(57)【要約】【課題】吸気抵抗（圧力損失）の増大及びアクセル操作に対するレスポンス（応答性）の低下を抑制しつつ、スロットルバルブを開く際に吸気経路において発生する異音を低減する。【解決手段】スロットルバルブが配設される吸気経路とは別個の吸気経路を設けておき、スロットルバルブが開く際に当該別個の吸気経路を開いて、スロットルバルブの下流側に吸気を導入することにより、スロットルバルブ前後での圧力差を緩和する。また、当該別個の吸気経路からの吸気により、吸気経路において異音を発生させる吸気の流れを変化させてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気量を調節するスロットルバルブが配設される吸気経路である第１吸気経路を備える吸気装置であって、
前記第１吸気経路における前記スロットルバルブよりも下流側の部分に接続されて吸気を導入する前記第１吸気経路とは異なる吸気経路である第２吸気経路と、
前記第２吸気経路を開閉する開閉手段と、
を備え、
前記スロットルバルブの開度が増大する際に前記開閉手段が開かれる、
吸気装置。
【請求項２】
請求項１に記載の吸気装置であって、
前記第１吸気経路の前記スロットルバルブよりも下流側の部分における前記スロットルバルブの開度が増大する際に異音が発生する領域の少なくとも一部に前記第２吸気経路によって導入される吸気が吹き込むように前記第２吸気経路が前記第１吸気経路に接続される、
吸気装置。
【請求項３】
請求項１又は２の何れか１項に記載の吸気装置であって、
前記スロットルバルブが完全に閉じた状態から開く場合であり且つ前記スロットルバルブの開速度が予め定められた閾値以上となる場合においてのみ、前記スロットルバルブの開度が増大する際に前記開閉手段が開かれる、
吸気装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の吸気装置であって、
当該吸気装置によって供給される気流の総量としての流量を検出する第１エアフロメータ、
を更に備え、
前記開閉手段の開度を調節することが可能であり、
前記第１エアフロメータによって検出される流量に基づいて、当該吸気装置によって供給される気流の総量が目標値に近付くように、前記開閉手段の開度を調節する、
吸気装置。
【請求項５】
請求項４に記載の吸気装置であって、
前記第１吸気経路における前記スロットルバルブよりも下流側であり且つ前記第２吸気経路が接続されている箇所よりも上流側である部分における気流の量としての流量を検出する第２エアフロメータ、
を更に備え、
前記第１エアフロメータによって検出される流量と前記第２エアフロメータによって検出される流量とに基づいて、当該吸気装置によって供給される気流の総量が目標値に近付くように、前記開閉手段の開度を調節する、
吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関等に空気を供給する吸気装置に関する。より詳細には、本発明は、スロットルバルブを急速に開いた際に発生する異音を低減する機構を備える吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車輌に搭載される内燃機関等に空気を供給する吸気装置には、内燃機関に吸入される空気（吸気）の量を調節する手段として、スロットルバルブを備えるものが知られている。かかる吸気装置において、スロットルバルブよりも下流側（即ち、例えば内燃機関等、吸気の供給対象により近い側）の吸気経路内の圧力がスロットルバルブよりも上流側（即ち、吸気の供給対象からより遠い側）の圧力よりも低い場合にスロットルバルブを急速に開くと、スロットルバルブの上流側から下流側へと吸気が一気に吸入され、吸気の流れ（気流）に乱れが生じ、結果としてスロットルバルブよりも下流側の吸気経路において異音（気流音）が発生する。
【０００３】
従って、当該技術分野においては、上述したような吸気経路における異音の発生を低減するための様々な試みが提案されている。例えば、吸気経路におけるスロットルバルブの下流側（即ち、インテークマニホールドの上流側）の吸気経路の横断面にネット（網）状の部材を設けて気流の乱れによって生ずる渦を小さくしたり（例えば、特許文献１を参照）、バタフライ式スロットルバルブの表面に気流を整える整流フィンを設けたり（例えば、特許文献２を参照）、吸気経路におけるスロットルバルブの下流側（即ち、インテークマニホールドの上流側）の吸気経路の内壁に気流を整える整流フィンを設けたり（例えば、特許文献３を参照）することが提案されている。
【０００４】
上記のような従来技術によれば、吸気経路内における気流の乱れを低減することにより異音の発生を低減することができる。しかしながら、上記のように吸気経路内にネット、整流フィン等を設けると、吸気経路における吸気抵抗（圧力損失）が増大する。従って、例えば、内燃機関の出力性能が低下し、結果として車輌における加速性能の低下に繋がる虞がある。
【０００５】
一方、地球環境保護及び省エネルギーの観点から車輌の軽量化による燃費の向上が益々必要とされており、例えば、従来使用されてきた金属製のインテークマニホールドに代えて樹脂製のインテークマニホールドが採用されることが増えてきている。かかる樹脂製のインテークマニホールドにおいては、上述したような吸気経路における異音の伝搬及び放射が特に顕著になる傾向がある。従って、当該技術分野においては、上述したような吸気経路における異音の発生をより効果的に低減することが従前にも増して求められている。
【０００６】
そこで、当該技術分野においては、バルブ開速度検出手段によってスロットルバルブの開く速度（開速度）を検出し、検出されたスロットルバルブの開速度が所定の上限を超える場合には、バルブ開速度制御手段によってスロットルバルブの開速度の上昇を抑止することにより、吸気経路における気流の急速な乱れを緩和して、異音の発生を低減することも提案されている（例えば、特許文献４を参照）。
【０００７】
