(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気通路をスロットル弁下流において第１および第２の通路に分岐させ、前記第１の通路内に電子制御装置の信号により開閉可能な制御弁を配設してなるエンジンの吸気装置であって、
前記制御弁は、前記エンジン停止時に所定角度に開弁され、次回エンジン始動時まで開弁状態で保持されることを特徴とするエンジンの吸気装置。
【請求項２】
エンジンの吸気通路をスロットル弁下流において第１および第２の通路に分岐させ、前記第１の通路内に電子制御装置の信号により開閉可能な制御弁を配設してなるエンジンの吸気装置であって、
前記制御弁は、前記エンジン停止時に一旦全閉にされた後、所定角度に開弁され、次回エンジン始動時まで開弁状態で保持され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、エンジンの吸気装置に関し、特に、エンジン燃焼室内にタンブル流を生成するためのタンブル生成バルブ（以下、ＴＧＶと略記する）を有するエンジンの吸気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エンジン燃焼室内にタンブル流が生成されると、その燃焼状態が向上することが広く知られている。燃焼状態が良好になると、始動性が向上したり、始動時の空燃比をリーン化して排ガス成分の改善が図れるなどのメリットがある。
【０００３】
そこで、特開平５−２０９５８２号公報には、タンブル流生成のため、吸気通路を仕切壁によって二分し、低負荷用ポートと高負荷用ポートを形成して、高負荷用ポート側に制御弁（ＴＧＶ）を設けたエンジンの吸気装置が開示されている。ここでは、インジェクタを、噴射燃料が仕切壁に対して指向するよう配設する。そして、仕切壁の燃料衝突部位を、凹凸形状等に形成して燃料霧化の促進を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、このようなＴＧＶは、始動時には閉状態で使用される。すなわち、始動時には、始動性向上や空燃比リーン化のため、燃焼室内にタンブル流を生成すべくＴＧＶが閉じられ、低負荷用ポート側のみから混合気が供給される。また、始動時間（クランキング時間）短縮のためには、イグニッションスイッチ（以下、ＩＧ．ＳＷと略記する）ＯＮ後の閉弁動作によるタイムラグをなくすため、スイッチＯＮ以前にＴＧＶが閉状態となっていることが望まれる。このため、ＴＧＶは、エンジン停止時に予め閉状態とされ、次回始動時までそのまま維持されることになる。
【０００５】
ところが、エンジン停止中にＴＧＶを閉状態のまま放置しておくと、完全冷態状態となりＴＧＶにマニホールド内の油分等の汚れが付着する恐れがある。また、低温下においては、ＴＧＶが氷結することも考えられる。そして、かかる汚れや氷結により、ＴＧＶがマニホールド内壁に固着し正常動作できなくなる恐れがあるという問題があった。
【０００６】
この場合、エンジン停止時にＴＧＶを開状態としておけば、前述のような固着による作動不良は防止し得る。しかしながら、エンジン始動時にＴＧＶを閉じる動作を必要とするため、ＩＧ.ＳＷをＯＮした際に、ＴＧＶ開→閉の動作時間の分だけ（０.５〜１.０秒）始動時間が長くなる。このような始動時間の延長は、運転者の操作フィーリングを損い、商品性の悪化を招くため、ＴＧＶを開状態で維持する構成を安易には採用することはできない。
【０００７】
本発明の目的は、エンジン始動性を損なうことなく、ＴＧＶの固着による動作不良を防止することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のエンジンの吸気装置は、エンジンの吸気通路をスロットル弁下流において第１および第２の通路に分岐させ、前記第１の通路内に電子制御装置の信号により開閉可能な制御弁を配設してなるエンジンの吸気装置であって、前記制御弁を、前記エンジン停止時に所定角度に開弁し、次回エンジン始動時まで開弁状態を保持することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、エンジン停止時には、制御弁と吸気通路の壁との間に、若干の隙間が生じる。このため、エンジンが完全冷態状態となっても、制御弁に吸気通路内の汚れが付着して固着したり、温度低下に伴って制御弁が氷結したりすることがない。従って、固着・氷結などによる制御弁の動作不良を防止することができ、装置の信頼性向上が図られる。
