(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気系のスロットル弁の下流に設けられたメインコレクタと、このメインコレクタにコレクタ容量切換弁を介して接続されるサブコレクタとを備えるエンジンの吸気装置において、
前記メインコレクタ内の圧力に対し前記サブコレクタ内の圧力が所定値以上低下する条件にて、前記メインコレクタと前記サブコレクタとの圧力差をなくすように、アクセル全閉状態からの加速操作を検出したときに、前記スロットル弁を開弁させる前に、前記コレクタ容量切換弁を強制的に開弁させることを特徴とするエンジンの吸気装置。
【請求項２】
エンジンの吸気系のスロットル弁の下流に設けられたメインコレクタと、このメインコレクタにコレクタ容量切換弁を介して接続されるサブコレクタとを備えるエンジンの吸気装置において、
前記メインコレクタ内の圧力に対し前記サブコレクタ内の圧力が所定値以上低下する条件にて、前記メインコレクタと前記サブコレクタとの圧力差をなくすように、前記メインコレクタと前記サブコレクタとを、前記メインコレクタから前記サブコレクタ方向への流れのみを許容する一方弁を介して連通させたことを特徴とするエンジンの吸気装置。
【請求項３】
前記コレクタ容量切換弁は、通常運転時にエンジン回転数に応じて低回転側で閉、高回転側で開とされることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の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、エンジンの吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、実公平４−８３０４号公報に記載の技術では、Ｖ型エンジンにおいて、バンク毎の吸気コレクタ間を仕切る隔壁に制御弁を設け、エンジン回転数が所定値以上になれば制御弁を開くことで、単気筒当たりのコレクタ容量を拡大させ、エンジン中・高回転域での全開負荷出力の向上を図っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、更なる全開負荷出力の向上を目的としてコレクタ容量を拡大するため、特願２００１−３０７１２２号にて提案したコレクタでは、メインコレクタとは別に、これにコレクタ容量切換弁を介して接続されるサブコレクタを設け、エンジン回転数に応じたコレクタ容量切換弁の開閉により、コレクタ容量を可変として、低回転側でのトルク応答性の向上と、高回転側での全開負荷出力の向上との両立を図るようにしている。
【０００４】
しかしながら、このようなコレクタを用いた場合、運転状況によっては、メインコレクタに対し、サブコレクタが負圧になる場合が生じ、スロットル弁からメインコレクタに導入される空気がサブコレクタに引かれるため、大きなトルク低下を生じて運転性に跳ね返るという問題点があった。
すなわち、例えばスロットル弁全開走行時に、コレクタ容量切換弁も開弁して、コレクタ容量を最大にしている状態から、急停止して、スロットル弁全閉となり、これよりやや遅れてコレクタ容量切換弁が閉となった時は、メインコレクタ及びサブコレクタ内の圧力は共に負圧となっているが、この後に、再加速に至るシーンでは、スロットル弁が開くとメインコレクタ内の圧力が上昇し、これよりやや遅れてコレクタ容量切換弁が開いた時に、メインコレクタ内の圧力に対し、サブコレクタ内の圧力はまだ負圧大となっており、スロットル弁からメインコレクタに導入される空気がサブコレクタに引かれてしまうのである。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決することのできるエンジンの吸気装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の発明では、エンジンの吸気系のスロットル弁の下流に設けられたメインコレクタと、このメインコレクタにコレクタ容量切換弁を介して接続されるサブコレクタとを備えるエンジンの吸気装置において、前記メインコレクタ内の圧力に対し前記サブコレクタ内の圧力が所定値以上低下する条件にて、前記メインコレクタと前記サブコレクタとの圧力差をなくすように、アクセル全閉状態からの加速操作を検出したときに、前記スロットル弁を開弁させる前に、前記コレクタ容量切換弁を強制的