上記のような従来技術によれば、スロットルバルブが急速に開かれる機会が減るので、上述したように吸気経路において異音が発生する機会も減少する。しかしながら、上記のようにスロットルバルブの開速度を所定の上限を超えないように制御すると、例えば車輌におけるアクセル操作に対するレスポンス（応答性）の低下を招き、結果として当該車輌におけるドライバビリティの悪化に繋がる虞がある。
【０００８】
上記のように、当該技術分野においては、吸気抵抗（圧力損失）の増大及びアクセル操作に対するレスポンス（応答性）の低下を抑制しつつ、スロットルバルブを開く際に吸気経路において発生する異音を低減することができる技術に対する要求が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−１２７５０７号公報
【特許文献２】特開２００４−１３２２３６号公報
【特許文献３】特開平１１−１４１４２０号公報
【特許文献４】特開２００１−２３４７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、当該技術分野においては、吸気抵抗（圧力損失）の増大及びアクセル操作に対するレスポンス（応答性）の低下を抑制しつつ、スロットルバルブを開く際に吸気経路において発生する異音を低減することができる技術に対する要求が存在する。従って、本発明は、吸気抵抗（圧力損失）の増大及びアクセル操作に対するレスポンス（応答性）の低下を抑制しつつ、スロットルバルブを開く際に吸気経路において発生する異音を低減することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の上記目的は、
吸気量を調節するスロットルバルブが配設される吸気経路である第１吸気経路を備える吸気装置であって、
前記第１吸気経路における前記スロットルバルブよりも下流側の部分に接続されて吸気を導入する前記第１吸気経路とは異なる吸気経路である第２吸気経路と、
前記第２吸気経路を開閉する開閉手段と、
を備え、
前記スロットルバルブの開度が増大する際に前記開閉手段が開かれる、
吸気装置によって達成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、吸気抵抗（圧力損失）の増大及びアクセル操作に対するレスポンス（応答性）の低下を抑制しつつ、スロットルバルブを開く際に吸気経路において発生する異音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の１つの実施態様に係る吸気装置の構成及び同吸気装置において実行される第２吸気経路を開閉する開閉手段の制御について説明する模式図である。
【図２】本発明のもう１つの実施態様に係る吸気装置において実行される第２吸気経路を開閉する開閉手段の制御について説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
前述したように、当該技術分野においては、吸気抵抗（圧力損失）の増大及びアクセル操作に対するレスポンス（応答性）の低下を抑制しつつ、スロットルバルブを開く際に吸気経路において発生する異音を低減することができる技術に対する要求が存在する。従って、本発明は、吸気抵抗（圧力損失）の増大及びアクセル操作に対するレスポンス（応答性）の低下を抑制しつつ、スロットルバルブを開く際に吸気経路において発生する異音を低減することを１つの目的とする。
【００１５】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究の結果、スロットルバルブが配設される吸気経路とは別個の吸気経路を設けてスロットルバルブの下流側に吸気を導入することにより、スロットルバルブ前後での圧力差を緩和し、結果としてスロットルバルブを開く際に吸気経路において発生する異音を低減することができることを見出し、本発明を想到するに至ったものである。
【００１６】
即ち、本発明の第１の実施態様は、
吸気量を調節するスロットルバルブが配設される吸気経路である第１吸気経路を備える吸気装置であって、
前記第１吸気経路における前記スロットルバルブよりも下流側の部分に接続されて吸気を導入する前記第１吸気経路とは異なる吸気経路である第２吸気経路と、
前記第２吸気経路を開閉する開閉手段と、
を備え、
前記スロットルバルブの開度が増大する際に前記開閉手段が開かれる、
吸気装置である。
【００１７】
上記のように、本実施態様に係る吸気装置は、吸気量を調節するスロットルバルブが配設される吸気経路である第１吸気経路を備える。このスロットルバルブは、第１吸気経路における吸気量を調節することが可能である限り、如何なる構成を有するものであってもよい。このスロットルバルブの具体例としては、例えばバタフライ式スロットルバルブ等を挙げることができる。加えて、本実施態様に係る吸気装置は、前記第１吸気経路とは異なる吸気経路である第２吸気経路を備える。この第２吸気経路は、前記第１吸気経路における前記スロットルバルブよりも下流側の部分に接続されて吸気を導入する。即ち、この第２吸気経路は、第１吸気経路とは別の経路を介してスロットルバルブよりも下流側の第１吸気経路に空気を吸入させる吸気経路である。
【００１８】
かかる第２吸気経路の第１吸気経路におけるスロットルバルブよりも下流側の部分に接続される端部とは反対側の端部は、第１吸気経路におけるスロットルバルブよりも上流側の部分に接続されていてもよく、あるいは第１吸気経路と連通する吸気口とは異なる別個の吸気口と連通していてもよい。換言すれば、第２吸気経路は、第１吸気経路に配設されたスロットルバルブをバイパスする吸気経路であってもよく、あるいは第１吸気経路と連通する吸気口とは異なる別個の吸気口から第１吸気経路におけるスロットルバルブよりも下流側の部分に吸気を導入する吸気経路であってもよい。
【００１９】
更に、本実施態様に係る吸気装置は、前記第２吸気経路を開閉する開閉手段を備える。この開閉手段は、第２吸気経路を開閉することが可能である限り、如何なる構成を有するものであってもよい。この開閉手段の具体例としては、例えばバタフライ式スロットルバルブ等のバルブを挙げることができる。
【００２０】
