JP2012087773A - 車両用吸気装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】サージタンク３１の下部に溜まりこんだ水やオイルをエンジンの気筒内に導入することができる車両用吸気装置を提供する。
【解決手段】エンジンの運転状態がアイドリング時、加速運転時、高速運転時において、「エンジンの気筒に、より近い吸気ブランチ３２とサージタンク３１との差圧」と、「サージタンク３１内と吸気ブランチ３２内との吸気流速の差により生ずる差圧」によってサージタンク３１の下側へと向かう押し込み力が生じ、サージタンク３１の下部に溜まりこんだ水やオイルは、排出管１２を介して、連通管１１の吸気ブランチ３２側へと押し込まれる。そして、エンジンの運転状態が減速運転時において、連通管１１の開閉バルブ１３が開くことにより、スロットルバルブ２の吸気流れ上流側と吸気流れ下流側に生じる差圧を利用し、連通管１１内にある水やオイルを吸気ブランチ３２へと圧送できる。
【選択図】図２
【解決手段】エンジンの運転状態がアイドリング時、加速運転時、高速運転時において、「エンジンの気筒に、より近い吸気ブランチ３２とサージタンク３１との差圧」と、「サージタンク３１内と吸気ブランチ３２内との吸気流速の差により生ずる差圧」によってサージタンク３１の下側へと向かう押し込み力が生じ、サージタンク３１の下部に溜まりこんだ水やオイルは、排出管１２を介して、連通管１１の吸気ブランチ３２側へと押し込まれる。そして、エンジンの運転状態が減速運転時において、連通管１１の開閉バルブ１３が開くことにより、スロットルバルブ２の吸気流れ上流側と吸気流れ下流側に生じる差圧を利用し、連通管１１内にある水やオイルを吸気ブランチ３２へと圧送できる。
【選択図】図２
Description
この発明は、サージタンクの一部に溜まる液体をエンジン（燃料の燃焼により動力を発生させる内燃機関）の気筒内に導入させる車両用吸気装置に関する。
なお、以下の説明において、上下方向とは、車両搭載時における上下（天地）方向を示すものである。
なお、以下の説明において、上下方向とは、車両搭載時における上下（天地）方向を示すものである。
従来より、エンジンの気筒内に吸気を導く吸気流路の一部に吸気流路断面積が拡大してなるサージタンクを設けた車両用吸気装置が知られている。
このサージタンクを設けた車両用吸気装置において、排気流路を流れる排気の一部である排気再循環ガス（ＥＧＲガス）を吸気流路に還流させる場合には、ＥＧＲガスに水やオイルが多量に含まれているため、サージタンク内でのＥＧＲガスを含む吸気の体積膨張に伴う温度低下により、水やオイルが液体として析出し、これら析出した水やオイルが重力によりサージタンクの下部へと導かれる可能性がより高くなる。
そして、サージタンクと、このサージタンクに接続される吸気ブランチ（サージタンクから気筒内に吸気を導く吸気流路）との接続部の吸気ブランチ下縁が、サージタンクの下部より上に設けられている場合には、サージタンクの下部に析出した水やオイルが溜まり、これら析出した水やオイルを、エンジンの気筒内に導入することができなくなってしまう。
このサージタンクを設けた車両用吸気装置において、排気流路を流れる排気の一部である排気再循環ガス（ＥＧＲガス）を吸気流路に還流させる場合には、ＥＧＲガスに水やオイルが多量に含まれているため、サージタンク内でのＥＧＲガスを含む吸気の体積膨張に伴う温度低下により、水やオイルが液体として析出し、これら析出した水やオイルが重力によりサージタンクの下部へと導かれる可能性がより高くなる。
そして、サージタンクと、このサージタンクに接続される吸気ブランチ（サージタンクから気筒内に吸気を導く吸気流路）との接続部の吸気ブランチ下縁が、サージタンクの下部より上に設けられている場合には、サージタンクの下部に析出した水やオイルが溜まり、これら析出した水やオイルを、エンジンの気筒内に導入することができなくなってしまう。
また、吸気流路の一部に溜まりこんだ液体を、エンジンの気筒内に導入する技術として吸気流路の一部にインタークーラを配置した車両用吸気装置も知られている。
インタークーラは吸気の冷却を行うものであるため、吸気の冷却により水やオイルが液体として析出し、インタークーラの下部に溜まりこんでしまう可能性がある。
このインタークーラの下部に溜まった水やオイルをエンジンの気筒内に導入する技術として、特許文献１が知られている。
インタークーラは吸気の冷却を行うものであるため、吸気の冷却により水やオイルが液体として析出し、インタークーラの下部に溜まりこんでしまう可能性がある。
このインタークーラの下部に溜まった水やオイルをエンジンの気筒内に導入する技術として、特許文献１が知られている。
しかし、特許文献１は、スロットルバルブの吸気流れ上流側にインタークーラが配置されることを前提とした技術であり、インタークーラの下部とスロットルバルブの吸気流れ下流側に配置される吸気流路（エンジン運転時にスロットルバルブによって減圧状態となる部分）とを、スロットルバルブをバイパスして、排出管で接続したものであり、エンジン運転時におけるスロットルバルブの吸気流れ上流側と吸気流れ下流側に生じる差圧（スロットルバルブの吸気流れ上流側圧力＞スロットルバルブの吸気流れ下流側圧力）を利用し、インタークーラの下部に溜まった水やオイルをエンジンの気筒内に導入するものである。
特許文献１の構成はスロットルバルブの吸気流れ上流側と吸気流れ下流側に生じる差圧を利用したものであるため、サージタンクがスロットルバルブの吸気流れ上流側に配置される場合には、スロットルバルブの吸気流れ上流側と吸気流れ下流側に生じる差圧を利用できるが、吸気流れ下流側に配置される場合には、スロットルバルブの吸気流れ下流側同士を排出管で連通することとなり、スロットルバルブの吸気流れ上流側と吸気流れ下流側に生じる差圧を利用できないので、サージタンクの下部に溜まった水やオイルをエンジンの気筒内に導入することができない。
また、特許文献１の排出管は、スロットルバルブをバイパスして吸気をエンジンの気筒内に導入させるものでもあるため、特にスロットルバルブ全閉時であるアイドリング時に吸気量制御を正確に行うことができなくなる不具合が生じてしまう。
また、特許文献１の排出管は、スロットルバルブをバイパスして吸気をエンジンの気筒内に導入させるものでもあるため、特にスロットルバルブ全閉時であるアイドリング時に吸気量制御を正確に行うことができなくなる不具合が生じてしまう。
この発明の目的は、スロットルバルブの吸気流れ下流側に配置されるサージタンクと吸気ブランチとの接続部の吸気ブランチ下縁が、サージタンクの下部より上側に設けられる場合であっても、サージタンクの下部に溜まりこんだ水やオイルをエンジンの気筒内に導入することができる車両用吸気装置を提供することにある。
（請求項１の手段）
請求項１の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
エンジンの運転状態が加速運転時あるいは高速運転時の吸気行程において（連通管の開閉バルブは閉状態に制御されている）、吸気は吸気流路断面積の大きいサージタンク内で瞬時に膨張し、温度が下がる。このため、吸気に含まれる水やオイルはサージタンク内で液体として析出し易くなり、析出した水やオイルが重力によりサージタンクの下部へと導かれ、析出した水やオイルが溜まりこむ（液体析出作用）。
請求項１の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
エンジンの運転状態が加速運転時あるいは高速運転時の吸気行程において（連通管の開閉バルブは閉状態に制御されている）、吸気は吸気流路断面積の大きいサージタンク内で瞬時に膨張し、温度が下がる。このため、吸気に含まれる水やオイルはサージタンク内で液体として析出し易くなり、析出した水やオイルが重力によりサージタンクの下部へと導かれ、析出した水やオイルが溜まりこむ（液体析出作用）。
また、エンジンの運転状態が加速運転時あるいは高速運転時の吸気行程において、「エンジンの気筒に、より近い吸気ブランチとサージタンクとの差圧（吸気ブランチの圧力＜サージタンクの圧力）」と、「吸気流路断面積が他より大きいサージタンク内の吸気流速と吸気流路断面積がサージタンクに比して小さい吸気ブランチ内の吸気流速との差（吸気ブランチ内の吸気流速＞サージタンク内の吸気流速）により生ずる差圧（吸気ブランチの圧力＜サージタンクの圧力）」とによって、サージタンクの下部に溜まった水やオイルの液面には、サージタンクの下側へと向かう押し込み力が生じ（差圧発生作用）、サージタンクの下部に溜まった水やオイルは、排出管を介して、サージタンクと吸気ブランチに生じる差圧により連通管の吸気ブランチ側へと押し込まれる。
そして、エンジンの運転状態が減速運転時において、連通管の開閉バルブが開き、スロットルバルブの吸気流れ上流側と吸気流れ下流側に生じる差圧（スロットルバルブの吸気流れ上流側圧力＞スロットルバルブの吸気流れ下流側圧力）を利用し、連通管内にある水やオイルを吸気ブランチへと圧送し、確実にエンジンの気筒内に水やオイルを導入することができる。