【００１０】
一方、本発明の他のエンジンの吸気装置は、エンジンの吸気通路をスロットル弁下流において第１および第２の通路に分岐させ、前記第１の通路内に電子制御装置の信号により開閉可能な制御弁を配設してなるエンジンの吸気装置であって、前記制御弁を、前記エンジン停止時に一旦全閉にした後、所定角度に開弁し、次回エンジン始動時まで開弁状態を保持することを特徴とする。
【００１１】
これにより、前述同様、制御弁の固着や氷結を防止できると共に、一旦制御弁を全閉状態とすることで、弁開度０°の状態を認識した上で微開制御を行うことができる。従って、制御弁の制御精度をより向上させることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態であるエンジンの吸気装置の構成を示す説明図、図２は図１の吸気装置におけるエンジン停止時のＴＧＶ制御形態を示すフローチャート、図３は同じくエンジン始動時のＴＧＶ制御形態を示すフローチャートである。
【００１３】
図１において符号１はエンジンのシリンダブロック、２はシリンダヘッドである。シリンダヘッド２には、吸気ポート３及び排気ポート４が形成されており、各ポート３,４には図示しない吸気弁と排気弁が配される。シリンダブロック１内にはシリンダボア５が形成されており、その中にはピストン６が摺動自在に配置されている。シリンダボア５の上部には、ピストン６の上面とシリンダヘッド２の下面とに囲まれた燃焼室７が形成されている。そして、シリンダヘッド２の吸気ポート３側には、当該吸気装置１０が接続されている。
【００１４】
吸気装置１０は、吸気ポート３と連通したマニホールド１１を備え、その上流側にはスロットル弁１２が設けられている。図１に示すように、マニホールド１１の吸気ポート３に近い端部には隔壁８が配設されており、マニホールド１１内に形成された吸気通路９が２つの通路に分割されている。すなわち、マニホールド１１内には、メイン通路（第１の通路）１３とタンブル通路（第２の通路）１４が形成されている。
【００１５】
メイン通路１３には、タンブル生成バルブ（ＴＧＶ；制御弁）１５が設けられている。ＴＧＶ１５は、弁体１６とシャフト１７とを有し、電子制御装置（ＥＣＵ）１８によって制御される。そして、このＴＧＶ１５の開度を０°に制御することにより、メイン通路１３は閉塞状態となる。
【００１６】
シャフト１７は、図示しないＤＣモータによって駆動される。ＤＣモータはＥＣＵ１８によって制御され、ＥＣＵ１８は、ＩＧ.ＳＷのＯＮ／ＯＦＦ信号や、エンジン回転数に基づいて制御信号を送出する。シャフト１７は、他の気筒のＴＧＶと共通となっており、シャフト１７を駆動させることにより複数のＴＧＶが同時に作動する。なお、モータとシャフト１７との間は歯車等によって接続されており、モータの回転が適宜減速されてシャフト１７に伝達される。
【００１７】
一方、タンブル通路１４には、インジェクタ１９が臨まされている。そして、ＴＧＶ１５を閉じ、タンブル通路１４のみを介して吸気ポート３にエアの供給を行うことにより、燃焼室７内に破線にて示したようなタンブル流が生成される。
【００１８】
次に、このような吸気装置１０のエンジン停止時におけるＴＧＶ１５の制御について、図２を参照して説明する。当該制御では、エンジン停止時にＴＧＶ１５を完全に閉鎖せず微開状態とし、弁体１６の固着・氷結を防止すると共に、エンジン始動時における弁動作を微開→全閉のみとし、始動時間の延長を極小化している。
【００１９】
そこで、まず、エンジン動作状態からエンジンを停止させる場合の制御形態について説明する。ここでは、最初にステップＳ１において、ＩＧ.ＳＷの状態が確認される。すなわち、ＩＧ.ＳＷのＯＮ／ＯＦＦがチェックされる。このとき、ＩＧ.ＳＷがＯＮの場合にはステップＳ２に進み、さらにエンジンの状態が確認される。エンジンが動作中の場合には、ステップＳ３に進みＴＧＶ１５を通常制御する。そして、ステップＳ４に進んでフラグＦ１をセットして、ルーチンを抜ける。
【００２０】
