(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構造によってタンブルの強さを適切に調節可能なエンジンの吸気装置を提供する。【解決手段】第１及び第２のシリンダヘッド３０，４０の吸気ポートに空気を供給するエンジンの吸気装置を、第１、第２のシリンダヘッドの吸気ポートに接続され、隔壁によって第１の流路１１２，１２２及び第２の流路１１３，１２３が形成された第１、第２の吸気管１１０，１２０と、空気を第１、第２の吸気管の第１の流路に供給する第１のコレクタ室と、第１のコレクタ室から導入された空気を第１、第２の吸気管の第２の流路に供給する第２のコレクタ室と、第２のコレクタ室の内部を気筒ごとに区画する仕切部１５５と、第１、第２のコレクタ室の連通箇所を実質的に開閉する第１の制御バルブ１６０と、第１の制御バルブが実質的に閉塞された状態において吸気行程にある気筒の吸気管の第２の流路と他部との連通及び遮断を切り替える第２の制御バルブ１８０とを備える。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸回りの位相をずらして配置されかつ複数の気筒をそれぞれ有する第１のシリンダブロック及び第２のシリンダブロックに設けられた第１のシリンダヘッド及び第２のシリンダヘッドの吸気ポートに燃焼用空気を供給するエンジンの吸気装置であって、
前記第１のシリンダヘッドの吸気ポートに接続され、隔壁によって隔てられた第１の流路及び第２の流路が形成された第１の吸気管と、
前記第２のシリンダヘッドの吸気ポートに接続され、隔壁によって隔てられた第１の流路及び第２の流路が形成された第２の吸気管と、
外部から導入された空気を前記第１の吸気管の前記第１の流路、及び、前記第２の吸気管の前記第１の流路に供給する第１のコレクタ室と、
前記第１のコレクタ室と連通しかつ前記第１のコレクタ室から導入された空気を前記第１の吸気管の前記第２の流路、及び、前記第２の吸気管の前記第２の流路に供給する第２のコレクタ室と、
前記第２のコレクタ室の内部を気筒ごとに区画する仕切部と、
前記第１のコレクタ室と前記第２のコレクタ室との連通箇所を実質的に開閉するとともに、閉塞時に前記第２のコレクタ室を介しての各気筒の前記第２の流路間の連通を遮断する第１の制御バルブと、
前記第１の制御バルブが実質的に閉塞された状態において吸気行程にある気筒に接続された吸気管の前記第２の流路と、吸気管路内の他部との連通及び遮断を切り替える第２の制御バルブと
を備えることを特徴とするエンジンの吸気装置。
【請求項２】
前記第２の制御バルブは、吸気行程にある気筒に接続された吸気管の前記第２の流路と、吸気行程以外の行程にある気筒に接続された吸気管の前記第２の流路とを連通させること
を特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸気装置。
【請求項３】
前記第２の制御バルブは、前記第２のコレクタ室の壁面部における前記仕切部が交差する領域に形成され、前記第２のコレクタ室と該第２のコレクタ室と隣接して設けられ各気筒の吸気管の前記第２の流路間を連通させる副室とを連通させる開口を開閉すること
を特徴とする請求項２に記載のエンジンの吸気装置。
【請求項４】
前記エンジンの運転状態に応じて、
前記第１の制御バルブが開かれかつ前記第２の制御バルブが閉塞された第１のモードと、
前記第１の制御バルブが閉塞されかつ前記第２の制御バルブが閉塞された第２のモードと、
前記第１の制御バルブが閉塞されかつ前記第２の制御バルブが開かれた第３のモードと
を切り替える制御手段を備えること
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジンの吸気装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第３のモード実行時において、前記エンジンの運転状態に応じて前記第２の制御バルブを通過する空気の流量を変化させること
を特徴とする請求項４に記載のエンジンの吸気装置。
【請求項６】
前記エンジンは筒内直噴エンジンであって、
前記エンジンの暖機運転時に前記第１の制御バルブを閉塞しかつ前記第２の制御バルブを開く制御手段を備えること
