(57)【要約】【課題】吸気通路を配置したエンコパの中が高温状態になっても吸気通路に高温空気が吸入されることを防止すること。【解決手段】車両１の前部に配置されたエンコパ２の中において、その前側にラジエータ３が配置され、ラジエータ３の後方にエンジン５が配置される。エンコパ２の中において、ラジエータ３の後方に、エンジン５に空気を導入する吸気通路１１〜１５が配置される。吸気通路１１〜１５の先端には、吸気入口１５ａが設けられる。エンコパ２の下側はアンダーカバー６により覆われる。エンコパ２の後側においてアンダーカバー６に開口部６ａが設けられる。吸気通路１１〜１５がエンコパ２の後側へ向けて延び、その吸気入口１５ａが開口部６ａに隣接して配置される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前部に配置されたエンジンコンパートメントの中において、その前側にラジエータが配置され、前記ラジエータの後方にエンジンが配置された車両用エンジンの吸気装置であって、
前記エンジンコンパートメントの中において前記ラジエータの後方に配置され、前記エンジンに空気を導入するための吸気通路と、
前記吸気通路の先端に吸気入口が設けられることと、
前記エンジンコンパートメントの下側を覆うアンダーカバーと、
前記エンジンコンパートメントの後側において前記アンダーカバーに設けられた開口部と、
前記吸気通路が前記エンジンコンパートメントの後側へ向けて延び、前記吸気入口が前記開口部に隣接して配置されたことと
を備えたことを特徴とする車両用エンジンの吸気装置。
【請求項２】
前記開口部に、前記吸気入口へ向けて外気を案内する案内ダクトが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の車両用エンジンの吸気装置。
【請求項３】
前記吸気入口と前記案内ダクトとの間に開放部が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の車両用エンジンの吸気装置。
【請求項４】
前記案内ダクトにフィルタが設けられたことを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用エンジンの吸気装置。
【請求項５】
前記エンジンコンパートメントの中において前記ラジエータの後方に配置され、前記エンジンから排気を導出するための排気通路と、
前記排気通路の周りの高温空気を捕集するための高温ダクトと、
前記高温ダクトが前記吸気通路に接続されることと、
前記高温ダクトと前記吸気通路との接続部に設けられ、前記高温ダクトからの高温空気と前記吸気入口からの低温空気を前記吸気通路の下流側へ選択的に流すために流路を切り替える流路切替弁と
を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用エンジンの吸気装置。
【請求項６】
前記流路切替弁より下流の前記吸気通路における吸気温度を検出するための吸気温度検出手段と、
前記流路切替弁を制御するための弁制御手段と
を更に備え、
前記弁制御手段は、検出される前記吸気温度に基づき前記流路切替弁を制御することを特徴とする請求項５に記載の車両用エンジンの吸気装置。
【請求項７】
前記流路切替弁は、前記高温空気と前記低温空気の流路を切り替えるための弁体と、前記弁体を駆動するためのアクチュエータとを含み、
前記アクチュエータは、前記吸気温度に感応して膨張又は収縮することにより前記弁体を駆動するための膨縮部材を含む
ことを特徴とする請求項５に記載の車両用エンジンの吸気装置。
【請求項８】
前記流路切替弁より下流の前記吸気通路における吸気温度を検出するための吸気温度検出手段と、
前記流路切替弁の異常を判定するための異常判定手段と
を更に備え、
前記異常判定手段は、前記流路切替弁が前記高温空気と前記低温空気の流路を切り替える前と後で検出される前記吸気温度の変化に基づき前記流路切替弁が異常であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の車両用エンジンの吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両のエンジンコンパートメント（エンコパ）の中にエンジンとラジエータを配置した車両用エンジンの吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される車両用エンジンの吸気装置が知られている。一般の車両では、吸気通路とその吸気口がエンコパ内にてラジエータの後方に配置される。この場合、ラジエータを通り抜けた空気流により、エンコパ内の高温空気が吸気口から吸気通路へ吸入される。このため、エンジンの燃焼室に吸入される空気の密度が低下し、実質的な吸気量が低減してしまい、エンジン出力が低下するおそれがあった。そこで、特許文献１に記載の吸気装置では、吸気通路の吸気口を、ラジエータから遠ざけて設けることで、高温空気が吸気口から吸入されないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載される吸気装置では、エンジンの暖機が完了した後は、ラジエータを流れるエンジン冷却水が高温状態となり、エンコパ内も高温状態となってしまう。このため、ラジエータから遠ざけられた吸気口にも高温空気が吸入され、エンジン出力が低下するおそれがあった。
