JP5909938B2 - Intake and exhaust system for multi-cylinder engine - Google Patents

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Description

本発明は、吸気ポートおよび排気ポートがそれぞれ形成されるとともに前記吸気ポートを開閉可能な吸気弁と前記排気ポートを開閉可能な排気弁とが設けられた複数の気筒を有する多気筒エンジンの吸排気装置に関する。   The present invention relates to intake and exhaust of a multi-cylinder engine having a plurality of cylinders each having an intake port and an exhaust port and provided with an intake valve capable of opening and closing the intake port and an exhaust valve capable of opening and closing the exhaust port. Relates to the device.

従来、自動車等のエンジンにおいて、エンジントルクを高めることを目的とした吸排気装置の開発が行なわれている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an intake / exhaust device has been developed for the purpose of increasing engine torque in an engine such as an automobile.

例えば、特許文献１には、ターボ過給機を有する装置であって、各気筒の排気ポートに接続されて互いに独立する複数の独立通路と、ターボ過給機の上流に設けられてこれら独立通路が集合する集合部と、この集合部に設けられて各独立通路の流路面積を変更可能なバルブとを備えたものが開示されている。この装置では、前記バルブによって前記独立排気通路の流路面積を縮小することで、排気行程にある気筒の排気を所定の独立通路から前記集合部に比較的高速で流入させ、この高速の排気の周囲に生成された負圧を前記集合部において他の独立通路に作用させるいわゆるエゼクタ効果によってこの他の独立通路内の排気を下流側に吸い出すことで、ターボ過給機に供給されるガス量を増大させてエンジントルクを向上させるよう構成されている。   For example, Patent Document 1 is a device having a turbocharger, which is connected to an exhaust port of each cylinder and independent from each other, and an independent passage provided upstream of the turbocharger. Are provided, and a valve provided in the collecting portion and capable of changing the flow area of each independent passage is disclosed. In this apparatus, the flow area of the independent exhaust passage is reduced by the valve, so that the exhaust of the cylinder in the exhaust stroke flows from the predetermined independent passage into the collecting portion at a relatively high speed. The amount of gas supplied to the turbocharger is reduced by sucking the exhaust gas in the other independent passage downstream by the so-called ejector effect that causes the negative pressure generated in the surrounding area to act on the other independent passage in the collecting portion. The engine torque is increased to increase the engine torque.

特開２００９−９７３３５号公報JP 2009-97335 A

自動車等のエンジンにおいて、エンジントルクの向上要求は依然として高く、簡単な構成でより一層エンジントルクを高めることが求められている。   In an engine such as an automobile, the demand for improving the engine torque is still high, and it is required to further increase the engine torque with a simple configuration.

本発明は、このような事情に鑑み、簡単な構成で吸気効率を高めてエンジントルクを高めることができる多気筒エンジンの吸排気装置の提供を目的とする。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an intake / exhaust device for a multi-cylinder engine capable of increasing intake efficiency and engine torque with a simple configuration.

前記課題を解決するために、本発明は、吸気ポートおよび排気ポートがそれぞれ形成されるとともに前記吸気ポートを開閉可能な吸気弁と前記排気ポートを開閉可能な排気弁とが設けられた複数の気筒を有する多気筒エンジンの吸排気装置であって、１つの気筒あるいは排気順序が互いに連続しない複数の気筒の排気ポートにそれぞれ接続される独立排気通路と、前記各独立排気通路よりも下流側に設けられて、当該各独立排気通路を通過した排気が内側で集合する集合部と、前記各独立排気通路と前記集合部との間に介在して、前記各独立排気通路から排出された排気がそれぞれ独立して流入する複数のガス通路が内側に形成された絞り部と、前記絞り部内の各ガス通路の流路面積を変更可能な流路面積変更手段と、前記各気筒の吸気弁および排気弁を駆動可能なバルブ駆動手段と、前記流路面積変更手段および前記バルブ駆動手段を制御可能な制御手段とを備え、前記制御手段は、エンジンの回転数が予め設定された基準回転数よりも高くエンジンの負荷が予め設定された所定の負荷よりも高い高速高負荷領域を少なくとも含む第１運転領域において、前記流路面積変更手段により前記各ガス通路の流路面積を最大面積にさせる一方、エンジンの回転数が前記基準回転数よりも低くエンジンの負荷が予め設定された所定の負荷よりも高い低速高負荷領域を少なくとも含む第２運転領域において、前記流路面積変更手段により前記各ガス通路の流路面積を前記最大面積よりも小さい面積にさせるとともに、前記各気筒の吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とが所定のオーバーラップ期間重複し、かつ、排気順序が連続する気筒間において一方の気筒の前記オーバーラップ期間が他方の気筒の排気弁が開弁している時期に重複するように、前記バルブ駆動手段により前記各気筒の吸気弁および排気弁を駆動させ、前記各ガス通路は、前記集合部の軸線を中心とする円の円周上に等間隔に並設され、かつ、排気順序が連続する気筒に接続された前記独立排気通路に対応するガス通路が互いに近接するように配置されており、前記流路面積変更手段は、前記各ガス通路の途中部から下流端までの部分である下流側部分の流路面積を少なくとも変更可能であり、前記各ガス通路の少なくとも下流側の部分は、エンジンが前記第２運転領域で運転されて当該ガス通路の流路面積が前記最大面積よりも小さい面積とされた状態において、前記各気筒の排気ポートから当該各ガス通路を通って前記集合部に排気が排出されるのに伴い、他のガス通路およびこのガス通路と連通する排気ポート内にエゼクタ効果によって負圧が生成されるように、当該各ガス通路の下流端の流路面積が当該ガス通路の流路面積の最小面積となり、かつ、当該各ガス通路の下流側部分の流路面積がこの下流端に向かうに従って流路面積が徐々に小さくなる形状を呈することを特徴とする多気筒エンジンの吸排気装置を提供する（請求項１）。 In order to solve the above problems, the present invention provides a plurality of cylinders each having an intake port and an exhaust port and provided with an intake valve capable of opening and closing the intake port and an exhaust valve capable of opening and closing the exhaust port. And an independent exhaust passage connected to exhaust ports of one cylinder or a plurality of cylinders whose exhaust order is not continuous with each other, and provided downstream of the independent exhaust passages. And the exhaust that has passed through the independent exhaust passages gathers inside, and the exhaust discharged from the independent exhaust passages is interposed between the independent exhaust passages and the collective portions, respectively. A throttle portion in which a plurality of gas passages that flow independently are formed inside, a flow passage area changing means capable of changing a flow passage area of each gas passage in the throttle portion, and an intake valve and a And a valve drive means capable of driving the exhaust valve, and a control means capable of controlling the flow path area changing means and the valve drive means, wherein the control means is a reference speed at which the engine speed is preset. In the first operation region including at least a high-speed and high-load region where the engine load is higher than a predetermined load set in advance, the flow passage area changing means causes the flow passage area of each gas passage to be the maximum area. On the other hand, in the second operation region including at least a low speed and high load region in which the engine speed is lower than the reference speed and the engine load is higher than a predetermined load set in advance, The flow passage area of the gas passage is made smaller than the maximum area, and the intake valve opening period and the exhaust valve opening period of each cylinder have a predetermined overlap. The valve driving means causes the overlap period of one cylinder to overlap with the timing when the exhaust valve of the other cylinder is open between cylinders that overlap with each other and the exhaust sequence continues. The intake and exhaust valves of the cylinder are driven, and the gas passages are arranged in parallel at equal intervals on the circumference of a circle centered on the axis of the collective portion, and connected to a cylinder in which the exhaust order is continuous. Further, the gas passages corresponding to the independent exhaust passages are arranged so as to be close to each other, and the flow passage area changing means is a flow passage in a downstream portion that is a portion from the middle portion to the downstream end of each gas passage. At least the area can be changed, and at least the downstream portion of each gas passage is in a state where the engine is operated in the second operation region and the flow passage area of the gas passage is smaller than the maximum area. smell As the exhaust gas is discharged from the exhaust ports of the cylinders through the gas passages to the collecting portion, negative pressure is generated in the other gas passages and the exhaust ports communicating with the gas passages by the ejector effect. As is generated, the flow area of the downstream end of each gas passage is the minimum area of the flow passage of the gas passage, and the flow area of the downstream portion of each gas passage is directed toward the downstream end. According to the present invention, a multi-cylinder engine intake / exhaust device having a shape in which the flow path area gradually decreases is provided.

本発明によれば、低速高負荷領域を含む第２運転領域においてエゼクタ効果を効果的に利用して気筒内の掃気を促進することができ、これにより高いエンジントルクを得ることができるとともに、高速高負荷領域を含む第２運転領域において排気抵抗を小さく抑えることができ、これにより高いエンジントルク、また、高い熱効率を得ることができ、第１運転領域と第２運転領域とを含むより広い運転領域においてエンジントルク、熱効率ひいては燃費性能を高めることができる。特に、独立排気通路と集合部との間に介在する絞り部内のガス通路の流路面積を変更するという簡単な構成で、この効果を実現することができる。   According to the present invention, the scavenging in the cylinder can be promoted by effectively utilizing the ejector effect in the second operation region including the low speed and high load region, whereby a high engine torque can be obtained and the high speed can be obtained. Exhaust resistance can be kept small in the second operation region including the high load region, thereby obtaining high engine torque and high thermal efficiency, and wider operation including the first operation region and the second operation region. In the region, engine torque, thermal efficiency, and fuel efficiency can be improved. In particular, this effect can be realized with a simple configuration in which the flow passage area of the gas passage in the throttle portion interposed between the independent exhaust passage and the collecting portion is changed.

具体的には、この構成では、前記第２運転領域において、所定の気筒のオーバーラップ期間が他の気筒の排気弁が開弁している時期に重複するように制御され、絞り部内の各ガス通路の流路面積が最大面積よりも小さい面積に制御されるとともに、所定の気筒から排気が排出されるのに伴い近接する他のガス通路につながる排気順序が連続する他の気筒の排気ポート（オーバーラップ期間中の排気ポート）内にエゼクタ効果によって負圧が生成されるように、各ガス通路の形状が、その下流側の流路面積の方がその上流側の流路面積よりも小さくなるように構成されている。そのため、前記第２運転領域において、オーバーラップ期間にある気筒の排気ポートに負圧を生成させてこの負圧により気筒内の残留ガスをより多く排気ポート側に吸い出すことができる。すなわち、掃気性能を高めることができ、この掃気性能の向上に伴い、吸気効率の増大、および、残留ガスの低減に伴うノッキングの抑制を実現して、高いエンジントルクを得ることができる。   Specifically, in this configuration, in the second operation region, the overlap period of a predetermined cylinder is controlled to overlap with the timing when the exhaust valves of other cylinders are open, and each gas in the throttle unit is controlled. Exhaust ports of other cylinders in which the flow area of the passage is controlled to an area smaller than the maximum area and the exhaust sequence leading to other gas passages close to each other as exhaust is discharged from a predetermined cylinder ( The shape of each gas passage is such that the flow area on the downstream side is smaller than the flow area on the upstream side so that a negative pressure is generated by the ejector effect in the exhaust port during the overlap period) It is configured as follows. Therefore, in the second operating region, a negative pressure can be generated at the exhaust port of the cylinder in the overlap period, and a larger amount of residual gas in the cylinder can be sucked out to the exhaust port side by this negative pressure. That is, the scavenging performance can be improved, and with the improvement of the scavenging performance, an increase in intake efficiency and a suppression of knocking associated with a reduction in residual gas can be realized, and a high engine torque can be obtained.

ここで、エンジン回転数および負荷が高くなり排気流量が増大した場合において、前記各ガス通路の流路面積が小さいと、排気抵抗が増大してかえって掃気性能が悪化するおそれがある。これに対して、本構成では、高速高負荷領域を含む第１運転領域において、ガス通路が最大面積とされて、各独立排気通路から排出された排気が絞り部内においてより抵抗の小さい状態で通過するように制御される。そのため、この第１運転領域において、排気流量の増大に伴い増大する排気抵抗を小さく抑えて、排気のポンピングロスを小さく、また、吸気効率を高くすることができ、これにより、この第１運転領域においても、高いエンジントルク、また、高い熱効率を得ることができる。   Here, when the engine speed and the load are increased and the exhaust gas flow rate is increased, if the flow passage area of each gas passage is small, the exhaust resistance may increase and the scavenging performance may be deteriorated. On the other hand, in this configuration, in the first operation region including the high-speed and high-load region, the gas passage is made the maximum area, and the exhaust discharged from each independent exhaust passage passes through the throttle portion with less resistance. To be controlled. Therefore, in this first operating region, it is possible to suppress the exhaust resistance that increases with an increase in the exhaust flow rate, to reduce the exhaust pumping loss, and to increase the intake efficiency. In this case, high engine torque and high thermal efficiency can be obtained.

本発明において、前記各ガス通路は、前記各独立排気通路の下流端から前記集合部まで延びて前記各独立排気通路とそれぞれ個別に連通するとともに前記集合部と連通する第１通路と、当該各第１通路と前記集合部とに連通する第２通路とを含み、前記流路面積変更手段は、前記第２通路の流路面積を変更することで前記各ガス通路の流路面積を変更し、前記制御手段は、前記第１運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第２通路の流路面積を最大面積にさせる一方、前記第２運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第２通路の流路面積を前記最大面積よりも小さくさせるのが好ましい（請求項２）。   In the present invention, each of the gas passages extends from a downstream end of each of the independent exhaust passages to the collective portion, communicates with the independent exhaust passages individually, and communicates with the collective portion. A second passage communicating with the first passage and the collecting portion, wherein the passage area changing means changes the passage area of each gas passage by changing the passage area of the second passage. The control means causes the flow area of the second passage to be maximized by the flow area change means in the first operation region, while the flow area change means causes the flow area of the second passage in the second operation region. It is preferable to make the flow path area of the second passage smaller than the maximum area.

このようにすれば、前記絞り部内に第１通路と第２通路とを形成し、第２通路の流路面積を変更するという簡単な構成で、前記各ガス通路の流路面積を容易に変更することができる。
また、本発明は、吸気ポートおよび排気ポートがそれぞれ形成されるとともに前記吸気ポートを開閉可能な吸気弁と前記排気ポートを開閉可能な排気弁とが設けられた複数の気筒を有する多気筒エンジンの吸排気装置であって、１つの気筒あるいは排気順序が互いに連続しない複数の気筒の排気ポートにそれぞれ接続される独立排気通路と、前記各独立排気通路よりも下流側に設けられて、当該各独立排気通路を通過した排気が内側で集合する集合部と、前記各独立排気通路と前記集合部との間に介在して、前記各独立排気通路から排出された排気がそれぞれ独立して流入する複数のガス通路が内側に形成された絞り部と、前記絞り部内の各ガス通路の流路面積を変更可能な流路面積変更手段と、前記各気筒の吸気弁および排気弁を駆動可能なバルブ駆動手段と、前記流路面積変更手段および前記バルブ駆動手段を制御可能な制御手段とを備え、前記各ガス通路は、前記集合部の軸線を中心とする円の円周上に等間隔に並設され、かつ、排気順序が連続する気筒に接続された前記独立排気通路に対応するガス通路が互いに近接するように配置されているとともに、前記各独立排気通路の下流端から前記集合部まで延びて前記各独立排気通路とそれぞれ個別に連通するとともに前記集合部と連通する第１通路と、当該各第１通路と前記集合部とに連通する第２通路とを含み、前記流路面積変更手段は、前記第２通路の流路面積を変更することで前記各ガス通路の流路面積を変更し、前記制御手段は、エンジンの回転数が予め設定された基準回転数よりも高くエンジンの負荷が予め設定された所定の負荷よりも高い高速高負荷領域を少なくとも含む第１運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第２通路および前記各ガス通路の流路面積を最大面積にさせる一方、エンジンの回転数が前記基準回転数よりも低くエンジンの負荷が予め設定された所定の負荷よりも高い低速高負荷領域を少なくとも含む第２運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第２通路および前記各ガス通路の流路面積を前記最大面積よりも小さくさせるとともに、前記各気筒の吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とが所定のオーバーラップ期間重複し、かつ、排気順序が連続する気筒間において一方の気筒の前記オーバーラップ期間が他方の気筒の排気弁が開弁している時期に重複するように、前記バルブ駆動手段により前記各気筒の吸気弁および排気弁を駆動させ、前記各ガス通路の少なくとも下流側の部分は、エンジンが前記第２運転領域で運転されて当該ガス通路の流路面積が前記最大面積よりも小さい面積とされた状態において、前記各気筒の排気ポートから当該各ガス通路を通って前記集合部に排気が排出されるのに伴い他のガス通路およびこのガス通路と連通する排気ポート内にエゼクタ効果によって負圧が生成されるように、下流に向かうに従って流路面積が徐々に小さくなる形状を呈することを特徴とする多気筒エンジンの吸排気装置を提供する（請求項３）。 If it does in this way, the 1st passage and the 2nd passage are formed in the restricting part, and the flow area of each gas passage is easily changed by the simple composition of changing the flow area of the 2nd passage. can do.
Further, the present invention provides a multi-cylinder engine having a plurality of cylinders each having an intake port and an exhaust port and provided with an intake valve capable of opening and closing the intake port and an exhaust valve capable of opening and closing the exhaust port. An intake / exhaust device, which is provided with an independent exhaust passage connected to exhaust ports of one cylinder or a plurality of cylinders whose exhaust order is not continuous with each other, and provided on the downstream side of each of the independent exhaust passages. A plurality of exhausts that have passed through the exhaust passages are gathered inside, and the exhausts that are exhausted from the independent exhaust passages flow independently from each other, and are interposed between the independent exhaust passages and the collective portions. The gas passage is formed inside, a flow passage area changing means capable of changing the flow passage area of each gas passage in the throttle, and the intake valve and exhaust valve of each cylinder can be driven A valve driving means; and a control means capable of controlling the flow path area changing means and the valve driving means, wherein the gas passages are equally spaced on a circumference of a circle centering on the axis of the collecting portion. The gas passages corresponding to the independent exhaust passages connected to the cylinders arranged in parallel and connected in the exhaust order are arranged so as to be close to each other, and from the downstream end of each independent exhaust passage to the collecting portion A first passage that extends and communicates with each of the independent exhaust passages and communicates with the collecting portion; and a second passage that communicates with the first passage and the collecting portion; The means changes the flow passage area of each gas passage by changing the flow passage area of the second passage, and the control means is configured such that the engine rotational speed is higher than a preset reference rotational speed. Load set in advance In the first operation region including at least a high-speed and high-load region higher than the predetermined load, the flow passage area changing means maximizes the flow passage areas of the second passage and the gas passages, while In a second operation region including at least a low-speed and high-load region in which the rotational speed is lower than the reference rotational speed and the engine load is higher than a predetermined load set in advance, the second passage and The flow passage area of each gas passage is made smaller than the maximum area, the valve opening period of the intake valve and the valve opening period of each cylinder overlap each other by a predetermined overlap period, and the exhaust sequence is continuous. Each cylinder by the valve driving means so that the overlap period of one cylinder overlaps with the timing when the exhaust valve of the other cylinder is opened. The at least downstream portion of each of the gas passages is driven so that the engine is operated in the second operation region and the flow passage area of the gas passage is smaller than the maximum area. In this state, as exhaust gas is discharged from the exhaust ports of the cylinders through the gas passages to the collecting portion, negative pressure is generated in the other gas passages and the exhaust ports communicating with the gas passages by the ejector effect. The multi-cylinder engine intake / exhaust device is characterized in that the flow passage area gradually decreases in the downstream direction so that is generated.

前記構成において、前記絞り部は、上下流方向に延びて内側に前記各第１通路が形成された内管と、上下流方向に延びて前記内管を内側に収容する外管とを有し、前記第２通路は、前記外管の内周面と前記内管の外周面との間に区画されており、前記内管には、前記各第１通路と前記第２通路とをそれぞれ連通する連通口が形成されており、前記内管の外周面は、その下流側部分に設けられて下流に向かうに従って当該内管の軸に近づく方向に傾斜する内管側傾斜部を有し、前記外管の内周面は、前記内管側傾斜部と略平行に延びる外管側傾斜部を有し、前記流路面積変更手段は、前記外管を前記内管に対して上下流方向に移動させて前記外管側傾斜部と前記内管側傾斜部との離間量を変更することで、前記第２通路の流路面積を変更するのが好ましい（請求項４）。 In the above-described configuration, the throttle portion includes an inner tube that extends in the upstream and downstream directions and has the first passages formed therein, and an outer tube that extends in the upstream and downstream directions and accommodates the inner tube inside. The second passage is partitioned between an inner peripheral surface of the outer tube and an outer peripheral surface of the inner tube, and the first passage and the second passage communicate with the inner tube, respectively. The outer peripheral surface of the inner tube has an inner tube side inclined portion that is provided in the downstream portion thereof and is inclined in a direction approaching the axis of the inner tube as it goes downstream. The inner peripheral surface of the outer tube has an outer tube side inclined portion that extends substantially parallel to the inner tube side inclined portion, and the flow path area changing means moves the outer tube in an upstream / downstream direction with respect to the inner tube. The flow path area of the second passage is changed by changing the amount of separation between the outer tube side inclined portion and the inner tube side inclined portion. Preferred (claim 4).

このようにすれば、絞り部を外管と内管とからなる二重管構造にするという簡単な構成で、絞り部内に第１通路と第２通路とを容易に区画形成することができる。また、内管を内側に収容する外管を上下流方向にスライドさせるという簡単な構成で、第２通路の流路面積を容易に変更することができる。   In this way, the first passage and the second passage can be easily defined in the restricting portion with a simple configuration in which the restricting portion has a double tube structure including the outer tube and the inner tube. Further, the flow path area of the second passage can be easily changed with a simple configuration in which the outer pipe that houses the inner pipe is slid in the upstream and downstream directions.

前記構成において、前記連通口は、前記内管側傾斜部に形成されているのが好ましい（請求項５）。 The said structure WHEREIN: It is preferable that the said communicating port is formed in the said inner pipe | tube side inclination part (Claim 5 ).

このようにすれば、排気を、下流向きのままで第１通路から第２通路に流入させることができ、より抵抗の少ない状態で流下させることができる。   If it does in this way, exhaust can be made to flow into the 2nd passage from the 1st passage in the direction of the downstream, and it can be made to flow down in a state with much less resistance.