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジンの吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用等の内燃レシプロエンジンの吸気装置に関し、特に水平対向、Ｖ型のように複数のシリンダヘッドを有するエンジンに適用され、簡素な構造で燃焼室内気流を制御可能なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車用の内燃レシプロエンジンにおいては、燃焼状態を改善して出力や燃料消費の改善を図るため、運転状態に応じて吸気ポートの一部を閉塞する等してタンブル、スワール等の気流を燃焼室内に発生させることが知られている。
タンブルとはクランク軸方向にほぼ沿った軸回りに回転する旋回流のことをいい、スワールとはシリンダ中心軸にほぼ沿った軸回りに回転する旋回流のことをいう。
近年エンジンの燃費性能を向上するため、ＥＧＲ量を増大させることが要望されている。この場合、大量にＥＧＲを導入しても安定した燃焼を実現するために、筒内に強いタンブル流を発生させ、気流の乱れによって火炎を皺状にし、反応面積を増加させる手法が提案されている。
このようにして実質的に火炎伝搬速度が上がる効果によって、大量ＥＧＲによって燃焼速度が低下する効果をキャンセルし、大量ＥＧＲを行なった場合にも安定して速い燃焼を実現し、ポンピングロスの低減と比熱比向上による熱効率改善効果を引き出すことが可能となる。
【０００３】
筒内の気流形成を制御する従来技術として、例えば、特許文献１には、各気筒毎にプライマリポート及びセカンダリポートを有するＶ型６気筒エンジンの吸気装置において、セカンダリポートを閉塞してスワール流を形成させるコントロール弁を設けることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１０８８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジンの負荷が低いほど燃焼速度が低下し、強いタンブルが必要になるため、負荷に応じて最適なタンブルの強さは異なるが、従来のタンブル形成制御を行なうエンジンの吸気装置においては、切り替えバルブを用いて２段階でタンブルの強さを変えることが一般的であり、エンジン運転状態の変化に応じてタンブルの強さを最適化することは困難であった。
これに対し、各気筒の流路に例えばロータリバルブ等の流量制御手段を個別に設けることも考えられるが、この場合構造が複雑となってコストも高くなってしまう。
本発明の課題は、簡単な構造によってタンブルの強さを適切に調節可能なエンジンの吸気装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、クランク軸回りの位相をずらして配置されかつ複数の気筒をそれぞれ有する第１のシリンダブロック及び第２のシリンダブロックに設けられた第１のシリンダヘッド及び第２のシリンダヘッドの吸気ポートに燃焼用空気を供給するエンジンの吸気装置であって、前記第１のシリンダヘッドの吸気ポートに接続され、隔壁によって隔てられた第１の流路及び第２の流路が形成された第１の吸気管と、前記第２のシリンダヘッドの吸気ポートに接続され、隔壁によって隔てられた第１の流路及び第２の流路が形成された第２の吸気管と、外部から導入された空気を前記第１の吸気管の前記第１の流路、及び、前記第２の吸気管の前記第１の流路に供給する第１のコレクタ室と、前記第１のコレクタ室と連通しかつ前記第１のコレクタ室から導入された空気を前記第１の吸気管の前記第２の流路、及び、前記第２の吸気管の前記第２の流路に供給する第２のコレクタ室と、前記第２のコレクタ室の内部を気筒ごとに区画する仕切部と、前記第１のコレクタ室と前記第２のコレクタ室との連通箇所を実質的に開閉するとともに、閉塞時に前記第２のコレクタ室を介しての各気筒の前記第２の流路間の連通を遮断する第１の制御バルブと、前記第１の制御バルブが実質的に閉塞された状態において吸気行程にある気筒に接続された吸気管の前記第２の流路と、吸気管路内の他部との連通及び遮断を切り替える第２の制御バルブとを備えることを特徴とするエンジンの吸気装置である。
これによれば、第２の制御バルブを開閉することによって、エンジンの運転状態（負荷、回転数等）に応じて最適な強さのタンブルを得られることから、低負荷時にＥＧＲなどを行なった場合であっても燃焼を安定化、高速化し、エンジンの燃費を改善することができる。
