JP2004308438A

JP2004308438A - エンジン吸気制御装置

Info

Publication number: JP2004308438A
Application number: JP2003099187A
Authority: JP
Inventors: Makoto Yasunaga; 真安永
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】エンジンの吸気系に設けられるメインコレクタと、メインコレクタに開閉弁を介して接続され且つメインコレクタとの連通が遮断されるとエンジンの吸気系から独立するサブコレクタとを備えるエンジンの吸気制御装置であって、始動時のエンジン回転速度の吹き上がりやアイドリング時のエンストを防止しながら、コレクタ容量を制御する開閉弁のハリツキを防止するエンジンの吸気制御装置を提供する。
【解決手段】エンジンの吸気系に設けられるメインコレクタ２，３と、メインコレクタにコレクタ容量制御弁８ａ〜８ｄを介して接続され且つメインコレクタとの連通が遮断されるとエンジンの吸気系から独立するサブコレクタ６と、少なくともエンジン回転速度に応じて前記コレクタ容量制御弁を開位置と閉位置とに開閉制御する開閉制御手段３１と、特定の運転状態で前記コレクタ容量制御弁を前記閉位置よりも閉側の全閉位置に制御する全閉制御手段３１とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの吸気制御装置、特に、エンジンの吸気系に設けられるメインコレクタと、メインコレクタにコレクタ容量制御弁を介して接続され且つメインコレクタとの連通が遮断されるとエンジンの吸気系から独立するサブコレクタとを備えるエンジンの吸気制御装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
低速域および高速域の双方で体積効率を高く得るために、コレクタ内に開閉弁を設けて吸気管長及び容積室容量を制御するエンジンの可変吸気装置が知られている。特許文献１にはＶ型エンジンに適用された可変吸気装置が示されており、エンジンが低中速域にあれば、コレクタ内の開閉弁が閉じた状態に制御され、吸気導入部から流入した吸気は、第１容積室から共鳴通路を通って第２容積室へ向かい、この第２容積室から各ブランチ部へ分配供給される。また、エンジンが高速域となると、コレクタ内の開閉弁が開いた状態に制御され、吸気導入部から流入した吸気は、吸気導入部を介することなく直接第１容積室から第２容積室へ入り、この第２容積室から各ブランチ部へ分配供給される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２９４１７１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジンの可変吸気装置に用いられる開閉弁は、一般に閉じた状態といいながらも、実際にはデポジット付着による開閉弁のハリツキを防止する必要があることから、開閉弁の弁体と通路壁との間に０．２〜０．５ｍｍ程度のクリアランスを設けている。特許文献１のようなタイプの可変吸気装置であれば、第１及び第２容積室には吸気導入部からの吸気が常に流入する構成であるため、こうした若干のクリアランスが存在してもそれほどエンジンの運転性に問題を生じさせない。
【０００５】
しかしながら、エンジンの吸気系に設けられるメインコレクタと、メインコレクタに開閉弁を介して接続され且つメインコレクタとの連通が遮断されるとエンジンの吸気系から独立するサブコレクタとを備えるタイプの可変吸気装置の場合（特願２００１−３０７１２２号参照）、メインコレクタとの連通が遮断されると、サブコレクタはエンジンの吸気系から独立した閉空間をなすように構成されるため、開閉弁の弁体と通路壁との間に僅かなクリアランスが存在するだけで、詳細は後述するが、エンジンの始動時にエンジン回転速度に吹き上がりを生じたり、アイドリング時に負荷突入（例えばエアコンＯＮ）があった場合にエンストを招く可能性が生じる。
【０００６】
