(57)【要約】【課題】吸気通路にインパルス過給のための吸気制御弁を備えた内燃機関において、サージタンクを小さくしても、インパルス過給を行うときに、適切にサージタンク下流側の吸気通路で吸気脈動を生じさせ、かつ、サージタンク下流側の吸気通路から上流側に至った脈動を適切に減衰させる。【解決手段】本発明の内燃機関１０は、吸気通路１６にインパルス過給のための吸気制御弁３２を有し、該吸気制御弁３２上流側に設けられたサージタンク２２と該サージタンク２２上流側の吸気通路画成部材である吸気管２０との少なくとも一方に、吸気脈動の減衰機能を有する脈動減衰部材５６を設けている。より具体的には、脈動減衰部材５６は、サージタンク２２と該サージタンク２２下流側の吸気通路画成部材との接続部位ＣＳから所定距離以上離れた位置に設けられる。【選択図】図１
2009024645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路にインパルス過給のための吸気制御弁を有する内燃機関において、
前記吸気制御弁上流側に設けられたサージタンクと該サージタンク上流側の吸気通路画成部材との少なくとも一方に、吸気脈動の減衰機能を有する脈動減衰部材を設けたことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記脈動減衰部材の少なくとも一部は、弾性体および不織布の少なくとも一方により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記脈動減衰部材は内側部材と該内側部材の外側に設けられた外側部材とを備え、前記内側部材と前記外側部材との間には空間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記内側部材には１つあるいは複数の孔が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記内側部材の少なくとも一部は弾性体および不織布の少なくとも一方により構成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記脈動減衰部材は、前記サージタンクと該サージタンク下流側の吸気通路画成部材との接続部位から所定距離以上離れた位置に設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気通路の内、吸気弁よりも上流側に吸気制御弁を備えた内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、吸気弁よりも上流側の吸気通路に吸気制御弁を設けて内燃機関への吸気を制御する技術が提案されており、その一例が特許文献１に開示されている。この特許文献１における吸気制御弁は、過給が望まれていないときには吸気通路を開放するべく開放位置に持続的に保持される。他方、過給が望まれているときには、この吸気制御弁は、機関作動中の吸気行程初期に吸気弁が開弁される前に、吸気通路を閉じるべく閉鎖位置に作動される。そして、吸気通路において吸気制御弁上流側とその下流側との圧力差が大きくなったときに、吸気通路を開放すべく、前記吸気制御弁は急激に開放方向に作動される。こうして吸気制御弁下流側の負圧により吸気通路の空気を強く加速し、燃焼室に吸入される空気の量を多くするようにしている。このようにして行われる過給は、「インパルス過給」と称され得る。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２４８９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両の軽量化、縮小化等の観点から、内燃機関を小さくすることが近年望まれている。この要望は、上記特許文献１に記載の如きインパルス過給用の吸気制御弁を備えた内燃機関に対しても同様に成り立つ。
【０００５】
一般に、内燃機関の吸気通路には吸気脈動の減衰を図るためにサージタンクが設けられている。サージタンクは内燃機関に占める割合が大きいので、内燃機関を小さくする上では、サージタンクを小さくすることが有効である。
【０００６】
しかしながら、サージタンクを小さくすればするほど、該サージタンクにより奏される吸気脈動の減衰能は低下することになるので、サージタンクを小さくするのには限界がある。そして、上記特許文献１に記載の如き吸気制御弁を備えた内燃機関では、適切な量の吸入空気を確保等する観点から、上記の如くして吸気通路で脈動を積極的に生じさせてインパルス過給を行うときに、サージタンク下流側端部の開口部で、それを開放端として、吸気制御弁下流側の負圧により生じてサージタンク側にさかのぼる脈動を減衰少なく反転させて、その吸気脈動を効果的に生じさせる必要があり、さらに、サージタンク下流側の吸気通路から上流側に至った脈動を適切に減衰させる必要がある。したがって、このような内燃機関では、なおのこと、サージタンクを小さくするのには限界がある。
【０００７】
