JPH09105332A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの吸気系に設けられ、開閉駆動され
ることにより吸気通路形状を変更する制御弁を備えたエ
ンジンの吸気装置において、エンジン停止時にエンジン
を始動させることなくイグニッションスイッチをＯＦＦ
からＯＮに操作した場合に、制御弁の作動音が発生する
のを防止する。 【解決手段】 エンジンが停止状態にあるか回転状態に
あるかを判定する判定手段と、この判定手段によりエン
ジンの停止状態が検出されたときには上記制御弁の作動
を禁止し、かつ上記判定手段によりエンジンの回転状態
が検出された場合、上記制御弁の作動禁止を解除する制
御手段とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの吸気系
に設けられ、開閉駆動されることにより吸気通路形状を
変更する制御弁を備えたエンジンの吸気装置の改良に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンの吸気装置として、
例えば、特開昭６２−１６２７２３号公報に開示されて
いるように、エンジンの各気筒に対して、通路長の長い
第２吸気通路を接続するとともに通路長の短い第１吸気
通路を接続し、この第１吸気通路にエンジンの低速域で
閉じる制御弁を配設した可変吸気装置が知られている。

【０００３】上記可変吸気装置では、エンジンの低速時
には、第１吸気通路が閉塞され、吸気は長い第２吸気通
路によって各気筒に供給される一方、高速域では第１吸
気通路が開かれて、それぞれの領域での吸気特性に適合
した吸気通路によって吸気を行うことで充填効率を高め
てエンジン出力を改善するようにしたものである。

【０００４】ところで、上記のように第１および第２吸
気通路をエンジン回転数に応じて切り換え、高速時に制
御弁を開いて第１吸気通路から吸気を供給するようにし
たものにおいては、上記制御弁が閉じている領域で異音
が発生するという問題があった。

【０００５】すなわち、車両が停車状態にあって、かつ
自動変速機を備えた車両では、変速機がＮレンジまたは
Ｐレンジにシフトされていてエンジンと駆動系とが非連
結状態にある無負荷状態において、また、マニュアル変
速機を備えた車両では、変速機がニュートラル状態もし
くはクラッチが切断されていてエンジンと駆動系とが非
連結状態にある無負荷状態において、アクセル操作が行
われたレーシング時には、その回転上昇に伴って制御弁
が開閉作動するものであり、その閉じた領域において制
御弁に対して吸気脈動が作用してこの制御弁が微小振動
し、特に制御弁と通路内径とのクリアランスが適正でな
い場合には、この制御弁の振動に伴って金属が接触する
異音が発生するものである。この異音はそれ程大きな音
ではないが、停車状態においては走行音もないことから
上記異音が車内に伝達して聞え、不快感を与えることに
なる。

【０００６】また、上記無負荷レーシング時の回転上昇
に対し制御弁の開閉作動に応じてトルク特性が変化し、
スロットルの踏込みに対して回転上昇に緩急が生じ、運
転者に違和感を与えるという問題もあった。

【０００７】そこで本出願人は、先に特願平２−２５６
５０３号明細書（特開平４−１３４１２９号公報）によ
り、無負荷時の騒音低減と滑らかな回転上昇を得るよう
にしたエンジンの吸気装置を提案した。

【０００８】このエンジンの吸気装置では、下流端が各
気筒に接続される分岐吸気通路の上流端に対して第１吸
気通路と第２吸気通路とを各々接続するとともに、この
接続部分にその接続状態を変更する制御弁を設けたもの
において、エンジンと駆動系との連結状態を判定する負
荷判定手段と、該負荷判定手段によりエンジンと駆動系
とが非連結状態にある無負荷が検出されたときには上記
制御弁を常時開状態に作動する制御手段を設けたもので
ある。

【０００９】このような構成を有するエンジンの吸気装
置では、無負荷時には制御弁は常時開状態に維持される
ことにより、吸気脈動の作用による制御弁の振動発生が
回避され、停車時であっても異音発生がないことにより
騒音が低減される。

