JPH1047067A

JPH1047067A - 内燃機関の可変吸気制御装置

Info

Publication number: JPH1047067A
Application number: JP8200578A
Authority: JP
Inventors: Toyoichi Umehana; 豊一梅花; Kazuhiro Iwahashi; 和裕岩橋; Takehito Ueda; 建仁上田; Hideo Einaga; 秀男永長; Shigeki Miyashita; 茂樹宮下
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 1998-02-17

Abstract

(57)【要約】【課題】吸気通路内の吸気制御弁の開閉により吸気管
長を変更可能な機関において、複数の吸気制御弁の開閉
をより少ない駆動源によって制御可能にする。【解決手段】スロットル弁４の下流側の吸気通路２と
吸気マニホルド5, 6との間に分岐通路21, 22を設け、分
岐通路21, 22の途中を連絡通路31, 32で連通し、連絡通
路31, 32内に連通制御弁V1, V2を設ける。連通制御弁V2
はアクチュエータA0の駆動力で開閉するようにし、連通
制御弁V1はクラッチ40を介してアクチュエータA0に接続
し、クラッチ40からの駆動力が作用しない状態では、ば
ね45によって開弁状態を保持させる。クラッチ40はアク
チュエータA0の特定の方向への駆動によってのみ駆動さ
れる。この結果、２つの吸気制御弁V1, V2の駆動を、１
つのアクチュエータA0によって行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の可変吸気
制御装置に関し、特に、吸気通路内に設けられた弁を開
閉することによって吸気管の実質的な長さを変更する内
燃機関の可変吸気制御装置の弁の駆動機構の構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の出力を向上させるための１つ
の方法として、吸気通路内に設けられた弁を開閉するこ
とによって吸気管の実質的な長さを機関の運転状態に応
じて変化させる方法が知られている。Ｖ型多気筒内燃機
関において、このように吸気管の実質的な長さを変更す
るものとして、図１６に示すような可変吸気制御装置が
ある。

【０００３】図１６に示す可変吸気制御装置では、Ｖ型
６気筒内燃機関８０の各バンクに接続される各吸気通路
８１，８２が、スロットル弁８３の位置から下流側に所
定距離離れた位置と、最も下流側の位置で、２つの連通
路８４，８５によってそれぞれ接続されている。また、
各連通路８４，８５にはここを流れる空気の流れを遮断
する吸気制御弁８６，８７がそれぞれ設けられている。
そして、吸気制御弁８６，８７はそれぞれ駆動源である
アクチュエータ（図示せず）によって個々に開閉制御さ
れ、実質的な吸気管長さが変更されることが記載されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
刊行物に記載の多気筒内燃機関には、各吸気制御弁を開
閉駆動するための駆動源（アクチュエータ）がそれぞれ
設けられているにもかかわらず、実質的に有効な吸気制
御弁の開閉状態は、２つの独立に開閉可能な吸気制御弁
によって得られる可能な開閉状態（ここでは２×２＝
４）よりも少なく、吸気制御弁と駆動源の配置に無駄が
あるという問題がある。

【０００５】この理由を更に詳しく説明する。前述の刊
行物に記載の多気筒内燃機関では、Ｖ型６気筒内燃機関
８０の各バンクに接続される各吸気通路８１，８２が、
スロットル弁８３の位置から下流側に所定距離離れた位
置にある連通路８４と、スロットル弁８３の位置から最
も下流側の位置にある連通路８５によってそれぞれ接続
されている。このために、一方の連通路８４が開状態に
なって空気の流れが生じると、他方の連通路８５の開閉
による実質的な吸気管長さの変更がなくなる。従って、
前述の刊行物に記載の多気筒内燃機関における吸気制御
弁の開閉状態は、一方の連通路８４が閉じている時の他
方の連通路８５の開状態と、閉状態、及び一方の連通路
８４が開いている状態の３つの開閉状態しかなく、この
ために駆動源を各吸気制御弁に設けることには無駄があ
る。

【０００６】そこで、本発明は、吸気通路内に配置され
る複数の吸気制御弁を開閉制御することにより、吸気管
の実質的な長さを変更可能な内燃機関において、複数の
吸気制御弁の開閉をより少ない駆動源により制御するこ
とができる可変吸気制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する請求
項１に記載の第１の発明の内燃機関の可変吸気制御装置
は、吸気通路内に配置される複数の吸気制御弁を開閉制
御することにより、吸気管の実質的な長さを変更可能な
内燃機関の可変吸気制御装置において、弾性部材によっ
て付勢され、この弾性部材以外の外力の作用しない状態
では、開弁状態と閉弁状態の何れか一方の状態に保持さ
れる第１の吸気制御弁と、外部から与えられる駆動力に
よって開閉駆動される第２の吸気制御弁と、この第２の
吸気制御弁を開閉駆動する駆動手段と、この駆動手段に
よる第２の吸気制御弁の開閉駆動動作の一部において、
第１の吸気制御弁の開閉動作をこの第２の吸気制御弁の
開閉動作に連動させる連動手段とを設けたことを特徴と
している。

【０００８】また、目的を達成する請求項２に記載の第
２の発明の内燃機関の可変吸気制御装置は、吸気通路内
に配置される複数の吸気制御弁を開閉制御することによ
り、吸気管の実質的な長さを変更可能な内燃機関の可変
吸気制御装置において、外部から与えられる駆動力によ
って開閉駆動される第１の吸気制御弁と、第１の吸気制
御弁を開閉駆動する第１の駆動手段と、弾性部材によっ
て付勢され、この弾性部材以外の外力の作用しない状態
では、開弁状態と閉弁状態の何れか一方の状態に保持さ
れる第２の吸気制御弁と、外部から与えられる駆動力に
よって開閉駆動される第３の吸気制御弁と、この第３の
吸気制御弁を開閉駆動する第２の駆動手段と、第１の吸
気制御弁と第２の吸気制御弁、及び第２の吸気制御弁と
第３の吸気制御弁とを第２の吸気制御弁の付勢力とは反
対方向のみに連動する連動手段とを設けたことを特徴と
している。