そこで、本発明はかかる点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、吸気通路に上記の如きインパルス過給のための吸気制御弁を備えた内燃機関において、サージタンクを小さくしても、インパルス過給を行うときに、サージタンク下流側の吸気通路で適切に吸気脈動を生じさせ、かつ、サージタンク下流側の吸気通路から上流側に至った脈動を適切に減衰させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の内燃機関は、吸気通路にインパルス過給のための吸気制御弁を有する内燃機関において、前記吸気制御弁上流側に設けられたサージタンクと該サージタンク上流側の吸気通路画成部材との少なくとも一方に、吸気脈動の減衰機能を有する脈動減衰部材を設けたことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、前記吸気制御弁上流側に設けられたサージタンクと該サージタンク上流側の吸気通路画成部材との少なくとも一方に吸気脈動の減衰機能を有する脈動減衰部材が設けられるので、この脈動減衰部材により、サージタンク下流側の吸気通路から上流側に至った吸気脈動が適切に減衰される。したがって、サージタンクを小さくしても、適切に吸気脈動を減衰させることが可能になる。また、サージタンクと該サージタンク上流側の吸気通路画成部材との少なくとも一方に上記脈動減衰部材が設けられるので、サージタンク下流側からサージタンクに向けてさかのぼる脈動が、サージタンク下流側端部の開口部で適切に反転され得る。したがって、適切にサージタンク下流側の吸気通路で吸気脈動を生じさせることが可能になる。
【００１０】
前記脈動減衰部材の少なくとも一部は、弾性体および不織布の少なくとも一方により構成されていると良い。こうすることで弾性体および不織布の少なくとも一方の振動減衰機能を用いて吸気脈動を適切に減衰させることが可能になる。
【００１１】
あるいは、前記脈動減衰部材は内側部材と該内側部材の外側に設けられた外側部材とを備え、前記内側部材と前記外側部材との間には空間が形成されていると良い。この場合には、前記内側部材には１つあるいは複数の孔が設けられ得、これに加えてあるいはこれに代えて、前記内側部材の少なくとも一部は弾性体および不織布の少なくとも一方により構成され得る。前記内側部材に１つあるいは複数の孔が設けられているときには、内側部材と外壁部材との間の空間への吸気の出入りを利用して吸気脈動を減衰させることができる。他方、前記内側部材の少なくとも一部が弾性体および不織布の少なくとも一方により構成されているときには、それらの少なくとも一方の振動減衰機能を用いて吸気脈動を適切に減衰させることが可能になる。
【００１２】
ただし、上記した種々の前記脈動減衰部材は、前記サージタンクと該サージタンク下流側の吸気通路画成部材との接続部位から所定距離以上離れた位置に設けられると良い。こうすることで、吸気制御弁の開閉作動によってサージタンク下流側の吸気通路に生じた脈動がサージタンク下流側端部の開口部で反転して気筒に戻るときに、その脈動が脈動減衰部材によって減衰されることをより適切に抑制することができる。すなわち、こうすることで、脈動減衰部材は、下流側からサージタンクあるいはサージタンク上流側に至った脈動を適切に減衰させる機能を発揮しつつ、サージタンク下流側の吸気通路で生じた脈動を徒に減衰させずにより強く効果的に保つ機能を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。まず、第１実施形態について説明する。
【００１４】
第１実施形態が適用された車両の内燃機関システムの概念を図１に示す。本第１実施形態における内燃機関１０は、燃料である軽油を燃料噴射弁１２から圧縮状態にある燃焼室１４に直接噴射することにより自然着火させる型式の機関、すなわちディーゼル機関である。なお、内燃機関１０は、４ストローク機関である。
【００１５】
この内燃機関１０の吸気通路１６は、互いに接続されたエアクリーナ１８、吸気管２０、サージタンク２２、各気筒２４に対応してある吸気枝管２６およびシリンダヘッドに形成された吸気ポートによって区画形成される。なお、この内燃機関１０は直列４気筒機関であるので、吸気枝管２６は４つある。ここでは、４つの吸気枝管２６をまとめて、吸気マニフォルドと称し得る。吸気ポートの下流側端部である出口は吸気弁によって開閉される。吸気通路１６の内、エアクリーナ１８とサージタンク２２との間には電子制御式のスロットル弁２８が設けられる。ここではスロットル弁２８は、サージタンク２２近傍に設けられている。スロットル弁２８は、アクチュエータ３０によって駆動される。４つの吸気枝管２６の各々には別個の吸気制御弁３２が設けられる。４つの吸気制御弁３２の各々は、対応するアクチュエータ３４によって駆動される。吸気制御弁３２はバタフライ式弁であり、その閉弁時には吸気通路１６を概ね閉止することができる。なお、吸気制御弁３２は例えばシャッター弁等の他の形式の弁であってもよく、また、その全閉時に吸気通路１６を閉塞し、吸気通路１６を完全に遮断する密閉性の高い構造を有していてもよい。他方、内燃機関１０の排気通路３６は、互いに接続された排気ポート、排気マニフォルド３８、触媒４０および排気管４２によって区画形成される。