また、エンジンの運転状態がアイドリング運転時および加速運転時あるいは高速運転時において、連通管の開閉バルブは閉じる制御がなされているため、アイドリング運転時、加速運転時あるいは高速運転時に、連通管が吸気量制御に影響を与えることはない。
（請求項２の手段）
請求項２の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
排出管にサージタンクから連通管にのみ吸気を流す逆止弁を備えることで、連通管に設けられた開閉弁が開く際に、排出管に残存する水やオイルがスロットルバルブの吸気流れ上流側とサージタンク（スロットルバルブの吸気流れ下流側）との間に生じる差圧（スロットルバルブの吸気流れ上流側圧力＞サージタンクの圧力）によりサージタンク内へ逆流することを防ぐことができる。これにより、サージタンクの下部に溜まった水やオイルを、より効率的にエンジンの気筒内に導入することができる。
請求項２の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
排出管にサージタンクから連通管にのみ吸気を流す逆止弁を備えることで、連通管に設けられた開閉弁が開く際に、排出管に残存する水やオイルがスロットルバルブの吸気流れ上流側とサージタンク（スロットルバルブの吸気流れ下流側）との間に生じる差圧（スロットルバルブの吸気流れ上流側圧力＞サージタンクの圧力）によりサージタンク内へ逆流することを防ぐことができる。これにより、サージタンクの下部に溜まった水やオイルを、より効率的にエンジンの気筒内に導入することができる。
（請求項３の手段）
請求項３の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
排出管に第２開閉バルブを備え、この第２開閉バルブは、開閉バルブが閉じている時に開き、開閉バルブが開いている時に閉じる制御がなされている。
開閉バルブが閉じている時に、第２開閉バルブが開くことにより、サージタンクと吸気ブランチとの差圧（吸気ブランチの圧力＜サージタンクの圧力）によりサージタンクの下部に溜まった水やオイルの液面には、サージタンクから吸気ブランチへと向かう押し込み力が生じ、サージタンクの下部に溜った水やオイルは、排出管を介して、連通管の吸気ブランチ側へと押し込まれる。
また、開閉バルブが開いている時に、第２開閉バルブが閉じることにより、排出管とサージタンクは連通されないため、排出管に残存する水やオイルがスロットルバルブの吸気流れ上流側とサージタンク（スロットルバルブの吸気流れ下流側）との間に生じる差圧（スロットルバルブの吸気流れ上流側圧力＞サージタンクの圧力）によりサージタンク内へ逆流することを防ぐことができる。これにより、サージタンクの下部に溜まった水やオイルを、より効率的にエンジンの気筒内に導入することができる。
請求項３の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
排出管に第２開閉バルブを備え、この第２開閉バルブは、開閉バルブが閉じている時に開き、開閉バルブが開いている時に閉じる制御がなされている。
開閉バルブが閉じている時に、第２開閉バルブが開くことにより、サージタンクと吸気ブランチとの差圧（吸気ブランチの圧力＜サージタンクの圧力）によりサージタンクの下部に溜まった水やオイルの液面には、サージタンクから吸気ブランチへと向かう押し込み力が生じ、サージタンクの下部に溜った水やオイルは、排出管を介して、連通管の吸気ブランチ側へと押し込まれる。
また、開閉バルブが開いている時に、第２開閉バルブが閉じることにより、排出管とサージタンクは連通されないため、排出管に残存する水やオイルがスロットルバルブの吸気流れ上流側とサージタンク（スロットルバルブの吸気流れ下流側）との間に生じる差圧（スロットルバルブの吸気流れ上流側圧力＞サージタンクの圧力）によりサージタンク内へ逆流することを防ぐことができる。これにより、サージタンクの下部に溜まった水やオイルを、より効率的にエンジンの気筒内に導入することができる。
（請求項４の手段）
請求項４の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
大量の水やオイルがエンジンの気筒内に一気に導入された場合、エンジンの圧縮行程において液体である水やオイルが圧縮しきれず、エンジン内部を加圧して、エンジン内部の部材にダメージを与えてしまう（ウォーターハンマー現象）ことや、エンジンの燃焼行程でオイルがともに燃焼し、白煙が発生してしまうことが起こる可能性が高くなる。
そこで、水やオイルを複数の気筒に分配して導入し、特定の気筒に水やオイルが集中供給されることを防止することにより、ウォーターハンマー現象および白煙の発生を効果的に抑制することができる。
請求項４の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
大量の水やオイルがエンジンの気筒内に一気に導入された場合、エンジンの圧縮行程において液体である水やオイルが圧縮しきれず、エンジン内部を加圧して、エンジン内部の部材にダメージを与えてしまう（ウォーターハンマー現象）ことや、エンジンの燃焼行程でオイルがともに燃焼し、白煙が発生してしまうことが起こる可能性が高くなる。
そこで、水やオイルを複数の気筒に分配して導入し、特定の気筒に水やオイルが集中供給されることを防止することにより、ウォーターハンマー現象および白煙の発生を効果的に抑制することができる。
（請求項５の手段）
請求項５の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
分配管の各流路断面積及び分枝開始箇所から複数の吸気ブランチまでの通路長を略同一距離に設けることにより、水やオイルが複数の気筒に均等に分配されて導入し、特定の気筒に水やオイルが集中供給されることを防止する。これにより、ウォーターハンマー現象および白煙の発生をより効果的に抑制することができる。
請求項５の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
分配管の各流路断面積及び分枝開始箇所から複数の吸気ブランチまでの通路長を略同一距離に設けることにより、水やオイルが複数の気筒に均等に分配されて導入し、特定の気筒に水やオイルが集中供給されることを防止する。これにより、ウォーターハンマー現象および白煙の発生をより効果的に抑制することができる。
（請求項６の手段）
請求項６の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
サージタンクの下位または下方に位置する連通管に、サージタンクの下部に溜まった水やオイルを収容する容積部を設けている。
この構成により、逆止弁や第２開閉バルブを付設することなく、排出管に残存する水やオイルがスロットルバルブの吸気流れ上流側とサージタンク（スロットルバルブの吸気流れ下流側）との間に生じる差圧（スロットルバルブの吸気流れ上流側圧力＞サージタンクの圧力）によりサージタンク内へ逆流することを防ぐことができる。これにより、サージタンクの下部に溜まった水やオイルを、より効率的にエンジンの気筒内に導入することができる。
請求項６の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
サージタンクの下位または下方に位置する連通管に、サージタンクの下部に溜まった水やオイルを収容する容積部を設けている。
この構成により、逆止弁や第２開閉バルブを付設することなく、排出管に残存する水やオイルがスロットルバルブの吸気流れ上流側とサージタンク（スロットルバルブの吸気流れ下流側）との間に生じる差圧（スロットルバルブの吸気流れ上流側圧力＞サージタンクの圧力）によりサージタンク内へ逆流することを防ぐことができる。これにより、サージタンクの下部に溜まった水やオイルを、より効率的にエンジンの気筒内に導入することができる。
（請求項７の手段）
請求項７の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
容積部は、連通管の上流部を略Ｕ字形に曲げて形成した略Ｕ字形管路により構成されている。この構成により、容積部を低コストに形成できる。
請求項７の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
容積部は、連通管の上流部を略Ｕ字形に曲げて形成した略Ｕ字形管路により構成されている。この構成により、容積部を低コストに形成できる。
（請求項８の手段）
請求項８の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
容積部は、連通管の上流部を拡径して形成したタンク部で構成されている。この構成により、容積部に十分な容積を容易に確保できる。
請求項８の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
容積部は、連通管の上流部を拡径して形成したタンク部で構成されている。この構成により、容積部に十分な容積を容易に確保できる。
（請求項９の手段）