加えて、本実施態様に係る吸気装置においては、上述したように、前記スロットルバルブの開度が増大する際に前記開閉手段が開かれる。換言すれば、上記開閉手段は、スロットルバルブの開度が増大するタイミングに合わせて開かれる。具体的には、例えば本実施態様に係る吸気装置が適用される内燃機関が搭載される車輌においては、アクセル操作に応じてスロットルバルブの開度を増大させるための制御信号（指示信号）又はスロットルポジションセンサからの検出信号等に基づいて、上記開閉手段を開くための制御信号（指示信号）を上記開閉手段に発するように、当該車輌の制御装置（例えばマイクロコンピュータ等）を構成すればよい。
【００２１】
上記により、本実施態様に係る吸気装置においては、スロットルバルブの開度が増大するタイミングにおけるスロットルバルブ前後での圧力差を緩和することができる。その結果、このようにスロットルバルブ前後での圧力差が緩和されない場合と比較して、スロットルバルブの上流側から下流側へと吸入される吸気の流れ（気流）における乱れの発生を抑制し、結果としてスロットルバルブよりも下流側の吸気経路において異音（気流音）が発生することを抑制することができる。
【００２２】
しかも、本実施態様に係る吸気装置においては、前述した従来技術とは異なり、吸気経路内にネット、整流フィン等を設けないので、かかる整流用部材に起因する吸気経路における吸気抵抗（圧力損失）の増大が回避される。また、本実施態様に係る吸気装置においては、前述した従来技術とは異なり、スロットルバルブの開速度が所定の上限を超えないように制御されないので、例えば車輌におけるアクセル操作に対するレスポンス（応答性）の低下もまた回避される。このように、本実施態様に係る吸気装置によれば、吸気抵抗（圧力損失）の増大及びアクセル操作に対するレスポンス（応答性）の低下を抑制しつつ、スロットルバルブを開く際に吸気経路において発生する異音を低減するという目的を有効に達成することができる。
【００２３】
尚、上記開閉手段が開かれるタイミングは、必ずしもスロットルバルブの開度が増大するタイミングと厳密に一致していなくてもよい場合がある。例えば、スロットルバルブの開度が増大するタイミングよりも所定期間早いタイミングにおいて上記開閉手段を開くことにより、スロットルバルブの開度が増大するタイミングにおけるスロットルバルブ前後での圧力差を予め緩和しておき、吸気経路における異音の発生をより確実に低減させてもよい。但し、上記開閉手段が開かれるタイミングとスロットルバルブの開度が増大するタイミングとの差（即ち、上記所定期間）は、例えば本実施態様に係る吸気装置が適用される内燃機関が搭載される車輌における吸気抵抗（圧力損失）の変化に起因する加速性能の変化、アクセル操作に対するレスポンス（応答性）の変化に起因するドライバビリティの変化等を勘案して、適宜定めることができる。
【００２４】
また、上記のように開閉手段を開くことによりスロットルバルブ前後での圧力差が緩和され、吸気経路において異音が発生する虞が無くなったら、開閉手段を閉じるようにしてもよい。例えば、上記のように開閉手段を開いたタイミングから所定期間が経過したタイミングにおいて、開閉手段を閉じるようにしてもよい。この場合、上記所定期間は、例えば、開閉手段が閉じられている状態にある本発明に係る吸気装置又は第２吸気経路を備えない従来技術に係る吸気装置においてスロットルバルブの開度が増大する際に発生する異音の継続期間等に基づいて、予め定めることができる。
【００２５】
ところで、当業者に周知であるように、バタフライ式スロットルバルブは、流路内に配設された円盤状の弁体を当該流路に直交する軸（スロットルシャフト）の周りに回転させることにより流量を調節するバルブである。かかるバタフライ式スロットルバルブを採用する吸気装置において当該スロットルバルブが開く際には、スロットルシャフトを挟んで対向する２つの半円形の部分の一方はスロットルシャフトよりも吸気経路の上流側に移動し、他方はスロットルシャフトよりも吸気経路の下流側に移動することとなる。本明細書においては、スロットルバルブが開く際に吸気経路の上流側に移動する側を「オリフィス側」と呼称し、下流側に移動する側を「ノズル側」と呼称する。また、スロットルバルブのオリフィス側の端部と吸気経路の内壁面との間に形成される隙間を「オリフィス側の開口」と呼称し、スロットルバルブのノズル側の端部と吸気経路の内壁面との間に形成される隙間を「ノズル側の開口」と呼称する。
【００２６】
即ち、バタフライ式スロットルバルブを採用する吸気装置において当該スロットルバルブが開いている場合は、オリフィス側の開口及びノズル側の開口のそれぞれを通って、スロットルバルブの上流側から下流側へと吸気が流れる。この際、スロットルバルブ前後での圧力差が大きいと、前述したように、スロットルバルブの上流側から下流側へと吸気が急速に吸入され、吸気経路内の吸気の流れ（気流）に乱れが生じ、異音（気流音）が発生する。加えて、スロットルバルブの下流側へと流れ込んだ気流については、例えば、異なる開口から流れ込んだ複数の気流が衝突したり、１つの開口から流れ込んだ気流が分散及び／又は集中したりする際にも乱れが生じ、異音（気流音）が発生する場合がある。
【００２７】
上記のように、スロットルバルブの上流側から下流側へと吸気が吸入される際に生ずる気流の乱れのみならず、スロットルバルブの下流側の吸気経路における気流の衝突、分散、又は集中に起因して生ずる気流の乱れによっても、吸気経路における異音（気流音）が発生し得る。従って、吸気経路における異音の発生をより有効に低減するためには、スロットルバルブの上流側から下流側へと吸気が吸入される際に生ずる異音のみならず、スロットルバルブの下流側の吸気経路における気流の衝突、分散、又は集中に起因して生ずる異音をも低減することが望ましい。
【００２８】
そこで、本発明者は、更なる鋭意研究の結果、スロットルバルブが配設される吸気経路とは別個の吸気経路からスロットルバルブの下流側に導入される吸気を異音が発生する領域に吹き込むことにより、上記のような異音を発生させる吸気の流れを変化させ、結果として吸気経路における異音の発生をより有効に低減することができることを見出した。
【００２９】
即ち、本発明の第２の実施態様は、
本発明の前記第１の実施態様に係る吸気装置であって、
