WO2018186232A1 - 吸気増加装置 - Google Patents

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WO2018186232A1
WO2018186232A1 PCT/JP2018/012351 JP2018012351W WO2018186232A1 WO 2018186232 A1 WO2018186232 A1 WO 2018186232A1 JP 2018012351 W JP2018012351 W JP 2018012351W WO 2018186232 A1 WO2018186232 A1 WO 2018186232A1
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intake
intake air
engine
air
inlet
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PCT/JP2018/012351
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竜介 藤野
直也 石川
Original Assignee
いすゞ自動車株式会社
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present disclosure relates to an engine intake increase device.
  • an amount of intake air necessary for combustion is introduced into a combustion chamber according to a required output. Further, a large amount of intake air can be sent into the combustion chamber by using a supercharger or the like to increase the output.
  • the turbocharger or the like may not operate efficiently. Therefore, for example, when the vehicle starts, the engine output decreases, and the startability may deteriorate.
  • an object of the present disclosure is to solve the above-described problems and provide an intake air increase device that can secure a necessary amount of intake air and suppress a decrease in output regardless of an engine use environment or an operating state. There is to do.
  • an intake air increasing device for increasing intake air of an engine, including an intake inlet and an intake outlet, and a cylindrical wall portion that guides intake air from the intake inlet to the intake outlet, Intake increase characterized by comprising: a spout provided in the wall portion for spouting air flowing toward the intake downstream side along the inner peripheral surface of the wall portion; and a fan for sending air to the spout An apparatus is provided.
  • the cross-sectional shape of the inner peripheral surface of the wall portion approximates the cross-sectional shape of the blade upper surface.
  • the inner peripheral surface of the wall portion has a reduced diameter portion that gradually decreases in diameter in a cross-sectional shape from the intake inlet, and a diameter expanded portion that smoothly connects to the reduced diameter portion and gradually increases in diameter.
  • the said jet nozzle is located in the said diameter reduction part, and is directed toward the intake downstream side.
  • the jet port extends in a circumferential direction of the wall portion.
  • the engine is mounted on a vehicle, the intake air increasing device further includes a control device that controls the fan, and an accelerator opening sensor that detects an accelerator opening, and the control device includes the accelerator opening device. It is preferable to operate the fan when a first condition that the detected value of the degree sensor is larger than the first threshold is satisfied.
  • the control device further includes an atmospheric pressure sensor for detecting atmospheric pressure and an engine rotation sensor for detecting the engine speed, wherein the control device satisfies the first condition and the detected value of the atmospheric pressure sensor is
  • the fan may be operated when at least one of a second condition that is less than or equal to a second threshold and a third condition that the detected value of the engine rotation sensor is less than or equal to a third threshold is satisfied. preferable.
  • the engine includes a supercharger
  • the intake air increasing device includes an atmospheric pressure sensor that detects atmospheric pressure, an engine rotation sensor that detects engine speed, and a supercharging pressure sensor that detects supercharging pressure.
  • the control device further includes: a second condition that the first condition is satisfied and a detection value of the atmospheric pressure sensor is equal to or less than a second threshold; and a detection value of the engine rotation sensor and the It is preferable to operate the fan when at least one of the fourth conditions that the engine operating state defined based on the detection value of the supercharging pressure sensor is a predetermined undercharging state is satisfied. .
  • the engine is mounted on a vehicle having a cab, and the wall portion is formed in a flat cross section, and the intake inlet opens upward and the intake outlet faces downward along the rear surface of the cab. It is preferable that the openings are arranged so that the longitudinal direction of the cross section coincides with the vehicle width direction.
  • the engine includes an air cleaner and an intake duct connected to an inlet portion of the air cleaner, the wall portion is connected to the inlet portion of the intake duct, and the inlet portion of the intake duct has a flat cross section.
  • the intake outlet is connected to an inlet of the intake duct.
  • an intake air increase device that can secure a necessary amount of intake air and suppress a decrease in output regardless of an engine usage environment or an operating state.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a vehicle to which the intake air increasing device according to the first embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of the intake air increasing device of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a portion V in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing a control flow in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing the overall configuration of the intake air increasing device according to the second embodiment. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a control flow in the third embodiment.
  • FIG. 11 is a map showing the relationship between the engine speed and the boost pressure in the third embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a vehicle 1 to which an intake air increasing device 100 according to a first embodiment of the present disclosure is applied.
  • 2 is a schematic perspective view showing the overall configuration of the intake air increasing device 100
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3, and
  • FIG. 5 is an enlarged view of a portion V in FIG.
  • the white arrow F1 shown in FIGS. 2 to 5 represents intake air.
  • the black arrow F2 shown in FIG.4 and FIG.5 shall represent the air (after-mentioned) ejected from the jet nozzle 30.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a vehicle 1 to which an intake air increasing device 100 according to a first embodiment of the present disclosure is applied.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
  • the intake air increasing device 100 is an intake air increasing device for increasing the intake air F ⁇ b> 1 of the engine 10.
  • the intake air increasing device 100 has an intake inlet 20in and an intake outlet 20out, and guides the intake air F1 from the intake inlet 20in to the intake outlet 20out. Is provided.
  • the intake air increasing device 100 is provided in the cylindrical body 20, and has a jet outlet 30 that jets air F ⁇ b> 2 flowing to the intake downstream side along the inner peripheral surface 21 of the cylindrical pipe 20, and a fan that sends the air F ⁇ b> 2 to the jet outlet 30.
  • the intake air increasing device 100 includes an electronic control unit (ECU: Electronic Control Unit) 50 as a control device that controls the fan 40.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the intake air increasing device 100 further includes an accelerator opening sensor 51 that detects the accelerator opening.
  • the intake air increasing device 100 further includes an atmospheric pressure sensor 52 that detects the atmospheric pressure, and an engine rotation sensor 53 that detects the engine speed.
  • the intake air increasing device 100 further includes a supercharging pressure sensor 54 that detects the supercharging pressure.
  • the supercharging pressure sensor 54 may be arbitrary.
  • the engine 10 is a multi-cylinder compression ignition internal combustion engine mounted on the vehicle 1, that is, a diesel engine.
  • the type, type, and number of cylinders of the engine 10 are arbitrary.
  • the vehicle 1 includes a cab-over-type truck, and includes a cab 2, an engine 10 disposed at a lower portion of the cab 2, a chassis frame 3 that supports the cab 2, and a bodywork 4 disposed at the rear of the cab 2.
  • Reference numeral 5 denotes a front wheel of the vehicle 1.
  • the engine 10 is connected to an engine body 11 including a plurality of combustion chambers (not shown), an intake manifold 12 for distributing intake air F1 into each combustion chamber, and an upstream end of the intake manifold 12.
  • An intake pipe 13 The engine 10 includes a turbocharger (not shown) as a supercharger.
  • a turbocharger compressor (not shown) is provided in the middle of the intake pipe 13.
  • the engine 10 includes an air cleaner 14 and an intake duct 15 connected to an inlet portion 14 a of the air cleaner 14.
  • the outlet 14 b of the air cleaner 14 is connected to the upstream end of the intake pipe 13.
  • These connecting portions are connected by inlay fitting and are fixed to each other by the metal band B.
  • this connection method may be any method.
  • the air cleaner 14 includes a case 14c having an inlet portion 14a and an outlet portion 14b, and a cylindrical air filter 14d accommodated in the case 14c.
  • the air filter 14d may be of any type.
  • the air cleaner 14 is arrange
  • the intake duct 15 extends rearward from the inlet portion 14a of the air cleaner 14 and is bent upward at the position of the lower end of the rear surface 2a of the cab 2.
  • the inlet portion 15a of the intake duct 15 is formed to have a flat cross section, opens upward, and is disposed so that the longitudinal direction of the cross section coincides with the vehicle width direction (the left-right direction in the drawing).
  • the cylinder 20 is connected to the inlet portion 15 a of the intake duct 15. More specifically, the cylindrical body 20 is formed in a flat cross section, and along the rear surface 2a of the cab 2, the intake inlet 20in opens upward, the intake outlet 20out opens downward, and the longitudinal direction of the cross section is It arrange
  • the intake outlet 20out is connected to the inlet 15in of the intake duct 15. Further, a cover member 60 for preventing foreign matter from entering from above is connected to the intake inlet 20in.