請求項９の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
容積部は、連通管の上流部を拡径して形成したタンク部と、連通管を略Ｕ字形に曲げて形成した略Ｕ字形管路とにより構成されている。この構成により、十分な容積を容易に確保できるとともに、略Ｕ字形管路内に残存する水やオイルが、タンク部の存在によりサージタンク内へ逆流することを防止する作用が増大する。
請求項９の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
容積部は、連通管の上流部を拡径して形成したタンク部と、連通管を略Ｕ字形に曲げて形成した略Ｕ字形管路とにより構成されている。この構成により、十分な容積を容易に確保できるとともに、略Ｕ字形管路内に残存する水やオイルが、タンク部の存在によりサージタンク内へ逆流することを防止する作用が増大する。
（請求項１０の手段）
請求項１０の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
車両運転状態がアイドリング時、加速走行時、または高速走行時の吸気行程において（バキュームスイッチングバルブ閉鎖）、吸気は流路断面積が大きいサージタンク内で瞬時に膨張し、温度が下がる。このため、吸気に含まれる水やオイルはサージタンク内で液体として析出し易くなり、析出した凝縮水（水やオイル）が重力によりサージタンク下部へと導かれ溜まりこむ（液体析出作用）。
請求項１０の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
車両運転状態がアイドリング時、加速走行時、または高速走行時の吸気行程において（バキュームスイッチングバルブ閉鎖）、吸気は流路断面積が大きいサージタンク内で瞬時に膨張し、温度が下がる。このため、吸気に含まれる水やオイルはサージタンク内で液体として析出し易くなり、析出した凝縮水（水やオイル）が重力によりサージタンク下部へと導かれ溜まりこむ（液体析出作用）。
また、車両運転状態がアイドリング時、加速走行時、または高速走行時の吸気行程において、「エンジンの気筒に、より近い吸気ブランチとサージタンクとの差圧（吸気ブランチの圧力＜サージタンクの圧力）」と、「流路断面積が他より大きいサージタンク内の吸気流速と流路断面積がサージタンクに比して小さい吸気ブランチ内の吸気流速との差（吸気ブランチ内の吸気流速＞サージタンク内の吸気流速）により生ずる差圧（吸気ブランチの圧力＜サージタンクの圧力）」とによって、サージタンク下部に溜まった凝縮水の液面には、サージタンクの下側へと向かう押し込み力が生じ（差圧発生作用）、サージタンク下部に溜まった凝縮水は、連通管流出部を介して、サージタンクと吸気ブランチに生じる差圧により連通管の吸気ブランチ側へと押し込まれる。
吸気マニホールド内負圧が大である車両運転状態が減速走行時（最大差圧時）は、吸い上げ能力が大きいので、凝縮水の吸い上げ量を失火許容量内に収めるため、バキュームスイッチングバルブの開弁時間が短くなる様にバキュームスイッチングバルブへの通電をデューティ制御する。
吸気マニホールド内負圧が小である車両運転状態が定常走行時（最小差圧時）は、吸い上げ能力が小さいので、凝縮水の吸い上げ量を失火許容量内に収めるため、バキュームスイッチングバルブの開弁時間が長くなる様にバキュームスイッチングバルブへの通電をデューティ制御して、凝縮水の吸い上げ量が失火許容量内に収まる様にする。
上記減速走行時および定常走行時は、スロットルバルブの吸気流れ上流側と吸気流れ下流側に生じる差圧（スロットルバルブ上流側の吸気流圧力＞スロットルバルブ下流側の吸気流圧力）を利用し、連通管内にある凝縮水を吸気ブランチへと圧送してエンジンの気筒内に凝縮水を導入する。
上記減速走行時および定常走行時は、スロットルバルブの吸気流れ上流側と吸気流れ下流側に生じる差圧（スロットルバルブ上流側の吸気流圧力＞スロットルバルブ下流側の吸気流圧力）を利用し、連通管内にある凝縮水を吸気ブランチへと圧送してエンジンの気筒内に凝縮水を導入する。
なお、車両運転状態がアイドリング時、加速走行時、または高速走行時において、バキュームスイッチングバルブが閉鎖されるため、アイドリング時、加速走行時、または高速走行時に、連通管が吸気量制御に影響を与えることはない。
請求項１０の車両用吸気装置は、連通管流出部と連結する直前の連通管上流部にバキュームスイッチングバルブを配設しているため、圧力を取る経路が短く、吸気ブランチの上部との差圧が大きくなり、凝縮水の吸い上げ能力が向上する。また、圧力を取るための経路が短いため、搭載レイアウトの自由度が大きい。
（請求項１１の手段）
請求項１１の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
車両運転状態がアイドリング時、加速走行時、または高速走行時の吸気行程において（バキュームスイッチングバルブ閉鎖）、吸気は流路断面積が大きいサージタンク内で瞬時に膨張し、温度が下がる。このため、吸気に含まれる水やオイルはサージタンク内で液体として析出し易くなり、析出した凝縮水（水やオイル）が重力によりサージタンク下部へと導かれ溜まりこむ（液体析出作用）。
請求項１１の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
車両運転状態がアイドリング時、加速走行時、または高速走行時の吸気行程において（バキュームスイッチングバルブ閉鎖）、吸気は流路断面積が大きいサージタンク内で瞬時に膨張し、温度が下がる。このため、吸気に含まれる水やオイルはサージタンク内で液体として析出し易くなり、析出した凝縮水（水やオイル）が重力によりサージタンク下部へと導かれ溜まりこむ（液体析出作用）。
また、車両運転状態がアイドリング時、加速走行時、または高速走行時の吸気行程において、「エンジンの気筒に、より近い吸気ブランチとサージタンクとの差圧（吸気ブランチの圧力＜サージタンクの圧力）」と、「流路断面積が他より大きいサージタンク内の吸気流速と流路断面積がサージタンクに比して小さい吸気ブランチ内の吸気流速との差（吸気ブランチ内の吸気流速＞サージタンク内の吸気流速）により生ずる差圧（吸気ブランチの圧力＜サージタンクの圧力）」とによって、サージタンク下部に溜まった凝縮水の液面には、サージタンクの下側へと向かう押し込み力が生じ（差圧発生作用）、サージタンク下部に溜まった凝縮水は、連通路の貯留タンクを介して、サージタンクと吸気ブランチに生じる差圧により連通路の吸気ブランチ側へと押し込まれる。
吸気マニホールド内負圧が大である車両運転状態が減速走行時は、吸い上げ能力が大きいので、凝縮水の吸い上げ量を失火許容量内に収めるため、バキュームスイッチングバルブの開弁時間が短くなる様にバキュームスイッチングバルブへの通電をデューティ制御する。
吸気マニホールド内負圧が小である車両運転状態が定常走行時は、凝縮水の吸い上げ能力が小さいので、凝縮水の吸い上げ量を失火許容量内に収めるため、バキュームスイッチングバルブの開弁時間が長くなる様にバキュームスイッチングバルブへの通電をデューティ制御する。
上記減速走行時および定常走行時は、スロットルバルブの吸気流れ上流側と吸気流れ下流側に生じる差圧（スロットルバルブ上流側の吸気流圧力＞スロットルバルブ下流側の吸気流圧力）を利用し、連通路内にある凝縮水を吸気ブランチへと圧送してエンジンの気筒内に凝縮水を導入する。
上記減速走行時および定常走行時は、スロットルバルブの吸気流れ上流側と吸気流れ下流側に生じる差圧（スロットルバルブ上流側の吸気流圧力＞スロットルバルブ下流側の吸気流圧力）を利用し、連通路内にある凝縮水を吸気ブランチへと圧送してエンジンの気筒内に凝縮水を導入する。
なお、車両運転状態がアイドリング時、加速走行時、または高速走行時において、バキュームスイッチングバルブが閉鎖されるため、アイドリング時、加速走行時、または高速走行時に、連通路が吸気量制御に影響を与えることはない。
請求項１１の車両用吸気装置は、サージタンク下方に貯留タンクを設け、サージタンク下部の流出口と貯留タンクとを流出管で連結し、後端が貯留タンク上部と連結する連通路上流部の連結部近傍にバキュームスイッチングバルブを配設している。このため、凝縮水を多く貯留することができる。
（請求項１２の手段）
連通路上流部が貯留タンク上部と連通する連結部とバキュームスイッチングバルブとの間に気液分離膜を設けている。このため、凝縮水のバキュームスイッチングバルブへの浸入を防止できる。
連通路上流部が貯留タンク上部と連通する連結部とバキュームスイッチングバルブとの間に気液分離膜を設けている。このため、凝縮水のバキュームスイッチングバルブへの浸入を防止できる。
（請求項１３の手段）
サージタンクから貯留タンクへ至る方向にのみ、液体や空気を通す逆止弁を流出管に配設している。
バキュームスイッチングバルブ開弁時（定常走行時または減速走行時）は、貯留タンク内圧力＞サージタンク内圧力であり、逆止弁は、空気や液体を通さないため、バキュームスイッチングバルブ開弁時にサージタンクに空気が流れ込むことによる大気圧の目減りを無くすことができるため、凝縮水の吸い上げが向上する。