前記第１吸気経路の前記スロットルバルブよりも下流側の部分における前記スロットルバルブの開度が増大する際に異音が発生する領域の少なくとも一部に前記第２吸気経路によって導入される吸気が吹き込むように前記第２吸気経路が前記第１吸気経路に接続される、
吸気装置である。
【００３０】
上記のように、本実施態様に係る吸気装置においては、前記第１吸気経路の前記スロットルバルブよりも下流側の部分における前記スロットルバルブの開度が増大する際に異音が発生する領域の少なくとも一部に前記第２吸気経路によって導入される吸気が吹き込むように前記第２吸気経路が前記第１吸気経路に接続される。第１吸気経路のスロットルバルブよりも下流側の部分におけるスロットルバルブの開度が増大する際に異音が発生する領域とは、例えば、上述したようにスロットルバルブの下流側の吸気経路における気流の衝突、分散、又は集中に起因して異音が発生する領域である。
【００３１】
より具体的には、第１吸気経路のスロットルバルブよりも下流側の部分におけるスロットルバルブの開度が増大する際に異音が発生する領域としては、例えば、スロットルバルブの異なる開口から流れ込んだ複数の気流が衝突する領域、１つの開口から流れ込んだ気流が分散及び／又は集中する領域を挙げることができる。かかる領域においては、上述したように、気流の乱れが生じ、異音（気流音）が発生する虞が高い。かかる領域は、例えば、モデル実験、シミュレーション等による吸気経路内での吸気の流動解析等によって、予め特定することができる。
【００３２】
しかしながら、本実施態様に係る吸気装置においては、かかる領域の少なくとも一部に第２吸気経路によって導入される吸気が吹き込むように、第２吸気経路が第１吸気経路に接続される。尚、第２吸気経路が第１吸気経路に接続される位置、第２吸気経路と第１吸気経路とがなす角度等、第２吸気経路が第１吸気経路に接続される形態は、第２吸気経路によって導入される吸気が上記領域の少なくとも一部に吹き込むことが可能である限り、特に限定されない。
【００３３】
また、第２吸気経路によって導入される吸気は、上述したような異音を発生させる吸気の流れを変化させ、結果としてスロットルバルブを開く際に吸気経路において発生する異音を低減することが可能である限り、必ずしも上記領域の全体に吹き込む必要は無い。即ち、第２吸気経路によって導入される吸気は上記領域の少なくとも一部に吹き込む。尚、第１吸気経路への特定の接続形態を有する第２吸気経路によって第１吸気経路の中に導入される吸気が到達する領域もまた、例えば、モデル実験、シミュレーション等による吸気経路内での吸気の流動解析等によって、予め特定することができる。
【００３４】
ここで、本実施態様に係る吸気装置の構成及び同吸気装置において実行される第２吸気経路を開閉する開閉手段の制御（以降、「異音低減制御」と称する場合がある）につき、添付図面を参照しながら、以下に詳しく説明する。図１は、前述したように、本発明の１つの実施態様に係る吸気装置の構成及び同吸気装置において実行される第２吸気経路を開閉する開閉手段の制御について説明する模式図である。図１に示されている吸気装置１００は、主たる吸気経路である第１吸気経路１１０と、第１吸気経路１１０とは異なる第２吸気経路１２０とを備える。尚、図１において吸気は図に向かって左側から右側に向かって流れる。即ち、図１に向かって、左側が上流側であり、右側が下流側である。
【００３５】
第１吸気経路１１０には、第１吸気経路１１０における吸気量を調節するスロットルバルブ１１１が配設されている。図１に示されているスロットルバルブ１１１は、第１吸気経路１１０内に配設された円盤状の弁体を第１吸気経路１１０の長手方向（吸気が流れる方向）に直交するスロットルシャフト（図示せず）の周りに回転させることにより吸気量を調節するバタフライ式スロットルバルブである。尚、スロットルバルブ１１１のスロットルシャフトの長手方向は図面に直交する。但し、上述したように、スロットルバルブ１１１は、第１吸気経路１１０における吸気量を調節することが可能である限り、如何なる構成を有するものであってもよい。
【００３６】
図１に示されているように、スロットルバルブ１１１は、円盤状の弁体のスロットルシャフトよりも向かって上側の部分が第１吸気経路１１０の上流側（向かって左側）に移動し、円盤状の弁体のスロットルシャフトよりも向かって下側の部分が第１吸気経路１１０の下流側（向かって右側）に移動するように、スロットルシャフトの周りに回転することにより、その開度が増大する。従って、図１に示されているスロットルバルブ１１１においては、向かって上側が「オリフィス側」に該当し、向かって下側が「ノズル側」に該当する。
【００３７】
また、図１に示されている吸気装置１００においては、第２吸気経路１２０は、第１吸気経路１１０に配設されたスロットルバルブ１１１をバイパスする吸気経路として形成されている。但し、上述したように、第２吸気経路１２０は、第１吸気経路１１０と連通する吸気口（図示せず）とは異なる別個の吸気口（図示せず）から第１吸気経路１１０におけるスロットルバルブ１１１よりも下流側の部分に吸気を導入する吸気経路として形成されていてもよい。
【００３８】
更に、第２吸気経路１２０は、第２吸気経路１２０を開閉する開閉手段１２１を備える。図１に示されている吸気装置１００においては、開閉手段１２１は、第２吸気経路１２０の下流側の端部が第１吸気経路１１０におけるスロットルバルブ１１１よりも下流側の部分に接続されている部位に配設されたバタフライ式スロットルバルブである。但し、上述したように、開閉手段１２１は、第２吸気経路１２０を開閉することが可能である限り如何なる構成を有するものであってもよい。
【００３９】
上述したように、開閉手段１２１は、スロットルバルブ１１１の開度が増大する際に開かれる。ここで、開閉手段１２１が第２吸気経路１２０を閉じている場合と、開いている場合とに分けて、図１に示されている吸気装置１００における気流の違い及び異音の発生状況の違いについて説明する。図１において、（ａ）は開閉手段１２１が第２吸気経路１２０を閉じている場合、（ｂ）は開閉手段１２１が第２吸気経路１２０を開いている場合に対応する。また、第１吸気経路１１０における吸気の流れ（気流）は実線の矢印で、第２吸気経路１２０から第１吸気経路１１０に導入される気流は点線の矢印で、それぞれ表されている。
