JP2016186245A - 車両用エンジンの吸気温度制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンに導入される吸気の温度をエンジン暖機状態に応じ適正に制御すること。
【解決手段】車両１のエンコパ２の中には、エンジン５と、エンジン５に吸気を導入する吸気通路１１〜１５と、エンジン５から排気を導出する排気通路２１と、排気通路２１の周りの高温空気をエンジン５に導入するために吸気通路１１〜１５に接続された高温ダクト２６とが配置される。吸気通路１１〜１５は、外気を低温空気として導入する吸気入口１５ａを含む。吸気通路１１〜１５と高温ダクト２６との接続部には、高温ダクト２６からの高温空気と吸気入口１５ａからの低温空気を吸気通路１１〜１５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２７が設けられる。弁制御手段５０は、エンコパ２の中の温度に応じて流路切替弁２７の切り替え動作を制御するように構成される。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車両のエンジンコンパートメント（エンコパ）の中に配置されたエンジンに導入される吸気の温度を制御する車両用エンジンの吸気温度制御装置に関する。

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される吸気温度制御装置が知られている。この装置は、暖気と外気の各取入口を開閉するホットエアバルブと、ホットエアバルブの開閉量を制御して、暖気、外気もしくはその両方からなる吸気の温度を一定の範囲に保つサーモスタットとを有する。暖気の取入口には、排気マニホールドの周りで暖められた空気が導入されるようになっている。外気の取入口には、外気が導入されるようになっている。ここで、サーモスタットは、各取入口より下流の吸気通路の中に配置される。このため、サーモスタットは、吸気通路における吸気温度に感応して作動し、ホットエアバルブの開度を制御するようになっている。すなわち、ホットエアバルブの開度が吸気温度に応じて制御され、これにより、エンジンに導入される吸気の温度が制御されるようになっている。

特開２０００−２３４５６８号公報

ところが、特許文献１に記載される吸気温度制御装置では、吸気の温度に応じてホットエアバルブの開度が制御されるので、エンジンが暖機される前には、ホットエアバルブが暖気の取入口に切り替えられていても、冷たい空気がエンジンに導入されるおそれがあった。また、暖気導入時には、サーモスタットに急激な温度変化が生じ、ホットエアバルブの開度が急激に変化することがあり、エンジンに導入される吸気の温度を適正に制御できないおそれがあった。

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、エンジンに導入される吸気の温度をエンジンの暖機状態に応じて適正に制御することを可能とした車両用エンジンの吸気温度制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、車両のエンジンコンパートメントの中に配置されたエンジンに導入される吸気の温度を制御する車両用エンジンの吸気温度制御装置であって、エンジンコンパートメントの中に配置され、エンジンに吸気を導入するための吸気通路と、吸気通路は、吸気入口を含み、吸気入口から外気を低温空気として導入するように構成されることと、エンジンコンパートメントの中に一部が配置され、エンジンから排気を導出するための排気通路と、エンジンコンパートメントの中に配置され、排気通路の周りの高温空気をエンジンに導入するために吸気通路に接続された高温空気通路と、吸気通路と高温空気通路との接続部に設けられ、高温空気通路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、エンジンコンパートメントの中の温度に応じて流路切替弁の切り替え動作を制御するための弁制御手段とを備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、エンジンの運転時には、排気通路の周りで暖められる高温空気が高温空気通路に導入される。ここで、高温空気通路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、高温空気通路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される。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吸気が高温空気と低温空気との間で切り替えられる。

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、エンジンコンパートメントの中の温度をエンコパ温度として検出するためのエンコパ温度検出手段を更に備え、弁制御手段は、検出されるエンコパ温度に基づき流路切替弁を制御することを趣旨とする。

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、エンコパ温度検出手段により検出されるエンコパ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。従って、エンジンに導入される吸気が、エンコパ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。

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１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駆動部とを含み、弁制御手段は、エンコパ温度に感応して膨張又は収縮することにより駆動部の動作を制御する膨縮部材を含むことを趣旨とする。