【０００９】第１の発明の内燃機関の可変吸気制御装置
によれば、弾性部材に付勢されて開弁状態又は閉弁状態
を保持する第１の吸気制御弁が、外部駆動源によって開
閉駆動される第２の吸気制御弁によって、その動作の一
部の範囲で連動手段によって保持状態とは異なる状態に
駆動されるので、２つの吸気制御弁の駆動を１つの駆動
源によって行うことができる。

【００１０】また、第２の発明の内燃機関の可変吸気制
御装置によれば、弾性部材に付勢されて開弁状態又は閉
弁状態を保持する第２の吸気制御弁が、第１の駆動手段
によって開閉駆動される第１の吸気制御弁の動作の一部
の範囲、或いは、第２の駆動手段によって開閉駆動され
る第３の吸気制御弁の動作の一部の範囲において、連動
手段によって保持状態とは異なる状態に駆動されるの
で、３つの吸気制御弁の駆動を２つの駆動源によって行
うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の実
施の形態を、具体的な実施例により詳細に説明する。図
１は本発明の第１の発明における内燃機関の可変吸気制
御装置の一実施例の全体構成を示すものである。

【００１２】図１に示される内燃機関１は６つの気筒♯
１〜♯６を備えた直列６気筒であり、このうちの３気筒
♯１〜♯３の部分気筒運転が可能となっている。内燃機
関１の吸気通路２にはエアクリーナ３があり、エアクリ
ーナ３の下流側にはスロットル弁４が設けられている。
吸気通路２のスロットル弁４の下流側は、第１、第２の
分配通路２１，２２によって２つに分岐されており、第
１の分配通路２１は第１気筒♯１から第３気筒♯３に接
続する第１の吸気マニホルド５に接続され、第２の分配
通路２２は第４気筒♯４から第６気筒♯６に接続する第
２の吸気マニホルド６に接続されている。

【００１３】第１、第２の分配通路２１，２２の分岐部
Ｄからの長さは同じであり、かつ、この分岐部Ｄから等
距離にある２つの位置Ａ，Ｂで第１の連通通路３１と、
第２の連通通路３２によって互いに連通されている。ま
た、第１の連通通路３１内には、この通路３１を開閉す
る第１の連通制御弁Ｖ１が設けられており、第２の連通
通路３２内には、この通路３２を開閉する第２の連通制
御弁Ｖ２が設けられている。更に、この実施例では、第
２の連通通路３２の第１の分配通路２１への接続位置Ｂ
と第１の吸気マニホルド５との間の第１の分配通路２１
に、第１の吸気マニホルド５への吸気の供給を遮断する
遮断弁Ｖ３が設けられている。

【００１４】第２の連通制御弁Ｖ２はアクチュエータＡ
０によって開閉制御され、遮断弁Ｖ３はアクチュエータ
Ａ３によって開閉制御される。また、第１の連通制御弁
Ｖ１はクラッチ４０を介してアクチュエータＡ０によっ
て開閉制御され、スロットル弁４の開度はアクチュエー
タＡ４によって制御される。そして、アクチュエータＡ
０，Ａ３，Ａ４の駆動は、ＥＣＵ（エンジン・コントロ
ール・ユニット）１０によって制御される。このＥＣＵ
には図示しない回転数センサからの機関回転数Ｎｅを表
す信号や、第１，第２の吸気マニホルド５，６に取付け
られた圧力センサＰ１，Ｐ２からの吸入空気量Ｑを表す
圧力信号等が入力される。また、内燃機関１から排出さ
れた排気ガスは排気マニホルド７を経て排気通路８か
ら、図示しない触媒コンバータで浄化された後に大気中
に放出される。

【００１５】図２は本発明の内燃機関の可変吸気制御装
置の具体的な実施例の構成を示すものであり、図１と同
じ構成部材には同じ符号を付してある。吸気通路２のス
ロットル弁４の下流側は、第１、第２の分配通路２１，
２２によって２つに分岐されており、この実施例では第
１、第２の分配通路２１，２２の下流側にサージタンク
９が設けられている。サージタンク９の内部は隔壁９０
によって、第１のサージタンク９１と第２のサージタン
ク９２に仕切られており、第１のサージタンク９１に第
１気筒♯１から第３気筒♯３に接続する第１の吸気マニ
ホルド５が接続され、第２のサージタンク９２に第４気
筒♯４から第６気筒♯６に接続する第２の吸気マニホル
ド６が接続されている。

【００１６】第１の連通制御弁Ｖ１は、第１、第２の分
配通路２１，２２を連通する第１の連通通路３１内に設
けられている。一方、第２の連通通路３２は、サージタ
ンク９を第１と第２のサージタンク９１，９２に仕切る
隔壁９０に設けられており、第２の連通制御弁Ｖ２はこ
のサージタンク９内に設けられた第２の連通通路３２内
に設けられている。また、遮断弁Ｖ３も第１のサージタ
ンク９１に設けられており、圧力センサＰ１，Ｐ２もそ
れぞれ第１、第２のサージタンク９１，９２内に設けら
れている。

【００１７】一方、第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通
制御弁Ｖ２は共に１つのアクチュエータＡ０によって駆
動される。このアクチュエータＡ０は、第１、第２の分
配通路２１，２２の間にあるスペース内に設けられてい
る。この実施例では、第２の連通制御弁Ｖ２はその回転
軸Ｓ２が直接アクチュエータＡ０に接続されているが、
第１の連通制御弁Ｖ１の回転軸Ｓ１はクラッチ４０を開
始してアクチュエータＡ０の回転軸Ｓ０に接続されてい
る。また、第１の連通制御弁Ｖ１の回転軸Ｓ１には、ア
クチュエータＡ０に通電が行われていない状態で、第１
の連通制御弁Ｖ１を開弁状態に保持するためのばね４５
が設けられている。そして、遮断弁Ｖ３を開閉制御する
アクチュエータＡ３は、サージタンク９の外壁に取付け
られている。

