(57)【要約】    【課題】  吸気干渉の発生を抑制し、かつ、吸気慣性効果を小型かつ簡便な構成で得ることができるようにする。    【解決手段】  ４気筒水平対向機関において、コレクタ１２内を仕切り壁１３によって上下に仕切る。そして、下側コレクタ１４ｂからは第１気筒，第２気筒に向かうブランチ５１，５２を分岐延設させ、上側コレクタ１４ａからは第３気筒，第４気筒に向かうブランチ５３，５４を分岐延設させる。また、下側コレクタ１４ｂの入口に第１開閉弁１６を設けると共に、上側コレクタ１４ａと下側コレクタ１４ｂとを連通させる連通部１５に第２開閉弁を設け、高速域では、第１開閉弁１６を閉じ、第２開閉弁１７を開く。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバンクを有する内燃機関の各気筒へ吸気を分配する内燃機関の吸気装置であって、
上流側から吸気が分岐して導入される複数のコレクタと、該複数のコレクタそれぞれから各バンクに向け分岐延設される複数のブランチ部とを備えたことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記複数のコレクタのうちの一部を閉塞する第１開閉手段と、該第１開閉手段で閉塞されるコレクタと他のコレクタとを連通させる連通部と、前記第１開閉手段によってコレクタが閉塞されるときに前記連通部を開く第２開閉手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
前記第１開閉手段及び第２開閉手段を内燃機関の運転状態に応じて切り換え動作させる切り換え手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のバンクを有する内燃機関の各気筒へ吸気を分配する内燃機関の吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、Ｖ型内燃機関において、高速域及び低速域の双方で吸気慣性効果を得るために、吸気コレクタに、吸気導入部を有する中央の第１容積室と、この第１容積室の両側に並設され、各バンクの吸気ブランチ部がそれぞれ接続される第２容積室と、閉状態において前記第１容積室と第２容積室との間を仕切ると共に、開状態において前記第１容積室と第２容積室とを連通させる開閉弁と、前記第１容積室の一端部と第２容積室の一端部とをそれぞれ接続した一対の共鳴通路部とを備えた可変吸気装置が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２９４１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１に開示される可変吸気装置では、同一バンクの気筒に対しては同一の容積室から吸気が分配されるため、４気筒水平対向機関のように、同一バンク内の気筒が点火順で隣り合う場合には、吸気干渉が発生してしまうという問題があった。
また、高速域及び低速域の双方で吸気慣性効果を得るために、開閉弁及び該開閉弁を迂回する共鳴通路部を設けることで、シリンダ列方向における吸気系のサイズが拡大してしまうという問題もあった。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、同一バンク内の気筒が点火順で隣り合う場合であっても吸気干渉の発生を抑制でき、また、高速域及び低速域の双方での吸気慣性効果を得ることができる小型かつ簡便な構成の内燃機関の吸気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのため請求項１記載の発明では、複数のバンクを有する内燃機関の各気筒へ吸気を分配する内燃機関の吸気装置であって、上流側から吸気が分岐して導入される複数のコレクタと、該複数のコレクタそれぞれから各バンクに向け分岐延設される複数のブランチ部とを備える構成とした。
かかる構成によると、１つのバンクに含まれる複数の気筒に対して共通のコレクタから吸気が分配されるのではなく、並設される複数のコレクタそれぞれから各バンクに向けて吸気が分配される。
【０００６】
従って、左右バンクからなる４気筒機関のように、同一バンク内の気筒が点火順で隣り合う場合であっても、同一バンクの気筒に対する吸気の分配をそれぞれ異なるコレクタから行わせることが可能となり、吸気干渉を抑制することができる。