【００４０】
先ず、図１の（ａ）に示されている吸気装置１００においては、開閉手段１２１が第２吸気経路１２０を閉じている。従って、第２吸気経路１２０は第１吸気経路１１０におけるスロットルバルブ１１１よりも下流側の部分に吸気を導入する吸気経路として機能していない。即ち、かかる状態にある吸気装置１００は、第２吸気経路１２０を備えない従来技術に係る吸気装置と実質的に同じ状態にあると言うことができる。このため、スロットルバルブ１１１の前後での圧力差を緩和することができず、結果としてスロットルバルブ１１１のオリフィス側（向かって上側）の開口及びノズル側（向かって下側）の開口を吸気が通過する際に第１吸気経路１１０内の吸気の流れ（気流）に乱れが生じ、異音（気流音）が発生する。加えて、図１の（ａ）に示されている吸気装置１００においては、スロットルバルブ１１１のオリフィス側の開口及びノズル側の開口を通過した吸気が更に下流側の領域（図中、星印によって表されている）において衝突している。かかる気流の衝突によっても気流の乱れが生じ、異音が発生する。
【００４１】
一方、図１の（ｂ）に示されている吸気装置１００においては、スロットルバルブ１１１が開くタイミングに合わせて、開閉手段１２１が第２吸気経路１２０を開いている。従って、第２吸気経路１２０は第１吸気経路１１０におけるスロットルバルブ１１１よりも下流側の部分に吸気を導入する吸気経路として機能している。このため、スロットルバルブ１１１の前後での圧力差を緩和し、結果としてスロットルバルブ１１１のオリフィス側の開口及びノズル側の開口を吸気が通過する際に生ずる第１吸気経路１１０内の気流の乱れを低減して、異音の発生を低減することができる。加えて、図１の（ｂ）に示されている吸気装置１００においては、図１の（ａ）に示されている吸気装置１００においてスロットルバルブ１１１のオリフィス側の開口及びノズル側の開口を通過した吸気が衝突していた領域の近傍（図中、破線の丸印によって表されている）に、第２吸気経路１２０から第１吸気経路１１０に導入された吸気が吹き込んでいる。これにより、当該領域における気流が変化し、結果として吸気経路における異音の発生をより有効に低減することができる。
【００４２】
斯くして、本実施態様に係る吸気装置によれば、スロットルバルブが配設される吸気経路とは別個の吸気経路からスロットルバルブの下流側に導入される吸気を異音が発生する領域に吹き込むことにより、上述したような異音を発生させる吸気の流れを変化させ、結果として吸気経路における異音の発生をより有効に低減することができる。
【００４３】
ところで、本発明に係る吸気装置においては、上述したように、第１吸気経路における吸気量を調節するスロットルバルブの開度が増大する際に、第２吸気経路を開閉する開閉手段が開かれる。斯くして第２吸気経路を開閉する開閉手段が開かれると、前述したような整流用部材（例えば、ネット、整流フィン等）を吸気経路内に備える従来技術に係る吸気装置ほどではないものの、かかる第２吸気経路を備えない従来技術に係る吸気装置と比べて、吸気経路全体としての吸気抵抗（圧力損失）の増大が懸念される。
【００４４】
また、第２吸気経路を開閉する開閉手段が開かれている状態におけるスロットルバルブの前後での圧力差及び吸気経路全体としての吸気抵抗は、開閉手段が閉じられている状態にある本発明に係る吸気装置及びかかる第２吸気経路を備えない従来技術に係る吸気装置の何れとも異なる。その結果、第２吸気経路を開閉する開閉手段が開かれている状態における吸気経路全体としての吸気量もまた、開閉手段が閉じられている状態にある本発明に係る吸気装置及びかかる第２吸気経路を備えない従来技術に係る吸気装置の何れとも異なる。このように吸気経路全体としての吸気量が異なると、例えば、内燃機関の出力性能が変化し、結果としてアクセル操作に対応する所望の加速性能を達成することが困難となる虞がある。
【００４５】
従って、上述したような吸気抵抗（圧力損失）の増大及び内燃機関の出力性能の変化を最小限に留めるためには、本発明に係る吸気装置において第１吸気経路における吸気量を調節するスロットルバルブの開度が増大する際に第２吸気経路を開閉する開閉手段を開く制御（異音低減制御）の実行を必要最小限に留めることが望ましい。具体的には、異音低減制御の実行は、例えば、本発明に係る吸気装置が適用される内燃機関が搭載される車輌の乗員にとって許容不可能な異音が吸気経路において発生する場合に限定することが望ましい。
【００４６】
一方、吸気経路において発生する異音の大きさは、スロットルバルブの開度が増大する際のスロットルバルブの前後での圧力差が大きいほど大きくなり、スロットルバルブを開く速度（開速度）が大きいほど大きくなる。また、例えば内燃機関の運転状態等、他の条件が同じである場合、スロットルバルブの前後での圧力差は、スロットルバルブの開度が小さいほど大きくなり、スロットルバルブが完全に閉じた状態において最も大きくなる。従って、吸気経路において発生する異音の大きさは、スロットルバルブが完全に閉じた状態からスロットルバルブを急速に開く場合に特に大きくなることが予想される。逆に、スロットルバルブが完全には閉じていない状態にある車輌の定常走行時及びスロットルバルブが完全に閉じた状態にあるもののスロットルバルブを開く要求が無い状態にある減速時等においては、吸気経路において大きな異音が発生する虞は低い。
【００４７】
以上より、上述したような吸気抵抗（圧力損失）の増大及び内燃機関の出力性能の変化を最小限に留めるためには、本発明に係る吸気装置において第１吸気経路における吸気量を調節するスロットルバルブの開度が増大する際に第２吸気経路を開閉する開閉手段を開く制御（異音低減制御）の実行は、スロットルバルブが完全に閉じた状態からスロットルバルブを急速に開く場合に限定することが望ましい。
【００４８】
即ち、本発明の第３の実施態様は、
本発明の前記第１又は前記第２の実施態様の何れか１つに係る吸気装置であって、
