、前記小径共鳴管よりも管径が大きい大径共鳴管と、
前記小径共鳴管を開閉する第１制御弁と、
前記大径共鳴管を開閉する第２制御弁とを備え、
排気ガスが流通する排気管の触媒の温度が温度閾値未満の場合には、前記大径共鳴管が第２制御弁により開放されるように構成されている、吸気装置。
【請求項２】
前記触媒の温度が前記温度閾値以上であり、かつ、エンジンへの負荷が負荷閾値以下の第１負荷状態の場合には、前記小径共鳴管が前記第１制御弁により開放されるとともに、前記大径共鳴管が前記第２制御弁により開放されるように構成されている、請求項１に記載の吸気装置。
【請求項３】
前記エンジンへの負荷が前記負荷閾値を超える第２負荷状態であり、かつ、前記エンジンの回転数が回転数閾値を超える場合には、前記小径共鳴管が前記第１制御弁により閉塞または開放されるとともに、前記大径共鳴管が前記第２制御弁により開放されるように構成されている、請求項２に記載の吸気装置。
【請求項４】
前記エンジンへの負荷が前記第２負荷状態であり、かつ、前記エンジンの回転数が前記回転数閾値以下の場合には、前記小径共鳴管が前記第１制御弁により開放されるとともに、前記大径共鳴管が前記第２制御弁により閉塞されるように構成されている、請求項３に記載の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気装置に関し、特に、サージタンクと共鳴室とを備える吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サージタンクとレゾネータ（共鳴室）とを備えるインテークマニホールド（吸気装置）が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１に記載のインテークマニホールドのレゾネータは、通路断面積の大きい円筒形状の第１共鳴管（大径共鳴管）と、通路断面積の小さい円筒形状の第２共鳴管（小径共鳴管）と、第１共鳴管および第２共鳴管を介してサージタンクに連通する共鳴室とを含んでいる。また、レゾネータは、第１共鳴管を開閉可能な弁を備えている。
【０００４】
上記特許文献１に記載のインテークマニホールドでは、第１共鳴管および第２共鳴管を用いて吸気脈動を増幅させることにより、気筒内への空気の吸入効率を向上させて燃費を向上させている。また、気筒内への空気の吸入効率が向上することにより気筒内の掃気も向上させることが可能となっている。
【０００５】
ここで、上記特許文献１に記載のインテークマニホールドでは、エンジンの回転数が高い場合には、第１共鳴管および第２共鳴管が開放されている。また、上記特許文献１に記載のインテークマニホールドでは、エンジンの回転数が低い場合には、第１共鳴管が弁により閉塞されており、第２共鳴管のみが開放されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２２４５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたエンジンでは、吸気脈動を利用して気筒内の掃気を向上させると気筒内に供給された燃料が排気側に流されやすくなる。ここで、気筒内の掃気が向上し気筒内に供給された燃料が排気側に流されやすいと、エンジンが暖まっておらず気化した燃料が少ない冷間始動時において気筒内の燃焼が不安定になりやすいという問題点がある。このため、冷間始動時において気筒内の燃焼を安定化させることが可能な吸気装置が望まれている。
【０００８】
この発明は、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、この発明の１つの目的は、冷間始動時において気筒内の燃焼を安定化させることが可能な吸気装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における吸気装置は、空気が導入される内部空間を有するサージタンクと、内部空間を有する共鳴室と、共鳴室の内部空間とサージタンクの内部空間とを連通させる小径共鳴管と、共鳴室の内部空間とサージタンクの内部空間とを連通させ、小径共鳴管よりも管径が大きい大径共鳴管と、小径共鳴管を開閉する第１制御弁と、大径共鳴管を開閉する第２制御弁とを備え、排気ガスが流通する排気管の触媒の温度が温度閾値未満の場合には、大径共鳴管が第２制御弁により開放されるように構成されている。
【００１０】