また、簡単な構造の制御バルブによって各気筒のタンブルの強さを一括して制御できることから、装置の構造を簡素化することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記第２の制御バルブは、吸気行程にある気筒に接続された吸気管の前記第２の流路と、吸気行程以外の行程にある気筒に接続された吸気管の前記第２の流路とを連通させることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸気装置である。
これによれば、吸気行程以外の気筒の吸気管の第２の流路から空気をリークさせて吸気行程の第２の流路に供給することによって、適度な強度のタンブルを形成することができる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、前記第２の制御バルブは、前記第２のコレクタ室の壁面部における前記仕切部が交差する領域に形成され、前記第２のコレクタ室と該第２のコレクタ室と隣接して設けられ各気筒の吸気管の前記第２の流路間を連通させる副室とを連通させる開口を開閉することを特徴とする請求項２に記載のエンジンの吸気装置である。
これによれば、開口を開閉することによって、単一の弁体によって上述した効果を得ることができる。
【０００９】
請求項４に係る発明は、前記エンジンの運転状態に応じて、前記第１の制御バルブが開かれかつ前記第２の制御バルブが閉塞された第１のモードと、前記第１の制御バルブが閉塞されかつ前記第２の制御バルブが閉塞された第２のモードと、前記第１の制御バルブが閉塞されかつ前記第２の制御バルブが開かれた第３のモードとを切り替える制御手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジンの吸気装置である。
これによれば、エンジンの運転状態に応じて、適切な強さのタンブルを発生させ、低負荷から中負荷域での燃費性能と高負荷域での出力性能とを両立することができる。
【００１０】
請求項５に係る発明は、前記制御手段は、前記第３のモード実行時において、前記エンジンの運転状態に応じて前記第２の制御バルブを通過する空気の流量を変化させることを特徴とする請求項４に記載のエンジンの吸気装置である。
これによれば、タンブルの強さをさらに細かく調整することが可能となり、タンブルの強さをさらに最適化することができる。
【００１１】
請求項６に係る発明は、前記エンジンは筒内直噴エンジンであって、前記エンジンの暖機運転時に前記第１の制御バルブを閉塞しかつ前記第２の制御バルブを開く制御手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジンの吸気装置である。
これによれば、筒内に噴射される燃料噴霧を点火プラグ近傍に集めるのに最適な強さのタンブルを得ることによって、暖機運転時に燃焼安定性を維持したまま点火時期の遅角量を大きくし、排気温度を向上して触媒を早期に活性化することができる。
なお、このような気流による混合気形成（エアーガイド）は、ピストン冠面で混合気を制御するウォールガイドに対して燃料の付着が少なく、例えば粒子状物質の低減等、排ガスの浄化にも有効である。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構造によってタンブルの強さを適切に調節可能なエンジンの吸気装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した吸気装置の実施例を備えたエンジンの構成を示す模式図である。
【図２】実施例の吸気装置の模式的外観斜視図である。
【図３】実施例の吸気装置の模式的透視斜視図である。
【図４】図２のIV−IV部矢視断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ部矢視断面図である。
【図６】実施例の吸気装置におけるタンブル弱モード時の状態を示す模式図である。
【図７】実施例の吸気装置におけるタンブル強モード時の状態を示す模式図である。
【図８】実施例の吸気装置におけるタンブル中モード時の状態を示す模式図である。
【図９】実施例の吸気装置におけるエンジントルク及び回転数とタンブルモードとの関係を示す図である。