【００１０】また、無負荷レーシング時の制御弁の開閉
がないことからトルク特性が急変することなく、アクセ
ル操作に対するエンジン回転数の上昇に緩急が発生せず
に滑らかな回転上昇が得られ、しかも、この無負荷状態
ではトルクが要求されないことから多少のトルク特性の
低下は問題とならず、運転者に良好な操作感を与えるこ
とができるものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記エ
ンジンの吸気装置では、イグニッションスイッチＯＦＦ
時には上記制御弁を閉状態にしていたから、例えば車両
がパワーウインドウ（モーター駆動の自動開閉窓）を備
えていて、エンジン停止後、閉め忘れた窓を閉めるため
に、運転者がエンジンを始動させることなくイグニッシ
ョンスイッチのみをＯＦＦからＯＮに操作したような場
合、このとき自動変速機は通常ＮまたはＰレンジ（エン
ジンと駆動系とが非連結状態態）にあるから、イグニッ
ションスイッチＯＮに伴って上記制御弁が開作動される
ことになる。そして、この場合エンジンは停止状態にあ
るから、制御弁の作動音が耳につき易いという問題があ
った。

【００１２】上述の事情に鑑み、本発明は、上記の点を
改良したエンジンの吸気装置を提供することを目的とす
る。なお、本発明は、前述の「無負荷レーシング時の騒
音低減のため、無負荷時『開』とする」という前提があ
るものに限定されるものではなく、上記のようにイグニ
ッションＯＦＦからＯＮへの操作時に制御弁が作動され
るものにおける制御弁作動音の低減を目的とするもので
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、エン
ジンの吸気系に設けられ、開閉駆動されることにより吸
気通路形状を変更する制御弁を備えたエンジンの吸気装
置において、エンジンが停止状態にあるか回転状態にあ
るかを判定する判定手段と、該判定手段によりエンジン
の停止状態が検出されたときには上記制御弁の作動を禁
止し、かつ上記判定手段によりエンジンの回転状態が検
出された場合、上記制御弁の作動禁止を解除する制御手
段とを設けてなることを特徴とするものである。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上流端が各気筒に接続される分岐吸気通路の上流端
に対して、第１吸気通路第２吸気通路とを各々接続し、
かつその接続状態を上記制御弁が変更するように構成さ
れるとともに、上記制御弁の開弁時に上記第１および第
２吸気通路がともに上記分岐吸気通路に連通し、かつ上
記制御弁の閉弁時に上記第２吸気通路のみが上記分岐吸
気通路に連通するように構成されている場合に、エンジ
ン回転時にエンジンと駆動系とが非連結状態にあるとき
には、上記制御手段が、上記制御弁を常時開状態とし、
エンジン停止時には、上記制御手段が上記制御弁を常時
閉状態に制御することが好ましい。

【００１５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、エンジン停止
時には上記制御弁の作動が禁止されるから、エンジン停
止時にエンジンを始動させることなくイグニッションス
イッチをＯＦＦからＯＮに操作した場合であっても、上
記制御弁の作動音が発生するという問題は生じない。

【００１６】また、請求項２の発明によれば、エンジン
回転時にエンジンと駆動系とが非連結状態にあるときに
は上記制御弁が常時開状態となることにより、吸気脈動
の作用による制御弁の振動発生が回避され、停車時であ
っても異音発生がないことにより騒音が低減されるのみ
でなく、無負荷レーシング時の制御弁の開閉がないこと
からトルク特性が急変することなく、アクセル操作に対
するエンジン回転数の上昇に緩急が発生せずに滑らかな
回転上昇が得られ、しかも、この無負荷状態ではトルク
が要求されないことから多少のトルク特性の低下は問題
とならず、運転者に良好な操作感を与えることができる
ものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００１８】図１および図２は本発明の一実施の形態を
備えたＶ型エンジンの全体構成を示す。なお、図２の下
方が前方である。

【００１９】Ｖ型エンジン１は所定の角度をもって傾斜
した左右バンク１Ａ，１Ｂ（図面上での左右）を有し、
断面ほぼＶ字状のシリンダブロック２と、このシリンダ
ブロック２の上面に組み付けられた左右のシリンダヘッ
ド３Ａ，３Ｂと、シリンダブロック２の下面に組み付け
られたオイルパン４と、各シリンダヘッド３Ａ，３Ｂの
上面に組み付けられたヘッドカバー５，５とを備えてな
る。上記各バンク１Ａ，１Ｂにはそれぞれ３個の気筒６
が交互に配設され、各シリンダヘッド３Ａ，３Ｂの対向
する内側の側面には各気筒６に連通する吸気ポート７が
形成されている。