【０００５】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、吸気通路を配置したエンコパ内が高温状態になっても吸気通路に高温空気が吸入されることを防止できる車両用エンジンの吸気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、車両の前部に配置されたエンジンコンパートメントの中において、その前側にラジエータが配置され、ラジエータの後方にエンジンが配置された車両用エンジンの吸気装置であって、エンジンコンパートメントの中においてラジエータの後方に配置され、エンジンに空気を導入するための吸気通路と、吸気通路の先端に吸気入口が設けられることと、エンジンコンパートメントの下側を覆うアンダーカバーと、エンジンコンパートメントの後側においてアンダーカバーに設けられた開口部と、吸気通路がエンジンコンパートメントの後側へ向けて延び、吸気入口が開口部に隣接して配置されたこととを備えたことを趣旨とする。
【０００７】
上記発明の構成によれば、アンダーカバーの開口部からエンジンコンパートメントの中へ流れ込む外気は、ラジエータを通り抜けていないので、エンジンの暖機が完了した後も外部の温度程度に低くなっている。ここで、吸気通路の吸気入口が開口部に隣接して配置されるので、開口部からエンジンコンパートメントの中へ流れ込む低温の外気が、吸気入口から吸気通路へと吸入される。
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、開口部に、吸気入口へ向けて外気を案内する案内ダクトが設けられたことを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、開口部に設けられた案内ダクトにより、吸気入口へ向けて外気が案内されるので、吸気入口に外気が入り易くなる。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、吸気入口と案内ダクトとの間に開放部が設けられたことを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、請求項２に記載の発明の作用に加え、吸気入口と案内ダクトとの間に開放部が設けられるので、吸気入口に作用する吸気負圧が開放部で緩和され、開口部から案内ダクトへの水滴や雪等の引き込みが少なくなる。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、案内ダクトにフィルタが設けられたことを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、請求項２又は３に記載の発明の作用に加え、案内ダクトにフィルタが設けられるので、開口部から案内ダクトへ引き込まれる異物がフィルタで捕集される。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、エンジンコンパートメントの中においてラジエータの後方に配置され、エンジンから排気を導出するための排気通路と、排気通路の周りの高温空気を捕集するための高温ダクトと、高温ダクトが吸気通路に接続されることと、高温ダクトと吸気通路との接続部に設けられ、高温ダクトからの高温空気と吸気入口からの低温空気を吸気通路の下流側へ選択的に流すために流路を切り替える流路切替弁とを更に備えたことを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の作用に加え、エンジンの運転時に排気通路の周りで暖められる高温空気は高温ダクトで捕集される。ここで、高温ダクトと吸気通路との接続部に設けられた流路切替弁により流路が切り替えられることで、高温ダクトからの高温空気と吸気入口からの低温空気とが、吸気通路の下流側へと選択的に流れる。従って、必要に応じて流路切替弁により流路が切り替えられることで、エンジンに導入される空気が高温空気と低温空気との間で切り替えられる。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、流路切替弁より下流の吸気通路における吸気温度を検出するための吸気温度検出手段と、流路切替弁を制御するための弁制御手段とを更に備え、弁制御手段は、検出される吸気温度に基づき流路切替弁を制御することを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、請求項５に記載の発明の作用に加え、吸気温度検出手段により検出される吸気温度に基づき流路切替弁が弁制御手段により制御されるので、エンジンに導入される空気が、吸気温度に応じて高温空気と低温空気との間で切り替えられる。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、流路切替弁は、高温空気と低温空気の流路を切り替えるための弁体と、弁体を駆動するためのアクチュエータとを含み、アクチュエータは、吸気温度に感応して膨張又は収縮することにより弁体を駆動するための膨縮部材を含むことを趣旨とする。
