JPH09222018A - 内燃機関の可変吸気装置 - Google Patents
内燃機関の可変吸気装置Info
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 不等長の吸気管を備えた内燃機関において、
各気筒間における出力特性のばらつきを排除すると共
に、内燃機関の全運転領域にわたって内燃機関全体の出
力特性を向上させること。 【解決手段】 サージタンク23内には、エンジン回転
数に応じて各インテークマニホルド31、32、33、
34の長さを連続的に変更する可変吸気機構40が配設
されている。この可変吸気機構40は、各インテークマ
ニホルド31、32、33、34の周方向に移動可能な
補助マニホルド41、42、43、44と、補助マニホ
ルド41を周方向に移動させるためのアクチュエータと
してのモータ45を備えている。また、各インテークマ
ニホルド長(L1、L2、L3、L4)、及び各補助マニホ
ルド長(LS1、LS2、LS3、LS4)の間には次のような
関係が成立している。(L1+LS1)=(L2+LS2)=
(L3+LS3)=(L4+LS4)
各気筒間における出力特性のばらつきを排除すると共
に、内燃機関の全運転領域にわたって内燃機関全体の出
力特性を向上させること。 【解決手段】 サージタンク23内には、エンジン回転
数に応じて各インテークマニホルド31、32、33、
34の長さを連続的に変更する可変吸気機構40が配設
されている。この可変吸気機構40は、各インテークマ
ニホルド31、32、33、34の周方向に移動可能な
補助マニホルド41、42、43、44と、補助マニホ
ルド41を周方向に移動させるためのアクチュエータと
してのモータ45を備えている。また、各インテークマ
ニホルド長(L1、L2、L3、L4)、及び各補助マニホ
ルド長(LS1、LS2、LS3、LS4)の間には次のような
関係が成立している。(L1+LS1)=(L2+LS2)=
(L3+LS3)=(L4+LS4)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃焼室
に吸入空気を導くための内燃機関の吸気装置に関し、さ
らに詳細には、内燃機関の運転状態に応じて吸気管長が
変化する内燃機関の可変吸気装置に関する。
に吸入空気を導くための内燃機関の吸気装置に関し、さ
らに詳細には、内燃機関の運転状態に応じて吸気管長が
変化する内燃機関の可変吸気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、エアクリーナに吸入された空
気は、スロットルボディ、サージタンク、インテークマ
ニホルドを介して吸気ポートに到達し、吸気バルブが開
弁した際にシリンダとピストンによって区画形成された
燃焼室内へ導入される。ここで、インテークマニホルド
内を流れる吸入空気は、空気密度が粗な部分と密な部分
を有する粗密波(脈動流)であることが知られている。
気は、スロットルボディ、サージタンク、インテークマ
ニホルドを介して吸気ポートに到達し、吸気バルブが開
弁した際にシリンダとピストンによって区画形成された
燃焼室内へ導入される。ここで、インテークマニホルド
内を流れる吸入空気は、空気密度が粗な部分と密な部分
を有する粗密波(脈動流)であることが知られている。
【0003】したがって、吸入空気速度が最大となる時
期(吸気バルブが閉弁する直前)に、吸入空気のうち高
密度な部分を吸入ポートに到達させることができれば、
吸気慣性効果が最大となり体積効率を向上させることが
できる。すなわち、燃焼室における燃焼効率を向上させ
ることが可能となり、結果としてエンジン出力特性を向
上させることができる。
期(吸気バルブが閉弁する直前)に、吸入空気のうち高
密度な部分を吸入ポートに到達させることができれば、
吸気慣性効果が最大となり体積効率を向上させることが
できる。すなわち、燃焼室における燃焼効率を向上させ
ることが可能となり、結果としてエンジン出力特性を向
上させることができる。
【0004】ここで、インテークマニホルド長とインテ
ークマニホルド内における脈動流(吸入空気)との間に
は、インテークマニホルド長が長くなれば脈動流の波長
が長くなり、インテークマニホルド長が短くなれば脈動
流の波長が短くなる関係があることが知られている。ま
た、エンジン回転数とインテークマニホルド内における
脈動流の周期と間には、エンジン回転数が高くなれば脈
動流の周期が短くなり、エンジン回転数が低くなれば脈
動流の周期が長くなる関係があることが知られている。
したがって、低回転数領域ではインテークマニホルド長
は長いことが好ましく、高回転数領域ではインテークマ
ニホルド長は短いことが望ましいこととなる。
ークマニホルド内における脈動流(吸入空気)との間に
は、インテークマニホルド長が長くなれば脈動流の波長
が長くなり、インテークマニホルド長が短くなれば脈動
流の波長が短くなる関係があることが知られている。ま
た、エンジン回転数とインテークマニホルド内における
脈動流の周期と間には、エンジン回転数が高くなれば脈
動流の周期が短くなり、エンジン回転数が低くなれば脈
動流の周期が長くなる関係があることが知られている。
したがって、低回転数領域ではインテークマニホルド長
は長いことが好ましく、高回転数領域ではインテークマ
ニホルド長は短いことが望ましいこととなる。
【0005】ところが、インテークマニホルドは、その
管長が定まっているので、特定のエンジン回転数では吸
気慣性効果を得られても、その他のエンジン回転数領域
では吸気慣性効果を得られないこととなる。したがっ
て、一般的な車両では、主に常用域である低・中回転数
領域において有効な吸気慣性効果を得ることができるよ
うにインテークマニホルド長が決定されていた。
管長が定まっているので、特定のエンジン回転数では吸
気慣性効果を得られても、その他のエンジン回転数領域
では吸気慣性効果を得られないこととなる。したがっ
て、一般的な車両では、主に常用域である低・中回転数
領域において有効な吸気慣性効果を得ることができるよ
うにインテークマニホルド長が決定されていた。
【0006】その一方で、高出力特性が求められる車両
では、高出力特性を得るために高回転数領域においても
有効な吸気慣性効果を得る必要があった。そこで、等長
なインテークマニホルド長を内に切換バルブを備え、こ
のバルブを開閉切換することによって高回転数域では実
質的にインテークマニホルド長を短くして、高回転数域
においても有効な吸気慣性効果を得る技術が実用化され
ている。
では、高出力特性を得るために高回転数領域においても
有効な吸気慣性効果を得る必要があった。そこで、等長
なインテークマニホルド長を内に切換バルブを備え、こ
のバルブを開閉切換することによって高回転数域では実
質的にインテークマニホルド長を短くして、高回転数域
においても有効な吸気慣性効果を得る技術が実用化され
ている。
【0007】そして、特開平2−199221号公報に
は、図7に示すようなエンジン回転数に応じて実質的な
インテークマニホルド長を連続可変的に変更させる可変
吸気制御装置が開示されている。この可変吸気制御装置
100は、等長のインテークマニホルド101内を移動
するエアダクト102を備え、かかるエアダクト102
をエンジン103の回転数に応じて移動させることによ
りインテークマニホルド101の長さを連続可変させる
吸気制御装置である。
は、図7に示すようなエンジン回転数に応じて実質的な
インテークマニホルド長を連続可変的に変更させる可変
吸気制御装置が開示されている。この可変吸気制御装置
100は、等長のインテークマニホルド101内を移動
するエアダクト102を備え、かかるエアダクト102
をエンジン103の回転数に応じて移動させることによ
りインテークマニホルド101の長さを連続可変させる
吸気制御装置である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
吸気制御装置は、エンジンの各吸気ポート(各シリン
ダ)に対応するインテークマニホルド長が全て等しい、
いわゆる、等長インテークマニホルドに対して適用され
たものばかりであり、各吸気ポートに対応するインテー
クマニホルド長が異なる不等長のインテークマニホルド
を備えたエンジンに対しては適用されていない。
吸気制御装置は、エンジンの各吸気ポート(各シリン
ダ)に対応するインテークマニホルド長が全て等しい、
いわゆる、等長インテークマニホルドに対して適用され
たものばかりであり、各吸気ポートに対応するインテー
クマニホルド長が異なる不等長のインテークマニホルド