一方、ステップＳ２において、エンジンが動作中でない場合、すなわち、エンジンが停止している場合には、ステップＳ５に進み、フラグＦ１が確認される。ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３と進んできた場合は、エンストした場合など、ＩＧ.ＳＷがＯＮでエンジンが停止している状態である。このときには、エンジン動作状態からの移行であるため、フラグＦ１がセットされており、ステップＳ５からステップＳ６へと進む。
【００２１】
ステップＳ６では、ＴＧＶ１５（駆動用のモータ）に対して、例えば１.５秒通電しＴＧＶ１５を一旦全閉状態とする。このとき、ＥＣＵ１８は、この位置を０°として認識する。その後、ステップＳ７に進み、今度はＴＧＶ１５を開く方向に、例えば０.３秒通電しＴＧＶを１０°開弁する。ＴＧＶ１５を微開状態とした後、ステップＳ８にてフラグＦ１をクリアする。そして、ステップＳ９に進み、エンジン動作中から直接ＩＧ.ＳＷをＯＦＦした場合に、後述するようにステップＳ１３にてセットされるフラグＦ２を確認する。
【００２２】
この場合には、エンジン動作中からいきなりＩＧ.ＳＷをＯＦＦした状態ではないので、フラグＦ２はセットされておらず、ステップＳ９からそのままルーチンを抜ける。その後、次回のルーチンでは、ＩＧ.ＳＷがＯＮのままのときには、ステップＳ１からＳ２に進むものの、エンジンは既に停止し、フラグＦ１もクリアされていることから、ステップＳ５に進んでそのままルーチンを抜ける。一方、ＩＧ.ＳＷがＯＦＦされれば、ステップＳ１からステップＳ１２に進む。この際、フラグＦ１は既にクリアされているため、ステップＳ１１へと進んでＥＣＵ１８の電源が遮断され、当該制御ルーチンを終了する。
【００２３】
ところで、エンジン動作中から直接ＩＧ.ＳＷをＯＦＦした場合には、ＩＧ.ＳＷがＯＮでエンジンが停止中という状態が一瞬しか存在しない。このため、前述のようにステップＳ１→Ｓ２→Ｓ５・・・Ｓ８と進んでＴＧＶ１５を微開とする操作を行うには非常に速い処理を必要とする。しかしながら、エンジン制御において種々の処理をこなすＥＣＵ１８に、かかる超高速の処理を要求するのは困難である。そこで、いきなりＩＧ.ＳＷがＯＦＦされた場合には、その状態を認識した上で別途フラグＦ２をセットし、ＥＣＵ１８の電源遮断を若干猶予させてＴＧＶ１５の全閉→微開制御を行う。
【００２４】
すなわち、ここではＩＧ.ＳＷはＯＦＦとなるため、ステップＳ１からステップＳ１２に進み、まずフラグＦ１が確認される。この場合、直前までエンジンが動作中であるため、ステップＳ４にてセットされたフラグＦ１が残存している。これに対し、前述のようにステップＳ１→Ｓ２・・・Ｓ９を経た後ＩＧ.ＳＷがＯＦＦされた場合には、フラグＦ１はクリアされている。つまり、ここでフラグＦ１の存否を確認することで、エンジン動作中からＩＧ.ＳＷをいきなりＯＦＦした状態か否かが判断できる。
【００２５】
そこで、ステップＳ１２にてフラグＦ１を確認し、フラグＦ１がセットされていれば、ＩＧ.ＳＷを直接ＯＦＦした状態と判断してステップＳ１３に進み、フラグＦ２をセットする。フラグＦ２をセットした後は、ステップＳ６に進み、ＴＧＶ１５を全閉した後、ステップＳ７にてＴＧＶ１５を微開し、フラグＦ１をクリアしてステップＳ９に進む。
【００２６】
ステップＳ９ではフラグＦ２が確認され、この場合にはフラグＦ２がセットされているため、ステップＳ１０へ進みフラグＦ２をクリアする。そして、ステップＳ１１へと進んで、ＥＣＵ１８の電源を遮断してルーチンを抜ける。なお、この場合には、ＩＧ.ＳＷは既にＯＦＦであり、ＥＣＵ１８の電源も遮断されるため、当該制御ルーチンはここで終了する。
【００２７】
このように当該吸気装置１０では、エンジン停止後ＴＧＶ１５が微開状態（開度１０°）とされ、この状態が次回エンジン始動時まで維持される。つまり、エンジン停止時には、ＴＧＶ１５の弁体１６とメイン通路１３の内壁との間に、若干の隙間が生じる。このため、完全冷態状態となっても、弁体１６の周囲等にマニホールド１１内の汚れが付着して固着したり、温度低下に伴って弁体１６が氷結したりすることがない。従って、特に新たな装置、部材等を付加することなく、固着・氷結などによるＴＧＶ１５の動作不良を防止することができ、所望のときに確実にタンブル流を得ることが可能となり、装置の信頼性向上が図られる。