【図１０】実施例の吸気装置を筒内直噴エンジンに適用した場合の暖機運転時の筒内状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、簡単な構造によってタンブルの強さを適切に調節可能なエンジンの吸気装置を提供する課題を、コレクタ内を隔壁で２室に分割して各吸気管の第１流路、第２流路への空気供給をそれぞれ行わせるとともに、第２室の内部を気筒ごとに隔離し、隔壁の連通開口を開閉するバタフライバルブを設けるとともに、第２室の壁面に設けられた開口を開閉して気筒間の連通、遮断を切り替えるソレノイドバルブを設けることによって解決した。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明を適用したエンジンの吸気装置の実施例について説明する。
エンジン１は、例えば、乗用車等の自動車の走行用動力源として用いられる水平対向４気筒のガソリンエンジンである。
【００１６】
図１に示すように、エンジン１は、シリンダブロックＲＨ１０、シリンダブロックＬＨ２０、シリンダヘッドＲＨ３０、シリンダヘッドＬＨ４０等からなる本体部を有する。
シリンダブロックＲＨ１０、シリンダブロックＬＨ２０は、クランクシャフトを挟んで二分割構成されたエンジン１のクランクケースを構成する。
シリンダブロックＲＨ１０には、１番シリンダ（気筒）及び３番シリンダが設けられている。
シリンダブロックＬＨ２０には、２番シリンダ及び４番シリンダが設けられている。
各シリンダ内には、クランクシャフトとコンロッドで連結されたピストンが挿入されている。
【００１７】
シリンダヘッドＲＨ３０及びシリンダヘッドＬＨ４０は、シリンダブロックＲＨ１０及びシリンダブロックＬＨ２０の端部にそれぞれ設けられている。
シリンダヘッドＲＨ３０及びシリンダヘッドＬＨ４０は、燃焼室３１，４１、吸気ポート３２，４２、排気ポート３３，４３、動弁系３４，４４等を備えて構成されている。
【００１８】
燃焼室３１，４１は、各シリンダ内のピストン冠面と対向して配置された凹部であって、内部で燃焼が行われる部分である。
吸気ポート３２，４２は、燃焼室３１，４１に燃焼用空気（新気）を導入する流路である。吸気ポート３２，４２は、エンジン１の上面部に開口している。
排気ポート３３，４３は、燃焼室３１，４１から出た燃焼済ガス（排気ガス）を排出する流路である。排気ポート３３，４３は、エンジン１の下面部に開口している。
排気ポート３３，４３を出た排気は、図示しないエキゾーストマニホールドで集合した後、ターボチャージャ５０のタービン５２に導入され、その後図示しない排ガス処理装置及びサイレンサを通過した後車外に排出される。
動弁系３４，４４は、各ポートを開閉するバルブ及びこれを所定のバルブタイミングで駆動するバルブ駆動系等を備えている。
【００１９】
また、エンジン１は、ターボチャージャ５０、インタークーラ６０、インテークダクト７０、スロットル８０、インテークマニホールド１００等からなるインテークシステムを備えている。
【００２０】
ターボチャージャ５０は、排気ガスのエネルギを用いて空気を圧縮する過給器である。
ターボチャージャ５０は、空気を圧縮するコンプレッサ５１及び排気ガスによって駆動されコンプレッサ５１を駆動するタービン５２を備えている。
【００２１】
インタークーラ６０は、ターボチャージャ５０のコンプレッサ５１から出た空気を、走行風との熱交換によって冷却する熱交換器である。
インテークダクト７０は、インタークーラ６０から出た冷却済の空気をスロットルボディ８０に導入する管路である。
スロットル８０は、筒状に形成された空気流路の内部に、エンジン１の吸入空気量を調節して出力調整を行うバタフライバルブであるスロットルバルブ８１を備えている。スロットルバルブ８１は、図２に示す電動アクチュエータ８２によって駆動されるいわゆる電動スロットルとなっている。
【００２２】
インテークマニホールド１００は、スロットルボディ８０から出た空気をシリンダヘッドＲＨ３０及びシリンダヘッドＬＨ４０の吸気ポート３２，４２に分配する吸気管路である。
図２から図５に示すように、インテークマニホールド１００は、１番吸気管１１０、２番吸気管１２０、３番吸気管１３０、４番吸気管１４０、コレクタ１５０、タンブル生成バルブ（ＴＧＶ）１６０、副室１７０、ソレノイドバルブ１８０等を備えて構成されている。
【００２３】
１番吸気管１１０、２番吸気管１２０、３番吸気管１３０、４番吸気管１４０は、コレクタ１５０内の空気を、それぞれ１番から４番シリンダの吸気ポート３２，４２に導入するものである。