前記スロットルバルブが完全に閉じた状態から開く場合であり且つ前記スロットルバルブの開速度が予め定められた閾値以上となる場合においてのみ、前記スロットルバルブの開度が増大する際に前記開閉手段が開かれる、
吸気装置である。
【００４９】
上記のように、本実施態様に係る吸気装置においては、前記スロットルバルブが完全に閉じた状態から開く場合であり且つ前記スロットルバルブの開速度が予め定められた閾値以上となる場合においてのみ、前記スロットルバルブの開度が増大する際に前記開閉手段が開かれる。換言すれば、本実施態様に係る吸気装置においては、スロットルバルブが完全に閉じた状態からスロットルバルブを急速に開く場合、即ち吸気経路において発生する異音の大きさが特に大きくなることが予想される場合においてのみ、スロットルバルブの開度が増大する際に開閉手段が開かれる。
【００５０】
尚、上記閾値は、例えば、開閉手段が閉じられている状態にある本発明に係る吸気装置又は第２吸気経路を備えない従来技術に係る吸気装置においてスロットルバルブを完全に閉じた状態から様々な開速度にて開く実験を行い、当該吸気装置が適用される内燃機関が搭載される車輌の乗員にとって許容不可能な異音が発生するスロットルバルブの開速度の最小値を特定し、斯くして特定されたスロットルバルブの開速度の最小値に基づいて、予め定めることができる。
【００５１】
上記のような制御もまた、例えば、本実施態様に係る吸気装置が適用される内燃機関が搭載される車輌において、アクセル操作に応じてスロットルバルブの開度を増大させるための制御信号（指示信号）及びスロットルポジションセンサからの検出信号に基づいて、スロットルバルブが完全に閉じた状態であるか否か、これからスロットルバルブが開くか否か、及びスロットルバルブの開速度が予め定められた閾値以上であるか否かを判定し、これらの判定結果が何れも肯定的である場合にのみ、スロットルバルブが開くタイミングに合わせて上記開閉手段を開くための制御信号（指示信号）を上記開閉手段に発するように、当該車輌の制御装置（例えばマイクロコンピュータ等）を構成すればよい。
【００５２】
ここで、本実施態様に係る吸気装置において実行される第２吸気経路を開閉する開閉手段の制御につき、添付図面を参照しながら、以下に詳しく説明する。図２は、前述したように、本発明のもう１つの実施態様に係る吸気装置において実行される第２吸気経路を開閉する開閉手段の制御について説明するフローチャートである。
【００５３】
図２に示されているフローチャートにおいては、先ずステップＳ０１において、第１吸気経路のスロットルバルブが完全に閉じた状態（全閉）になっているか否かが判定される。かかる判定は、例えば、スロットルポジションセンサから得られる検出信号に基づいて、本実施態様に係る吸気装置が適用される内燃機関が搭載される車輌の制御装置に実行させることができる。上記ステップＳ０１においてスロットルバルブが全閉になっていると判定される場合（ステップＳ０１：Ｙｅｓ）、次のステップＳ０２において、スロットルバルブを開く要求があるか否かが判定される。かかる判定は、例えば、アクセルポジションセンサから得られる検出信号に基づいて、本実施態様に係る吸気装置が適用される内燃機関が搭載される車輌の制御装置に実行させることができる。
【００５４】
上記ステップＳ０２においてスロットルバルブを開く要求があると判定される場合（ステップＳ０２：Ｙｅｓ）、次のステップＳ０３において、スロットルバルブの開速度が（予め定められた）閾値以上となるか否かが判定される。かかる判定は、例えば、アクセルポジションセンサから得られる検出信号に基づいて、本実施態様に係る吸気装置が適用される内燃機関が搭載される車輌の制御装置に実行させることができる。上記ステップＳ０３においてスロットルバルブの開速度が閾値以上となると判定される場合（ステップＳ０３：Ｙｅｓ）、次のステップＳ０４において、スロットルバルブの開度が増大する際に開閉手段が開かれる制御（異音低減制御）が実行される。
【００５５】
一方、図２に示されているように、上記ステップＳ０１乃至Ｓ０３において行われる判定の結果のうち何れか１つでも否定的である場合（ステップＳ０１：Ｎｏ又はステップＳ０２：Ｎｏ又はステップＳ０３：Ｎｏ）、上記ステップＳ０４における異音低減処理は実行されず、当該ルーチンが一旦終了する。
【００５６】
図２に示されているフローチャートによって表されるルーチンによれば、スロットルバルブが完全に閉じた状態から開く場合であり且つスロットルバルブの開速度が予め定められた閾値以上となる場合においてのみ、スロットルバルブの開度が増大する際に開閉手段が開かれる。換言すれば、図２に示されているフローチャートによって表されるルーチンによれば、スロットルバルブが完全に閉じた状態からスロットルバルブを急速に開く場合、即ち吸気経路において発生する異音の大きさが特に大きくなることが予想される場合においてのみ、スロットルバルブの開度が増大する際に開閉手段が開かれる。
【００５７】
尚、本発明に係る吸気装置を例えば車輌に搭載される内燃機関等に実際に適用する際には、例えば図２に示されているフローチャートによって表されるようなルーチンを所定の時間間隔又は所定のクランク角度毎に繰り返し実行することによって、本発明の目的を達成することができる。また、上記ステップＳ０１乃至Ｓ０３において行われる判定の実行順序は上述した順序と異なっていてもよい。即ち、図２に示されているフローチャートに含まれるステップＳ０１乃至Ｓ０３の実行順序は任意である。
【００５８】
ところで、前述したように、異音低減制御の実行により開閉手段を開くことによりスロットルバルブ前後での圧力差が緩和され、吸気経路において異音が発生する虞が無くなったら、開閉手段を閉じるようにしてもよい。具体的には、例えば、開閉手段を開いたタイミングから所定期間が経過したタイミングにおいて、開閉手段を閉じるようにしてもよい。この場合、例えば、図２に示されているフローチャートの「Ａ」で示されている部分に、開閉手段を開いたタイミングから所定期間が経過していたら開閉手段を閉じる処理を加えてもよい。
【００５９】