サージタンクから貯留タンクへ至る方向にのみ、液体や空気を通す逆止弁を流出管に配設している。
バキュームスイッチングバルブ開弁時（定常走行時または減速走行時）は、貯留タンク内圧力＞サージタンク内圧力であり、逆止弁は、空気や液体を通さないため、バキュームスイッチングバルブ開弁時にサージタンクに空気が流れ込むことによる大気圧の目減りを無くすことができるため、凝縮水の吸い上げが向上する。
バキュームスイッチングバルブ閉弁時（加速走行時）は、サージタンク内圧力＞貯留タンク内圧力であり、逆止弁は空気や液体を通し、発生した凝縮水を貯留タンクに貯留することができる。
（請求項１４の手段）
貯留タンクの満水面より上方に位置する連通路上流部にバキュームスイッチングバルブを配設している。
このため、凝縮水が大量に発生した場合において、バキュームスイッチングバルブへの凝縮水の浸入が防止できる。
貯留タンクの満水面より上方に位置する連通路上流部にバキュームスイッチングバルブを配設している。
このため、凝縮水が大量に発生した場合において、バキュームスイッチングバルブへの凝縮水の浸入が防止できる。
（請求項１５の手段）
車両用吸気装置は、ｘ≧ｙ＞ｚを満たす寸法にしている。
但し、ｚはサージタンク下部の流出口から貯留タンクへ至る流出管の流路径、ｘは貯留タンク下部の排出口から下方に延伸する連通路排出部の入口径、ｙは吸気ブランチの上部と連通する連通路下流部の出口径である。
車両用吸気装置は、ｘ≧ｙ＞ｚを満たす寸法にしている。
但し、ｚはサージタンク下部の流出口から貯留タンクへ至る流出管の流路径、ｘは貯留タンク下部の排出口から下方に延伸する連通路排出部の入口径、ｙは吸気ブランチの上部と連通する連通路下流部の出口径である。
ｘ≧ｙとすることで、ｘ＜ｙの場合に比べ、凝縮水を押し上げる力が、凝縮水を押し下げる力より相対的に大きくなるため、凝縮水の吸い上げ能力が向上する。
ｙ＞ｚとすることで、サージタンク下部の流出口の圧損を抑え、凝縮水を押し上げる力の目減りを抑えることができる。
ｙ＞ｚとすることで、サージタンク下部の流出口の圧損を抑え、凝縮水を押し上げる力の目減りを抑えることができる。
（変形例）
変形例の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
タンク部内に排出管の下端が突き出しているので、エンジンの振動や車両の傾斜により、容積部内の水やオイルがサージタンクに逆流することを防止できる。
変形例の手段を採用する車両用吸気装置は、次の作用効果を奏する。
タンク部内に排出管の下端が突き出しているので、エンジンの振動や車両の傾斜により、容積部内の水やオイルがサージタンクに逆流することを防止できる。
発明を実施するための形態を、図面を参照して説明する。
車両用吸気装置１は、吸気量を調整するスロットルバルブ２と、この調整された吸気をエンジン４の各気筒に分配供給する吸気分配管である吸気マニホールド３とを具備する。この吸気マニホールド３は、スロットルバルブ２の吸気流れ下流側に設けられ、流路断面積が拡大してなるサージタンク３１と、このサージタンク３１の吸気流れ下流側に設けられエンジン４の各気筒に吸気を導入する複数の吸気ブランチ３２とを備える。
そして、サージタンク３１と各吸気ブランチ３２との接続部の下縁が、サージタンク３１の下部より上側に設けられている。
車両用吸気装置１は、吸気量を調整するスロットルバルブ２と、この調整された吸気をエンジン４の各気筒に分配供給する吸気分配管である吸気マニホールド３とを具備する。この吸気マニホールド３は、スロットルバルブ２の吸気流れ下流側に設けられ、流路断面積が拡大してなるサージタンク３１と、このサージタンク３１の吸気流れ下流側に設けられエンジン４の各気筒に吸気を導入する複数の吸気ブランチ３２とを備える。
そして、サージタンク３１と各吸気ブランチ３２との接続部の下縁が、サージタンク３１の下部より上側に設けられている。
この車両用吸気装置１は、サージタンク３１をバイパスしてスロットルバルブ２の吸気流れ上流側といずれかの吸気ブランチ３２とを連通する連通管１１と、サージタンク３１の下部と連通管１１とを連通する排出管１２と、連通管１１と排出管１２の接続口よりも吸気流れ上流側に配置された連通管１１を開閉する開閉バルブ１３と、エンジン４の運転状態がアイドリング運転時および加速運転時あるいは高速運転時に開閉バルブ１３を閉じ、減速運転時に開閉バルブ１３を開く制御を行う制御装置１４とを備える。
そして、エンジン４の運転状態が加速運転時あるいは高速運転時の吸気行程において（連通管１１の開閉バルブ１３は閉状態に制御されている）、吸気は吸気流路断面積の大きいサージタンク３１内で瞬時に膨張（断熱膨張）し、温度が下がる。このため、吸気に含まれる水やオイルはサージタンク３１内で液体として析出し易くなり、析出した水やオイルが重力によりサージタンク３１の下部へと導かれ、水やオイルが溜まりこむ。
そして、エンジン４の気筒からの距離関係及び吸気流速差により、サージタンク３１と吸気ブランチ３２との間に生じる差圧（吸気ブランチ３２の圧力＜サージタンク３１の圧力）により、サージタンク３１の下部に溜まった水やオイルの液面には、サージタンク３１の下側へと向かう押し込み力が生じる。このサージタンク３１と吸気ブランチ３２との間に生じる差圧により、サージタンク３１の下部に溜まった水やオイルは、排出管１２を介して、連通管１１の吸気ブランチ３２側へと押し込まれる。
そして、エンジン４の気筒からの距離関係及び吸気流速差により、サージタンク３１と吸気ブランチ３２との間に生じる差圧（吸気ブランチ３２の圧力＜サージタンク３１の圧力）により、サージタンク３１の下部に溜まった水やオイルの液面には、サージタンク３１の下側へと向かう押し込み力が生じる。このサージタンク３１と吸気ブランチ３２との間に生じる差圧により、サージタンク３１の下部に溜まった水やオイルは、排出管１２を介して、連通管１１の吸気ブランチ３２側へと押し込まれる。
そして、エンジン４の運転状態が減速運転時において、連通管１１の開閉バルブ１３が開くことにより、スロットルバルブ２の吸気流れ上流側と吸気流れ下流側（吸気ブランチ３２）に生じる差圧を利用し（スロットルバルブ２の吸気流れ上流側圧力＞スロットルバルブ２の吸気流れ下流側圧力（吸気ブランチ３２の圧力））、連通管１１内にある水やオイルを吸気ブランチ３２へと圧送し、確実にエンジン４の気筒内に水やオイルを導入することができる。
［実施例１］
本発明が適用された車両用吸気装置１を、図１、図２に基づいて説明する。なお、本実施例において、前記発明を実施するための形態と同一符号は、同一物または同一機能物を表すものとする。
図１は、この発明の実施例１にかかる車両用吸気装置１を含むエンジン４の吸排気システムの概略構成図である。この実施例１に示すエンジン４は、車両駆動用エンジンであり、吸気を気筒内に導く吸気流路５、および気筒内で発生した排気を大気中に排出する排気流路６を備える。
吸気流路５には、外気の取り入れ口から車両用吸気装置１までの途中に、吸気中に含まれる塵や埃を除去するエアクリーナ５１、ターボチャージャのコンプレッサ５２、このコンプレッサ５２により圧縮され高温になった吸気を強制冷却するインタークーラ５３が設けられている。
本発明が適用された車両用吸気装置１を、図１、図２に基づいて説明する。なお、本実施例において、前記発明を実施するための形態と同一符号は、同一物または同一機能物を表すものとする。
図１は、この発明の実施例１にかかる車両用吸気装置１を含むエンジン４の吸排気システムの概略構成図である。この実施例１に示すエンジン４は、車両駆動用エンジンであり、吸気を気筒内に導く吸気流路５、および気筒内で発生した排気を大気中に排出する排気流路６を備える。
吸気流路５には、外気の取り入れ口から車両用吸気装置１までの途中に、吸気中に含まれる塵や埃を除去するエアクリーナ５１、ターボチャージャのコンプレッサ５２、このコンプレッサ５２により圧縮され高温になった吸気を強制冷却するインタークーラ５３が設けられている。
吸気マニホールド３は、吸気流路５により供給される吸気をエンジン４の各気筒に分配供給させる吸気分配管であり、その内部には、流路断面積が拡大して設けられて吸気脈動や吸気干渉を低減させるサージタンク３１と、このサージタンク３１の吸気をエンジン４の各気筒毎に分配する複数の吸気ブランチ３２とを具備する。
吸気ポート４１は、エンジン４のシリンダヘッド内において各気筒毎に形成されるものであり、各吸気ブランチ３２毎に接続されている。なお、本実施例１では、連通管１１はいずれか一つの吸気ブランチ３２と連通している。
吸気ポート４１は、エンジン４のシリンダヘッド内において各気筒毎に形成されるものであり、各吸気ブランチ３２毎に接続されている。なお、本実施例１では、連通管１１はいずれか一つの吸気ブランチ３２と連通している。
エンジン４のシリンダヘッドには、各気筒毎に、吸気を導入する吸気バルブと排気を排出する排気バルブが設けられている。