この発明の一の局面による吸気装置は、上記のように、小径共鳴管と、小径共鳴管よりも管径が大きい大径共鳴管とを備え、触媒の温度が温度閾値未満の場合には、大径共鳴管が第２制御弁により開放されるように構成されている。これにより、触媒の温度が温度閾値未満である冷間始動時などのエンジンの回転数が低い状態において吸気脈動が増幅されにくい大径共鳴管が少なくとも開放されているため、小径共鳴管のみを開放した場合よりも冷間始動時において吸気脈動の増幅を抑制することができる。その結果、触媒の温度が温度閾値未満の状態において気筒内の掃気の向上が抑制されているので、燃料が掃気により排出されるのを抑制することができ、気筒内の燃焼を安定化させることができる。また、気筒内の燃焼不安定に起因する振動の抑制および炭化水素系物質の生成を抑制することができる。
【００１１】
上記一の局面による吸気装置において、好ましくは、触媒の温度が温度閾値以上であり、かつ、エンジンへの負荷が負荷閾値以下の第１負荷状態の場合には、小径共鳴管が第１制御弁により開放されるとともに、大径共鳴管が第２制御弁により開放されるように構成されている。
【００１２】
このように構成すれば、触媒の温度が温度閾値以上であり、エンジンの負荷が負荷閾値以下である通常走行時などにおいて、小径共鳴管が第１制御弁により開放され、大径共鳴管が第２制御弁により開放されている。これにより、サージタンク内だけでなく共鳴室内にも空気を滞留させることができるので、小径共鳴管および大径共鳴管のそれぞれを閉塞している場合よりも、気筒内から空気が吹き戻される場合に発生するエンジンの仕事量の増加を抑制することができる。
【００１３】
この場合、好ましくは、エンジンへの負荷が負荷閾値を超える第２負荷状態であり、かつ、エンジンの回転数が回転数閾値を超える場合には、小径共鳴管が第１制御弁により閉塞または開放されるとともに、大径共鳴管が第２制御弁により開放されるように構成されている。
【００１４】
このように構成すれば、触媒の温度が温度閾値以上であり、エンジンの負荷が負荷閾値を超え、かつ、エンジンの回転数が回転数閾値を超える高速走行時などにおいて、少なくとも大径共鳴管が第２制御弁により開放される。これにより、吸気装置では、少なくとも大径共鳴管の通路断面積に応じたエンジンの高回転数領域において吸気脈動が増幅されるので、高速走行時などにおいて気筒内への空気の吸入効率を向上させることができる。その結果、大径共鳴管に基づく共鳴室の共振作用により増幅された吸気脈動が気筒内に伝達されることにより、サージタンク内から気筒へ供給される空気の吸気効率を高めてエンジントルクを増大させることができる。
【００１５】
上記小径共鳴管および大径共鳴管を備える吸気装置において、好ましくは、エンジンへの負荷が第２負荷状態であり、かつ、エンジンの回転数が回転数閾値以下の場合には、小径共鳴管が第１制御弁により開放されるとともに、大径共鳴管が第２制御弁により開放または閉塞されるように構成されている。
【００１６】
このように構成すれば、触媒の温度が温度閾値以上であり、エンジンの負荷が負荷閾値を越え、かつ、エンジンの回転数が回転数閾値以下の登坂時などにおいて、少なくとも小径共鳴管が第１制御弁により開放されている。これにより、吸気装置では、少なくとも小径共鳴管の通路断面積に応じたエンジンの低回転数領域において吸気脈動が増幅されるので、登坂時などにおいて気筒内への空気の吸入効率を向上させることができる。その結果、共鳴室の共振作用により増幅された吸気脈動が気筒内に伝達されることにより、サージタンク内から気筒へ供給される空気の吸気効率を高めてエンジントルクを増大させることができる。
【００１７】
なお、本出願では、上記一の局面による吸気装置において、以下の構成も考えられる。
【００１８】
（付記項１）
すなわち、上記一の局面による吸気装置において、好ましくは、２気筒または３気筒のそれぞれに対応する２つまたは３つの吸気管を備える。
【００１９】
（付記項２）
上記排気ガスが流通する排気管の触媒の温度に基づいて制御を行う吸気装置において、好ましくは、排気管の触媒の温度を計測する温度センサをさらに備える。
【００２０】
（付記項３）
上記一の局面による吸気装置において、好ましくは、第１制御弁は、小径共鳴管の共鳴室側の開口を開閉し、第２制御弁は、大径共鳴管の共鳴室側の開口を開閉するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態による車両の全体構成を概略的に示した図である。