そこで、本発明では、エンジンの吸気系に設けられるメインコレクタと、メインコレクタに開閉弁を介して接続され且つメインコレクタとの連通が遮断されるとエンジンの吸気系から独立するサブコレクタとを備えるエンジンの吸気制御装置であって、始動時のエンジン回転速度の吹き上がりやアイドリング時のエンストを防止しながら、コレクタ容量を制御する開閉弁のハリツキを防止するエンジンの吸気制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンの吸気系に設けられるメインコレクタと、メインコレクタにコレクタ容量制御弁を介して接続され且つメインコレクタとの連通が遮断されるとエンジンの吸気系から独立するサブコレクタと、少なくともエンジン回転速度に応じて前記コレクタ容量制御弁を開位置と閉位置とに開閉制御する開閉制御手段と、を備えるエンジンの吸気制御装置を前提としており、さらに、特定の運転状態で前記コレクタ容量制御弁を前記閉位置よりも閉側の全閉位置に制御する全閉制御手段を備える。また本発明では、サブコレクタはメインコレクタとの連通が遮断されるとエンジンの吸気系から独立した閉空間をなすように構成され、コレクタ容量制御弁はエンジン回転速度に応じて開位置と閉位置とに開閉してコレクタ容量を制御するが、特定の運転状態においてコレクタ容量制御弁は前記閉位置よりも閉側の全閉位置に制御される。
【０００８】
【作用・効果】
本発明に係るエンジンの可変吸気装置によれば、特定の運転状態において、コレクタ容量制御弁を閉位置よりも閉側の全閉位置に制御するので、特定の運転状態において、サブコレクタとメインコレクタとの間で空気が通流することを防止でき、始動時にエンジン回転速度が吹き上がったり、アイドリング時にエンストが生じたりすることを防止できる。また、通常は、コレクタ容量制御弁は開位置と閉位置（全閉位置よりも開側）との間で開閉するので、デポジットが付着などしてコレクタ容量制御弁が開閉できなくなることを防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。
【００１０】
図１は独立吸気コレクタを有するＶ型６気筒エンジンの概略平面図、図２は同エンジンの概略立面図である。ここで、両図では吸気コクレタ６の幅（図２における左右の幅と図１における上下の幅）が一致していないが、これは図１においては吸気コレクタ２、３との位置関係を明確にするためであり、同様に図１においては、吸気コクレタの内側は分岐通路４ａ〜４ｆがよくわかるように透視させて示している。
【００１１】
本実施形態では、エンジンとして排気還流システム付きの直噴エンジンを例に挙げて説明する。またエンジンに連結している変速機はマニュアルトランスミッションである。このような場合に以下に説明するように本発明の効果を最もよく発揮することができる。
【００１２】
エンジン本体１には図２にも示したように紙面を貫く方向に気筒列が並んでいる。このエンジン本体１に対して左右方向外側に少し離れて、気筒列に平行な箱形状に形成される２つの吸気コレクタ（この吸気コレクタを以下「メインコレクタ」という。）２、３が独立に配置され、所定の容量を有する独立の各メインコレクタ２、３からは分岐吸気通路が各気筒の吸気ポートへと延びている。すなわち、図２においてエンジン本体１の左側壁１ａに一方の気筒群の吸気ポートが並んで開口し、この吸気ポートに分岐吸気通路４ａ、４ｂ、４ｃの一端が接続され、他端はメインコレクタ２のエンジン本体１側の側壁２ａに開口し、同様にして、エンジン本体１の右側壁１ｂに他方の気筒群の吸気ポートが並んで開口し、この吸気ポートに分岐吸気通路４ｄ、４ｅ、４ｆの一端が接続され、他端はメインコレクタ３のエンジン本体１側の側壁３ａに開口する。
【００１３】
この場合、一方の気筒群と他方の気筒群とはそれぞれの気筒群の各気筒の点火時期が連続せず、吸気弁の開時期がオーバーラップしない（したがって吸気干渉を生じない）関係にある。なお、図１において各気筒の分岐吸気通路４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆに装着されているのは燃料噴射弁２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆである。
【００１４】
独立した２つのメインコレクタ２、３の上方には図２にも示したように別体でもう一つの吸気コレクタ（この吸気コレクタを以下「サブコレクタ」という。）６が設けられ、メインコレクタ２、３とサブコレクタ６（第３の吸気コレクタ）との間には両コレクタを連通させてコレクタ容量を拡大するための連通路７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが設けられる。すなわち、メインコレクタ２の左端からメインコレクタ３の右端までをほぼ覆う幅を有する平板状のサブコレクタ６が、メインコレクタ２、３の上側に所定の間隔を置いて設けられ、メインコレクタ２、３の上壁２ｂ、３ｂとサブコレクタ６の下壁６ａとを上下方向に貫いて、２個ずつ合計４個の連通路７ａ〜７ｄが設けられいる。その４つの連通路７ａ〜７ｄには、軸９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄを中心に回動して各連通路７ａ〜７ｄを開閉するバタフライ型のコレクタ容量制御弁８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが介装される。したがって、サブコレクタ６は、コレクタ容量制御弁８ａ〜８ｄによりメインコレクタ２、３との連通が遮断されると、エンジンの吸気系から独立するように構成される。