請求項２記載の発明では、前記複数のコレクタのうちの一部を閉塞する第１開閉手段と、該第１開閉手段で閉塞されるコレクタと他のコレクタとを連通させる連通部と、前記第１開閉手段によってコレクタが閉塞されるときに前記連通部を開く第２開閉手段とを備える構成とした。
【０００７】
かかる構成によると、複数のコレクタのうちの一部を閉塞し、この閉塞されるコレクタと他の閉塞されないコレクタとを連通させることで、同一コレクタから吸気が各気筒に分配される状態と実質的に同じになり、複数のコレクタそれぞれから吸気が分配される場合に対して有効吸気管長がより短く切り換わることになる。
従って、有効吸気管長の切り換えを簡便な構成で容易に行える。
【０００８】
請求項３記載の発明では、前記第１開閉手段及び第２開閉手段を内燃機関の運転状態に応じて切り換え動作させる切り換え手段を設ける構成とした。
かかる構成によると、内燃機関の運転状態に応じて前記第１開閉手段及び第２開閉手段を切り換え動作させることで、有効吸気管長を切り換える。
従って、高速域及び低速域の双方での吸気慣性効果を小型かつ簡便な構成で得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図３は、実施形態における吸気装置を示す図である。
図２に示すように、本実施形態において発明に係る吸気装置は、左右バンク１Ｌ，１Ｒからなる４気筒水平対向機関１に適用される。
右バンク１Ｒには、フロント側から順に第１気筒（＃１），第３気筒（＃３）が設けられ、左バンク１Ｌには、フロント側から順に第２気筒（＃２），第４気筒（＃４）を設けられ、点火順は、＃１→＃３→＃２→＃４の順である。
【００１０】
図１〜図３に示す吸気装置において、スロットルチャンバー１１が機関１のリヤ側からフロント側に向けて延設され、スロットルチャンバー１１の下流側に接続される吸気コレクタ１２が図示省略したクランクシャフトの上方に配置される。
前記吸気コレクタ１２は、各バンクのシリンダ列方向に長い長方形状に形成され、内部が、仕切り壁１３によって上下に仕切られている。
【００１１】
前記仕切り壁１３によって上下に仕切られる上側コレクタ１４ａ及び下側コレクタ１４ｂには、スロットルチャンバー１１の直下から吸気が分岐してそれぞれ導入される。
上側コレクタ１４ａの両側面において、＃３気筒，＃４気筒を結ぶラインと前後方向で一致する付近からは、＃３気筒，＃４気筒の吸気ポートに接続される第３ブランチ５３，第４ブランチ５４がそれぞれ分岐延設されている。
【００１２】
また、下側コレクタ１４ｂの両側面において、＃１気筒，＃２気筒を結ぶラインと前後方向で一致する付近からは、＃１気筒，＃２気筒の吸気ポートに接続される第１ブランチ５１，第２ブランチ５２がそれぞれ分岐延設されている。
前記下側コレクタ１４ｂの上流端には、下側コレクタ１４ｂの入口を閉塞するためのバタフライ式の第１開閉弁１６（第１開閉手段）が設けられている。
【００１３】
また、前記仕切り壁１３の機関フロント側の端部（コレクタ１４ａ，１４ｂの下流端側）には、上側コレクタ１４ａと下側コレクタ１４ｂとを連通させる連通部１５が開口されており、この連通部１５には、バタフライ式の第２開閉弁１７（第２開閉手段）が設けられている。
前記第１開閉弁１６と第２開閉弁１７とはリンク１８で連結されており、第１開閉弁１６が閉側に駆動されると、連動して第２開閉弁１７が開き、第１開閉弁１６が開側に駆動されると、連動して第２開閉弁１７が閉じるようになっている。
【００１４】
前記第１開閉弁１６は、ダイヤフラム式アクチュエータ１９によって開閉駆動される。
前記アクチュエータ１９のダイヤフラムで仕切られる圧力室１９ａには、電磁弁２０のオン・オフによってバキュームタンク２１内の負圧が選択的に導入される。
前記圧力室１９ａに負圧が導入されない状態では、スプリング１９ｂの付勢力によって前記アクチュエータ１９のロッド１９ｃが図１に示す基準位置に位置し、第１開閉弁１６は開状態、第２開閉弁１７は閉状態に保持される。
【００１５】
一方、前記圧力室１９ａに負圧が導入されると、前記ロッド１９ｃが図１に示す状態からスロットルチャンバー１１に近づく方向に移動することで、第１開閉弁１６が図１で反時計方向に９０°回転して閉弁する。