また、本発明において、前記各ガス通路は、前記各独立排気通路の下流端から前記集合部まで延びて前記各独立排気通路とそれぞれ個別に連通するとともに前記集合部と連通する第１通路と、当該各第１通路と前記集合部とに連通する第２通路とを含み、前記流路面積変更手段は、前記第１通路と第２通路との連通量を変更可能であり、前記制御手段は、前記第１運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第１通路と第２通路との連通量を最大にさせる一方、前記第２運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第１通路と第２通路との連通量を前記最大量よりも小さくさせるのが好ましい（請求項６）。 Further, in the present invention, each gas passage extends from a downstream end of each independent exhaust passage to the collective portion and communicates with each independent exhaust passage individually and communicates with the collective portion, and Each of the first passages and a second passage communicating with the collecting portion, wherein the flow path area changing means is capable of changing a communication amount between the first passage and the second passage, and the control means In the first operation region, the flow path area changing unit maximizes the communication amount between the first passage and the second passage, while in the second operation region, the flow path area changing unit The communication amount between the first passage and the second passage is preferably smaller than the maximum amount (Claim 6 ).

このようにすれば、前記絞り部内に第１通路と第２通路とを形成し、第１通路と第２通路との連通量を変更するという簡単な構成で、前記各ガス通路の流路面積を容易に変更することができる。
また、本発明は、吸気ポートおよび排気ポートがそれぞれ形成されるとともに前記吸気ポートを開閉可能な吸気弁と前記排気ポートを開閉可能な排気弁とが設けられた複数の気筒を有する多気筒エンジンの吸排気装置であって、１つの気筒あるいは排気順序が互いに連続しない複数の気筒の排気ポートにそれぞれ接続される独立排気通路と、前記各独立排気通路よりも下流側に設けられて、当該各独立排気通路を通過した排気が内側で集合する集合部と、前記各独立排気通路と前記集合部との間に介在して、前記各独立排気通路から排出された排気がそれぞれ独立して流入する複数のガス通路が内側に形成された絞り部と、前記絞り部内の各ガス通路の流路面積を変更可能な流路面積変更手段と、前記各気筒の吸気弁および排気弁を駆動可能なバルブ駆動手段と、前記流路面積変更手段および前記バルブ駆動手段を制御可能な制御手段とを備え、前記各ガス通路は、前記集合部の軸線を中心とする円の円周上に等間隔に並設され、かつ、排気順序が連続する気筒に接続された前記独立排気通路に対応するガス通路が互いに近接するように配置されているとともに、前記各独立排気通路の下流端から前記集合部まで延びて前記各独立排気通路とそれぞれ個別に連通するとともに前記集合部と連通する第１通路と、当該各第１通路と前記集合部とに連通する第２通路とを含み、前記流路面積変更手段は、前記第１通路と第２通路との連通量を変更可能であり、前記制御手段は、エンジンの回転数が予め設定された基準回転数よりも高くエンジンの負荷が予め設定された所定の負荷よりも高い高速高負荷領域を少なくとも含む第１運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第１通路と第２通路との連通量を最大にさせて前記各ガス通路の流路面積を最大面積にさせる一方、エンジンの回転数が前記基準回転数よりも低くエンジンの負荷が予め設定された所定の負荷よりも高い低速高負荷領域を少なくとも含む第２運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第１通路と第２通路との連通量を前記最大量よりも小さくさせて前記各ガス通路の流路面積を前記最大面積よりも小さくさせるとともに、前記各気筒の吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とが所定のオーバーラップ期間重複し、かつ、排気順序が連続する気筒間において一方の気筒の前記オーバーラップ期間が他方の気筒の排気弁が開弁している時期に重複するように、前記バルブ駆動手段により前記各気筒の吸気弁および排気弁を駆動させ、前記各ガス通路の少なくとも下流側の部分は、エンジンが前記第２運転領域で運転されて当該ガス通路の流路面積が前記最大面積よりも小さい面積とされた状態において、前記各気筒の排気ポートから当該各ガス通路を通って前記集合部に排気が排出されるのに伴い他のガス通路およびこのガス通路と連通する排気ポート内にエゼクタ効果によって負圧が生成されるように、下流に向かうに従って流路面積が徐々に小さくなる形状を呈することを特徴とする多気筒エンジンの吸排気装置を提供する（請求項７）。 With this configuration, the first passage and the second passage are formed in the throttle portion, and the flow amount of each gas passage is changed with a simple configuration in which the communication amount between the first passage and the second passage is changed. The area can be easily changed.
Further, the present invention provides a multi-cylinder engine having a plurality of cylinders each having an intake port and an exhaust port and provided with an intake valve capable of opening and closing the intake port and an exhaust valve capable of opening and closing the exhaust port. An intake / exhaust device, which is provided with an independent exhaust passage connected to exhaust ports of one cylinder or a plurality of cylinders whose exhaust order is not continuous with each other, and provided on the downstream side of each of the independent exhaust passages. A plurality of exhausts that have passed through the exhaust passages are gathered inside, and the exhausts that are exhausted from the independent exhaust passages flow independently from each other, and are interposed between the independent exhaust passages and the collective portions. The gas passage is formed inside, a flow passage area changing means capable of changing the flow passage area of each gas passage in the throttle, and the intake valve and exhaust valve of each cylinder can be driven A valve driving means; and a control means capable of controlling the flow path area changing means and the valve driving means, wherein the gas passages are equally spaced on a circumference of a circle centering on the axis of the collecting portion. The gas passages corresponding to the independent exhaust passages connected to the cylinders arranged in parallel and connected in the exhaust order are arranged so as to be close to each other, and from the downstream end of each independent exhaust passage to the collecting portion A first passage that extends and communicates with each of the independent exhaust passages and communicates with the collecting portion; and a second passage that communicates with the first passage and the collecting portion; The means is capable of changing a communication amount between the first passage and the second passage, and the control means is configured such that the engine speed is higher than a preset reference speed and the engine load is preset. Than the predetermined load In the first operation region including at least the high-speed and high-load region, the flow area of each gas passage is maximized by maximizing the amount of communication between the first passage and the second passage by the flow passage area changing means. On the other hand, in the second operation region including at least a low-speed and high-load region where the engine speed is lower than the reference speed and the engine load is higher than a predetermined load set in advance, the flow path area changing means The communication amount of the first passage and the second passage is made smaller than the maximum amount so that the flow passage area of each gas passage is made smaller than the maximum area, and the valve opening period of the intake valve of each cylinder And the opening period of the exhaust valve overlap with each other by a predetermined overlap period, and the overlap period of one cylinder is between the cylinders in which the exhaust order is continuous at the time when the exhaust valve of the other cylinder is open In order to overlap, the valve driving means drives the intake valve and the exhaust valve of each cylinder, and at least the downstream portion of each gas passage is operated in the second operation region so that the engine is operated in the second operation region. In a state where the flow passage area is smaller than the maximum area, the exhaust gas is discharged from the exhaust port of each cylinder through the gas passage to the collecting portion, and the other gas passage and the gas. Provided is an intake / exhaust device for a multi-cylinder engine having a shape in which a flow passage area gradually decreases toward a downstream side so that a negative pressure is generated by an ejector effect in an exhaust port communicating with a passage. (Claim 7).

前記構成において、前記絞り部は、内側に前記各第１通路が形成された内管と、当該内管を内側に収容する外管とを有し、前記第２通路は、前記外管の内周面と前記内管の外周面との間に区画されており、前記内管には、前記各第１通路と前記第２通路とをそれぞれ連通する連通口が形成されており、前記流路面積変更手段は、前記連通口の開口量を変更可能であり、この連通口の開口量を変更することで前記第１通路と前記第２通路との連通量を変更するのが好ましい（請求項８）。 In the above configuration, the throttle portion includes an inner tube in which each of the first passages is formed, and an outer tube that accommodates the inner tube on the inner side, and the second passage is an inner tube of the outer tube. The inner pipe is partitioned between a peripheral surface and an outer peripheral surface of the inner pipe, and the inner pipe is formed with a communication port for communicating the first passage and the second passage, respectively, The area changing means can change the opening amount of the communication port, and preferably changes the communication amount of the first passage and the second passage by changing the opening amount of the communication port. Item 8 ).

このようにすれば、絞り部を外管と内管とからなる二重管構造にするという簡単な構成で、絞り部内に第１通路と第２通路とを容易に区画形成することができる。また、これら連通口の開口量を変更するという簡単な構成で、各ガス通路の流路面積を変更することができる。ここで、第２通路は、第１通路と連通して当該第１通路内の排気の一部が流入するように構成されている。すなわち、前記連通口が開口して第１通路と第２通路とが連通している状態において、各独立排気通路から排出された排気は、第１通路に流入した後、その一部が連通口を通って第２通路に流入する。そのため、これら第１通路と第２通路とからなる各ガス通路の流路面積すなわち独立排気通路から排出された排気が集合部に到達するまでに通過する領域の面積は、第１通路の流路面積と連通口の開口量とで決定される。そして、ここでいう各ガス通路の流路面積とは、この第１通路の流路面積と連通口の開口量とで決定されて、前記連通口の開口量に応じて変化する面積のことをいう。   In this way, the first passage and the second passage can be easily defined in the restricting portion with a simple configuration in which the restricting portion has a double tube structure including the outer tube and the inner tube. Further, the flow area of each gas passage can be changed with a simple configuration in which the opening amounts of these communication ports are changed. Here, the second passage is configured to communicate with the first passage so that a part of the exhaust gas in the first passage flows. That is, in a state where the communication port is opened and the first passage and the second passage are in communication, the exhaust discharged from each independent exhaust passage flows into the first passage, and a part of the exhaust is then connected to the communication port. Through the second passage. Therefore, the flow passage area of each gas passage composed of the first passage and the second passage, that is, the area of the region through which the exhaust discharged from the independent exhaust passage reaches the gathering portion is the flow passage of the first passage. It is determined by the area and the opening amount of the communication port. The flow passage area of each gas passage here is determined by the flow passage area of the first passage and the opening amount of the communication port, and is an area that changes according to the opening amount of the communication port. Say.

前記構成において、前記内管のうち前記連通口が形成された部分の外周面は、上下流方向に延びる軸を中心とする略円周面状を呈し、前記各連通口は、前記内管の外周面において周方向に互いに離間した位置にそれぞれ形成されており、前記流路面積変更手段は、前記内管の外周面に沿って延びる形状を有し、前記各連通口をそれぞれ塞ぐことが可能であるとともに、前記内管の外周面を周方向に移動することで前記各連通口を塞ぐ位置と当該連通口を開口させる位置との間で変位可能な蓋部を含み、当該各蓋部を前記内管の外周面の周方向に移動させることで前記連通口の開口量を変更するのが好ましい（請求項９）。 In the above configuration, an outer peripheral surface of a portion of the inner pipe in which the communication port is formed has a substantially circumferential surface shape centering on an axis extending in the upstream and downstream directions, and the communication ports are formed on the inner pipe. Each of the flow path area changing means has a shape extending along the outer peripheral surface of the inner tube, and can block each of the communication ports. And a lid that is displaceable between a position that closes each communication port by moving the outer peripheral surface of the inner pipe in the circumferential direction and a position that opens the communication port. It is preferable to change the opening amount of the communication port by moving in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the inner pipe (claim 9 ).

このようにすれば、前記蓋部を内管の外周面に沿って周方向に移動させる、すなわち、蓋部を上下流方向に延びる軸周りに回転させるという簡単な構成で、前記連通口の開口量を容易に変更することができる。また、蓋部は、その位置によらず内管の外周面に沿って延びており、当該蓋部によって排気の流れが阻害されるのを抑制することができる。   In this way, the opening of the communication port can be opened with a simple configuration in which the lid is moved in the circumferential direction along the outer peripheral surface of the inner tube, that is, the lid is rotated around an axis extending in the upstream / downstream direction. The amount can be easily changed. Moreover, the cover part extends along the outer peripheral surface of the inner tube regardless of the position thereof, and the flow of exhaust gas can be prevented from being obstructed by the cover part.

また、本発明において、前記制御手段は、前記第２運転領域において、前記流路面積変更手段により、エンジンの回転数が高いほど前記各ガス通路の流路面積を大きくさせるのが好ましい（請求項１０）。 In the present invention, it is preferable that, in the second operation region, the control means increases the flow path area of each gas passage as the engine speed increases by the flow path area changing means. 10 ).

このようにすれば、第２運転領域においても、エンジンの回転数が高くなるのに従って増加する排気抵抗を適正に抑制しつつエゼクタ効果による掃気性能を得ることができる。そのため、エンジントルクをより効果的に高めることができる。
また、本発明は、吸気ポートおよび排気ポートがそれぞれ形成されるとともに前記吸気ポートを開閉可能な吸気弁と前記排気ポートを開閉可能な排気弁とが設けられた複数の気筒を有する多気筒エンジンの吸排気装置であって、１つの気筒あるいは排気順序が互いに連続しない複数の気筒の排気ポートにそれぞれ接続される独立排気通路と、前記各独立排気通路よりも下流側に設けられて、当該各独立排気通路を通過した排気が内側で集合する集合部と、前記各独立排気通路と前記集合部との間に介在して、前記各独立排気通路から排出された排気がそれぞれ独立して流入する複数のガス通路が内側に形成された絞り部と、前記絞り部内の各ガス通路の流路面積を変更可能な流路面積変更手段と、前記各気筒の吸気弁および排気弁を駆動可能なバルブ駆動手段と、前記流路面積変更手段および前記バルブ駆動手段を制御可能な制御手段とを備え、前記各ガス通路は、前記各独立排気通路の下流端から前記集合部まで延びて前記各独立排気通路とそれぞれ個別に連通するとともに前記集合部と連通する第１通路と、当該各第１通路と前記集合部とに連通する第２通路とを含み、前記絞り部は、上下流方向に延びて内側に前記各第１通路が形成された内管と、上下流方向に延びて前記内管を内側に収容する外管とを有し、前記第２通路は、前記外管の内周面と前記内管の外周面との間に区画されており、前記内管には、前記各第１通路と前記第２通路とをそれぞれ連通する連通口が形成されており、前記内管の外周面は、その下流側部分に設けられて下流に向かうに従って当該内管の軸に近づく方向に傾斜する内管側傾斜部を有し、前記外管の内周面は、前記内管側傾斜部と略平行に延びる外管側傾斜部を有し、前記流路面積変更手段は、前記外管を前記内管に対して上下流方向に移動させて前記外管側傾斜部と前記内管側傾斜部との離間量を変更することで、前記第２通路および前記各ガス通路の流路面積を変更し、前記制御手段は、エンジンの回転数が予め設定された基準回転数よりも高くエンジンの負荷が予め設定された所定の負荷よりも高い高速高負荷領域を少なくとも含む第１運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第２通路および前記各ガス通路の流路面積を最大面積にさせる一方、エンジンの回転数が前記基準回転数よりも低くエンジンの負荷が予め設定された所定の負荷よりも高い低速高負荷領域を少なくとも含む第２運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第２通路および前記各ガス通路の流路面積を前記最大面積よりも小さい面積にさせるとともに、前記各気筒の吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とが所定のオーバーラップ期間重複し、かつ、排気順序が連続する気筒間において一方の気筒の前記オーバーラップ期間が他方の気筒の排気弁が開弁している時期に重複するように、前記バルブ駆動手段により前記各気筒の吸気弁および排気弁を駆動させ、前記各ガス通路は、排気順序が連続する気筒に接続された前記独立排気通路に対応するガス通路が互いに近接するように配置されているとともに、エンジンが前記第２運転領域で運転されて当該ガス通路の流路面積が前記最大面積よりも小さい面積とされた状態において、前記各気筒の排気ポートから当該各ガス通路を通って前記集合部に排気が排出されるのに伴い他のガス通路およびこのガス通路と連通する排気ポート内にエゼクタ効果によって負圧が生成されるように、当該各ガス通路の下流側の流路面積の方が当該各ガス通路の上流側の流路面積よりも小さくなる形状を呈することを特徴とする多気筒エンジンの吸排気装置を提供する（請求項１１）。
また、この構成において、前記連通口は、前記内管側傾斜部に形成されているのが好ましい（請求項１２）。 In this way, even in the second operating region, it is possible to obtain the scavenging performance by the ejector effect while appropriately suppressing the exhaust resistance that increases as the engine speed increases. Therefore, the engine torque can be increased more effectively.
Further, the present invention provides a multi-cylinder engine having a plurality of cylinders each having an intake port and an exhaust port and provided with an intake valve capable of opening and closing the intake port and an exhaust valve capable of opening and closing the exhaust port. An intake / exhaust device, which is provided with an independent exhaust passage connected to exhaust ports of one cylinder or a plurality of cylinders whose exhaust order is not continuous with each other, and provided on the downstream side of each of the independent exhaust passages. A plurality of exhausts that have passed through the exhaust passages are gathered inside, and the exhausts that are exhausted from the independent exhaust passages flow independently from each other, and are interposed between the independent exhaust passages and the collective portions. The gas passage is formed inside, a flow passage area changing means capable of changing the flow passage area of each gas passage in the throttle, and the intake valve and exhaust valve of each cylinder can be driven A valve driving means; and a control means capable of controlling the flow path area changing means and the valve driving means. The gas passages extend from a downstream end of the independent exhaust passages to the collecting portion, and are independent of each other. A first passage communicating with the exhaust passage and communicating with the collecting portion; a second passage communicating with the first passage and the collecting portion; and the throttle portion extending in the upstream and downstream directions. An inner pipe in which each of the first passages is formed, and an outer pipe that extends in the upstream and downstream directions and accommodates the inner pipe, and the second passage is an inner peripheral surface of the outer pipe. And an outer peripheral surface of the inner pipe, and the inner pipe is formed with a communication port for communicating the first passage and the second passage, respectively. The surface is provided in the downstream portion of the inner tube and the axis of the inner pipe An inner tube side inclined portion inclined in the approaching direction, an inner peripheral surface of the outer tube has an outer tube side inclined portion extending substantially parallel to the inner tube side inclined portion, and the flow path area changing means is The second pipe and the gas pipes are changed by moving the outer pipe in the upstream / downstream direction with respect to the inner pipe to change the distance between the outer pipe side inclined portion and the inner pipe side inclined portion. The control means includes at least a high-speed and high-load region in which the engine speed is higher than a preset reference speed and the engine load is higher than a preset predetermined load. In one operating region, the flow passage area changing means causes the flow passage areas of the second passage and the gas passages to be maximized, while the engine speed is lower than the reference rotational speed and the engine load is preset. Low load area higher than the specified load In the second operation region including at least, the flow passage area changing means causes the flow passage areas of the second passage and the gas passages to be smaller than the maximum area, and opens the intake valves of the cylinders. The period when the period and the exhaust valve opening period overlap with each other by a predetermined overlap period, and the exhaust period of one cylinder is open during the overlap period between the cylinders in which the exhaust sequence continues The valve driving means drives the intake valve and the exhaust valve of each cylinder, and the gas passages correspond to the independent exhaust passages connected to the cylinders in which the exhaust order is continuous. The engine is operated in the second operation region and the flow passage area of the gas passage is set to an area smaller than the maximum area. As the exhaust gas is discharged from the exhaust port of each cylinder through the gas passage to the collecting portion, negative pressure is generated by the ejector effect in the other gas passage and the exhaust port communicating with the gas passage. As described above, an intake / exhaust device for a multi-cylinder engine having a shape in which a flow passage area on the downstream side of each gas passage is smaller than a flow passage area on the upstream side of each gas passage. (Claim 11 ).
Further, in this configuration, it is preferable that the communication port is formed in the inner pipe side inclined portion (claim 12 ).

以上説明したように、本発明によれば、より広い運転領域においてエンジントルクおよび熱効率を高めることができる。   As described above, according to the present invention, engine torque and thermal efficiency can be increased in a wider operating range.

本発明の第１実施形態に係る多気筒エンジンの吸排気装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an intake / exhaust device for a multi-cylinder engine according to a first embodiment of the present invention. 図１の概略側面図である。It is a schematic side view of FIG. 本発明の第１実施形態に係る多気筒エンジンの吸排気装置の制御系を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the control system of the intake / exhaust apparatus of the multicylinder engine which concerns on 1st Embodiment of this invention. 吸気弁および排気弁のバルブタイミングを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the valve timing of an intake valve and an exhaust valve. 図１のＶ−Ｖ線断面図である。It is the VV sectional view taken on the line of FIG. 外管が流路面積最小位置にある状態における絞り部周辺の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the periphery of the throttle portion in a state where the outer tube is at the position where the flow path area is minimum. （ａ）図６をＶＩＩ−ＶＩＩ線で切断した切断面の図である。（ｂ）（ａ）の図のうち内管のみを示した図である。（ｃ）（ａ）の図のうち外管のみを示した図である。(A) It is the figure of the cut surface which cut | disconnected FIG. 6 by the VII-VII line. (B) It is the figure which showed only the inner pipe | tube among the figures of (a). (C) It is the figure which showed only the outer tube | pipe among the figures of (a). （ａ）図６をＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断した切断面の図である。（ｂ）（ａ）の図のうち内管のみを示した図である。（ｃ）（ａ）の図のうち外管のみを示した図である。(A) It is the figure of the cut surface which cut | disconnected FIG. 6 by the VIII-VIII line. (B) It is the figure which showed only the inner pipe | tube among the figures of (a). (C) It is the figure which showed only the outer tube | pipe among the figures of (a). をＩＸ−ＩＸ線で切断した切断面の図である。It is the figure of the cut surface which cut | disconnected IX-IX line | wire. 外管が流路面積最小位置よりも下流側にある状態における絞り部周辺の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the periphery of the throttle portion in a state where the outer tube is on the downstream side of the position where the flow path area is minimum. 図１０をＸＩ−ＸＩ線で切断した切断面の図である。It is the figure of the cut surface which cut | disconnected FIG. 10 by the XI-XI line. 外管の一部を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows a part of outer tube | pipe. 外管が流路面積最大位置にある状態における絞り部周辺の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the periphery of the throttle portion in a state where the outer tube is at the maximum position of the flow path area. 本発明の実施形態に係る多気筒エンジンの吸排気装置で用いられる制御マップを示した図である。It is the figure which showed the control map used with the intake / exhaust apparatus of the multicylinder engine which concerns on embodiment of this invention. ガス通路の流路面積および外管の位置の制御例を示した図である。It is the figure which showed the example of control of the flow-path area of a gas channel, and the position of an outer tube | pipe. 全負荷におけるガス通路の流路面積および外管の位置の制御例を示した図である。It is the figure which showed the example of control of the flow-path area of the gas channel in all loads, and the position of an outer tube | pipe. 吸気弁および排気弁の開弁時期および閉弁時期を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the valve opening time and valve closing time of an intake valve and an exhaust valve. 本発明の第１実施形態に係る多気筒エンジンの吸排気装置の効果を示す図である。It is a figure which shows the effect of the intake / exhaust apparatus of the multicylinder engine which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る多気筒エンジンの吸排気装置の効果を示す図である。It is a figure which shows the effect of the intake / exhaust apparatus of the multicylinder engine which concerns on 1st Embodiment of this invention. 発明の第１実施形態に係る多気筒エンジンの吸排気装置と比較する装置を示した図である。It is the figure which showed the apparatus compared with the intake / exhaust apparatus of the multicylinder engine which concerns on 1st Embodiment of invention. （ａ）発明の第３実施形態に係る多気筒エンジンの吸排気装置の絞り部を上流から見た図である。（ｂ）発明の第３実施形態に係る多気筒エンジンの吸排気装置の絞り部の断面図である。(A) It is the figure which looked at the throttle part of the intake-exhaust apparatus of the multicylinder engine which concerns on 3rd Embodiment of invention from the upstream. (B) It is sectional drawing of the aperture | diaphragm | squeeze part of the intake / exhaust apparatus of the multicylinder engine which concerns on 3rd Embodiment of invention. 発明の第４実施形態に係る多気筒エンジンの吸排気装置の絞り部を上流から見た図である。It is the figure which looked at the throttle part of the intake-exhaust apparatus of the multicylinder engine which concerns on 4th Embodiment of invention from the upstream. （ａ）発明の第４実施形態に係る多気筒エンジンの吸排気装置において蓋部が全閉位置にある状態の内管の概略斜視図である。（ｂ）発明の第４実施形態に係る多気筒エンジンの吸排気装置において蓋部が全開位置にある状態の内管の概略斜視図である。(A) It is a schematic perspective view of an inner pipe in a state where a lid part is in a fully closed position in an intake / exhaust device for a multi-cylinder engine according to a fourth embodiment of the invention. (B) It is a schematic perspective view of an inner pipe in a state where a lid part is in a full open position in an intake and exhaust device of a multi-cylinder engine concerning a 4th embodiment of the invention. （ａ）図２３の（ａ）に対応する絞り部の断面図である。（ｂ）図２３の（ｂ）に対応する絞り部の断面図である。(A) It is sectional drawing of the aperture | diaphragm | squeeze part corresponding to (a) of FIG. (B) It is sectional drawing of the aperture | diaphragm | squeeze part corresponding to (b) of FIG.