を備えたエンジンに対しては適用されていない。
【0009】すなわち、従来における吸気制御装置は、
高出力特性を目的とする一部の車両に対してのみ備えら
れており、この種の車両では、所望の出力特性を得るた
めに、サージタンクをエンジンの吸気ポート側中央に配
置し、等長のインテークマニホルドを用いることができ
るよう当初から車両設計がなされている。
高出力特性を目的とする一部の車両に対してのみ備えら
れており、この種の車両では、所望の出力特性を得るた
めに、サージタンクをエンジンの吸気ポート側中央に配
置し、等長のインテークマニホルドを用いることができ
るよう当初から車両設計がなされている。
【0010】さらに説明すれば、複数のシリンダを有す
る多気筒エンジンの場合、各インテークマニホルド長を
等しくすれば、各シリンダにおける体積効率の均一化が
図られ、エンジン出力特性のさらなる向上を図ることが
できる。その一方で、等長インテークマニホルドを用い
るためには、サージタンクをエンジンの吸気ポート側中
央に配置しなければならず、エンジンを搭載するための
十分なスペースがエンジンルーム内に必要となる。
る多気筒エンジンの場合、各インテークマニホルド長を
等しくすれば、各シリンダにおける体積効率の均一化が
図られ、エンジン出力特性のさらなる向上を図ることが
できる。その一方で、等長インテークマニホルドを用い
るためには、サージタンクをエンジンの吸気ポート側中
央に配置しなければならず、エンジンを搭載するための
十分なスペースがエンジンルーム内に必要となる。
【0011】ところが、近年、車両外寸を変更すること
なく車室寸法を大きく取る傾向にあり、エンジンルーム
スペースが狭小化しており、特に元来、エンジンルーム
スペースの少ない小型車においてこの傾向が強い。ま
た、車両を電子制御するための電子制御装置、アンチロ
ックブレーキシステム等の安全装置の搭載が進み、これ
ら補機類の搭載によってもエンジンルームが狭小化され
ている。
なく車室寸法を大きく取る傾向にあり、エンジンルーム
スペースが狭小化しており、特に元来、エンジンルーム
スペースの少ない小型車においてこの傾向が強い。ま
た、車両を電子制御するための電子制御装置、アンチロ
ックブレーキシステム等の安全装置の搭載が進み、これ
ら補機類の搭載によってもエンジンルームが狭小化され
ている。
【0012】したがって、エンジンルーム内にエンジ
ン、補機類等を効率よく搭載しようとすれば、サージタ
ンクを中央に備えたエンジンを搭載することは困難であ
り、サージタンクがオフセットされたエンジンを搭載し
なければならないこともある。この結果、各シリンダに
対応するインテークマニホルドには、不等長のインテー
クマニホルドが用いられ、各シリンダにおいて出力特性
のばらつきが存在した。
ン、補機類等を効率よく搭載しようとすれば、サージタ
ンクを中央に備えたエンジンを搭載することは困難であ
り、サージタンクがオフセットされたエンジンを搭載し
なければならないこともある。この結果、各シリンダに
対応するインテークマニホルドには、不等長のインテー
クマニホルドが用いられ、各シリンダにおいて出力特性
のばらつきが存在した。
【0013】その一方で、エンジン出力特性に関して
は、常にその向上が求められており、かかる要求を満た
すためには、エンジンルームスペースに左右されること
なく、すなわち、不等長インテークマニホルドを備えざ
る負えないエンジンに対して、実質的なインテークマニ
ホルド長の等長化を施し、また可変吸気装置を適用する
ことが望まれる。
は、常にその向上が求められており、かかる要求を満た
すためには、エンジンルームスペースに左右されること
なく、すなわち、不等長インテークマニホルドを備えざ
る負えないエンジンに対して、実質的なインテークマニ
ホルド長の等長化を施し、また可変吸気装置を適用する
ことが望まれる。
【0014】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
決するためになされたものであり、不等長の吸気管を備
えた内燃機関において、各気筒間における出力特性のば
らつきを排除すると共に、内燃機関の全運転領域にわた
って内燃機関全体の出力特性を向上させることを目的と
する。
決するためになされたものであり、不等長の吸気管を備
えた内燃機関において、各気筒間における出力特性のば
らつきを排除すると共に、内燃機関の全運転領域にわた
って内燃機関全体の出力特性を向上させることを目的と
する。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に記載の発明に係る内燃機関の可変吸気装置
は、複数の気筒を有する内燃機関と、各気筒に対応して
内燃機関に接続されるとともに各気筒に吸入空気を導く
複数の吸気管と、各吸気管に配設されるとともに吸気管
内における吸気脈動の周期を変更し、各気筒における体
積効率を増加させるための体積効率可変手段とを備えた
内燃機関の可変吸気装置において、前記内燃機関の運転
状態を検出するための運転状態検出手段と、前記複数の
吸気管のうち少なくとも2本の吸気管の吸気管長はそれ
ぞれ異なることと、前記運転状態検出手段によって検出
された前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記各気筒
における体積効率が最高値となるよう前記各吸気管内に
おける吸気脈動の周期を変更するとともに、前記各吸気
管内における吸気脈動の周期を等しくする前記体積効率
可変手段を制御する体積効率制御手段とを備えたこと特
徴とする。
に請求項1に記載の発明に係る内燃機関の可変吸気装置
は、複数の気筒を有する内燃機関と、各気筒に対応して
内燃機関に接続されるとともに各気筒に吸入空気を導く
複数の吸気管と、各吸気管に配設されるとともに吸気管
内における吸気脈動の周期を変更し、各気筒における体
積効率を増加させるための体積効率可変手段とを備えた
内燃機関の可変吸気装置において、前記内燃機関の運転
状態を検出するための運転状態検出手段と、前記複数の
吸気管のうち少なくとも2本の吸気管の吸気管長はそれ
ぞれ異なることと、前記運転状態検出手段によって検出
された前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記各気筒
における体積効率が最高値となるよう前記各吸気管内に
おける吸気脈動の周期を変更するとともに、前記各吸気
管内における吸気脈動の周期を等しくする前記体積効率
可変手段を制御する体積効率制御手段とを備えたこと特
徴とする。
【0016】本請求項に係る内燃機関の可変吸気装置で
は、運転状態検出手段は、内燃機関の運転状態を検出す
る。内燃機関には各気筒に対応して複数の吸気管が接続
されており、これら複数の吸気管のうち少なくとも2本
は異なる吸気管長を有している。各吸気管には、体積効
率可変手段が配設されており、この体積効率変更手段
は、吸気管内における吸気脈動の周期を変更し、各気筒
における体積効率を向上させる。
は、運転状態検出手段は、内燃機関の運転状態を検出す
る。内燃機関には各気筒に対応して複数の吸気管が接続
されており、これら複数の吸気管のうち少なくとも2本
は異なる吸気管長を有している。各吸気管には、体積効
率可変手段が配設されており、この体積効率変更手段
は、吸気管内における吸気脈動の周期を変更し、各気筒
における体積効率を向上させる。
【0017】そして、体積効率制御手段は、検出された
内燃機関の運転状態の下、各気筒に対応する各吸気管に
おける吸入空気の固有波長が体積効率を最も高くなる波
長となるよう、また、吸気管長の異なる各吸気管内にお
ける吸気脈動の周期が各々等しくなるように体積効率可
変手段を制御する。したがって、各気筒における体積効
率は常に高効率に維持され、内燃機関の出力特性の向上
が図られる。
内燃機関の運転状態の下、各気筒に対応する各吸気管に
おける吸入空気の固有波長が体積効率を最も高くなる波
長となるよう、また、吸気管長の異なる各吸気管内にお
ける吸気脈動の周期が各々等しくなるように体積効率可
変手段を制御する。したがって、各気筒における体積効
率は常に高効率に維持され、内燃機関の出力特性の向上
が図られる。
【0018】また、請求項2に記載の発明に係る内燃機
関の可変吸気装置は、複数の気筒を有する内燃機関と、
各気筒に対応して内燃機関に接続された複数の吸気管
と、各吸気管に配設されるとともに吸気管長を変更する
ための吸気管長可変手段とを備えた内燃機関の可変吸気
装置において、前記内燃機関の運転状態を検出するため
の運転状態検出手段と、前記複数の吸気管のうち少なく