【００１９】
上記発明の構成によれば、請求項５に記載の発明の作用に加え、流路切替弁は、膨縮部材が吸気温度に感応して膨張又は収縮することで、アクチュエータが弁体を駆動し、高温空気と低温空気の流路が切り替えられる。従って、流路切替弁を駆動するための電気的な構成が不要となる。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の発明において、流路切替弁より下流の吸気通路における吸気温度を検出するための吸気温度検出手段と、流路切替弁の異常を判定するための異常判定手段とを更に備え、異常判定手段は、流路切替弁が高温空気と低温空気の流路を切り替える前と後で検出される吸気温度の変化に基づき流路切替弁が異常であるか否かを判定することを趣旨とする。
【００２１】
上記発明の構成によれば、請求項６又は７に記載の発明の作用に加え、吸気温度検出手段により、流路切替弁より下流の吸気通路における吸気温度が検出される。ここで、流路切替弁が高温空気と低温空気の流路を切り替える前と後で検出される吸気温度の変化に基づき流路切替弁が異常であるか否かが異常判定手段により判定される。従って、流路切替弁が異常であることの判定結果から流路切替弁に故障が発生したことを早期に知ることが可能になる。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載の発明によれば、吸気通路を配置したエンコパの中が高温状態になっても吸気通路に高温空気が吸入されることを防止することができる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、エンジンの加速時にも吸気通路へ外気を吸入し易くすることができ、エンジンのノッキングを抑えることができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、エンジンに水滴や雪などが吸入されることを防止することができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は３に記載の発明の効果に加え、吸気通路に飛び石等の異物が入ることを防止することができる。
【００２６】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の効果に加え、エンジンに吸入される吸気の温度を任意に制御することができる。
【００２７】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明の効果に加え、エンジンに吸入される吸気の温度を吸気温度に応じて制御することができる。
【００２８】
請求項７に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明の効果に加え、吸気装置の構成を簡略化することができる。
【００２９】
請求項８に記載の発明によれば、請求項６又は７に記載の発明の効果に加え、運転者が流路切替弁の故障に早期に対処することができ、エンジンでの２次故障の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態に係り、ボンネットを取り外した車両前部を概略的に示す平面図。
【図２】第１実施形態に係り、車両前部に配置されたエンコパの中を概略的に示す側面図。
【図３】第２実施形態に係り、車両前部に配置されたエンコパの中を概略的に示す側面図。
【図４】第３実施形態に係り、ボンネットを取り外した車両前部を概略的に示す平面図。
【図５】第３実施形態に係り、ボンネットを取り外した車両前部を概略的に示す平面図。
【図６】第３実施形態に係り、車両前部に配置されたエンコパの中を概略的に示す側面図。
【図７】第３実施形態に係り、高温ダクトと第２吸気管との接続部分及び流路切替弁を図４の矢印Ａの方向から見て概略的に示す断面図。
【図８】第３実施形態に係り、高温ダクトと第２吸気管との接続部分及び流路切替弁を図４の矢印Ａの方向から見て概略的に示す断面図。
【図９】第３実施形態に係り、吸気装置の電気的構成を示すブロック図。
【図１０】第３実施形態に係り、吸気温度制御の内容を示すフローチャート。
【図１１】第４実施形態に係り、吸気温度制御の内容を示すフローチャート。
【図１２】第５実施形態に係り、図７に準ずる断面図。
【図１３】第５実施形態に係り、図８に準ずる断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
＜第１実施形態＞
以下、本発明における車両用エンジンの吸気装置を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