【００１８】図３(a) は図２の吸気通路２、第１の分配
通路２１、及びサージタンク９の要部の垂直方向の断面
図である。図３(a) では、第１の連通制御弁Ｖ１は閉弁
して第１の連通通路３１は閉じられており、第２の連通
制御弁Ｖ２も閉弁して第２の連通通路３２は閉じられて
おり、更に、サージタンク９内の遮断弁Ｖ３も閉弁して
いて、部分気筒運転の状態を示している。

【００１９】図３(b) は図２，図３(a) のクラッチ４０
の構成を説明する組立斜視図であり、アクチュエータＡ
０に通電が行われていない状態で、ばね４５が第１の連
通制御弁Ｖ１を開弁状態に保持している時のクラッチ４
０の状態を示している。クラッチ４０は、第１の連通制
御弁Ｖ１の回転軸Ｓ１の端部に取付けられたクラッチ板
４１、アクチュエータＡ０の第１の連通制御弁Ｖ１側の
回転軸Ｓ０の端部に取付けられたクラッチ板４２、クラ
ッチ板４１のクラッチ板４２の対向面に突設された爪４
３、及び、クラッチ板４２のクラッチ板４１の対向面に
突設された爪４４とから構成されている。

【００２０】爪４３，４４は、クラッチ板４１，４２の
半径方向に沿って突設された壁状のものであり、アクチ
ュエータＡ０に通電が行われていない状態で、ばね４５
が第１の連通制御弁Ｖ１を開弁状態に保持している時に
は、クラッチ板４１に突設された爪４３は水平方向にな
っている。クラッチ板４２に突設された爪４４はこの爪
４３の下面に、爪４３に隣接した状態で位置している。
また、アクチュエータＡ０に通電が行われていない状態
では、アクチュエータＡ０に直接接続された第２の連通
制御弁Ｖ２も開弁状態になっている。

【００２１】従って、図３(b) に示す状態で、アクチュ
エータＡ０が通電されてアクチュエータＡ０の回転軸Ｓ
０が図３(b) に矢印Ｘで示す方向に９０°回転すると、
爪４４が爪４３を押すので、第１の連通制御弁Ｖ１の回
転軸Ｓ１が回転し、第１の連通制御弁Ｖ１が閉弁する。
このとき、第２の連通制御弁Ｖ２も閉弁する。一方、ア
クチュエータＡ０が通電されてアクチュエータＡ０の回
転軸Ｓ０が矢印Ｙで示す方向に９０度回転した場合は、
爪４４は爪４３から離れる方向に回転するので、第１の
連通制御弁Ｖ１の回転軸Ｓ１は回転せず、第１の連通制
御弁Ｖ１は開弁状態を保持したままである。このとき、
第２の連通制御弁Ｖ２は閉弁する。

【００２２】このように、図２，図３(a) ，(b) に示し
たアクチュエータＡ０とクラッチ４０との組み合わせに
より、第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ２の
２つの制御弁は１つのアクチュエータＡ０で駆動するこ
とができ、以下の３つの状態をとることができる。 (1) 第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ２が共
に開弁 (2) 第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ２が共
に閉弁 (3) 第１の連通制御弁Ｖ１は開弁、第２の連通制御弁Ｖ
２は閉弁図４(a) 〜図４(h) は図２，図３(a) ，(b) に示したア
クチュエータＡ０とクラッチ４０との組み合わせによ
り、第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ２を、
機関の運転状態に応じて開閉制御した時の状態を示すも
のであり、第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ
２はその開閉状態を図２と同じ方向から見たものであ
る。

【００２３】即ち、図４(a) は図２の連通制御弁Ｖ１，
Ｖ２の機関停止時の開閉状態を示す図であり、図４(b)
は図４(a) のクラッチ４０の爪４３，４４の係合状態を
水平方向から見た図である。この状態ではハッチングを
付して示す駆動側の爪４４は従動側の爪４３を付勢して
おらず、第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ２
は共に開弁している。

【００２４】図４(c) は図２の連通制御弁Ｖ１，Ｖ２の
機関低速時の開閉状態を示す図であり、図４(d) は図４
(c) のクラッチ４０の爪４３，４４の係合状態を水平方
向から見た図である。この状態ではハッチングを付して
示す駆動側の爪４４は従動側の爪４３を押して９０°回
転しており、第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁
Ｖ２は共に閉弁している。

【００２５】図４(e) は図２の連通制御弁Ｖ１，Ｖ２の
機関中速時の開閉状態を示す図であり、図４(f) は図４
(e) のクラッチ４０の爪４３，４４の係合状態を水平方
向から見た図である。この状態ではハッチングを付して
示す駆動側の爪４４は従動側の爪４３から離れる方向に
９０°回転しており、第１の連通制御弁Ｖ１は前述のば
ね４５によって開弁状態を保持しており、第２の連通制
御弁Ｖ２は閉弁している。

【００２６】図４(g) は図２の連通制御弁Ｖ１，Ｖ２の
機関高速時の開閉状態を示す図であり、図４(h) は図４
(g) のクラッチ４０の爪４３，４４の係合状態を水平方
向から見た図である。この状態ではハッチングを付して
示す駆動側の爪４４は従動側の爪４３を付勢しておら
ず、第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ２は共
に開弁している。