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、流路切替弁は、膨縮部材がエンコパ温度に感応して膨張又は収縮することで、駆動部が弁体を駆動し、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。

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、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。

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、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。

請求項１に記載の発明によれば、エンジンに導入される吸気の温度をエンジンの暖機状態に応じて適正に制御することができる。

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、エンジンに導入される吸気の温度をエンコパ温度に応じて正確に制御することができる。

請求項３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、吸気温度制御装置の構成を簡略化することができる。

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、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。

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。 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。 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。 第１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１の矢印Ａの方向から見て概略的に示す断面図。 第１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１の矢印Ａの方向から見て概略的に示す断面図。 第１実施形態に係り、吸気温度制御装置の電気的構成を示すブロック図。 第１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。 第２実施形態に係り、異常検出制御の内容を示すフローチャート。 第３実施形態に係り、図４に準ずる断面図。 第３実施形態に係り、図５に準ずる断面図。

＜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温度制御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。

図１、図２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（同等の図２において方向は同じ。）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。図３において、車両１の前後上下の方向を矢印で示す。図1〜図３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）が熱交換のために循環するように冷却水通路（図示略）が設けられる。ここで、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を介さずに（バイパスして）エンジン５に戻し、暖機を促進させるようになっている。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へ流れるようになっている。

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（吸気）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。

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。この吸気通路は、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。

図３に示すように、この実施形態で、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。

図１、図２に示すように、この実施形態で、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。この高温ダクト２６は、本発明の高温空気通路に相当する。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ようになっている。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１、図２に示すように、流路切替弁２７より下流の吸気通路、すなわちエアクリーナ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、エンコパ２の中には、エンコパ２の中の温度をエンコパ温度ＴＨＥＣとして検出するためのエンコパ温センサ４１が設けられる。このエンコパ温センサ４１は、本発明のエンコパ温度検出手段の一例に相当する。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。

図４、図５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１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４に示す高温空気位置と図５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４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５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。

図６に、この実施形態の吸気温度制御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、エンコパ温センサ４１、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、検出されるエンコパ温度ＴＨＥＣに基づき流路切替弁２７を制御するように構成される。

次に、ＥＣＵ５０が実行する吸気温度制御について説明する。図７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、エンコパ温センサ４１の検出値に基づきエンコパ温度ＴＨＥＣを取り込む。

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。

ステップ１２０では、ＥＣＵ５０は、エンコパ温度ＴＨＥＣ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。

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４に示すように、高温ダクト２６から第２吸気管１５へ高温空気が導入される。

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。

一方、ステップ１１０から移行してステップ１５０では、ＥＣＵ５０は、エンコパ温度ＴＨＥＣ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。

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５に示すように、吸気入口１５ａから第２吸気管１５へ低温空気が導入される。

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。

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温度制御装置によれば、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を通り抜けないので、エンジン５の暖機が完了した後も外気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いても、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吸気の空気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。

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。

この実施形態では、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。

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。

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へ入り込んだ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。

また、この実施形態では、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吸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の燃焼室に導入される吸気の温度をエンジン５の暖機状態に応じて適正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、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の燃焼室における吸気の空気密度低下を抑えることができる。

この実施形態では、エンコパ温センサ４１により検出されるエンコパ温度ＴＨＥＣ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吸気が、エンコパ温度ＴＨＥＣ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の燃焼室に導入される吸気の温度をエンコパ温度ＴＨＥＣに応じて正確に制御することができる。この結果、例えば、エンコパ温度ＴＨＥＣ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、エンコパ温度ＴＨＥＣ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。

ここで、エンジン５に高温空気が必要な条件は、エンコパ温度が低い場合であるが、エンジン５の冷却水温度や吸気温度（外気温度）では、エンコパ温度を適正に反映することができない。例えば、外気温度が低く、エンジン５及びラジエータ３が暖機されていない状態を前提とする。このとき、エンジン５の暖機が完了しても、ラジエータ３が暖機されていない場合は、ラジエータ３を通過した冷風がエンジン５に当たり、エンジン５が外周部から冷却されてエンジン５の暖機が遅れる。このようなときに、高温空気を吸気通路へ導入することで、吸気温度を上昇させ、冷風によるエンジン５の暖機遅れを抑えることができる。また、高温ダクト２６からはエンコパ２の中へも放熱があるので、その放熱によりエンコパ温度が上昇し、それにより吸気温度が上昇し、エンジン５の暖機を改善することができる。