エンジン４の各気筒は、吸気、圧縮、膨張（燃焼）、排気の各行程を順次繰り返すものである。そして、吸気の開始時（ピストンの下降に伴う気筒内容積の増加時）に吸気バルブが開かれ、吸気の終了時（ピストンの下降終了に伴う気筒内容積の増加終了時）に吸気バルブが閉じられる。このエンジン４の吸気作動によって、吸気流路５には外気取り入れ口からエンジン４の気筒内に向かう吸気の流れが生じる。
同様に、排気の開始時（ピストンの上昇に伴う気筒内容積の減少時）に排気バルブが開かれ、排気の終了時（ピストンの上昇終了に伴う気筒内容積の減少終了時）に排気バルブが閉じられる。このエンジン４の排気作動により、排気流路６にはエンジン４の気筒内から排気出口に向かう排気の流れが生じる。
エンジン４の各気筒は、吸気、圧縮、膨張（燃焼）、排気の各行程を順次繰り返すものである。そして、吸気の開始時（ピストンの下降に伴う気筒内容積の増加時）に吸気バルブが開かれ、吸気の終了時（ピストンの下降終了に伴う気筒内容積の増加終了時）に吸気バルブが閉じられる。このエンジン４の吸気作動によって、吸気流路５には外気取り入れ口からエンジン４の気筒内に向かう吸気の流れが生じる。
同様に、排気の開始時（ピストンの上昇に伴う気筒内容積の減少時）に排気バルブが開かれ、排気の終了時（ピストンの上昇終了に伴う気筒内容積の減少終了時）に排気バルブが閉じられる。このエンジン４の排気作動により、排気流路６にはエンジン４の気筒内から排気出口に向かう排気の流れが生じる。
排気流路６には、各気筒から排出される排気の集合管である排気マニホールド、この排気マニホールドの排気流れ下流側に設けられたターボチャージャの排気タービン６２、この排気タービン６２の排気流れ下流側に設けられた排気フィルター６１が配置されている。
ここで、図１に示すエンジン４の吸排気システムには、排気の一部であるＥＧＲガスを吸気流路５に還流させる排気還流装置が設けられている。
この排気還流装置は、排気フィルター６１の排気流れ下流側とターボチャージャのコンプレッサ５２の吸気流れ上流側とを連通するＥＧＲガス還流路６５と、ＥＧＲガス還流路６５に配置され、高温ＥＧＲガスを強制冷却させるＥＧＲクーラ６３と、ＥＧＲガス還流路６５に配置され、ＥＧＲクーラ６３のＥＧＲガス流れ下流側に設けられたＥＧＲガスの流量制御用のＥＧＲバルブ６４とを備える。
この排気還流装置は、排気フィルター６１の排気流れ下流側とターボチャージャのコンプレッサ５２の吸気流れ上流側とを連通するＥＧＲガス還流路６５と、ＥＧＲガス還流路６５に配置され、高温ＥＧＲガスを強制冷却させるＥＧＲクーラ６３と、ＥＧＲガス還流路６５に配置され、ＥＧＲクーラ６３のＥＧＲガス流れ下流側に設けられたＥＧＲガスの流量制御用のＥＧＲバルブ６４とを備える。
排気還流装置を有する実施例１のエンジン４の吸排気システムは、排気還流装置を有さないエンジンの吸排気システムに比して、吸気が水やオイルを多量に含有するＥＧＲガスを含むため、サージタンク３１内で瞬時に膨張（断熱膨張）し温度が下がり、吸気に含まれる水やオイルが液体として析出してしまう可能性が高くなっている。
そして、この析出した水やオイルは重力によりサージタンク３１の下部に導かれ、サージタンク３１の下部に溜まりこむ。
そして、この析出した水やオイルは重力によりサージタンク３１の下部に導かれ、サージタンク３１の下部に溜まりこむ。
また、サージタンク３１と吸気ブランチ３２との接続部の下縁が、サージタンク３１の下部より上側に設けられる場合では、サージタンク３１の下部に溜まった水やオイルをエンジン４の気筒に導入することができない。
そこで、この実施例１にかかる車両用吸気装置１には、吸気ブランチ３２を介してエンジン４の気筒に水やオイルを導入させる連通管１１が設けられている。
この連通管１１は、サージタンク３１をバイパスして、スロットルバルブ２の吸気流れ上流側と複数ある吸気ブランチ３２のいずれか１つと連通している。そして、連通管１１は、サージタンク３１の下部（底部）と連通する排出管１２との接続口よりも吸気流れ上流側に配置され、制御装置１４により連通管１１の開閉を制御する開閉バルブ１３を備えている。
そこで、この実施例１にかかる車両用吸気装置１には、吸気ブランチ３２を介してエンジン４の気筒に水やオイルを導入させる連通管１１が設けられている。
この連通管１１は、サージタンク３１をバイパスして、スロットルバルブ２の吸気流れ上流側と複数ある吸気ブランチ３２のいずれか１つと連通している。そして、連通管１１は、サージタンク３１の下部（底部）と連通する排出管１２との接続口よりも吸気流れ上流側に配置され、制御装置１４により連通管１１の開閉を制御する開閉バルブ１３を備えている。
この制御装置１４は、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラム及びデータを保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路等の機能を含んで構成される周知構造のマイクロコンピュータを搭載するエンジンシステム制御用の電子制御装置である。
そして、実施例１の開閉バルブ１３は、エンジン４の運転状態がアイドリング運転時および加速運転時または高速運転時に閉じられ、エンジン４の運転状態が減速運転時に開かれる制御が制御装置１４によりなされている。
即ち、実施例１にかかる車両用吸気装置１は、エンジン４の運転状態が加速運転時あるいは高速運転時の吸気行程において、「エンジン４の気筒に、より近い吸気ブランチ３２とサージタンク３１との差圧（吸気ブランチ３２の圧力＜サージタンク３１の圧力）」と、「吸気流路断面積が他より大きいサージタンク３１の吸気流速と吸気流路断面積がサージタンク３１に比して小さい吸気ブランチ３２の吸気流速との差（吸気ブランチ３２における吸気流速＞サージタンク３１における吸気流速）により生ずる差圧（吸気ブランチ３２の圧力＜サージタンク３１の圧力）」とによって、サージタンク３１の下部に溜まった水やオイルの液面には、サージタンク３１の下側へと向かう押し込み力が生じ、サージタンク３１の下部に溜まった水やオイルは、排出管１２を介して、サージタンク３１と吸気ブランチ３２に生じる差圧により連通管１１の吸気ブランチ３２側へと押し込まれる。
そして、エンジン４の運転状態が減速運転に移行した際に、連通管１１の開閉バルブ１３が、制御装置１４により開状態にされ、スロットルバルブ２の吸気流れ上流側と吸気流れ下流側（吸気ブランチ３２）に生じる差圧（スロットルバルブ２の吸気流れ上流側圧力＞スロットルバルブ２の吸気流れ下流側圧力）を利用し、連通管１１内にある水やオイルを吸気ブランチ３２へと圧送し、水やオイルを確実にエンジン４の気筒内に導入できる。
また、エンジン４の運転状態がアイドリング運転時および加速運転時あるいは高速運転時においては、スロットルバルブ２をバイパスする連通管１１の開閉バルブ１３が、制御装置１４により閉じる制御がなされている。これにより、エンジン４の運転状態がアイドリング運転時および加速運転時あるいは高速運転時に、スロットルバルブ２をバイパスして連通管１１を流れる吸気が存在しないため、吸気量制御に影響を与えることがない。
［実施例２］
実施例２を図３に基づいて説明する。なお、以下に示す各実施例において、上記実施例１と同一符号は、同一物または同一機能物を表すものである。
この実施例２は、排出管１２にサージタンク３１から連通管１１にのみ吸気を流す逆止弁１５を設けたものである。
実施例２を図３に基づいて説明する。なお、以下に示す各実施例において、上記実施例１と同一符号は、同一物または同一機能物を表すものである。
この実施例２は、排出管１２にサージタンク３１から連通管１１にのみ吸気を流す逆止弁１５を設けたものである。
このように、排出管１２にサージタンク３１から連通管１１にのみ吸気を流す逆止弁１５を備えることにより、連通管１１に設けられた開閉バルブ１３が開く際に、排出管１２の内部に残存する水やオイルがスロットルバルブ２の吸気流れ上流側とサージタンク３１（スロットルバルブ２吸気流れ下流側）の間に生じる差圧（スロットルバルブ２の吸気流れ上流側の圧力＞サージタンク３１の圧力）によりサージタンク３１内へ逆流することを防ぐことができる。
［実施例３］
実施例３を図４に基づいて説明する。
この実施例３は、排出管１２に、この排出管１２を開閉する第２開閉バルブ１６が設けられており、この第２開閉バルブ１６は、制御装置１４により開閉バルブ１３が閉じている時に開き、且つ開閉バルブ１３が開いている時に閉じる制御がなされている。
実施例３を図４に基づいて説明する。
この実施例３は、排出管１２に、この排出管１２を開閉する第２開閉バルブ１６が設けられており、この第２開閉バルブ１６は、制御装置１４により開閉バルブ１３が閉じている時に開き、且つ開閉バルブ１３が開いている時に閉じる制御がなされている。
このように、第２開閉バルブ１６が制御されていることにより、連通管１１に設けられた開閉バルブ１３が開く際に、第２開閉バルブ１６が閉じることになり、排出管１２とサージタンク３１は連通されないため、排出管１２の内部に残存する水やオイルがサージタンク３１内へ逆流することを防ぐことができる。
［実施例４］
実施例４を図５に基づいて説明する。
この実施例４は、複数の吸気ブランチ３２に水やオイルを分配供給する分配管１７を連通管１１に設けたものである。