ここで、１番吸気管１１０及び３番吸気管１３０は、本発明にいう第１の吸気管であって、コレクタ１５０からシリンダヘッドＲＨ３０側に伸びている。また、２番吸気管１２０及び４番吸気管１４０は、本発明にいう第２の吸気管であって、コレクタ１５０からシリンダヘッドＬＨ４０側に伸びている。
１番吸気管１１０、２番吸気管１２０、３番吸気管１３０、４番吸気管１４０は、コレクタ１５０の側面からほぼ水平に突きだすとともに、上方が凸となるように湾曲し、対応するシリンダの吸気ポート３２，４２に接続される。
【００２４】
１番吸気管１１０、２番吸気管１２０、３番吸気管１３０、４番吸気管１４０の内部は、それぞれ隔壁１１１，１２１，１３１，１４１によって、第１流路１１２，１２２，１３２，１４２と、第２流路１１３，１２３，１３３，１４３とに区画されている。
第１流路１１２，１２２，１３２，１４２は、隔壁１１１，１２１，１３１，１４１の上方（湾曲部の外側）に形成されている。
第２流路１１３，１２３，１３３，１４３は、隔壁１１１，１２１，１３１，１４１の下方（湾曲部の内側）に形成されている。
【００２５】
隔壁１１１，１２１，１３１，１４１は、１番吸気管１１０、２番吸気管１２０、３番吸気管１３０、４番吸気管１４０のほぼ全長にわたって形成されている。
図４に示すように、隔壁１１１，１２１，１３１，１４１をクランク軸と直交する平面で切って見た断面形状は、１番吸気管１１０、２番吸気管１２０、３番吸気管１３０、４番吸気管１４０の湾曲に沿って湾曲している。
また、隔壁１１１，１２１，１３１，１４１を１番吸気管１１０、２番吸気管１２０、３番吸気管１３０、４番吸気管１４０の長手方向と直交する平面で切って見た断面形状は、クランク軸方向とほぼ平行な直線状となっている。
【００２６】
１番吸気管１１０、２番吸気管１２０、３番吸気管１３０、４番吸気管１４０において、第２流路１１３，１２３，１３３，１４３からの空気供給を停止すると、流速が速められた空気が第１流路１１２，１２２，１３２，１４２からのみ各燃焼室３１，４１に供給され、燃焼室内におけるクランク軸と平行な軸回りにおける旋回流（タンブル流）が強められるようになっている。
また、第２流路１１３，１２３，１３３，１４３からの空気供給量を変化させた場合、この空気供給量の減少に応じてタンブル流は強められるようになっている。
【００２７】
コレクタ１５０は、スロットル８０から出た空気が導入され、この空気を１番吸気管１１０、２番吸気管１２０、３番吸気管１３０、４番吸気管１４０に供給する容器状の部分である。
コレクタ１５０は、ほぼ直方体状のボックスとして形成され、高さ方向における中間部に設けられた隔壁１５１によって、その上方の第１室１５２及び下方の第２室１５３に区画されている。スロットル８０からの空気は、まず第１室１５２に導入される。
【００２８】
１番吸気管１１０、２番吸気管１２０、３番吸気管１３０、４番吸気管１４０の第１流路１１２，１２２，１３２，１４２は、第１室１５２と連通し、第１室１５２から空気が供給される。
１番吸気管１１０、２番吸気管１２０、３番吸気管１３０、４番吸気管１４０の第２流路１１３，１２３，１３３，１４３は、第２室１５３と連通し、第２室１５３から空気が供給される。
【００２９】
隔壁１５１は、エンジン１の上面とほぼ平行な平板状に形成され、その中央部には矩形の開口１５４が形成されている。開口１５４は、第１室１５２から第２室１５３へ空気を導入する連通箇所である。
【００３０】
第２室１５３の内部には、仕切板１５５，１５６が設けられている。仕切板１５５，１５６は、隔壁１５１と、これに対向する第２室１５３の内面（底面）との間にわたして設けられた平板状の部材である。
仕切板１５５は、エンジン１のクランク軸方向に沿って伸び、第２室１５３の内部をシリンダヘッドＲＨ３０側とシリンダヘッドＬＨ４０側とに区画するものである。
仕切板１５６は、エンジン１の横方向（縦置き搭載の場合の車幅方向）に沿って伸び、第２室１５３の内部をシリンダ毎に区画するものである。
仕切板１５５と仕切板１５６とは、上方から見た際に、ほぼ直交して配置され、その交差箇所は開口１５４の中央部に配置されている。
これらの仕切板１５５，１５６によって、第２室の内部は、１番から４番のシリンダ毎に仕切られている。
【００３１】
ＴＧＶ１６０は、エンジン１の回転数等の運転状態に応じて、コレクタ１５０の隔壁１５１の開口１５４を実質的に開閉するものである。ここで、実質的に開閉とは、閉状態において微小な隙間が形成されるものも含むものとする。