  • the cover member 60 has an inlet portion 60a as an intake port and an outlet portion 60b connected to the upstream end portion of the cylindrical body 20. Further, the cover member 60 is formed in a flat cross section, and extends upward from the outlet portion 60b along the rear surface 2a of the cab 2 and extends in the right direction. The inlet 60a is opened downward at the bottom of the extended portion.
  • the rear surface 2a of the cab 2 may protrude rearward from the center position in the vehicle width direction, and may be provided with recesses C at the left and right positions.
  • the cylinder 20 and the cover member 60 may be arrange
  • the intake inlet 20in is positioned at the upstream end of the cylindrical body 20, and the intake outlet 20out is positioned at the downstream end of the cylindrical body 20.
  • the cylindrical body 20 has, in the flow direction of the intake air F1, an upstream side spigot fitting portion 22a formed on the entire upstream end thereof and a downstream portion formed on the entire downstream end thereof.
  • Side spigot fitting part 22b is connected to the outlet part 60 b of the cover member 60 by spigot fitting, and is fixed to each other by the metal band B.
  • the downstream side spigot fitting portion 22 b is connected to the inlet portion 15 a of the intake duct 15 by spigot fitting and is fixed to each other by the metal band B.
  • these connection methods may be arbitrary methods.
  • the inner peripheral surface 21 of the cylindrical body 20 has a cross-sectional shape that approximates the cross-sectional shape of the blade upper surface. Specifically, the inner peripheral surface 21 of the cylindrical body 20 has a diameter-reduced portion 20a that gradually decreases in diameter from the intake inlet 20in in a cross-sectional shape, and a diameter-expanded portion that smoothly connects to the diameter-reduced portion 20a and gradually expands. Part 20b.
  • the jet port 30 is located in the reduced diameter portion 20a and is directed toward the intake downstream side. Moreover, the jet nozzle 30 is extended in the circumferential direction of the cylinder 20, and extends especially over the perimeter.
  • the reduced diameter portion 20a is reduced in diameter so as to swell radially inward from the intake inlet 20in in the flow direction of the intake air F1. Further, the diameter-reduced portion 20a is reduced in the shape of a cross section having a predetermined radius of curvature R from the intake inlet 20in to the outlet 30.
  • the diameter-enlarged portion 20b is enlarged so as to extend in a cross-sectional round shape or linear shape to the downstream end portion of the cylindrical body 20 in the flow direction of the intake air F1.
  • the connection part of the reduced diameter part 20a and the enlarged diameter part 20b is formed in cross-sectional round shape.
  • a space 31 (illustrated broken line portion) that extends from the upstream end portion to the downstream end portion and communicates with the spout 30 at the position of the reduced diameter portion 20 a is formed.
  • the space 31 is formed over the entire circumference of the cylindrical body 20.
  • a curved surface portion 23 having a rounded cross section facing the space 31 is formed at the upstream end portion of the cylindrical body 20.
  • the cylindrical body 20 has an inner wall portion 24 defined radially inward and an outer wall portion 25 defined radially outward with the space 31 in between.
  • the spout 30 is formed by cutting the inner wall 24 over the entire circumference, and is defined in a slit shape by the upstream cut end 32 and the downstream cut end 33.
  • the upstream cut end 32 is sharply formed toward the intake downstream side.
  • the downstream cut end 33 is bent or curved so as to be positioned radially outward with respect to the upstream cut end 32.
  • the downstream cut end 33 has a tongue piece 34 that is curved in the shape of a tongue.
  • the tip of the tongue piece 34 is formed in a rounded cross section.
  • the shape of the tip of the tongue piece 34 is arbitrary, and may be formed sharply, for example.
  • the tongue piece 34 is disposed so as to overlap with the upstream cut end 32 and guides the air F ⁇ b> 2 from the space 31 to the spout 30. Further, in the flow direction of the air F2, the tongue piece portion 34 is disposed so that the distance from the upstream cut end portion 32 is gradually reduced, and is formed so as to define the jet port 30 in a nozzle shape. .
  • the outer wall portion 25 has an outer peripheral surface 25a that extends linearly in section from the upstream end portion to the downstream end portion in the flow direction of the intake air F1. Moreover, the outer wall part 25 has the circular opening part 26 in the position of the left side surface. The outer wall portion 25 is provided with a cylindrical fan mounting portion 27 protruding leftward from the opening portion 26.
  • the fan mounting portion 27 has an air inlet 27in at the left end for taking in outside air.
  • a fan cover (not shown) through which outside air can pass is attached to the air inlet 27in.
  • the fan 40 is an axial fan and includes a motor 40m as a power source.
  • the fan 40 is disposed coaxially in the fan mounting portion 27 and is disposed so as to eject the air F2 toward the space 31 side.
  • the kind of fan is arbitrary and may be a mixed flow fan, for example.
  • the motor 40m is fixed to the inner wall 27a of the fan mounting portion 27 via a support member (not shown).
  • the motor 40m is electrically connected to the ECU 50.
  • the ECU 50 includes a CPU, a ROM, a RAM, a storage device, an input / output port, and the like.
  • Various sensors such as an accelerator opening sensor 51, an atmospheric pressure sensor 52, an engine rotation sensor 53, and a supercharging pressure sensor 54 are electrically connected to the ECU 50.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the control of the ECU 50 in the present embodiment.
  • ECU50 repeatedly performs the control flow of FIG. 6 for every predetermined calculation period (for example, 10 ms), for example, while the ignition switch (not shown) of the vehicle 1 is set to ON.
  • ECU50 acquires detected value Ac of accelerator opening sensor 51, detected value Pa of atmospheric pressure sensor 52, and detected value Ne of engine rotation sensor 53 in Step S101.
  • step S102 determines in step S102 whether or not the first condition (Ac> 0%) that the detected value Ac of the accelerator opening sensor 51 is larger than a threshold value (here, 0%) is satisfied. If it is determined in step S102 that the first condition (Ac> 0%) is satisfied (YES), the ECU 50 proceeds to step S103, and the detected value Pa of the atmospheric pressure sensor 52 is equal to or less than the threshold value Pas. It is determined whether or not two conditions (Pa ⁇ Pas) are satisfied.
  • step S102 determines whether the first condition (Ac> 0%) is not satisfied (NO)
  • the ECU 50 proceeds to step S104, and controls the motor 40m to stop and the fan 40 not to operate. Execute (OFF) and return.
  • step S103 If it is determined in step S103 that the second condition (Pa ⁇ Pas) is satisfied (YES), the ECU 50 proceeds to step S105 and executes control (ON) to drive the motor 40m and operate the fan 40. And return.
  • step S103 If it is determined in step S103 that the second condition (Pa ⁇ Pas) is not satisfied (NO), the ECU 50 proceeds to step S106, and the detected value Ne of the engine rotation sensor 53 is equal to or less than the threshold value Nes. It is determined whether or not the third condition (Ne ⁇ Nes) is satisfied. If it is determined in step S106 that the third condition (Ne ⁇ Nes) is satisfied (YES), the ECU 50 proceeds to step S105 and executes control (ON) to drive the motor 40m and operate the fan 40. And return.
  • step S106 determines whether the third condition (Ne ⁇ Nes) is not satisfied (NO)
  • the ECU 50 proceeds to step S104, and controls to stop the motor 40m and not operate the fan 40 ( OFF) and return.
  • the ECU 50 of the present embodiment satisfies the first condition (Ac> 0%) and at least one of the second condition (Pa ⁇ Pas) and the third condition (Ne ⁇ Nes).
  • the fan 40 is operated.
  • the ECU 50 does not operate the fan 40 when the first condition is not satisfied or when at least one of the second condition and the third condition is not satisfied.
  • an amount of intake air F ⁇ b> 1 necessary for combustion is introduced into the combustion chamber of the engine body 11 in accordance with required output such as acceleration and deceleration of the vehicle 1.
  • the intake air F1 is introduced into the cover member 60 from the atmosphere during the operation of the engine 10, and the cylinder 20, the intake duct 15, the air cleaner 14, the intake pipe 13, the turbocharger compressor, the intake pipe 13, The air passes through the intake manifold 12 and is introduced into the combustion chamber.
  • the intake air F1 is supercharged by a turbocharger compressor, so that a large amount of intake air F1 is sent into the combustion chamber. Thereby, the engine output can be increased.