【００１５】
このため、コレクタ容量制御弁８ａ〜８ｄがすべて閉位置にあるときには、独立吸気コレクタを有するエンジンとなり、一方のメインコレクタ２からは一方の気筒群の各吸気ポートへ空気が、他方のメインコレクタ３からは他方の気筒群の各吸気ポートへ空気が、それぞれ独立に供給される。これに対して、コレクタ容量制御弁８ａ〜８ｄがすべて全開状態になると、コレクタ容量は、２つのメインコレクタ２、３の容量にサブコレクタ６の容量をすべて合計した値へと拡大し、この大容量を有する１つのコクレタより各気筒の吸気ポートへと空気が分配供給される。
【００１６】
各メインコレクタ２、３の前端部（図１で左端部）には、エンジンコントローラ３１からの電気信号を受けてスロットルアクチュエータ１５、１６により駆動される吸気絞り弁１３、１４を介装したスロットルチャンバ１１、１２が気筒群毎に独立に接続される。
【００１７】
各スロットルチャンバ１１、１２はそれぞれ連結部材（図示しない）を介して吸気導入管１８に接続されている。気筒列（図１では左右方向）に直交する方向に長く形成された吸気導入管１８にはその前壁に一本の吸気管１９が接続され、この吸気管１９の上流端部にエアクリーナ（図示しない）が接続され、エアクリーナの下流に吸入空気流量を計測するエアフローメータ３２が介装されている。
【００１８】
ここで、一方のメインコレクタ２から吸気導入管１８までを結ぶ吸気通路と、他方のメインコレクタ３から吸気導入管１８までを結ぶ吸気通路とは同一長さを有する。
【００１９】
また、スロットルチャンバ１１、１２のすぐ下流で２つのメインコレクタ２、３を接続する連通路２０が設けられている。これは、特に吸入吸気流量が少ないときに２つのメインコレクタ２、３間の圧力差をなくすためのものである。すなわち、吸気絞り弁１３、１４には開度バラツキを避けることができないので、この連通路２０がないと、吸気絞り弁１３、１４の開度バラツキに応じた圧力差が低流量域で生じてしまうのであるが、連通路２０によりこの圧力差をなくすことできる。
【００２０】
クランク角センサ３３のエンジン回転速度信号、アクセルセンサ３４のアクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）信号、エアフローメータ３２の吸入空気流量信号を入力したエンジンコントローラ３１は、アクセル開度及びエンジン回転速度に応じた目標エンジントルクとなるように、吸気絞り弁１３、１４の開度と燃料噴射弁２１ａ〜２１ｆの燃料噴射量とを制御すると共に、コレクタ容量制御弁８ａ〜８ｄを用いて吸気制御を行う。
【００２１】
図３は連通路付近の拡大図であり、図３（Ａ）は側面図、図３（Ｂ）は底面図である。なおここでは連通路７ａを例示して説明するが、他の連通路７ｂ〜７ｄも同様である。
【００２２】
コレクタ容量制御弁８ａの弁本体は、軸９ａを中心に回動して連通路７ａを開閉するバタフライ型の弁であり、バネ（不図示）、メインアクチュエータ（不図示）及びサブアクチュエータ（不図示）によって、閉位置（図３の▲１▼の位置）、全閉位置（図３の▲２▼の位置）、全開位置（図３の▲３▼の位置）に、その位置（開度）が調整される。
【００２３】
連通路７ａの内周面であって軸９ａよりも左側の半円部分には、軸９ａよりもメインコレクタ側に凸部１０１ａが形成されている。また、この凸部１０１ａにはサブコレクタ側に樹脂ストッパ１０２ａが設けられている。また、連通路７ａの内周面であって軸９ａよりも右側の半円部分には、軸９ａよりもサブコレクタ側に凸部１０３ａが形成され、その凸部１０３ａにはメインコレクタ側に樹脂ストッパ１０４ａが設けられている。
【００２４】
コレクタ容量制御弁８ａの貼り付きを防止するために、通常の閉位置（図３の▲１▼の位置）では、連通路７ａとの間に０．２〜０．５ｍｍのバルブクリアランスが確保されており、所定の条件のときに、このバルブクリアランスを無くすために全閉位置に制御する。