【００２０】上記両バンク１Ａ，１Ｂ間には吸気マニホ
ールド８が配設され、この吸気マニホールド８に形成さ
れた分岐吸気通路９の下流端がそれぞれ各気筒６の吸気
ポート７に接続されている。また、両バンク１Ａ，１Ｂ
間の右バンク１Ｂ寄りの上方には、気筒列方向に延びる
第１サージタンク１０が配設されている。一方、左バン
ク１Ａの外側部分の上方には気筒列方向に延びる第２サ
ージタンク１１が、第１サージタンク１０と左右に対向
して平行に配設されている。そして、この両サージタン
ク１０，１１は、前後方向の後寄りでバンク１Ａ，１Ｂ
間上方を左右方向に延びる１つの連通路１２により互い
に連通されており、この両サージタンク１０，１１およ
び連通路１２により吸気拡大室が構成されている。

【００２１】上記第１サージタンク１０は主に高速域用
として用いられるもので、各バンク１Ａ，１Ｂの各気筒
６の吸気ポート７に接続された分岐吸気通路９の上流端
に対して、それぞれ通路長の短い第１吸気通路１４を介
して連通されている。すなわち、各第１吸気通路１４の
上流端は第１サージタンク１０の左バンク１Ａに面する
側面に連通され、下流端は後述する第２吸気通路１５と
合流してから分岐吸気通路９の上流端に連通されてい
る。

【００２２】一方、第２サージタンク１１は主に中速域
用として用いられるもので、各バンク１Ａ，１Ｂの各気
筒６の吸気ポート７に接続された分岐吸気通路９の上流
端に対して、それぞれ通路長の長い第２吸気通路１５を
介して連通されている。すなわち、各第２吸気通路１５
の上流端は第２サージタンク１１の右バンク１Ｂに面す
る側面に連通され、そして、各第２吸気通路１５は前記
連通路１２の下側位置をバンク間方向に延び、その下流
端は上記第１吸気通路１４と合流して分岐吸気通路９の
上流端に連通されている。

【００２３】上記分岐吸気通路９の上流端に対して第１
吸気通路１４と第２吸気通路１５とを各々接続する接続
部分には、その接続状態を変更する制御弁１７が配設さ
れている。すなわち、上記制御弁１７は各第１吸気通路
１４の第２吸気通路１５への接続開口部分に介装され、
その開弁時には第１吸気通路１４を第２吸気通路１５と
ともに分岐吸気通路９に連通する一方、閉弁時には第１
吸気通路１４を閉じて第２吸気通路１５のみを分岐吸気
通路９に連通するものである。

【００２４】さらに、上記第１サージタンク１０の外側
側面にはスロットルボディ１９が接続され、このスロッ
トルボディ１９はエアホース２０を介して図示しないエ
アクリーナに接続されている。上記エアホース２０はそ
のスロットルボディ１９近傍の下流端部分で湾曲して接
続され、この湾曲部のエアホース２０内は隔壁２０ａに
よって仕切られ、この隔壁２０ａの下流端はスロットル
ボディ１９の隔壁１９ａに連続的に接続されている。

【００２５】各気筒６に対する第１吸気通路１４の開閉
を行う制御弁１７は、前後方向に延びるバルブ軸２１に
支承されて互いに同期して開閉操作されるもので、この
バルブ軸２１の一端にはロッド２２を介して負圧アクチ
ュエータ２３が連結されてその駆動により開閉作動され
る。そして、上記負圧アクチュエータ２３にはスロット
ルボディ１９下流の第１サージタンク１０の負圧を導入
する負圧導入通路２４が接続され、この負圧導入通路２
４の途中にはチェック弁２５を介して負圧を蓄えるバキ
ュームチャンバ２６が配設されると共に、その下流側に
負圧の導入を開閉作動するソレノイドバルブ２７が配設
されている。