に開弁させることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明では、エンジンの吸気系のスロットル弁の下流に設けられたメインコレクタと、このメインコレクタにコレクタ容量切換弁を介して接続されるサブコレクタとを備えるエンジンの吸気装置において、前記メインコレクタ内の圧力に対し前記サブコレクタ内の圧力が所定値以上低下する条件にて、前記メインコレクタと前記サブコレクタとの圧力差をなくすように、前記メインコレクタと前記サブコレクタとを、前記メインコレクタから前記サブコレクタ方向への流れのみを許容する一方弁を介して連通させたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明では、前記コレクタ容量切換弁は、通常運転時にエンジン回転数に応じて低回転側で閉、高回転側で開とされることを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、メインコレクタ内の圧力に対しサブコレクタ内の圧力が所定値以上低下する条件として、アクセル全閉状態からの加速操作を検出し、このときに、コレクタ容量切換弁の開弁後に、スロットル弁を開弁させることで、メインコレクタとサブコレクタとの圧力差をなくすようにするので、スロットル弁からメインコレクタに導入される空気がサブコレクタに引かれることによるトルク低下を防止でき、運転性を向上することができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、メインコレクタとサブコレクタとを一方弁を介して連通させたことで、再加速時にスロットル弁が開いてメインコレクタ内の圧力が上昇すると、一方弁によりサブコレクタ内の圧力も上昇するので、コレクタ容量切換弁の開時の圧力差を確実に解消して、運転性への影響を回避できる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、コレクタ容量切換弁は、通常運転時にエンジン回転数に応じて低回転側で閉、高回転側で開とされるので、低回転側でのトルク応答性の向上と、高回転側での全開負荷出力の向上とを図ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１実施形態を示すエンジン吸気系の概略平面図、図２はその要部側面図である。本実施形態は４気筒エンジンの場合である。
エンジン１の吸気通路２には、吸入空気量検出用のエアフローメータ３が設けられ、その下流に電制スロットル弁４が設けられている。スロットル弁４の下流にはメインコレクタ５が設けられ、このメインコレクタ５から分岐した気筒毎のブランチ管６がエンジン１の各気筒の吸気ポート入口部に接続されている。
【００１５】
また、メインコレクタ５とは別に、サブコレクタ７が設けられ、メインコレクタ５とサブコレクタ７とは連通管８により連通し、この連通管８にはこれを開閉可能なコレクタ容量切換弁９が設けられている。
エンジン制御用のコントロールユニット１０には、前記エアフローメータ３の他、アクセル開度検出用のアクセル開度センサ１１、エンジン回転数検出用のクランク角センサ１２などから、信号が入力されている。
【００１６】
ここにおいて、電制スロットル弁４は、コントロールユニット１０により、主にアクセル開度に応じて、スロットル開度を制御される。
コレクタ容量切換弁９は、コントロールユニット１０により、主にエンジン回転数に応じて、開閉制御される。
すなわち、低回転領域（例えば 2800rpm以下の領域）では、コレクタ容量切換弁９を閉じて、メインコレクタ５とサブコレクタ７との連通を遮断することで、コレクタ容量を小さくし、トルク応答性の向上を図ると共に、共鳴過給効果による出力の向上を図る（図３のＡ参照）。
【００１７】
高回転領域では、コレクタ容量切換弁９を開いて、メインコレクタ５とサブコレクタ７とを連通させることで、コレクタ容量を大きくし、慣性過給効果により全開出力の向上を図る（図３のＢ参照）。
しかしながら、このような可変容量コレクタを用いた場合、運転状況によっては、メインコレクタ５に対し、サブコレクタ７が負圧になる場合が生じ、この場合に、コレクタ容量切換弁９を閉状態から全開状態へ急激に切換えると、スロットル弁４からメインコレクタ５に導入される空気がサブコレクタ７側に引かれるため、大きなトルク低下を生じて運転性に跳ね返るという問題点があった。