（１）装置の全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る多気筒エンジンの吸排気装置１００の概略構成図である。図２は、図１の一部の概略側面図である。図３は、この多気筒エンジンの吸排気装置１００の制御系を示すブロック図である。この装置１００は、シリンダヘッド９およびシリンダブロック１０（図２参照）を有するエンジン本体１と、ＥＣＵ（制御手段、図３参照）９０と、エンジン本体１に接続される排気マニホールド５０と、排気マニホールド５０に接続される触媒装置６０とを備えている。 (1) Overall Configuration of Device FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an intake / exhaust device 100 for a multi-cylinder engine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic side view of a part of FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the intake / exhaust device 100 of the multi-cylinder engine. The apparatus 100 includes an engine body 1 having a cylinder head 9 and a cylinder block 10 (see FIG. 2), an ECU (control means, see FIG. 3) 90, an exhaust manifold 50 connected to the engine body 1, and an exhaust manifold. 50 and a catalytic device 60 connected to 50.

シリンダヘッド９およびシリンダブロック１０の内部にはピストンがそれぞれ嵌挿された複数の気筒１２が形成されている。本実施形態では、エンジン本体１は、直列４気筒のエンジンであって、シリンダヘッド９およびシリンダブロック１０の内部には４つの気筒１２が直列に並んだ状態で形成されている。具体的には、図１の右から順に第１気筒１２ａ，第２気筒１２ｂ，第３気筒１２ｃ，第４気筒１２ｄが形成されている。シリンダヘッド９には、ピストンの上方に区画された燃焼室内に臨むようにそれぞれ点火プラグ１５が設置されている。   A plurality of cylinders 12 into which pistons are respectively inserted are formed in the cylinder head 9 and the cylinder block 10. In the present embodiment, the engine body 1 is an in-line four-cylinder engine, and is formed in a state where four cylinders 12 are arranged in series inside the cylinder head 9 and the cylinder block 10. Specifically, a first cylinder 12a, a second cylinder 12b, a third cylinder 12c, and a fourth cylinder 12d are formed in order from the right in FIG. Each cylinder head 9 is provided with a spark plug 15 so as to face the combustion chamber defined above the piston.

エンジン本体１は４サイクルエンジンであって、図４に示すように、各気筒１２ａ〜１２ｄにおいて、１８０℃Ａずつずれたタイミングで点火プラグ１５による点火が行われて、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程がそれぞれ１８０℃Ａずつずれるように構成
されている。本実施形態では、第１気筒１２ａ→第３気筒１２ｃ→第４気筒１２ｄ→第２気筒１２ｂの順に点火が行われてこの順に排気行程等が実施される。 The engine body 1 is a four-cycle engine, and as shown in FIG. 4, the cylinders 12a to 12d are ignited by the spark plug 15 at a timing shifted by 180 ° C. A, and the intake stroke, compression stroke, and expansion stroke are performed. The stroke and the exhaust stroke are configured to be shifted by 180 ° C., respectively. In the present embodiment, ignition is performed in the order of the first cylinder 12a → the third cylinder 12c → the fourth cylinder 12d → the second cylinder 12b, and the exhaust stroke and the like are performed in this order.

シリンダヘッド９には、それぞれ燃焼室に向かって開口する２つの吸気ポート１７および２つの排気ポート１８が設けられている。吸気ポート１７は、各気筒１２内に吸気を導入するためのものである。排気ポート１８は、各気筒１２内から排気を排出するためのものである。各吸気ポート１７には、これら吸気ポート１７を開閉して吸気ポート１７と気筒１２内部とを連通あるいは遮断するための吸気弁１９が設けられている。各排気ポート１８には、これら排気ポート１８を開閉してこれら排気ポート１８と気筒１２内部とを連通あるいは遮断するための排気弁２０が設けられている。吸気弁１９は吸気弁駆動機構（バルブ駆動手段）３０により駆動されることで、所定のタイミングで吸気ポート１７を開閉する。また、排気弁２０は、排気弁駆動機構（バルブ駆動手段）４０により駆動されて、所定のタイミングで排気ポート１８を開閉する。   The cylinder head 9 is provided with two intake ports 17 and two exhaust ports 18 each opening toward the combustion chamber. The intake port 17 is for introducing intake air into each cylinder 12. The exhaust port 18 is for exhausting the exhaust from each cylinder 12. Each intake port 17 is provided with an intake valve 19 for opening and closing the intake port 17 to communicate or block the intake port 17 and the inside of the cylinder 12. Each exhaust port 18 is provided with an exhaust valve 20 for opening and closing these exhaust ports 18 to communicate or block these exhaust ports 18 and the inside of the cylinder 12. The intake valve 19 is driven by an intake valve drive mechanism (valve drive means) 30 to open and close the intake port 17 at a predetermined timing. The exhaust valve 20 is driven by an exhaust valve drive mechanism (valve drive means) 40 to open and close the exhaust port 18 at a predetermined timing.

吸気弁駆動機構３０は、吸気弁１９に連結された吸気カムシャフト３１と吸気ＶＶＴ３２とを有している。吸気カムシャフト３１は、周知のチェーン／スプロケット機構等の動力伝達機構を介してクランクシャフトに連結されており、クランクシャフトの回転に伴い回転して、吸気弁１９を開閉駆動する。   The intake valve drive mechanism 30 has an intake camshaft 31 and an intake VVT 32 connected to the intake valve 19. The intake camshaft 31 is connected to the crankshaft via a known power transmission mechanism such as a chain / sprocket mechanism, and rotates with the rotation of the crankshaft to drive the intake valve 19 to open and close.

吸気ＶＶＴ３２は、吸気弁１９のバルブタイミングを変更するためのものである。この吸気ＶＶＴ３２は、吸気カムシャフト３１と同軸に配置されてクランクシャフトにより直接駆動される所定の被駆動軸と吸気カムシャフト３１との間の位相差を変更して、これによりクランクシャフトと前記吸気カムシャフト３１との間の位相差を変更することで、吸気弁１９のバルブタイミングを変更する。吸気ＶＶＴ３２の具体的構成としては、例えば、前記被駆動軸と前記吸気カムシャフト３１との間に周方向に並ぶ複数の液室を有し、これら液室間に圧力差を設けることで前記位相差を変更する液圧式機構や、前記被駆動軸と前記吸気カムシャフト３１との間に設けられた電磁石を有し、前記電磁石に電力を付与することで前記位相差を変更する電磁式機構等が挙げられる。この吸気ＶＶＴ３２は、ＥＣＵ９０で算出された吸気弁１９の目標バルブタイミングに基づいて前記位相差を変更する。   The intake VVT 32 is for changing the valve timing of the intake valve 19. The intake VVT 32 is arranged coaxially with the intake camshaft 31 and changes the phase difference between a predetermined driven shaft that is directly driven by the crankshaft and the intake camshaft 31, thereby the crankshaft and the intake air The valve timing of the intake valve 19 is changed by changing the phase difference from the camshaft 31. As a specific configuration of the intake VVT 32, for example, a plurality of liquid chambers arranged in the circumferential direction are provided between the driven shaft and the intake camshaft 31, and a pressure difference is provided between the liquid chambers to thereby change the position. A hydraulic mechanism that changes the phase difference, an electromagnetic mechanism that has an electromagnet provided between the driven shaft and the intake camshaft 31, and changes the phase difference by applying electric power to the electromagnet, etc. Is mentioned. The intake VVT 32 changes the phase difference based on the target valve timing of the intake valve 19 calculated by the ECU 90.

排気弁駆動機構４０は、吸気弁駆動機構３０と同様の構造を有している。すなわち、排気弁駆動機構４０は、排気弁２０およびクランクシャフトに連結された排気カムシャフト４１と、この排気カムシャフト４１とクランクシャフトとの位相差を変更することで排気弁２０のバルブタイミングを変更する排気ＶＶＴ４２とを有している。排気ＶＶＴ４２は、ＥＣＵ９０で算出された排気弁２０の目標バルブタイミングに基づいて、前記位相差を変更する。そして、排気カムシャフト４１は、この位相差の下でクランクシャフトの回転に伴って回転して排気弁２０を前記目標バルブタイミングで開閉駆動する。   The exhaust valve drive mechanism 40 has the same structure as the intake valve drive mechanism 30. That is, the exhaust valve drive mechanism 40 changes the valve timing of the exhaust valve 20 by changing the phase difference between the exhaust camshaft 41 and the crankshaft, and the exhaust camshaft 41 connected to the exhaust valve 20 and the crankshaft. And an exhaust VVT 42 to be used. The exhaust VVT 42 changes the phase difference based on the target valve timing of the exhaust valve 20 calculated by the ECU 90. The exhaust camshaft 41 rotates with the rotation of the crankshaft under this phase difference to drive the exhaust valve 20 to open and close at the target valve timing.

なお、本実施形態では、吸気ＶＶＴ３２および排気ＶＶＴ４２は、吸気弁１９および排気弁２０の開弁期間及びリフト量つまりバルブ・プロファイルをそれぞれ一定に保ったまま、吸気弁１９および排気弁２０の開弁時期と閉弁時期とをそれぞれ変更する。   In the present embodiment, the intake VVT 32 and the exhaust VVT 42 open the intake valve 19 and the exhaust valve 20 while keeping the valve opening period and the lift amount, that is, the valve profile, of the intake valve 19 and the exhaust valve 20 constant, respectively. Change the timing and valve closing timing respectively.

（２）排気系の構成
排気マニホールド５０と触媒装置６０とを含む排気系の詳細について次に説明する。排気マニホールド５０は、上流側から順に、３つの独立排気通路５２と、可動部５１とを備えている。 (2) Configuration of Exhaust System Details of the exhaust system including the exhaust manifold 50 and the catalyst device 60 will be described next. The exhaust manifold 50 includes three independent exhaust passages 52 and a movable portion 51 in order from the upstream side.

（２−１）独立排気通路５２の構成
図１に示すように、前記各独立排気通路５２は、シリンダヘッド９に形成された前記各
気筒１２の排気ポート１８に接続されている。具体的には、前記気筒１２のうち第１気筒１２ａの排気ポート１８と第４気筒１２ｄの排気ポート１８とは、それぞれ個別に独立排気通路５２，５２に接続されている。一方、排気行程が隣り合わず排気順序が連続しない第２気筒１２ｂと第３気筒１２ｃの排気ポート１８は、これら各気筒１２ｂ，１２ｃから同時に排気が排出されることがないため、構造を簡素化する観点から、二股状に形成された１つの独立排気通路５２に接続されている。詳細には、この第２気筒１２ｂと第３気筒１２ｃの排気ポート１８に接続されている独立排気通路５２は、その上流側において２つの通路に分離しており、その一方に第２気筒１２ｂの排気ポート１８が接続され、他方に第３気筒１２ｃの排気ポート１８が接続されている。 (2-1) Configuration of Independent Exhaust Passage 52 As shown in FIG. 1, each independent exhaust passage 52 is connected to the exhaust port 18 of each cylinder 12 formed in the cylinder head 9. Specifically, among the cylinders 12, the exhaust port 18 of the first cylinder 12a and the exhaust port 18 of the fourth cylinder 12d are individually connected to independent exhaust passages 52 and 52, respectively. On the other hand, the exhaust ports 18 of the second cylinder 12b and the third cylinder 12c, whose exhaust strokes are not adjacent to each other and the exhaust order is not continuous, are not exhausted from these cylinders 12b, 12c at the same time, so the structure is simplified. From this point of view, it is connected to one independent exhaust passage 52 formed in a bifurcated shape. Specifically, the independent exhaust passage 52 connected to the exhaust ports 18 of the second cylinder 12b and the third cylinder 12c is separated into two passages on the upstream side, and one of the second cylinders 12b is connected to one of them. The exhaust port 18 is connected, and the exhaust port 18 of the third cylinder 12c is connected to the other.

本実施形態では、第２気筒１２ｂおよび第３気筒１２ｃの排気ポート１８に対応する独立排気通路５２は、これら気筒１２ｂ，１２ｃの中間位置すなわちエンジン本体１の略中央部分と対向して直線的に延びており、他の気筒１２ａ，１２ｄの排気ポート１８に対応する独立排気通路５２は、対応する各排気ポート１８と対向する位置から前記第２気筒１２ｂおよび第３気筒１２ｃに対応する独立排気通路５２に向かって湾曲して延びている。また、図２に示すように、各独立排気通路５２は、シリンダヘッド９から水平方向に延びた後、車両前後方向の後ろ斜め下方に延びている。   In the present embodiment, the independent exhaust passage 52 corresponding to the exhaust port 18 of the second cylinder 12b and the third cylinder 12c is linearly opposed to the intermediate position between the cylinders 12b and 12c, that is, the substantially central portion of the engine body 1. The independent exhaust passages 52 that extend and correspond to the exhaust ports 18 of the other cylinders 12a and 12d are independent exhaust passages that correspond to the second cylinder 12b and the third cylinder 12c from positions corresponding to the corresponding exhaust ports 18. Curved and extended toward 52. Further, as shown in FIG. 2, each independent exhaust passage 52 extends from the cylinder head 9 in the horizontal direction, and then extends obliquely downward and rearward in the vehicle front-rear direction.

図５は、図１のＶ−Ｖ線断面図である。この図５に示されるように、各独立排気通路５２の下流端５２ａの断面形状（開口形状）は円形である。これら円形の下流端５２ａは、後ろ斜め下方に延びる軸Ｌ（図２参照）上の点Ｏ１を中心とする円の円周上に、互いに等間隔に配列されている。   5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. As shown in FIG. 5, the cross-sectional shape (opening shape) of the downstream end 52a of each independent exhaust passage 52 is circular. These circular downstream ends 52a are arranged at equal intervals on the circumference of a circle centered on a point O1 on an axis L (see FIG. 2) extending obliquely downward rearward.

（２−２）可動部５１の構成
図１および図２等に示すように、可動部５１は、二重管構造であって、円筒状の収容管５１ａの内側に絞り部５３と合流部５８とが収容された構造を有している。絞り部５３と合流部５８とは、上流側からこの順序で並んでいる。収容管５１ａは、各独立排気通路５２の下流端５２ａが並ぶ円周の中心点Ｏ１を通る軸Ｌを中心軸とする円筒であり、後ろ斜め下方に延びている。 (2-2) Configuration of Movable Part 51 As shown in FIGS. 1 and 2, etc., the movable part 51 has a double-pipe structure, and has a throttle part 53 and a merging part 58 inside a cylindrical accommodation pipe 51a. And has a structure accommodated therein. The throttle portion 53 and the merging portion 58 are arranged in this order from the upstream side. The housing pipe 51a is a cylinder having a central axis at an axis L passing through the center point O1 of the circumference in which the downstream ends 52a of the independent exhaust passages 52 are arranged, and extends obliquely downward to the rear.

（２−２−１）絞り部５３の構成
図６は、後述する外管５５が最も上流に位置する状態（以下、この最上流位置を流路面積最小位置という）における可動部５１付近を拡大して示した断面図である。図７（ａ）は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図のうち絞り部５３のみを示した図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）のうち後述する内管５４のみを示した図である。図７（ｃ）は、図７（ｂ）のうち外管５５のみを示した図である。図８（ａ）は、図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図のうち絞り部５３のみを示した図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）のうち内管５４のみを示した図である。図８（ｃ）は、図８（ｂ）のうち外管５５のみを示した図である。図９は、図６のＩＸ−ＩＸ線断面図のうち絞り部５３のみを示した図である。 (2-2-1) Configuration of Restriction Unit 53 FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the movable unit 51 in a state in which an outer tube 55 (to be described later) is located most upstream (hereinafter, the most upstream position is referred to as the minimum flow path area position). It is sectional drawing shown. FIG. 7A is a diagram showing only the throttle portion 53 in the cross-sectional view taken along the line VII-VII in FIG. FIG. 7B shows only the inner tube 54 described later in FIG. 7A. FIG.7 (c) is a figure which showed only the outer tube | pipe 55 among FIG.7 (b). FIG. 8A is a diagram showing only the narrowed portion 53 in the sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. FIG. 8B shows only the inner pipe 54 in FIG. 8A. FIG. 8C shows only the outer tube 55 in FIG. 8B. FIG. 9 is a diagram showing only the diaphragm 53 in the cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG.

図１０は、図６に対応する図であって、外管５５が前記流路面積最小位置よりも下流側にスライドした状態における可動部５１付近を拡大して示した断面図である。図１１は、図９に対応する図であって、図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図のうち絞り部５３のみを示した図である。   FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 6 and is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the movable portion 51 in a state where the outer tube 55 is slid downstream from the position where the flow path area is minimum. FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 9 and showing only the diaphragm 53 in the cross-sectional view taken along the line XI-XI of FIG.

絞り部５３は、内管５４と外管５５とを有する。   The throttle unit 53 includes an inner tube 54 and an outer tube 55.

内管５４は、上下流方向に延びる管状部材である。この内管５４の内側には、上下流方向に延びて、各独立排気通路５２にそれぞれ対応する第１通路５４ａが形成されている。本実施形態では、３つの第１通路５４ａが形成されている。内管５４は、上流側部分が前
記収容管５１ａの軸Ｌを中心軸とする円筒形をなし、そ流側部分が軸Ｌを中心として下流に向かうに従って縮径する略円錐台形状をなす外形を有している。すなわち、内管５４の外周面５４ｇは、その上流側部分に設けられて中心軸Ｌと平行に延びる円筒面状の円筒面５４ｇ＿１と、その下流側部分に設けられて下流に向かうに従って中心軸Ｌ側に傾斜する略円錐台面状の内管側傾斜面５４ｇ＿２（内管側傾斜部）とからなる。内管５４の外周面５４ｇの下流端の径は、例えば、内管５４の外周面５４ｇの上流端の径の約半分に設定されている。 The inner tube 54 is a tubular member extending in the upstream / downstream direction. Inside the inner pipe 54, first passages 54a extending in the upstream and downstream directions and corresponding to the independent exhaust passages 52 are formed. In the present embodiment, three first passages 54a are formed. The inner tube 54 has a cylindrical shape with an upstream portion having a central axis about the axis L of the receiving tube 51a, and a substantially frustoconical shape whose diameter decreases toward the downstream side with respect to the axis L. have. That is, the outer peripheral surface 54g of the inner tube 54 has a cylindrical surface 54g_1 that is provided in the upstream portion and extends in parallel with the central axis L, and the central axis L that is provided in the downstream portion and goes downstream. The inner tube side inclined surface 54g_2 (inner tube side inclined portion) having a substantially truncated cone surface shape inclined to the side. The diameter of the downstream end of the outer peripheral surface 54g of the inner tube 54 is set to, for example, about half of the diameter of the upstream end of the outer peripheral surface 54g of the inner tube 54.

前記各第１通路５４ａは、軸Ｌを中心とする円の円周上に互いに等間隔に並んでいる。各第１通路５４ａは、その内周面のうち軸Ｌ側の部分がこの軸Ｌに沿って延びる一方、その内周面のうち軸Ｌから離間した側の部分が、内管５４の外周面５４ｇに沿って延びる形状を有している。この形状に伴い、各第１通路５４ａの流路面積は、下流側の方が上流側よりも小さくなっている。   The first passages 54a are arranged at equal intervals on the circumference of a circle centered on the axis L. Each of the first passages 54a has a portion on the axis L side of the inner peripheral surface thereof extending along the axis L, while a portion of the inner peripheral surface separated from the axis L is an outer peripheral surface of the inner tube 54. It has a shape extending along 54g. With this shape, the flow area of each first passage 54a is smaller on the downstream side than on the upstream side.