図１に、ボンネットを取り外した車両１の前部を概略的に平面図により示す。図１において、車両１の前後左右の方向を矢印で示す（以下に示す同等の他の図において方向は同じ。）図２に、車両１の前部に配置されたエンコパ２の中を概略的に側面図により示す。図２において、車両１の前後上下の方向を矢印で示す（以下に示す同等の他の図において方向は同じ。）図1、図２において、太い矢印は「空気流」を表わし、その矢印中の「網掛け」の濃淡の違いは温度の違いを示す。網掛けが濃いほど温度が高いことを表わす（以下に示す同等の他の図においても同じ。）。エンコパ２の中には、その前側中央にラジエータ３が配置され、車両１の前方から取り込まれる空気がラジエータ３を通り抜けてエンコパ２の中へ流入するようになっている。ラジエータ３の後方には、エンジン５と吸気通路及び排気通路が配置される。ここで、ラジエータ３には、エンジン５を冷却して暖められた冷却水（温水）が熱交換のために流れ、循環するように冷却水通路（図示略）が設けられる。エンジン５の冷間始動時には、エンジン５で暖められた冷却水をラジエータ３を介さず（バイパスして）、エンジンに戻し、暖機を促進させる。その後、エンジン５の暖機が進むに連れて冷却水の温度が上昇し、エンジン５の暖機が完了した状態では、高温の冷却水（温水）がラジエータ３へ流れることになる。
【００３３】
ラジエータ３の左右両側には、ヘッドライト４が配置される。エンコパ２の中には、エンジン５が横向きに配置される。エンジン５の前側には、燃焼室（図示略）へ空気を導入するための吸気マニホルド１１が設けられる。エンジン５の後側には、燃焼室から排気を導出するための排気マニホルド２１が設けられる。排気マニホルド２１の下流側には、排気浄化のための触媒コンバータ２２を介して排気管２３が接続される。排気マニホルド２１、触媒コンバータ２２及び排気管２３は、本発明の排気通路を構成する。エンコパ２には、その下側（底側）を覆うアンダーカバー６が設けられる。また、エンコパ２の後側において、アンダーカバー６には、路面側へ通じる開口部６ａが設けられる。排気管２３は、この開口部６ａを経由して車両１の後側へ延びる。
【００３４】
吸気マニホルド１１の入口側には、スロットル装置１２を介して第１吸気管１３が接続される。第１吸気管１３の先端には、エアクリーナ１４が設けられる。エアクリーナ１４の入口には、第２吸気管１５が接続される。これら吸気マニホルド１１、スロットル装置１２、第１吸気管１３、エアクリーナ１４及び第２吸気管１５により本発明の吸気通路が構成される。吸気通路は、エンジン５の燃焼室へ空気（吸気）を導入するようになっている。吸気マニホルド１１は、サージタンク１１ａと複数の分岐管１１ｂとを含む。スロットル装置１２は、スロットル弁１２ａを含む。スロットル装置１２は、横向きに配置されたサージタンク１１ａの右端に固定される。第１吸気管１３は、スロットル装置１２から右方向へ延びてエアクリーナ１４に接続される。第２吸気管１５は、エアクリーナ１４から一旦後方向へ延び、途中から左方向へ屈曲する。第２吸気管１５は、その先端に吸気入口１５ａを含む。吸気入口１５ａは、アンダーカバー６の開口部６ａに隣接すると共に、開口部６ａへ向けて配置される。エンジン５、吸気マニホルド１１、スロットル装置１２、第１吸気管１３、エアクリーナ１４、第２吸気管１５、排気マニホルド２１、触媒コンバータ２２及び排気管２３は、エンコパ２の中において、ラジエータ３の後方に配置される。
【００３５】
以上説明したこの実施形態における車両用エンジンの吸気装置によれば、エンジン５の運転時に、アンダーカバー６の開口部６ａからエンコパ２の中へ流れ込む外気は、ラジエータ３を通り抜けていないので、エンジン５の暖機が完了した後も外部の温度程度に低くなっている。ここで、第２吸気管１５の吸気入口１５ａがアンダーカバー６の開口部６ａに隣接して配置される。従って、開口部６ａからエンコパ２の中へ流れ込む低温の外気が、吸気入口１５ａから第２吸気管１５へと吸入される。このため、吸気通路（吸気マニホルド１１、スロットル装置１２、第１吸気管１３、エアクリーナ１４及び第２吸気管１５）を配置したエンコパ２の中が、エンジン５の暖機完了後等に高温状態となっても、吸気通路に高温の空気が吸入されることを防止することができる。この結果、エンジン５の燃焼室に導入される空気の密度低下を防止することができ、実質的な吸気量が低減することによるエンジン５の出力低下を防止することができる。
【００３６】
ここで、アンダーカバー６の開口部６ａには、高温となる排気管２３等が配置されるが、開口部６ａはラジエータ３に比べ熱交換性能が低い。そのため、開口部６ａに排気管２３等が存在しても、低温の外気を、開口部６ａを通じて外部からエンコパ２の中へ導入することができる。特に、エンジン５の吸気量が多くなるほど、低温の外気を吸気通路へ取り込み易くなる。
【００３７】
＜第２実施形態＞
次に、本発明における車両用エンジンの吸気装置を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００３８】
なお、以下の説明において、第１実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。
【００３９】
図３に、車両１の前部に配置されたエンコパ２の中を概略的に側面図により示す。この実施形態では、次の点で第１実施形態と構成が異なる。すなわち、アンダーカバー６の開口部６ａには、第２吸気管１５の吸気入口１５ａへ向けて外気を案内する案内ダクト７が設けられる。この案内ダクト７は、開口部６ａの一部に設けられ、開口部６ａから吸気入口１５ａへ向けて延びる筒状をなす。この案内ダクト７には、外気中の異物を捕集するためのフィルタ８が設けられる。また、吸気入口１５ａと案内ダクト７の先端出口７ａとの間には、開放部９が設けられる。つまり、吸気入口１５ａと先端出口７ａとの間は繋がっておらず、所定の空間が設けられる。