【００２６】なお、図１および図２中、３１はＥＧＲバ
ルブ３２を介設した排気還流通路、３３はブローバイガ
ス通路、３４は車体ボンネットである。

【００２７】上記制御弁１７の開閉制御は上記のように
負圧導入通路２４の途中に介装したソレノイドバルブ２
７の作動制御によって行われ、このソレノイドバルブ２
７に対して制御手段としてのコントロールユニット３０
から運転状態に応じて制御信号が出力される。

【００２８】このコントロールユニット３０には、エン
ジン１の運転状態を検出するための各種信号、例えば、
図示しないクランク角センサからのクランク角ＣＡと、
吸気通路に配設された図示しないエアフローメータから
の吸入空気量Ｑａと、エンジンと駆動系の連結状態を判
定するために自動変速機がＮレンジ（またはＰレンジ）
にあるかＤレンジ（１，２レンジを含む）にあるかを表
すレンジ位置信号ＩＨ等がそれぞれ入力される。

【００２９】そして、エンジンが停止しているときに
は、イグニッションスイッチのＯＮ・ＯＦＦに関係な
く、制御弁１７は常時閉状態に保持され、開作動は禁止
される。

【００３０】一方、エンジンが回転しているときには、
ＤレンジにあるかＮレンジ（またはＰレンジ）にあるか
否かが判定され、Ｄレンジの場合には、図３に示すよう
に、エンジン回転数Ｎｅが２０００rpm 以下で、充填効
率Ｃｅが５０％未満の低回転・低負荷領域および、エン
ジン回転数Ｎｅが２０００rpm を超え４５００rpm 未満
の中回転領域全域で制御弁１７が開かれ、これによっ
て、回転変動に対して滑らかなトルク特性が得られる。

【００３１】また、エンジン回転数Ｎｅが２０００rpm
以下であっても充填効率Ｃｅが５０％を超える低回転・
高負荷領域および、エンジン回転数Ｎｅが４５００rpm
を超える高回転領域全域で制御弁１７が閉じるように制
御され、これによって、高いトルク特性が得られるよう
になっている。

【００３２】さらに、Ｎレンジでは、図４に示すよう
に、制御弁１７は全回転領域で開いているように制御さ
れ、これによって、回転変動に対して滑らかなトルク特
性が得られるとともに、アイドル回転時には、アイドル
パージ分配性が改善される。

【００３３】次に、上記コントロールユニット３０が実
行する制御弁１７の開閉制御の処理の一例について図５
のフロチャートを参照して説明する。なお、Ｓは各ステ
ップを表す。

【００３４】制御スタート後、クランク角ＣＡ、吸入空
気量Ｑａ、レンジ位置信号ＩＨ等の各種信号を読み込
む。

【００３５】そして、クランク角ＣＡからエンジン回転
数Ｎｅ（rpm ）を演算し（Ｓ１）、次いで吸入空気量Ｑ
ａとエンジン回転数Ｎｅとから充填効率Ｃｅ（％）（＝
Ｋ・Ｑａ／Ｎｅ、Ｋは定数）を演算する（Ｓ２）。次に
エンジンが停止状態にあるか否かを判定し（Ｓ３）、エ
ンジンが停止状態にあるとき、すなわちＮｅ＝０のとこ
には（Ｓ３：ＹＥＳ）、イグニッションスイッチのＯＮ
・ＯＦＦに関係なく制御弁１７を常時閉状態に保持する
（Ｓ４）。

【００３６】一方、エンジンが回転しているときには
（Ｓ３：ＮＯ）、Ｄレンジ（走行レンジ）にシフトされ
ているか否か、すなわち、Ｄレンジ判定フラグＸｄｒが
立っているか否かを判定する（Ｓ５）。そしてＤレンジ
判定フラグＸｄｒが倒れているときには（Ｘｄｒ＝０，
Ｓ５：ＮＯ）、すなわちエンジンと駆動系とが非連結状
態にあるＮレンジ（またはＰレンジ）にあるきには、エ
ンジン回転数Ｎｅに関係なく全域で制御弁１７を開状態
に保持する（Ｓ６、図４参照）。