具体的には、各第１通路５４ａの上流端５４ｂは、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、それぞれ円形を有している。一方、各第１通路５４ａの下流端５４ｃは、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、１つの円を三分割した略扇形であって、その開口面積（流路面積）が各第１通路５４ａの円形の上流端５４ｂの開口面積よりも小さくなるように構成されている。そして、各第１通路５４ａは、その円形の上流端５４ｂから下流側に、同一流路面積で延びた後、この上流端５４ｂよりも流路面積の小さい下流端５４ｃに向かって徐々に流路面積を小さくしつつ、すなわち、縮径しつつ、延びている。本実施形態では、３つの第１通路５４ａの下流端５４ｃで形成される円の直径と、１つの第１通路５４ａの上流端５４ｂの円の直径とはほぼ同じ寸法に設定されている。   Specifically, as shown in FIGS. 7A and 7B, the upstream end 54b of each first passage 54a has a circular shape. On the other hand, as shown in FIGS. 8A and 8B, the downstream end 54c of each first passage 54a has a substantially sector shape obtained by dividing one circle into three parts, and the opening area (flow channel area) thereof is each. It is comprised so that it may become smaller than the opening area of the circular upstream end 54b of the 1st channel | path 54a. Each first passage 54a extends from the circular upstream end 54b to the downstream side with the same flow path area, and then gradually flows toward the downstream end 54c having a flow path area smaller than the upstream end 54b. It extends while reducing the area, that is, while reducing the diameter. In the present embodiment, the diameter of the circle formed by the downstream ends 54c of the three first passages 54a and the diameter of the circle of the upstream end 54b of the one first passage 54a are set to be approximately the same size.

内管５４は、各第１通路５４ａの円形の上流端５４ｂが、それぞれ前記各独立排気通路５２の下流端５２ａと一致するように配置されている。そのため、各独立排気通路５２の下流端５２ａから排出された排気は、対応する各第１通路５４ａ内に個別に（独立して）流入する。   The inner pipe 54 is disposed such that the circular upstream end 54 b of each first passage 54 a coincides with the downstream end 52 a of each independent exhaust passage 52. Therefore, the exhaust discharged from the downstream end 52a of each independent exhaust passage 52 individually (independently) flows into the corresponding first passage 54a.

内管５４の管壁には、各第１通路５４ａにそれぞれ対応する位置に、各第１通路５４ａと内管５４の外側とをそれぞれ連通する連通口５４ｄが形成されている。各連通口５４ｄは、内管５４の外周面５４ｇのうち前記内管側傾斜面５４ｇ＿２に開口しており、上下流方向すなわち軸Ｌと平行な方向に開口している。本実施形態では、各連通口５４ｄは、略円形である。   On the tube wall of the inner tube 54, communication ports 54d that respectively communicate the first passages 54a and the outside of the inner tube 54 are formed at positions corresponding to the first passages 54a. Each communication port 54d opens to the inner tube side inclined surface 54g_2 of the outer peripheral surface 54g of the inner tube 54, and opens in the upstream / downstream direction, that is, in the direction parallel to the axis L. In the present embodiment, each communication port 54d is substantially circular.

また、内管５４の管壁には、各第１通路５４ａ間に対応する位置に、それぞれ内管５４の外周面５４ｇから軸Ｌに向かって延びるとともに上下流方向に延びる溝５４ｅが形成されている。   Further, grooves 54e extending from the outer peripheral surface 54g of the inner tube 54 toward the axis L and extending in the upstream and downstream directions are formed in the tube wall of the inner tube 54 at positions corresponding to the spaces between the first passages 54a. Yes.

外管５５は、上下流方向に延びる管状部材である。外管５５の内側には１つの通路が形成されており、この通路内に前記内管５４が収容されている。外管５５の内周面５５ｇは、外管５５が前記流路面積最小位置にある状態において、内管５４の外周面５４ｇに沿って延びている。すなわち、外管５５の内周面５５ｇは、その上流側部分に設けられて前記軸Ｌと平行に延びる円筒面状の円筒面５５ｇ＿１と、その下流側部分に設けられて下流に向かうに従って軸Ｌ側に傾斜する略円錐台面状の外管側傾斜面５５ｇ＿２（外管側傾斜部）とからなる。外管５５の外管側傾斜面５５ｇ＿２は、外管５５が流路面積最小位置にある状態において、内管５４の内管側傾斜面５４ｇ＿２に接触しており、この状態において、前記各連通口５４ｄを塞ぐように構成されている。   The outer tube 55 is a tubular member extending in the upstream / downstream direction. One passage is formed inside the outer tube 55, and the inner tube 54 is accommodated in this passage. The inner peripheral surface 55g of the outer tube 55 extends along the outer peripheral surface 54g of the inner tube 54 in a state where the outer tube 55 is at the minimum position of the flow path area. That is, the inner peripheral surface 55g of the outer tube 55 has a cylindrical cylindrical surface 55g_1 provided in the upstream portion thereof and extending in parallel with the axis L, and the shaft L provided in the downstream portion thereof toward the downstream. The outer tube side inclined surface 55g_2 (outer tube side inclined portion) having a substantially truncated cone shape that is inclined to the side. The outer tube-side inclined surface 55g_2 of the outer tube 55 is in contact with the inner tube-side inclined surface 54g_2 of the inner tube 54 in a state where the outer tube 55 is at the position where the flow path area is minimum. It is configured to block 54d.

図１２に、外管５５の一部の斜視図を示す。この図１２および図７（ａ）等に示すよう
に、外管５５には、前記各溝５４ｅに対応して、その内周面５５ｇから軸Ｌに向かって延びるとともに上下流方向に延びる複数の区画壁５５ｅが形成されている。これら区画壁５５ｅは、前記各溝５４ｅ内に挿入されている。 FIG. 12 shows a perspective view of a part of the outer tube 55. As shown in FIG. 12 and FIG. 7A, the outer tube 55 has a plurality of outer tubes 55e extending from the inner peripheral surface 55g toward the axis L and extending in the upstream and downstream directions corresponding to the grooves 54e. A partition wall 55e is formed. These partition walls 55e are inserted into the respective grooves 54e.

外管５５は、内管５４に対して上下流方向に相対移動可能である。本実施形態では、内管５４は動かず、外管５５が軸Ｌと平行に上下流方向にスライドする。なお、本実施形態では、外管５５は、前記合流部５８と一体に形成されており、合流部５８とともに上下流方向にスライドする。   The outer tube 55 is movable relative to the inner tube 54 in the upstream / downstream direction. In this embodiment, the inner tube 54 does not move, and the outer tube 55 slides in the upstream / downstream direction parallel to the axis L. In the present embodiment, the outer tube 55 is formed integrally with the merging portion 58 and slides in the upstream / downstream direction together with the merging portion 58.

具体的には、図１に示すように、外管５５の外周面には、スライドアクチュエータ５５ｆが取り付けられている。スライドアクチュエータ５５ｆは、ＥＣＵ９０の指令を受けて、外管５５を、軸Ｌと平行に、図６に示す位置（流路面積最小位置）と図１３に示す最も下流側の位置（以下、この最下流位置を流路面積最大位置という）との間でスライドさせる。このとき、前記外管５５の各区画壁５５ｅは、内管５４の各溝５４ｅ内をスライドする。スライドアクチュエータ５５ｆは、外管５５の位置を、流路面積最小位置と流路面積最大位置との間で連続的に変更させる。   Specifically, as shown in FIG. 1, a slide actuator 55 f is attached to the outer peripheral surface of the outer tube 55. Upon receiving a command from the ECU 90, the slide actuator 55f moves the outer tube 55 in parallel with the axis L to the position shown in FIG. 6 (flow path area minimum position) and the most downstream position shown in FIG. Slide between the downstream position and the flow path area maximum position). At this time, the partition walls 55e of the outer tube 55 slide in the grooves 54e of the inner tube 54. The slide actuator 55f continuously changes the position of the outer tube 55 between the minimum flow path area position and the maximum flow path area position.

図６に示す流路面積最小位置において、外管５５は、内管５４の上流端から下流端まで延びる。前述のように、この状態において、外管５５の内周面５５ｇは、内管５４の外周面５４ｇと接触して、連通口５４ｄを塞ぐ。連通口５４ｄが塞がれると、各独立排気通路５２から排出された排気は、絞り部５３のうち第１通路５４ａのみを通過して流下する。このように、外管５５が流路面積最小位置にある状態では、絞り部５３内に形成されて排気が通過可能なガス通路は、第１通路５４ａのみで構成され、ガス通路の流路面積は最小面積となる。   6, the outer pipe 55 extends from the upstream end to the downstream end of the inner pipe 54. As described above, in this state, the inner peripheral surface 55g of the outer tube 55 is in contact with the outer peripheral surface 54g of the inner tube 54 to block the communication port 54d. When the communication port 54d is closed, the exhaust discharged from each independent exhaust passage 52 flows through only the first passage 54a in the throttle portion 53. As described above, in a state where the outer tube 55 is at the minimum flow path area position, the gas passage formed in the throttle portion 53 and through which the exhaust can pass is constituted by only the first passage 54a, and the flow passage area of the gas passage. Is the minimum area.

一方、図１０に示すように、外管５５が図６に示す流路面積最小位置から下流側にスライドすると、外管５５の内周面５５ｇは内管５４の外周面５４ｇから下流側および径方向外側（中心軸Ｌから離れる方向）に離間する。この離間に伴い、前記各連通口５４ｄは開口し、外管５５の内周面５５ｇと内管５４の外周面５４ｇとの間には第２通路５５ａが出現する。   On the other hand, as shown in FIG. 10, when the outer tube 55 slides downstream from the minimum flow path area position shown in FIG. 6, the inner peripheral surface 55 g of the outer tube 55 becomes downstream and the diameter from the outer peripheral surface 54 g of the inner tube 54. It is separated outward in the direction (direction away from the central axis L). Along with this separation, each communication port 54d opens, and a second passage 55a appears between the inner peripheral surface 55g of the outer tube 55 and the outer peripheral surface 54g of the inner tube 54.

図１１に示されるように、前記外管５５の各区画壁５５ｅが内管５４の各溝５４ｅ内に挿入されている。そのため、外管５５の内周面５５ｇと内管５４の外周面５４ｇとの間には、区画壁５５ｅによって、３つの第２通路５５ａが区画される。各第２通路５５ａは、各第１通路５４ａの径方向外側にそれぞれ位置して、各連通口５４ｄを介して第１通路５４ａと連通する。   As shown in FIG. 11, each partition wall 55 e of the outer tube 55 is inserted into each groove 54 e of the inner tube 54. Therefore, three second passages 55a are partitioned by the partition wall 55e between the inner peripheral surface 55g of the outer tube 55 and the outer peripheral surface 54g of the inner tube 54. Each second passage 55a is located on the radially outer side of each first passage 54a and communicates with the first passage 54a through each communication port 54d.

このように外管５５が図６に示す流路面積最小位置から下流側にスライドした状態において、絞り部５３内に形成されるガス通路は、第１通路５４ａと第２通路５５ａとによって構成され、各ガス通路の流路面積は、図６に示す最小面積よりも大きくなる。そして、各独立排気通路５２から排出された排気は、第１通路５４ａに流入した後、その一部が前記連通口５４ｄを介して第２通路５５ａ内にも流入する。   As described above, in a state where the outer tube 55 is slid to the downstream side from the minimum flow path area position shown in FIG. 6, the gas passage formed in the throttle portion 53 is constituted by the first passage 54a and the second passage 55a. The flow passage area of each gas passage is larger than the minimum area shown in FIG. Then, after the exhaust discharged from each independent exhaust passage 52 flows into the first passage 54a, a part thereof also flows into the second passage 55a through the communication port 54d.

外管５５の内周面５５ｇおよび内管５４の外周面５４ｇは、いずれも、上流側の円筒面５５ｇ＿１，５４ｇ＿１と、下流側に向かうに従って軸Ｌ側に傾斜する円錐台面状の傾斜面と５５ｇ＿２，５４ｇ＿２で構成されている。そのため、これら外管５５の内周面５５ｇと内管５４の外周面５４ｇとで区画される第２通路５５ａの流路面積は、下流側の方が上流側よりも小さくなる。従って、絞り部５４内のガス通路の流路面積は、ガス通路が第１通路５４ａと第２通路５５ａとで構成される場合においても、第１通路５４ａのみで構成される場合と同様に、下流側の方が上流側よりも小さくなる。   The inner peripheral surface 55g of the outer tube 55 and the outer peripheral surface 54g of the inner tube 54 are both cylindrical surfaces 55g_1 and 54g_1 on the upstream side, a truncated cone-shaped inclined surface inclined to the axis L side toward the downstream side, and 55g_2. , 54g_2. Therefore, the flow area of the second passage 55a defined by the inner peripheral surface 55g of the outer tube 55 and the outer peripheral surface 54g of the inner tube 54 is smaller on the downstream side than on the upstream side. Therefore, the flow passage area of the gas passage in the throttle portion 54 is similar to the case where the gas passage is constituted by the first passage 54a and the case where the gas passage is constituted by the first passage 54a and the second passage 55a. The downstream side is smaller than the upstream side.

本実施形態では、前述のように、各第１通路５４ａは、互いに区画された第２通路５５ａとそれぞれ個別に連通している。そのため、各第１通路５４ａに流入した排気は、他の第２通路５５ａおよび他の第１通路５４ａに流入することなく、流下する。また、本実施形態では、連通口５４ｄは、前記内管側傾斜面５４ｇ＿２に形成されており、上下流方向に開口している。そのため、第１通路５４ａ内の排気は、その向きを変化させることなく第２通路５５ａに流入し、抵抗、速度の低下が小さく抑えられた状態で流下する。   In the present embodiment, as described above, each of the first passages 54a individually communicates with the second passages 55a partitioned from each other. Therefore, the exhaust gas flowing into each first passage 54a flows down without flowing into the other second passages 55a and the other first passages 54a. In the present embodiment, the communication port 54d is formed in the inner pipe side inclined surface 54g_2 and opens in the upstream and downstream direction. Therefore, the exhaust gas in the first passage 54a flows into the second passage 55a without changing its direction, and flows down in a state where the decrease in resistance and speed is suppressed to a small level.

第２通路５５ａの流路面積ひいては絞り部５３内のガス通路の流路面積は、外管５５の下流側へのスライド量が大きくなるほど大きくなる。具体的には、外管５５が下流側へスライドするほど、外管５５の内周面５５ｇと内管５４の外周面５４ｇとの径方向の離間量は大きくなり、それに応じて第２通路５５ａおよびガス通路の流路面積が大きくなる。   The flow passage area of the second passage 55a, and hence the flow passage area of the gas passage in the throttle 53, increases as the sliding amount of the outer pipe 55 to the downstream side increases. Specifically, as the outer tube 55 slides downstream, the radial distance between the inner peripheral surface 55g of the outer tube 55 and the outer peripheral surface 54g of the inner tube 54 increases, and the second passage 55a accordingly. And the flow passage area of the gas passage is increased.

前記外管５５が図１３に示す流路面積最大位置まで下流側にスライドした状態において、第２通路５５ａひいてはガス通路の流路面積は最大面積となる。図１３に示す状態では、外管５５の上流端は、内管５４のうち円筒状を有する上流側部分の下流端に位置しており、外管５５は、この位置から下流側に延びている。   In a state where the outer pipe 55 is slid downstream to the maximum flow path area position shown in FIG. 13, the flow path area of the second passage 55a and the gas passage is the maximum area. In the state shown in FIG. 13, the upstream end of the outer tube 55 is located at the downstream end of the upstream portion of the inner tube 54 having a cylindrical shape, and the outer tube 55 extends downstream from this position. .

（２―２−２）合流部５８の構成
合流部５８は、各独立排気通路５２から排出されて絞り部５３を通過した排気が合流する部分である。外管５５の位置に関わらず、各独立排気通路５２から排出されて絞り部５３の各ガス通路に流入した排気は、この合流部５８内に流入する。 (2-2-2) Configuration of Merging Portion 58 Merging portion 58 is a portion where the exhaust gas discharged from each independent exhaust passage 52 and passed through throttle portion 53 merges. Regardless of the position of the outer tube 55, the exhaust gas discharged from each independent exhaust passage 52 and flowing into each gas passage of the throttle portion 53 flows into the merge portion 58.

なお、図１０および図１３に示すように、外管５５が流路面積最小位置から下流側にスライドした状態では、外管５５は内管５４よりも下流側に延びており、第１通路５４ａを通過した排気は、外管５５の内側に流入して第２通路５５ａを通過した排気と合流した後、合流部５８内に流入する。   As shown in FIGS. 10 and 13, in a state where the outer tube 55 is slid downstream from the position where the flow path area is minimum, the outer tube 55 extends downstream from the inner tube 54, and the first passage 54a. The exhaust gas that has passed through flows into the inside of the outer pipe 55 and merges with the exhaust gas that has passed through the second passage 55a, and then flows into the merge portion 58.

合流部５８は、図６等に示すように、上流側から順に、集合部５８ａ、混合部５８ｂ、ディフューザー部５８ｃを備えている。前記集合部５８ａは、外管５５の下流端から下流に延びている。本実施形態では、前述のように、合流部５８は外管５５と一体にスライド可能に連結されている。   As shown in FIG. 6 and the like, the merging portion 58 includes a collecting portion 58a, a mixing portion 58b, and a diffuser portion 58c in order from the upstream side. The gathering portion 58 a extends downstream from the downstream end of the outer tube 55. In the present embodiment, as described above, the merging portion 58 is coupled to the outer tube 55 so as to be slidable.

後述するように、本装置では、所定の運転領域（第２運転領域Ａ２）において、所定の気筒１２から排出された排気を、絞り部５３から集合部５８ａ内に高速で排出させて、エゼクタ効果を発揮させ、他の気筒１２の排気ポート１８内に負圧を生じさせて、この気筒１２の掃気性能を高めるよう構成されている。そのため、集合部５８ａは、絞り部５３から排出された排気が、高い速度を維持したまま流下するように、下流側ほどその流路面積が小さくなる形状に設定されている。本実施形態では、集合部５８ａは、下流に向かうに従って縮径する略円錐台形状を有している。また、集合部５８ａの内周面は、絞り部５３から流出した排気がこの内周面に沿って円滑に流下するように、外管５５の下流側部分の内周面すなわち外管側傾斜面５５ｇ＿２に連続して、下流に向かうに従って中心軸Ｌに近づく方向に傾斜している。そして、この集合部５８ａの中心軸Ｌに対する傾斜角度は、前記外管５５の外管側傾斜面５５ｇ＿２の傾斜角度とほぼ同じに設定されている。   As will be described later, in the present apparatus, in a predetermined operation region (second operation region A2), the exhaust discharged from the predetermined cylinder 12 is discharged from the throttle portion 53 into the collecting portion 58a at a high speed, so that the ejector effect is achieved. And a negative pressure is generated in the exhaust port 18 of the other cylinder 12 to improve the scavenging performance of the cylinder 12. Therefore, the collecting portion 58a is set to have a shape in which the flow passage area becomes smaller toward the downstream side so that the exhaust discharged from the throttle portion 53 flows down while maintaining a high speed. In the present embodiment, the collective portion 58a has a substantially truncated cone shape that decreases in diameter toward the downstream. In addition, the inner peripheral surface of the collecting portion 58a has an inner peripheral surface of the downstream side portion of the outer tube 55, that is, an outer tube-side inclined surface, so that the exhaust gas flowing out from the throttle portion 53 smoothly flows along the inner peripheral surface. Continuing from 55g_2, it is inclined in a direction approaching the central axis L as it goes downstream. The inclination angle of the collective portion 58a with respect to the central axis L is set to be substantially the same as the inclination angle of the outer tube side inclined surface 55g_2 of the outer tube 55.

混合部５８ｂは、集合部５８ａの下流端から下流側に延びる円筒形状を有しており、集合部５８ａの下流端の流路面積と同じ流路面積のまま下流側に延びている。ディフューザー部５８ｃは、この混合部５８ｂの下流端から下流に向かうに従って流路面積が拡大する略円錐台形状を有している。   The mixing portion 58b has a cylindrical shape extending from the downstream end of the collecting portion 58a to the downstream side, and extends downstream with the same flow area as the downstream end of the collecting portion 58a. The diffuser portion 58c has a substantially frustoconical shape in which the flow path area increases as it goes downstream from the downstream end of the mixing portion 58b.

このように集合部５８ａおよび混合部５８ｂでは、上流側の流路面積の方が下流側よりも大きい。そのため、排気はこの集合部５８ａと混合部５８ｂとを高速で通過する。この通過時に、排気の圧力・温度は低下する。そのため、この集合部５８ａおよび混合部５８ｂにおいて、排気の外部への放熱量は小さく抑えられる。そして、この混合部５８ｂを通過した排気は、下流に向かうに従って流路面積が拡大するディフューザー部５８ｃに流入することで、その圧力・温度が回復され、高い温度を維持したまま下流側に排出される。   Thus, in the gathering part 58a and the mixing part 58b, the upstream flow path area is larger than that on the downstream side. Therefore, the exhaust gas passes through the collecting portion 58a and the mixing portion 58b at a high speed. During this passage, the pressure and temperature of the exhaust gas decrease. For this reason, in the collecting portion 58a and the mixing portion 58b, the amount of heat released to the outside of the exhaust is kept small. Then, the exhaust gas that has passed through the mixing portion 58b flows into the diffuser portion 58c whose flow area increases as it goes downstream, so that its pressure and temperature are recovered, and is discharged downstream while maintaining a high temperature. The

また、前述のように、本実施形態では、合流部５８および絞り部５３は、中空の収容管５１ａ内に挿入されている。そのため、これら合流部５８および絞り部５３の通過時における排気の外部への放熱はより一層抑制され、合流部５８からは高い温度の排気が下流側に排出される。   Further, as described above, in the present embodiment, the merging portion 58 and the throttle portion 53 are inserted into the hollow housing tube 51a. Therefore, heat radiation to the outside of the exhaust when passing through the junction 58 and the throttle 53 is further suppressed, and high temperature exhaust is discharged from the junction 58 to the downstream side.