【図２】本発明の第１実施形態による吸気装置を概略的に示した断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による吸気装置におけるＥＣＵの構成を概略的に示したブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態による吸気装置のＥＣＵにおいて、冷間始動状態、低中負荷状態、低回転高負荷状態および高回転高負荷状態を概略的に示した状態遷移図である。
【図５】本発明の第１実施形態による冷間始動状態の吸気装置を概略的に示した断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による低中負荷走行状態の吸気装置を概略的に示した断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による低回転高負荷状態の吸気装置を概略的に示した断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態による高回転高負荷状態の吸気装置を概略的に示した断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態による吸気装置の共鳴管開閉処理を示したフローチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態による吸気装置を概略的に示した断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による吸気装置を概略的に示した縦断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態によるエンジンにおいてサージタンクの体積が大きい場合の圧力と体積比との関係を示したグラフである。
【図１３】本発明の第２実施形態によるエンジンにおいてサージタンクの体積が小さい場合の圧力と体積比との関係を示したグラフである。
【図１４】本発明の第２実施形態によるエンジンにおいてレゾネータを取り付けてサージタンクの体積を補完した場合の圧力と体積比との関係を示したグラフである。
【図１５】図１４の円で囲んだ部分の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１〜図９を参照して、本発明の第１実施形態による吸気装置１について説明する。第１実施形態の吸気装置１は、図１および図２に示すように、サージタンク２とレゾネータ３とを連通させる複数の共鳴管４を開放または閉塞させることにより、サージタンク２の体積をレゾネータ３の体積分だけ増加させる、および、気筒５ａ内へ供給される空気の吸気脈動を増幅させるように構成されている。
【００２４】
エンジン１０は、図１に示すように、車両１００（自動車）に組み込まれる４気筒・４ストロークのエンジンである。また、エンジン１０は、エンジン本体５と、エンジン本体５に取り付けられる排気管６と、エンジン本体５を制御するＥＣＵ７（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）とを備えている。排気管６は、エンジン１０に接続される排気マニホールド６１と、排気マニホールド６１の後方に配置される触媒６２と、触媒６２の後方に配置されるマフラー６３とを含んでいる。エンジン本体５から排出される排気ガスの大部分は、排気マニホールド６１、触媒６２およびマフラー６３の順に流通し、大気へと放出される。ここで、内部を流れる排気ガスにより温度が上昇する触媒６２には、温度を計測する温度センサ６４が配置されている。なお、車両１００において、エンジン１０が配置されている側を前方とし、その逆側を後方と定義する。
【００２５】
エンジン１０は、図２に示すように、エンジン本体５に取り付けられる吸気装置１を備えている。吸気装置１は、空気が導入される内部空間２ａを有するサージタンク２と、サージタンク２から空気が導入されるレゾネータ３と、サージタンク２とエンジン本体５とを接続する複数（４個）の吸気管１１とを含んでいる。エンジン１０では、サージタンク２内の空気が吸気管１１を介してエンジン本体５の気筒５ａに供給される。ここで、エンジン１０は、レゾネータ３の共振作用により増幅された吸気脈動が気筒５ａ内に伝達されることにより、サージタンク２内から気筒５ａへ供給される空気の吸気効率を高めてエンジントルクを増大させるように構成されている。ここで、複数の気筒５ａの並ぶ方向をＸ方向とし、一方をＸ１方向および他方をＸ２方向とする。また、水平方向内においてＸ方向に直交する方向をＹ方向とし、一方をＹ１方向および他方をＹ２方向とする。Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向はＺ方向とし、一方をＺ１方向および他方をＺ２方向とする。