【００２５】
なお、本明細書では、閉位置（図３の▲１▼の位置であって、微少クリアランスが存在する）との差異を明確にするために、コレクタ容量制御弁８ａが樹脂ストッパ１０２ａ、１０４ａに突き当たってクリアランスがゼロになっている状態（ゼロクリアランスの状態；図３の▲２▼の位置）を全閉位置と呼んでいる。
【００２６】
コレクタ容量制御弁８ａが全閉位置に調整されると、コレクタ容量制御弁８ａの外周部分が樹脂ストッパ１０２ａ、１０４ａに当接し、メインコレクタ〜サブコレクタ間の通流を遮断する。
【００２７】
図４はコレクタ容量制御弁の開度（位置）と、メインアクチュエータ及びサブアクチュエータの作動との関係を示す表である。
【００２８】
メインアクチュエータ及びサブアクチュエータが不作動であれば（いずれもＯＦＦの状態）、コレクタ容量制御弁はバネの力によって閉の状態（図３の▲１▼の位置）に位置する。
【００２９】
コレクタ容量制御弁を全閉位置（図３の▲２▼の位置）まで回動させるときはサブアクチュエータを作動（ＯＮ状態）させる。なおメインアクチュエータは不作動（ＯＦＦ状態）である。
【００３０】
コレクタ容量制御弁を全開位置（図３の▲３▼の位置）まで回動させるときはメインアクチュエータを作動（ＯＮ状態）させる。なおサブアクチュエータは不作動（ＯＦＦ状態）である。
【００３１】
図５はコレクタ容量制御弁の基本的な制御領域を示す図である。
【００３２】
エンジンが高回転高負荷のときにはコレクタ容量制御弁を「全開」にして高出力を得る。それ以外のときは「閉」にして吸気動的効果（共鳴効果）により出力向上を図る。
【００３３】
そして、エンジン始動時、アイドリング時等、特定の運転状態の場合にはコレクタ容量制御弁を「全閉」にして、吸気応答時間を短縮し、これによって、エンジン回転が上昇し過ぎて吹け上がったり、エンストを生じたりすることを防止する。
【００３４】
図６はバルブクリアランスに対する吸気応答時間を示すグラフである。
【００３５】
閉位置（図３の▲１▼の位置）では機能要求（バルブ貼り付き防止）の点から上述の通り０．２〜０．５ｍｍのバルブクリアランスが設けられている。図６よりバルブクリアランスが大きくなると吸気応答時間が長くなることがわかる。バルブクリアランスが０．５ｍｍあれば、吸気応答時間は全開状態の場合とほとんど変わらない。また、例えばバルブクリアランスが０．２ｍｍであるのか０．３ｍｍであるのかでも吸気応答時間の差が大きい。このようにバルブクリアランスに対する感度が大きいことがわかる。
【００３６】
なお、吸気応答時間とは、吸気絞り弁を全閉位置から全開位置へとステップ変化させたときにコクレタ下流の吸入圧力（負圧）が初期値から最終値の６３．２％になるまでに要する時間（時定数）である。したがって、コレクタ容量が大きければ大きいほど、コレクタ内に存在する空気量が多くなるので吸気応答時間は長くなる。したがって、コレクタ容量制御弁を閉じてメインコレクタをサブコレクタから切り離せば、容量が小さくなるので吸気応答時間が短くなり、コレクタ容量制御弁がわずかでも開いていれば、コレクタ容量がメインコレクタとサブコレクタとを合わせた容量に拡大されるので、吸気応答時間が長くなる。
【００３７】
本実施形態では、特定の運転状態の場合に吸気応答時間を短縮するために、コレクタ容量制御弁を全閉位置に制御しようとするものである。
【００３８】
図７は、エンジン吸気制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【００３９】
まず、吸入空気量、エンジンの回転速度、アクセル開度を検出する（ステップＳ１）。
【００４０】
そして、エンジンの運転状態が、始動時（ステップＳ２）、アイドリング時（ステップＳ３）、急減速時（ステップＳ４）、燃焼切替時（ステップＳ５）、クラッチ解放時（ステップＳ６）のときは、コレクタ容量制御弁を全閉位置にする（ステップＳ７）。
【００４１】
このようなときにコレクタ容量制御弁を全閉位置にする理由については後述する。
【００４２】
エンジンの運転状態が、始動時（ステップＳ２）、アイドリング時（ステップＳ３）、急減速時（ステップＳ４）、燃焼切替時（ステップＳ５）、クラッチ解放時（ステップＳ６）のいずれの状態でもないときは、ステップＳ８以降に進む。
【００４３】
エンジンが高回転速度であって（ステップＳ８においてＹ）、かつ高負荷であるときは（ステップＳ９においてＹ）、コレクタ容量制御弁を全開位置にして（ステップＳ１０）、高出力を得る。
【００４４】