また、前記第１開閉弁１６の回転が前記リンク１８を介して第２開閉弁１７に伝達し、第１開閉弁１６が図１で反時計回りに９０°回転するのに連動して、第２開閉弁１７も図１で時計回りに９０°回転して開弁する。
【００１６】
前記バキュームタンク２１は、チェックバルブ２２を介してスロットル弁１１ａの下流側と連通し、チェックバルブ２２の開弁圧以上の吸入負圧が発生すると、該吸入負圧が前記バキュームタンク２１に導入され、吸入負圧がチェックバルブ２２の開弁圧を下回ると前記チェックバルブ２２が閉じて、バキュームタンク２１内に吸入負圧が蓄えられるようになっている。
【００１７】
前記電磁弁２０のオン・オフは、マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２３によって制御される。
前記エンジンコントロールユニット２３には、クランクシャフトの角度を検出するクランク角センサ２４，機関１の吸入空気流量Ｑａを検出するエアフローメータ２５，機関１の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ２６などからの検出信号が入力される。
【００１８】
ここで、前記エンジンコントロールユニット２３は、クランク角センサ２４からの検出信号に基づいて機関回転速度Ｎｅを演算し、機関回転速度Ｎｅ，吸入空気流量Ｑａ，冷却水温度Ｔｗ等に基づいて、機関１への燃料噴射量や点火時期を制御すると共に、前記電磁弁２０のオン・オフを制御する。
前記電磁弁２０の制御においては、機関１の低・中速域（機関回転速度Ｎｅが所定回転速度以下の領域）では、アクチュエータ１９への負圧供給を停止して圧力室１９ａを大気開放させることで、図１に示す第１開閉弁１６が開状態、第２開閉弁１７が閉状態になるように、電磁弁２０を制御する。
【００１９】
一方、機関１の高速域（機関回転速度Ｎｅが所定回転速度を超える領域）では、アクチュエータ１９に負圧を供給することで、第１開閉弁１６が閉状態、第２開閉弁１７が開状態になるように、電磁弁２０を制御する。
尚、機関負荷と機関回転速度Ｎｅとの組み合わせから、前記電磁弁２０のオン・オフを制御する構成とすることができる。
【００２０】
図１に示す、第１開閉弁１６が開状態でかつ第２開閉弁１７が閉状態であるときには、点火順で隣り合う気筒が、相互に異なるコレクタから吸気を導入するために、吸気干渉の発生を抑制することができる。
即ち、本実施例の場合、点火順は＃１→＃３→＃２→＃４であり、＃１気筒及び＃２気筒が下側コレクタ１４ｂから吸気を導入し、＃３気筒及び＃４気筒が上側コレクタ１４ａから吸気を導入するから、吸気を導入するコレクタの順番は、下側→上側→下側→上側となり、吸気行程が一部重なる気筒が同じコレクタから吸気を導入することがなく、吸気干渉を抑制できる。
【００２１】
また、第１開閉弁１６が開状態でかつ第２開閉弁１７が閉状態とされる低・中速域では、有効吸気管長は、各気筒の吸気バルブからスロットルチャンバー１１直後の２つのコレクタ１４ａ，１４ｂに分岐する部分までの長さとなる。
一方、第１開閉弁１６が閉状態でかつ第２開閉弁１７が開状態とされる高速域では、下側コレクタ１４ｂの入口が第１開閉弁１６で閉塞されると共に、第２開閉弁１７が開いて連通部１５が開くため、＃１気筒及び＃２気筒に対しても、上側コレクタ１４ａを介して吸気が分配されることになる。
【００２２】
従って、高速域での有効吸気管長は、各気筒の吸気バルブからブランチ部がコレクタから分岐する部分までとなり、低・中速域に比して有効吸気管長が短くなる。
これにより、低・中速域で吸気慣性効果を確保しつつ、高速域では、吸気慣性効果が得られる回転速度をより高速側に変化させることができ、高速域及び低速域の双方で吸気慣性効果を得ることができる。
【００２３】
また、上記のように、吸気干渉の低減効果及び高速域及び低速域の双方での吸気慣性効果を、２つのコレクタ１４ａ，１４ｂと２つの開閉弁１６，１７とからなる小型で簡便な構成で得ることができる。
尚、上記実施形態では、４気筒水平対向機関に対する適用例を示したが、Ｖ型機関であっても良く、また、コレクタを３層構造として、各コレクタそれぞれから各バンクの気筒に向け分岐するブランチ部を設けることで、６気筒機関に適用することが可能である。