【００１６】
上記吸気弁および上記排気弁の駆動機構である動弁機構は、吸気弁および排気弁を、コンロッドを介してピストンが連結されているクランク軸の回転に同期して、個別に任意の開度およびタイミングで制御することが可能な機構である。具体的には、動弁機構は、吸気弁と排気弁とにそれぞれ個別に設けられたソレノイドを含んでいる。そして、動弁機構は、吸気弁と排気弁とが同時に開くバルブオーバーラップを実現可能である。なお、このような構成に代えて、動弁機構として、例えば単一の弁に適用される２種類のカムを油圧によって切り替えることによってバルブタイミングおよびカムプロフィールを任意に変更できる可変バルブタイミング機構（VVT; Variable Valve Timing mechanism）を用いることもできる。
【００１７】
さらに、排気ガスにより回転駆動されるタービンホイールを含むタービン４４が排気管４２の途中に設けられている。ただし、タービン４４は、触媒４０よりも上流側に配置されている。これに対応して、タービンホイールに同軸で連結され、タービンホイールの回転力で回転するようにしたコンプレッサホイールを含むコンプレッサ４６が吸気管２０の途中に設けられている。すなわち、内燃機関１０には、排気エネルギーを取り出すタービン４４と、タービン４４により取り出された排気エネルギーによって内燃機関１０に過給するコンプレッサ４６とを有する過給器４８が設けられている。そして、コンプレッサ４６により圧縮された空気を冷却すべく、インタークーラ５０がコンプレッサ４６よりも下流側に設けられている。
【００１８】
さらに、内燃機関１０の吸気系には、吸気脈動の減衰機能を有する部材（脈動減衰部材）５６が設けられている。脈動減衰部材は、吸気制御弁３２上流側に設けられたサージタンク２２とこのサージタンク上流側の吸気管２０との少なくとも一方に設けられ得る。ここでは脈動減衰部材５６は、サージタンク２２に設けられている。
【００１９】
ここで脈動減衰部材５６に関して、図２に示した図１の部分拡大図に基づいて説明する。本第１実施形態では、脈動減衰部材５６は、後述するインパルス過給の実行に際してサージタンク２２およびサージタンク２２上流側にそれらの下流側から至る可能性のある脈動をより効果的に減衰させるべく、サージタンク２２の上流側内壁部２２ｕに設けられている。より具体的には、脈動減衰部材５６は、サージタンク２２下流側の吸気通路１６ｄの軸線Ａの延長上に位置するように、サージタンク２２の上流側内壁部２２ｕに配置されている。したがって、脈動減衰部材５６は、サージタンク２２と、サージタンク２２下流側の吸気枝管２６を含む吸気マニフォルドとの接続部位ＣＳから所定距離離れた位置に設けられる。ただし、ここでいう所定距離離れた位置は、サージタンク２２下流側からサージタンク２２（あるいはサージタンク上流側）に至った吸気脈動を適切に減衰可能にする位置であるのみならず、後述するインパルス過給用に吸気通路１６ｄで生じさせた吸気脈動すなわちサージタンク２２下流側での気柱振動に影響を与えない位置である。なお、このように接続部位ＣＳから所定距離（あるいはそれ以上）離れた位置に脈動減衰部材５６が位置するように、サージタンク２２、吸気管２０、吸気マニフォルド等の吸気通路画成部材は設計されている。
【００２０】
脈動減衰部材５６は、内側部材５８と、外側部材６０とを含んで構成されている。内側部材５８と外側部材６０とは、それらの間に空間Ｓが形成されるように、大部分が互いから離間されて配置されている。すなわち、脈動減衰部材５６は二重壁を有するように構成される。内側部材５８は、粘性減衰やヒステリシスの大きい材料であるゴムから構成されていて、弾性変形可能な膜状部材となっている。これに対して、ここでは外側部材６０はサージタンク２２により構成されているので、脈動減衰部材５６は、内側部材５８がサージタンク２２に接着剤により取り付けられることで、サージタンク２２へ配置される。
【００２１】
ただし、脈動減衰部材５６の外側部材６０はサージタンク２２により構成されることに限定されず、剛性の高い金属や樹脂等により作製された他の専用の部材から構成されても良い。また、内側部材５８は本第１実施形態の如くその全体がゴムにより構成されることに限定されず、その全体または一部がゴムやゴム以外の弾性体等の振動吸収性を有する部材により構成され得る。なお、振動吸収性を有する部材には、ゴム以外に、スポンジのような弾性体、不織布といったものも含まれる。ただし、内側部材５８も外側部材６０も、軽量化等の観点から、過度の厚さを有さない板状あるいは膜状の部材であるとよい。また、内側部材５８や外側部材６０の取り付けは接着剤の他、例えばねじ等の機械的締結部材を用いても行われ得る。なお、図２では、内側部材５８が振動しているように、内側部材５８が模式的に描かれている。
【００２２】