【００２７】ここで、図４(a) ，(c) ，(e) ，(g) に示
したように第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ
２とを制御する理由を説明する。まず、６気筒内燃機関
において、機関の全気筒運転時に吸気通路長を変えなが
ら機関回転数Ｎｅに対するトルクを測定すると、吸気通
路長が長い時はトルクのピークが機関の低速域に現れ、
吸気通路長が中程度の時はトルクのピークが機関の中速
域に現れ、吸気通路長が短い時はトルクのピークが機関
の高速域に現れることが分かった。そこで、長い等価吸
気通路長Ｌ１、中程度の等価吸気通路長Ｌ２、及び短い
等価吸気通路長Ｌ３を設定（Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３）し、各
等価吸気通路長において機関回転数に応じたトルクを測
定し、最大トルクが切り換わるクロスオーバ点の機関回
転数、及び最大トルクを測定して記録すると、図５(a)
に実線で示すような特性が得られた。即ち、長い等価吸
気通路長Ｌ１では機関回転数Ｎ１まで最大トルクが得ら
れ、中程度の等価吸気通路長Ｌ２では機関回転数Ｎ１か
らＮ２の範囲で最大トルクが得られ、短い等価吸気通路
長Ｌ３では機関回転数Ｎ２以上で最大トルクが得られる
ことが分かった。

【００２８】また、この６気筒内燃機関が３気筒の稼働
を停止した部分気筒運転で運転している時に、等価吸気
通路長を同様にＬ１，Ｌ２，Ｌ３と変えながら機関回転
数Ｎｅに対するトルクを測定した。部分気筒運転の場合
も、長い吸気通路長Ｌ１の時にトルクのピークが機関の
低速域に現れ、中程度の吸気通路長Ｌ２の時にトルクの
ピークが機関の中速域に現れ、短い吸気通路長Ｌ３の時
にトルクのピークが機関の高速域に現れるという傾向は
全気筒運転時と同じであった。しかしながら、最大トル
クが切り換わるクロスオーバ点の機関回転数及び最大ト
ルクを測定して記録すると、図５(b) に実線で示すよう
な特性が得られ、クロスオーバ点の機関回転数は全気筒
運転時と異なった。即ち、長い等価吸気通路長Ｌ１では
機関回転数Ｎ１′（≠Ｎ１）まで最大トルクが得られ、
中程度の等価吸気通路長Ｌ２では機関回転数Ｎ１′から
Ｎ２′（≠Ｎ２）の範囲で最大トルクが得られ、短い等
価吸気通路長Ｌ３では機関回転数Ｎ２′以上で最大トル
クが得られることが分かった。

【００２９】そこで、本実施例では、第１の連通通路３
１を第１の連通制御弁Ｖ１を閉弁して閉じると共に、第
２の連通通路３２を第２の連通制御弁Ｖ２を閉弁して閉
じた時の等価吸気通路長がＬ１、第１の連通通路３１を
第１の連通制御弁Ｖ１を開弁して開くと共に、第２の連
通通路３２を第２の連通制御弁Ｖ２を閉弁して閉じた時
の等価吸気通路長がＬ２、第１の連通通路３１を第１の
連通制御弁Ｖ１を開弁して開くと共に、第２の連通通路
３２も第２の連通制御弁Ｖ２を開弁して開いた時の等価
吸気通路長がＬ３、となるように第１、第２の連通通路
３１，３２の分配通路２１，２２における設置位置を決
め、第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ２の開
閉制御を、機関の全気筒運転時には図５(a) の特性に基
づいて制御し、機関の部分気筒運転時には図５(b) の特
性に基づいて制御するようにしている。

【００３０】ここで、図１，図２のように構成された第
１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ２の開閉制御
の一例を、図６のフローチャート、及び、図７(a) に示
す機関の全気筒運転時の回転数−負荷特性と、図７(b)
に示す機関の部分気筒運転時の回転数−負荷特性を用い
て説明する。図６のフローチャートに示される制御は所
定時間毎に実行される。

【００３１】図６のフローチャートに示されるように、
第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ２の開閉制
御を行う場合は、まず、ステップ６０１において機関の
回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑが読み込まれる。この実施例
では吸入空気量Ｑは圧力センサＰ１，Ｐ２による吸気圧
力の検出値から演算して求めることができる。続くステ
ップ６０２では、機関負荷が機関１回転当たりの吸入空
気量Ｑ／Ｎとして演算される。そして、ステップ６０３
では負荷Ｑ／Ｎが最低基準値 (Ｑ／Ｎ)minより大きく、
かつ、機関回転数Ｎｅが最低基準値Ｎmin より大きいか
否かが判定される。

【００３２】Ｑ／Ｎ≦ (Ｑ／Ｎ)minかつＮｅ≦Ｎmin の
場合は機関始動時等の場合であり、全気筒運転する必要
があるのでステップ６０４に進んで遮断弁Ｖ３が開弁さ
れ、続くステップ６０５では全気筒に点火、燃料噴射処
理が行われる。そして、ステップ６０６において第１の
連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ２が共に閉弁さ
れ、等価吸気通路長が最も長いＬ１に制御される。

【００３３】一方、ステップ６０３でＱ／Ｎ＞ (Ｑ／
Ｎ)minかつＮｅ＞Ｎmin の場合はステップ６０７に進
み、負荷Ｑ／Ｎが所定値ｃより大きいか否かが判定され
る。この判定は機関を全気筒で運転するか、或いは部分
気筒で運転するかを判定するものであり、所定値ｃは、
図６(b) に示される部分気筒運転時の最大負荷である。
よって、Ｑ／Ｎ＞ｃの場合は、全気筒運転が必要である
のでステップ６０８に進み、遮断弁Ｖ３が開弁される。
そして、ステップ６０９において、全気筒に点火、燃料
噴射処理が行われる。続くステップ６１０では負荷Ｑ／
Ｎが基準値ｂよりも大きいか否かが判定される。この基
準値ｂは図７(a) に示されるように、第１の連通制御弁
Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ２の開閉を定める基準値であ
る。