【００２６】
具体的には、レゾネータ３は、共鳴室３１と、小径共鳴管３２と、大径共鳴管３３と、第１制御弁３４と、第２制御弁３５と、第１駆動部３６と、第２駆動部３７とを有している。共鳴室３１は、サージタンク２に隣接し、サージタンク２の内部空間２ａから空気が導入される内部空間３ａを有している。小径共鳴管３２および大径共鳴管３３は、それぞれ共鳴室３１の内部空間３ａとサージタンク２の内部空間２ａとを連通させる。また、大径共鳴管３３は、小径共鳴管３２よりも管径が大きく形成されている。
【００２７】
第１制御弁３４は、小径共鳴管３２を開閉するように構成されている。具体的には、第１制御弁３４は、第１駆動部３６によりＹ方向に駆動し、小径共鳴管３２の共鳴室３１側の開口を開閉している。第２制御弁３５は、大径共鳴管３３を開閉するように構成されている。具体的には、第２制御弁３５は、第２駆動部３７によりＹ方向に駆動し、大径共鳴管３３の共鳴室３１側の開口を開閉している。
【００２８】
従来のエンジンでは、エンジン回転数に基づいてＥＣＵにより第１制御弁および第２制御弁の開閉を制御し、気筒内へ供給される空気の吸気脈動を増幅させてエンジントルクを増大させている。また、気筒内へ供給される空気の吸気脈動を増幅させることにより、排気管への気筒内の排気ガスの流出させる掃気を増大させている。しかし、ＥＣＵが、エンジン回転数のみに基づいて制御弁の開閉の制御を行うと、エンジンの状態に適した第１制御弁および第２制御弁の開閉状態を設定しがたい。
【００２９】
そこで、図３および図４に示すように、第１実施形態のエンジン１０では、触媒６２の温度（以下、触媒温度）に基づいてエンジン１０の状態を分類し、エンジン１０の状態に適した第１制御弁３４および第２制御弁３５の開閉状態を設定している。また、エンジン１０では、触媒温度に加えて、エンジン１０の負荷（以下、エンジン負荷）およびエンジン１０の回転数（以下、エンジン回転数）の少なくともいずれかに基づいてエンジン１０の状態を分類し、エンジン１０の状態に適した第１制御弁３４および第２制御弁３５の開閉状態を設定している。以下、ＥＣＵ７による第１制御弁３４および第２制御弁３５の開閉の制御について説明する。
【００３０】
〈ＥＣＵ〉
ＥＣＵ７は、図３に示すように、共鳴管開閉処理を実行するための共鳴管開閉プログラムＰを記憶している。ＥＣＵ７は、触媒温度に加えて、エンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて、共鳴管開閉プログラムＰを実行することにより第１制御弁３４および第２制御弁３５の開閉を制御する。ここで、触媒温度は触媒６２の温度センサ６４から入力され、エンジン回転数はエンジン本体５から入力され、エンジン負荷はＥＣＵ７内で算出される。
【００３１】
共鳴管開閉処理は、触媒温度、エンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて分類されたエンジン１０の複数（４個）の状態に合わせた処理に基づいている。すなわち、図４に示すように、エンジン１０の複数の状態は、それぞれ冷間始動状態ＣＳ、低中負荷状態ＬＢ、低回転高負荷状態ＳＨおよび高回転高負荷状態ＨＨである。共鳴管開閉処理では、冷間始動状態ＣＳに適した冷間始動時処理、低中負荷状態ＬＢに適した低中負荷走行時処理、低回転高負荷状態ＳＨに適した低回転高負荷走行時処理および高回転高負荷状態ＨＨに適した高回転高負荷走行時処理が行われる。ＥＣＵ７は、共鳴管開閉プログラムＰを実行中に条件に対応して、共鳴管開閉処理における、冷間始動時処理、低中負荷走行時処理、低回転高負荷走行時処理および高回転高負荷走行時処理を行っている。
【００３２】
ＥＣＵ７は、冷間始動時処理、低中負荷走行時処理、低回転高負荷走行時処理および高回転高負荷走行時処理を含む共鳴管開閉処理に基づく共鳴管開閉プログラムＰに沿って、第１駆動部３６および第２駆動部３７のそれぞれを制御することにより第１制御弁３４および第２制御弁３５を開閉させる。
【００３３】