実施例４を図５に基づいて説明する。
この実施例４は、複数の吸気ブランチ３２に水やオイルを分配供給する分配管１７を連通管１１に設けたものである。
このように、水やオイルを複数の吸気ブランチ３２に分配して導入することにより、大量の水やオイルがエンジン４の特定の気筒内に一気に導入される不具合を回避することができ、ウォーターハンマー現象および白煙の発生を効果的に抑制することができる。
［実施例５］
実施例５を図６に基づいて説明する。
この実施例５は、連通管１１に、流体を分配供給する分配管１８を、分枝開始箇所から複数の吸気ブランチ３２までの距離および分配管１８の各流路断面積を略同一に設けたものである。
実施例５を図６に基づいて説明する。
この実施例５は、連通管１１に、流体を分配供給する分配管１８を、分枝開始箇所から複数の吸気ブランチ３２までの距離および分配管１８の各流路断面積を略同一に設けたものである。
このように、分配管１８の各流路断面積および分枝開始箇所から吸気ブランチ３２までの通路長が略同一に設けられていることにより、水やオイルがエンジン４の複数の気筒に均等に分配されて導入されることになり、ウォーターハンマー現象および白煙の発生を効果的に抑制することができる。
［実施例６］
実施例６を図７に基づいて説明する。
この実施例６は、サージタンク３１の下方に位置する連通管１１の上流部に、水やオイル（凝縮水等）を一時的に滞留させる容積部７を設けている（請求項６の実施形態）。実施例６の容積部７は、略Ｕ字形管路７１となっており、排出管１２を略下方に延長し、さらに横（水平）方向に延長して連通管１１に連結した構造を有する。容積部７（略Ｕ字形管路７１）は、排出管１２より下位に設定してあるとともに、開閉バルブ１３から排出管１２までの連通管１１１より下位に設定してある。また、略Ｕ字形管路７１（容積部７）の容積は、通常の全ての運転条件においてパージ（エンジン４の気筒内への水やオイルの吸引）の間隔で発生する凝縮水等（析出した水やオイル）の量より大きく設定されることが望ましい。
実施例６を図７に基づいて説明する。
この実施例６は、サージタンク３１の下方に位置する連通管１１の上流部に、水やオイル（凝縮水等）を一時的に滞留させる容積部７を設けている（請求項６の実施形態）。実施例６の容積部７は、略Ｕ字形管路７１となっており、排出管１２を略下方に延長し、さらに横（水平）方向に延長して連通管１１に連結した構造を有する。容積部７（略Ｕ字形管路７１）は、排出管１２より下位に設定してあるとともに、開閉バルブ１３から排出管１２までの連通管１１１より下位に設定してある。また、略Ｕ字形管路７１（容積部７）の容積は、通常の全ての運転条件においてパージ（エンジン４の気筒内への水やオイルの吸引）の間隔で発生する凝縮水等（析出した水やオイル）の量より大きく設定されることが望ましい。
このように、略Ｕ字形管路７１を設けることにより、図３に示す逆止弁１５または図４に示す第２開閉バルブ１６を付設することなしに、サージタンク３１内へ排出管１２内の水やオイルが逆流することを阻止できる。すなわち、略Ｕ字形管路７１を付設することにより、低コストに排出管１２内の水やオイルの逆流防止が可能になる。なお、容積部７の形成位置を排出管１２または連通管１１１より下位に設定し、容積部７（略Ｕ字形管路７１）の容積をパージの間隔で発生する凝縮水等の量より大きく設定するのは、凝縮水等の逆流防止を確実に行うためである。
［実施例７］
実施例７を図８に基づいて説明する。
この実施例では、容積部７は、連通管１１および排出管１２の内径より径大のタンク部７２により形成されている。タンク部７２は、排出管１２より下位に設定してあるとともに、上部が排出管１２の下端に連結しており、開閉バルブ１３から排出管１２までの連通管１１１より下位に設定してある。また、タンク部７２の下部は、連通管１１に連通している。また、タンク部７２の容積は、通常の全ての運転条件においてパージ（エンジン４の気筒内への水やオイルの吸引）の間隔で発生する凝縮水等（析出した水やオイル）の量より大きく設定されることが望ましい。タンク部７２は、連通管１１を拡径して設けてもよく、連通管１１と別体で形成してもよい。
実施例７を図８に基づいて説明する。
この実施例では、容積部７は、連通管１１および排出管１２の内径より径大のタンク部７２により形成されている。タンク部７２は、排出管１２より下位に設定してあるとともに、上部が排出管１２の下端に連結しており、開閉バルブ１３から排出管１２までの連通管１１１より下位に設定してある。また、タンク部７２の下部は、連通管１１に連通している。また、タンク部７２の容積は、通常の全ての運転条件においてパージ（エンジン４の気筒内への水やオイルの吸引）の間隔で発生する凝縮水等（析出した水やオイル）の量より大きく設定されることが望ましい。タンク部７２は、連通管１１を拡径して設けてもよく、連通管１１と別体で形成してもよい。
このように、タンク部７２を設けることにより、図３に示す逆止弁１５または図４に示す第２開閉バルブ１６を付設することなしに、サージタンク３１内へ排出管１２内の水やオイルが逆流することを阻止できる。この構成により、低コストに排出管１２内の水やオイルの逆流防止が可能になる。なお、タンク部７２の形成位置を、排出管１２または連通管１１１より下位に設定し、タンク部７２の容積をパージの間隔で発生する凝縮水等の量より大きく設定するのは、凝縮水等の逆流防止を確実に行うためである。
［実施例８］
実施例８を図９に基づいて説明する。
この実施例では、容積部７は、連通管１１の上流部に設けた略Ｕ字形管路７１と、略Ｕ字形管路７１の上流で且つ上位に設けたタンク部７２とにより構成されている。略Ｕ字形管路７１およびタンク部７２は、排出管１２より下位に設定してあるとともに、開閉バルブ１３から排出管１２までの連通管１１１より下位に設定してある。また、略Ｕ字形管路７１およびタンク部７２の容積は、通常の全ての運転条件においてパージ（エンジン４の気筒内への水やオイルの吸引）の間隔で発生する凝縮水等（析出した水やオイル）の量より大きく設定されることが望ましい。
実施例８を図９に基づいて説明する。
この実施例では、容積部７は、連通管１１の上流部に設けた略Ｕ字形管路７１と、略Ｕ字形管路７１の上流で且つ上位に設けたタンク部７２とにより構成されている。略Ｕ字形管路７１およびタンク部７２は、排出管１２より下位に設定してあるとともに、開閉バルブ１３から排出管１２までの連通管１１１より下位に設定してある。また、略Ｕ字形管路７１およびタンク部７２の容積は、通常の全ての運転条件においてパージ（エンジン４の気筒内への水やオイルの吸引）の間隔で発生する凝縮水等（析出した水やオイル）の量より大きく設定されることが望ましい。
このように、略Ｕ字形管路７１およびタンク部７２を設けることにより、図３に示す逆止弁１５または図４に示す第２開閉バルブ１６を付設することなしに、サージタンク３１内へ排出管１２内の水やオイルが逆流することを阻止できる。なお、略Ｕ字形管路７１およびタンク部７２の形成位置を、排出管１２または連通管１１１より下位に設定し、略Ｕ字形管路７１およびタンク部７２の容積をパージの間隔で発生する凝縮水等の量より大きく設定するのは、凝縮水等の逆流防止を確実に行うためである。また、この実施例では、略Ｕ字形管路７１に加えてタンク部７２を設けているので、何らかの原因で多量の凝縮水等（析出した水やオイル）が発生した場合においても、逆流を確実に阻止できる利点がある。
実施例８の変形例を図１０に基づいて説明する。
この変形例は、図９の実施例８において、タンク部７２の入口から下方に向かって排出管１２の下端１２１が突き出している。これにより、エンジンまたは車両の振動、傾斜などにより略Ｕ字形管路７１またはタンク部７２内に滞留している凝縮水等（析出した水やオイル）が動揺しても、サージタンク３１内へ逆流することを防止する効果が増大できる。
この変形例は、図９の実施例８において、タンク部７２の入口から下方に向かって排出管１２の下端１２１が突き出している。これにより、エンジンまたは車両の振動、傾斜などにより略Ｕ字形管路７１またはタンク部７２内に滞留している凝縮水等（析出した水やオイル）が動揺しても、サージタンク３１内へ逆流することを防止する効果が増大できる。
［実施例９］
実施例９の車両用吸気装置を、図１１、図１７、および図１８に基づいて説明する。
実施例９の車両用吸気装置は、サージタンク３１の下部から鉛直方向へ延伸する連通管流出部８１と、連通管流出部８１の末端から所定長だけ水平方向に延伸した後に斜め上方へ延伸する連通管下流部８２とによる略Ｕ字形の凝縮水貯留室８３をサージタンク３１の下方に設けている。
実施例９の車両用吸気装置を、図１１、図１７、および図１８に基づいて説明する。
実施例９の車両用吸気装置は、サージタンク３１の下部から鉛直方向へ延伸する連通管流出部８１と、連通管流出部８１の末端から所定長だけ水平方向に延伸した後に斜め上方へ延伸する連通管下流部８２とによる略Ｕ字形の凝縮水貯留室８３をサージタンク３１の下方に設けている。
そして、連通管上流部８４の後端を連通管流出部８１の最上位置に連結している。
更に、連通管流出部８１と連結する直前の連通管上流部８４にバキュームスイッチングバルブ１９を配設している。