【００３４】ステップ６１０でＱ／Ｎ＞ｂと判定された
時はステップ６１１に進み、機関回転数Ｎｅが回転数Ｎ
１より小さいか否かが判定される。この機関回転数Ｎ１
は、前述のように、長い等価吸気通路長Ｌ１と中程度の
等価吸気通路長Ｌ２における最大トルクが切り換わるク
ロスオーバ点の機関回転数である。そして、ステップ６
１１でＮｅ＜Ｎ１の場合はステップ６０６に進み、第１
の連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ２が共に閉弁さ
れ、等価吸気通路長がＬ１にされる。このような制御が
行われる機関の運転領域は図７(a) に領域Ｍ１で示され
る。

【００３５】一方、ステップ６１１でＮｅ≧Ｎ１の場合
はステップ６１２に進み、機関回転数Ｎｅが回転数Ｎ２
より小さいか否かが判定される。この機関回転数Ｎ２
は、前述のように、中程度の等価吸気通路長Ｌ２と短い
等価吸気通路長Ｌ３における最大トルクが切り換わるク
ロスオーバ点の機関回転数である。ステップ６１２でＮ
ｅ＜Ｎ２の場合はステップ６１３に進み、第２の連通制
御弁Ｖ２は閉弁されたまま第１の連通制御弁Ｖ１が開弁
され、等価吸気通路長がＬ２にされる。このような制御
が行われる機関の運転領域は図７(a) に領域Ｍ２で示さ
れる。

【００３６】また、ステップ６１０で負荷Ｑ／Ｎ≦ｂと
判定された場合、又は、ステップ６１２でＮｅ≧Ｎ２と
判定された場合はステップ６１４に進み、第１の連通制
御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ２が共に開弁され、等価
吸気通路長がＬ３にされる。このような制御が行われる
機関の運転領域は図７(a) に領域Ｍ３で示される。次
に、ステップ６０７でＱ／Ｎ≦ｃとなり、機関の部分気
筒（減気筒）運転が行われる場合について説明する。こ
の場合はステップ６１５に進み遮断弁Ｖ３が閉弁され
る。そして、ステップ６１６において、休止気筒の点
火、燃料噴射処理が停止される。続くステップ６１７で
は負荷Ｑ／Ｎが基準値ａよりも大きいか否かが判定され
る。この基準値ａは図７(b) に示されるように、部分気
筒運転時の第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ
２の開閉を定める基準値である。

【００３７】ステップ６１７でＱ／Ｎ＞ａと判定された
時はステップ６１８に進み、機関回転数Ｎｅが回転数Ｎ
１′より小さいか否かが判定される。この機関回転数Ｎ
１′は、前述のように、部分気筒運転状態において、長
い等価吸気通路長Ｌ１と中程度の等価吸気通路長Ｌ２に
おける最大トルクが切り換わるクロスオーバ点の機関回
転数である。そして、ステップ６１８でＮｅ＜Ｎ１′の
場合はステップ６１９に進み、第１の連通制御弁Ｖ１と
第２の連通制御弁Ｖ２が共に閉弁され、等価吸気通路長
がＬ１にされる。このような制御が行われる機関の運転
領域は図７(b)に領域Ｍ１′で示される。

【００３８】一方、ステップ６１８でＮｅ≧Ｎ１′の場
合はステップ６２０に進み、機関回転数Ｎｅが回転数Ｎ
２′より小さいか否かが判定される。この機関回転数Ｎ
２′は、前述のように、部分気筒運転状態において、中
程度の等価吸気通路長Ｌ２と短い等価吸気通路長Ｌ３に
おける最大トルクが切り換わるクロスオーバ点の機関回
転数である。ステップ６２０でＮｅ＜Ｎ２′の場合はス
テップ６２１に進み、第２の連通制御弁Ｖ２は閉弁され
たまま第１の連通制御弁Ｖ１が開弁され、等価吸気通路
長がＬ２にされる。このような制御が行われる機関の運
転領域は図７(b) に領域Ｍ２′で示される。

【００３９】また、ステップ６１７で負荷Ｑ／Ｎ≦ａと
判定された場合、或いは、ステップ６２０でＮｅ≧Ｎ
２′と判定された場合はステップ６２２に進み、第１の
連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ２が共に開弁さ
れ、等価吸気通路長がＬ３にされる。このような制御が
行われる機関の運転領域は図７(b) に領域Ｍ３′で示さ
れる。

【００４０】以上のように、この実施例では、吸気通路
長を変更する連通制御弁Ｖ１，Ｖ２の開閉時期は、図７
(a) ，(b) に示すように、機関の全気筒運転時と部分気
筒運転時とでは、負荷、機関回転数で異なるので、それ
ぞれの運転状態で最良の出力を得ることができる。即
ち、図８に示すように、全気筒運転時には機関の出力性
能が破線の特性から実線で示す特性に向上し、部分気筒
運転時でも機関の出力性能を破線の特性から実線で示す
特性に向上させることができる。そして、部分気筒運転
時の機関の出力性能の向上は、部分気筒運転できる領域
を拡大することになり、部分気筒運転時の燃費低減運転
域を拡大できる。

【００４１】なお、前述の実施例では、吸気分配通路間
に連通通路が２本あり、それぞれの連通通路内に設けら
れている連通制御弁の開閉を１つの駆動源で制御する例
について説明したが、吸気分配通路間に設ける連通通路
の数が増えても、前述の実施例の機構を適用すれば、制
御弁の数に対して駆動源の数を減らすことが可能にな
る。

【００４２】また、前述の実施例では、第１の連通制御
弁Ｖ１はクラッチ４０からの駆動力が及ばない時には、
ばね４５に付勢されて開弁状態を保持するように構成さ
れているが、クラッチ４０の機構を変更することによ
り、ばね４５のみに付勢されている時に閉弁状態を保持
するように構成することもできる。図９(a) は本発明の
可変吸気制御装置の第１の発明における他の実施例の具
体的な構成の一例を示す吸気通路部分の一部切欠断面図
である。図９(a) に示す実施例が図２に示した実施例と
異なるのは、アクチュエータＡ０、クラッチ４０、およ
びばね４５の配置のみであり、その他の構成は図２と全
く同じである。従って、同じ構成部材については、図２
と同じ符号を付してその説明を省略する。