  • the ECU 50 satisfies the first condition (Ac> 0%), and at least one of the second condition (Pa ⁇ Pas) and the third condition (Ne ⁇ Nes).
  • control for operating the fan 40 is executed.
  • the fan 40 is operated, in the cylindrical body 20, the air F2 is sent to the ejection port 30 and ejected from the ejection port 30 toward the intake downstream side.
  • the ejected air F ⁇ b> 2 flows from the downstream cut end portion 33 of the inner wall portion 24 toward the intake downstream side along the inner peripheral surface 21 due to the Coanda effect, and the radius of the inner wall portion 24.
  • the intake air F1 passing inside in the direction is drawn.
  • the intake air F1 is accelerated, whereby the intake air F1 can be increased.
  • the reduced diameter portion 20a of the cylindrical body 20 is reduced in diameter from a cross section having a predetermined radius of curvature R from the intake inlet 20in to the outlet 30.
  • the intake air F1 can be smoothly introduced into the intake inlet 20in along the cross-sectional shape.
  • a curved surface portion 23 having a rounded cross section facing the space 31 is formed at the upstream end portion of the cylindrical body 20, and the ejection port 30 is directed toward the intake downstream side.
  • the direction of the air F2 introduced into the space 31 from the fan 40 can be smoothly changed along the curved surface portion 23, and can be ejected from the ejection port 30 in a desired direction in the intake air downstream direction.
  • the jet nozzle 30 is formed in a slit shape over the entire circumference of the inner wall portion 24, the air F2 can be jetted uniformly over the entire circumferential range. Furthermore, since the ejection port 30 is formed in a nozzle shape, the air F2 can be accelerated and ejected.
  • the intake air F1 can be further increased by increasing the effect of flowing the intake air F1 along the inner peripheral surface 21 to the maximum extent.
  • the jet nozzle 30 does not need to be formed over the perimeter of the inner wall part 24.
  • the engine may not be able to secure the amount of intake air necessary for combustion even if it is supercharged with a turbocharger, for example, because the oxygen concentration in the air is low in places with low atmospheric pressure such as high altitudes. is there. Therefore, for example, compared with a place where the oxygen concentration in the air is higher than a high altitude or the like, the engine output may be reduced, and the fuel consumption may be deteriorated.
  • the acceleration performance of the vehicle is lowered in the highland compared to the lowland. Therefore, the drivability of the vehicle may be deteriorated.
  • the turbocharger may not operate efficiently, especially when the engine speed is low. Therefore, there is a possibility that problems such as deterioration of startability may occur due to a decrease in engine output.
  • the intake air increasing device 100 of the present embodiment increases the intake air F1 when the detection value Pa of the atmospheric pressure sensor 52 is equal to or less than the threshold value Pas. As a result, the engine output can be increased at a place where the atmospheric pressure is low, and as a result, fuel consumption can be improved. Further, since the output difference due to the use environment of the engine 10 can be reduced, the drivability of the vehicle 1 can be improved.
  • the intake air increasing device 100 increases the intake air F1 when the detection value Ne of the engine rotation sensor 53 is equal to or less than the threshold value Nes.
  • the increased intake air F1 can be introduced into the compressor to increase the supercharging pressure and suppress a decrease in engine output. And the startability of the vehicle 1 can be improved.
  • the intake air increasing device 100 when the intake air is insufficient, the intake air F1 is increased to increase the turbocharger supercharging pressure, and when the intake air is not insufficient, the turbocharger is not increased without increasing the intake air F1. It is possible to supercharge efficiently only with this.
  • the present embodiment also has the following operational effects.
  • an ejection nozzle or a fan that ejects air to the intake downstream side is arranged on the radially inner side of the inner peripheral surface of the cylinder.
  • the ejection nozzle or the like becomes an obstacle to intake air, which may hinder increase in intake air.
  • the jet outlet 30 is provided in the inner peripheral surface 21 of the cylinder 20 and there is no obstruction inside the inner peripheral surface 21 in the radial direction, the intake air is not generated without causing the intake resistance. F1 can be increased efficiently.
  • the cylinder 20 when the cylinder 20 is formed in a circular cross section, if the distance between the rear surface of the cab and the bodywork is small, only a cylinder having a small diameter can be used. Therefore, the passage area in the cylinder is reduced, and the intake air amount is limited.
  • the cylindrical body 20 is formed in a flat cross-sectional shape, and the longitudinal direction of the cross-section along the rear surface 2 a of the cab 2 is the vehicle width direction. Arranged to match. Therefore, even if the distance between the rear surface 2a of the cab 2 and the bodywork 4 is small, the passage area in the cylindrical body 20 can be increased, which is advantageous in increasing the intake air amount.
  • the cylindrical body 20 is formed in a flat cross-sectional shape and is disposed in the recess C together with the cover member 60. Therefore, the cylinder 20 having a large passage area can be arranged.
  • the ECU 50 determines that the driver has an intention to accelerate when the first condition (Ac> 0%) is satisfied, and the second condition (Pa ⁇ Pas) or the third condition (Ne).
  • the fan 40 is operated.
  • the ECU 50 does not operate the fan 40 because the driver does not intend to accelerate. Therefore, it is possible to operate the fan 40 efficiently by determining whether or not the driver has an intention to accelerate.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing an overall configuration of an intake air increasing device 100 ′ according to a second embodiment of the present disclosure.
  • 8 is a VIII-VIII sectional view of FIG. 7
  • FIG. 9 is a IX-IX sectional view of FIG.
  • the same reference numerals are used for the same constituent elements as those in the first embodiment, and the constituent elements corresponding to those in the first embodiment are indicated by the symbol “′”, and detailed description thereof will be given. Is omitted.
  • the air cleaner 14 ′ is disposed on the left front side of the engine body 11, and the intake duct 15 ′ extends forward from the inlet portion 14a ′ of the air cleaner 14 ′. Placed in. Further, the inlet portion 15a 'of the intake duct 15' is formed in a circular cross section and opens forward.
  • the cylindrical body 20 ' is formed in a circular cross section and is connected to the inlet portion 15a' of the intake duct 15 '. Further, the cylindrical body 20 ′ is disposed below the left front portion of the cab 2 and is disposed so that the intake inlet 20 in ′ opens toward the front.
  • the intake outlet 20out ' is connected to the inlet 15in' of the intake duct 15 '.
  • the cover member 60 as in the first embodiment is not connected to the intake port 20in 'of the cylinder 20'. Therefore, as indicated by the shaded arrows in FIG. 9, the intake air f can be directly introduced into the intake air inlet 20in 'from the outside in the radial direction of the cylindrical body 20'.
  • an end face 28 having a rounded cross section is formed at the upstream end of the cylindrical body 20 'from the intake inlet 20in' to the outer peripheral surface 25a 'of the outer wall 25'.
  • the intake air f from the outside can be smoothly introduced along the end face 28.
  • the intake air f introduced into the intake inlet 20in ′ is attracted to the air F2 ejected from the outlet 30 ′ and flowing along the inner peripheral surface 21 ′ of the inner wall portion 24 ′, and the intake air F1 introduced from the front. Accelerate with.
  • the intake air increasing device 100 ′ of the second embodiment can obtain a larger intake air intake amount than the first embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the control of the ECU 50 in the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a map M showing the relationship between the engine speed and the supercharging pressure. Note that the third embodiment can be applied to at least one of the first and second embodiments described above.
  • the “engine operating state” means an operating state defined based on the detection value Ne of the engine rotation sensor 53 and the detection value Pt of the supercharging pressure sensor 54. Further, the “predetermined supercharging state” means an operating state in which the supercharging pressure of the turbocharger compressor is insufficient.
  • the map M defines the relationship between the engine speed and the supercharging pressure threshold value Pts corresponding to the engine speed.
  • the region below the threshold value Pts is a state of insufficient supercharging, and is set to an ON region where the fan 40 is operated.
  • the region that is equal to or greater than the threshold value Pts is not in a supercharging insufficient state, and is set to an OFF region in which the fan 40 is not operated.