とも2本の吸気管の吸気管長はそれぞれ異なることと、
前記各吸気管の吸気管長を前記運転状態検出手段により
検出された前記内燃機関の運転状態に最適な吸気管長に
変更するとともに、前記各吸気管の吸気管長が等しくな
るよう前記吸気長可変手段を制御する吸気管長制御手段
とを備えたこと特徴とする。
関の可変吸気装置は、複数の気筒を有する内燃機関と、
各気筒に対応して内燃機関に接続された複数の吸気管
と、各吸気管に配設されるとともに吸気管長を変更する
ための吸気管長可変手段とを備えた内燃機関の可変吸気
装置において、前記内燃機関の運転状態を検出するため
の運転状態検出手段と、前記複数の吸気管のうち少なく
とも2本の吸気管の吸気管長はそれぞれ異なることと、
前記各吸気管の吸気管長を前記運転状態検出手段により
検出された前記内燃機関の運転状態に最適な吸気管長に
変更するとともに、前記各吸気管の吸気管長が等しくな
るよう前記吸気長可変手段を制御する吸気管長制御手段
とを備えたこと特徴とする。
【0019】本請求項に係る内燃機関の可変吸気装置で
は、運転状態検出手段は、内燃機関の運転状態を検出す
る。内燃機関には各気筒に対応して複数の吸気管が接続
されており、これら複数の吸気管のうち少なくとも2本
は、異なる吸気管長を有している。各吸気管には、吸気
管長を変更するための吸気管長可変手段が配設されてい
る。
は、運転状態検出手段は、内燃機関の運転状態を検出す
る。内燃機関には各気筒に対応して複数の吸気管が接続
されており、これら複数の吸気管のうち少なくとも2本
は、異なる吸気管長を有している。各吸気管には、吸気
管長を変更するための吸気管長可変手段が配設されてい
る。
【0020】そして、吸気管長制御手段は、各吸気管長
が検出された内燃機関の運転状態に最適な吸気管長とな
るよう、かつ、各吸気管長が等しくなるように吸気管長
可変手段を制御する。したがって、吸気管長は常に内燃
機関の運転状態を反映した長さに制御され、また、不等
長の吸気管長が等長化される。
が検出された内燃機関の運転状態に最適な吸気管長とな
るよう、かつ、各吸気管長が等しくなるように吸気管長
可変手段を制御する。したがって、吸気管長は常に内燃
機関の運転状態を反映した長さに制御され、また、不等
長の吸気管長が等長化される。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の可
変吸気装置を具体化したいくつかの発明の実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。
変吸気装置を具体化したいくつかの発明の実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。
【0022】先ず、第1の発明の実施の形態に係る内燃
機関の可変吸気装置10について図1〜図3を参照して
説明する。ここで、図1は本発明の実施の形態に係る内
燃機関の可変吸気装置10の概略構成を示す模式図であ
り、図2は図1に示す可変吸気装置10を平面視すると
ともに一部を断面で示す模式図である。また、図3は本
発明の実施の形態に係る可変吸気装置10の動作を示す
説明図である。
機関の可変吸気装置10について図1〜図3を参照して
説明する。ここで、図1は本発明の実施の形態に係る内
燃機関の可変吸気装置10の概略構成を示す模式図であ
り、図2は図1に示す可変吸気装置10を平面視すると
ともに一部を断面で示す模式図である。また、図3は本
発明の実施の形態に係る可変吸気装置10の動作を示す
説明図である。
【0023】内燃機関としてのエンジン11は、複数の
シリンダ(本発明の実施の形態においては4つのシリン
ダ#1、#2、#3、#4)を有するシリンダブロック
12と、シリンダブロック12の上部に配設されたシリ
ンダヘッド13を備えている。
シリンダ(本発明の実施の形態においては4つのシリン
ダ#1、#2、#3、#4)を有するシリンダブロック
12と、シリンダブロック12の上部に配設されたシリ
ンダヘッド13を備えている。
【0024】各シリンダ#1、#2、#3、#4には、
図示しないクランクシャフトとコネクティングロッド1
4を介して連結されていいるピストン15が配設されて
おり、かかるピストン15はシリンダ#1、#2、#
3、#4内を所定のタイミングで往復動する。そして、
シリンダ#1、#2、#3、#4、シリンダヘッド1
3、及びピストン15の頂面によって区画形成された空
間は燃焼室20として機能する。
図示しないクランクシャフトとコネクティングロッド1
4を介して連結されていいるピストン15が配設されて
おり、かかるピストン15はシリンダ#1、#2、#
3、#4内を所定のタイミングで往復動する。そして、
シリンダ#1、#2、#3、#4、シリンダヘッド1
3、及びピストン15の頂面によって区画形成された空
間は燃焼室20として機能する。
【0025】シリンダヘッド13は、吸気ポート16、
及び排気ポート17を有しており、吸気ポート16には
吸気バルブ18が、排気ポート17には排気バルブ19
がそれぞれ配設されている。また、各吸気ポート16に
は、吸気ポート16に向かって燃料を噴射するインジェ
クタ21が突設されており、さらに、吸気ポート16と
排気ポート17の間には、燃焼室20へ突出するように
して点火プラグ22が配置されている。
及び排気ポート17を有しており、吸気ポート16には
吸気バルブ18が、排気ポート17には排気バルブ19
がそれぞれ配設されている。また、各吸気ポート16に
は、吸気ポート16に向かって燃料を噴射するインジェ
クタ21が突設されており、さらに、吸気ポート16と
排気ポート17の間には、燃焼室20へ突出するように
して点火プラグ22が配置されている。
【0026】各吸気ポート16には、それぞれ長さの異
なるインテークマニホルド31、32、33、34が接
続されており、各インテークマニホルド31、32、3
3、34は、サージタンク23内にて図中下方に向かっ
て湾曲する湾曲部を有している。なお、以下の発明の実
施の形態においてインテークマニホルド長というとき
は、各インテークマニホルド31、32、33、34の
中心線長さをいうものとする。
なるインテークマニホルド31、32、33、34が接
続されており、各インテークマニホルド31、32、3
3、34は、サージタンク23内にて図中下方に向かっ
て湾曲する湾曲部を有している。なお、以下の発明の実
施の形態においてインテークマニホルド長というとき
は、各インテークマニホルド31、32、33、34の
中心線長さをいうものとする。
【0027】サージタンク23内には、エンジン回転数
に応じて各インテークマニホルド31、32、33、3
4の長さを連続的に変更する可変吸気機構40が配設さ
れている。この可変吸気機構40は、各インテークマニ
ホルド31、32、33、34の周方向に移動可能な補
助マニホルド41、42、43、44と、補助マニホル
ド41を周方向に移動させるためのアクチュエータとし
てのモータ45を備えている。
に応じて各インテークマニホルド31、32、33、3
4の長さを連続的に変更する可変吸気機構40が配設さ
れている。この可変吸気機構40は、各インテークマニ
ホルド31、32、33、34の周方向に移動可能な補
助マニホルド41、42、43、44と、補助マニホル
ド41を周方向に移動させるためのアクチュエータとし
てのモータ45を備えている。
【0028】補助マニホルド41、42、43、44
は、インテークマニホルド31、32、33、34の円
弧が有する曲率半径と同一の曲率半径を有するととも
に、各インテークマニホルド31、32、33、34内
に配設されている。各補助マニホルド41、42、4
3、44は、2本の支持アーム46によって駆同軸47
に連結されており、駆同軸47はモータ45によって直
接、あるいは間接的に駆動される。
は、インテークマニホルド31、32、33、34の円
弧が有する曲率半径と同一の曲率半径を有するととも
に、各インテークマニホルド31、32、33、34内
に配設されている。各補助マニホルド41、42、4
3、44は、2本の支持アーム46によって駆同軸47
に連結されており、駆同軸47はモータ45によって直
接、あるいは間接的に駆動される。
【0029】また、補助マニホルド41、42、43、
44は、不等長の各インテークマニホルド31、32、
33、34の長さを等しくするため、対応するインテー
クマニホルド31、32、33、34の長さに応じて管
長が異なっている。すなわち、各インテークマニホルド
長(L1、L2、L3、L4)、及び各補助マニホルド長