【００４３】図２及び図３(a) に示した実施例では、第
２の連通制御弁Ｖ２がアクチュエータＡ０によって開閉
制御されており、第１の連通制御弁Ｖ１はばね４５によ
って通常は開弁状態に保持され、クラッチ４０を介して
アクチュエータ４０の駆動力が伝達されると閉弁される
ようになっていた。一方、図９(a) に示す実施例では、
アクチュエータＡ０とばね４５の配置が逆になってい
る。即ち、図９(a) に示す実施例では、第１の連通制御
弁Ｖ１がアクチュエータＡ０によって開閉制御されるよ
うになっており、第２の連通制御弁Ｖ２はばね４５によ
って通常は閉弁状態に保持され、クラッチ４０を介して
アクチュエータＡ０の駆動力が伝達されると開弁される
ようになっている。図９(b) は図９(a) において第２の
連通制御弁Ｖ２の回転軸Ｓ２にアクチュエータＡ０の回
転軸Ｓ０から駆動力が伝わらない時の状態を示してい
る。この状態はアクチュエータＡ０に通電が行われてい
ない状態であり、第２の連通制御弁Ｖ２はばね４５によ
り閉弁状態に保持されている。クラッチ４０は、アクチ
ュエータＡ０の第２の連通制御弁Ｖ２側の回転軸Ｓ０の
端部に取付けられたクラッチ板４２、第２の連通制御弁
Ｖ２の回転軸Ｓ２の端部に取付けられたクラッチ板４
６、クラッチ板４２のクラッチ板４６の対向面に突設さ
れた爪４４、及び、クラッチ板４６のクラッチ板４２の
対向面に突設された爪４７とから構成されている。

【００４４】爪４４，４７は、クラッチ板４２，４６の
半径方向に沿って突設された壁状のものであり、アクチ
ュエータＡ０に通電が行われていない状態で、ばね４５
が第２の連通制御弁Ｖ２を閉弁状態に保持している時に
は、クラッチ板４６に突設された爪４７は水平方向にな
っている。クラッチ板４２に突設された爪４４はこの爪
４７の上面に、爪４７に隣接した状態で位置している。
また、アクチュエータＡ０に通電が行われていない状態
では、アクチュエータＡ０に直接接続された第１の連通
制御弁Ｖ１も閉弁状態になっている。この実施例におい
ても、アクチュエータＡ０とクラッチ４０との組み合わ
せにより、第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ
２は、前述の(1) から(3) の３つの状態をとることがで
きる。

【００４５】図１０(a) 〜図１０(h) は図９(a) に示し
たアクチュエータＡ０とクラッチ４０との組み合わせに
より、第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ２
を、機関の運転状態に応じて開閉制御した時の状態を示
すものであり、第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御
弁Ｖ２はその開閉状態を図９(a) と同じ方向から見たも
のである。

【００４６】図１０(a) は図９の連通制御弁Ｖ１，Ｖ２
の機関停止時の開閉状態を示す図であり、図１０(b) は
図１０(a) のクラッチ４０の爪４４，４７の係合状態を
水平方向から見た図である。この状態ではハッチングを
付して示す駆動側の爪４４は従動側の爪４７を押して９
０°回転しており、第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通
制御弁Ｖ２は共に開弁している。

【００４７】図１０(c) は図９の連通制御弁Ｖ１，Ｖ２
の機関低速時の開閉状態を示す図であり、図１０(d) は
図１０(c) のクラッチ４０の爪４４，４７の係合状態を
水平方向から見た図である。この状態ではハッチングを
付して示す駆動側の爪４４は従動側の爪４７を付勢して
おらず、第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ２
は共に閉弁している。

【００４８】図１０(e) は図９の連通制御弁Ｖ１，Ｖ２
の機関中速時の開閉状態を示す図であり、図１０(f) は
図１０(e) のクラッチ４０の爪４４，４７の係合状態を
水平方向から見た図である。この状態ではハッチングを
付して示す駆動側の爪４４は従動側の爪４７から離れる
方向に９０°回転しており、第２の連通制御弁Ｖ２は前
述のばね４５によって閉弁状態を保持しており、第１の
連通制御弁Ｖ１は開弁している。

【００４９】図１０(g) は図９の連通制御弁Ｖ１，Ｖ２
の機関高速時の開閉状態を示す図であり、図１０(h) は
図１０(g) のクラッチ４０の爪４４，４７の係合状態を
水平方向から見た図である。この状態ではハッチングを
付して示す駆動側の爪４４は従動側の爪４７を押して９
０°回転しており、第１の連通制御弁Ｖ１と第２の連通
制御弁Ｖ２は共に開弁している。

【００５０】このように、アクチュエータＡ０とクラッ
チ４０の位置を逆にしても、同様の動作を行わせること
ができる。従って、図９のように構成された第１の連通
制御弁Ｖ１と第２の連通制御弁Ｖ２の開閉制御は、図６
のフローチャートによって、図７(a) に示す機関の全気
筒運転時の回転数−負荷特性と、図７(b) に示す機関の
部分気筒運転時の回転数−負荷特性に応じて制御するこ
とができる。

【００５１】図１１は本発明の第２の発明における内燃
機関１１の可変吸気制御装置の一実施例の全体構成を示
すものである。図１１に示される内燃機関１は６つの気
筒♯１〜♯６を備えたＶ型６気筒である。内燃機関１１
の吸気通路１２にはエアクリーナ１３があり、エアクリ
ーナ１３の下流側にはスロットル弁１４が設けられてい
る。吸気通路１２のスロットル弁１４の下流側は、第
１、第２の分配通路５１，５２によって２つに分岐され
ており、第１の分配通路５１は第１のサージタンク６１
に接続され、第２の分配通路５２は第２のサージタンク
６２に接続されている。そして、第１のサージタンク６
１は第１の吸気マニホルド１５を介して第１気筒♯１，
第３気筒♯３，第５気筒♯５を備えた右バンク５５に接
続され、第２のサージタンク６２は第２の吸気マニホル
ド１６を介して第２気筒♯２，第４気筒♯４，第６気筒
♯６を備えた左バンク５６に接続されている。