  • the ECU 50 determines that the detected value Pt of the supercharging pressure sensor 54 is in the ON region when the detected value Pt of the supercharging pressure sensor 54 falls below the supercharging pressure threshold value Pts corresponding to the detected value Ne of the engine rotation sensor 53 by referring to the map M. To do. Conversely, when the detected value Pt of the supercharging pressure sensor 54 is equal to or higher than the supercharging pressure threshold value Pts corresponding to the detected value Ne of the engine rotation sensor 53, it is determined that it is not in the ON region.
  • step S101 ′ the ECU 50, together with the detection value Ac of the accelerator opening sensor 51, the detection value Pa of the atmospheric pressure sensor 52, and the detection value Ne of the engine rotation sensor 53, The detection value Pt of the supercharging pressure sensor 54 is acquired.
  • step S103 If it is determined in step S103 that the second condition (Pa ⁇ Pas) is not satisfied (NO), the ECU 50 proceeds to step S107 and refers to the map M. And it progresses to step S108 and it is determined whether the 4th condition (engine driving
  • running state ON area
  • the ECU 50 can not operate the fan 40 when the supercharging pressure necessary for combustion is obtained. Conversely, even when the engine speed is high, the fan 40 can be operated when the supercharging pressure required for combustion is not obtained.
  • the intake F1 can be increased in consideration of not only the engine speed Ne but also the supercharging pressure Pt, so that it is possible to suppress a decrease in output with higher accuracy.
  • the first to fourth conditions may be any combination.
  • the ECU 50 determines only the first condition without determining the second, third, or fourth condition, and operates the fan 40 when the first condition is satisfied (Ac> 0%). You may let them. According to this control, when the accelerator opening degree Ac is larger than 0%, the intake air F1 can be always increased to improve the engine output.
  • the ECU 50 may control the rotation speed of the fan 40 according to the detection value Ac of the atmospheric pressure sensor 52 and the detection value Ne of the engine rotation sensor 53.
  • the ECU 50 refers to a predetermined map that defines the relationship between the atmospheric pressure and the rotation speed of the fan 40, and controls the rotation speed of the fan 40 to be higher as the detection value Ac of the atmospheric pressure sensor 52 is lower. You may do it.
  • the ECU 50 refers to a predetermined map that defines the relationship between the engine speed and the rotation speed of the fan 40 so that the lower the detection value Ne of the engine rotation sensor 53, the higher the rotation speed of the fan 40. You may control.
  • the ECU 50 refers to, for example, a predetermined map that defines the relationship among the atmospheric pressure, the engine rotational speed, and the rotational speed of the fan 40, and the rotational speed of the fan 40 decreases as the atmospheric pressure and the engine rotational speed decrease. It may be controlled so as to increase.
  • the inlet portion 15a, the cylinder 20 and the cover member 60 of the intake duct 15 are flat in cross section, and in the second embodiment, the inlet portion 15a 'and the cylinder 20' of the intake duct 15 'are cross sections.
  • these cross-sectional shapes may be arbitrary. That is, these cross-sectional shapes can be freely changed according to, for example, the layout of the vehicle 1.
  • the opening 26 and the fan mounting portion 27 may have any shape and direction.
  • the opening portion 26 may be formed on the right side surface of the outer wall portion 25, and the fan mounting portion 27 may be provided so as to protrude rightward.
  • the direction of the air inlet 27in may be arbitrary.
  • the air inlet 27 in may be opened downward at the position of the left end of the fan mounting portion 27.
  • the intake air increasing device of the present disclosure is useful in that it can secure a necessary amount of intake air and suppress a decrease in output regardless of the engine usage environment and operating state.