内燃機関１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）６６に、各種値などを検出（導出あるいは推定）するための信号を電気的に出力する各種センサ類を備えている。ここで、その内のいくつかを具体的に述べる。吸入空気量を検出するためのエアフローメータ６８が吸気通路１６の途中に備えられている。また、エアフローメータ６８近傍に吸入空気の温度を検出するための吸気温度センサ７０が、そしてインタークーラ５０下流側にも温度を検出するための吸気温度センサ７２が備えられている。また、過給圧を検出するための圧力センサ７４も設けられている。また運転者によって操作されるアクセルペダル７６の踏み込み量に対応する位置、すなわちアクセル開度を検出するためのアクセルポジションセンサ７８が備えられている。また、スロットル弁２８の開度を検出するためのスロットルポジションセンサ８０も備えられている。また、ピストンが往復動するシリンダブロックには、クランク軸のクランク回転信号を検出するためのクランクポジションセンサ８２が取り付けられている。ここでは、このクランクポジションセンサ８２は機関回転数（機関回転速度）を検出するための機関回転数センサとしても利用される。さらに、内燃機関１０の冷却水温を検出するための温度センサ８４も備えられている。さらに、車両の速度、すなわち車速を検出するための車速センサ８６が設けられている。なお、ここでは吸気制御弁３２の開度を検出するためのセンサが設けられていないが、それがさらに備えられてもよい。
【００２３】
ＥＣＵ６６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器、入力インタフェース、出力インタフェース等を含むマイクロコンピュータで構成されている。入力インタフェースには、上記各種センサ類が電気的に接続されている。これらからの出力信号に基づき、予め設定されたプログラムにしたがって円滑な内燃機関１０の運転がなされるように、ＥＣＵ６６は出力インタフェースから電気的に作動信号（駆動信号）を出力する。例えば、これら作動信号に基づいて燃料噴射弁１２、スロットル弁２８、吸気制御弁３２の各々は制御される。
【００２４】
なお、ＥＣＵ６６は、機関運転状態（運転状態）がアイドル状態か否かを、アクセルポジションセンサ７８からの出力信号に基づいて導出されるアクセル開度が０％か否かで判断する。ただし、アクセルペダル７６が踏まれることでＯＮからＯＦＦにされるアイドルスイッチが設けられている場合には、そのアイドルスイッチがＯＮか否かによって運転状態がアイドル状態か否かが判断されてもよい。
【００２５】
ＥＣＵ６６は、運転状態に基づいて燃料噴射弁１２からの燃料噴射を制御する。すなわち、ＥＣＵ６６は、主に、クランクポジションセンサ８２からの出力信号に基づいて導出される機関回転数と、エアフローメータ６８からの出力信号に基づいて導出される空気量とから、予め記憶されたデータを検索する。そして、ＥＣＵ６６は燃料噴射弁１２における燃料噴射量および燃料噴射時期を決定し、これら各値に基づいて燃料噴射弁１２を制御する。
【００２６】
また、運転状態に基づいてスロットル弁２８は制御される。スロットル弁２８は内燃機関１０の始動時は全開に制御される。そして、通常走行時には上記各種センサ類からの出力信号に基づいて求められる各種値に基づいて、スロットル弁２８の開度は制御される。
【００２７】
また、ＥＣＵ６６は、運転状態に基づいて吸気弁および排気弁の各々の開閉タイミングやリフト量を制御するように、動弁機構に作動信号を出力する。ただし、吸気弁の開閉タイミングやリフト量は、吸気制御弁３２の開閉タイミングや開度に関連付けて設定されている。なお、排気弁の開閉タイミングやリフト量も吸気制御弁３２の開閉タイミングや開度に関連付けられて設定され得る。
【００２８】
上記吸気制御弁３２駆動用のアクチュエータ３４は高速で作動可能であり、応答性が高く、その弁体を例えば２、３ｍｓ以内に、クランク角の単位では１０°ＣＡ程度のオーダーで開閉可能である。これにより、吸気制御弁３２は吸気弁の開閉と同期して開閉され得る。この吸気制御弁３２は、ＥＣＵ６６からアクチュエータ３４に出力される作動信号に基づいて、全開から全閉まで制御される。つまり、吸気制御弁３２は、アクチュエータ３４によって、全開、全閉および全開と全閉との間の任意の開度に駆動される。
【００２９】
ＥＣＵ６６は運転状態に基づいて吸気制御弁３２を制御する。吸気制御弁３２は、機関負荷が高負荷のときすなわち過給が求められるときインパルス過給が生じるように制御される。インパルス過給用の吸気制御弁３２の開閉タイミングは、そのときの機関負荷および機関回転数を用いて予め実験により求められてＲＯＭに記憶されているデータを検索することで導出される。他方、過給が求められていないとき、吸気制御弁３２は、所定開度ここでは全開の開状態に保持される。ただし、運転状態がアイドル状態のとき、吸気制御弁３２はアイドル弁開度の開状態に保持される。そのアイドル弁開度は、クランクポジションセンサ８２からの出力信号に基づいて導出される機関回転数、水温センサ８４からの出力信号に基づいて導出される冷却水温、車速センサ８６からの出力信号に基づいて導出される車速に基づいてデータを検索することで導出される。この検索に用いられるデータは予め実験により求められてＲＯＭに記憶されている。ただし、アイドル弁開度はこのように可変弁開度であることに限られず、全開などの固定弁開度であってもよい。
【００３０】