【００５２】第１、第２の分配通路５１，５２の分岐部
Ｅから第１、第２のサージタンク６１，６２までの長さ
は同じであり、かつ、この分岐部Ｅから等距離にある２
つの位置Ｆ，Ｇで、第１、第２の分配通路５１，５２は
第１の連通通路７１によって連通され、第１、第２のサ
ージタンク６１，６２は第２の連通通路７２によって連
通されている。また、第１の連通通路７１内には、この
通路７１を開閉する第１の連通制御弁ＶＢが設けられて
おり、第２の連通通路７２内には、この通路７２を開閉
する第２の連通制御弁ＶＣが設けられている。

【００５３】更に、この実施例では、第１、第２のサー
ジタンク６１，６２の吸気入口部には回転軸が共通で開
閉動作が連動する第１、第２の吸気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ
２が設けられていると共に、この第１、第２の吸気遮断
弁ＶＡ１，ＶＡ２の上流側の第１、第２の分配通路５
１，５２との接続部と、第１、第２のサージタンク６
１，６２の最下流部との間に、それぞれ第１、第２のブ
ランチ通路６３，６４が設けられている。

【００５４】吸気通路１２内のスロットル弁４の開度は
アクチュエータＡ４によって制御され、第１、第２の吸
気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ２はアクチュエータＡ５によって
開閉制御される。また、第１の連通制御弁ＶＢはアクチ
ュエータＡ６によって直接開閉制御され、第２の連通制
御弁ＶＣは、クラッチ４０を介してアクチュエータＡ６
に開閉制御されるか、或いは、レバー機構１００を介し
てアクチュエータＡ５に開閉制御される。そして、アク
チュエータＡ４，Ａ５，Ａ６の駆動は、ＥＣＵ（エンジ
ン・コントロール・ユニット）２０によって制御され
る。このＥＣＵには図示しない回転数センサからの機関
回転数Ｎｅを表す信号や、第１，第２のサージタンク６
１，６２に取付けられた圧力センサＰ３，Ｐ４からの吸
入空気量Ｑを表す圧力信号等が入力される。また、内燃
機関１１から排出された排気ガスは排気マニホルド１７
を経て排気通路１８から、図示しない触媒コンバータで
浄化された後に大気中に放出される。

【００５５】図１１に示される内燃機関１１では、第
１、第２の吸気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ２の開閉により、吸
気系通路長さを長い経路と短い経路の２段階に切り換え
ることができ、機関高負荷運転時における吸気の充填効
率特性を機関回転数に応じて２通り作ることができる。
即ち、長い経路のときは低速、短い経路の時は高速にお
いて充填効率（トルク）のピークを形成することができ
る。

【００５６】また、第１の連絡通路７１は吸気系の共鳴
用圧力を反転させる通路であり、圧力反転位置が２通り
になるようにするものである。即ち、機関の高負荷運転
時に、第１の連絡通路７１を閉じると共鳴用圧力の反転
位置が分岐部Ｅにすることができ、開くと反転位置が第
１の連絡通路７１のところにすることができる。この第
１の連絡通路７１の開閉により、吸気系の充填効率特性
（トルク特性）を２通りにすることができる。

【００５７】一方、第１の連絡通路７１の効果を発揮さ
せるためには、大きめの開口面積が必要であり、これは
機関が高回転になるほど顕著であるが、スペース上、も
しくは吸気系のデッドボリューム削減のためにその開口
面積の大きさには設計的な限界がある。そこで、第２の
連絡通路７２を設けて圧力反転を確実に行うようにして
いる。

【００５８】図１１の構成によれば、第１、第２の吸気
遮断弁ＶＡ１，ＶＡ２の開閉による長短の吸気経路の切
り換えで２通り、第１、第２の連絡通路７１，７２の開
閉による２通りの吸気経路長の可変によるトルクモード
が形成できる。よって、この両者を組み合わせることに
よって、４通りの充填効率特性で４段階可変の吸気系と
することができ、機関の低速から高速運転に至るまでの
全域で谷間のないトルク特性を実現することができる。

【００５９】そして、吸気系に設けられた４つの制御弁
を２つの駆動源によって駆動することにより、機構の無
駄を無くすことができる。図１２は図１１に示した内燃
機関の可変吸気制御装置の具体的な実施例の構成を示す
ものであり、図１１と同じ構成部材には同じ符号を付し
てある。また、図１３は図１２に示すサージタンク部分
の具体的な構成の一例の概略構成を示す斜視図である。

【００６０】吸気通路１２のスロットル弁１４の下流側
は、第１、第２の分配通路５１，５２によって２つに分
岐されており、この実施例では第１、第２の分配通路５
１，５２は、図１３に示すように、吸気通路２を隔壁５
３で上下に仕切った形で設けられている。そして、第
１、第２の分配通路５１，５２の下流側に設けられる第
１、第２のサージタンク６１，６２も同じ隔壁５３の延
長部によって１つのサージタンク６０が上下に仕切られ
た形で存在する。同様に、第１、第２のブランチ通路６
３，６４もこのサージタンク６０に一体的に設けられて
おり、同じく隔壁５３によって上下に仕切られた形で存
在する。図１２にはこの隔壁５３の部分がハッチングに
よって示されており、図１３には、サージタンク６０内
におけるこの隔壁５３の部分が破線を用いて示されてい
る。