エンジンが高回転速度高負荷でないときは（ステップＳ８又はステップＳ９においてＮ）、コレクタ容量制御弁を閉位置にして（ステップＳ１１）、吸気動的効果（共鳴効果）による出力向上を図る。
【００４５】
図８はエンジン始動時の効果を説明する図である。なお、本実施形態の制御を行う場合を実線で示し、制御を行わない場合を破線で示す。
【００４６】
図７のフローチャートに示したように、本実施形態では始動判定フラグＯＮを検出したら（ステップＳ２）、コレクタ容量制御弁を全閉位置にする（ステップＳ７）。このようにすることで以下に示す効果を得ることができる。
【００４７】
はじめに本制御を行わない場合、すなわちエンジン始動時にコレクタ容量制御弁を調整することなく閉位置のままにしておく場合（図８（Ｃ）の破線）について説明する。メインコレクタの吸入負圧は、エンジン始動前は大気圧であるが、エンジンを始動すると急低下する（すなわちメインコレクタ内の気圧が低下する）。しかし、その後、コレクタ容量制御弁の隙間（０．２〜０．５ｍｍのバルブクリアランス）から、サブコレクタの空気がメインコレクタに流れ込むので、メインコレクタの吸入負圧が上昇する（すなわち、メインコレクタ内の気圧が大気圧に向けて大きくなる；図８（Ｄ）の破線）。するとエンジンに吸い込まれる空気量が増えるので、エンジン回転速度が上昇する（図８（Ａ）の破線）。
【００４８】
しかし、本実施形態では、始動判定フラグＯＮを検出したら（図８（Ｂ））、コレクタ容量制御弁を全閉位置にしてバルブクリアランスを無くすので（図８（Ｃ）の実線）、メインコレクタの吸入負圧が急下降した後の上昇量が少なくなり（図８（Ｄ）の実線）、エンジン回転速度が過剰に上昇することを防止することができ、吹け上がりを抑制することができる（図８（Ａ）の実線）。
【００４９】
図９はアイドリング時の効果を説明する図である。なお、本実施形態の制御を行う場合を実線で示し、制御を行わない場合を破線で示す。
【００５０】
図７のフローチャートに示したように、本実施形態ではアイドル判定フラグＯＮを検出したら（ステップＳ３）、コレクタ容量制御弁を全閉位置にする（ステップＳ７）。このようにすることで以下に示す効果を得ることができる。
【００５１】
アイドリング時に（図９（Ａ）のエンジン回転速度がアイドル回転であり、図９（Ｃ）のアイドル判定フラグがＯＮの状態）、負荷突入（エアコンやパワステアリング（Ｐ／Ｓ）等がＯＮ）があると（図９（Ｂ））、エンジンの回転速度が低下する（図９（Ａ））。するとアイドル回転を維持しようとして補助空気を増やそうとするのであるが、このとき本制御を行わなわず、すなわちコレクタ容量制御弁を調整することなく閉位置のままにしておくと（図９（Ｄ）の破線）、上述の通りバルブクリアランスが存在するので、そのバルブクリアランスから空気がサブコレクタに吸われてしまい、増やした補助空気を応答よくシリンダヘッドに流入させることができない。そのため必要な空気を吸入できないことからエンジン回転速度が低下し、エンストに至る可能性がある（図９（Ａ）の破線）。
【００５２】
一方、本制御を行ってコレクタ容量制御弁を全閉位置に調整すれば（図９（Ｄ）の実線）、吸気応答性がいいので、エンジンの必要とする空気量を吸入することができ、エンジン回転速度がアイドル回転に戻りエンストに至らない（図９（Ａ）の実線）。
【００５３】
図１０は減速時の効果を説明する図である。なお、本実施形態の制御を行う場合を実線で示し、制御を行わない場合を破線で示す。
【００５４】
排気還流システム付きエンジンの場合は、図７のフローチャートに示したように、減速判定フラグＯＮを検出したら（ステップＳ４）、コレクタ容量制御弁を全閉位置にする（ステップＳ７）。このようにすることで以下に示す効果を得ることができる。
【００５５】
エンジンの回転速度が減速し（図１０（Ａ））、減速判定フラグがＯＮの状態では（図１０（Ｂ））、吸気絞り弁が閉じ、メインコレクタの負圧が発達する。
【００５６】
このとき本制御を行わなわず、すなわちコレクタ容量制御弁を調整することなく閉位置のままにしておくと（図１０（Ｃ）の破線）、上述の通りバルブクリアランスが存在するので、サブコレクタの空気がメインコレクタに吸われてしまう。サブコレクタに残留しているＥＧＲガスもメインコレクタに流れるのでＥＧＲガス濃度の低下に時間がかかる（図１０（Ｄ）の破線）。そして、ＥＧＲガス濃度が、燃焼安定性限界ＥＧＲ率を下回らないうちに例えばアイドル状態になるなどして燃焼を開始すると、エンストに陥る可能性がある（図１０（Ａ）の破線）。
【００５７】