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Abstract

本開示に係る吸気増加装置１００は、エンジンの吸気を増加させるための吸気増加装置であって、吸気入口２０ｉｎ及び吸気出口２０ｏｕｔを有し、吸気入口２０ｉｎから吸気出口２０ｏｕｔへ吸気を導く筒状の壁部２０と、壁部２０に設けられ、壁部２０の内周面２１に沿って吸気下流側へ流れる空気Ｆ２を噴出する噴出口３０と、噴出口３０へ空気を送るファン４０と、を備える。

Description

吸気増加装置
　本開示は、エンジンの吸気増加装置に関するものである。
　一般に、車両等に搭載されるエンジンにおいては、要求される出力に応じて、燃焼に必要な量の吸気が燃焼室内に導入される。また、出力増加のために過給機等を使用して、大量の吸気を燃焼室内に送り込めるようにしている。
日本国特開２００７－１３８８９９号公報
　しかしながら、例えば、高地等の大気圧が低い場所では、空気中の酸素濃度が低いため、過給機等を使用しても必要な量の吸気を確保できない場合がある。この場合、エンジン出力が低下して、燃費が悪化する等の問題が生じる。
　また、特に、エンジン回転数が低い運転状態では、過給機等が効率良く動作しない場合がある。そのため、例えば、車両の発進時に、エンジン出力が低下してしまい、発進性が悪化する虞がある。
　そこで、本開示の目的は、上記課題を解決して、エンジンの使用環境や運転状態に拘わらず、必要な量の吸気を確保して、出力低下を抑制することが可能な吸気増加装置を提供することにある。
　本開示の一態様によれば、エンジンの吸気を増加させるための吸気増加装置であって、吸気入口及び吸気出口を有し、前記吸気入口から前記吸気出口へ吸気を導く筒状の壁部と、前記壁部に設けられ、前記壁部の内周面に沿って吸気下流側へ流れる空気を噴出する噴出口と、前記噴出口へ空気を送るファンと、備えたことを特徴とする吸気増加装置が提供される。
　また、前記壁部の内周面の断面形状は、翼上面の断面形状に近似していることが好ましい。
　また、前記壁部の内周面は、前記吸気入口から断面アール状に徐々に縮径する縮径部と、前記縮径部に滑らかに接続し徐々に拡径する拡径部と、を有し、前記噴出口は、前記縮径部に位置され、吸気下流側に向かって指向されることが好ましい。
　また、前記噴出口は、前記壁部の周方向に延びることが好ましい。
　また、前記エンジンは、車両に搭載され、前記吸気増加装置は、前記ファンを制御する制御装置と、アクセル開度を検出するアクセル開度センサと、を更に備え、前記制御装置は、前記アクセル開度センサの検出値が第１閾値より大きいという第１条件が成立した時に、前記ファンを作動させることが好ましい。
　また、大気圧を検出する大気圧センサと、エンジン回転数を検出するエンジン回転センサと、を更に備え、前記制御装置は、前記第１条件が成立し、且つ、前記大気圧センサの検出値が第２閾値以下であるという第２条件、及び、前記エンジン回転センサの検出値が第３閾値以下であるという第３条件の少なくとも何れか一方の条件が成立した時に、前記ファンを作動させることが好ましい。
　また、前記エンジンは、過給機を備え、前記吸気増加装置は、大気圧を検出する大気圧センサと、エンジン回転数を検出するエンジン回転センサと、過給圧を検出する過給圧センサと、を更に備え、前記制御装置は、前記第１条件が成立し、且つ、前記大気圧センサの検出値が第２閾値以下であるという第２条件、及び、前記エンジン回転センサの検出値及び前記過給圧センサの検出値に基づいて規定されるエンジン運転状態が、所定の過給不足状態であるという第４条件の少なくとも何れか一方の条件が成立した時に、前記ファンを作動させることが好ましい。
　また、前記エンジンは、キャブを備えた車両に搭載され、前記壁部は、断面扁平状に形成され、前記キャブの後面に沿って、前記吸気入口が上向きに開口すると共に前記吸気出口が下向きに開口し、且つ、その断面長手方向が車幅方向と一致するように配置されることが好ましい。
　また、前記エンジンは、エアクリーナと、エアクリーナの入口部に接続された吸気ダクトと、を備え、前記壁部は、前記吸気ダクトの入口部に接続され、前記吸気ダクトの入口部は、断面扁平状に形成され、前記吸気出口は、前記吸気ダクトの入口に接続されることが好ましい。
　本開示によれば、エンジンの使用環境や運転状態に拘わらず、必要な量の吸気を確保して、出力低下を抑制することが可能な吸気増加装置を提供できる。
図１は、第１実施形態に係る吸気増加装置を適用した車両を示す概略構成図である。 図２は、図１の吸気増加装置の概略斜視図である。 図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。 図４は、図３のＩＶ－ＩＶ断面図である。 図５は、図４のＶ部拡大図である。 図６は、第１実施形態における制御フローを示す図である。 図７は、第２実施形態に係る吸気増加装置の全体構成を示す概略斜視図である。 図８は、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図である。 図９は、図８のＩＸ－ＩＸ断面図である。 図１０は、第３実施形態における制御フローを示す図である。 図１１は、第３実施形態におけるエンジン回転数と過給圧との関係を示したマップである。
　以下、本開示の実施形態を添付図面に沿って説明する。なお、図中に示す各方向は、説明の便宜上定められたものに過ぎないが、車両の各方向と一致するものとする。
　（１）第１実施形態
　図１は、本開示の第１実施形態に係る吸気増加装置１００を適用した車両１を示す概略構成図である。また、図２は、吸気増加装置１００の全体構成を示す概略斜視図であり、図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。また、図４は、図３のＩＶ－ＩＶ断面図であり、図５は、図４のＶ部拡大図である。なお、図２～図５に示す白抜きの矢印Ｆ１は、吸気を表すものとする。また、図４及び図５に示す黒抜きの矢印Ｆ２は、噴出口３０から噴出される空気（後述）を表すものとする。
　図１及び図２に示すように、吸気増加装置１００は、エンジン１０の吸気Ｆ１を増加させるための吸気増加装置である。吸気増加装置１００は、図３～図５に示すように、吸気入口２０ｉｎ及び吸気出口２０ｏｕｔを有し、吸気入口２０ｉｎから吸気出口２０ｏｕｔへ吸気Ｆ１を導く、筒状の壁部としての筒体２０を備える。また、吸気増加装置１００は、筒体２０に設けられ、筒体２０の内周面２１に沿って吸気下流側へ流れる空気Ｆ２を噴出する噴出口３０と、噴出口３０へ空気Ｆ２を送るファン４０と、を備える。また、吸気増加装置１００は、ファン４０を制御する制御装置としての電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）５０を備える。
　また、吸気増加装置１００は、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ５１を更に備える。また、吸気増加装置１００は、大気圧を検出する大気圧センサ５２と、エンジン回転数を検出するエンジン回転センサ５３と、を更に備える。また、吸気増加装置１００は、過給圧を検出する過給圧センサ５４を更に備える。但し、本実施形態では、過給圧センサ５４は任意であって良い。
　具体的には、図１に示すように、エンジン１０は、車両１に搭載された多気筒の圧縮着火式内燃機関、即ちディーゼルエンジンである。但し、エンジン１０の種類、形式、気筒数等は任意である。
　車両１は、キャブオーバ型トラックからなり、キャブ２と、キャブ２の下部に配置されたエンジン１０と、キャブ２を支持するシャシフレーム３と、キャブ２の後方に配置された架装４と、を備える。符号５は、車両１の前輪である。
　図２に示すように、エンジン１０は、複数の燃焼室（不図示）を含むエンジン本体１１と、各燃焼室内に吸気Ｆ１を分配するための吸気マニホールド１２と、吸気マニホールド１２の上流端に接続された吸気管１３と、を備える。また、エンジン１０は、過給機としてのターボチャージャ（不図示）を備える。ターボチャージャのコンプレッサ（不図示）は、吸気管１３の途中に設けられる。
　また、図２及び図３に示すように、エンジン１０は、エアクリーナ１４と、エアクリーナ１４の入口部１４ａに接続された吸気ダクト１５と、を備える。また、エアクリーナ１４の出口部１４ｂは、吸気管１３の上流端に接続される。なお、これらの接続部は、インロー嵌合により接続され、金属バンドＢにより互いに固定される。但し、この接続方法は、任意の方法であって良い。
　エアクリーナ１４は、入口部１４ａ及び出口部１４ｂを有するケース１４ｃと、ケース１４ｃ内に収容される円筒型エアフィルタ１４ｄと、を備える。但し、エアフィルタ１４ｄは、任意の種類であって良い。また、エアクリーナ１４は、エンジン本体１１の右後方に配置され、入口部１４ａは、後方に向かって開口する。
　図１～図３に示すように、吸気ダクト１５は、エアクリーナ１４の入口部１４ａから後方に延びると共に、キャブ２の後面２ａの下端の位置で上方に折曲される。吸気ダクト１５の入口部１５ａは、断面扁平状に形成され、上向きに開口し、且つ、その断面長手方向が車幅方向（図示、左右方向）と一致するように配置される。