冷間始動状態ＣＳは、図４に示すように、触媒温度が温度閾値未満の状態である。つまり、冷間始動状態ＣＳは、いわゆるエンジン暖気完了前状態である。冷間始動状態ＣＳでは、ＥＣＵ７は、冷間始動時処理に基づく共鳴管開閉プログラムＰを実行することにより、図５に示すように、第１制御弁３４により小径共鳴管３２を閉塞し、第２制御弁３５により大径共鳴管３３を開放するように構成されている。
【００３４】
ここで、吸気装置１では、第２制御弁３５により大径共鳴管３３が開放されているので、大径共鳴管３３の通路断面積に応じたエンジン１０の高回転数領域において吸気脈動が増幅される。そのため、エンジン回転数が低回転数領域となる冷間始動状態ＣＳにおいて、吸気装置１では、吸気脈動は増幅しない。一方で、大径共鳴管３３が開放されていることにより、共鳴室３１とサージタンク２とが連通するので、サージタンク２の内部空間２ａの体積を共鳴室３１の内部空間３ａの体積分だけ増加させることが可能となる。
【００３５】
低中負荷状態ＬＢは、図４に示すように、触媒温度が温度閾値以上、かつ、エンジン負荷が負荷閾値以下（第１負荷状態の一例）の状態である。低中負荷状態ＬＢでは、ＥＣＵ７は、低中負荷走行時処理に基づく共鳴管開閉プログラムＰを実行することにより、図６に示すように、第１制御弁３４により小径共鳴管３２を開放し、第２制御弁３５により大径共鳴管３３を開放するように構成されている。
【００３６】
この低中負荷状態ＬＢにおいて、小径共鳴管３２および大径共鳴管３３のそれぞれが開放されていることにより、共鳴室３１とサージタンク２とが連通するので、サージタンク２内だけでなく共鳴室３１内にも空気を滞留させることが可能となる。これにより、気筒５ａ内から空気が吹き戻される場合に発生するエンジン１０の仕事量の増加が抑制される。なお、吸気装置１では、大径共鳴管３３の通路断面積と小径共鳴管３２の通路断面積とを合わせた通路断面積に応じたエンジン回転数において吸気脈動が増幅される。
【００３７】
低回転高負荷状態ＳＨでは、図４に示すように、触媒温度が温度閾値以上、エンジン負荷が負荷閾値を越え（第２負荷状態の一例）、かつ、エンジン回転数が回転閾値以下の状態である。低回転高負荷状態ＳＨでは、ＥＣＵ７は、低回転高負荷走行処理に基づく共鳴管開閉プログラムＰを実行することにより、図７に示すように、第１制御弁３４により小径共鳴管３２を開放し、第２制御弁３５により大径共鳴管３３を閉塞するように構成されている。
【００３８】
この低回転高負荷状態ＳＨにおいて、吸気装置１では、小径共鳴管３２の通路断面積に応じたエンジン１０の低回転数領域において吸気脈動が増幅される。これにより、小径共鳴管３２に基づく共鳴室３１の共振作用により増幅された吸気脈動が気筒５ａ内に伝達されるので、サージタンク２内から気筒５ａへ供給される空気の吸気効率を高めてエンジントルクを増大させることが可能となる。
【００３９】
高回転高負荷状態ＨＨでは、図４に示すように、触媒温度が温度閾値以上、エンジン負荷が負荷閾値を越え、かつ、エンジン回転数が回転閾値を越える状態である。高回転高負荷状態ＨＨでは、ＥＣＵ７は、高回転高負荷走行時処理に基づく共鳴管開閉プログラムＰを実行することにより、図８に示すように、第１制御弁３４により小径共鳴管３２を閉塞し、第２制御弁３５により大径共鳴管３３を開放するように構成されている。
【００４０】
この高回転高負荷状態ＨＨにおいて、吸気装置１では、大径共鳴管３３の通路断面積に応じたエンジン１０の高回転数領域において吸気脈動が増幅される。これにより、大径共鳴管３３に基づく共鳴室３１の共振作用により増幅された吸気脈動が気筒５ａ内に伝達されるので、サージタンク２内から気筒５ａへ供給される空気の吸気効率を高めてエンジントルクを増大させることが可能となる。
【００４１】
〈共鳴管開閉処理のフローチャート〉
次に、図９を参照して、第１実施形態のＥＣＵ７による共鳴管開閉処理のフローチャートに基づいて説明する。フローチャートの各処理は、ＥＣＵ７（制御部）により行われる。
【００４２】
図９に示すように、まず、ステップＳ１では、触媒６２の温度センサ６４の測定結果に基づいて触媒温度が温度閾値未満か否かが判断される。このとき、触媒温度が温度閾値未満である場合には、ステップＳ２に進み、第１制御弁３４により小径共鳴管３２を閉塞および第２制御弁３５により大径共鳴管３３を開放した後、ステップＳ１に戻る。また、触媒温度が温度閾値以上である場合には、ステップＳ３に進む。
【００４３】