【００３７】次に、Ｄレンジ判定フラグＸｄｒが立って
いるとこには（Ｘｄｒ＝１，Ｓ５：ＹＥＳ）、エンジン
回転数Ｎｅが４５００rpm を超えているか否かを判定し
（Ｓ７）、Ｎｅが４５００rpm を超えているときには
（Ｓ７：ＹＥＳ）、制御弁１７を閉じる（Ｓ４）。

【００３８】また、エンジン回転数Ｎｅが４５００rpm
以下のときには（Ｓ７：ＮＯ）、２０００rpm を超えて
いるか否かを判定し（Ｓ８）、Ｎｅが２０００rpm を超
えているときには（Ｓ８：ＹＥＳ）、制御弁１７を開く
（Ｓ６）。また、エンジン回転数Ｎｅが２０００rpm 以
下のときには（Ｓ８：ＮＯ）、充填効率Ｃｅが５０％未
満であるか否かを判定し（Ｓ９）、Ｃｅが５０％未満で
あれば（Ｓ９：ＹＥＳ）、制御弁１７を開く（Ｓ６）。
一方、エンジン回転数Ｎｅが２０００rpm 以下で（Ｓ
８：ＮＯ）、かつ充填効率Ｃｅが５０％以上であれば
（Ｓ９：ＮＯ）、制御弁１７を閉じる（Ｓ４）。

【００３９】なお、上記実施の形態においては、Ｖ型エ
ンジンの例で説明したが、このエンジン形式および吸気
通路の接続構造と制御弁による開閉機構はその他の構造
が採用可能であり、これらについて本発明の制御弁の開
閉制御が適用可能である。

【００４０】また、上記実施の形態においては、吸気管
の長さを変えるタイプの可変吸気構造の例で説明した
が、吸気行程の連続しない気筒群同士を互いに連通し、
この連通路を上記制御弁で開閉コントロールするタイプ
のものにも適用できることは言うまでもない。

【００４１】さらに、上記実施の形態ではエンジンと駆
動系との非連結状態すなわち無負荷時を判定する負荷判
定手段としては、自動変速機の操作レンジの位置によっ
て判別するようにしているが、マニュアル変速機を備え
た車両の場合には、変速機のシフト位置もしくはクラッ
チの状態に応じて判別すればよいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の吸気装置を備えたエン
ジンの全体正面図

【図２】同 平面図

【図３】Ｄレンジにおける制御弁の開閉特性を示す特性
図

【図４】Ｎレンジにおける制御弁の開閉特性を示す特性
図

【図５】コントロールユニットが実行する処理を説明す
るフローチャート

【符号の説明】

１ エンジン ６ 気筒 ７ 吸気ポート ８ 吸気マニホールド ９ 分岐吸気通路 １０，１１ サージタンク １４ 第１吸気通路 １５ 第２吸気通路 １７ 制御弁 ２３ 負圧アクチュエータ ２７ ソレノイドバルブ ３０ コントロールユニット（制御手段）

フロントページの続き (72)発明者 井上 秋夫 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの吸気系に設けられ、開閉駆動
   されることにより吸気通路形状を変更する制御弁を備え
   たエンジンの吸気装置において、 エンジンが停止状態にあるか回転状態にあるかを判定す
   る判定手段と、 該判定手段によりエンジンの停止状態が検出されたとき
   には上記制御弁の作動を禁止し、かつ上記判定手段によ
   りエンジンの回転状態が検出された場合、上記制御弁の
   作動禁止を解除する制御手段とを設けてなることを特徴
   とするエンジンの吸気装置。
2. 【請求項２】 上流端が各気筒に接続される分岐吸気通
   路の上流端に対して、第１吸気通路第２吸気通路とを各
   々接続し、かつその接続状態を上記制御弁が変更するよ
   うに構成されるとともに、上記制御弁の開弁時には第１
   および第２吸気通路がともに上記分岐吸気通路に連通
   し、かつ上記制御弁の閉弁時に上記第２吸気通路のみが
   上記分岐吸気通路に連通するように構成され、上記制御
   手段は、エンジン回転時にエンジンと駆動系とが非連結
   状態にあるときには上記制御弁を常時開状態とし、エン
   ジン停止時には上記制御弁を常時閉状態に制御すること
   を特徴とする請求項１記載のエンジンの吸気装置。