　筒体２０は、吸気ダクト１５の入口部１５ａに接続される。より詳しくは、筒体２０は、断面扁平状に形成され、キャブ２の後面２ａに沿って、吸気入口２０ｉｎが上向きに開口すると共に吸気出口２０ｏｕｔが下向きに開口し、且つ、その断面長手方向が車幅方向と一致するように配置される。
　吸気出口２０ｏｕｔは、吸気ダクト１５の入口１５ｉｎに接続される。また、吸気入口２０ｉｎには、上方から異物が混入するのを防ぐためのカバー部材６０が接続される。
　カバー部材６０は、吸気口としての入口部６０ａと、筒体２０の上流側端部に接続される出口部６０ｂと、を有する。また、カバー部材６０は、断面扁平状に形成され、キャブ２の後面２ａに沿って、出口部６０ｂから上方に延びると共に、右方向に延出される。入口部６０ａは、この延出された部分の底部に下向きに開口される。
　なお、図１に示すように、キャブ２の後面２ａは、車幅方向中央の位置を後方に突出させて、その左右の位置に凹部Ｃを設けても良い。そして、筒体２０及びカバー部材６０は、この凹部Ｃに収まるように配置されても良い。
　次に、図４及び図５に基づいて、筒体２０、噴出口３０及びファン４０の構成を詳細に説明する。
　図４及び図５に示すように、吸気Ｆ１の流れ方向において、吸気入口２０ｉｎは、筒体２０の上流端に位置され、吸気出口２０ｏｕｔは、筒体２０の下流端に位置される。
　筒体２０は、吸気Ｆ１の流れ方向において、その上流側端部に全周に亘って形成された上流側インロー嵌合部２２ａと、その下流側端部に全周に亘って形成された下流側インロー嵌合部２２ｂと、を有する。上流側インロー嵌合部２２ａは、カバー部材６０の出口部６０ｂにインロー嵌合により接続され、金属バンドＢにより互いに固定される。また、下流側インロー嵌合部２２ｂは、吸気ダクト１５の入口部１５ａにインロー嵌合により接続され、金属バンドＢにより互いに固定される。但し、これらの接続方法は、任意の方法であって良い。
　筒体２０の内周面２１は、翼上面の断面形状に近似した断面形状を有する。具体的には、筒体２０の内周面２１は、吸気入口２０ｉｎから断面アール状に徐々に縮径する縮径部２０ａと、縮径部２０ａに滑らかに接続し徐々に拡径する拡径部２０ｂと、を有する。噴出口３０は、縮径部２０ａに位置され、吸気下流側に向かって指向される。また、噴出口３０は、筒体２０の周方向に延び、特に、全周に亘って延びる。
　より詳しくは、縮径部２０ａは、吸気Ｆ１の流れ方向において、吸気入口２０ｉｎから半径方向内側に膨らむように縮径される。また、縮径部２０ａは、吸気入口２０ｉｎから噴出口３０まで所定の曲率半径Ｒを有する断面アール状に縮径される。一方、拡径部２０ｂは、吸気Ｆ１の流れ方向において、筒体２０の下流側端部まで断面アール状または直線状に延びるように拡径される。また、縮径部２０ａと拡径部２０ｂの接続部は、断面アール状に形成される。
　筒体２０の内部には、上流側端部から下流側端部まで延びると共に、縮径部２０ａの位置で噴出口３０に連通する空間３１（図示、破線部）が形成される。空間３１は、筒体２０の全周に亘って形成される。また、筒体２０の上流側端部には、空間３１に臨む断面アール状の曲面部２３が形成される。また、筒体２０には、空間３１を挟んで、半径方向内側に内壁部２４が画成され、半径方向外側に外壁部２５が画成される。
　噴出口３０は、内壁部２４を全周に亘って切断して形成され、上流側切断端部３２と下流側切断端部３３によりスリット状に画成される。上流側切断端部３２は、吸気下流側に向かって鋭利に形成される。一方、下流側切断端部３３は、上流側切断端部３２に対し半径方向外側に位置するように折曲もしくは湾曲される。
　また、下流側切断端部３３は、舌片状に湾曲された舌片部３４を有する。舌片部３４の先端部は、断面アール状に形成される。但し、舌片部３４の先端部の形状は任意であり、例えば、鋭利に形成されても良い。
　舌片部３４は、上流側切断端部３２と離間しつつ重ね合わされるように配置され、空間３１から噴出口３０に空気Ｆ２を案内する。また、空気Ｆ２の流れ方向において、舌片部３４は、上流側切断端部３２との距離が徐々に小さくなるように配置され、噴出口３０をノズル状に画成するように形成されている。
　外壁部２５は、吸気Ｆ１の流れ方向において、上流側端部から下流側端部まで断面直線状に延びる外周面２５ａを有する。また、外壁部２５は、左側面の位置に円形状の開口部２６を有する。外壁部２５には、開口部２６から左方向に突出した筒状のファン取付部２７が設けられる。
　ファン取付部２７は、外気を取り入れるための空気入口２７ｉｎを左端部に有する。空気入口２７ｉｎには、外気が通過可能なファンカバー（不図示）が取り付けられる。
　ファン４０は、軸流ファンからなり、動力源としてのモータ４０ｍを備える。ファン４０は、ファン取付部２７内に同軸に配置され、且つ、空間３１側に向かって空気Ｆ２を噴き出すように配置される。なお、ファンの種類は任意であり、例えば、斜流ファンであっても良い。
　モータ４０ｍは、支持部材（不図示）を介して、ファン取付部２７の内壁２７ａに固定される。また、モータ４０ｍは、ＥＣＵ５０に電気的に接続される。
　ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置および入出力ポート等を備える。また、ＥＣＵ５０には、アクセル開度センサ５１、大気圧センサ５２、エンジン回転センサ５３、過給圧センサ５４等の各種センサ類が、電気的に接続される。
　図６は、本実施形態におけるＥＣＵ５０の制御を示すフローチャートである。
　ＥＣＵ５０は、例えば、車両１のイグニションスイッチ（図示せず）がＯＮとされている間、図６の制御フローを所定の演算周期（例えば、１０ｍｓ）毎に繰り返し実行する。
　ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０１にて、アクセル開度センサ５１の検出値Ａｃ、大気圧センサ５２の検出値Ｐａ、及び、エンジン回転センサ５３の検出値Ｎｅを取得する。
　ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０２にて、アクセル開度センサ５１の検出値Ａｃが閾値（ここでは、０％）より大きいという第１条件（Ａｃ＞０％）が成立したか否かを判定する。ステップＳ１０２にて、第１条件（Ａｃ＞０％）が成立したと判定されると（ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０３に進み、大気圧センサ５２の検出値Ｐａが閾値Ｐａｓ以下であるという第２条件（Ｐａ≦Ｐａｓ）が成立したか否かを判定する。
　一方、ステップＳ１０２にて、第１条件（Ａｃ＞０％）が成立していないと判定されると（ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０４に進み、モータ４０ｍを停止させてファン４０を作動させない制御（ＯＦＦ）を実行し、リターンする。
　ステップＳ１０３にて、第２条件（Ｐａ≦Ｐａｓ）が成立したと判定されると（ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０５に進み、モータ４０ｍを駆動させてファン４０を作動させる制御（ＯＮ）を実行し、リターンする。
　ステップＳ１０３にて、第２条件（Ｐａ≦Ｐａｓ）が成立していないと判定されると（ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０６に進み、エンジン回転センサ５３の検出値Ｎｅが閾値Ｎｅｓ以下であるという第３条件（Ｎｅ≦Ｎｅｓ）が成立したか否かを判定する。ステップＳ１０６にて、第３条件（Ｎｅ≦Ｎｅｓ）が成立したと判定されると（ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０５に進み、モータ４０ｍを駆動させてファン４０を作動させる制御（ＯＮ）を実行し、リターンする。
　他方、ステップＳ１０６にて、第３条件（Ｎｅ≦Ｎｅｓ）が成立していないと判定されると（ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０４に進み、モータ４０ｍを停止させてファン４０を作動させない制御（ＯＦＦ）を実行し、リターンする。
　このように、本実施形態のＥＣＵ５０は、第１条件（Ａｃ＞０％）が成立し、且つ、第２条件（Ｐａ≦Ｐａｓ）、及び、第３条件（Ｎｅ≦Ｎｅｓ）の少なくとも何れか一方の条件が成立した時に、ファン４０を作動させる。一方、ＥＣＵ５０は、第１条件が成立せず、または、第２条件及び第３条件の少なくとも何れか一方の条件が成立しない時は、ファン４０を作動させない。
　次に、本実施形態に係る吸気増加装置１００の作用効果について、図１～図６に基づいて説明する。
　エンジン１０においては、基本的に、車両１の加速や減速等、要求される出力に応じて、燃焼に必要な量の吸気Ｆ１がエンジン本体１１の燃焼室内に導入される。
　具体的には、吸気Ｆ１は、エンジン１０の運転中、大気中からカバー部材６０内に導入され、筒体２０、吸気ダクト１５、エアクリーナ１４、吸気管１３、ターボチャージャのコンプレッサ、吸気管１３、吸気マニホールド１２を順に通過して、燃焼室内に導入される。
　また、吸気Ｆ１は、ターボチャージャのコンプレッサにより過給されることで、燃焼室内に大量に送り込まれる。これにより、エンジン出力を増加させることができる。