次に、インパルス過給のための吸気制御弁３２の制御に関して詳述する。インパルス過給について、任意の１つの気筒２４の吸気行程に関して説明する。インパルス過給を行う場合、吸気制御弁３２は、吸気弁の開弁開始時には実質的に閉弁状態にあり、吸気弁の開弁よりも遅く開弁するように、例えば吸気弁の開弁期間の後期に開弁するように、制御される。まず、吸気弁の開弁開始時期から吸気制御弁３２の開弁開始時期までの間に、吸気制御弁３２と吸気弁との間の通路に負圧が形成される。この後、吸気制御弁３２が瞬時に開弁されると、負圧波が上流側に遡って、サージタンク２２の下流側端部の開口部で、それを開放端として、正圧波に転化（反転）される。そしてこの正圧波は下流側に進み、この正圧波が吸気制御弁３２を超えて下流側に達することで、例えば吸気制御弁３２の開弁時にその上流側にあった空気といった気体は一気に燃焼室１４内に流れ込む。この吸気の流れ込むタイミングに合わせて吸気弁は閉弁される。したがって一種の慣性過給効果により多量の気体を燃焼室１４に充填することが可能となる。換言すれば、このインパルス過給は、吸気制御弁３２の上下流側に形成される差圧を適切な時期に解放し、吸気通路１６の内、サージタンク２２下流側端部よりも下流側の通路で気柱振動すなわち吸気脈動を積極的に発生させることで、生じさせられる。
【００３１】
このようなインパルス過給は、吸気制御弁３２の制御を開始するのと同時に開始され、すなわちアクセルペダル７６を踏み込んだのと同時あるいはその直後に開始される。したがって、タービン４４の立ち上りを待つ過給器４８を用いてのターボ過給よりも、インパルス過給は応答性に優れ、車両の加速遅れを解消するのに好適である。ここでは、運転状態が過給領域に属するとき、過給器４８を用いたターボ過給と、吸気制御弁３２を用いたインパルス過給との両方を用いて、過給が行われる。
【００３２】
ところで、サージタンク２２では、それよりも上流側からサージタンク２２に至った吸気脈動が、適切に吸気の吸入がなされるようにある程度まで減衰される。他方、インパルス過給実行時、吸気通路１６の内、サージタンク２２下流側の吸気通路１６ｄで生じた上記吸気脈動は概ねサージタンク２２下流側端部の開放端で反射されるが、その吸気脈動はサージタンク２２内の流体である空気に影響を与え得る。サージタンク２２に至った吸気脈動は概ねサージタンク２２で減衰されるものの、上記脈動減衰部材５６によっても減衰される。サージタンク２２を小さくしていくとサージタンク２２におけるその減衰機能も低下するので、その低下分を補って、サージタンク２２に下流側から至った吸気脈動を適切に減衰すべく、上記脈動減衰部材５６が設けられている。
【００３３】
本第１実施形態の脈動減衰部材５６は上記構成を有するので、サージタンク２２に至った吸気脈動は、内側部材５８が外側部材６０により拘束されている範囲で振動することで、適切に減衰される。したがって、インパルス過給実行時、吸気脈動がサージタンク２２を下流側から上流側に越えて吸気通路１６を伝播することを防ぐことが可能になる。これにより、サージタンク２２の下流側から上流側への吸気脈動の伝播を防止できるので、過給器４８のコンプレッサ４６出口の圧力変動が大きくなることを適切に抑制することができ、過給器４８においてサージ現象が生じるのを抑制することが可能になる。すなわち、コンプレッサ４６上流側から下流側への吸気の円滑な流れを保つことが可能になる。したがって、これによればサージ現象が問題になりがちな機関回転数が低いときにも、インパルス過給を効果的に生じさせることが可能になる。それ故、機関負荷が高負荷である運転状態のとき、大幅なトルク向上を適切に達成することが可能になる。
【００３４】
なお、内側部材５８は吸気脈動を減衰するべく外側部材６０により拘束されている範囲内で変形されるので、その振幅が大きいときでも内側部材５８の過度の変形は外側部材６０により抑制される。したがって、主に内側部材５８により上記の如き脈動減衰機能が発揮されると共に、そのような内側部材５８の破損防止、耐久性向上が外側部材６０により達成される。
【００３５】
他方、上記の如き箇所に、すなわちサージタンク２２と吸気マニフォルドとの接続部位ＣＳから所定距離（あるいは所定距離以上）離した箇所に脈動減衰部材５６が配置されるので、上記の如きインパルス過給のための脈動が、脈動減衰部材５６により徒に減衰されることがない。したがって、インパルス過給が必要とされる運転状態、例えば機関回転数が低中回転数であって機関負荷が高負荷である運転状態のとき、適切にインパルス過給を生じさせることが可能になる。
【００３６】
以上、上記したように、脈動減衰部材５６によって脈動減衰機能が高められるので、サージタンク２２を小さくしても適切に（不要な）吸気脈動を減衰させることが可能になる。これに加えて、上記の如く、サージタンク２２と吸気マニフォルドとの接続部位ＣＳから所定距離離した箇所に脈動減衰部材５６が配置されるので、インパルス過給のためのサージタンク２２下流側での脈動を適切に保存させる脈動保存効果が発揮され得る。したがって、インパルス過給が必要とされるとき、インパルス過給を適切に生じさせることが可能になる。
【００３７】