ＴＧＶ１６０は、回転軸（ステム）１６１、弁体１６２，１６３を有するバタフライバルブである。
【００３２】
回転軸１６１は、隔壁１５１に沿わせて開口１５４の中央部近傍を通過するように配置されている。回転軸１６１の一方の端部には、回転軸１６１と同心とされた出力軸を有する図示しない電動アクチュエータが配置されている。電動アクチュエータは、図示しないエンジン制御装置からの指令に応じて、回転軸１６１を回転駆動し、ＴＧＶ１６０の状態を切替える。
弁体１６２，１６３は、矩形状に形成された平板であって、その中央部が回転軸１６１に固定されている。弁体１６２，１６３は、回転軸１６１の回転に応じて回転軸１６１回りに揺動する。
弁体１６２は、開口１５４の仕切板１５５よりも１番、２番シリンダ側の領域を開閉するものである。
弁体１６３は、開口１５４の仕切板１５５よりも３番、４番シリンダ側の領域を開閉するものである。
【００３３】
弁体１６２（弁体１６３も同様）は、図４に実線で示すように、開状態においては、隔壁１５１に対してほぼ垂直となるように立った状態となっている。また、弁体１６２は、図４に点線で示すように、閉状態においては、隔壁１５１とほぼ同一平面上に並んで開口１５４を実質的に閉塞する。
弁体１６２，１６３の閉状態においては、第２室１５３の内部において、ある吸気管の第２流路から他の吸気管の第２流路へ空気が流れないよう、第２室１５３の内部はシリンダ毎（吸気管毎）に区画され、相互に遮断された状態となっている。
【００３４】
副室１７０は、コレクタ１５０の第２室１５３の下部に接続された容器状の部分である。
コレクタ１５０の第２室１５３と副室１７０とは、開口Ｏを介して連通可能となっている。
開口Ｏは、第２室１５３の下面部に形成された例えば円形のものであって、第２室１５３の仕切板１５５，１５６が交差する箇所がその中央部となるように配置されている。
【００３５】
ソレノイドバルブ１８０は、副室１７０の下面部から上方へ突き出した弁体及びこれを駆動するソレノイド式アクチュエータ等を備えて構成されている。
弁体は、例えば開口Ｏを閉塞可能な円盤部を有し、その表面には、シール性を高めるため、例えばゴム系などの弾性材料が配置されている。
ソレノイドバルブ１８０は、上述した開口Ｏを実質的に開閉するものである。
【００３６】
ソレノイドバルブ１８０が開口Ｏを開いた状態においては、コレクタ１５０の第２室１５３内に設けられた各気筒ごとの空間部は、開口Ｏ及び副室１７０を介して相互に連通し、これらの間で新気がリーク可能となっている。
また、ソレノイドバルブ１８０は、開口Ｏと弁体との距離を変化させることによって、この連通箇所からリークする新気量を無段階あるいは段階的に調整可能となっている。
【００３７】
本実施例のエンジンの吸気装置においては、エンジン１のトルク、回転数などの運転状態に応じて、以下説明するタンブル弱モード、タンブル強モード、タンブル中モードを切り替え可能となっている。
また、タンブル中モードにおいては、ソレノイドバルブ１８０の弁体位置（リフト量）の設定により、タンブル強度を無段階に切り替え可能となっている。
これらの切り替えは、例えばエンジン制御ユニット等の制御手段が、ＴＧＶ１６０及びソレノイドバルブ１８０を制御し、駆動することによって行なわれる。
【００３８】
図６は、実施例の吸気装置におけるタンブル弱モード時の状態を示す模式図である。
図６（ａ）は、エンジン１を１番、２番シリンダの箇所でクランクシャフトと直交する平面で切って見た状態を示し、図中左側の１番シリンダは膨張行程、右側の２番シリンダは吸気行程にある状態を示している。
また、図６（ｂ）は、図６（ａ）のｂ−ｂ部模式的矢視図である。（以下説明する図７、図８において同じ）
【００３９】
タンブル弱モードにおいては、ＴＧＶ１６０は開状態とされ、コレクタ１５０の第１室１５２と第２室１５３とは連通可能な状態となっている。
また、ソレノイドバルブ１８０は、開口Ｏを閉塞した状態となっている。
このタンブル弱モードにおいては、吸気行程中の２番シリンダには、２番吸気管１２０の第１流路１２２、第２流路１２３の両側から新気Ａが導入され、これらの各気流が縦旋回を相互に打ち消す結果、燃焼室４１内に形成されるタンブルは比較的弱くなる。
【００４０】
図７は、実施例の吸気装置におけるタンブル強モード時の状態を示す模式図である。
タンブル強モードにおいては、ＴＧＶ１６０は閉状態とされ、コレクタ１５０の第１室１５２、第２室１５３の間の連通は遮断された状態となっている。