【００２４】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の吸気装置において、
前記複数のコレクタが、コレクタ内を仕切り壁によって上下に仕切って形成されることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【００２５】
かかる構成によると、上下に積層される複数のコレクタそれぞれから各バンクに向けてブランチ部が分岐延設されるから、コレクタから各バンクに向かうブランチ部を容易に等長化できる。
（ロ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の吸気装置において、
内燃機関が２気筒ずつの左右バンクを有する４気筒機関であり、第１気筒及び第３気筒が一方のバンクを構成し、第２バンク及び第４気筒が他方のバンクを構成し、かつ、第１気筒と第２気筒、第３気筒と第４気筒とが左右方向に並び、点火順が第１気筒，第３気筒，第２気筒，第４気筒の順であり、
前記複数のコレクタとして２つのコレクタを設け、一方のコレクタから第１気筒及び第２気筒に向けてブランチ部を分岐延設させ、他方のコレクタから第３気筒及び第４気筒に向けてブランチ部を分岐延設させたことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【００２６】
かかる構成によると、２気筒ずつの左右バンクからなる機関において、吸気干渉を抑制でき、かつ、高速域及び低速域の双方で吸気慣性効果を得ることができる。
（ハ）請求項３記載の内燃機関の吸気装置において、
前記切り換え手段が、内燃機関の機関回転速度に応じて、前記第１開閉手段を閉じかつ前記第２開閉手段を開く状態と、前記第１開閉手段を開きかつ前記第２開閉手段を閉じる状態とに切り換えることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【００２７】
かかる構成によると、吸気慣性効果が得られる回転域をそのときの回転速度に応じて変化させることができ、低速域及び高速域との双方で高い吸入効率を発揮させることができる。
（ニ）請求項２又は３記載の内燃機関の吸気装置において、
前記第１開閉手段及び前記第２開閉手段がリンクで連結され、前記第１開閉手段と前記第２開閉手段との一方を、内燃機関の吸入負圧を動力源とするアクチュエータにより開閉することで、前記リンクを介して他方を開閉させることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【００２８】
かかる構成によると、２つの開閉手段の同期した開閉切り換えを簡便な構成で行わせることができる。
（ホ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の吸気装置において、
前記内燃機関が水平対向機関であることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
かかる構成によると、水平対向機関において、吸気干渉を抑制しつつ、低速域及び高速域との双方で高い吸入効率を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態における吸気装置の側面図。
【図２】実施形態における吸気装置の上面図。
【図３】図２のＡ方向断面図。
【符号の説明】
【００３０】
１…４気筒水平対向機関、１Ｒ…右バンク、１Ｌ…左バンク、１１…スロットルチャンバー、１２…吸気コレクタ、１３…仕切り壁、１４ａ…上側コレクタ、１４ｂ…下側コレクタ、１５…連通部、１６…第１開閉弁（第１開閉手段）、１７…第２開閉弁（第２開閉手段）、１８…リンク、１９…アクチュエータ、２０…電磁弁、２１…バキュームタンク、２２…チェックバルブ、２３…エンジンコントロールユニット、２４…クランク角センサ、２５…エアフローメータ、２６…水温センサ、５１…第１ブランチ、５２…第２ブランチ、５３…第３ブランチ、５４…第４ブランチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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