【００２８】
次に、吸気装置１０のエンジン始動時におけるＴＧＶ１５の制御について、図３を参照して説明する。図３に示すように、ＩＧ.ＳＷがＯＮされると、ステップＳ２１にてエンジンが始動したか否かが確認される。この際、エンジンが始動していない場合には、ステップＳ２２に進み、ＴＧＶ１５を全閉状態としてルーチンを抜ける。
【００２９】
すなわち、ＥＣＵ１８は、ＴＧＶ１５が閉じる方向に例えば０.５秒間通電し、先のエンジン停止時の制御により微開状態となっていたＴＧＶ１５を全閉状態とする。この際、ＴＧＶ１５を全閉とする動作が付加されるが、微開状態からの動作であるため、これに要する時間は０.１〜０.３秒程度である。従って、始動時間が著しく長くなることもなく、始動性にほとんど影響を与えることなくＴＧＶ１５の固着防止を図ることができる。
【００３０】
そして、ＴＧＶ１５が全閉となることにより、メイン通路１３が閉塞状態となり、タンブル通路１４のみを介して吸気ポート３にエアが供給される。これにより、燃焼室７内にタンブル流が生成され、始動性の向上が図られる。一方、ステップＳ２１にてエンジン始動が確認されると、ステップＳ２３に進み、ＴＧＶ１５の通常動作制御が実行され、ルーチンを抜ける。
【００３１】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３２】
たとえば、前述の実施の形態では、エンジン停止時に一旦ＴＧＶを全閉とする制御形態を示したが、一旦全閉とすることなく直接に微開状態とすることも可能である。但し、前述のように、一旦全閉状態とすれば、弁開度０°の状態を認識した上で微開制御を行うことができるため、制御精度の上では有利である。
【００３３】
また、ＴＧＶ１５への通電時間や、微開状態での弁開度は、前述の例には限定されない。例えば、微開状態の弁開度は、始動時間の遅れに大きな影響を及ぼさない範囲であれば任意に設定可能であり、５°〜３０°程度の範囲で適宜設定可能である。なお、それ以上の角度を排除するものではないが、始動時の閉弁時間を考慮すれば、１５°以下が望ましい。また、エンジン停止時における開度は必ずしも一定であることを要せず、エンジン温度や気温等により、適宜変化させることも可能である。
【００３４】
さらに、前述の実施の形態では、ＴＧＶ１５を駆動するモータとして、ＤＣモータを採用したが、これにステッピングモータ等、作動角度を制御可能な他の電気式モータを使用することも可能である。
【００３５】
加えて、先の例ではエンジン燃焼室内にタンブル流を生成する吸気装置を例に採って説明したが、スワール流を生成する吸気装置に本発明を適用することも可能である。すなわち、制御弁としてスワール制御バルブ（ＳＣＶ）を採用し、ＳＣＶを前記フローチャートの如く制御しても良い。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のエンジンの吸気装置によれば、吸気通路内の制御弁をエンジン停止時に所定角度に開弁し、次回エンジン始動時までこの開弁状態を保持するので、エンジン停止時に、制御弁が汚れにより固着したり、氷結したりすることがない。従って、特に新たな装置、部材等を付加することなく、固着・氷結などによる制御弁の動作不良を防止することができ、装置の信頼性向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるエンジンの吸気装置の構成を示す説明図である。
【図２】図１の吸気装置におけるエンジン停止時のＴＧＶ制御形態を示すフローチャートである。
【図３】図１の吸気装置におけるエンジン始動時のＴＧＶ制御形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
９    吸気通路
１０    吸気装置
１２    スロットル弁
１３    メイン通路（第１の通路）
１４    タンブル通路（第２の通路）
１５    タンブル生成バルブ（ＴＧＶ；制御弁）
１８    電子制御装置
【図１】
0004388670.tif 000002
【図２】
0004388670.tif 000003
【図３】
0004388670.tif 000004