＜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温度制御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。

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。

この実施形態で、ＥＣＵ５０は、図７に示す吸気温度制御に加え、次のような異常検出制御を実行する点で第１実施形態と構成が異なる。図８に、その異常検出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。

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。

次に、ステップ２２０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれたエンコパ始動前吸気温度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。

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。

ステップ２４０では、ＥＣＵ５０は、流路切替弁２７を、図４に示す高温空気位置へ切り替える。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

そして、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５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。

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。

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。

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。

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。

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温度制御装置によれば、第１実施形態の作用効果に加え、次のような作用効果を有する。すなわち、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。

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導入されるので、吸気の空気密度が低下して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。

＜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温度制御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。

この実施形態では、流路切替弁の構成の点で前記各実施形態と構成が異なる。図９、図１０は、図４及び図５に準ずる断面図である。図９、図１０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、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、エンコパ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。アクチュエータ３８は、第２吸気管１５の下方にてエンコパ２の中に配置されている。これにより、エンコパ温度が、シリンダ３８ａを介して第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、エンコパ温度が所定温度以下の低温になる場合、図９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、エンコパ温度が所定温度より高い高温になる場合、図１０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。

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温度制御装置によれば、流路切替弁３７は、形状記憶合金である第１スプリング３８ｄがエンコパ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、前記各実施形態と異なり、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、吸気温度制御装置の構成を簡略化することができる。

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次のように実施することもできる。

（１）前記第１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。

（２）前記第１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。

（３）前記第１実施形態では、アンダーカバー６の開口部６ａに案内ダクト７を設けたが、この案内ダクトを省略することもできる。

（４）前記第３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、いわゆるサーモ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。

この発明は、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。

１ 車両
２ エンコパ
５ エンジン
１１ 吸気マニホルド（吸気通路）
１２ スロットル装置（吸気通路）
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）
２６ 高温ダクト（高温空気通路）
２７ 流路切替弁
３８ アクチュエータ（駆動部）
３８ｄ 第１スプリング（弁制御手段、膨縮部材）
４１ エンコパ温センサ（エンコパ温度検出手段）
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）
ＴＨＥＣ エンコパ温度
ＴＨＡ 吸気温度

Claims (4)

1. 車両のエンジンコンパートメントの中に配置されたエンジンに導入される吸気の温度を制御する車両用エンジンの吸気温度制御装置であって、
   前記エンジンコンパートメントの中に配置され、前記エンジンに吸気を導入するための吸気通路と、
   前記吸気通路は、吸気入口を含み、前記吸気入口から外気を低温空気として導入するように構成されることと、
   前記エンジンコンパートメントの中に一部が配置され、前記エンジンから排気を導出するための排気通路と、
   前記エンジンコンパートメントの中に配置され、前記排気通路の周りの高温空気を前記エンジンに導入するために前記吸気通路に接続された高温空気通路と、
   前記吸気通路と前記高温空気通路との接続部に設けられ、前記高温空気通路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、
   前記エンジンコンパートメントの中の温度に応じて前記流路切替弁の切り替え動作を制御するための弁制御手段と
   を備えたことを特徴とする車両用エンジンの吸気温度制御装置。
2. 前記エンジンコンパートメントの中の温度をエンコパ温度として検出するためのエンコパ温度検出手段を更に備え、
   前記弁制御手段は、検出される前記エンコパ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１に記載の車両用エンジンの吸気温度制御装置。
3. 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駆動部とを含み、
   前記弁制御手段は、前記エンコパ温度に感応して膨張又は収縮することにより前記駆動部の動作を制御する膨縮部材を含む
   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温度制御装置。
4. 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２又は３に記載の車両用エンジンの吸気温度制御装置。

Images