（２−３）触媒装置６０の構成
図１に示すように、触媒装置６０は、エンジン本体１から排出された排気を浄化するための装置である。この触媒装置６０は、触媒本体（触媒）６４とこの触媒本体６４を収容するケーシング６２とを備えている。ケーシング６２は排気の流れ方向と平行に延びる略円筒状を有している。触媒本体６４は、排気中の有害成分を浄化するためのものである。この触媒本体６４は、例えば、理論空燃比の雰囲気下で三元触媒機能を有し、三元触媒を含有する。 (2-3) Configuration of Catalyst Device 60 As shown in FIG. 1, the catalyst device 60 is a device for purifying the exhaust discharged from the engine body 1. The catalyst device 60 includes a catalyst body (catalyst) 64 and a casing 62 that houses the catalyst body 64. The casing 62 has a substantially cylindrical shape extending in parallel with the exhaust flow direction. The catalyst body 64 is for purifying harmful components in the exhaust. The catalyst body 64 has, for example, a three-way catalyst function in an atmosphere having a theoretical air-fuel ratio, and contains a three-way catalyst.

触媒本体６４は、ケーシング６２の上下流方向の中央部分に収容されており、このケーシング６２の上流端６１には所定の空間が形成されている。合流部５８の下流端、詳細には、ディフューザー部５８ｃの下流端はこのケーシング６２の上流端６１に接続されており、ディフューザー部５８ｃから排出された排気は、ケーシング６２の上流端６１に流入した後、触媒本体６４側へ進行する。   The catalyst main body 64 is accommodated in a central portion in the upstream / downstream direction of the casing 62, and a predetermined space is formed at the upstream end 61 of the casing 62. The downstream end of the merging portion 58, specifically, the downstream end of the diffuser portion 58 c is connected to the upstream end 61 of the casing 62, and the exhaust discharged from the diffuser portion 58 c flows into the upstream end 61 of the casing 62. Then, the process proceeds to the catalyst body 64 side.

前述のように、合流部５８からは、高い温度の排気が下流側に排出される。そのため、このように合流部５８に直接触媒装置６０が接続されていることで、触媒装置６０内には高温の排気が流入し、これにより、触媒本体６４は早期活性化される、また、触媒本体６４の活性状態が確実に維持される。   As described above, high-temperature exhaust is discharged from the junction 58 to the downstream side. Therefore, the catalyst device 60 is directly connected to the merge portion 58 as described above, so that high-temperature exhaust gas flows into the catalyst device 60, whereby the catalyst body 64 is activated early. The active state of the main body 64 is reliably maintained.

（３）制御系
図３に示されるＥＣＵ９０は、エンジンの各部を統括的に制御するための装置（制御手段）であり、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されている。 (3) Control System The ECU 90 shown in FIG. 3 is a device (control means) for comprehensively controlling each part of the engine, and includes a known CPU, ROM, RAM, and the like.

ＥＣＵ９０には、エンジンに設けられた各種センサから種々の情報が入力される。具体的には、ＥＣＵ９０は、エンジンに設けられたクランク角センサＳＷ２、吸気量センサＳＷ４と電気的に接続されており、これら各センサＳＷ２、ＳＷ４からの入力信号に基づいて、エンジン回転数Ｎｅ、吸気量ひいてはエンジン負荷Ｔといった種々の情報を取得する。   Various information is input to the ECU 90 from various sensors provided in the engine. Specifically, the ECU 90 is electrically connected to a crank angle sensor SW2 and an intake air amount sensor SW4 provided in the engine. Based on input signals from these sensors SW2 and SW4, the engine speed Ne, Various information such as the intake air amount and the engine load T is acquired.

ＥＣＵ９０は、その主な機能的要素として、判定手段９１、吸排気制御手段９２、アクチュエータ制御手段９４を有している。   The ECU 90 includes a determination unit 91, an intake / exhaust control unit 92, and an actuator control unit 94 as main functional elements.

判定手段９１は、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ｔとに基づいて、エンジンをどのような態様で制御すべきかを都度判定する。図１４は、エンジン回転数Ｎｅおよび負荷Ｔに基づき決定される制御の種類を区分けして示す設定図（制御マップ）である。エンジンの運転中、判定手段９１は、この図１４の制御マップに従うようにエンジンの制御内容を決定する。   Based on the engine speed Ne and the engine load T, the determination means 91 determines in what manner the engine should be controlled. FIG. 14 is a setting diagram (control map) showing separately the types of control determined based on the engine speed Ne and the load T. During operation of the engine, the determination unit 91 determines the control content of the engine so as to follow the control map of FIG.

図１４の制御マップにおいて、エンジンの回転数Ｎｅが基準回転数Ｎ１以下の低速領域のうちエンジン負荷Ｔが基準負荷Ｔ１以上の低速高負荷領域には第２運転領域Ａ２が設定されており、それ以外の領域には、第１運転領域Ａ１が設定されている。本実施形態では、基準負荷Ｔ１は、エンジン回転数Ｎｅが高くなるほど大きくなるように設定されている。また、基準回転数Ｎ１は、例えば、４０００ｒｐｍ付近に設定されている
判定手段９１は、エンジンの運転中において、エンジンの運転点（負荷Ｔおよび回転数Ｎｅの各値から特定される制御マップ上でのポイント）が第１運転領域Ａ１であるか第２運転領域Ａ２であるかを常に判断する。 In the control map of FIG. 14, the second operation area A2 is set in the low speed and high load area where the engine load T is higher than the reference load T1 in the low speed area where the engine speed Ne is lower than the reference speed N1. The first operation area A1 is set in the other area. In the present embodiment, the reference load T1 is set so as to increase as the engine speed Ne increases. In addition, the reference rotational speed N1 is set, for example, in the vicinity of 4000 rpm. The determination unit 91 determines whether the engine operating point (the load T and the rotational speed Ne is determined on the control map during engine operation). It is always determined whether the point is the first operation region A1 or the second operation region A2.

再び図３に戻って、吸排気制御手段９３は、吸気ＶＶＴ３２を駆動することにより、吸気弁１９の開閉タイミングを変更する。   Returning to FIG. 3 again, the intake / exhaust control means 93 changes the opening / closing timing of the intake valve 19 by driving the intake VVT 32.

アクチュエータ制御手段９４は、スライドアクチュエータ５５ｆを駆動して外管５５の位置を変更し、これにより、絞り部５３内の各ガス通路の流路面積を変更する。   The actuator control means 94 drives the slide actuator 55 f to change the position of the outer tube 55, thereby changing the flow area of each gas passage in the throttle portion 53.

ＥＣＵ９０は、その他、点火プラグ１５等を運転状態に応じて適正に制御する。   In addition, the ECU 90 appropriately controls the spark plug 15 and the like according to the operating state.

（４）制御内容
ＥＣＵ９０により実施される各運転領域（第１運転領域Ａ１，第２運転領域）での制御内容について説明する。 (4) Control contents The control contents in each operation region (first operation region A1, second operation region) implemented by the ECU 90 will be described.

ＥＣＵ９０は、クランク角センサＳＷ２および吸気量センサＳＷ４の各検出値に基づいて、エンジンの運転点（負荷Ｔおよび回転数Ｎｅ）が図１４の制御マップにおけるどの運転領域に該当するかを逐次判定する。そして、判定された運転領域が、図１４中の第１運転領域Ａ１と第２運転領域Ａ２のいずれであるかに応じて、それぞれ以下のような制御を実行する。   The ECU 90 sequentially determines which operating region the engine operating point (load T and rotation speed Ne) corresponds to in the control map of FIG. 14 based on the detected values of the crank angle sensor SW2 and the intake air amount sensor SW4. . Then, the following control is executed depending on whether the determined operation region is the first operation region A1 or the second operation region A2 in FIG.

（ｉ）第２運転領域Ａ２
低速高負荷領域からなる第２運転領域Ａ２では、図４に示すように、排気弁２０の開弁期間と吸気弁１９の開弁期間とが、吸気上死点（ＴＤＣ）を挟んでオーバーラップし、かつ、排気弁２０が他の気筒１２のオーバーラップ期間Ｔ＿Ｏ／Ｌ中に開弁を開始するように調整される。詳細には、第１気筒１２ａの吸気弁１９と排気弁２０とがオーバーラップしている期間中に第３気筒１２ｃの排気弁２０が開弁し、第３気筒１２ｃの吸気弁１９と排気弁２０とがオーバーラップしている期間中に第４気筒１２ｄの排気弁２０が開弁し、第４気筒１２ｄの吸気弁１９と排気弁２０とがオーバーラップしている期間中に第２気筒１２ｂの排気弁２０が開弁し、第２気筒１２ｂの吸気弁１９と排気弁２０とがオーバーラップしている期間中に第１気筒１２ａの排気弁２０が開弁するよう調整される。 (I) Second operation area A2
In the second operation region A2 composed of the low speed and high load region, as shown in FIG. 4, the valve opening period of the exhaust valve 20 and the valve opening period of the intake valve 19 overlap with the intake top dead center (TDC) interposed therebetween. In addition, the exhaust valve 20 is adjusted to start opening during the overlap period T_O / L of the other cylinders 12. Specifically, the exhaust valve 20 of the third cylinder 12c is opened during the period in which the intake valve 19 and the exhaust valve 20 of the first cylinder 12a overlap, and the intake valve 19 and the exhaust valve of the third cylinder 12c are opened. The exhaust valve 20 of the fourth cylinder 12d is opened during the period in which the second cylinder 12d overlaps with the exhaust valve 20, and the second cylinder 12b during the period in which the intake valve 19 and the exhaust valve 20 of the fourth cylinder 12d overlap. The exhaust valve 20 of the first cylinder 12a is opened, and the exhaust valve 20 of the first cylinder 12a is adjusted to open during the period in which the intake valve 19 and the exhaust valve 20 of the second cylinder 12b overlap.

また、この第２運転領域Ａ２では、外管５５の位置が流路面積最大位置よりも上流側とされて、絞り部５３内の各ガス通路の流路面積が最大面積よりも小さい面積とされる。また、各ガス通路の流路面積が最大面積よりも小さいという範囲内で、エンジン回転数Ｎｅに応じて外管５５の位置が変更される。   In the second operation region A2, the position of the outer tube 55 is set upstream of the maximum flow path area position, and the flow area of each gas passage in the throttle 53 is smaller than the maximum area. The Further, the position of the outer tube 55 is changed according to the engine speed Ne within a range where the flow passage area of each gas passage is smaller than the maximum area.

具体的には、運転領域毎のガス通路の流路面積を示した図１５、および、エンジン回転数に対する流路面積の変化を示した図１６に示すように、エンジン回転数Ｎｅが大きくなるほど外管５５の位置は下流側に変更されて、ガス通路の流路面積が大きくされる。すなわち、第２運転領域Ａ２において、負荷が一定の場合、外管５５の位置は、流路面積最小位置から流路面積最大位置の直前位置まで、エンジン回転数Ｎｅの増大に伴って徐々に下流側に変更される
後述するように、第２運転領域Ａ２よりも高回転側の第１運転領域Ａ１では、外管５５
の位置は流路面積最大位置に設定されている。そのため、前記のように外管５５の位置が変更されることで、第２運転領域Ａ２と第１運転領域Ａ１の境界において外管５５の位置は円滑に切り替わる。なお、図１６は、全負荷Ｔｍａｘ（図１４参照）でのエンジン回転数Ｎｅと外管５５の位置とを示したものである。 Specifically, as shown in FIG. 15 showing the flow passage area of the gas passage for each operation region and FIG. 16 showing the change of the flow passage area with respect to the engine rotation speed, the greater the engine rotation speed Ne is, the more the outer area becomes. The position of the pipe 55 is changed to the downstream side, and the flow passage area of the gas passage is increased. That is, in the second operation region A2, when the load is constant, the position of the outer pipe 55 gradually decreases from the minimum flow path area position to the position immediately before the maximum flow path area position as the engine speed Ne increases. As will be described later, in the first operation region A1 on the higher rotation side than the second operation region A2, the outer tube 55 is changed.
Is set to the maximum position of the channel area. Therefore, by changing the position of the outer tube 55 as described above, the position of the outer tube 55 is smoothly switched at the boundary between the second operation region A2 and the first operation region A1. FIG. 16 shows the engine speed Ne and the position of the outer pipe 55 at the full load Tmax (see FIG. 14).

このようにして、第２運転領域Ａ２では、絞り部５３内のガス通路の流路面積は最大面積よりも小さい面積に制御される。その結果、第２運転領域Ａ２では、各独立排気通路５２から排出された排気は、高速で絞り部５３を通過して集合部５８ａ内に流入する。特に、エンジン回転数Ｎｅが高く排気流量が大きくなるほどガス通路の流路面積が大きくされており、排気流量の増大に伴う背圧の増大が抑制されるため、排気の速度が適正に高められる。そして、このように絞り部５３内のガス通路から合流部５８に排気が高速で排出されることで、隣接する他のガス通路にはエゼクタ効果により負圧が生成される。   In this way, in the second operation region A2, the flow passage area of the gas passage in the throttle portion 53 is controlled to be smaller than the maximum area. As a result, in the second operation region A2, the exhaust discharged from each independent exhaust passage 52 passes through the throttle portion 53 at a high speed and flows into the collecting portion 58a. In particular, as the engine speed Ne increases and the exhaust flow rate increases, the flow passage area of the gas passage is increased, and an increase in back pressure accompanying an increase in the exhaust flow rate is suppressed, so that the exhaust speed is appropriately increased. In this way, exhaust gas is discharged from the gas passage in the throttle portion 53 to the merging portion 58 at high speed, so that negative pressure is generated in the other adjacent gas passages by the ejector effect.

ここで、第２運転領域Ａ２では、前述のように、排気弁２０の開弁期間と吸気弁１９の開弁期間とが、吸気上死点（ＴＤＣ）を挟んでオーバーラップし、かつ、排気弁２０が他の気筒１２のオーバーラップ期間Ｔ＿Ｏ／Ｌ中に開弁を開始するように調整されている。そのため、所定の気筒（排気行程気筒）１２の排気弁２０が開弁してこの排気行程気筒１２から所定のガス通路を通って前記合流部５８に排気が高速で排出されると、排気順序がこの排気行程気筒１２の１つ前に設定された他の気筒（吸気行程気筒）に対応するガス通路およびこの吸気行程気筒１２に接続される排気ポート１８内にエゼクタ効果により負圧が生成される。そして、排気行程気筒１２の排気弁２０開弁時に、前記吸気行程気筒がオーバーラップ期間中にあることから、この吸気行程気筒１２内の残留ガスが排気ポート１８側に吸い出され、吸気行程気筒１２内の掃気が促進される。特に、排気弁２０の開弁開始直後は気筒１２から非常に高速で排気（いわゆるブローダウンガス）が排出されるため、このブローダウンガスが排出された直後は、吸気行程気筒１２内の残留ガスの多くが排気ポート１８側に吸い出される。掃気が促進されると、吸気効率が増大するため、高いエンジントルクを得ることが可能となる。また、気筒１２内の残留ガス量が少なくなりノッキングが抑制されるのに伴って点火時期の進角化が可能となることによっても、高いエンジントルクを得ることが可能となる。   Here, in the second operation region A2, as described above, the valve opening period of the exhaust valve 20 and the valve opening period of the intake valve 19 overlap with each other with the intake top dead center (TDC) interposed therebetween, and the exhaust gas is exhausted. The valve 20 is adjusted so as to start opening during the overlap period T_O / L of the other cylinders 12. Therefore, when the exhaust valve 20 of the predetermined cylinder (exhaust stroke cylinder) 12 is opened and the exhaust gas is discharged from the exhaust stroke cylinder 12 through the predetermined gas passage to the merging portion 58 at a high speed, the exhaust sequence is changed. A negative pressure is generated by an ejector effect in a gas passage corresponding to another cylinder (intake stroke cylinder) set immediately before the exhaust stroke cylinder 12 and in an exhaust port 18 connected to the intake stroke cylinder 12. . Then, when the exhaust valve 20 of the exhaust stroke cylinder 12 is opened, since the intake stroke cylinder is in the overlap period, the residual gas in the intake stroke cylinder 12 is sucked out to the exhaust port 18 side, and the intake stroke cylinder Scavenging within 12 is facilitated. In particular, immediately after the exhaust valve 20 starts to open, exhaust (so-called blowdown gas) is discharged from the cylinder 12 at a very high speed. Therefore, immediately after the blowdown gas is discharged, the residual gas in the intake stroke cylinder 12 is exhausted. Most of the air is sucked out to the exhaust port 18 side. When the scavenging is promoted, the intake efficiency increases, so that a high engine torque can be obtained. Further, since the residual gas amount in the cylinder 12 is reduced and knocking is suppressed, the ignition timing can be advanced, so that a high engine torque can be obtained.

なお、本装置において、吸気弁１９および排気弁２０の開弁時期、閉弁時期とは、それぞれ、図１７に示すように、各弁１９，２０のリフトカーブにおいてリフトが急峻に立ち上がるあるいは立ち下がる時期（ランプ部の終わり、または、開始の時期）であり、例えば０．４ｍｍリフトの時期をいう。   In this device, the opening timing and closing timing of the intake valve 19 and the exhaust valve 20 are respectively shown in FIG. 17 where the lift rises or falls steeply in the lift curves of the valves 19 and 20, respectively. This is the time (the end of the ramp part or the start time), for example, the time of 0.4 mm lift.

（ｉｉ）第１運転領域Ａ１の高速領域Ａ１＿１
第１運転領域Ａ１のうちエンジン回転数Ｎｅが基準回転数Ｎ１以上の高速領域Ａ１＿１では、排気流量が大きい。そのため、この高速領域Ａ１＿１において、前記第２運転領域Ａ２と同様に、各ガス通路の流路面積を小さくしたのでは、エゼクタ効果による掃気性能向上効果よりも背圧が高くなることによる掃気性能の悪化が大きくなる。そこで、この高速領域Ａ１＿１では、次のような制御を実施する。 (Ii) High-speed area A1_1 of the first operation area A1
In the first operating range A1, the exhaust flow rate is large in the high speed range A1_1 where the engine speed Ne is equal to or higher than the reference speed N1. Therefore, in the high-speed region A1_1, as in the second operation region A2, if the flow passage area of each gas passage is reduced, the scavenging performance due to the higher back pressure than the scavenging performance improvement effect due to the ejector effect. Deterioration increases. Therefore, the following control is performed in the high speed region A1_1.

高速領域Ａ１＿１では、排気弁２０の開弁期間と吸気弁１９の開弁期間とが、オーバーラップしないように調整される。そして、高速領域Ａ１＿１では、外管５５の位置が流路面積最大位置とされて、絞り部５３内の各ガス通路の流路面積が最大面積とされる。   In the high speed region A1_1, the valve opening period of the exhaust valve 20 and the valve opening period of the intake valve 19 are adjusted so as not to overlap. In the high-speed region A1_1, the position of the outer tube 55 is set to the maximum flow area, and the flow area of each gas passage in the throttle 53 is set to the maximum area.

このように制御されることで、第１運転領域Ａ２のうちの高速領域Ａ１＿１では、各独立排気通路５２から排出された排気は、抵抗を小さく抑えられた状態で絞り部５３を通過する。そのため、この高速領域Ａ１＿１では、排気抵抗が小さく抑えられ、排気のポンピングロスが小さく抑えられるとともに吸気効率が高められ、これにより高いエンジントル
ク、高い熱効率が実現される。 By being controlled in this way, in the high speed region A1_1 in the first operation region A2, the exhaust discharged from each independent exhaust passage 52 passes through the throttle portion 53 in a state where the resistance is suppressed to be small. Therefore, in this high speed region A1_1, the exhaust resistance is suppressed to a low level, the pumping loss of the exhaust is suppressed to a low level, and the intake efficiency is increased, thereby realizing high engine torque and high thermal efficiency.

（ｉｉｉ）第１運転領域Ａ１の低速低負荷領域Ａ１＿２
第１運転領域Ａ１のうちエンジン回転数Ｎｅが基準回転数Ｎ１よりも低く、かつ、エンジン負荷Ｔが基準負荷Ｔ１よりも低い低速低負荷領域Ａ１＿２では、吸気圧が低く筒内ガス量が少ない。そのため、エゼクタ効果により高い掃気が行われて、これに伴い、気筒１２内の残留ガス量が少なくなると、吸気のポンピングロスが増大する、また、燃焼温度が増大して冷却損失が増大する、という熱効率に対して好ましくない作用が生じる。また、そもそも、低速低負荷領域Ａ１＿２では、要求新気量が少なく、エゼクタ効果に伴う高い吸気効率を得る必要が小さい。 (Iii) Low speed and low load region A1_2 of the first operation region A1
In the first operating range A1, in the low speed and low load range A1_2 where the engine speed Ne is lower than the reference speed N1 and the engine load T is lower than the reference load T1, the intake pressure is low and the in-cylinder gas amount is small. Therefore, high scavenging is performed by the ejector effect, and accordingly, when the residual gas amount in the cylinder 12 decreases, the pumping loss of the intake air increases, and the combustion temperature increases and the cooling loss increases. An undesirable effect on thermal efficiency occurs. In the first place, in the low-speed and low-load region A1_2, the required fresh air amount is small, and it is not necessary to obtain high intake efficiency associated with the ejector effect.

そこで、低速低負荷領域Ａ１＿２では、高速領域Ａ１＿１と同様に、エゼクタ効果が小さく抑えられるよう、すなわち、排気が絞り部５３から合流部５８に流入する速度が小さく抑えられよう、外管５５の位置を最大流路面積位置として絞り部５３内の各ガス通路の流路面積が最大面積とされる。   Therefore, in the low speed and low load region A1_2, as in the high speed region A1_1, the position of the outer pipe 55 is set so that the ejector effect is suppressed to a small level, that is, the speed at which the exhaust gas flows into the merging unit 58 is suppressed to a small level. Is the maximum channel area position, and the channel area of each gas passage in the throttle 53 is the maximum area.

ただし、低速低負荷領域Ａ１＿２では、前述のように残留ガスが多い方が望ましいことから、残留ガスがより多く得られるように、排気弁２０の開弁期間と吸気弁１９の開弁期間とは、オーバーラップするように調整される。   However, in the low-speed and low-load region A1_2, since it is desirable that the residual gas is large as described above, the valve opening period of the exhaust valve 20 and the valve opening period of the intake valve 19 are set so as to obtain more residual gas. , Adjusted to overlap.

このように制御されることで、第１運転領域Ａ１の低速低負荷領域Ａ１＿２では、各独立排気通路５２から排出された排気は、絞り部５３において、流路面積のより大きい空間を通過し、エゼクタ効果ひいては掃気が抑制される。掃気が抑制されることで、気筒１２内にはより多くの残留ガスが残存する。そのため、吸気のポンピングロスおよび冷却損失は低減し、高い熱効率すなわち燃費性能が実現される。   By being controlled in this way, in the low speed and low load region A1_2 of the first operation region A1, the exhaust discharged from each independent exhaust passage 52 passes through a space having a larger flow path area in the throttle portion 53, The ejector effect and thus scavenging is suppressed. By suppressing the scavenging, more residual gas remains in the cylinder 12. Therefore, intake pumping loss and cooling loss are reduced, and high thermal efficiency, that is, fuel efficiency performance is realized.