【００１８】
例えば、図４に示すように、加速（高負荷運転）→減速→再加速を行う場合である。
最初の加速（高負荷運転）中は、高回転領域であるため、コレクタ容量切換弁９は開いている。このときは、図５（ａ）に示すように、メインコレクタ５とサブコレクタ７は同等圧力である。
【００１９】
次にスロットル弁４が閉じて、減速に移行すると、これよりやや遅れて、所定の低回転領域（例えば 2800rpm以下の領域）に移行するので、コレクタ容量切換弁９はスロットル弁４の閉時期にやや遅れて閉じる。このときは、図５（ｂ）に示すように、メインコレクタ５が負圧化するが、コレクタ容量切換弁９が遅れて閉じるまでの間に、サブコレクタ７も負圧化している。
【００２０】
次にスロットル弁４が開いて、再加速に移行すると、メインコレクタ５の負圧が減少する。その一方、コレクタ容量切換弁９は、所定の回転数をしきい値として開弁動作を行うので、これより遅れて、高回転領域に入ってから、開き、この時点まで、負圧状態に保持されているので、図５（ｃ）に示すように、コレクタ容量切換弁９が一気に全開状態へと開いたときに、メインコレクタ５とサブコレクタ７との圧力差が大きく、サブコレクタ７がメインコレクタ５と比較して負圧が大きいので、スロットル弁４からメインコレクタ５に導入される空気がサブコレクタ７側に引かれるため、大きなトルク低下を生じて運転性に跳ね返るのである。すなわち、図４に「比較例」と記して示すように、コレクタ容量切換弁９がスロットル弁４の開動作に遅れて開き始める時点から、メインコレクタ５の負圧が一時的に増大し、吸入空気量が一時的に減少して、トルク段差を生じてしまうのである。
【００２１】
このため、本発明では、メインコレクタ５内の圧力に対し、サブコレクタ７の圧力が所定値以上低下する条件にて、メインコレクタ５とサブコレクタ７との圧力差をなくすようにする。
このため、図６のフローでは、サブコレクタ７の圧力が所定値以上低下する条件であることを推定し、この条件の推定時に、コレクタ容量切換弁９を強制的に開弁させる。
【００２２】
Ｓ１では、アクセル全閉状態からの加速操作を検出し、当該検出時にＳ２へ進む。
Ｓ２では、アクセル開速度（単位時間当たりのアクセル開度の増大側への変化量）が大（所定値以上）か否かを判定し、アクセル開速度大（急加速）の場合に、メインコレクタ５内の圧力に対しサブコレクタ７の圧力が所定値以上低下する条件であるとして、Ｓ３へ進む。
【００２３】
Ｓ３では、コレクタ容量切換弁９を開とし、この後に電制スロットル弁４を開とする。即ち、電制スロットル弁４を開弁する前に、コレクタ容量切換弁９を開弁することで、メインコレクタ５とサブコレクタ７との圧力を均等化する。
これにより、加速（高負荷運転）→減速→再加速を行った場合でも、図４中に「本発明」と記して示すように、再加速時にコレクタ容量切換弁９がスロットル弁４の開動作に先立って開弁するので、メインコレクタ５の負圧減少とサブコレクタ７の負圧減少とがほぼ同時に起こり、メインコレクタ５とサブコレクタ７との間で圧力差を生じることがなくなる。従って、再加速の直後に吸入空気量が減少するのを防止でき、トルク段差を生じることがない。
【００２４】
Ｓ１又はＳ２の判定でＮＯの場合は、メインコレクタ５内の圧力に対しサブコレクタ７の圧力が所定値以上低下する条件ではないので、Ｓ４へ進み、通常制御を行う。すなわち、アクセル開度に従って電制スロットル弁４の開度を制御する一方、エンジン回転数に応じてコレクタ容量切換弁９を開閉制御する。具体的には、低回転域（2800rpm 以下）でコレクタ容量切換弁９を閉じて、コレクタの小容量化によるトルク応答性の向上と共鳴過給効果による低速トルクの改善を図る。また、高回転域でコレクタ容量切換弁９を開いて、慣性過給効果による全開出力の向上を図る。
【００２５】
尚、本実施形態では、所定の条件にてスロットル弁とコレクタ容量切換弁の作動許可、作動序列を統合制御することとして、コレクタ容量切換弁の開弁後にスロットル弁を開操作するようにしているが、スロットル弁の開弁とほぼ同時にコレクタ容量切換弁を開操作するようにしても十分である。
次に本発明の第２実施形態について説明する。
【００２６】
図７は本発明の第２実施形態を示すエンジン吸気系の概略平面図、図８はその要部側面図である。本実施形態はＶ型６気筒エンジンの場合である。