【００４０】
以上説明したこの実施形態における車両用エンジンの吸気装置によれば、アンダーカバー６の開口部６ａに設けられた案内ダクト７により、第２吸気管１５の吸気入口１５ａへ向けて外気が案内されるので、外気が吸気入口１５ａへ入り易くなる。このため、エンジン５の加速時にも吸気通路へ外気を吸入し易くすることができ、エンジン５のノッキングを抑えることができる。
【００４１】
この実施形態では、第２吸気管１５の吸気入口１５ａと案内ダクト７との間に開放部９が設けられるので、吸気入口１５ａに作用する吸気負圧が開放部９で緩和され、開口部６ａから案内ダクト７への水滴や雪等の引き込みが少なくなる。このため、エンジン５に水滴や雪などが吸入されることを防止することができる。
【００４２】
この実施形態では、案内ダクト７にフィルタ８が設けられるので、開口部６ａから案内ダクト７へ入る飛び石等の異物がフィルタ８で捕集される。このため、飛び石等の異物が第２吸気管１５等の吸気通路へ入ることを防止することができる。
【００４３】
＜第３実施形態＞
次に、本発明における車両用エンジンの吸気装置を具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００４４】
図４及び図５に、ボンネットを取り外した車両１の前部を概略的に平面図により示す。図６に、車両の前部に配置されたエンコパの中を概略的に側面図により示す。この実施形態では、次の点で第２実施形態と構成が異なる。すなわち、エンコパ２の中には、排気マニホルド２１の周りの高温空気を捕集するための高温ダクト２６が設けられる。この高温ダクト２６は、排気マニホルド２１の周囲を隙間を保ちながら覆うシュラウド２６ａと、そのシュラウド２６ａから延びる導管２６ｂとを含む。導管２６ｂの出口は第２吸気管１５に接続される。導管２６ｂと第２吸気管１５との接続部には、流路切替弁２７が設けられる。この流路切替弁２７は、高温ダクト２６からの高温空気と吸気入口１５ａからの低温空気を第２吸気管１５の下流側へ選択的に流すために流路を切り替える。この実施形態で、流路切替弁２７は電動弁により構成される。図４、図５に示すように、エアクリーナ１４には、その中を流れる吸気の温度を吸気温度ＴＨＡとして検出するための吸気温センサ４２が設けられる。この吸気温センサ４２は、本発明の吸気温度検出手段の一例に相当する。また、第１吸気管１３には、同吸気管１３を流れる吸気量Ｇａを検出するためのエアフローメータ４３が設けられる。また、車両１の運転席には、エンジン５を始動及び停止させるために操作されるイグニションスイッチ（ＩＧスイッチ）４４と、流路切替弁２７の異常を報知するための警報ランプ３１とが設けられる。また、車両１には、各センサ等４１〜４４の検出値に基づき流路切替弁２７を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）５０が設けられる。
【００４５】
図７及び図８に、高温ダクト２６と第２吸気管１５との接続部分及び流路切替弁２７を図４の矢印Ａの方向から見た概略的な断面図により示す。流路切替弁２７は、回転軸２７ａにより搖動可能に設けられた弁体２７ｂと、その弁体２７ｂを駆動するモータ２７ｃとを備える。弁体２７ｂは、回転軸２７ａが回転することで、図７に示す高温空気位置と図８に示す低温空気位置との間で切り替え配置されるようになっている。図７に示す高温空気位置では、吸気入口１５ａからの低温空気が遮断され、排気マニホルド２１の周囲の高温空気が高温ダクト２６から第２吸気管１５へ導入される。図８に示す低温空気位置では、高温ダクト２６からの高温空気が遮断され、吸気入口１５ａからの低温空気が第２吸気管１５へ導入される。
【００４６】
図９に、この実施形態における吸気装置の電気的構成をブロック図により示す。ＥＣＵ５０の入力側には、吸気温センサ４２、エアフローメータ４３及びＩＧスイッチ４４が接続される。ＥＣＵ５０の出力側には、流路切替弁２７のモータ２７ｃと警報ランプ３１が接続される。ＥＣＵ５０は、本発明の弁制御手段の一例に相当し、吸気温度制御を実行するために、検出される吸気温度ＴＨＡに基づき流路切替弁２７を制御するように構成される。
【００４７】
次に、ＥＣＵ５０が実行する吸気温度制御について説明する。図１０に、この吸気温度制御の内容をフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ１００で、ＥＣＵ５０は、吸気温センサ４２の検出値に基づき吸気温度ＴＨＡを取り込む。
【００４８】
次に、ステップ１１０で、ＥＣＵ５０は、流路切替フラグＸＤＣが「０」か否かを判断する。この流路切替フラグＸＤＣは、後述するように、流路切替弁２７が高温空気位置へ切り替えられたときに「１」に設定され、低温空気位置へ切り替えられたときに「０」に設定されるようになっている。ＥＣＵ５０は、ステップ１１０の判断結果が肯定となる場合にステップ１２０へ、この判断結果が否定となる場合にステップ１５０へ移行する。
【００４９】