ステップＳ３では、ＥＣＵ７により算出されるエンジン負荷が負荷閾値以下か否かが判断される。このとき、エンジン負荷が負荷閾値以下の場合には、ステップＳ４に進み、第１制御弁３４により小径共鳴管３２を開放および第２制御弁３５により大径共鳴管３３を開放した後、ステップＳ１に戻る。また、エンジン負荷が負荷閾値を超える場合には、ステップＳ５に進む。
【００４４】
ステップＳ５では、エンジン回転数が回転数閾値以下か否かが判断される。このとき、エンジン回転数が回転数閾値以下の場合には、ステップＳ６に進み、第１制御弁３４により小径共鳴管３２を開放および第２制御弁３５により大径共鳴管３３を閉塞した後、ステップＳ１に戻る。また、エンジン回転数が回転数閾値を超える場合には、ステップＳ７に進み、第１制御弁３４により小径共鳴管３２を閉塞および第２制御弁３５により大径共鳴管３３を開放した後、ステップＳ１に戻る。そして、これらの制御が、エンジン１０が駆動されている間において、連続的に繰り返されている。
【００４５】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００４６】
第１実施形態では、上記のように、吸気装置１は、小径共鳴管３２と、小径共鳴管３２よりも管径が大きい大径共鳴管３３とを備え、触媒６２の温度が温度閾値未満の場合には、大径共鳴管３３が第２制御弁３５により開放されるように構成されている。これにより、触媒温度が温度閾値未満である冷間始動時などのエンジン回転数が低い状態において吸気脈動が増幅されにくい大径共鳴管３３の方が開放されているため、小径共鳴管３２のみを開放した場合よりも冷間始動時において吸気脈動の増幅を抑制することができる。この結果、触媒温度が温度閾値未満の状態において気筒５ａ内の掃気の向上が抑制されているので、燃料が掃気により排出されるのを抑制することができ、気筒５ａ内の燃焼を安定化させることができる。また、気筒５ａ内の燃焼不安定に起因する振動の抑制および炭化水素系物質の生成を抑制することができる。
【００４７】
また、第１実施形態では、上記のように、触媒温度が温度閾値以上であり、かつ、エンジン負荷が負荷閾値以下の場合には、小径共鳴管３２が第１制御弁３４により開放されるとともに、大径共鳴管３３が第２制御弁３５により開放されるように構成されている。これにより、サージタンク２内だけでなく共鳴室３１内にも空気を滞留させることができるので、小径共鳴管３２および大径共鳴管３３のそれぞれを閉塞している場合よりも、気筒５ａ内から空気が吹き戻される場合に発生するエンジン１０の仕事量の増加を抑制することができる。
【００４８】
また、第１実施形態では、上記のように、触媒温度が温度閾値以上であり、エンジン負荷が負荷閾値を超え、かつ、エンジン回転数が回転数閾値を越える場合には、小径共鳴管３２が第１制御弁３４により閉塞されるとともに、大径共鳴管３３が第２制御弁３５により開放されるように構成されている。これにより、吸気装置１では、大径共鳴管３３の通路断面積に応じたエンジン１０の高回転数領域において吸気脈動が増幅されるので、高速走行時などにおいて気筒５ａ内への空気の吸入効率を向上させることができる。この結果、大径共鳴管３３に基づく共鳴室３１の共振作用により増幅された吸気脈動が気筒５ａ内に伝達されることにより、サージタンク２内から気筒５ａへ供給される空気の吸気効率を高めてエンジントルクを増大させることができる。
【００４９】
また、第１実施形態では、上記のように、触媒温度が温度閾値以上であり、エンジン負荷が負荷閾値を超え、かつ、エンジン回転数が回転数閾値以下の場合には、小径共鳴管３２が第１制御弁３４により開放されるとともに、大径共鳴管３３が第２制御弁３５により閉塞されるように構成されている。これにより、吸気装置１では、小径共鳴管３２の通路断面積に応じたエンジン１０の低回転数領域において吸気脈動が増幅されるので、登坂時などにおいて気筒５ａ内への空気の吸入効率を向上させることができる。この結果、共鳴室３１の共振作用により増幅された吸気脈動が気筒５ａ内に伝達されることにより、サージタンク２内から気筒５ａへ供給される空気の吸気効率を高めてエンジントルクを増大させることができる。
【００５０】