一方、本制御を行ってコレクタ容量制御弁を全閉位置に調整すれば（図１０（）の実線）、サブコレクタの空気（ＥＧＲガス）がメインコレクタに流れることを防止することができ、ＥＧＲガス濃度の低下に要する時間を短縮できる（図１０（Ｄ）の実線）。したがって、制御を行わない場合に比べて、より短時間で再燃焼可能な状態にでき、エンストを生じない状態になる（図１０（Ａ）の実線）。
【００５８】
図１１は燃焼切替時の効果を説明する図である。なお、本実施形態の制御を行う場合を実線で示し、制御を行わない場合を破線で示す。
【００５９】
直噴エンジンの場合は、図７のフローチャートに示したように、燃焼切替判定フラグＯＮを検出したら（ステップＳ５）、コレクタ容量制御弁を全閉位置にする（ステップＳ７）。このようにすることで以下に示す効果を得ることができる。
【００６０】
はじめに、直噴エンジンに本制御を行わないとき、すなわち燃焼切替があってもコレクタ容量制御弁を調整することなく閉位置のままにしておく場合について説明する。要求負荷が上がると（図１１（Ｂ））、エンジン回転速度を一定に維持したまま目標空燃比をリーン空燃比から理論空燃比へと変更する（図１１（Ｅ））。
【００６１】
このとき、コレクタ容量制御弁を調整することなく閉位置のままにしておくと（図１１（Ｄ）の破線）、コレクタ容量制御弁の隙間（０．２〜０．５ｍｍのバルブクリアランス）からサブコレクタの空気がメインコレクタに流れ込むので、目標空燃比を変更しても理論空燃比になるまでに時間がかかり（図１１（Ｅ）の破線）、目標通りにトルクを発生することができないことから、エンストに陥る可能性がある（図１１（Ａ）の破線）。
【００６２】
しかし、本実施形態では、燃焼切替判定フラグＯＮを検出したら（図１１（Ｃ））、コレクタ容量制御弁を全閉位置にしてバルブクリアランスを無くすことで（図１１（Ｄ）の実線）、サブコレクタの空気がメインコレクタに流れ込むことを防止する。したがって、コレクタの容量が小さいのでコレクタ内の空気量も少なく、目標空燃比を変更するときも理論空燃比になるまでの時間が短時間ですみ（図１１（Ｅ））、エンストを生じることなく燃焼切替可能である（図１１（Ａ）の実線）。
【００６３】
図１２はクラッチ解放時の効果を説明する図である。なお、本実施形態の制御を行う場合を実線で示し、制御を行わない場合を破線で示す。
【００６４】
マニュアルトランスミッションの場合は、図７のフローチャートに示したように、クラッチ解放判定フラグＯＮを検出したら（ステップＳ６）、コレクタ容量制御弁を全閉位置にする（ステップＳ７）。このようにすることで以下に示す効果を得ることができる。
【００６５】
はじめに、マニュアルトランスミッションの場合に本制御を行わないとき、すなわち変速等でクラッチ解放があってもコレクタ容量制御弁を調整することなく閉位置のままにしておく場合について説明する。マニュアルトランスミッションの場合は変速時にクラッチを解放する。このとき負荷抜けによりエンジン回転速度が急上昇する（図１２（Ａ））。このときコレクタ容量制御弁を調整することなく閉位置のままにしておくと（図１２（Ｃ）の破線）、コレクタ容量制御弁の隙間（０．２〜０．５ｍｍのバルブクリアランス）からサブコレクタの空気がメインコレクタに流れこむので、クラッチを切った後に吸入する空気量が多いことからエンジンの回転上昇が大きくなり、また、その分エンジン回転が落ちるまでに時間がかかり（図１２（Ａ）の破線）、駆動輪側の回転速度と合いづらくなり、運転性が悪化する。
【００６６】
しかし、本実施形態では、クラッチ解放判定フラグＯＮを検出したら（図１２（Ｂ））、コレクタ容量制御弁を全閉位置にしてバルブクリアランスを無くすことで（図１２（Ｃ）の実線）、サブコレクタの空気がメインコレクタに流れることを防止する。したがって、クラッチ解放時にコレクタからエンジンに流入する空気量が少なくなり、クラッチを切ったときのエンジン回転の過剰な上昇を防止することができ、エンジン回転が一旦上昇しても短時間で下降し（図１２（Ａ）の実線）、駆動輪側の回転速度とあわせやすくなり、運転性の悪化を防止することができる。
【００６７】
図１３はコレクタ容量制御弁の貼り付き防止処理のフローチャートである。
【００６８】
イグニッションスイッチがＯＦＦになったら（ステップＳ２１でＹ）、コレクタ容量制御弁を開閉することで（ステップＳ２２）、コレクタ容量制御弁が樹脂ストッパに貼り付いてしまうことを防止する。
【００６９】
図１４はコレクタ容量制御弁の故障判断処理のフローチャートである。
【００７０】