また、ソレノイドバルブ１８０は、開口Ｏを閉塞した状態となっている。
このタンブル強モードにおいては、吸気行程中の２番シリンダには、２番吸気管１２０の第１流路１２２のみから新気Ａが導入され、上述したタンブル弱モードに対して強いタンブルが形成される。
【００４１】
図８は、実施例の吸気装置におけるタンブル中モード時の状態を示す模式図である。
タンブル中モードにおいては、ＴＧＶ１６０は閉状態とされ、コレクタ１５０の第１室１５２、第２室１５３の間の連通は遮断された状態となっている。
また、ソレノイドバルブ１８０は、開口Ｏを開いた状態となっている。
このタンブル中モードにおいては、吸気行程中の２番シリンダに供給される新気は、２番吸気管１２０の第１流路１２２からの主流のほか、１番吸気管１１０の第１流路１１２を経て隔壁１１１の１番シリンダ側の端部で折り返し、その後第２流路１１３、コレクタ１５０の第２室１５３及び副室１７０を経由し、第２吸気管１２０の第２流路１２３から２番シリンダに導入される副流が形成される。
この副流の流量は、ソレノイドバルブ１８０の開度（リフト量）に応じて変更が可能となっているが、上述したタンブル弱モードの場合よりは少なくなっている。
タンブル中モードにおいては、上述したタンブル弱モード及びタンブル強モードの中間の強さのタンブルが形成され、さらに、このタンブル強度はソレノイドバルブ１８０の開度によって調節可能となっている。
【００４２】
図９は、実施例の吸気装置におけるエンジントルク及び回転数とタンブルモードとの関係を示す図である。
図９において、横軸はエンジン回転数を示し、縦軸はエンジントルクを示している。
図９に示すように、エンジン制御ユニットは、エンジン回転数が低くかつエンジントルクが小さい低負荷領域ではタンブル強モードを選択して大量ＥＧＲ時の燃焼の安定化及び高速化を図り、エンジン回転数が高いかあるいはエンジントルクが大きい高負荷領域ではタンブル弱モードを選択して新気の流量確保による容積効率の改善を図っている。
そして、低負荷領域と高負荷領域の境界領域では、タンブル中モードを選択し、上述した効果の折衷を図っている。
また、タンブル中モードの選択時には、高負荷領域に近づくほどソレノイドバルブ１８０の開度を小さくし、低負荷領域に近づくほどソレノイドバルブ１８０の開度を大きくし、タンブルの強さが連続的あるいは段階的に変化するようにして、運転状態に対して最適化されたタンブルを得るようにしている。
【００４３】
また、実施例の吸気装置は、エンジン１が筒内直噴式の場合に、暖気運転時にタンブル中モードを選択することで、点火時期を大幅に遅延させても燃焼を安定化させることができ、排気温度を高めて触媒の昇温を促進し、エンジン始動直後の排ガス処理性能を向上できる。
図１０は、実施例の吸気装置を筒内直噴エンジンに適用した場合の暖機運転時の筒内状態を示す模式図である。
燃焼室２０１は、いわゆるペントルーフ型に形成され、その頂部に点火プラグ２０２が設けられている。
燃料を噴射するインジェクタ２０３は、燃焼室２０１の外周縁部に設けられている。
ピストン２０４の冠面には、浅皿状の凹部であるキャビティ２０５が形成され、インジェクタ２０３はキャビティ２０５の内面に向けて燃料噴霧Ｓを形成するようになっている。
そして、本実施例によれば、吸気装置によって形成されるタンブルＴによって、キャビティ２０５側から点火プラグ２０２に混合気を巻き上げて、着火性に優れた比較的リッチな混合気を点火プラグ２０２の近傍に集めるようにしている。
【００４４】
以上説明した実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ＴＧＶ１６０及びソレノイドバルブ１８０の開閉でタンブルの強さをきめ細かく調節可能とし、エンジンの運転状態に応じてタンブル強度を切り替えることによって、エンジンの運転状態に応じて最適な強さのタンブルを得られることから、大量ＥＧＲ時等であっても燃焼の安定化と高速化を図ることができ、エンジンの燃費を改善することができる。
（２）単一のソレノイドバルブ１８０の開閉によって各気筒のタンブルの強さを一括して制御可能であり、吸気装置の構造を簡素化することができる。
（３）ソレノイドバルブ１８０の開度を連続的にあるいは複数段階で変更可能としたことによって、タンブルの強さをより細かく調節し、エンジンの運転状態に応じて最適化することができる。