ステップ１２０では、ＥＣＵ５０は、吸気温度ＴＨＡが第１所定値ＴＨ１より低いか否かを判断する。ここで、第１所定値ＴＨ１として、例えば「３０℃」を当てはめることができる。ＥＣＵ５０は、ステップ１２０の判断結果が肯定となる場合にステップ１３０へ、この判断結果が否定となる場合にステップ１６０へ移行する。
【００５０】
ステップ１３０では、ＥＣＵ５０は、流路切替弁２７を高温空気位置へ切り替える。これにより、図７に示すように、第２吸気管１５へ高温空気が導入される。
【００５１】
その後、ステップ１４０で、ＥＣＵ５０は、流路切替フラグＸＤＣを「１」に設定し、処理をステップ１００へ戻す。
【００５２】
一方、ステップ１１０から移行してステップ１５０では、ＥＣＵ５０は、吸気温度ＴＨＡが、第２所定値ＴＨ２（ＴＨ１＜ＴＨ２）より低いか否かを判断する。ここで、第２所定値ＴＨ２として、例えば「３５℃」を当てはめることができる。ＥＣＵ５０は、ステップ１５０の判断結果が肯定となる場合にステップ１６０へ、この判断結果が否定となる場合にステップ１３０へ移行する。
【００５３】
ステップ１５０又はステップ１２０から移行してステップ１６０では、ＥＣＵ５０は、流路切替弁２７を低温空気位置へ切り替える。これにより、図８に示すように、第２吸気管１５へ低温空気が導入される。
【００５４】
その後、ステップ１７０で、ＥＣＵ５０は、流路切替フラグＸＤＣを「０」に設定し、処理をステップ１００へ戻す。
【００５５】
以上説明したこの実施形態における車両用エンジンの吸気装置によれば、エンジン５の運転時に排気マニホルド２１の周りで暖められる高温空気が高温ダクト２６で捕集される。ここで、高温ダクト２６と第２吸気管１５との接続部に設けられた流路切替弁２７により流路が切り替えられることで、高温ダクト２６からの高温空気と吸気入口１５ａからの低温空気とが、第２吸気管１５の下流側へと選択的に流される。従って、必要に応じて流路切替弁２７により流路が切り替えられることで、エンジン５の燃焼室に導入される空気が高温空気と低温空気との間で切り替えられる。このため、エンジン５の燃焼室に吸入される空気の温度を任意に制御することができる。この結果、例えば、エンジン５の冷間始動時には、高温空気をエンジン５の燃焼室に吸入させることで、エンジン５の始動性を向上させることができる。また、エンジン５の始動完了後には、低温空気をエンジン５の燃焼室に吸入させることで、エンジン５の燃焼室における空気の密度低下を抑えることができる。
【００５６】
この実施形態では、吸気温センサ４２により検出される吸気温度ＴＨＡに基づき流路切替弁２７がＥＣＵ５０により制御される。従って、エンジン５の燃焼室に導入される空気が、吸気温度ＴＨＡに応じて高温空気と低温空気との間で切り替えられる。このため、エンジン５の燃焼室に吸入される空気の温度を吸気温度ＴＨＡに応じて制御することができる。この結果、例えば、吸気温度ＴＨＡが低温となるエンジン５の冷間始動時には、高温空気をエンジン５の燃焼室に導入させることで、エンジン５の始動性を向上させることができる。また、吸気温度ＴＨＡが高温となるエンジン５の始動完了後には、低温空気をエンジン５の燃焼室に導入させることで、エンジン５の燃焼室における空気の密度低下を抑えることができる。
【００５７】
＜第４実施形態＞
次に、本発明における車両用エンジンの吸気装置を具体化した第４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００５８】
この実施形態では、ＥＣＵ５０が実行する吸気温度制御の内容の点で第３実施形態と構成が異なる。図１１に、その内容をフローチャートにより示す。
【００５９】
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ２００で、ＥＣＵ５０は、ＩＧオンか、すなわち、エンジン５を始動させるためにＩＧスイッチ４４がオンされたか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ２１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ３２０へ移行する。
【００６０】
ステップ２１０では、ＥＣＵ５０は、エンジン５を始動させる前に吸気温センサ４２で検出された吸気温度を始動前吸気温度ＳＴＨＡとして取り込む。
【００６１】
次に、ステップ２２０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた始動前吸気温度ＳＴＨＡが第１所定値ＴＨ１１より低いか否かを判断する。この第１所定値ＴＨ１１として、例えば「５０℃」を当てはめることができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ２３０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ３４０へ移行する。
【００６２】
ステップ２３０で、ＥＣＵ５０は、故障検出フラグＸＨＡＯが「０」であるか否かを判断する。この故障検出フラグＸＨＡＯは、後述するように流路切替弁２７の故障検出が未完了のときに「０」に、故障検出が完了したときに「１」に設定されるようになっている。
ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ２４０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ２００へ戻す。
【００６３】
ステップ２４０では、ＥＣＵ５０は、流路切替弁２７を、図７に示す高温空気位置へ切り替える。
【００６４】
次に、ステップ２５０で、ＥＣＵ５０は、流路切替弁２７を高温空気位置へ切り替えてから所定時間Ｔ１が経過するのを待って処理をステップ２６０へ移行する。この所定時間Ｔ１として、例えば「３０秒」を当てはめることができる。
【００６５】
ステップ２６０では、ＥＣＵ５０は、エアフローメータ４３の検出値に基づき吸気量Ｇａを取り込む。
【００６６】
次に、ステップ２７０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた吸気量Ｇａが所定値Ｇ１より少ないか否かを判断する。この所定値Ｇ１として、低負荷時相当の吸気量を当てはめることができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ２８０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ２００へ戻す。
【００６７】
ステップ２８０では、ＥＣＵ５０は、吸気温センサ４２の検出値に基づき現在の吸気温度ＴＨＡを取り込む。
【００６８】
次に、ステップ２９０で、ＥＣＵ５０は、始動前吸気温度ＳＴＨＡが、現在の吸気温度ＴＨＡに第１所定値αを加えた温度より低いか否かを判断す。ここで、第１所定値αとして、例えば「３０℃」を当てはめることができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ３００へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ３５０へ移行する。
【００６９】
ステップ３００では、ＥＣＵ５０は、流路切替弁２７が正常に動作していると判定する。ＥＣＵ５０は、この判定結果を内蔵メモリに記憶することができる。
【００７０】
次に、ステップ３１０で、ＥＣＵ５０は、故障検出が完了していることから、故障検出フラグＸＨＡＯを「１」に設定し、処理をステップ２００へ戻す。
【００７１】
一方、ステップ２００から移行してステップ３２０では、ＥＣＵ５０は、故障検出フラグＸＨＡＯを「０」に設定する。また、ステップ２２０から移行してステップ３４０では、ＥＣＵ５０は、故障検出フラグＸＨＡＯを「１」に設定する。
【００７２】
ステップ３２０又はステップ３４０から移行してステップ３３０では、ＥＣＵ５０は、流路切替弁２７を、図８に示す低温空気位置へ切り替えた後、処理をステップ２００へ戻す。
【００７３】
一方、ステップ２９０から移行してステップ３５０では、始動前吸気温度ＳＴＨＡが、現在の吸気温度ＴＨＡに第２所定値βを加えた温度より低いか否かを判断す。ここで、第２所定値βとして、例えば「１０℃」を当てはめることができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ３６０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ２００へ戻す。
【００７４】
ステップ３６０では、ＥＣＵ５０は、流路切替弁２７が異常であると判定する。ＥＣＵ５０は、この判定結果を内蔵メモリに記憶することができる。
【００７５】
次に、ステップ３７０で、ＥＣＵ５０は、流路切替弁２７が異常であることを報知する。すなわち、ＥＣＵ５０は、警報ランプ３１を点滅させることでこの異常を報知することができる。その後、ＥＣＵ５０は、処理をステップ３１０へ移行する。
【００７６】
上記制御において、ＥＣＵ５０は、流路切替弁２７が高温空気と低温空気の流れを切り替える前と後で吸気温センサ４２により検出される吸気温度ＴＨＡの変化に基づき流路切替弁２７が異常であるか否かを判定するようになっている。この実施形態で、ＥＣＵ５０は、本発明の異常判定手段に相当する。
【００７７】
以上説明したこの実施形態における車両用エンジンの吸気装置によれば、吸気温センサ４２により、流路切替弁２７より下流の吸気通路における吸気温度ＴＨＡが検出される。ここで、流路切替弁２７が高温空気と低温空気の流れを切り替える前と後で検出される吸気温度ＴＨＡの変化に基づき流路切替弁２７が異常であるか否かがＥＣＵ５０により判定される。従って、流路切替弁２７が異常であることの判定結果から流路切替弁２７に故障が発生したことを早期に知ることが可能になる。このため、運転者が流路切替弁２７の故障に早期に対処することができ、エンジン５での２次故障の発生を防止することができる。
【００７８】
例えば、流路切替弁２７の弁体２７ｂが高温空気位置に配置された状態のまま固着故障した場合は、エンジン５の暖機が完了した後も高温空気が燃焼室に吸入されるので、空気密度の低下により燃料の燃焼性が悪化し、エンジン５でノッキング悪化やトルク低下及び燃費悪化という２次故障を招くおそれがある。一方、流路切替弁２７の弁体２７ｂが低温空気位置に配置された状態のまま固着故障した場合は、吸気通路で凝縮水が発生したり、その凝縮水の凍結によりスロットル弁１２ａが固着するなどの２次故障を招くおそれがある。この実施形態では、上記のような流路切替弁２７の故障に早期に対処することが可能となり、上記のような２次故障の発生を防止することができる。