（５）作用効果
以上のように、本実施形態に係る装置では、各独立排気通路５２からの排気がそれぞれ独立して流入する絞り部５３内の各ガス通路の流路面積を変更するという簡単な構成で、第２運転領域Ａ２において、エゼクタ効果を利用して高いエンジントルクを得つつ、第１運転領域Ａ１の高速領域Ａ１＿１において排気抵抗を抑制して高いエンジントルクおよび燃費性能を得ることができるともに、第１運転領域Ａ１の低速低負荷領域Ａ１＿２において掃気を抑制して残留ガスを確保し、高い燃費性能を得ることができる。 (5) Operational Effects As described above, in the apparatus according to the present embodiment, the flow area of each gas passage in the throttle portion 53 into which the exhaust from each independent exhaust passage 52 flows independently can be easily changed. With this configuration, it is possible to obtain high engine torque and fuel efficiency by suppressing exhaust resistance in the high speed region A1_1 of the first operation region A1 while obtaining high engine torque using the ejector effect in the second operation region A2. At the same time, it is possible to suppress scavenging in the low-speed and low-load region A1_2 of the first operation region A1 to ensure residual gas and to obtain high fuel efficiency.

特に、本実施形態では、第２運転領域Ａ２においてエンジン回転数Ｎｅが増大するほど各ガス通路の流路面積が増大されている。そのため、第２運転領域Ａ２において、エンジン回転数ひいては排気流量の増大に伴って増大する排気抵抗すなわちポンプロスを適正に抑制して効果的にエゼクタ効果を得ることができる。   In particular, in the present embodiment, the flow area of each gas passage is increased as the engine speed Ne is increased in the second operation region A2. Therefore, in the second operation region A2, it is possible to effectively suppress the exhaust resistance, that is, the pump loss, which increases with the increase in the engine speed and thus the exhaust flow rate, and to effectively obtain the ejector effect.

前記の効果について調べた結果を図１８および図１９に示す。図１８は、外管５５の位置すなわち絞り部５３内の各ガス通路の流路面積に対する、エンジン回転数Ｎｅと体積効率ηｖとの関係を調べた結果である。図１９は、外管５５の位置すなわち絞り部５３内の各ガス通路の流路面積に対する、エンジン回転数Ｎｅとポンプロスとの関係を調べた結果である。これらの図において、ラインＹ１は、本実施形態における結果、すなわち、第２運転領域Ａ２においてガス通路の流路面積を最大面積よりも小さく、かつ、エンジン回転数の増大に伴って増大させる一方、第１運転領域Ａ１において前記流路面積を最大位置とした場合の結果である。これに対して、ラインＸ１〜Ｘ４は、外管５５の位置すなわちガス通路の流路面積を一定とした際の結果である。具体的には、ラインＸ１は、外管５５を流路面積最小位置としてガス通路の流路面積を最小面積とした際の結果である。ラインＸ４は、外管５５を流路面積最大位置としてガス通路の流路面積を最大面積とした際の結果
である。ラインＸ２，Ｘ３は、外管５５を流路面積最小位置と流路面積最大位置との間の位置としてガス通路の流路面積を最小面積と最大面積との間の面積とした際の結果である。ラインＸ２の方がラインＸ３よりも、外管５５の位置が上流側であって、ガス通路の流路面積は小さい。より詳細には、ラインＸ１〜Ｘ４は、図１０の長さｄ１すなわち第１通路５４ａの上流端の径を３０ｍｍとした絞り部５３に対して、それぞれ図１０の長さｄ２すなわち第１通路５４ａの下流端におけるガス通路の径を、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍｍとしたときの結果である。なお、各図は、全負荷での結果である。 The results of examining the above effects are shown in FIGS. FIG. 18 shows the results of examining the relationship between the engine speed Ne and the volumetric efficiency ηv with respect to the position of the outer tube 55, that is, the flow passage area of each gas passage in the throttle 53. FIG. 19 shows the result of examining the relationship between the engine speed Ne and the pump loss with respect to the position of the outer pipe 55, that is, the flow area of each gas passage in the throttle 53. In these drawings, the line Y1 is the result in the present embodiment, that is, while the flow area of the gas passage is smaller than the maximum area in the second operation region A2 and increases with an increase in the engine speed, It is a result at the time of making the said flow-path area into the maximum position in 1st driving | operation area | region A1. On the other hand, the lines X1 to X4 are results when the position of the outer tube 55, that is, the flow passage area of the gas passage is made constant. Specifically, the line X1 is a result when the outer pipe 55 is the minimum flow path area position and the flow path area of the gas passage is the minimum area. Line X4 is a result when the outer pipe 55 is the maximum flow channel area position and the flow channel area of the gas passage is the maximum area. Lines X2 and X3 are the results when the outer pipe 55 is positioned between the minimum position of the flow area and the maximum position of the flow area, and the flow area of the gas passage is set between the minimum area and the maximum area. is there. In the line X2, the position of the outer tube 55 is upstream of the line X3, and the flow path area of the gas passage is smaller. More specifically, the lines X1 to X4 have a length d2, that is, the first passage 54a in FIG. 10, with respect to the throttle portion 53 having a length d1, that is, the diameter of the upstream end of the first passage 54a of 30 mm. This is the result when the diameter of the gas passage at the downstream end of is 15 mm, 20 mm, 25 mm, and 30 mm. Each figure shows the result at full load.

図１８のＸ１〜Ｘ４に示されるように、外管５５の位置を固定してガス通路の流路面積を一定とした場合では、特定の速度領域において体積効率ηｖが高い値を示す一方、その他の速度領域では体積効率ηｖが低い値となっている。また、この図１８に示されるように、ガス通路の流路面積が大きくなるほど、エンジン回転数Ｎｅの高い領域で高い体積効率ηｖが得られるようになっている。また、図１９に示されるように、外管５５の位置を固定してガス通路の流路面積を一定とした場合では、エンジン回転数が増大して排気流量が増大するほどポンプロスは増大し、この増大量すなわち悪化量は、ガス通路の流路面積が大きいほど大きくなっている。   As shown in X1 to X4 of FIG. 18, when the position of the outer tube 55 is fixed and the flow passage area of the gas passage is fixed, the volume efficiency ηv shows a high value in a specific speed region, while the others In the velocity region, the volume efficiency ηv is a low value. Further, as shown in FIG. 18, the larger the flow passage area of the gas passage, the higher the volume efficiency ηv is obtained in the region where the engine speed Ne is high. Further, as shown in FIG. 19, in the case where the position of the outer pipe 55 is fixed and the flow passage area of the gas passage is fixed, the pump loss increases as the engine speed increases and the exhaust flow rate increases. The increase amount, that is, the deterioration amount increases as the flow passage area of the gas passage increases.

このように、外管５５の位置を固定してガス通路の流路面積を一定とした場合では、全速度領域において高い体積効率とポンプロスの低減とを実現することが困難となる。例えば、ガス通路の流路面積を最小面積に固定した場合、すなわち、ラインＸ１の場合では、比較的低い回転数Ｎ２（例えば１５００ｒｐｍ付近）において非常に高い体積効率が得られる一方、それ以上の高速領域では高い体積効率を実現することが不可能であるとともにポンプロスが非常に大きくなる。一方、ガス通路の流路面積を最大面積に固定した場合、ラインＸ４の場合では、比較的高い回転数Ｎ１（例えば４０００ｒｐｍ付近）以上の高速領域において高い体積効率の実現およびポンプロスの抑制を実現できる一方、それ以下の低速領域において高い体積効率を得ることができない。   Thus, when the position of the outer pipe 55 is fixed and the flow passage area of the gas passage is constant, it is difficult to achieve high volumetric efficiency and reduction of pump loss in the entire speed region. For example, when the flow passage area of the gas passage is fixed to the minimum area, that is, in the case of the line X1, a very high volumetric efficiency is obtained at a relatively low rotational speed N2 (for example, around 1500 rpm), but a higher speed than that. In the region, it is impossible to realize high volumetric efficiency and the pump loss becomes very large. On the other hand, when the flow passage area of the gas passage is fixed to the maximum area, in the case of the line X4, it is possible to realize high volume efficiency and suppress pump loss in a high speed region of a relatively high rotational speed N1 (for example, around 4000 rpm) or higher. On the other hand, high volumetric efficiency cannot be obtained in a low speed region below that.

これに対して、図１８のＹ１および図１９のＹ１に示すように、本実施形態では、エンジン回転数Ｎｅに応じて外管５５の位置を変更してガス通路の流路面積を増大させることで、各速度領域においてポンプロスの抑制と高い体積効率とが両立されている。   On the other hand, as shown by Y1 in FIG. 18 and Y1 in FIG. 19, in this embodiment, the position of the outer tube 55 is changed in accordance with the engine speed Ne to increase the flow area of the gas passage. Thus, suppression of pump loss and high volume efficiency are compatible in each speed region.

ここで、エゼクタ効果とポンプロスとの調整を行うために、排気が通過する空間の流路面積を変更する構成として、例えば、図２０に示すようなバイパス構造を採用することが考えられる。しかしながら、本実施形態のように、独立排気通路５２と合流部５８との間に介在する絞り部５３内に形成された各ガス通路の流路面積を変更することで、前記流路面積の変更を実現すれば、バイパス構造よりも安定した性能を得ることができる。   Here, in order to adjust the ejector effect and the pump loss, for example, a bypass structure as shown in FIG. 20 may be adopted as a configuration for changing the flow path area of the space through which the exhaust passes. However, as in the present embodiment, the flow area is changed by changing the flow area of each gas passage formed in the throttle 53 that is interposed between the independent exhaust passage 52 and the merging portion 58. As a result, a more stable performance than the bypass structure can be obtained.

具体的には、バイパス構造では、各独立排気通路５２の下流端５５２ａが下流ほど流路面積が小さくなる形状とされる。また、この構造では、各下流端５５２ａに下流ほど流路面積が小さくなる集合部５５８ａが接続される。また、この構造では、各独立排気通路の下流端５５２ａよりも上流の部分と前記集合部５５８ａよりも下流の部分とを接続して、排気の一部を、下流ほど流路面積が小さくなる部分（独立排気通路５２の下流端５５２ａと集合部５５８ａ）をバイパスさせるバイパス通路５１０と、このバイパス通路５１０の開口量を変更可能な制御弁５１２とが設けられる。   Specifically, in the bypass structure, the downstream end 552a of each independent exhaust passage 52 has a shape in which the flow path area becomes smaller toward the downstream. Further, in this structure, a collecting portion 558a having a flow path area that becomes smaller downstream is connected to each downstream end 552a. Further, in this structure, a portion upstream of the downstream end 552a of each independent exhaust passage is connected to a portion downstream of the collective portion 558a, and a portion of the exhaust gas becomes a portion where the flow path area becomes smaller toward the downstream. A bypass passage 510 that bypasses (the downstream end 552a of the independent exhaust passage 52 and the collecting portion 558a) and a control valve 512 that can change the opening amount of the bypass passage 510 are provided.

ここで、バイパス構造における制御弁５１２や、本実施形態に係る外管５５は、これらを確実に駆動できるように、所定のクリアランスを有するように構成される。すなわち、制御弁５１２は、全閉に制御された状態で、バイパス通路５１０との間に所定の隙間が生じるように構成される。また、外管５５は、流路面積最小位置に制御された状態で、内管５４との間に所定の隙間が生じるように構成される。そのため、高いエゼクタ効果ひいて
は高い吸気効率を得るべく制御弁５１２を全閉、あるいは、外管５５を流路面積最小位置に制御した場合であっても、制御弁５１２とバイパス通路５１０との間の隙間、あるいは、外管５５と内管５４との隙間から少量の排気が漏洩することがある。 Here, the control valve 512 in the bypass structure and the outer tube 55 according to the present embodiment are configured to have a predetermined clearance so that they can be reliably driven. That is, the control valve 512 is configured such that a predetermined gap is generated between the control valve 512 and the bypass passage 510 in a state where the control valve 512 is controlled to be fully closed. The outer tube 55 is configured such that a predetermined gap is formed between the outer tube 55 and the inner tube 54 in a state where the outer tube 55 is controlled to the minimum position of the flow path area. Therefore, even when the control valve 512 is fully closed or the outer pipe 55 is controlled to the minimum flow path area position in order to obtain a high ejector effect and consequently high intake efficiency, the gap between the control valve 512 and the bypass passage 510 is not limited. A small amount of exhaust gas may leak from the gap or the gap between the outer tube 55 and the inner tube 54.

このように、本実施形態とバイパス構造のいずれにおいても排気の漏洩が生じるおそれはある。しかしながら、本実施形態では、外管５５と内管５４との隙間に漏洩した排気は、下流ほど流路面積が縮小された第２通路５５ａに流入して、下流ほど流路面積が縮小された集合部５８ａに流入する。そのため、この漏洩した排気が第１通路５４ａのみを通過して集合部５８ａに流入する場合に対して、集合部５８ａ内の排気流速の差ひいてはエゼクタ効果および吸気効率の差を小さく抑えることができる。これに対して、バイパス構造では、漏洩した排気は、下流ほど流路面積が縮小された独立排気通路５２の下流端５５２ａおよび集合部５５８ａを通らずに流下する。そのため、排気がこれら下流端５５２ａおよび集合部５５８ａのみを通過した場合に対する、集合部５５８ａ内の排気流速の差ひいてはエゼクタ効果および吸気効率の差は大きくなる。   Thus, there is a possibility that exhaust leakage may occur in either the present embodiment or the bypass structure. However, in this embodiment, the exhaust gas leaking into the gap between the outer tube 55 and the inner tube 54 flows into the second passage 55a whose flow area is reduced toward the downstream, and the flow area is reduced toward the downstream. It flows into the gathering part 58a. Therefore, in contrast to the case where the leaked exhaust gas passes only through the first passage 54a and flows into the collecting portion 58a, the difference in the exhaust flow velocity in the collecting portion 58a and thus the difference in the ejector effect and the intake efficiency can be suppressed. . On the other hand, in the bypass structure, the leaked exhaust flows down without passing through the downstream end 552a and the collecting portion 558a of the independent exhaust passage 52 whose flow path area is reduced toward the downstream. Therefore, the difference in the exhaust flow velocity in the collecting portion 558a and the difference in the ejector effect and the intake efficiency with respect to the case where the exhaust gas passes only through the downstream end 552a and the collecting portion 558a become large.

以上のように、本実施形態では、流路面積を変更するための手段（外管５５あるいは制御弁５１２）のクリアランスに対して、排気流速ひいては吸気効率のロバスト性を高くすることができ、安定した吸気性能を得ることができる。   As described above, according to the present embodiment, the exhaust flow rate and thus the robustness of the intake efficiency can be increased with respect to the clearance of the means (the outer tube 55 or the control valve 512) for changing the flow path area, and stable. Can achieve the intake performance.

また、本実施形態では、絞り部５３を、内側に第１通路５４ａが形成された内管５４とこの内管５４を収容する外管５５とで構成し、これら外管５５と内管５４との間に第２通路５５ａを区画するとともに、この第２通路５５ａの流路面積を変更するという簡単な構成で、絞り部５３内の各ガス通路の流路面積を変更しており、絞り部５３の構造ひいては装置全体の構造を簡素化することができる。特に、外管５５を上下流方向にスライドさせるだけでよく、外管５５の駆動構造を簡素化することができる。   In the present embodiment, the throttle portion 53 includes an inner tube 54 having a first passage 54a formed therein and an outer tube 55 that accommodates the inner tube 54. The outer tube 55, the inner tube 54, The flow passage area of each gas passage in the throttle portion 53 is changed with a simple configuration in which the second passage 55a is partitioned between the two passages 55a and the flow passage area of the second passage 55a is changed. The structure of 53 and thus the structure of the entire apparatus can be simplified. In particular, it is only necessary to slide the outer tube 55 in the upstream / downstream direction, and the drive structure of the outer tube 55 can be simplified.

また、本実施形態では、外管５５と内管５４との連通口５４ｄが内管側傾斜面５４ｇ＿２に形成されている。そして、各連通口５４ｄが、上下流方向に開口している。そのため、第２運転領域Ａ２において、内管５４と外管５５とを連通させてガス通路の流路面積を大きくしつつ、連通口５４ｄの通過時の排気抵抗を小さく抑えて排気の流速を高く維持することができ、高いエゼクタ効果ひいては高い吸気効率を得ることができる。   In the present embodiment, the communication port 54d between the outer tube 55 and the inner tube 54 is formed in the inner tube side inclined surface 54g_2. Each communication port 54d opens in the upstream / downstream direction. Therefore, in the second operation region A2, the inner pipe 54 and the outer pipe 55 are communicated to increase the flow passage area of the gas passage, and the exhaust resistance at the time of passage through the communication port 54d is suppressed to be small and the exhaust flow velocity is increased. It can be maintained, and a high ejector effect and thus a high intake efficiency can be obtained.

（６）他の実施形態
（６−１）第２実施形態
前記第１実施形態では、第２運転領域Ａ２においてエンジン回転数Ｎｅが大きくなるほどガス通路の流路面積を増大させる場合について示したが、第２運転領域Ａ２においてガス通路の流路面積を、第１運転領域Ａ１における流路面積（最大面積）よりも小さい面積（例えば、最小面積）に固定するよう制御してもよい。具体的には、スライドアクチュエータ５５ｆを、外管５５の位置を２つの流路面積最小位置と流路面積最大位置とで切替えるよう構成し、第２運転領域Ａ２において外管５５を流路面積最小位置にして第１通路５４ａと第２通路５５ａとを連通させない状態とする一方、第１運転領域Ａ１において外管５５を流路面積最大位置として第１通路５４ａと第２通路５５ａとを連通させる状態としてもよい。この場合であっても、第２運転領域Ａ２においてガス通路の流路面積を小さい面積としてエゼクタ効果を発揮させ、これにより吸気効率およびエンジントルクを高めつつ、第１運転領域Ａ１においてガス通路の流路面積を大きくして排気抵抗、ポンプロスを抑制し、これによりエンジントルクを高めることができる。 (6) Other Embodiments (6-1) Second Embodiment In the first embodiment, the case where the flow passage area of the gas passage is increased as the engine speed Ne increases in the second operation region A2 has been described. The flow passage area of the gas passage in the second operation region A2 may be controlled to be fixed to an area (for example, the minimum area) smaller than the flow passage area (maximum area) in the first operation region A1. Specifically, the slide actuator 55f is configured to switch the position of the outer tube 55 between two minimum flow channel area positions and a maximum flow channel area position, and the outer tube 55 is configured to minimize the flow channel area in the second operation region A2. The first passage 54a and the second passage 55a are not communicated with each other at the position, and the first passage 54a and the second passage 55a are communicated with the outer tube 55 as the maximum flow area in the first operation region A1. It is good also as a state. Even in this case, the ejector effect is exhibited by reducing the flow passage area of the gas passage in the second operation region A2, thereby increasing the intake efficiency and the engine torque, and the flow of the gas passage in the first operation region A1. The road area can be increased to suppress exhaust resistance and pump loss, thereby increasing engine torque.

ただし、前述のように、第２運転領域Ａ２において、エンジン回転数Ｎｅの増大に伴いガス通路の流路面積を増大させるよう構成すれば、エンジン回転数Ｎｅの増大に伴うポンプロスの増大を適正に抑制して、より効果的にエンジントルクを高めることができる。   However, as described above, in the second operation region A2, if the flow passage area of the gas passage is increased with the increase of the engine speed Ne, the increase in the pump loss due to the increase of the engine speed Ne is properly adjusted. It can suppress and can increase engine torque more effectively.

（６−２）第３実施形態
前記第１実施形態では、外管５５に複数の第２通路５５ａを区画するための区画壁５５ｅを設けるとともに、内管５４にこれら区画壁５５ｅがスライド移動可能な溝５４ｅを設けたが、これら区画壁５５ｅおよび溝５４ｅは省略してもよい。 (6-2) Third Embodiment In the first embodiment, a partition wall 55e for partitioning the plurality of second passages 55a is provided in the outer tube 55, and these partition walls 55e are slidable on the inner tube 54. However, the partition wall 55e and the groove 54e may be omitted.

これら区画壁５５ｅ等を省略した第３実施形態に係る絞り部５３の構成を、図２１（ａ）および図２１（ｂ）に示す。図２１（ａ）は、第１実施形態の図７（ａ）に対応する図である。図２１（ｂ）は、第１実施形態の図１１に対応する図である。図２１（ａ）、（ｂ）に示すように、この第３実施形態では、区画壁５５ｅが省略されることに伴い、外管５５と内管５４との間に複数の第１通路５４ａと連通する１つの第２通路５５ａが形成される。第３実施形態の他の構成、すなわち、区画壁５５ｅおよび溝５４ｅに関する構成以外の構成は、第１実施形態と同様であり、各第１通路５４ａと第２通路５５ａとを連通する連通口５４ｄは、内管５４の内管側傾斜面５４ｇ＿２に形成されている。   FIG. 21A and FIG. 21B show the configuration of the throttle unit 53 according to the third embodiment in which these partition walls 55e are omitted. FIG. 21A is a diagram corresponding to FIG. 7A of the first embodiment. FIG. 21B is a diagram corresponding to FIG. 11 of the first embodiment. As shown in FIGS. 21 (a) and 21 (b), in the third embodiment, a plurality of first passages 54a are provided between the outer tube 55 and the inner tube 54 as the partition wall 55e is omitted. One second passage 55a that communicates is formed. The other configuration of the third embodiment, that is, the configuration other than the configuration related to the partition wall 55e and the groove 54e is the same as that of the first embodiment, and the communication port 54d that communicates the first passage 54a and the second passage 55a. Is formed on the inner tube-side inclined surface 54g_2 of the inner tube 54.

この第３実施形態によれば、区画壁５５ｅ等が省略されるため、絞り部５３ひいては装置全体の構造をより一層簡素化することができる。   According to the third embodiment, since the partition wall 55e and the like are omitted, the structure of the throttle unit 53 and the entire apparatus can be further simplified.