更に、連通管流出部８１と連結する直前の連通管上流部８４にバキュームスイッチングバルブ１９を配設している。
車両運転状態がアイドリング時、加速走行時、または高速走行時の吸気行程において（バキュームスイッチングバルブ１９は閉鎖）、吸気は吸路断面積が大きいサージタンク３１内で瞬時に膨張し、温度が下がる。このため、吸気に含まれる水やオイルはサージタンク３１内で液体として析出し易くなり、析出した凝縮水８０（水やオイル）が重力によりサージタンク下部の流出口３３へと導かれる。
この車両運転状態がアイドリング時、加速走行時、または高速走行時の吸気行程において、「エンジンの気筒に、より近い吸気ブランチ３２とサージタンク３１との差圧（吸気ブランチ３２の圧力＜サージタンク３１の圧力）」と、「流路断面積が他より大きいサージタンク３１内の吸気流速と流路断面積がサージタンク３１に比して小さい吸気ブランチ３２内の吸気流速との差（吸気ブランチ３２内の吸気流速＞サージタンク３１内の吸気流速）により生ずる差圧（吸気ブランチ３２の圧力＜サージタンク３１の圧力）」とによって、サージタンク下部に溜まった凝縮水８０の液面には、サージタンク３１の下側へと向かう押し込み力が生じ（差圧発生作用）、サージタンク下部に溜まった凝縮水８０は、連通管８の連通管流出部８１を介して、サージタンク３１と吸気ブランチ３２に生じる差圧により連通管８の吸気ブランチ３２側へと押し込まれる。
吸気マニホールド内負圧が大である車両運転状態が減速走行時（最大差圧時）には、吸い上げ能力が大きいので、凝縮水８０の吸い上げ量を失火許容量内に収めるため、バキュームスイッチングバルブ１９の開弁時間が短くなる様に、制御装置１４への通電を通電時間ｔ１としてバキュームスイッチングバルブ１９をデューティ制御する｛図１７の（ａ）、図１８参照｝。
吸気マニホールド内負圧が小である車両運転状態が定常走行時（最小差圧時）には、吸い上げ能力が小さいので、凝縮水８０の吸い上げ量を失火許容量内に収めるため、バキュームスイッチングバルブ１９の開弁時間が長くなる様に、制御装置１４がバキュームスイッチングバルブ１９への通電を通電時間ｔ２としてバキュームスイッチングバルブ１９をデューティ制御する｛図１７の（ｂ）、図１８参照｝。
上記減速走行時および定常走行時は、スロットルバルブ２の吸気流れ上流側と吸気流れ下流側に生じる差圧（スロットルバルブ２の上流側の吸気流圧力＞スロットルバルブ２の下流側の吸気流圧力）を利用し、連通管８内にある凝縮水８０を吸気ブランチ３２へと圧送してエンジンの気筒内に凝縮水８０を導入する。
なお、車両運転状態がアイドリング時、加速走行時、または高速走行時において、制御装置１４がバキュームスイッチングバルブ１９を閉鎖するため、アイドリング時、加速走行時、または高速走行時に、連通管８が吸気量制御に影響を与えることはない。
実施例９の車両用吸気装置は、連通管流出部８１と連結する直前の連通管上流部８４にバキュームスイッチングバルブ１９を配設しているため、圧力を取る経路が短く、吸気ブランチ３２の上部との差圧が大きくなり、気液分離膜９０の吸い上げ能力が向上する。また、圧力を取るための経路が短いため、搭載レイアウトの自由度が大きい。
［実施例１０］
図１２に示す実施例１０の車両用吸気装置は、下記の構成が実施例９の車両用吸気装置と異なる。
実施例１０の車両用吸気装置は、サージタンク３１の下方に貯留タンク８５を設け、サージタンク下部の流出口３３と貯留タンク８５とを流出管８６で連結している。
そして、貯留タンク下部の流出口３３から鉛直方向へ延伸する連通路排出部８７と、連通路排出部８７の末端から略水平方向に延伸した後に斜め上方へ延伸する連通路下流部８８とによる略Ｕ字形の凝縮水貯留室８９を貯留タンク８５の下方に設けている。
また、後端が貯留タンク８５の上部と連結する連通路上流部９２の連結部近傍にバキュームスイッチングバルブ１９を配設している。このため、凝縮水８０を多く貯留することができる。
図１２に示す実施例１０の車両用吸気装置は、下記の構成が実施例９の車両用吸気装置と異なる。
実施例１０の車両用吸気装置は、サージタンク３１の下方に貯留タンク８５を設け、サージタンク下部の流出口３３と貯留タンク８５とを流出管８６で連結している。
そして、貯留タンク下部の流出口３３から鉛直方向へ延伸する連通路排出部８７と、連通路排出部８７の末端から略水平方向に延伸した後に斜め上方へ延伸する連通路下流部８８とによる略Ｕ字形の凝縮水貯留室８９を貯留タンク８５の下方に設けている。
また、後端が貯留タンク８５の上部と連結する連通路上流部９２の連結部近傍にバキュームスイッチングバルブ１９を配設している。このため、凝縮水８０を多く貯留することができる。
［実施例１１］
図１３に示す実施例１１の車両用吸気装置は、下記の構成が実施例１０の車両用吸気装置と異なる。
連通路上流部９２が貯留タンク上部と連通する連結部とバキュームスイッチングバルブ１９と間に気液分離膜９０を設けている。このため、凝縮水８０のバキュームスイッチングバルブ１９への浸入を防止できる。
図１３に示す実施例１１の車両用吸気装置は、下記の構成が実施例１０の車両用吸気装置と異なる。
連通路上流部９２が貯留タンク上部と連通する連結部とバキュームスイッチングバルブ１９と間に気液分離膜９０を設けている。このため、凝縮水８０のバキュームスイッチングバルブ１９への浸入を防止できる。
［実施例１２］
図１４に示す実施例１２の車両用吸気装置は、下記の構成が実施例１０の車両用吸気装置と異なる。
サージタンク３１から貯留タンク８５へ至る方向にのみ、液体や空気を通す逆止弁９１を流出管８６に配設している。
図１４に示す実施例１２の車両用吸気装置は、下記の構成が実施例１０の車両用吸気装置と異なる。
サージタンク３１から貯留タンク８５へ至る方向にのみ、液体や空気を通す逆止弁９１を流出管８６に配設している。
バキュームスイッチングバルブ１９の開弁時（定常走行時または減速走行時）は、貯留タンク８５の内圧力＞サージタンク３１の内圧力であり、逆止弁９１は、空気や液体を通さないため、バキュームスイッチングバルブ１９の開弁時にサージタンク３１に空気が流れ込むことによる大気圧の目減りを無くすことができるため、凝縮水８０の吸い上げが向上する。
バキュームスイッチングバルブ１９の閉弁時（加速走行時）は、サージタンク３１の内圧力＞貯留タンク８５の内圧力であり、逆止弁９１は空気や液体を通し、発生した凝縮水８０を貯留タンク８５に貯留することができる。
［実施例１３］
図１５に示す実施例１３の車両用吸気装置は、下記の構成が実施例１０の車両用吸気装置と異なる。
実施例１３の車両用吸気装置は、貯留タンク８５の満水面９３より上方に位置する下方傾斜の連通路上流部９２にバキュームスイッチングバルブ１９を配設している。
このため、凝縮水８０が大量に発生した場合において、バキュームスイッチングバルブ１９への凝縮水の浸入が防止できる。
図１５に示す実施例１３の車両用吸気装置は、下記の構成が実施例１０の車両用吸気装置と異なる。
実施例１３の車両用吸気装置は、貯留タンク８５の満水面９３より上方に位置する下方傾斜の連通路上流部９２にバキュームスイッチングバルブ１９を配設している。
このため、凝縮水８０が大量に発生した場合において、バキュームスイッチングバルブ１９への凝縮水の浸入が防止できる。
［実施例１４］
図１６に示す実施例１４の車両用吸気装置は、下記の構成が実施例１３の車両用吸気装置と異なる。
図１６に示す実施例１４の車両用吸気装置は、下記の構成が実施例１３の車両用吸気装置と異なる。
車両用吸気装置は、サージタンク３１の下部の流出口３３から貯留タンク８５へ至る流出管８６内側の流路径をｚ、貯留タンク８５の下部から下方に延伸する連通路排出部８７内側の入口径をｘ、吸気ブランチ３２の上部と連通する連通路下流部８８内側の出口径をｙとした場合、ｘ≧ｙ＞ｚを満たす寸法にしている。
ｘ≧ｙとすることで、ｘ＜ｙの場合に比べ、凝縮水８０を押し上げる力が、凝縮水８０を押し下げる力より相対的に大きくなるため、凝縮水８０の吸い上げ能力が向上する。
ｙ＞ｚとすることで、サージタンク３１の下部の流出口３３の圧損を抑え、凝縮水８０を押し上げる力の目減りを抑えることができる。
ｙ＞ｚとすることで、サージタンク３１の下部の流出口３３の圧損を抑え、凝縮水８０を押し上げる力の目減りを抑えることができる。
上記の実施例で開示した、排出管１２とサージタンク３１との接続位置は、一例にすぎず、限定されるものではない。例えば、サージタンク３１の底部以外に設けられて液体が溜まりこむ液体停留部の下部と排出管１２とを連通するものであってもよい。
また、本発明の開閉バルブ１３は、ＶＳＶ（バキューム・スイッチング・バルブ）等のバルブであり、制御装置１４により所望の開閉動作が実現できるものである。
また、上記実施例４、５は、実施例１に適用されたものであるが、これに拘るものでなく、実施例２、３に適用することも可能である。
本発明は、ディーゼルエンジンの吸気装置に適用されるものであっても、ガソリンエンジンの吸気装置に適用されるものであっても良い。また、他の燃料（アルコール燃料等）を用いた吸気装置に適用されるものであっても良い。