(LS1、LS2、LS3、LS4)の間には次のような関係が
成立している。
44は、不等長の各インテークマニホルド31、32、
33、34の長さを等しくするため、対応するインテー
クマニホルド31、32、33、34の長さに応じて管
長が異なっている。すなわち、各インテークマニホルド
長(L1、L2、L3、L4)、及び各補助マニホルド長
(LS1、LS2、LS3、LS4)の間には次のような関係が
成立している。
【0030】(L1+LS1)=(L2+LS2)=(L3+
LS3)=(L4+LS4) すなわち、全てのインテークマニホルド31、32、3
3、34において、対応する各吸気ポート16から補助
マニホルド41、42、43、44の先端までの長さが
等しくなるよう補助マニホルド41、42、43、44
の長さが定められている。
LS3)=(L4+LS4) すなわち、全てのインテークマニホルド31、32、3
3、34において、対応する各吸気ポート16から補助
マニホルド41、42、43、44の先端までの長さが
等しくなるよう補助マニホルド41、42、43、44
の長さが定められている。
【0031】また、サージタンク23には、燃焼室20
内へ供給される吸入空気量を調整するためのスロットル
バルブ25を内包するスロットルボディ24が接続され
ており、スロットルボディ24には、エアクリーナホー
ス26を介してエアクリーナ27が接続されている。
内へ供給される吸入空気量を調整するためのスロットル
バルブ25を内包するスロットルボディ24が接続され
ており、スロットルボディ24には、エアクリーナホー
ス26を介してエアクリーナ27が接続されている。
【0032】次に、図3を参照して本発明の実施の形態
に係る可変吸気装置10の動作について説明する。先
ず、エンジン11の始動時、補助マニホルド41、4
2、43、44は、図3中の実線で示すインテークマニ
ホルド長と補助マニホルド長とを足した長さ(以下、
「全マニホルド長」という。)が、最も長くなる位置に
ある。
に係る可変吸気装置10の動作について説明する。先
ず、エンジン11の始動時、補助マニホルド41、4
2、43、44は、図3中の実線で示すインテークマニ
ホルド長と補助マニホルド長とを足した長さ(以下、
「全マニホルド長」という。)が、最も長くなる位置に
ある。
【0033】この状態でエンジン11が始動されると、
エアクリーナ27から吸入された吸入空気は、サージタ
ンク23を介して各インテークマニホルド31、32、
33、34へと流れていく。各インテークマニホルド3
1、32、33、34を流れる吸入空気に対しては、図
示しないECUからの指令に基づき、所定のタイミング
でインジェクタ21から燃料が噴射され、吸気ポート1
6近傍にて混合気が生成される。
エアクリーナ27から吸入された吸入空気は、サージタ
ンク23を介して各インテークマニホルド31、32、
33、34へと流れていく。各インテークマニホルド3
1、32、33、34を流れる吸入空気に対しては、図
示しないECUからの指令に基づき、所定のタイミング
でインジェクタ21から燃料が噴射され、吸気ポート1
6近傍にて混合気が生成される。
【0034】そして、吸気行程にて、吸気バルブ18が
閉弁直前に混合気(吸入空気)のうち圧力の高い部分が
吸気ポート16に到来し、各シリンダ#1、#2、#
3、#4の燃焼室20に効率よく導入される。続く、圧
縮行程後半にて、点火プラグ22から火花が飛ばされ、
爆発・膨張行程にて高い出力トルクが発生する。
閉弁直前に混合気(吸入空気)のうち圧力の高い部分が
吸気ポート16に到来し、各シリンダ#1、#2、#
3、#4の燃焼室20に効率よく導入される。続く、圧
縮行程後半にて、点火プラグ22から火花が飛ばされ、
爆発・膨張行程にて高い出力トルクが発生する。
【0035】すなわち、エンジン11の始動時、及びエ
ンジン回転数が低いエンジン11の始動当初は、吸気バ
ルブ18の開閉動作が遅いので、インテークマニホルド
31、32、33、34内における吸入空気(脈動流)
の周期は長くなる。また、インテークマニホルド31、
32、33、34を流れる脈動流の固有の波長は、イン
テークマニホルド長を長くすれば長くなる。
ンジン回転数が低いエンジン11の始動当初は、吸気バ
ルブ18の開閉動作が遅いので、インテークマニホルド
31、32、33、34内における吸入空気(脈動流)
の周期は長くなる。また、インテークマニホルド31、
32、33、34を流れる脈動流の固有の波長は、イン
テークマニホルド長を長くすれば長くなる。
【0036】そこで、インテークマニホルド31、3
2、33、34内に発生した脈動流の周期に合うよう
に、補助マニホルド41、42、43、44によってイ
ンテークマニホルド長を実質的に長くすることによっ
て、発生した脈動流の周期を乱すことなく有効な吸気慣
性効果を得て体積効率の向上を図るのである。
2、33、34内に発生した脈動流の周期に合うよう
に、補助マニホルド41、42、43、44によってイ
ンテークマニホルド長を実質的に長くすることによっ
て、発生した脈動流の周期を乱すことなく有効な吸気慣
性効果を得て体積効率の向上を図るのである。
【0037】ここで、本発明の実施の形態においては、
各シリンダ#1、#2、#3、#4に対応するインテー
クマニホルド31、32、33、34と補助マニホルド
41、42、43、44を足し合わせた全マニホルド長
が等しくなる構成を備えているので、各シリンダ#1、
#2、#3、#4内における体積効率が等しく上昇し、
各シリンダ#1、#2、#3、#4における混合気の燃
焼の結果得られる出力トルクが等しく増加される。
各シリンダ#1、#2、#3、#4に対応するインテー
クマニホルド31、32、33、34と補助マニホルド
41、42、43、44を足し合わせた全マニホルド長
が等しくなる構成を備えているので、各シリンダ#1、
#2、#3、#4内における体積効率が等しく上昇し、
各シリンダ#1、#2、#3、#4における混合気の燃
焼の結果得られる出力トルクが等しく増加される。
【0038】これに対して、エンジン回転数が上昇する
のに伴って、補助マニホルド41、42、43、44
は、モータ45によって駆動され、図3中の破線で示
す、全マニホルド長が短くなる位置へ向かって移動させ
られる。
のに伴って、補助マニホルド41、42、43、44
は、モータ45によって駆動され、図3中の破線で示
す、全マニホルド長が短くなる位置へ向かって移動させ
られる。
【0039】かかる場合にも、吸入された吸入空気はイ
ンジェクタ21から噴射された燃料と共に混合気を形成
し、各シリンダ#1、#2、#3、#4の燃焼室20に
効率よく導入される。
ンジェクタ21から噴射された燃料と共に混合気を形成
し、各シリンダ#1、#2、#3、#4の燃焼室20に
効率よく導入される。
【0040】すなわち、エンジン回転数が高い領域で
は、吸気バルブ18の開弁動作が速いのでインテークマ
ニホルド31、32、33、34内における脈動流の周
期は短くなる。また、インテークマニホルド31、3
2、33、34を流れる脈動流の固有の波長は、インテ
ークマニホルド長を短くすれば短くなる。
は、吸気バルブ18の開弁動作が速いのでインテークマ
ニホルド31、32、33、34内における脈動流の周
期は短くなる。また、インテークマニホルド31、3
2、33、34を流れる脈動流の固有の波長は、インテ
ークマニホルド長を短くすれば短くなる。
【0041】そこで、インテークマニホルド31、3
2、33、34内に発生した脈動流の周期に合うよう
に、補助マニホルド41、42、43、44によってイ
ンテークマニホルド長を実質的に短くすることによっ
て、発生した脈動流の周期を乱すことなく吸気慣性効果
を得て体積効率の向上を図るのである。
2、33、34内に発生した脈動流の周期に合うよう
に、補助マニホルド41、42、43、44によってイ
ンテークマニホルド長を実質的に短くすることによっ
て、発生した脈動流の周期を乱すことなく吸気慣性効果
を得て体積効率の向上を図るのである。
【0042】この結果、各シリンダ#1、#2、#3、
#4内における体積効率が等しく上昇し、各シリンダ#
1、#2、#3、#4における混合気の燃焼により得ら
れる出力トルクが等しく増大される。
#4内における体積効率が等しく上昇し、各シリンダ#
1、#2、#3、#4における混合気の燃焼により得ら
れる出力トルクが等しく増大される。
【0043】また、上昇したエンジン回転数が低下した
場合には、補助マニホルド41、42、43、44は、
モータ45によって駆動され、図3中実線で示す位置に