ここで、第２運転領域Ａ２において第１通路５４ａと第２通路５５ａとを連通させつつ高いエゼクタ効果を得るためには、第２通路５５ａに流入した排気が膨張して排気の速度が低下するのを回避するのが好ましい。これに対して、この第３実施形態では、前記区画壁５５ｅが省略されて、第２通路５５ａが複数の第１通路５４ａにわたって延びており、その流路面積が比較的大きくなる。しかしながら、この第３実施形態においても、前述のように、第１通路５４ａと第２通路５５ａとを連通する連通口５４ｄが内管側傾斜面５４ｇ＿２に形成されている。そして、各連通口５４ｄが、上下流方向に開口している。そのため、第２通路５５ａ内での排気の膨張は抑制され、高いエゼクタ効果を得ることができる。すなわち、所定の第１通路５４ａから第２通路５５ａに流入した排気は、その向きを下流向きに維持し、他の第１通路５４ａ側に向かうことなく第２通路５５ａを流下する。そのため、第２通路５５ａ内での排気の膨張は抑制され、高いエゼクタ効果が発揮される。   Here, in order to obtain a high ejector effect while communicating the first passage 54a and the second passage 55a in the second operation region A2, the exhaust gas flowing into the second passage 55a expands and the exhaust speed decreases. It is preferable to avoid this. On the other hand, in the third embodiment, the partition wall 55e is omitted, and the second passage 55a extends over the plurality of first passages 54a, and the flow passage area becomes relatively large. However, also in the third embodiment, as described above, the communication port 54d that connects the first passage 54a and the second passage 55a is formed in the inner pipe-side inclined surface 54g_2. Each communication port 54d opens in the upstream / downstream direction. Therefore, the expansion of the exhaust gas in the second passage 55a is suppressed, and a high ejector effect can be obtained. That is, the exhaust gas flowing into the second passage 55a from the predetermined first passage 54a maintains its direction in the downstream direction, and flows down through the second passage 55a without going to the other first passage 54a side. Therefore, the expansion of the exhaust gas in the second passage 55a is suppressed, and a high ejector effect is exhibited.

（６−３）第４実施形態
前記第１実施形態では、絞り部５３内のガス通路の流路面積を変更するための構成として、第２通路５５ａの流路面積を変更するものを挙げたが、第１通路５４ａと第２通路５５ａとの連通量を変更することでガス通路の流路面積を変更するようにしてもよい。例えば、図２２、図２３（ａ）（ｂ）、図２４（ａ）（ｂ）に示すような構成としてもよい。図２２（ａ）は、第１実施形態の図７（ａ）に対応する図である。図２３（ａ）、（ｂ）は、外管１５５を省略した状態の絞り部１５３の斜視図であり、（ａ）が連通口１５４ｄを全閉とした状態、（ｂ）が連通口１５４ｄを全開とした状態である。図２４（ａ）、（ｂ）は、絞り部１５３の断面図であり、（ａ）が図２３（ａ）と対応する図、（ｂ）が図２３（ｂ）と対応する図である。 (6-3) Fourth Embodiment In the first embodiment, the configuration for changing the flow passage area of the gas passage in the constriction portion 53 is to change the flow passage area of the second passage 55a. However, the flow passage area of the gas passage may be changed by changing the communication amount between the first passage 54a and the second passage 55a. For example, it is good also as a structure as shown to FIG. 22, FIG. 23 (a) (b), FIG. 24 (a) (b). FIG. 22A is a diagram corresponding to FIG. 7A of the first embodiment. 23A and 23B are perspective views of the throttle portion 153 in a state where the outer tube 155 is omitted, in which FIG. 23A shows a state where the communication port 154d is fully closed, and FIG. 23B shows a state where the communication port 154d is opened. It is in a fully open state. 24A and 24B are cross-sectional views of the narrowed portion 153, in which FIG. 24A corresponds to FIG. 23A, and FIG. 24B corresponds to FIG.

図２２〜図２４に示す第４実施形態は、第１実施形態と同様に、内管１５４と外管１５５とを有する絞り部１５３を有している。内管１５４の外周面１５４ｇは、第１実施形態と同様に、その上流側部分に設けられて中心軸Ｌと平行に延びる円筒面１５４ｇ＿１と、その下流側部分に設けられて下流に向かうに従って中心軸Ｌ側に傾斜する内管側傾斜面１５４ｇ＿２とで構成されている。内管１５４の内側には、第１実施形態と同様に、下流側ほど流路面積が縮小する複数の第１通路１５４ａが形成されている。   The fourth embodiment shown in FIG. 22 to FIG. 24 has a throttle portion 153 having an inner tube 154 and an outer tube 155, as in the first embodiment. As in the first embodiment, the outer peripheral surface 154g of the inner tube 154 has a cylindrical surface 154g_1 provided at the upstream portion thereof and extending in parallel with the central axis L, and is provided at the downstream portion thereof and is centered toward the downstream. The inner tube side inclined surface 154g_2 is inclined to the axis L side. As in the first embodiment, a plurality of first passages 154a whose flow area decreases toward the downstream side are formed inside the inner tube 154.

一方、この第４実施形態に係る外管１５５は、内管１５４に対して相対移動不能に固定
されている。外管１５５は、その内周面１５５ｇが、内管１５４の外周面１５４ｇから径方向外側に離間して、これら内周面１５５ｇと外周面１５４ｇとの間に第２通路１５５ａが区画された状態で固定されている。外管１５５の内周面１５５ｇは、内管１５４の外周面１５４ｇと平行に延びている。内管１５４の外周面１５４ｇのうち第１通路１５５ａ間に対応する位置には、径方向外側に向かって突出して外管１５５の内周面１５５ｇと当接する位置まで延びる区画壁１５４ｅが設けられている。これら区画壁１５４ｅにより、外管１５５の内周面１５５ｇと内管１５４の外周面１５４ｇとの間には、第１通路１５５ａと対応する位置にそれぞれ第２通路１５５ａが区画されている。この実施形態では、３つの第１通路１５５ａに対応して３つの第２通路１５５ａが形成されている。内管１５４の管壁には、第１通路１５４ａと第２通路１５５ａとをそれぞれ連通する連通口１５４ｄが形成されている。各連通口１５４ｄは、内管１５４の外周面１５４ｇのうち円筒面１５４ｇ＿１に開口している。 On the other hand, the outer tube 155 according to the fourth embodiment is fixed so as not to move relative to the inner tube 154. The outer tube 155 has an inner peripheral surface 155g spaced radially outward from the outer peripheral surface 154g of the inner tube 154, and the second passage 155a is defined between the inner peripheral surface 155g and the outer peripheral surface 154g. It is fixed with. The inner peripheral surface 155g of the outer tube 155 extends in parallel with the outer peripheral surface 154g of the inner tube 154. A partition wall 154e that protrudes radially outward and extends to a position that contacts the inner peripheral surface 155g of the outer tube 155 is provided at a position corresponding to the space between the first passages 155a in the outer peripheral surface 154g of the inner tube 154. Yes. By these partition walls 154e, a second passage 155a is partitioned between the inner peripheral surface 155g of the outer tube 155 and the outer peripheral surface 154g of the inner tube 154 at a position corresponding to the first passage 155a. In this embodiment, three second passages 155a are formed corresponding to the three first passages 155a. In the tube wall of the inner tube 154, a communication port 154d that connects the first passage 154a and the second passage 155a is formed. Each communication port 154d is open to the cylindrical surface 154g_1 of the outer peripheral surface 154g of the inner tube 154.

この第４実施形態に係る絞り部１５３には、各連通口１５４ｄをそれぞれ開閉可能な蓋部１５９と、これら蓋部１５９を駆動可能な回動アクチュエータ１５５ｆ（図示省略）が設けられている。   The throttle portion 153 according to the fourth embodiment is provided with a lid portion 159 that can open and close each communication port 154d, and a rotation actuator 155f (not shown) that can drive the lid portion 159.

各蓋部１５９は、内管１５４の外周面１５４ｇに沿って延びている。前記回動アクチュエータ１５５ｆは、各蓋部１５９を、内管１５４の外周面１５４ｇに沿って周方向に移動させる。すなわち、回動アクチュエータ１５５ｆは、各蓋部１５９を、絞り部１５３の中心軸Ｌを中心として回動させる。そして、この回動アクチュエータ１５５ｆは、図２３（ａ）および図２４（ａ）に示す各連通口１５４ｄを全閉にする位置と、図２３（ｂ）および図２４（ｂ）に示す各連通口１５４ｄを全開にする位置との間で移動させる。この移動により連通口１５４ｄの開口量は変化し、この開口量の変化に伴って、第１通路１５４ａと第２通路１５５ａとの連通量は変化する。そして、絞り部１５３のうち排気が通過するガス通路の流路面積は変化する。ここで、第１通路１５４ａに流入した排気は、この連通量に応じた量だけ第２通路１５５ａ内に流入する。そのため、絞り部１５３のうち排気が通過するガス通路の流路面積は、この連通量と第１通路１５４ａの流路面積により規定される。すなわち、ここでは、第１通路１５４ａの流路面積と前記連通口１５４ｄの開口面積との合計面積をガス通路の流路面積という。   Each lid 159 extends along the outer peripheral surface 154 g of the inner tube 154. The rotation actuator 155f moves each lid 159 in the circumferential direction along the outer peripheral surface 154g of the inner tube 154. That is, the rotation actuator 155 f rotates each lid portion 159 about the central axis L of the aperture portion 153. The rotation actuator 155f includes a position where each communication port 154d shown in FIGS. 23 (a) and 24 (a) is fully closed, and each communication port shown in FIGS. 23 (b) and 24 (b). 154d is moved between the fully opened position. By this movement, the opening amount of the communication port 154d changes, and the communication amount between the first passage 154a and the second passage 155a changes with the change in the opening amount. The flow passage area of the gas passage through which the exhaust passes in the throttle 153 changes. Here, the exhaust gas flowing into the first passage 154a flows into the second passage 155a by an amount corresponding to the communication amount. Therefore, the flow passage area of the gas passage through which the exhaust passes in the throttle portion 153 is defined by the communication amount and the flow passage area of the first passage 154a. That is, here, the total area of the flow passage area of the first passage 154a and the opening area of the communication port 154d is referred to as the flow passage area of the gas passage.

このようにして、第４実施形態では、第１通路１５４ａと第２通路１５５ａとの連通量が変更されることで、絞り部１５３内のガス通路の流路面積が変更される。そして、この第４実施形態では、第２運転領域Ａ２において、蓋部１５９の位置が、連通口１５４ｄを全閉にする位置と連通口１５４ｄを全開にする位置との間の位置に、かつ、エンジン回転数Ｎｅが増大するほど連通口１５４ｄの開口量すなわち第１通路１５４ａと第２通路１５５ａとの連通量であってガス通路の流路面積が増大するように制御される。また、第１運転領域Ａ１において、蓋部１５９の位置が、連通口１５４ｄを全開にする位置に制御されて、第１通路１５４ａと第２通路１５５ａとの連通量すなわちガス通路の流路面積が最大とされる。このようにして、この第４実施形態においても、各運転領域において、ガス通路の流路面積が適正に調整されて、吸気効率とポンプロスとが適正に調整される。   In this manner, in the fourth embodiment, the flow area of the gas passage in the throttle portion 153 is changed by changing the communication amount between the first passage 154a and the second passage 155a. In the fourth embodiment, in the second operation region A2, the position of the lid 159 is a position between a position where the communication port 154d is fully closed and a position where the communication port 154d is fully opened, and As the engine speed Ne increases, the opening amount of the communication port 154d, that is, the communication amount between the first passage 154a and the second passage 155a, and the flow passage area of the gas passage are controlled to increase. Further, in the first operation region A1, the position of the lid 159 is controlled to a position at which the communication port 154d is fully opened, and the communication amount between the first passage 154a and the second passage 155a, that is, the flow passage area of the gas passage Is the maximum. Thus, also in the fourth embodiment, in each operation region, the flow passage area of the gas passage is appropriately adjusted, and the intake efficiency and the pump loss are appropriately adjusted.

ここで、この第４実施形態では、連通口１５４ｄの開口量の変更を、各蓋部１５９を中心軸Ｌを中心として回動させるという構成で実現しており、蓋部１５９の駆動構造を簡素化することができる。   Here, in the fourth embodiment, the opening amount of the communication port 154d is changed by a configuration in which each lid portion 159 is rotated about the central axis L, and the drive structure of the lid portion 159 is simplified. Can be

なお、この第４実施形態においても、第１運転領域において、蓋部１５９を、エンジン回転数Ｎｅによらず、連通口１５４ｄを全閉にする位置で固定してもよい。   In the fourth embodiment, the lid 159 may be fixed at the position where the communication port 154d is fully closed regardless of the engine speed Ne in the first operation region.

１２ 気筒
１８排気ポート
１９ 吸気弁
２０ 排気弁
５２ 独立排気通路
５３ 絞り部
５４ 内管
５４ａ 第１通路
５５ 外管
５５ａ 第２通路
５５ｆ スライドアクチュエータ（流路面積変更手段）
９０ ＥＣＵ（制御手段） 12 cylinders 18 exhaust ports 19 intake valves 20 exhaust valves 52 independent exhaust passages 53 throttle portions 54 inner pipes 54a first passages 55 outer pipes 55a second passages 55f slide actuators (flow passage area changing means)
90 ECU (control means)

Claims (12)