また、本発明の開閉バルブ１３は、ＶＳＶ（バキューム・スイッチング・バルブ）等のバルブであり、制御装置１４により所望の開閉動作が実現できるものである。
また、上記実施例４、５は、実施例１に適用されたものであるが、これに拘るものでなく、実施例２、３に適用することも可能である。
本発明は、ディーゼルエンジンの吸気装置に適用されるものであっても、ガソリンエンジンの吸気装置に適用されるものであっても良い。また、他の燃料（アルコール燃料等）を用いた吸気装置に適用されるものであっても良い。
また、本発明の車両用吸気装置１は、サージタンク３１内の液体排出以外の任意の用途に適用できる。
ｘ 貯留タンク下部から下方に延伸する連通路排出部内側の入口径
ｙ 吸気ブランチの上部と連通する連通路下流部内側の出口径
ｚ 流出口から貯留タンクへ至る流出管内側の流路径
１ 車両用吸気装置
２ スロットルバルブ
３ 吸気マニホールド
４ エンジン
７ 容積部
８ 連通路
１１ 連通管
１２ 排出管
１３ 開閉バルブ
１４ 制御装置
１５ 逆止弁
１６ 第２開閉バルブ
１７ 分配管
１８ 分配管
１９ バキュームスイッチングバルブ
３１ サージタンク
３２ 吸気ブランチ
３３ 流出口
７１ 略Ｕ字形管路
７２ タンク部
８１ 連通管流出部
８２ 連通管下流部
８３ 凝縮水貯留室
８４ 連通管上流部
８５ 貯留タンク
８６ 流出管
８７ 連通路排出部
８８ 連通路下流部
８９ 凝縮水貯留室
９０ 気液分離膜
９１ 逆止弁
９２ 連通路上流部
９３ 満水面
ｙ 吸気ブランチの上部と連通する連通路下流部内側の出口径
ｚ 流出口から貯留タンクへ至る流出管内側の流路径
１ 車両用吸気装置
２ スロットルバルブ
３ 吸気マニホールド
４ エンジン
７ 容積部
８ 連通路
１１ 連通管
１２ 排出管
１３ 開閉バルブ
１４ 制御装置
１５ 逆止弁
１６ 第２開閉バルブ
１７ 分配管
１８ 分配管
１９ バキュームスイッチングバルブ
３１ サージタンク
３２ 吸気ブランチ
３３ 流出口
７１ 略Ｕ字形管路
７２ タンク部
８１ 連通管流出部
８２ 連通管下流部
８３ 凝縮水貯留室
８４ 連通管上流部
８５ 貯留タンク
８６ 流出管
８７ 連通路排出部
８８ 連通路下流部
８９ 凝縮水貯留室
９０ 気液分離膜
９１ 逆止弁
９２ 連通路上流部
９３ 満水面
Claims (15)
- エンジンに吸入される吸気量の調整を行うスロットルバルブと、
このスロットルバルブの吸気流れ下流側にあり、吸気流路断面積が拡大してなるサージタンク、およびこのサージタンクの吸気流れ下流側に設けられ、前記エンジンの気筒内に吸気を導入する吸気ブランチを備える吸気マニホールドと、
を具備し、
車両搭載時における前記サージタンクと前記吸気ブランチとの接続部の下縁が、車両搭載時における前記サージタンクの下部より上側に設けられる車両用吸気装置において、
この車両用吸気装置は、
前記スロットルバルブの吸気流れ上流側と前記吸気ブランチとを前記サージタンクをバイパスして連通する連通管と、
車両搭載時における前記サージタンクの下部と前記連通管とを連通する排出管と、
前記連通管と前記排出管の接続口よりも吸気流れ上流側に配置された前記連通管を開閉する開閉バルブと、
前記エンジンの運転状態がアイドリング運転時および加速運転時あるいは高速運転時に前記開閉バルブを閉じると共に、前記エンジンの運転状態が減速運転時に前記開閉バルブを開く制御を行う制御装置と、
を備えることを特徴とする車両用吸気装置。 - 請求項１に記載の車両用吸気装置において、
前記排出管は、前記サージタンクから前記連通管にのみ吸気を流す逆止弁を備えていることを特徴とする車両用吸気装置。 - 請求項１に記載の車両用吸気装置において、
前記排出管は、この排出管を開閉する第２開閉バルブを備え、
前記制御装置は、前記開閉バルブが閉じている時に前記第２開閉バルブを開くと共に、前記開閉バルブが開いている時に前記第２開閉バルブを閉じることを特徴とする車両用吸気装置。 - 請求項１〜３の何れかに記載の車両用吸気装置において、
前記連通管は、前記吸気ブランチに導入される吸気を、複数の前記吸気ブランチに分配供給する分配管を備えることを特徴とする車両用吸気装置。 - 請求項４に記載の車両用吸気装置において、
前記分配管の分枝開始部から複数の前記吸気ブランチまでの各通路長が、略同一距離に設けられており、前記分配管の各流路断面積が略同一に設けられていることを特徴とする車両用吸気装置。 - 請求項１に記載の車両用吸気装置において、
前記サージタンクの下位または下方に位置する連通管に、前記サージタンクの下部に溜まった水やオイルを収容するための容積部を設けたことを特徴とする車両用吸気装置。 - 請求項６に記載の車両用吸気装置において、
前記容積部は、前記連通管の上流部に形成された略Ｕ字形管路からなることを特徴とする車両用吸気装置。 - 請求項６に記載の車両用吸気装置において、
前記容積部は、前記連通管の上流部に設けたタンク部からなることを特徴とする車両用吸気装置。 - 請求項６に記載の車両用吸気装置において、
前記容積部は、前記連通管の上流部に設けたタンク部と、このタンク部の下流側に設けた略Ｕ字形管路とからなることを特徴とする車両用吸気装置。 - 吸気流路内に配され、エンジンに吸入される吸気量の調整を行うためのスロットルバルブと、
前記吸気流路を流れる吸気流の下流側に位置し、流路断面積が拡大してなるサージタンク、およびこのサージタンク下流側に設けられ、前記エンジンの気筒内に吸気を導入する吸気ブランチを備える吸気マニホールドと、
前記スロットルバルブより上流側の吸気流路と前記吸気ブランチの上部とを前記サージタンクをバイパスして連通する連通管と、
該連通管を開閉するバキュームスイッチングバルブと、
車両運転状態がアイドリング時、加速走行時、または高速走行時には前記バキュームスイッチングバルブへの通電を停止して閉弁させ、減速走行時には前記バキュームスイッチングバルブの開弁時間が短く、定常走行時には前記バキュームスイッチングバルブの開弁時間が長くなる様に前記バキュームスイッチングバルブへの通電をデューティ制御する制御装置とを備える車両用吸気装置であって、
サージタンク下部の流出口から略鉛直方向へ延伸する連通管流出部と、該連通管流出部の末端から略水平方向に延伸した後に斜め上方へ延伸する連通管下流部とによる略Ｕ字形の凝縮水貯留室をサージタンク下方に設け、
連通管上流部の後端を前記連通管流出部の最上位置に連結し、
前記連通管流出部と連結する直前の前記連通管上流部に前記バキュームスイッチングバルブを配設したことを特徴とする車両用吸気装置。 - 吸気流路内に配され、エンジンに吸入される吸気量の調整を行うためのスロットルバルブと、
前記吸気流路を流れる吸気流の下流側に位置し、流路断面積が拡大してなるサージタンク、およびこのサージタンク下流側に設けられ、前記エンジンの気筒内に吸気を導入する吸気ブランチを備える吸気マニホールドと、
前記スロットルバルブより上流側の吸気流路と前記吸気ブランチの上部とを前記サージタンクをバイパスして連通する連通路と、
該連通路を開閉するバキュームスイッチングバルブと、
車両運転状態がアイドリング時、加速走行時、または高速走行時には前記バキュームスイッチングバルブへの通電を停止して閉弁させ、減速走行時には前記バキュームスイッチングバルブの開弁時間が短く、定常走行時には前記バキュームスイッチングバルブの開弁時間が長くなる様に前記バキュームスイッチングバルブへの通電をデューティ制御する制御装置とを備える車両用吸気装置であって、
サージタンク下方に貯留タンクを設け、サージタンク下部の流出口と前記貯留タンクとを流出管で連結し、
貯留タンク下部の排出口から略鉛直方向へ延伸する連通路排出部と、該連通路排出部の末端から略水平方向に延伸した後に斜め上方へ延伸する連通路下流部とによる略Ｕ字形の凝縮水貯留室を貯留タンク下方に設け、
後端が貯留タンク上部と連結する連通路上流部の連結部近傍に前記バキュームスイッチングバルブを配設したことを特徴とする車両用吸気装置。 - 請求項１１記載の車両用吸気装置において、
前記連通路上流部が前記貯留タンク上部と連結する連結部と前記バキュームスイッチングバルブとの間に気液分離膜を設けたことを特徴とする車両用吸気装置。 - 請求項１１記載の車両用吸気装置において、
前記サージタンクから前記貯留タンクへ至る方向にのみ、液体や空気を通す逆止弁を前記流出管に配設したことを特徴とする車両用吸気装置。 - 請求項１１に記載の車両用吸気装置において、
前記貯留タンクの満水面より上方に位置する連通路上流部に前記バキュームスイッチングバルブを配設したことを特徴とする車両用吸気装置。 - 請求項１１に記載の車両用吸気装置において、
サージタンク下部の流出口から前記貯留タンクへ至る前記流出管の流路径をｚ、貯留タンク下部の排出口から下方に延伸する前記連通路排出部の入口径をｘ、前記吸気ブランチの上部と連通する連通路下流部の出口径をｙとすると、ｘ≧ｙ＞ｚを満たす寸法にしたことを特徴とする車両用吸気装置。
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