向かって移動され、全マニホルド長は再び長くなる。こ
のような、補助マニホルド41、42、43、44の移
動は、エンジン回転数との関係において各シリンダ#
1、#2、#3、#4の体積効率が変動する度に実行さ
れ、各シリンダ#1、#2、#3、#4における体積効
率は、常に最良値を取るように制御される。
場合には、補助マニホルド41、42、43、44は、
モータ45によって駆動され、図3中実線で示す位置に
向かって移動され、全マニホルド長は再び長くなる。こ
のような、補助マニホルド41、42、43、44の移
動は、エンジン回転数との関係において各シリンダ#
1、#2、#3、#4の体積効率が変動する度に実行さ
れ、各シリンダ#1、#2、#3、#4における体積効
率は、常に最良値を取るように制御される。
【0044】次に、第2の発明の実施の形態に係る内燃
機関の可変吸気装置50について図4〜図6を参照して
説明する。ここで、図4は本発明の実施の形態に係る内
燃機関の可変吸気装置50の概略構成を示す模式図であ
り、図5は図4に示す可変吸気装置50を平面視すると
ともに一部を断面で示す模式図である。また、図6は本
発明の実施の形態に係る可変吸気装置50の動作を示す
説明図である。
機関の可変吸気装置50について図4〜図6を参照して
説明する。ここで、図4は本発明の実施の形態に係る内
燃機関の可変吸気装置50の概略構成を示す模式図であ
り、図5は図4に示す可変吸気装置50を平面視すると
ともに一部を断面で示す模式図である。また、図6は本
発明の実施の形態に係る可変吸気装置50の動作を示す
説明図である。
【0045】なお、本発明の実施の形態に係る内燃機関
の可変吸気装置50の構成の内、第1の発明の実施の形
態に係る内燃機関の可変吸気装置10の構成と同様の構
成部材については第1の発明の実施の形態にて用いた符
号と同一の符号を付してその説明を省略し、以下、相違
点を中心に説明する。
の可変吸気装置50の構成の内、第1の発明の実施の形
態に係る内燃機関の可変吸気装置10の構成と同様の構
成部材については第1の発明の実施の形態にて用いた符
号と同一の符号を付してその説明を省略し、以下、相違
点を中心に説明する。
【0046】エンジン11は、複数のシリンダ(本発明
の実施の形態においては4つのシリンダ#1、#2、#
3、#4)を有しており、各吸気ポート16には、それ
ぞれ長さの異なるインテークマニホルド51、52、5
3、54が接続されている。また、各インテークマニホ
ルド51、52、53、54は、サージタンク23内に
て突出するように結合されている。なお、以下の発明の
実施の形態においてインテークマニホルド長というとき
は、インテークマニホルドの中心線長さをいうものとす
る。
の実施の形態においては4つのシリンダ#1、#2、#
3、#4)を有しており、各吸気ポート16には、それ
ぞれ長さの異なるインテークマニホルド51、52、5
3、54が接続されている。また、各インテークマニホ
ルド51、52、53、54は、サージタンク23内に
て突出するように結合されている。なお、以下の発明の
実施の形態においてインテークマニホルド長というとき
は、インテークマニホルドの中心線長さをいうものとす
る。
【0047】サージタンク23内には、エンジン回転数
に応じて各インテークマニホルド51、52、53、5
4の長さを連続的に変更する可変吸気機構60が配設さ
れている。この可変吸気機構60は、各インテークマニ
ホルド51、52、53、54の軸線方向に移動可能な
補助マニホルド61、62、63、64と、補助マニホ
ルド61、62、63、64を軸線方向に移動させるた
めのアクチュエータとしてのモータ65を備えている。
に応じて各インテークマニホルド51、52、53、5
4の長さを連続的に変更する可変吸気機構60が配設さ
れている。この可変吸気機構60は、各インテークマニ
ホルド51、52、53、54の軸線方向に移動可能な
補助マニホルド61、62、63、64と、補助マニホ
ルド61、62、63、64を軸線方向に移動させるた
めのアクチュエータとしてのモータ65を備えている。
【0048】補助マニホルド61、62、63、64
は、各インテークマニホルド51、52、53、54内
を移動可能な半径を有する直管状の部材であり、その吸
入空気取込口は吸入空気を取り込み易いようにテーパ形
状に形成されている。また、補助マニホルド61、6
2、63、64は、インテークマニホルド51、52、
53、54の軸線と同一の軸線を有して、各インテーク
マニホルド51、52、53、54内に配設されてい
る。
は、各インテークマニホルド51、52、53、54内
を移動可能な半径を有する直管状の部材であり、その吸
入空気取込口は吸入空気を取り込み易いようにテーパ形
状に形成されている。また、補助マニホルド61、6
2、63、64は、インテークマニホルド51、52、
53、54の軸線と同一の軸線を有して、各インテーク
マニホルド51、52、53、54内に配設されてい
る。
【0049】各補助マニホルド61、62、63、64
は、互いに棒状の支持部材66によって連結されてお
り、支持部材66の一端は、インテークマニホルド5
1、52、53、54と平行なサージタンク23の側壁
(図5中下側)に形成された係合溝231に係合され、
他端はサージタンク23の側壁(図5中上側)の外壁面
に沿って移動可能な支持移動体67に連結されている。
は、互いに棒状の支持部材66によって連結されてお
り、支持部材66の一端は、インテークマニホルド5
1、52、53、54と平行なサージタンク23の側壁
(図5中下側)に形成された係合溝231に係合され、
他端はサージタンク23の側壁(図5中上側)の外壁面
に沿って移動可能な支持移動体67に連結されている。
【0050】支持移動体67は、支持部材66によって
相互に連結された補助マニホルド61、62、63、6
4を円滑に移動させるために、支持部材66の移動幅よ
りも大きな面積でサージタンク23の側壁(図5中上
側)の外壁面に接触させられている。また、支持移動体
67には、補助マニホルド61、62、63、64の移
動方向と平行にラックギヤ671が配置されており、モ
ータ65の駆同軸651に装着されたピニオンギヤ65
2と歯合している。
相互に連結された補助マニホルド61、62、63、6
4を円滑に移動させるために、支持部材66の移動幅よ
りも大きな面積でサージタンク23の側壁(図5中上
側)の外壁面に接触させられている。また、支持移動体
67には、補助マニホルド61、62、63、64の移
動方向と平行にラックギヤ671が配置されており、モ
ータ65の駆同軸651に装着されたピニオンギヤ65
2と歯合している。
【0051】したがって、モータ65の駆同軸651が
回転すると、駆同軸651と一体回転するピニオンギヤ
652によってラックギヤ671がインテークマニホル
ド51、52、53、54の軸線方向に移動し、結果と
して補助マニホルド61、62、63、64がインテー
クマニホルド51、52、53、54の軸線方向に移動
する。
回転すると、駆同軸651と一体回転するピニオンギヤ
652によってラックギヤ671がインテークマニホル
ド51、52、53、54の軸線方向に移動し、結果と
して補助マニホルド61、62、63、64がインテー
クマニホルド51、52、53、54の軸線方向に移動
する。
【0052】また、補助マニホルド61、62、63、
64は、不等長の各インテークマニホルド51、52、
53、54の長さを等しくするため、対応するインテー
クマニホルド51、52、53、54の長さに応じて管
長が異なっている。すなわち、各インテークマニホルド
長(L12、L22、L32、L42)、及び各補助マニホルド
長(LS12、LS22、LS32、LS42)の間には次のような
関係が成立している。
64は、不等長の各インテークマニホルド51、52、
53、54の長さを等しくするため、対応するインテー
クマニホルド51、52、53、54の長さに応じて管
長が異なっている。すなわち、各インテークマニホルド
長(L12、L22、L32、L42)、及び各補助マニホルド
長(LS12、LS22、LS32、LS42)の間には次のような
関係が成立している。
【0053】(L12+LS12)=(L22+LS22)=(L
32+LS32)=(L42+LS42) すなわち、全てのインテークマニホルド51、52、5
3、54において、対応する各吸気ポート16から補助
マニホルド61、62、63、64の先端までの長さが
等しくなるよう補助マニホルド61、62、63、64
の長さが定められている。