吸気ポートおよび排気ポートがそれぞれ形成されるとともに前記吸気ポートを開閉可能な吸気弁と前記排気ポートを開閉可能な排気弁とが設けられた複数の気筒を有する多気筒エンジンの吸排気装置であって、
１つの気筒あるいは排気順序が互いに連続しない複数の気筒の排気ポートにそれぞれ接続される独立排気通路と、
前記各独立排気通路よりも下流側に設けられて、当該各独立排気通路を通過した排気が内側で集合する集合部と、
前記各独立排気通路と前記集合部との間に介在して、前記各独立排気通路から排出された排気がそれぞれ独立して流入する複数のガス通路が内側に形成された絞り部と、
前記絞り部内の各ガス通路の流路面積を変更可能な流路面積変更手段と、
前記各気筒の吸気弁および排気弁を駆動可能なバルブ駆動手段と、
前記流路面積変更手段および前記バルブ駆動手段を制御可能な制御手段とを備え、
前記制御手段は、
エンジンの回転数が予め設定された基準回転数よりも高くエンジンの負荷が予め設定された所定の負荷よりも高い高速高負荷領域を少なくとも含む第１運転領域において、前記流路面積変更手段により前記各ガス通路の流路面積を最大面積にさせる一方、
エンジンの回転数が前記基準回転数よりも低くエンジンの負荷が予め設定された所定の負荷よりも高い低速高負荷領域を少なくとも含む第２運転領域において、前記流路面積変更手段により前記各ガス通路の流路面積を前記最大面積よりも小さい面積にさせるとともに、前記各気筒の吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とが所定のオーバーラップ期間重複し、かつ、排気順序が連続する気筒間において一方の気筒の前記オーバーラップ期間が他方の気筒の排気弁が開弁している時期に重複するように、前記バルブ駆動手段により前記各気筒の吸気弁および排気弁を駆動させ、
前記各ガス通路は、前記集合部の軸線を中心とする円の円周上に等間隔に並設され、かつ、排気順序が連続する気筒に接続された前記独立排気通路に対応するガス通路が互いに近接するように配置されており、
前記流路面積変更手段は、前記各ガス通路の途中部から下流端までの部分である下流側部分の流路面積を少なくとも変更可能であり、
前記各ガス通路は、エンジンが前記第２運転領域で運転されて当該ガス通路の流路面積が前記最大面積よりも小さい面積とされた状態において、前記各気筒の排気ポートから当該各ガス通路を通って前記集合部に排気が排出されるのに伴い、他のガス通路およびこのガス通路と連通する排気ポート内にエゼクタ効果によって負圧が生成されるように、当該各ガス通路の下流端の流路面積が当該ガス通路の流路面積の最小面積となり、かつ、当該各ガス通路の下流側部分の流路面積がこの下流端に向かうに従って流路面積が徐々に小さくなる形状を呈することを特徴とする多気筒エンジンの吸排気装置。 An intake / exhaust device for a multi-cylinder engine having a plurality of cylinders each having an intake port and an exhaust port, and provided with an intake valve capable of opening and closing the intake port and an exhaust valve capable of opening and closing the exhaust port. ,
An independent exhaust passage connected to exhaust ports of one cylinder or a plurality of cylinders whose exhaust sequences are not continuous with each other;
A collecting portion that is provided on the downstream side of each independent exhaust passage and the exhaust that has passed through each independent exhaust passage gathers inside;
A plurality of gas passages which are interposed between the independent exhaust passages and the collective portion, and in which a plurality of gas passages into which the exhaust discharged from the independent exhaust passages flows independently are formed inside;
A flow channel area changing means capable of changing a flow channel area of each gas passage in the throttle unit;
Valve driving means capable of driving the intake valve and the exhaust valve of each cylinder;
Control means capable of controlling the flow path area changing means and the valve driving means,
The control means includes
In a first operation region including at least a high speed and high load region in which the engine speed is higher than a preset reference speed and the engine load is higher than a preset predetermined load, the flow path area changing means While making the flow area of each gas passage the maximum area,
In the second operation region including at least a low speed and high load region in which the engine speed is lower than the reference speed and the engine load is higher than a predetermined load set in advance, the gas passages are changed by the flow path area changing means. The flow passage area of the cylinder is made smaller than the maximum area, the valve opening period of the intake valve and the valve opening period of the exhaust valve of each cylinder overlap with each other by a predetermined overlap period, and the exhaust sequence is continuous. The valve driving means drives the intake valve and the exhaust valve of each cylinder so that the overlap period of one cylinder overlaps with the timing when the exhaust valve of the other cylinder is opened between the cylinders,
The gas passages corresponding to the independent exhaust passages arranged in parallel at equal intervals on the circumference of a circle centered on the axis of the collecting portion and connected to the cylinders in which the exhaust order is continuous are provided. Are located close to each other,
The flow channel area changing means can change at least the flow channel area of the downstream portion, which is a portion from the middle portion of each gas passage to the downstream end,
Wherein each of the gas communication path, in a state where the engine is operated in the second operating region the flow passage area of the gas passage is a smaller area than the maximum area, the respective gas passage from the exhaust port of each cylinder Along with the exhaust to the collecting portion is discharged through the, as negative pressure is generated by the ejector effect in the exhaust port communicating with the other gas passage and the gas passage, a downstream end of each of the gas passages The flow passage area of the gas passage is the minimum area of the flow passage area of the gas passage, and the flow passage area of the downstream portion of the gas passage has a shape that gradually decreases toward the downstream end. A multi-cylinder engine intake and exhaust system characterized by 請求項１に記載の多気筒エンジンの吸排気装置において、
前記各ガス通路は、前記各独立排気通路の下流端から前記集合部まで延びて前記各独立排気通路とそれぞれ個別に連通するとともに前記集合部と連通する第１通路と、当該各第１通路と前記集合部とに連通する第２通路とを含み、
前記流路面積変更手段は、前記第２通路の流路面積を変更することで前記各ガス通路の流路面積を変更し、
前記制御手段は、前記第１運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第２通路の流路面積を最大面積にさせる一方、前記第２運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第２通路の流路面積を前記最大面積よりも小さくさせることを特徴とする多気筒エンジンの吸排気装置。 The intake / exhaust device for a multi-cylinder engine according to claim 1,
Each of the gas passages extends from a downstream end of each of the independent exhaust passages to the collecting portion, and communicates with each of the independent exhaust passages individually and communicates with the collecting portion, and each of the first passages. A second passage communicating with the gathering portion,
The flow passage area changing means changes the flow passage area of each gas passage by changing the flow passage area of the second passage,
In the first operation region, the control means causes the flow passage area changing means to maximize the flow passage area of the second passage, while in the second operation region, the flow passage area changing means causes the first flow area to change. An intake / exhaust device for a multi-cylinder engine, wherein the flow passage area of the two passages is made smaller than the maximum area. 吸気ポートおよび排気ポートがそれぞれ形成されるとともに前記吸気ポートを開閉可能な吸気弁と前記排気ポートを開閉可能な排気弁とが設けられた複数の気筒を有する多気筒エンジンの吸排気装置であって、  An intake / exhaust device for a multi-cylinder engine having a plurality of cylinders each having an intake port and an exhaust port, and provided with an intake valve capable of opening and closing the intake port and an exhaust valve capable of opening and closing the exhaust port. ,
１つの気筒あるいは排気順序が互いに連続しない複数の気筒の排気ポートにそれぞれ接続される独立排気通路と、  An independent exhaust passage connected to exhaust ports of one cylinder or a plurality of cylinders whose exhaust sequences are not continuous with each other;
前記各独立排気通路よりも下流側に設けられて、当該各独立排気通路を通過した排気が内側で集合する集合部と、  A collecting portion that is provided on the downstream side of each independent exhaust passage and the exhaust that has passed through each independent exhaust passage gathers inside;
前記各独立排気通路と前記集合部との間に介在して、前記各独立排気通路から排出された排気がそれぞれ独立して流入する複数のガス通路が内側に形成された絞り部と、  A plurality of gas passages which are interposed between the independent exhaust passages and the collective portion, and in which a plurality of gas passages into which the exhaust discharged from the independent exhaust passages flows independently are formed inside;
前記絞り部内の各ガス通路の流路面積を変更可能な流路面積変更手段と、  A flow channel area changing means capable of changing a flow channel area of each gas passage in the throttle unit;
前記各気筒の吸気弁および排気弁を駆動可能なバルブ駆動手段と、  Valve driving means capable of driving the intake valve and the exhaust valve of each cylinder;
前記流路面積変更手段および前記バルブ駆動手段を制御可能な制御手段とを備え、  Control means capable of controlling the flow path area changing means and the valve driving means,
前記各ガス通路は、前記集合部の軸線を中心とする円の円周上に等間隔に並設され、かつ、排気順序が連続する気筒に接続された前記独立排気通路に対応するガス通路が互いに近接するように配置されているとともに、前記各独立排気通路の下流端から前記集合部まで延びて前記各独立排気通路とそれぞれ個別に連通するとともに前記集合部と連通する第１通路と、当該各第１通路と前記集合部とに連通する第２通路とを含み、  The gas passages corresponding to the independent exhaust passages arranged in parallel at equal intervals on the circumference of a circle centered on the axis of the collecting portion and connected to the cylinders in which the exhaust order is continuous are provided. A first passage that is disposed so as to be close to each other, extends from a downstream end of each independent exhaust passage to the collective portion, communicates with each independent exhaust passage individually, and communicates with the collective portion; A second passage communicating with each first passage and the collecting portion;
前記流路面積変更手段は、前記第２通路の流路面積を変更することで前記各ガス通路の流路面積を変更し、  The flow passage area changing means changes the flow passage area of each gas passage by changing the flow passage area of the second passage,
前記制御手段は、  The control means includes
エンジンの回転数が予め設定された基準回転数よりも高くエンジンの負荷が予め設定された所定の負荷よりも高い高速高負荷領域を少なくとも含む第１運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第２通路および前記各ガス通路の流路面積を最大面積にさせる一方、  In a first operation region including at least a high speed and high load region in which the engine speed is higher than a preset reference speed and the engine load is higher than a preset predetermined load, the flow path area changing means While making the flow area of the second passage and each gas passage the maximum area,
エンジンの回転数が前記基準回転数よりも低くエンジンの負荷が予め設定された所定の負荷よりも高い低速高負荷領域を少なくとも含む第２運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第２通路および前記各ガス通路の流路面積を前記最大面積よりも小さくさせるとともに、前記各気筒の吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とが所定のオーバーラップ期間重複し、かつ、排気順序が連続する気筒間において一方の気筒の前記オーバーラップ期間が他方の気筒の排気弁が開弁している時期に重複するように、前記バルブ駆動手段により前記各気筒の吸気弁および排気弁を駆動させ、  In a second operation region including at least a low speed and high load region in which the engine speed is lower than the reference speed and the engine load is higher than a predetermined load set in advance, the second passage is changed by the flow path area changing means. And the flow passage area of each gas passage is made smaller than the maximum area, the opening period of the intake valve and the opening period of the exhaust valve of each cylinder overlap with each other by a predetermined overlap period, and the exhaust order Between the cylinders that are continuous with each other, the valve drive means drives the intake valve and the exhaust valve of each cylinder so that the overlap period of one cylinder overlaps with the time when the exhaust valve of the other cylinder is open. Let
前記各ガス通路の少なくとも下流側の部分は、エンジンが前記第２運転領域で運転されて当該ガス通路の流路面積が前記最大面積よりも小さい面積とされた状態において、前記各気筒の排気ポートから当該各ガス通路を通って前記集合部に排気が排出されるのに伴い他のガス通路およびこのガス通路と連通する排気ポート内にエゼクタ効果によって負圧が生成されるように、下流に向かうに従って流路面積が徐々に小さくなる形状を呈することを特徴とする多気筒エンジンの吸排気装置。  At least a downstream portion of each gas passage is an exhaust port of each cylinder when the engine is operated in the second operation region and the flow passage area of the gas passage is smaller than the maximum area. As the exhaust gas is discharged from the gas passages through the gas passages to the collective portion, the negative gas pressure is generated in the other gas passages and the exhaust ports communicating with the gas passages by the ejector effect. The multi-cylinder engine intake / exhaust device is characterized in that the flow passage area gradually decreases in accordance with 請求項２または３に記載の多気筒エンジンの吸排気装置において、
前記絞り部は、上下流方向に延びて内側に前記各第１通路が形成された内管と、上下流方向に延びて前記内管を内側に収容する外管とを有し、
前記第２通路は、前記外管の内周面と前記内管の外周面との間に区画されており、
前記内管には、前記各第１通路と前記第２通路とをそれぞれ連通する連通口が形成されており、
前記内管の外周面は、その下流側部分に設けられて下流に向かうに従って当該内管の軸に近づく方向に傾斜する内管側傾斜部を有し、
前記外管の内周面は、前記内管側傾斜部と略平行に延びる外管側傾斜部を有し、
前記流路面積変更手段は、前記外管を前記内管に対して上下流方向に移動させて前記外管側傾斜部と前記内管側傾斜部との離間量を変更することで、前記第２通路の流路面積を変更することを特徴とする多気筒エンジンの吸排気装置。 The multi-cylinder engine intake / exhaust device according to claim 2 or 3 ,
The throttle portion has an inner pipe that extends in the upstream / downstream direction and has the first passages formed therein, and an outer pipe that extends in the upstream / downstream direction and accommodates the inner pipe inside.
The second passage is defined between an inner peripheral surface of the outer tube and an outer peripheral surface of the inner tube;
The inner pipe is formed with a communication port for communicating the first passage and the second passage,
The outer peripheral surface of the inner tube has an inner tube side inclined portion that is provided in the downstream portion thereof and is inclined in a direction approaching the axis of the inner tube as it goes downstream.
The inner peripheral surface of the outer tube has an outer tube side inclined portion extending substantially parallel to the inner tube side inclined portion,
The flow path area changing means moves the outer tube in the upstream / downstream direction with respect to the inner tube to change the separation amount between the outer tube side inclined portion and the inner tube side inclined portion. An intake / exhaust device for a multi-cylinder engine, wherein the flow passage area of the two passages is changed. 請求項４に記載の多気筒エンジンの吸排気装置において、
前記連通口は、前記内管側傾斜部に形成されていることを特徴とする多気筒エンジンの吸排気装置。 The intake / exhaust device for a multi-cylinder engine according to claim 4 ,
The multi-cylinder engine intake / exhaust device, wherein the communication port is formed in the inner pipe side inclined portion. 請求項１に記載の多気筒エンジンの吸排気装置において、
前記各ガス通路は、前記各独立排気通路の下流端から前記集合部まで延びて前記各独立排気通路とそれぞれ個別に連通するとともに前記集合部と連通する第１通路と、当該各第１通路と前記集合部とに連通する第２通路とを含み、
前記流路面積変更手段は、前記第１通路と第２通路との連通量を変更可能であり、
前記制御手段は、前記第１運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第１通路と第２通路との連通量を最大にさせる一方、前記第２運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第１通路と第２通路との連通量を前記最大量よりも小さくさせることを特徴とする多気筒エンジンの吸排気装置。 The intake / exhaust device for a multi-cylinder engine according to claim 1,
Each of the gas passages extends from a downstream end of each of the independent exhaust passages to the collecting portion, and communicates with each of the independent exhaust passages individually and communicates with the collecting portion, and each of the first passages. A second passage communicating with the gathering portion,
The flow passage area changing means can change the communication amount between the first passage and the second passage,
The control means maximizes the communication amount between the first passage and the second passage by the flow passage area changing means in the first operation region, while changing the flow passage area in the second operation region. An intake / exhaust device for a multi-cylinder engine, wherein the communication amount between the first passage and the second passage is made smaller than the maximum amount by means. 吸気ポートおよび排気ポートがそれぞれ形成されるとともに前記吸気ポートを開閉可能な吸気弁と前記排気ポートを開閉可能な排気弁とが設けられた複数の気筒を有する多気筒エンジンの吸排気装置であって、  An intake / exhaust device for a multi-cylinder engine having a plurality of cylinders each having an intake port and an exhaust port, and provided with an intake valve capable of opening and closing the intake port and an exhaust valve capable of opening and closing the exhaust port. ,
１つの気筒あるいは排気順序が互いに連続しない複数の気筒の排気ポートにそれぞれ接続される独立排気通路と、  An independent exhaust passage connected to exhaust ports of one cylinder or a plurality of cylinders whose exhaust sequences are not continuous with each other;
前記各独立排気通路よりも下流側に設けられて、当該各独立排気通路を通過した排気が内側で集合する集合部と、  A collecting portion that is provided on the downstream side of each independent exhaust passage and the exhaust that has passed through each independent exhaust passage gathers inside;
前記各独立排気通路と前記集合部との間に介在して、前記各独立排気通路から排出された排気がそれぞれ独立して流入する複数のガス通路が内側に形成された絞り部と、  A plurality of gas passages which are interposed between the independent exhaust passages and the collective portion, and in which a plurality of gas passages into which the exhaust discharged from the independent exhaust passages flows independently are formed inside;
前記絞り部内の各ガス通路の流路面積を変更可能な流路面積変更手段と、  A flow channel area changing means capable of changing a flow channel area of each gas passage in the throttle unit;
前記各気筒の吸気弁および排気弁を駆動可能なバルブ駆動手段と、  Valve driving means capable of driving the intake valve and the exhaust valve of each cylinder;
前記流路面積変更手段および前記バルブ駆動手段を制御可能な制御手段とを備え、  Control means capable of controlling the flow path area changing means and the valve driving means,
前記各ガス通路は、前記集合部の軸線を中心とする円の円周上に等間隔に並設され、かつ、排気順序が連続する気筒に接続された前記独立排気通路に対応するガス通路が互いに近接するように配置されているとともに、前記各独立排気通路の下流端から前記集合部まで延びて前記各独立排気通路とそれぞれ個別に連通するとともに前記集合部と連通する第１通路と、当該各第１通路と前記集合部とに連通する第２通路とを含み、  The gas passages corresponding to the independent exhaust passages arranged in parallel at equal intervals on the circumference of a circle centered on the axis of the collecting portion and connected to the cylinders in which the exhaust order is continuous are provided. A first passage that is disposed so as to be close to each other, extends from a downstream end of each independent exhaust passage to the collective portion, communicates with each independent exhaust passage individually, and communicates with the collective portion; A second passage communicating with each first passage and the collecting portion;
前記流路面積変更手段は、前記第１通路と第２通路との連通量を変更可能であり、  The flow passage area changing means can change the communication amount between the first passage and the second passage,
前記制御手段は、  The control means includes
エンジンの回転数が予め設定された基準回転数よりも高くエンジンの負荷が予め設定された所定の負荷よりも高い高速高負荷領域を少なくとも含む第１運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第１通路と第２通路との連通量を最大にさせて前記各ガス通路の流路面積を最大面積にさせる一方、  In a first operation region including at least a high speed and high load region in which the engine speed is higher than a preset reference speed and the engine load is higher than a preset predetermined load, the flow path area changing means While maximizing the amount of communication between the first passage and the second passage to maximize the flow area of each gas passage,
エンジンの回転数が前記基準回転数よりも低くエンジンの負荷が予め設定された所定の負荷よりも高い低速高負荷領域を少なくとも含む第２運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第１通路と第２通路との連通量を前記最大量よりも小さくさせて前記各ガス通路の流路面積を前記最大面積よりも小さくさせるとともに、前記各気筒の吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とが所定のオーバーラップ期間重複し、かつ、排気順序が連続する気筒間において一方の気筒の前記オーバーラップ期間が他方の気筒の排気弁が開弁している時期に重複するように、前記バルブ駆動手段により前記各気筒の吸気弁および排気弁を駆動させ、  In a second operation region including at least a low speed and high load region in which the engine speed is lower than the reference speed and the engine load is higher than a predetermined load, the first passage is changed by the flow path area changing means. The communication amount between the gas passage and the second passage is made smaller than the maximum amount so that the flow passage area of each gas passage is made smaller than the maximum area, and the intake valve opening period of each cylinder and the exhaust valve The valve opening period overlaps with a predetermined overlap period, and the overlap period of one cylinder overlaps with the time when the exhaust valve of the other cylinder is opened between the cylinders in which the exhaust order is continuous. , Driving the intake valve and the exhaust valve of each cylinder by the valve driving means,
前記各ガス通路の少なくとも下流側の部分は、エンジンが前記第２運転領域で運転されて当該ガス通路の流路面積が前記最大面積よりも小さい面積とされた状態において、前記各気筒の排気ポートから当該各ガス通路を通って前記集合部に排気が排出されるのに伴い他のガス通路およびこのガス通路と連通する排気ポート内にエゼクタ効果によって負圧が生成されるように、下流に向かうに従って流路面積が徐々に小さくなる形状を呈することを特徴とする多気筒エンジンの吸排気装置。  At least a downstream portion of each gas passage is an exhaust port of each cylinder when the engine is operated in the second operation region and the flow passage area of the gas passage is smaller than the maximum area. As the exhaust gas is discharged from the gas passages through the gas passages to the collective portion, the negative gas pressure is generated in the other gas passages and the exhaust ports communicating with the gas passages by the ejector effect. The multi-cylinder engine intake / exhaust device is characterized in that the flow passage area gradually decreases in accordance with 請求項６または７に記載の多気筒エンジンの吸排気装置において、
前記絞り部は、内側に前記各第１通路が形成された内管と、当該内管を内側に収容する外管とを有し、
前記第２通路は、前記外管の内周面と前記内管の外周面との間に区画されており、
前記内管には、前記各第１通路と前記第２通路とをそれぞれ連通する連通口が形成されており、
前記流路面積変更手段は、前記連通口の開口量を変更可能であり、この連通口の開口量を変更することで前記第１通路と前記第２通路との連通量を変更することを特徴とする多気筒エンジンの吸排気装置。 The multi-cylinder engine intake / exhaust device according to claim 6 or 7 ,
The throttle portion has an inner tube in which each of the first passages is formed inside, and an outer tube that accommodates the inner tube inside,
The second passage is defined between an inner peripheral surface of the outer tube and an outer peripheral surface of the inner tube;
The inner pipe is formed with a communication port for communicating the first passage and the second passage,
The flow path area changing means is capable of changing the opening amount of the communication port, and changing the communication amount between the first passage and the second passage by changing the opening amount of the communication port. Intake / exhaust device for multi-cylinder engine. 請求項８に記載の多気筒エンジンの吸排気装置において、
前記内管のうち前記連通口が形成された部分の外周面は、上下流方向に延びる軸を中心とする略円周面状を呈し、
前記各連通口は、前記内管の外周面において周方向に互いに離間した位置にそれぞれ形成されており、
前記流路面積変更手段は、前記内管の外周面に沿って延びる形状を有し、前記各連通口をそれぞれ塞ぐことが可能であるとともに、前記内管の外周面を周方向に移動することで前記各連通口を塞ぐ位置と当該連通口を開口させる位置との間で変位可能な蓋部を含み、当該各蓋部を前記内管の外周面の周方向に移動させることで前記連通口の開口量を変更することを特徴とする多気筒エンジンの吸排気装置。 The multi-cylinder engine intake / exhaust device according to claim 8 ,
The outer peripheral surface of the portion where the communication port is formed in the inner pipe has a substantially circumferential surface shape centering on an axis extending in the upstream and downstream directions,
Each communication port is formed at a position spaced apart from each other in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the inner tube,
The flow path area changing means has a shape extending along the outer peripheral surface of the inner tube, can block each of the communication ports, and moves the outer peripheral surface of the inner tube in the circumferential direction. A lid portion that is displaceable between a position that closes each communication port and a position that opens the communication port, and the communication ports are moved by moving each lid portion in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the inner tube. An intake / exhaust device for a multi-cylinder engine characterized by changing the opening amount of the engine. 請求項１〜９のいずれかに記載の多気筒エンジンの吸排気装置において、
前記制御手段は、前記第２運転領域において、前記流路面積変更手段により、エンジンの回転数が高いほど前記各ガス通路の流路面積を大きくさせることを特徴とする多気筒エンジンの吸排気装置。 The multi-cylinder engine intake / exhaust device according to any one of claims 1 to 9 ,
The multi-cylinder engine intake / exhaust device characterized in that, in the second operating region, the control means increases the flow passage area of each gas passage as the engine speed increases by the flow passage area changing means. . 吸気ポートおよび排気ポートがそれぞれ形成されるとともに前記吸気ポートを開閉可能な吸気弁と前記排気ポートを開閉可能な排気弁とが設けられた複数の気筒を有する多気筒エンジンの吸排気装置であって、
１つの気筒あるいは排気順序が互いに連続しない複数の気筒の排気ポートにそれぞれ接続される独立排気通路と、
前記各独立排気通路よりも下流側に設けられて、当該各独立排気通路を通過した排気が内側で集合する集合部と、
前記各独立排気通路と前記集合部との間に介在して、前記各独立排気通路から排出された排気がそれぞれ独立して流入する複数のガス通路が内側に形成された絞り部と、
前記絞り部内の各ガス通路の流路面積を変更可能な流路面積変更手段と、
前記各気筒の吸気弁および排気弁を駆動可能なバルブ駆動手段と、
前記流路面積変更手段および前記バルブ駆動手段を制御可能な制御手段とを備え、
前記各ガス通路は、前記各独立排気通路の下流端から前記集合部まで延びて前記各独立排気通路とそれぞれ個別に連通するとともに前記集合部と連通する第１通路と、当該各第１通路と前記集合部とに連通する第２通路とを含み、
前記絞り部は、上下流方向に延びて内側に前記各第１通路が形成された内管と、上下流方向に延びて前記内管を内側に収容する外管とを有し、
前記第２通路は、前記外管の内周面と前記内管の外周面との間に区画されており、
前記内管には、前記各第１通路と前記第２通路とをそれぞれ連通する連通口が形成されており、
前記内管の外周面は、その下流側部分に設けられて下流に向かうに従って当該内管の軸に近づく方向に傾斜する内管側傾斜部を有し、
前記外管の内周面は、前記内管側傾斜部と略平行に延びる外管側傾斜部を有し、
前記流路面積変更手段は、前記外管を前記内管に対して上下流方向に移動させて前記外管側傾斜部と前記内管側傾斜部との離間量を変更することで、前記第２通路および前記各ガス通路の流路面積を変更し、
前記制御手段は、
エンジンの回転数が予め設定された基準回転数よりも高くエンジンの負荷が予め設定された所定の負荷よりも高い高速高負荷領域を少なくとも含む第１運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第２通路および前記各ガス通路の流路面積を最大面積にさせる一方、
エンジンの回転数が前記基準回転数よりも低くエンジンの負荷が予め設定された所定の負荷よりも高い低速高負荷領域を少なくとも含む第２運転領域において、前記流路面積変更手段により前記第２通路および前記各ガス通路の流路面積を前記最大面積よりも小さい面積にさせるとともに、前記各気筒の吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とが所定のオーバーラップ期間重複し、かつ、排気順序が連続する気筒間において一方の気筒の前記オーバーラップ期間が他方の気筒の排気弁が開弁している時期に重複するように、前記バルブ駆動手段により前記各気筒の吸気弁および排気弁を駆動させ、
前記各ガス通路は、排気順序が連続する気筒に接続された前記独立排気通路に対応するガス通路が互いに近接するように配置されているとともに、エンジンが前記第２運転領域で運転されて当該ガス通路の流路面積が前記最大面積よりも小さい面積とされた状態において、前記各気筒の排気ポートから当該各ガス通路を通って前記集合部に排気が排出されるのに伴い他のガス通路およびこのガス通路と連通する排気ポート内にエゼクタ効果によって負圧が生成されるように、当該各ガス通路の下流側の流路面積の方が当該各ガス通路の上流側の流路面積よりも小さくなる形状を呈することを特徴とする多気筒エンジンの吸排気装置。 An intake / exhaust device for a multi-cylinder engine having a plurality of cylinders each having an intake port and an exhaust port, and provided with an intake valve capable of opening and closing the intake port and an exhaust valve capable of opening and closing the exhaust port. ,
An independent exhaust passage connected to exhaust ports of one cylinder or a plurality of cylinders whose exhaust sequences are not continuous with each other;
A collecting portion that is provided on the downstream side of each independent exhaust passage and the exhaust that has passed through each independent exhaust passage gathers inside;
A plurality of gas passages which are interposed between the independent exhaust passages and the collective portion, and in which a plurality of gas passages into which the exhaust discharged from the independent exhaust passages flows independently are formed inside;
A flow channel area changing means capable of changing a flow channel area of each gas passage in the throttle unit;
Valve driving means capable of driving the intake valve and the exhaust valve of each cylinder;
Control means capable of controlling the flow path area changing means and the valve driving means,
Each of the gas passages extends from a downstream end of each of the independent exhaust passages to the collecting portion, and communicates with each of the independent exhaust passages individually and communicates with the collecting portion, and each of the first passages. A second passage communicating with the gathering portion,
The throttle portion has an inner pipe that extends in the upstream / downstream direction and has the first passages formed therein, and an outer pipe that extends in the upstream / downstream direction and accommodates the inner pipe inside.
The second passage is defined between an inner peripheral surface of the outer tube and an outer peripheral surface of the inner tube;
The inner pipe is formed with a communication port for communicating the first passage and the second passage,
The outer peripheral surface of the inner tube has an inner tube side inclined portion that is provided in the downstream portion thereof and is inclined in a direction approaching the axis of the inner tube as it goes downstream.
The inner peripheral surface of the outer tube has an outer tube side inclined portion extending substantially parallel to the inner tube side inclined portion,
The flow path area changing means moves the outer tube in the upstream / downstream direction with respect to the inner tube to change the separation amount between the outer tube side inclined portion and the inner tube side inclined portion. Change the flow path area of the two passages and each gas passage,
The control means includes
In a first operation region including at least a high speed and high load region in which the engine speed is higher than a preset reference speed and the engine load is higher than a preset predetermined load, the flow path area changing means While making the flow area of the second passage and each gas passage the maximum area,
In a second operation region including at least a low speed and high load region in which the engine speed is lower than the reference speed and the engine load is higher than a predetermined load set in advance, the second passage is changed by the flow path area changing means. And the flow passage area of each of the gas passages is smaller than the maximum area, the valve opening period of the intake valve and the valve opening period of the exhaust valve of each cylinder overlap a predetermined overlap period, and Between the cylinders in which the exhaust order is continuous, the valve drive means causes the intake valve and the exhaust valve of each cylinder so that the overlap period of one cylinder overlaps with the timing when the exhaust valve of the other cylinder is open. Drive
Each of the gas passages is disposed so that gas passages corresponding to the independent exhaust passages connected to the cylinders in which the exhaust order is continuous are close to each other, and the engine is operated in the second operation region and the gas passages are arranged. In a state where the flow passage area of the passage is smaller than the maximum area, the exhaust gas is discharged from the exhaust port of each cylinder through the gas passage to the collecting portion, and another gas passage and The flow area on the downstream side of each gas passage is smaller than the flow area on the upstream side of each gas passage so that a negative pressure is generated in the exhaust port communicating with the gas passage by the ejector effect. A multi-cylinder engine intake / exhaust device characterized by 請求項１１に記載の多気筒エンジンの吸排気装置において、
前記連通口は、前記内管側傾斜部に形成されていることを特徴とする多気筒エンジンの吸排気装置。
The intake / exhaust device for a multi-cylinder engine according to claim 11 ,
The multi-cylinder engine intake / exhaust device, wherein the communication port is formed in the inner pipe side inclined portion.
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