（４）筒内直噴エンジンの暖気運転時に、混合気を点火プラグの周囲に効果的に集めるために適切な強度のタンブルを生成することが可能である。このため、点火時期をリタードしても安定した燃焼が可能となり、排ガス温度を高め、触媒の早期昇温を可能として排ガス処理性能を向上できる。
【００４５】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、エンジンの形式、気筒数や、吸気装置を構成する各要素の形状、構造、配置等は上述した実施例のものに限定されず、適宜変更することができる。
例えば、実施例においてはエンジンは水平対向４気筒であったが、本発明は例えば６気筒以上の水平対向エンジンや、Ｖ型エンジンであっても適用することができる。
また、エンジンはガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジンやその他の燃料を用いるものであってもよい。
また、実施例では、第２の制御バルブは、吸気行程にある気筒の吸気管の第２の流路と、吸気行程以外の行程にある気筒の吸気管の第２の流路とを連通させる構成としているが、それ以外の箇所から吸気行程にある気筒の吸気管の第２の流路に空気を導入してもよい。例えば、エアフローメータよりも下流側における吸気管路内の任意の領域と、第２の流路とを管路によって接続し、その途中に制御バルブを設けて連通させる構成としてもよい。この場合、制御性を考慮すると、スロットルバルブよりも下流側から空気を抽出することが好ましい。
【符号の説明】
【００４６】
１    エンジン
１０    シリンダブロックＲＨ          ２０    シリンダブロックＬＨ
３０    シリンダヘッドＲＨ            ３１    燃焼室
３２    吸気ポート                    ３３    排気ポート
３４    動弁系
４０    シリンダヘッドＬＨ            ４１    燃焼室
４２    吸気ポート                    ４３    排気ポート
４４    動弁系
５０    ターボチャージャ              ５１    コンプレッサ
５２    タービン                      ６０    インタークーラ
７０    インテークダクト              ８０    スロットル
８１    スロットルバルブ              ８２    電動アクチュエータ
１００    インテークマニホールド
１１０    １番吸気管                  １１１    隔壁
１１２    第１流路                    １１３    第２流路
１２０    ２番吸気管                  １２１    隔壁
１２２    第１流路                    １２３    第２流路
１３０    ３番吸気管                  １３１    隔壁
１３２    第１流路                    １３３    第２流路
１４０    ４番吸気管                  １４１    隔壁
１４２    第１流路                    １４３    第２流路
１５０    コレクタ                    １５１    隔壁
１５２    第１室                      １５３    第２室
１５４    開口                        １５５，１５６    仕切板
１６０    タンブル生成バルブ（ＴＧＶ）
１６１    回転軸                      １６２，１６３    弁体
１７０    副室                        １８０    ソレノイドバルブ
Ａ    新気の流れ
２０１    燃焼室                      ２０２    点火プラグ
２０３    インジェクタ                ２０４    ピストン
２０５    キャビティ                      Ｔ    タンブル
Ｓ    燃料噴霧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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