32+LS32)=(L42+LS42) すなわち、全てのインテークマニホルド51、52、5
3、54において、対応する各吸気ポート16から補助
マニホルド61、62、63、64の先端までの長さが
等しくなるよう補助マニホルド61、62、63、64
の長さが定められている。
【0054】次に、図6を参照して本発明の実施の形態
に係る可変吸気装置50の動作について説明する。先
ず、エンジン11の始動時、補助マニホルド61、6
2、63、64は、図6中の実線で示すインテークマニ
ホルド長と補助マニホルド長とを足した長さ(以下、
「全マニホルド長」という。)が、最も長くなる位置に
ある。
に係る可変吸気装置50の動作について説明する。先
ず、エンジン11の始動時、補助マニホルド61、6
2、63、64は、図6中の実線で示すインテークマニ
ホルド長と補助マニホルド長とを足した長さ(以下、
「全マニホルド長」という。)が、最も長くなる位置に
ある。
【0055】かかる場合にも、第1の発明の実施の形態
にて説明したように、吸入された吸入空気はインジェク
タ21から噴射された燃料と共に混合気を形成し、各シ
リンダ#1、#2、#3、#4の燃焼室20に効率よく
導入される。
にて説明したように、吸入された吸入空気はインジェク
タ21から噴射された燃料と共に混合気を形成し、各シ
リンダ#1、#2、#3、#4の燃焼室20に効率よく
導入される。
【0056】すなわち、第1の発明の実施の形態にて説
明したように、インテークマニホルド51、52、5
3、54内に発生した脈動流の周期に合うように、補助
マニホルド61、62、63、64によってインテーク
マニホルド長を実質的に長くして、発生した脈動流の周
期を乱すことなく有効な吸気慣性効果を得るのである。
明したように、インテークマニホルド51、52、5
3、54内に発生した脈動流の周期に合うように、補助
マニホルド61、62、63、64によってインテーク
マニホルド長を実質的に長くして、発生した脈動流の周
期を乱すことなく有効な吸気慣性効果を得るのである。
【0057】ここで、本発明の実施の形態においては、
各シリンダ#1、#2、#3、#4に対応するインテー
クマニホルド51、52、53、54と補助マニホルド
61、62、63、64を足し合わせた全マニホルド長
が等しい構成を備えているので、各シリンダ#1、#
2、#3、#4内における体積効率が等しく上昇し、各
シリンダ#1、#2、#3、#4における混合気の燃焼
によって得られる出力トルクが等しく増大される。
各シリンダ#1、#2、#3、#4に対応するインテー
クマニホルド51、52、53、54と補助マニホルド
61、62、63、64を足し合わせた全マニホルド長
が等しい構成を備えているので、各シリンダ#1、#
2、#3、#4内における体積効率が等しく上昇し、各
シリンダ#1、#2、#3、#4における混合気の燃焼
によって得られる出力トルクが等しく増大される。
【0058】これに対して、エンジン回転数が上昇する
のに伴って、補助マニホルド61、62、63、64
は、モータ65によって駆動させられ、図6中の破線で
示す、全マニホルド長が短くなる位置へ向かって移動さ
せられる。
のに伴って、補助マニホルド61、62、63、64
は、モータ65によって駆動させられ、図6中の破線で
示す、全マニホルド長が短くなる位置へ向かって移動さ
せられる。
【0059】かかる場合にも、吸入された吸入空気はイ
ンジェクタ21から噴射された燃料と共に混合気を形成
し、各シリンダ#1、#2、#3、#4の燃焼室20に
効率よく導入される。
ンジェクタ21から噴射された燃料と共に混合気を形成
し、各シリンダ#1、#2、#3、#4の燃焼室20に
効率よく導入される。
【0060】すなわち、第1の発明の実施の形態にて説
明したように、インテークマニホルド51、52、5
3、54内に発生した脈動流の周期に合うように、補助
マニホルド61、62、63、64によってインテーク
マニホルド長を実質的に短くして、発生した脈動流の周
期を乱すことなく有効な吸気慣性効果を得るのである。
明したように、インテークマニホルド51、52、5
3、54内に発生した脈動流の周期に合うように、補助
マニホルド61、62、63、64によってインテーク
マニホルド長を実質的に短くして、発生した脈動流の周
期を乱すことなく有効な吸気慣性効果を得るのである。
【0061】この結果、各シリンダ#1、#2、#3、
#4内における体積効率が等しく上昇し、各シリンダ#
1、#2、#3、#4における混合気の燃焼によって得
られる出力トルクが等しく増大される。
#4内における体積効率が等しく上昇し、各シリンダ#
1、#2、#3、#4における混合気の燃焼によって得
られる出力トルクが等しく増大される。
【0062】また、上昇したエンジン回転数が低下した
場合には、補助マニホルド61、62、63、64は、
モータ65によって駆動され、図6中実線で示す位置に
向かって移動され、全マニホルド長は再び長くなる。こ
のような、補助マニホルド61、62、63、64の移
動は、エンジン回転数との関係において各シリンダ#
1、#2、#3、#4の体積効率が変動する度に実行さ
れ、各シリンダ#1、#2、#3、#4における体積効
率は、常に最良値を取るように制御される。
場合には、補助マニホルド61、62、63、64は、
モータ65によって駆動され、図6中実線で示す位置に
向かって移動され、全マニホルド長は再び長くなる。こ
のような、補助マニホルド61、62、63、64の移
動は、エンジン回転数との関係において各シリンダ#
1、#2、#3、#4の体積効率が変動する度に実行さ
れ、各シリンダ#1、#2、#3、#4における体積効
率は、常に最良値を取るように制御される。
【0063】以上、発明の実施の形態に基づき詳細に説
明したように第1、及び第2の発明の実施の形態に係る
内燃機関の可変吸気装置10、50では、可変吸気機構
40、60によってエンジン回転数に応じてインテーク
マニホルド長を実質的に変更することができる。
明したように第1、及び第2の発明の実施の形態に係る
内燃機関の可変吸気装置10、50では、可変吸気機構
40、60によってエンジン回転数に応じてインテーク
マニホルド長を実質的に変更することができる。
【0064】したがって、エンジン回転数に応じてその
周期が変化するインテークマニホルド31、32、3
3、34、51、52、53、54内の脈動流に対し
て、その周期を乱さない適切な全マニホルド長を実現す
ることが可能となり、エンジン回転数全域において最良
の体積効率を得ることができる。
周期が変化するインテークマニホルド31、32、3
3、34、51、52、53、54内の脈動流に対し
て、その周期を乱さない適切な全マニホルド長を実現す
ることが可能となり、エンジン回転数全域において最良
の体積効率を得ることができる。
【0065】この結果、混合気は燃焼室20により多く
導入され、爆発・膨張行程において得られる出力トルク
が増大する。また、脈動流の周期が乱されないので、吸
入空気を吸入際に発生する吸気音を抑制することができ
る。
導入され、爆発・膨張行程において得られる出力トルク
が増大する。また、脈動流の周期が乱されないので、吸
入空気を吸入際に発生する吸気音を抑制することができ
る。
【0066】また、可変吸気機構40、60によって、
不等長のインテークマニホルド31、32、33、3
4、51、52、53、54を備えたエンジン11であ
っても、実質的にインテークマニホルド長を等長化する
ことができる。
不等長のインテークマニホルド31、32、33、3
4、51、52、53、54を備えたエンジン11であ
っても、実質的にインテークマニホルド長を等長化する
ことができる。
【0067】したがって、不等長のインテークマニホル
ド長に起因して、本来であれば各シリンダ#1、#2、
#3、#4毎にばらつきのある体積効率が均一化され、
エンジン出力特性の均一化を図ることができる。また、
エンジン回転数に応じてインテークマニホルド長が変更
されることと相まって、各シリンダ#1、#2、#3、
#4における混合気の燃焼に伴い発生する出力トルクを
高いレベルで均一化することができる。
ド長に起因して、本来であれば各シリンダ#1、#2、
#3、#4毎にばらつきのある体積効率が均一化され、
エンジン出力特性の均一化を図ることができる。また、
エンジン回転数に応じてインテークマニホルド長が変更
されることと相まって、各シリンダ#1、#2、#3、
#4における混合気の燃焼に伴い発生する出力トルクを
高いレベルで均一化することができる。
【0068】この結果、出力トルク変動を抑制すること