イグニッションスイッチがＯＦＦになったら（ステップＳ３１）、コレクタ容量制御弁を全閉位置にする（ステップＳ３２）。続いてコレクタ容量制御弁の実開度を検出し（ステップＳ３３）、コレクタ容量制御弁が実際に全閉位置にあるか否かを判定する（ステップＳ３４）。このとき全閉位置になければ、故障であると判断し、コレクタ容量制御弁故障フラグをＯＮにセットする（ステップＳ３５）。
【００７１】
図１５は始動処理のフローチャートである。
【００７２】
イグニッションスイッチがＯＮになったら（ステップＳ４１でＹ）、コレクタ容量制御弁故障フラグがＯＮであるか否かを判定し（ステップＳ４２）、ＯＮであればアイドル回転をアップすることで（ステップＳ４３）、エンストを防止する。
【００７３】
従来のエンジン吸気制御装置のバルブユニットでは、バルブユニットの貼り付きを防止するためにバルブ閉状態であっても０．２〜０．５ｍｍ程度のクリアランスを設けていた。しかし、このようなクリアランスが存在すると、吸気の応答時間が長くなるので、エンジン回転速度が低いときなど、エンジンの運転状態によってはエンスト等を生じる可能性があった。
【００７４】
そこで本実施形態では、エンジン始動時、アイドリング時、また排気還流システム付きエンジンであれば急減速時、直噴エンジンであれば燃焼切替時、マニュアルトランスミッションであればクラッチ解放時に、メインコレクタとサブコレクタとを仕切るコレクタ容量制御弁を全閉位置にすることで、メインコレクタとサブコレクタとの空気の通流を防止した。このようにすることで、エンジン始動時にエンジンが吸入する空気量を制限することができ、エンジン回転速度が過剰に上昇することを防止することができ、吹け上がりを抑制することができる。また、アイドリング時の吸気応答性の悪化を防止することができ、万一、外部から何らかの負荷が入っても、エンジン回転速度は一時的に下降するだけでありエンストには至らない。さらに、排気還流システム付きエンジンにおいては、急減速時にＥＧＲガス濃度の低下に要する時間を短縮でき、より短時間で再燃焼可能な状態にでき、エンストを生じない状態にすることができる。さらにまた、直噴エンジンにおいては燃焼切替時に当量比の変更を短時間で行うことができるので、エンストを生じることなく燃焼切替可能である。また、マニュアルトランスミッションで変速等のためにクラッチを切ったときに、エンジン回転が過剰に上昇することを防止できるので、エンジン回転が一旦上昇しても短時間で下降し、駆動輪側の回転速度とあわせやすくなり、運転性の悪化を防止することができる。
【００７５】
また、イグニッションスイッチをＯＦＦしたらコレクタ容量制御弁の開閉動作を行うようにしたので、コレクタ容量制御弁の貼り付きを防止する。
【００７６】
さらに、コレクタ容量制御弁を全閉位置に調整して、実際に全閉位置まで移動したか否かを確認するようにし、万一、全閉位置まで移動していないときは故障と判断し、次回からイグニッションスイッチをＯＮするときにアイドル回転速度を上げることとしたので、エンストを一層確実に防止することができる。
【００７７】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。
【００７８】
例えば、上記実施形態では、Ｖ型６気筒エンジンの場合を例示して説明したが、直列エンジンに対しても同様に適用することができる。すなわち、Ｖ型エンジンであれば、上述の通り、気筒群ごとに独立したメインコレクタ２、３と、それとは別体のサブコレクタ６とを有する構成であり、直列エンジンであれば、ひとつのメインコレクタと、それとは別体のサブコレクタを有する構成であるので、メインコレクタの数で相違するが、いずれでもメインコレクタ及びサブコレクタを連通する連通路にコレクタ容量制御弁を有する構成は共通する。したがって、直列エンジンにおいても、このコレクタ容量制御弁を上記実施形態と同様に作動させればよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、イグニッションスイッチがＯＦＦしたらコレクタ容量制御弁を開閉し（図１３）、故障判定を行うようにしたが（図１４）、制御時期はこのタイミングには限られない。例えば、イグニッションスイッチＯＮしたら、コレクタ容量制御弁の開閉、故障判定を行ってもよい。すなわち、コレクタ容量制御弁の開閉によってエンジン運転に変動を生じないタイミングで制御すればよいのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】独立吸気コレクタを有するＶ型６気筒エンジンの概略平面図である。