また、第１実施形態では、上記のように、吸気装置１は、触媒６２の温度を計測する温度センサ６４を備えている。これにより、冷却水よりも熱伝導性の良い材質で形成された触媒６２の温度に基づいて、エンジン１０が冷間始動状態ＣＳか否かを判断するので、より早期にエンジン１０が冷間始動状態ＣＳか否かを判断することができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、上記のように、第１制御弁３４は、小径共鳴管３２の共鳴室３１側の開口を開閉し、第２制御弁３５は、大径共鳴管３３の共鳴室３１側の開口を開閉するように構成されている。これにより、第１制御弁３４が小径共鳴管３２のサージタンク２側の開口を開閉し、第２制御弁３５が大径共鳴管３３のサージタンク２側の開口を開閉する場合よりも、サージタンク２内の空気の流れが乱れることに起因する空気の圧力の損失を抑制することができる。
【００５２】
（第２実施形態）
次に、図１０〜図１５を参照して、本発明の第２実施形態による吸気装置２０１が取り付けられるエンジン２１０の構成について説明する。第２実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、吸気装置２０１が２気筒に対応する２つの吸気管１１を備えている例について説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成に関しては、同じ符号を付して説明を省略する。
【００５３】
エンジン２１０は、図１０に示すように、２気筒・４ストロークのエンジンである。エンジン２１０は、エンジン本体５に取り付けられる吸気装置２０１を備えている。吸気装置２０１は、サージタンク２と、サージタンク２から空気が導入されるレゾネータ３と、サージタンク２とエンジン本体５とを接続する複数（２個）の吸気管１１とを含んでいる。ここで、エンジン２１０では、複数（２個）の吸気管１１のうち、一の吸気管１１において圧縮が行われている場合には、一の吸気管１１以外の他の吸気管１１において吸気が行われないようになっている。
【００５４】
また、エンジン２１０では、図１１に示すように、圧縮比を小さくするためピストン５ｂの下死点ＬＰよりも上方（Ｚ１方向）の位置（以下、遅閉じ位置ＳＰ）まで吸気バルブを開く遅閉じミラーサイクルが適用されている。遅閉じミラーサイクルを適用することにより、エンジン２１０において膨張比の方が圧縮比よりも大きくなるため燃費を向上させることが可能となる。
【００５５】
ここで、下死点ＬＰから遅閉じ位置ＳＰまでピストン５ｂが上昇する際には、気筒５ａ内の空気が吸気管１１を通りサージタンク２に吹き戻す必要がある。
【００５６】
図１２〜図１５において、エンジン２１０における吸気から圧縮へ移行する際の気筒内の圧力と体積比（体積／最大体積）とのグラフを示す。図１２〜図１５のグラフにおいて、縦軸を圧力とし、横軸を体積比とする。ここで、図１２のグラフＡは、エンジン２１０のサージタンク２の体積の大きさが十分にある場合を示した参考例である。図１３および図１５のグラフＢは、エンジン２１０のサージタンク２の体積が通常の大きさである場合を示した比較例である。図１４および図１５のグラフＣは、エンジン２１０のサージタンク２にレゾネータ３が取り付けられた場合を示した実施例である。
【００５７】
サージタンク２の体積の大きさを十分に有するエンジン２１０では、図１２のグラフＡに示すように、下死点ＬＰから遅閉じ位置ＳＰまでピストン５ｂが上昇する際に、エンジン２１０の仕事量（図１２の斜線の領域の面積）はほとんど生じていない。すなわち、エンジン２１０では、気筒５ａから空気が吹き戻されたとしてもサージタンク２の体積が大きいので、エンジン２１０にほとんど仕事を生じさせずに、吹き戻された空気をサージタンク２に収めることが可能である。
【００５８】
しかし、２気筒エンジンのような小型のエンジン２１０では、図１３のグラフＢに示すように、サージタンク２の体積が小さいため、サージタンク２へ空気がより吹き戻しにくくなる。このため、下死点ＬＰから遅閉じ位置ＳＰまでピストン５ｂが上昇する際、エンジン２１０の仕事量（図１３の斜線の領域の面積）が増加してしまう。
【００５９】
そこで、サージタンク２の内部空間２ａと連通するレゾネータ３を設けることにより、気筒５ａから吹き戻される空気を滞留させる体積を確保することができるので、サージタンク２へ空気がより吹き戻しやすくなる。これにより、図１４および図１５のグラフＣに示すように、下死点ＬＰから遅閉じ位置ＳＰまでピストン５ｂが上昇する際のエンジン２１０の仕事量（図１４および図１５の斜線の領域の面積）の増加を抑制することが可能となる。なお、第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態の構成と同様である。