ができるとともに、高い出力トルクを車両の駆動輪から
路面へ円滑に伝達することができ、ドライバビリティー
を向上させることができる。
ができるとともに、高い出力トルクを車両の駆動輪から
路面へ円滑に伝達することができ、ドライバビリティー
を向上させることができる。
【0069】さらに、第1の発明の実施の形態に係る内
燃機関の可変吸気装置10は、サージタンク23内にて
湾曲されているインテークマニホルド31、32、3
3、34と、湾曲したインテークマニホルド31、3
2、33、34内を移動可能に配置されている補助マニ
ホルド41、42、43、44を備えている。
燃機関の可変吸気装置10は、サージタンク23内にて
湾曲されているインテークマニホルド31、32、3
3、34と、湾曲したインテークマニホルド31、3
2、33、34内を移動可能に配置されている補助マニ
ホルド41、42、43、44を備えている。
【0070】したがって、可変吸気機構40を備えたこ
とに伴うサージタンク23の大型化を抑制することがで
き、エンジンルーム内に多くの搭載スペースを有しない
小型車両に対して容易に搭載することができる。
とに伴うサージタンク23の大型化を抑制することがで
き、エンジンルーム内に多くの搭載スペースを有しない
小型車両に対して容易に搭載することができる。
【0071】また、第2の発明の実施の形態に係る内燃
機関の可変吸気装置60は、略直管状のインテークマニ
ホルド51、52、53、54と、インテークマニホル
ド51、52、53、54内を移動可能に配置された直
管状の補助マニホルド61、62、63、64を備えて
いる。
機関の可変吸気装置60は、略直管状のインテークマニ
ホルド51、52、53、54と、インテークマニホル
ド51、52、53、54内を移動可能に配置された直
管状の補助マニホルド61、62、63、64を備えて
いる。
【0072】したがって、補助マニホルド61、62、
63、64から吸入された吸入空気のインテークマニホ
ルド51、52、53、54内の管壁への衝突が抑制さ
れ、円滑に吸気ポート16へと導かれる。この結果、よ
り体積効率が高くなり、エンジン出力特性を向上させる
ことができる。
63、64から吸入された吸入空気のインテークマニホ
ルド51、52、53、54内の管壁への衝突が抑制さ
れ、円滑に吸気ポート16へと導かれる。この結果、よ
り体積効率が高くなり、エンジン出力特性を向上させる
ことができる。
【0073】以上、発明の実施の形態に基づき本発明を
説明したが、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で種々の
変更改良が可能である。 (1)上記各発明の実施の形態においては、可変吸気機
構40、60を構成する補助マニホルド41、42、4
2、44、61、62、63、64は、1のモータ4
5、65によって従属的に一体移動させられていた。
説明したが、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で種々の
変更改良が可能である。 (1)上記各発明の実施の形態においては、可変吸気機
構40、60を構成する補助マニホルド41、42、4
2、44、61、62、63、64は、1のモータ4
5、65によって従属的に一体移動させられていた。
【0074】しかしながら、各補助マニホルド41、4
2、42、44、61、62、63、64毎にモータ
(アクチュエータ)を配置し、各々の補助マニホルド4
1、42、42、44、61、62、63、64を独立
して移動可能な構成としても良い。かかる場合には、モ
ータに要求される駆動トルクが低くなるので、小型のモ
ータを用いることができる。
2、42、44、61、62、63、64毎にモータ
(アクチュエータ)を配置し、各々の補助マニホルド4
1、42、42、44、61、62、63、64を独立
して移動可能な構成としても良い。かかる場合には、モ
ータに要求される駆動トルクが低くなるので、小型のモ
ータを用いることができる。
【0075】また、学習機能を持たせることによりエン
ジン回転数に対してより正確にインテークマニホルド長
を変更することができる。すなわち、個々のインテーク
マニホルド、及び補助マニホルドは部品公差を有してお
り、同一シリンダに対応するインテークマニホルドであ
っても各車両毎にインテークマニホルド長は異なるから
である。
ジン回転数に対してより正確にインテークマニホルド長
を変更することができる。すなわち、個々のインテーク
マニホルド、及び補助マニホルドは部品公差を有してお
り、同一シリンダに対応するインテークマニホルドであ
っても各車両毎にインテークマニホルド長は異なるから
である。
【0076】したがって、エンジン回転数に対応して実
際の制御によって与えられるインテークマニホルド長
は、厳密な見方をすれば、あるインテークマニホルドと
可変吸気機構の組み合わせに関しては最良の体積効率を
実現し得る全マニホルド長ではない。
際の制御によって与えられるインテークマニホルド長
は、厳密な見方をすれば、あるインテークマニホルドと
可変吸気機構の組み合わせに関しては最良の体積効率を
実現し得る全マニホルド長ではない。
【0077】そこで、各シリンダに対応するインテーク
マニホルド、及び補助マニホルドの部品公差を学習し、
その学習結果を制御に反映させることによって、厳密な
意味で最良の体積効率を実現する全マニホルド長を得る
のである。この学習によって、エンジン出力特性をさら
に向上させることができる。
マニホルド、及び補助マニホルドの部品公差を学習し、
その学習結果を制御に反映させることによって、厳密な
意味で最良の体積効率を実現する全マニホルド長を得る
のである。この学習によって、エンジン出力特性をさら
に向上させることができる。
【0078】(2)また、上記各発明の実施の形態にお
いては、補助マニホルド41、42、42、44、6
1、62、63、64を無段階に移動させることによ
り、全マニホルド長を無段階に変更させる構成を備えて
いる。しかしながら、3段階、4段階といったように、
全マニホルド長を有段階に変更しても良い。
いては、補助マニホルド41、42、42、44、6
1、62、63、64を無段階に移動させることによ
り、全マニホルド長を無段階に変更させる構成を備えて
いる。しかしながら、3段階、4段階といったように、
全マニホルド長を有段階に変更しても良い。
【0079】(3)さらに、上記各発明の実施の形態で
は、補助マニホルド41、42、42、44、61、6
2、63、64を駆動するアクチュエータとしてモータ
を用いている。しかしながら、補助マニホルド41、4
2、42、44、61、62、63、64を有段階に移
動させる場合であれば、圧力差によって作動する負圧式
アクチュエータを用いても良い。
は、補助マニホルド41、42、42、44、61、6
2、63、64を駆動するアクチュエータとしてモータ
を用いている。しかしながら、補助マニホルド41、4
2、42、44、61、62、63、64を有段階に移
動させる場合であれば、圧力差によって作動する負圧式
アクチュエータを用いても良い。
【0080】なお、以上の発明の実施の形態から把握で
きる技術的思想について、以下に効果とともに記載す
る。 (1)請求項2に記載の内燃機関の可変吸気装置におい
て、前記吸気管可変手段は、前記各吸気管内を移動自在
な複数の補助吸気管と、その各補助吸気管を駆動するア
クチュエータとを有し、前記吸気管長制御手段は、検出
された前記内燃機関の運転状態に最適な吸気管長を実現
するよう前記アクチュエータを制御するとともに、前記
各補助吸気管の管長と、対応する各吸気管の管長との合
計管長が全て同一となるように前記アクチュエータを制
御することを特徴とする内燃機関の可変吸気装置。
きる技術的思想について、以下に効果とともに記載す
る。 (1)請求項2に記載の内燃機関の可変吸気装置におい
て、前記吸気管可変手段は、前記各吸気管内を移動自在
な複数の補助吸気管と、その各補助吸気管を駆動するア
クチュエータとを有し、前記吸気管長制御手段は、検出
された前記内燃機関の運転状態に最適な吸気管長を実現
するよう前記アクチュエータを制御するとともに、前記
各補助吸気管の管長と、対応する各吸気管の管長との合
計管長が全て同一となるように前記アクチュエータを制
御することを特徴とする内燃機関の可変吸気装置。
【0081】かかる構成を備える場合には、補助吸気管
がアクチュエータによって駆動されることにより、吸気
管長が変更される。
がアクチュエータによって駆動されることにより、吸気
管長が変更される。