【図２】独立吸気コレクタを有するＶ型６気筒エンジンの概略立面図である。
【図３】連通路の拡大図である。
【図４】コレクタ容量制御弁の開度（位置）とアクチュエータの作動との関係を示す表である。
【図５】コレクタ容量制御弁の基本的な制御領域を示す図である。
【図６】バルブクリアランスに対する吸気応答時間を示すグラフである。
【図７】エンジン吸気制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】エンジン始動時の効果を説明する図である。
【図９】アイドリング時の効果を説明する図である。
【図１０】減速時の効果を説明する図である。
【図１１】燃焼切替時の効果を説明する図である。
【図１２】クラッチ解放時の効果を説明する図である。
【図１３】コレクタ容量制御弁の貼り付き防止処理のフローチャートである。
【図１４】コレクタ容量制御弁の故障判断処理のフローチャートである。
【図１５】始動処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１エンジン本体
２、３メインコレクタ
６サブコレクタ
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ連通路
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄコレクタ容量制御弁
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ軸
３１エンジンコントローラ
３２エアフローメータ
３３クランク角センサ
３４アクセルセンサ
１０１ａ、１０３ａ凸部
１０２ａ、１０４ａ樹脂ストッパ

Claims

エンジンの吸気系に設けられるメインコレクタと、
前記メインコレクタにコレクタ容量制御弁を介して接続され且つそのメインコレクタとの連通が遮断されるとエンジンの吸気系から独立するサブコレクタと、
少なくともエンジン回転速度に応じて前記コレクタ容量制御弁を開位置と閉位置とに開閉制御する開閉制御手段と、
特定の運転状態で前記コレクタ容量制御弁を前記閉位置よりも閉側の全閉位置に制御する全閉制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジンの吸気制御装置。
第１気筒群と第２気筒群とを備え、第１及び第２気筒群それぞれの吸気系に設けられる第１及び第２メインコレクタと、
第１及び第２メインコレクタにそれぞれ第１及び第２コレクタ容量制御弁を介して接続され且つメインコレクタとの連通が遮断されるとエンジンの吸気系から独立するサブコレクタと、
少なくともエンジン回転速度に応じて前記第１及び第２コレクタ容量制御弁を開位置と閉位置とに開閉制御する開閉制御手段と、
特定の運転状態で前記第１及び第２コレクタ容量制御弁を前記閉位置よりも閉側の全閉位置に制御する全閉制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジンの制御装置。
前記特定の運転状態はエンジンの始動時である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの吸気制御装置。
前記特定の運転状態はエンジンのアイドリング時である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの吸気制御装置。
エンジンの排気を吸気系に還流する排気還流装置をさらに備え、
前記特定の運転状態はエンジンの減速時である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの吸気制御装置。
前記特定の運転状態はエンジンの燃焼室へ供給される混合気の空燃比切り換え時である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの吸気制御装置。
エンジンはクラッチを介してマニュアルトランスミッションに接続され、
前記特定の運転状態は前記クラッチの開放時である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの吸気制御装置。
エンジン始動前又は停止後に前記コレクタ容量制御弁を前記全閉位置に制御し、このときにコレクタ容量制御弁が全閉位置に動作したことを検出できないときは故障であることを判断する、
ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のエンジン吸気制御装置。