なお、上記のように、脈動減衰部材５６によって吸気脈動が適切に減衰されるので、吸気脈動に基づいて音が生じることを抑制できる。すなわち、その脈動減衰機能が発揮されることで、騒音が生じることを適切に防ぐことが可能になる。
【００３８】
次に、第２実施形態に関して説明する。本第２実施形態の脈動減衰部材１５６は、上記第１実施形態の脈動減衰部材５６と異なる構成を有する。本第２実施形態の内燃機関システムは、それ以外、概ね上記第１実施形態の内燃機関システムと同じ構成を有する。したがって、以下では重複説明を省略するべく、本第２実施形態における脈動減衰部材１５６に関して説明し、上記第１実施形態で説明したのと同一（あるいは同様）の構成要素には上記第１実施形態で用いたのと同じ符号を付してそれらの説明を省略する。ただし、本第２実施形態の脈動減衰部材１５６は、上記第１実施形態の脈動減衰部材５６と同様の箇所に設けられていて、それと同様の効果を奏する。
【００３９】
第２実施形態における脈動減衰部材１５６に関して図３に基づいて説明する。ただし、図３は、図２と同様に、内燃機関システムの吸気系の一部の拡大模式図である。
【００４０】
本第２実施形態の脈動減衰部材１５６は、上記第１実施形態の脈動減衰部材５６と同様に、サージタンク２２に設けられ、サージタンク２２下流側の吸気通路１６ｄの軸線Ａの延長上に位置するようにサージタンク２２の上流側内壁部２２ｕに配置されていて、内側部材１５８と、外側部材１６０とを含んで構成されている。内側部材１５８と外側部材１６０とはそれらの間に空間Ｓ１を形成するように大部分が互いから離間されて配置されている。なお、外側部材１６０はサージタンク２２により構成されていて、脈動減衰部材１５６は、内側部材１５８がサージタンク２２に接着剤により取り付けられることで、サージタンク２２へ配置される。
【００４１】
本第２実施形態の脈動減衰部材１５６の内側部材１５８は、弾性体ではなく、サージタンク２２を構成する部材と同様の金属材料から作製されている。そして、内側部材１５８には、複数の孔１５８ｈが穿設されている。なお、内側部材１５８は、外側部材１６０と同様に、過度の厚さを有さない板状の部材である。
【００４２】
このように構成された脈動減衰部材１５６は、吸気脈動による圧力変動が吸気通路１６にあるとき、内側部材１５８の孔１５８ｈを介して、吸気すなわち吸気脈動が空間Ｓ１に出入りするように移動することで、圧力変動を減衰させる。換言すると、脈動減衰部材１５６は、その空間Ｓ１への脈動波の出入りに際して流動抵抗を生じさせ、これにより吸気脈動を減衰させる。
【００４３】
なお、内側部材１５８の孔１５８ｈの補強等のため、孔１５８ｈの周りは管材により囲まれても良い。また、内側部材１５８の全部あるいは一部は、上記第１実施形態で説明したのと同じように、ゴム、スポンジなどの弾性体や不織布から構成されても良い。内側部材１５８の少なくとも一部が弾性体や不織布により構成されている場合には、さらに上記第１実施形態で説明したのと同様に吸気脈動は減衰される。また、内側部材１５８の孔１５８ｈは複数であることに限定されず、１つであっても良い。また、脈動減衰部材１５６の外側部材１６０はサージタンク２２により構成されることに限定されず、剛性の高い金属や樹脂等により作製された専用の部材から構成されても良い。また、内側部材１５８や外側部材１６０の取り付けは接着剤の他、例えばねじ等の機械的締結部材を用いても行われ得る。
【００４４】
次に、第３実施形態に関して説明する。本第３実施形態の脈動減衰部材２５６は、上記第１および第２実施形態の脈動減衰部材５６、１５６と異なる構成を有する。本第３実施形態の内燃機関システムは、それ以外、概ね上記第１実施形態の内燃機関システムと同じ構成を有するので、上記第２実施形態の説明と同様に、先に説明した構成要素と同じ（あるいは同様の）ものに関しては同じ符号を用いてそれらの説明を省略し、本第３実施形態における脈動減衰部材２５６に関して以下説明する。ただし、本第３実施形態の脈動減衰部材２５６は、上記第１および第２実施形態の脈動減衰部材５６、１５６と同様の箇所に設けられていて、それと同様の効果を奏する。
【００４５】
第３実施形態における脈動減衰部材２５６に関して図４に基づいて説明する。ただし、図４は、図２と同様に、内燃機関システムの吸気系の一部の拡大模式図である。
【００４６】
本第３実施形態の脈動減衰部材２５６は、上記第１および第２実施形態の脈動減衰部材５６、１５６と同様に、サージタンク２２に設けられ、サージタンク２２下流側の吸気通路１６ｄの軸線Ａの延長上に位置するサージタンク２２の上流側内壁部２２ｕに配置されている。本第３実施形態の脈動減衰部材２５６は、粘性減衰やヒステリシスの大きい材料であるゴムから構成されている。そして、脈動減衰部材２５６は、それ自体、接着剤により、サージタンク２２の上流側内壁部２２ｕに取り付けられている。
【００４７】
脈動減衰部材２５６は、そのゴムの減衰能を利用して、吸気脈動を減衰させる。したがって、サージタンク２２を小さくしても、適切に吸気通路１６の吸気脈動を減衰させることが可能になる。
【００４８】