【００６０】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００６１】
第２実施形態では、上記のように、吸気装置２０１は、遅閉じミラーサイクルを適用した小型のエンジン２１０に対応してレゾネータ３を備えている。これにより、エンジン２１０の小型化および燃費の向上を実現するとともに、下死点ＬＰから遅閉じ位置ＳＰまでピストン５ｂが上昇する際のエンジン２１０の仕事量を抑制することができる。
【００６２】
また、第２実施形態では、第１実施形態のような小径共鳴管３２および大径共鳴管３３のそれぞれの開閉の制御を行なわせると、エンジン負荷が閾値を越える状態において吸気脈動を増幅させることができるとともに、共鳴室３１によりサージタンク２の体積が増加するので、エンジン２１０の仕事の発生を抑制することができる。
【００６３】
［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。
【００６４】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、冷間始動状態ＣＳにおいて、小径共鳴管３２は第１制御弁３４により閉塞され、大径共鳴管３３は第２制御弁３５により開放されているが、本発明はこれに限られない。本発明では、冷間始動状態において、小径共鳴管は第１制御弁により開放され、大径共鳴管は第２制御弁により開放されていてもよい。
【００６５】
また、上記第１および第２実施形態では、高回転高負荷状態ＨＨにおいて、小径共鳴管３２は第１制御弁３４により閉塞され、大径共鳴管３３は第２制御弁３５により開放されているが、本発明はこれに限られない。本発明では、高回転高負荷状態において、小径共鳴管は第１制御弁により開放され、大径共鳴管は第２制御弁により開放されていてもよい。
【００６６】
また、上記第１および第２実施形態では、エンジン１０（２１０）はそれぞれ４気筒および２気筒であるが、本発明はこれに限られない。本発明では、エンジンは３気筒または５気筒以上であってもよい。
【００６７】
また、上記第１および第２実施形態では、エンジン１０（２１０）は４ストロークエンジンであるが、本発明はこれに限られない。本発明では、エンジンは２ストロークエンジンであってもよい。
【００６８】
また、上記第１および第２実施形態では、吸気装置１（２０１）は、小径共鳴管３２と大径共鳴管３３とを備えているが、本発明はこれに限られない。本発明では、小径共鳴管よりも管径が大きく大径共鳴管よりも管径が小さい中径共鳴管を備えていてもよい。さらに、吸気装置は、中径共鳴管を複数備えていてもよい。この場合、エンジンは、触媒温度が温度閾値以上であり、かつ、エンジン負荷が負荷閾値以下の場合には、中径共鳴管が開放されるされるように構成されてもよい。これにより、吸気装置では、中径共鳴管の通路断面積に応じたエンジン回転数において吸気脈動が増幅されるので、通常走行時などにおいて気筒内への空気の吸入効率を向上させることができる。この結果、共鳴室の共振作用により増幅された吸気脈動が気筒内に伝達されることにより、サージタンク内から気筒へ供給される空気の吸気効率を高めてエンジントルクを増大させることができる。
【００６９】
また、第１および第２実施形態では、ＥＣＵ７は、排気管６の触媒６２に配置された温度センサ６４に基づいて、触媒温度が温度閾値か否かを判断してるが、本発明はこれに限られない。本発明では、ＥＣＵは、冷却水の温度を計測する温度センサに基づいて触媒の温度を推定して温度閾値か否かを判断してもよい。
【００７０】
また、上記第１および第２実施形態では、説明の便宜上、ＥＣＵ７の制御処理を、処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ＥＣＵ７の制御処理を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１、２０１  吸気装置
２  サージタンク
２ａ  内部空間
３ａ  内部空間
４  共鳴管
５ａ  気筒
６  排気管
１１  吸気管
３１  共鳴室
３２  小径共鳴管
３３  大径共鳴管
３４  第１制御弁
３５  第２制御弁
６２  触媒
６４  温度センサ
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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