以上のように、本実施態様に係る吸気装置によれば、吸気経路において発生する異音が許容不可能なレベルにまで大きくなることが予想されない場合は第２吸気経路を開閉する開閉手段が開かれないので、上述したような吸気抵抗（圧力損失）の増大及び内燃機関の出力性能の変化を最小限に留めることができる。加えて、本実施態様に係る吸気装置によれば、吸気経路において発生する異音が許容不可能なレベルにまで大きくなることが予想されない場合は開閉手段が開かれないので、開閉手段の作動頻度が減少する。その結果、開閉手段の耐用寿命を延ばすことにも繋がる。
【００６０】
ところで、これまで説明してきたように、本発明に係る吸気装置においては、第１吸気経路における吸気量を調節するスロットルバルブの開度が増大する際に、第２吸気経路を開閉する開閉手段が開かれる。斯くして第２吸気経路を開閉する開閉手段が開かれると、前述したような整流用部材（例えば、ネット、整流フィン等）を吸気経路内に備える従来技術に係る吸気装置ほどではないものの、かかる第２吸気経路を備えない従来技術に係る吸気装置と比べて、吸気経路全体としての吸気抵抗（圧力損失）の増大が懸念される。
【００６１】
また、第２吸気経路を開閉する開閉手段が開かれている状態におけるスロットルバルブの前後での圧力差及び吸気経路全体としての吸気抵抗は、開閉手段が閉じられている状態にある本発明に係る吸気装置及びかかる第２吸気経路を備えない従来技術に係る吸気装置の何れとも異なる。その結果、第２吸気経路を開閉する開閉手段が開かれている状態における吸気経路全体としての吸気量もまた、開閉手段が閉じられている状態にある本発明に係る吸気装置及びかかる第２吸気経路を備えない従来技術に係る吸気装置の何れとも異なる。このように吸気経路全体としての吸気量が異なると、例えば、内燃機関の出力性能が変化し、結果としてアクセル操作に対応する所望の加速性能を達成することが困難となる虞がある。
【００６２】
従って、かかる内燃機関の出力性能の変化を最小限に留めるためには、本発明に係る吸気装置において第１吸気経路における吸気量を調節するスロットルバルブの開度が増大する際に第２吸気経路を開閉する開閉手段を開く制御（異音低減制御）の実行時にも、吸気量の制御をより的確に行うことが望ましい。尚、当業者には周知であるように、内燃機関は、当該内燃機関に吸入される吸気量を検出する検出手段を備えることが一般的である。かかる検出手段としては、例えば、通常はエアクリーナの出口近傍等に配設されて、内燃機関に吸入される吸気量を検出するエアフロメータ等を挙げることができる。そこで、例えば、本発明に係る吸気装置において、第２吸気経路を開閉する開閉手段として開度を調節することができる開閉手段を採用し、上記検出手段（例えば、エアフロメータ等）によって検出される吸気量に基づいて第２吸気経路の開閉手段の開度を調節することにより、内燃機関に吸入される吸気量をより的確に制御することができる。
【００６３】
即ち、本発明の第４の実施態様は、
本発明の前記第１乃至前記第３の実施態様の何れか１つに係る吸気装置であって、
当該吸気装置によって供給される気流の総量としての流量を検出する第１エアフロメータ、
を更に備え、
前記開閉手段の開度を調節することが可能であり、
前記第１エアフロメータによって検出される流量に基づいて、当該吸気装置によって供給される気流の総量が目標値に近付くように、前記開閉手段の開度を調節する、
吸気装置である。
【００６４】
上記のように、本実施態様に係る吸気装置は、当該吸気装置によって供給される気流の総量としての流量を検出する第１エアフロメータを更に備える。第１エアフロメータは、当該吸気装置によって供給される気流の総量としての流量を検出することができる限り、その構成、配設箇所等を問わない。例えば、第１エアフロメータは、エアクリーナの出口近傍に配設されるホットワイヤー式のエアフロメータであってもよい。
【００６５】
また、本実施態様に係る吸気装置においては、前記開閉手段の開度を調節することが可能である。かかる開閉手段は、開度を調節することが可能である限り、如何なる構成を有するものであってもよい。かかる開閉手段の具体例としては、例えばバタフライ式スロットルバルブ等のバルブを挙げることができる。
【００６６】
更に、本実施態様に係る吸気装置においては、前記第１エアフロメータによって検出される流量に基づいて、当該吸気装置によって供給される気流の総量が目標値に近付くように、前記開閉手段の開度が調節される。上記目標値は、例えば、本実施態様に係る吸気装置が適用される内燃機関の運転条件、要求トルク等に基づいて、当該内燃機関の動作を制御する制御装置等によって定められる吸気量の目標値である。
【００６７】
上記のような制御もまた、例えば、本実施態様に係る吸気装置が適用される内燃機関が搭載される車輌において、第１エアフロメータによって検出される流量と上記目標値との差を算出し、第２吸気経路から第１吸気経路へと導入される吸気量の増減により上記差を小さくするように、第２吸気経路を開閉する開閉手段の開度を制御するための制御信号（指示信号）を上記開閉手段に発するように、当該車輌の制御装置（例えばマイクロコンピュータ等）を構成すればよい。
【００６８】
以上のように、本実施態様に係る吸気装置によれば、第１吸気経路における吸気量を調節するスロットルバルブの開度が増大する際に第２吸気経路を開閉する開閉手段を開く制御（異音低減制御）を実行する場合においても、上記のように当該吸気装置によって供給される気流の総量が目標値に近付くように開閉手段の開度が制御されるので、上述したような吸気抵抗（圧力損失）の増大及び内燃機関の出力性能の変化を最小限に留めることができる。
【００６９】
ところで、上述したように、本実施態様に係る吸気装置においては、当該吸気装置によって供給される気流の総量が目標値に近付くように第２吸気経路を開閉する開閉手段の開度を制御することにより、異音低減制御の実行に伴う内燃機関の出力性能の変化を最小限に留める。従って、かかる吸気量の制御をより的確に行うためには、第２吸気経路を流れる気流の量（即ち、第２吸気経路から第１吸気経路へと導入される吸気量）をより正確に検出することが望ましい。これにより、第２吸気経路を開閉する開閉手段の開度をより正確に制御することができ、結果として、内燃機関に吸入される吸気量の制御をより的確に行うことができる。その結果、異音低減制御の実行に伴う内燃機関の出力性能の変化をより有効に抑制することができる。