なお、脈動減衰部材２５６はゴム以外の弾性体や不織布などの振動減衰能を有する部材により構成されても良い。また、脈動減衰部材２５６のサージタンク２２への取り付けは接着剤の他、例えばねじ等の機械的締結部材を用いても行われ得る。
【００４９】
以上、上記第１から第３実施形態に基づいて説明した種々の構成を有する脈動減衰部材５６、１５６、２５６は、サージタンク２２の内壁部であれば上記箇所に関わらず、他の箇所にも設けられ得る。さらには、それらは、サージタンク２２上流側の吸気管２０の内壁部に設けられても良い。ただし、脈動減衰部材５６、１５６、２５６の設置箇所はコンプレッサ４６下流側であることが望ましい。
【００５０】
他方、上記第１から第３実施形態では、サージタンク２２に各気筒２４に対応する各吸気枝管２６が直接的に接続されたが、複数の気筒２４に関する複数の吸気枝管は上流側でまとまってサージタンク２２に接続されても良い。このような場合の一例としての第４実施形態を、次に図５に基づいて説明する。ただし、図５は、図２と同様に、内燃機関システムの吸気系の一部の拡大模式図である。なお、本第４実施形態でも、上記第２および第３実施形態と同様に、上記第１から第３実施形態で説明したのと概ね同じ構成要素に対しては同じ符号を用いてそれらの説明を省略し、それらで説明した構成要素と異なる構成要素について以下説明する。
【００５１】
第４実施形態の吸気マニフォルド３２６は、サージタンク３２２につながる、複数の気筒２４に関して共通の共通部３２６ａと、各気筒２４に対応して分岐された分岐部とを含んで構成されている。すなわち、サージタンク３２２下流側に接続された４つの気筒２４に共通の共通部３２６ａが、その下流側で各気筒２４に対する枝管３２６ｂに分岐するように、吸気マニフォルド３２６は形成されている。なお、第４実施形態では、各枝管３２６ｂに個別に吸気制御弁３２が設けられているが、複数の気筒２４に対して共通の吸気制御弁３２が共通部３２６ａに設けられても良い。
【００５２】
このような構成を吸気マニフォルド３２６とサージタンク３２２とが有するので、第４実施形態の脈動減衰部材３５６の配置箇所は上記第１から第３実施形態の脈動減衰部材５６、１５６、２５６の配置箇所とは異なる。図５から明らかなように、サージタンク３２２に脈動減衰部材３５６は設けられるが、それはサージタンク３２２下流側の吸気通路の軸線の延長上にはない。具体的には、サージタンク３２２の側部内壁部３２２ｓに脈動減衰部材３５６は設けられている。
【００５３】
脈動減衰部材３５６は、上記第１実施形態における脈動減衰部材５６と同様の構成を有し、内側部材３５８と、外側部材３６０とを含んで構成されている。内側部材３５８は粘性減衰やヒステリシスの大きい材料であるゴムから構成されている膜状部材であり、外側部材３６０は金属材料製のＵ字状部材である。内側部材３５８と外側部材３６０とはそれらの間に空間Ｓ２を形成するように周縁部以外の大部分が互いから離間されて配置されている。内側部材３５８および外側部材３６０のサージタンク３２２への取り付けは接着剤により行われる。なお、図５では、内側部材３５８が振動しているように、内側部材３５８が模式的に描かれている。
【００５４】
ただし、脈動減衰部材３５６の外側部材３６０はサージタンク３２２により構成されても良い。また、内側部材３５８の全部または一部は、ゴムやゴム以外の弾性体や不織布により構成され得る。また、内側部材３５８や外側部材３６０の取り付けは接着剤の他、例えばねじ等の機械的締結部材を用いても行われ得る。
【００５５】
このような構成を有する脈動減衰部材３５６による脈動減衰機能の発揮は、上記第１実施形態で説明したのと同様であるので、ここでの説明を省略する。なお、脈動減衰部材３５６は、サージタンク３２２と、サージタンク３２２下流側の吸気マニフォルド３２６との接続部位から所定距離（上記第１実施形態での所定距離に同じ）以上離れた位置に設けられているので、ここでは上記脈動保存効果も奏される。
【００５６】
次に、第５実施形態について説明する。本第５実施形態の脈動減衰部材４５６は、上記第１から第４実施形態の脈動減衰部材５６、１５６、２５６、３５６と異なる構成を有する。本第５実施形態の内燃機関システムは、それ以外、概ね上記第４実施形態の内燃機関システムと同じ構成を有する。したがって、以下では重複説明を省略するべく、本第５実施形態における脈動減衰部材４５６に関して説明し、上記第１から第４実施形態で説明したのと同一（あるいは同様）の構成要素に対しては上で用いたのと同じ符号を付してそれらの説明を省略する。ただし、本第５実施形態の脈動減衰部材４５６は、上記第４実施形態の脈動減衰部材３５６と同様に、サージタンク３２２と、サージタンク３２２下流側の吸気マニフォルド３２６との接続部位から所定距離（上記第１実施形態での所定距離に同じ）以上離れた位置に設けられているので、それと同様の効果を奏する。
【００５７】
第５実施形態における脈動減衰部材４５６に関して図６に基づいて説明する。ただし、図６は、図２と同様に、内燃機関システムの吸気系の一部の拡大模式図である。なお、図６の図には、排気系の一部も含まれている。
【００５８】