【0082】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1及び請求
項2に記載の発明に係る内燃機関の可変吸気装置によれ
ば、不等長の吸気管を備えた内燃機関において、各気筒
間における出力特性のばらつきを排除することができ
る。また、内燃機関の全運転領域にわたって内燃機関全
体の出力特性を向上させることができる。
項2に記載の発明に係る内燃機関の可変吸気装置によれ
ば、不等長の吸気管を備えた内燃機関において、各気筒
間における出力特性のばらつきを排除することができ
る。また、内燃機関の全運転領域にわたって内燃機関全
体の出力特性を向上させることができる。
【図1】 第1の発明の実施の形態に係る内燃機関の可
変吸気装置の概略構成を示す模式図。
変吸気装置の概略構成を示す模式図。
【図2】 図1に示す可変吸気装置を平面視するととも
に一部を断面で示す模式図。
に一部を断面で示す模式図。
【図3】 第1の発明の実施の形態に係る可変吸気装置
の動作を示す説明図。
の動作を示す説明図。
【図4】 第2の発明の実施の形態に係る内燃機関の可
変吸気装置の概略構成を示す模式図。
変吸気装置の概略構成を示す模式図。
【図5】 図4に示す可変吸気装置を平面視するととも
に一部を断面で示す模式図。
に一部を断面で示す模式図。
【図6】 第2の発明の実施の形態に係る可変吸気装置
の動作を示す説明図。
の動作を示す説明図。
【図7】 従来例に係る内燃機関の可変吸気装置の概略
構成を示す模式図。
構成を示す模式図。
10、50…内燃機関の可変吸気装置、11…エンジ
ン、12…シリンダブロック、14…シリンダヘッド、
15…ピストン、16…吸気ポート、18…吸気バル
ブ、20…燃焼室、23…サージタンク、31、32、
33、34、51、52、53、54…インテークマニ
ホルド、40、60…可変吸気機構、41、42、4
3、44、61、62、63、64…補助マニホルド、
45、65…モータ、46…支持アーム、47…駆同
軸、651…駆同軸、652…ピニオンギヤ、66…支
持部材、67…支持移動体、671…ラックギヤ。
ン、12…シリンダブロック、14…シリンダヘッド、
15…ピストン、16…吸気ポート、18…吸気バル
ブ、20…燃焼室、23…サージタンク、31、32、
33、34、51、52、53、54…インテークマニ
ホルド、40、60…可変吸気機構、41、42、4
3、44、61、62、63、64…補助マニホルド、
45、65…モータ、46…支持アーム、47…駆同
軸、651…駆同軸、652…ピニオンギヤ、66…支
持部材、67…支持移動体、671…ラックギヤ。
Claims (2)
- 【請求項1】 複数の気筒を有する内燃機関と、各気筒
に対応して内燃機関に接続されるとともに各気筒に吸入
空気を導く複数の吸気管と、各吸気管に配設されるとと
もに吸気管内における吸気脈動の周期を変更し、各気筒
における体積効率を増加させるための体積効率可変手段
とを備えた内燃機関の可変吸気装置において、 前記内燃機関の運転状態を検出するための運転状態検出
手段と、 前記複数の吸気管のうち少なくとも2本の吸気管の吸気
管長はそれぞれ異なることと、 前記運転状態検出手段によって検出された前記内燃機関
の運転状態に基づいて、前記各気筒における体積効率が
最高値となるよう前記各吸気管内における吸気脈動の周
期を変更するとともに、前記各吸気管内における吸気脈
動の周期を等しくする前記体積効率可変手段を制御する
体積効率制御手段とを備えたこと特徴とする内燃機関の
可変吸気装置。 - 【請求項2】 複数の気筒を有する内燃機関と、各気筒
に対応して内燃機関に接続された複数の吸気管と、各吸
気管に配設されるとともに吸気管長を変更するための吸
気管長可変手段とを備えた内燃機関の可変吸気装置にお
いて、 前記内燃機関の運転状態を検出するための運転状態検出
手段と、 前記複数の吸気管のうち少なくとも2本の吸気管の吸気
管長はそれぞれ異なることと、 前記各吸気管の吸気管長を前記運転状態検出手段により
検出された前記内燃機関の運転状態に最適な吸気管長に
変更するとともに、前記各吸気管の吸気管長を等しくす
るよう前記吸気長可変手段を制御する吸気管長制御手段
とを備えたこと特徴とする内燃機関の可変吸気装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2951896A JP3261964B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 内燃機関の可変吸気装置 |
US08/799,267 US5740770A (en) | 1996-02-16 | 1997-02-13 | Variable intake air apparatus |
EP97102420A EP0790394B1 (en) | 1996-02-16 | 1997-02-14 | Variable intake air apparatus |
DE69703124T DE69703124T2 (de) | 1996-02-16 | 1997-02-14 | Lufteinlassvorrichtung mit variabler Geometrie |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2951896A JP3261964B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 内燃機関の可変吸気装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09222018A true JPH09222018A (ja) | 1997-08-26 |
JP3261964B2 JP3261964B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=12278333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2951896A Expired - Fee Related JP3261964B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 内燃機関の可変吸気装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5740770A (ja) |
EP (1) | EP0790394B1 (ja) |
JP (1) | JP3261964B2 (ja) |
DE (1) | DE69703124T2 (ja) |
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JP2009019633A (ja) * | 2007-07-16 | 2009-01-29 | Dr Ing Hcf Porsche Ag | 燃焼機関 |
JP2010533810A (ja) * | 2007-07-16 | 2010-10-28 | ドクトル イング ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフト | 内燃機関 |
WO2018198510A1 (ja) * | 2017-04-25 | 2018-11-01 | アイシン精機株式会社 | 吸気装置 |
Families Citing this family (22)
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US6983727B2 (en) | 2002-03-19 | 2006-01-10 | Siemens Vdo Automotive Inc. | Continuously variable intake manifold with intelligent position control |
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US7210444B2 (en) | 2002-05-17 | 2007-05-01 | Brp-Rotax Gmbh & Co. Kg | Variable air intake pipe length |
DE10228569B4 (de) * | 2002-06-26 | 2006-02-09 | Siemens Ag | Ansaugvorrichtung |
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