【００７０】
第２吸気経路を流れる気流の量（即ち、第２吸気経路から第１吸気経路へと導入される吸気量）をより正確に検出するためには、上述したような内燃機関に吸入される総吸気量を検出する検出手段（例えば、エアフロメータ等）に加えて、第２吸気経路を流れる気流の量を検出する検出手段を本実施態様に係る吸気装置が備えることが望ましい。かかる第２吸気経路を流れる気流の量を検出する検出手段は、例えば、第２吸気経路を流れる気流の量を直接的に検出する検出手段であってもよく、あるいは第２吸気経路を流れる気流の量を間接的に検出する検出手段であってもよい。
【００７１】
前者の具体例としては、例えば、第２吸気経路に配設されて第２吸気経路を流れる気流の量を検出する検出手段（例えば、エアフロメータ等）等を挙げることができる。一方、後者の具体例としては、例えば、第１吸気経路と第２吸気経路との合流箇所よりも上流側における気流の量（即ち、第２吸気経路との合流前の第１吸気経路における気流の量）を検出する検出手段（例えば、エアフロメータ等）を挙げることができる。この場合、例えば、かかる検出手段によって検出される第２吸気経路との合流前の第１吸気経路における気流の量を（例えば、第１エアフロメータによって検出される）内燃機関に吸入される総吸気量から除すことにより、第２吸気経路を流れる気流の量を間接的に検出することができる。
【００７２】
即ち、本発明の第５の実施態様は、
本発明の前記第４の実施態様に係る吸気装置であって、
前記第１吸気経路における前記スロットルバルブよりも下流側であり且つ前記第２吸気経路が接続されている箇所よりも上流側である部分における気流の量としての流量を検出する第２エアフロメータ、
を更に備え、
前記第１エアフロメータによって検出される流量と前記第２エアフロメータによって検出される流量とに基づいて、当該吸気装置によって供給される気流の総量が目標値に近付くように、前記開閉手段の開度を調節する、
吸気装置である。
【００７３】
上記のように、本実施態様に係る吸気装置は、当該吸気装置によって供給される気流の総量としての流量を検出する第１エアフロメータに加えて、前記第１吸気経路における前記スロットルバルブよりも下流側であり且つ前記第２吸気経路が接続されている箇所よりも上流側である部分における気流の量としての流量を検出する第２エアフロメータを更に備える。第２エアフロメータは、第１吸気経路におけるスロットルバルブよりも下流側であり且つ第２吸気経路が接続されている箇所よりも上流側である部分における気流の量としての流量を検出することができる限り、その構成、配設箇所等を問わない。例えば、第２エアフロメータは、スロットルバルブの下流側直近に配設されるホットワイヤー式のエアフロメータであってもよい。
【００７４】
また、本実施態様に係る吸気装置においてもまた、前記開閉手段の開度を調節することが可能である。更に、本実施態様に係る吸気装置においては、前記第１エアフロメータによって検出される流量と前記第２エアフロメータによって検出される流量とに基づいて、当該吸気装置によって供給される気流の総量が目標値に近付くように、前記開閉手段の開度がより正確に調節される。より具体的には、本実施態様に係る吸気装置においては、例えば、第１エアフロメータによって検出される当該吸気装置による気流の総量から第２エアフロメータによって検出される第２吸気経路との合流前の第１吸気経路における気流の量を差し引くことにより、第２吸気経路を流れる気流の量を算出することができる。
【００７５】
このように、本実施態様に係る吸気装置においては、内燃機関に吸入される総吸気量のみならず、第２吸気経路を流れる気流の量（即ち、第２吸気経路から第１吸気経路へと導入される吸気量）をも検出することができる。即ち、本実施態様に係る吸気装置においては、内燃機関に吸入される総吸気量と目標値との差を正確に検出することができるのみならず、第２吸気経路を流れる気流の量をも正確に検出することができる。従って、本実施態様に係る吸気装置によれば、第１吸気経路における吸気量を調節するスロットルバルブの開度が増大する際に第２吸気経路を開閉する開閉手段を開く制御（異音低減制御）を実行する場合においても、第２吸気経路を流れる気流の正確な量に基づいて第２吸気経路の開閉手段の開度をより正確に制御することにより、当該吸気装置によって供給される気流の総量をより有効に目標値に近付けて、上述したような吸気抵抗（圧力損失）の増大及び内燃機関の出力性能の変化をより有効に抑制することができる。
【００７６】
上記のような制御もまた、例えば、本実施態様に係る吸気装置が適用される内燃機関が搭載される車輌において、第１エアフロメータによって検出される流量と上記目標値との差を算出し、第１エアフロメータによって検出される流量と第２エアフロメータによって検出される流量とに基づいて算出される第２吸気経路から第１吸気経路へと導入される吸気量の増減により上記差を小さくするように、第２吸気経路を開閉する開閉手段の開度を制御するための制御信号（指示信号）を上記開閉手段に発するように、当該車輌の制御装置（例えばマイクロコンピュータ等）を構成すればよい。
【００７７】
以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施態様及び実施例につき、時に添付図面を参照しながら説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施態様及び実施例に限定されるものと解釈されるべきではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることが可能であることは言うまでも無い。
【符号の説明】
【００７８】
１００…吸気装置、１１０…第１吸気経路、１１１…スロットルバルブ、１２０…第２吸気経路、及び１２１…開閉手段。
【図１】
2015090099.tif 000003
【図２】
2015090099.tif 000004