【００７９】
＜第５実施形態＞
次に、本発明における車両用エンジンの吸気装置を具体化した第５実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００８０】
この実施形態では、流路切替弁の構成の点で第３及び第４の実施形態と構成が異なる。図１２及び図１３は、図７及び図８に準ずる断面図である。図１２、図１３に示すように、この実施形態では、流路切替弁３７が非電動の機械式弁により構成される。この実施形態で、流路切替弁３７は、回転軸３７ａにより搖動可能に設けられた弁体３７ｂを駆動するためのアクチュエータ３８を備える。アクチュエータ３８は、第２吸気管１５と一体に形成されたシリンダ３８ａと、シリンダ３８ａに対してストローク運動可能に設けられたロッド３８ｂと、シリンダ３８ａの中にてロッド３８ｂの基端に設けられたピストン３８ｃと、シリンダ３８ａの中にてピストン３８ｃの両側に配置されたコイル形状をなす第１スプリング３８ｄ及び第２スプリング３８ｅとを備える。ロッド３８ｂの先端は、リンク機構３８ｆを介して回転軸３７ａに連結される。この実施形態では、第１スプリング３８ｄが、吸気温度に感応して膨張又は収縮することにより弁体３７ｂを駆動するための形状記憶合金より形成される。形状記憶合金は、本発明の膨縮部材に相当する。シリンダ３８ａは、第２吸気管１５の内部に面する部分が、他の部分よりも薄肉に形成される。これにより、第２吸気管１５の内部における吸気温度が、第１スプリング３８ｄに伝わりやすくなっている。ここで、第１スプリング３８ｄは、吸気温度が所定温度以下の低温になる場合、図１２に示すように収縮し、ロッド３８ｂを第２スプリング３８ｅの付勢力により伸長させて弁体３７ｂを高温空気位置に配置させるようになっている。一方、第１スプリング３８ｄは、吸気温度が所定温度より高い高温になる場合、図１３に示すように膨張し、ロッド３８ｂを第２スプリング３８ｅの付勢力に抗して収縮させて弁体３７ｂを低温空気位置に配置させるようになっている。
【００８１】
以上説明したこの実施形態における車両用エンジンの吸気装置によれば、流路切替弁３７は、形状記憶合金である第１スプリング３８ｄが吸気温度に感応して膨張又は収縮することで、アクチュエータ３８が弁体３７ｂを駆動し、弁体３７ｂが高温空気位置と低温空気位置との間で切り替え配置される。従って、第３及び第４の実施形態と異なり、流路切替弁３７を駆動するための電気的な構成が不要となる。このため、吸気装置の構成を簡略化することができる。
【００８２】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。
【００８３】
（１）前記第２実施形態では、第２吸気管１５の吸気入口１５ａと案内ダクト７の先端出口７ａとの間の１カ所に開放部９を設けたが、この開放部を第２吸気管と案内ダクトとの間に２カ所以上に分けて設けることもできる。
【００８４】
（２）前記第２実施形態では、案内ダクト７にフィルタ８を設けたが、このフィルタを省略することもできる。
【００８５】
（３）前記第５実施形態では、アクチュエータ３８に設けられる膨縮部材として、形状記憶合金よりなるコイル形状の第１スプリング３８ｄを設けたが、形状記憶合金であればコイル形状のスプリングでなくても板ばねであってもよい。また、いわゆるワックスを膨縮部材としてアクチュエータに設けることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
この発明は、前部のエンコパ内にエンジンを配置した自動車等の車両に利用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１  車両
２  エンコパ
３  ラジエータ
５  エンジン
６  アンダーカバー
６ａ  開口部
７  案内ダクト
７ａ  先端出口
８  フィルタ
９  開放部
１１  吸気マニホルド（吸気通路）
１１ａ  サージタンク
１１ｂ  分岐管
１２  スロットル装置（吸気通路）
１２ａ  スロットル弁
１３  第１吸気管（吸気通路）
１４  エアクリーナ（吸気通路）
１５  第２吸気管（吸気通路）
１５ａ  吸気入口
２１  排気マニホルド（排気通路）
２２  触媒コンバータ（排気通路）
２３  排気管（排気通路）
２６  高温ダクト
２６ａ  シュラウド
２６ｂ  導管
２７  流路切替弁
３７  流路切替弁
３８  アクチュエータ
３８ｄ  第１スプリング（膨縮部材）
４２  吸気温センサ（吸気温度検出手段）
５０  ＥＣＵ（弁制御手段、異常判定手段）
ＴＨＡ  吸気温度
ＳＴＨＡ  始動前吸気温度
【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】
2016185749.tif 000011
【図１０】
2016185749.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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