　また、本実施形態では、ＥＣＵ５０は、第１条件（Ａｃ＞０％）が成立し、且つ、第２条件（Ｐａ≦Ｐａｓ）及び第３条件（Ｎｅ≦Ｎｅｓ）の少なくとも何れか一方の条件が成立した時に、ファン４０を作動させる制御を実行する。ファン４０が作動されると、筒体２０において、空気Ｆ２が噴出口３０に送られ、噴出口３０から吸気下流側に向かって噴出される。
　図４及び図５に示すように、噴出された空気Ｆ２は、コアンダ効果により、内壁部２４の下流側切断端部３３から内周面２１に沿って吸気下流側へ流れ、内壁部２４の半径方向内側を通過する吸気Ｆ１を引き寄せる。そして、この作用により、吸気Ｆ１が加速されることで、吸気Ｆ１を増加させることができる。
　特に、筒体２０の縮径部２０ａは、吸気入口２０ｉｎから噴出口３０にかけて、所定の曲率半径Ｒを有する断面アール状に縮径される。これにより、この断面形状に沿って、吸気Ｆ１を円滑に吸気入口２０ｉｎへ導入させることができる。
　また、筒体２０の上流側端部には、空間３１に臨む断面アール状の曲面部２３が形成され、噴出口３０は、吸気下流側に向かって指向される。これにより、ファン４０から空間３１内に導入された空気Ｆ２を、曲面部２３に沿って滑らかに方向を転換させて、噴出口３０から吸気下流方向に所望の向きで噴出させることができる。
　また、噴出口３０は、内壁部２４の全周に亘ってスリット状に形成されるため、周方向の全範囲で均一に空気Ｆ２を噴出させることができる。更に、噴出口３０は、ノズル状に形成されるため、空気Ｆ２を加速させて噴出させることができる。
　このように、上記の構成であれば、吸気Ｆ１を内周面２１に沿って流す効果を最大限まで高めて、吸気Ｆ１を更に増加させることができる。なお、噴出口３０は、内壁部２４の全周に亘って形成されていなくても良いものとする。
　ここで、図示しないが、比較例として、吸気増加装置１００を適用しない車両について検討する。
　この場合、エンジンは、例えば、高地等の大気圧が低い場所では、空気中の酸素濃度が低いため、ターボチャージャ等で過給しても、燃焼に必要な量の吸気を確保できない可能性がある。そのため、例えば、高地等よりも空気中の酸素濃度が高い場所に比べて、エンジン出力が低下してしまい、燃費が悪化する虞がある。
　また、例えば、低地に比べて高地では車両の加速性が低下する等、エンジンの使用環境の違いにより出力に差が生じる可能性がある。そのため、車両の運転性が悪化する虞がある。
　また、特に、エンジン回転数が低い運転状態では、ターボチャージャが効率良く動作しない場合がある。そのため、エンジン出力の低下により、発進性が悪化する等の問題が生じる虞がある。
　これらの問題を解決する手段としては、大気圧が低い場所やエンジン回転数が低い運転状態（以下、「吸気不足状態」と称する）で効率良く動作するように設定されたターボチャージャを使用することが考えられる。しかしながら、このターボチャージャでは、吸気不足状態でない時に、過給効率が低下してしまい、高地や発進時以外での走行時に、エンジン出力が低下する虞がある。
　本実施形態の吸気増加装置１００は、大気圧センサ５２の検出値Ｐａが閾値Ｐａｓ以下である時に、吸気Ｆ１を増加させる。これにより、大気圧が低い場所では、エンジン出力を増加させることが可能になり、その結果、燃費を向上させることができる。また、エンジン１０の使用環境による出力差を小さくできるため、車両１の運転性を向上させることができる。
　また、吸気増加装置１００は、エンジン回転センサ５３の検出値Ｎｅが閾値Ｎｅｓ以下である時に、吸気Ｆ１を増加させる。これにより、ターボチャージャが効率良く動作しないエンジンの低回転領域では、増加させた吸気Ｆ１をコンプレッサに導入して過給圧を上昇させ、エンジン出力の低下を抑制することができる。そして、車両１の発進性を向上させることが可能になる。
　また、吸気増加装置１００によれば、吸気不足状態である時は、吸気Ｆ１を増加させてターボチャージャの過給圧を上昇させ、吸気不足状態でない時は、吸気Ｆ１を増加させずにターボチャージャのみで効率良く過給することができる。
　このように、本実施形態では、エンジン１０の使用環境や運転状態に拘わらず、必要な量の吸気を確保して、出力低下を抑制することが可能になり、燃費や発進性等を向上させることができる。
　また、本実施形態においては、上記以外に、下記のような作用効果も存在する。
　図示しないが、例えば、筒体の内周面よりも半径方向内側に、吸気下流側へ空気を噴出する噴出ノズルやファンを配置したと仮定する。場合には、噴出ノズル等が吸気の障害物となり、吸気増加の妨げになる虞がある。
　これに対して、本実施形態では、筒体２０の内周面２１に噴出口３０が設けられ、内周面２１の半径方向内側に障害物がないので、吸気抵抗を生じさせることなく、吸気Ｆ１を効率良く増加させることができる。
　また、図示しないが、例えば、筒体２０が断面円形状に形成される場合には、キャブの後面と架装との間隔が僅かであると、径が小さな筒体しか用いることができない。よって、筒体内の通路面積が縮小され、吸気量が制限されてしまう。
　これに対して、本実施形態では、図１及び図２に示すように、筒体２０は、断面扁平状に形成され、キャブ２の後面２ａに沿って、その断面長手方向が車幅方向と一致するように配置される。そのため、キャブ２の後面２ａと架装４との間隔が僅かであっても、筒体２０内の通路面積を大きくすることが可能であり、吸気量の増加に有利である。
　特に、図１で示すように、キャブオーバ型トラックにおいては、後方に突出させたキャブ２の後面２ａ中央部と、架装４との間隔が殆どない場合がある。そして、後面２ａ中央部の右側に、前後長の短い凹部Ｃが形成される場合がある。
　本実施形態では、筒体２０を断面扁平状に形成して、カバー部材６０と共に、凹部Ｃに配置させる。そのため、大きな通路面積を有する筒体２０を配置することができる。
　他方、本実施形態の制御に関しては、ＥＣＵ５０は、第１条件（Ａｃ＞０％）が成立した時は、ドライバに加速意思があるとして、第２条件（Ｐａ≦Ｐａｓ）または第３条件（Ｎｅ≦Ｎｅｓ）が成立した時に、ファン４０を作動させる。また、ＥＣＵ５０は、第１条件（Ａｃ＞０％）が成立していない時は、ドライバに加速意思がないとして、ファン４０を作動させない。そのため、ドライバに加速意思があるか否かを判断して、ファン４０を効率良く動作させることができる。
　（２）第２実施形態
　図７は、本開示の第２実施形態に係る吸気増加装置１００’の全体構成を示す概略斜視図である。また、図８は、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図であり、図９は、図８のＩＸ－ＩＸ断面図である。なお、下記の説明において、第１実施形態と同一の構成要素に同じ符号を用い、また、第１実施形態と対応する構成要素に記号「’」を付した符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。
　図７及び図８に示すように、第２実施形態では、エアクリーナ１４’が、エンジン本体１１の左前方に配置され、吸気ダクト１５’が、エアクリーナ１４’の入口部１４ａ’から前方に延びるように配置される。また、吸気ダクト１５’の入口部１５ａ’は、断面円形状に形成され、前方に向かって開口する。
　筒体２０’は、断面円形状に形成され、吸気ダクト１５’の入口部１５ａ’に接続される。また、筒体２０’は、キャブ２の左前部下方に配置され、吸気入口２０ｉｎ’が前方に向かって開口するように配置される。そして、吸気出口２０ｏｕｔ’が、吸気ダクト１５’の入口１５ｉｎ’に接続される。
　また、筒体２０’の吸気入口２０ｉｎ’には、第１実施形態のようなカバー部材６０が接続されない。そのため、図９中の網掛け矢印で示すように、筒体２０’の半径方向外側から吸気ｆを吸気入口２０ｉｎ’に直接導入させることができる。
　また、特に、筒体２０’の上流端には、図９に示すように、吸気入口２０ｉｎ’から外壁部２５’の外周面２５ａ’にかけて、断面アール状の端面２８が形成される。これにより、端面２８に沿って外側からの吸気ｆを円滑に導入させることができる。
　そして、吸気入口２０ｉｎ’に導入された吸気ｆは、噴出口３０’から噴出されて内壁部２４’の内周面２１’に沿って流れる空気Ｆ２に引き寄せられて、前方から導入される吸気Ｆ１と共に加速される。その結果、第２実施形態の吸気増加装置１００’では、第１実施形態よりも多くの吸気増加量を得ることができる。
　（３）第３実施形態
　図１０は、本開示の第３実施形態におけるＥＣＵ５０の制御を示すフローチャートである。また、図１１は、エンジン回転数と過給圧との関係を示したマップＭである。なお、第３実施形態は、上述した第１及び第２実施形態の少なくとも一方に適用することが可能である。
　図１０に示すように、第３実施形態のＥＣＵ５０は、第１実施形態で述べた第３条件（Ｎｅ≦Ｎｅｓ）の代わりに、マップＭを参照して、エンジン運転状態が所定の過給不足状態であるという第４条件（エンジン運転状態＝ＯＮ領域）が成立したか否かを判定する。
　ここでいう「エンジン運転状態」とは、エンジン回転センサ５３の検出値Ｎｅ及び過給圧センサ５４の検出値Ｐｔに基づいて規定される運転状態を意味する。また、「所定の過給不足状態」は、ターボチャージャのコンプレッサの過給圧が不足するような運転状態を意味する。
　マップＭは、図１１に示すように、エンジン回転数と、そのエンジン回転数に対応する過給圧の閾値Ｐｔｓとの関係を規定したものである。
　より詳しくは、マップＭでは、閾値Ｐｔｓを下回る領域は、過給不足状態であり、ファン４０を作動させるＯＮ領域に設定される。一方、閾値Ｐｔｓ以上である領域は、過給不足状態ではなく、ファン４０を作動させないＯＦＦ領域に設定される。