本第５実施形態の脈動減衰部材４５６は、サージタンク３２２上流側の吸気管２０の途中に設けられている。より具体的には、脈動減衰部材４５６は、サージタンク３２２とコンプレッサ４６との間に設けられている。脈動減衰部材４５６は、吸気通路１６に開く開口部４５６ａを有し、その開口部４５６ａに連なるように空間Ｓ３を区画形成する箱状部材４５６ｂを含んで構成されている。このような構成は上記第２実施形態の脈動減衰部材１５６の構成と類似する。具体的には、脈動減衰部材４５６の箱状部材４５６ｂを外側部材とみなし、吸気管２０を内側部材とみなし、且つ、開口部４５６ａを内側部材に設けられた孔とみなすことで、脈動減衰部材４５６は、内側部材と、この内側部材との間に空間Ｓ３を形成するように内側部材の外側に設けられた外側部材とを備えた部材であって、内側部材に１つの孔が設けられた部材と解され得る。
【００５９】
このような構成を有する脈動減衰部材４５６は、換言すると、いわゆるレゾネータ（共鳴（共振）体あるいは共鳴（共振）器）である。この脈動減衰部材４５６の形状、大きさ設置箇所等は、吸気脈動を適切に減衰させるように設計されている。より具体的には、過給器４８に固有のサージ領域でより適切に吸気脈動を減衰するように設計されている。例えば、脈動減衰部材４５６は３０〜５０Ｈｚの振動波に対して極めて優れた減衰能を発揮するように、それらの周波数帯の固有周波数を有するように構成されている。
【００６０】
以上、第１から第５実施形態に基づいて本発明を説明したが、それらの実施形態に本発明は限定されない。例えば、第１から第５実施形態の内のいくつかの複合型や、それらの内の各部分の種々の組合せを、本発明は包含する。
【００６１】
上記第１から第５実施形態では、排気通路３６を流れる排気ガスの一部を吸気通路１６に導く排気ガス還流（ＥＧＲ）システムが設けられていない。しかしながら、このようなＥＧＲシステムは設けられても良く、設けられる場合には、ＥＧＲシステムは、排気通路３６と吸気通路１６とを連通するＥＧＲ通路を区画形成するＥＧＲ管と、ＥＧＲ通路の連通状態調節用のＥＧＲ弁と、還流される排気ガス（ＥＧＲガス）冷却用のＥＧＲクーラとを有して構成され得る。なお、ＥＧＲ通路と吸気通路１６との連通箇所は吸気制御弁３２上流側であるのが好ましい。
【００６２】
また、上記種々の実施形態では吸気通路１６にスロットル弁２８を設けたが、スロットル弁２８は設けられなくてもよい。スロットル弁２８を備えていない場合、種々の運転状態に適した吸入空気量を適切に達成するように、吸気制御弁３２は種々のタイミングでおよび／あるいは種々の開度に駆動される。例えば、上記種々の実施形態では吸気制御弁３２はインパルス過給を生じさせるときだけ、１吸気行程に関して１回開弁すると共に１回閉弁するようにアクチュエータ３４により開閉駆動されたが、インパルス過給を生じさせるとき以外にも、運転状態に応じた吸入空気量の実現を図るように、吸気制御弁３２は１吸気行程に関して１回開弁すると共に１回閉弁するように制御されてもよい。ただし、インパルス過給を生じさせるとき以外の吸気制御弁３２の開閉タイミングは、インパルス過給用の開閉タイミングとは異なる。なお、このように、インパルス過給を生じさせるとき以外にも１吸気行程に関して１回開弁すると共に１回閉弁するように吸気制御弁３２を制御することは、スロットル弁２８を備えていない場合に特に有効である。
【００６３】
なお、上記種々の実施形態では、過給器４８を設けたが、過給器４８は省かれ得る。吸気制御弁３２を吸気弁の動きに同期して制御することで、上記の如く過給を行うことができるからである。
【００６４】
なお、上述した各実施形態はディーゼル機関に関するものであったが、本発明は筒内直噴形式あるいはポート噴射型式のガソリン機関、さらには気体燃料を用いる内燃機関、２サイクル機関などの他の形式の内燃機関においても有効であり、上記各実施形態の場合と同様の効果を得ることができることはいうまでもない。また、直列４気筒形式の内燃機関に関する実施形態を説明したが、本発明は如何なる気筒数、気筒の配列等を有する内燃機関にも適用され得る。
【００６５】
なお、上記では、本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明は特許請求の範囲およびその等価物の範囲および趣旨に含まれる修正および変更を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１実施形態が適用された車両の内燃機関システムの概略図である。
【図２】図１の内燃機関システムの吸気系の一部の拡大模式図である。
【図３】第２実施形態の内燃機関システムの吸気系の一部の拡大模式図である。
【図４】第３実施形態の内燃機関システムの吸気系の一部の拡大模式図である。
【図５】第４実施形態の内燃機関システムの吸気系の一部の拡大模式図である。
【図６】第５実施形態の内燃機関システムの吸気系の一部の拡大模式図である。
【符号の説明】
【００６７】
１６  吸気通路
２２  サージタンク
３２  吸気制御弁
５６  脈動減衰部材
【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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