エンジン１の吸気通路２には、吸入空気量検出用のエアフローメータ３が設けられ、その下流は２系統（Ａ、Ｂ）に分岐し、それぞれに電制スロットル弁４が設けられている。
【００２７】
各スロットル弁４の下流にはそれぞれメインコレクタ５が設けられ、各メインコレクタ５からそれぞれ分岐した気筒毎のブランチ管６がエンジン１の各気筒の吸気ポート開口部に接続されている。
また、各メインコレクタ５に対し、共通のサブコレクタ７が設けられ、各メインコレクタ５とサブコレクタ７とはそれぞれ複数の連通管８により連通し、各連通管８にはこれを開閉可能なコレクタ容量切換弁９が設けられている。
【００２８】
このような構成であっても、第１実施形態と同様に制御することにより、同様の効果が得られる。
次に本発明の第３実施形態について説明する。
図９は本発明の第３実施形態を示すエンジン吸気系の概略平面図、図１０はその要部側面図である。本実施形態は４気筒エンジンの場合である。
【００２９】
第３実施形態では、第１実施形態に対し、メインコレクタ５とサブコレクタ７とを、メインコレクタ５からサブコレクタ７の方向への空気の流れのみを許容する一方弁１５を介して連通させてある。
この一方弁１５は、サブコレクタ７の圧力がメインコレクタ５の圧力に対して所定圧低くなった場合にサブコレクタ７とメインコレクタ５とを連通するものである。
【００３０】
ここで、図１１に示すように、加速（高負荷運転）、減速を経て、再加速を行った場合、スロットル弁４の開弁時には、未だ低回転域にあるため、コレクタ容量切換弁９は開弁せず、メインコレクタ５の圧力上昇によりサブコレクタ７との間に圧力差を生じようとするが、一方弁１５の作用で、サブコレクタ７の圧力がメインコレクタ５と同様に上昇する。この結果、スロットル弁４の開弁より遅れて（高回転域に移行してから）、コレクタ容量切換弁９が開弁しても、図１１中に「本発明」と記して示すように、メインコレクタ５とサブコレクタ７とは同様に負圧が減少しているので、メインコレクタ５とサブコレクタ７との間に圧力差はない。従って、再加速の直後に吸入空気量が減少するのを防止でき、トルク段差を生じることがない。
【００３１】
次に本発明の第４実施形態について説明する。
図１２は本発明の第４実施形態を示すエンジン吸気系の概略平面図、図１３はその要部側面図である。本実施形態はＶ型６気筒エンジンの場合である。
第４実施形態では、第２実施形態に対し、各メインコレクタ５とサブコレクタ７とを、各メインコレクタ５からサブコレクタ７の方向への空気の流れのみを許容する一方弁１５を介して連通させてある。
【００３２】
このような構成であっても、一方弁１５を追加することにより、第３実施形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態を示すエンジン吸気系の概略平面図
【図２】  同上の要部側面図
【図３】  可変容量コレクタによる出力特性図
【図４】  加速→減速→再加速時のタイムチャート
【図５】  従来の問題点を示す図
【図６】  本発明の第１実施形態を示す制御のフローチャート
【図７】  本発明の第２実施形態を示すエンジン吸気系の概略平面図
【図８】  同上の要部側面図
【図９】  本発明の第３実施形態を示すエンジン吸気系の概略平面図
【図１０】  同上の要部側面図
【図１１】  加速→減速→再加速時のタイムチャート
【図１２】  本発明の第４実施形態を示すエンジン吸気系の概略平面図
【図１３】  同上の要部側面図
【符号の説明】
１  エンジン
２  吸気通路
３  エアフローメータ
４  電制スロットル弁
５  メインコレクタ
６  ブランチ管
７  サブコレクタ
８  連通管
９  コレクタ容量切換弁
１０  コントロールユニット
１１  アクセル開度センサ
１２  クランク角センサ
１５  一方弁
【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】
0003912174.tif 000010
【図１０】
0003912174.tif 000011
【図１１】
0003912174.tif 000012
【図１２】
0003912174.tif 000013
【図１３】
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