　ＥＣＵ５０は、マップＭを参照することで、過給圧センサ５４の検出値Ｐｔが、エンジン回転センサ５３の検出値Ｎｅに対応する過給圧の閾値Ｐｔｓを下回る時は、ＯＮ領域にあると判定する。また反対に、過給圧センサ５４の検出値Ｐｔが、エンジン回転センサ５３の検出値Ｎｅに対応する過給圧の閾値Ｐｔｓ以上である時は、ＯＮ領域にないと判定する。
　具体的には、図１０に示すように、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０１’にて、アクセル開度センサ５１の検出値Ａｃ、大気圧センサ５２の検出値Ｐａ、エンジン回転センサ５３の検出値Ｎｅと共に、過給圧センサ５４の検出値Ｐｔを取得する。
　また、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０３にて、第２条件（Ｐａ≦Ｐａｓ）が成立していないと判定されると（ＮＯ）、ステップＳ１０７に進み、マップＭを参照する。そして、ステップＳ１０８に進み、第４条件（エンジン運転状態＝ＯＮ領域）が成立したか否かを判定する。
　ステップＳ１０８にて、第４条件（エンジン運転状態＝ＯＮ領域）が成立したと判定されると（ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０５に進み、モータ４０ｍを駆動させてファン４０を作動させる制御（ＯＮ）を実行し、リターンする。
　他方、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０８にて、第４条件（エンジン運転状態＝ＯＮ領域）が成立していないと判定されると（ＮＯ）、ステップＳ１０４に進み、モータ４０ｍを停止させてファン４０を作動させない制御（ＯＦＦ）を実行し、リターンする。
　上記の制御によれば、ＥＣＵ５０は、単にエンジン回転数が低い時であっても、燃焼に必要な過給圧が得られている時は、ファン４０を作動させないことができる。また反対に、エンジン回転数が高い時であっても、燃焼に必要な過給圧が得られていない時は、ファン４０を作動させることができる。
　よって、エンジン回転数Ｎｅだけでなく過給圧Ｐｔも考慮して、吸気Ｆ１を増加できるため、より高い精度で出力低下を抑制することが可能になる。
　なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して実施することが可能である。図示しないが、例えば、上述の各実施形態は、以下のように変形することができる。
　（第１変形例）
　ＥＣＵ５０の制御に関して、第１～第４条件は、任意の組み合わせであっても良い。
　例えば、ＥＣＵ５０は、第２、第３または第４条件を判定することなく、第１条件のみを判定して、第１条件が成立している時（Ａｃ＞０％）に、ファン４０を作動させても良い。この制御によれば、アクセル開度Ａｃが０％より大きい時は、常に、吸気Ｆ１を増加させて、エンジン出力を向上させることができる。
　また、第２条件（Ｐａ≦Ｐａｓ）を設けずに、第３条件（Ｎｅ≦Ｎｅｓ）または第４条件（エンジン運転状態＝ＯＮ領域）が成立した時に、ファン４０を作動させても良い。また、第３条件（Ｎｅ≦Ｎｅｓ）及び第４条件（エンジン運転状態＝ＯＮ領域）を設けずに、第２条件（Ｐａ≦Ｐａｓ）が成立した時に、ファン４０を作動させても良い。更に、何れの条件も設けずに、エンジンの運転中または車両の走行中、常に、ファン４０を作動させても良い。
　（第２変形例）
　ＥＣＵ５０は、大気圧センサ５２の検出値Ａｃやエンジン回転センサ５３の検出値Ｎｅに応じて、ファン４０の回転速度を制御しても良い。
　例えば、ＥＣＵ５０は、大気圧とファン４０の回転速度との関係を規定した所定のマップを参照して、大気圧センサ５２の検出値Ａｃが低い程、ファン４０の回転速度が高くなるように制御しても良い。
　また、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数とファン４０の回転速度との関係を規定した所定のマップを参照して、エンジン回転センサ５３の検出値Ｎｅが低い程、ファン４０の回転速度が高くなるように制御しても良い。
　更に、ＥＣＵ５０は、例えば、大気圧と、エンジン回転数と、ファン４０の回転速度との関係を規定した所定のマップを参照して、大気圧及びエンジン回転数が低い程、ファン４０の回転速度が高くなるように制御しても良い。
　これらの制御であれば、エンジンの使用環境や運転状態に応じて、より高い精度で吸気Ｆ１を増加させることが可能になる。
　（第３変形例）
　第１実施形態では、吸気ダクト１５の入口部１５ａ、筒体２０、カバー部材６０が断面扁平状であり、第２実施形態では、吸気ダクト１５’の入口部１５ａ’及び筒体２０’が断面円形状であるが、これらの断面形状は任意であって良い。即ち、これらの断面形状は、例えば、車両１のレイアウトに応じて、自由に変更することが可能である。
　（第４変形例）
　筒体２０，２０’において、開口部２６やファン取付部２７は、任意の形状や向きであっても良い。例えば、開口部２６は、外壁部２５の右側面に形成され、ファン取付部２７は、右方向に突出されて設けられても良い。
　また、ファン取付部２７において、空気入口２７ｉｎの向きは任意であって良い。例えば、図２において、空気入口２７ｉｎは、ファン取付部２７の左端部の位置で下向きに開口されていても良い。
　本出願は、2017年4月4日付で出願された日本国特許出願（特願2017-074595）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本開示の吸気増加装置は、エンジンの使用環境や運転状態に拘わらず、必要な量の吸気を確保して、出力低下を抑制することができる、という点において有用である。
１０　エンジン
２０　筒体（壁部）
２０ｉｎ　吸気入口
２０ｏｕｔ　吸気出口
２１　内周面
３０　噴出口
４０　ファン
５０　ＥＣＵ（制御装置）
１００　吸気増加装置
Ｆ１　吸気
Ｆ２　空気

Claims (9)

  1. 　エンジンの吸気を増加させるための吸気増加装置であって、
    　吸気入口及び吸気出口を有し、前記吸気入口から前記吸気出口へ吸気を導く筒状の壁部と、
    　前記壁部に設けられ、前記壁部の内周面に沿って吸気下流側へ流れる空気を噴出する噴出口と、
    　前記噴出口へ空気を送るファンと、を備えた
    　ことを特徴とする吸気増加装置。
  2. 　前記壁部の内周面の断面形状は、翼上面の断面形状に近似している
    　請求項１に記載の吸気増加装置。
  3. 　前記壁部の内周面は、前記吸気入口から断面アール状に徐々に縮径する縮径部と、前記縮径部に滑らかに接続し徐々に拡径する拡径部と、を有し、
    　前記噴出口は、前記縮径部に位置され、吸気下流側に向かって指向される
    　請求項１または２に記載の吸気増加装置。
  4. 　前記噴出口は、前記壁部の周方向に延びる
    　請求項１から３の何れか一項に記載の吸気増加装置。
  5. 　前記エンジンは、車両に搭載され、
    　前記吸気増加装置は、
    　　前記ファンを制御する制御装置と、
    　　アクセル開度を検出するアクセル開度センサと、を更に備え、
    　前記制御装置は、前記アクセル開度センサの検出値が第１閾値より大きいという第１条件が成立した時に、前記ファンを作動させる
    　請求項１から４の何れか一項に記載の吸気増加装置。
  6. 　大気圧を検出する大気圧センサと、
    　エンジン回転数を検出するエンジン回転センサと、を更に備え、
    　前記制御装置は、前記第１条件が成立し、且つ、前記大気圧センサの検出値が第２閾値以下であるという第２条件、及び、前記エンジン回転センサの検出値が第３閾値以下であるという第３条件の少なくとも何れか一方の条件が成立した時に、前記ファンを作動させる
    　請求項５に記載の吸気増加装置。
  7. 　前記エンジンは、過給機を備え、
    　前記吸気増加装置は、
    　　大気圧を検出する大気圧センサと、
    　　エンジン回転数を検出するエンジン回転センサと、
    　　過給圧を検出する過給圧センサと、を更に備え、
    　前記制御装置は、前記第１条件が成立し、且つ、
    　前記大気圧センサの検出値が第２閾値以下であるという第２条件、及び、前記エンジン回転センサの検出値及び前記過給圧センサの検出値に基づいて規定されるエンジン運転状態が、所定の過給不足状態であるという第４条件の少なくとも何れか一方の条件が成立した時に、
    　前記ファンを作動させる
    　請求項５に記載の吸気増加装置。
  8. 　前記エンジンは、キャブを備えた車両に搭載され、
    　前記壁部は、断面扁平状に形成され、前記キャブの後面に沿って、前記吸気入口が上向きに開口すると共に前記吸気出口が下向きに開口し、且つ、その断面長手方向が車幅方向と一致するように配置される
    　請求項１から７の何れか一項に記載の吸気増加装置。
  9. 　前記エンジンは、エアクリーナと、エアクリーナの入口部に接続された吸気ダクトと、を備え、
    　前記壁部は、前記吸気ダクトの入口部に接続され、
    　前記吸気ダクトの入口部は、断面扁平状に形成され、
    　前記吸気出口は、前記吸気ダクトの入口に接続される
    　請求項８に記載の吸気増加装置。
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