【００６１】また、図１２に示されるように、サージタ
ンク６０の上側にある第１のサージタンク６１は第１の
吸気マニホルド１５を介して第１気筒♯１，第３気筒♯
３，第５気筒♯５を備えた右バンク５５に接続され、下
側にある第２のサージタンク６２は第２の吸気マニホル
ド１６を介して第２気筒♯２，第４気筒♯４，第６気筒
♯６を備えた左バンクに接続されている。

【００６２】第１、第２の分配通路５１，５２を連通す
る第１の連通通路７１と、第１、第２のサージタンク６
１，６２を連通する第２の連通通路７２は、共にサージ
タンク６０を第１と第２のサージタンク６１，６２に仕
切る隔壁５３に設けられており、第１の連通制御弁ＶＢ
と第２の連通制御弁ＶＣは閉弁時にこの隔壁５３に略面
一になるように取り付けられている。第１の連通制御弁
ＶＢの回転軸ＳＢは第１、第２の連通通路７１，７２の
外部に引き出されてアクチュエータＡ６に直接接続され
ている。また、第２の連通制御弁ＶＣの回転軸ＳＣは、
一端がクラッチ４０を介して第１の連通制御弁ＶＢの回
転軸ＳＢに接続されていると共に、他端がばね４５によ
って付勢されている。このばね４５は、クラッチ４０を
介して第２の連通制御弁ＶＣの回転軸ＳＣに駆動力が加
わらない状態で、第２の連通制御弁ＶＣを開弁状態に保
持するためのものである。

【００６３】一方、第１、第２の吸気遮断弁ＶＡ１，Ｖ
Ａ２は第１、第２のサージタンク６１，６２の吸気入口
部の上下方向に同じ回転軸ＳＡに取付けられて設けられ
ており、この回転軸ＳＡは第２のサージタンク６２の外
側に引き出されてアクチュエータＡ５に直接接続されて
いる。この回転軸ＳＡは、第２の連通制御弁ＶＣの回転
軸ＳＣに直交するように設けられているために、回転軸
ＳＡの回転軸ＳＣに交わる部分には、回転軸ＳＣとの接
触を避けるためにクランク部５４が設けられている。更
に、第１、第２の吸気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ２の回転軸Ｓ
Ａには、詳細は後述されるが、回転軸ＳＡが所定方向に
回転した時に、第２の連通制御弁ＶＣの回転軸ＳＣを９
０°回転させて第２の連通制御弁ＶＣを閉弁させるリン
ク機構１００が設けられている。

【００６４】図１４(a) は図１３の第１、第２の吸気遮
断弁ＶＡ１，ＶＡ２、第１の連通制御弁ＶＢ、及び第２
の連通制御弁ＶＣの部分のみを取り出してその機構を説
明するものである。図１４(a) から分かるように、第１
の連通制御弁ＶＢの回転軸ＳＢはアクチュエータＡ６に
直接接続されており、このアクチュエータＡ６によって
第１の連絡通路７１を開閉することができる。第２の連
通制御弁ＶＣの回転軸ＳＣは第１の連通制御弁ＶＢの回
転軸ＳＢと同軸上にあり、一端がクラッチ４０を介して
第１の連通制御弁ＶＢの回転軸ＳＢに接続されており、
他端がばね４５によって第２の連絡通路７２を開弁する
方向に付勢されている。即ち、クラッチ４０を介して第
２の連通制御弁ＶＣの回転軸ＳＣに駆動力が加わらない
状態では、このばね４５により第２の連通制御弁ＶＣは
開弁状態に保持される。

【００６５】クラッチ４０は、図１４(b) に示すよう
に、回転軸ＳＢの端部に設けられたクラッチ板４Ｂに設
けられた突起４８と、回転軸ＳＣの端部に設けられたク
ラッチ板４Ｃに設けられた突起４９とが、アクチュエー
タＡ６に通電が行われない状態で隣接するようになって
いる。そして、図１４(a) に示すように、第１の連通制
御弁ＶＢが矢印ＴＢ方向（閉弁方向）に回転すると、突
起４８が突起４９を押し、回転軸ＳＣが回転して第２の
連通制御弁ＶＣが矢印ＴＣ方向に回転して閉弁するよう
になっている。即ち、第１の連通制御弁ＶＢが矢印ＴＢ
−ＨＢに示す範囲で回動すると、第２の連通制御弁ＶＣ
が矢印ＴＣ−ＨＣに示す範囲で回動する。逆に、第１の
連通制御弁ＶＢが矢印ＵＢ方向（閉弁方向）に回転する
と、突起４８が突起４９から離れる方向になるので、回
転軸ＳＣは動かず、第２の連通制御弁ＶＣの開弁状態は
保持される。従って、第１の連通制御弁ＶＢが矢印ＵＢ
−ＷＢに示す範囲で回動しても、第２の連通制御弁ＶＣ
は動かない。

【００６６】なお、クラッチ４０における突起４８，４
９の形状は、図１４(c) に示すような第１の発明と同様
の爪の形状としても良い。一方、第１、第２の吸気遮断
弁ＶＡ１，ＶＡ２は同軸の回転軸ＳＡで上下方向に接続
されており、回転軸ＳＡはアクチュエータＡ５に直接接
続されている。この回転軸ＳＡは、第２の連通制御弁Ｖ
Ｃの回転軸ＳＣに直交するように設けられているため
に、回転軸ＳＡの回転軸ＳＣに交わる部分には、回転軸
ＳＣとの接触を避けるためにクランク部５４が設けられ
ている。このクランク部５４は、回転軸ＳＡの回転によ
って回転軸ＳＣに接触しないような位置に設けられてい
る。また、第１、第２の吸気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ２の回
転軸ＳＡには、第１、第２の吸気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ２
がサージタンク６１，６２の吸気取入口６５，６６を開
弁している状態から矢印ＴＡ方向に回転して閉弁状態に
なる時に、開弁状態にある第２の連通制御弁ＶＣの回転
軸ＳＣを矢印ＴＣ方向に９０°回転させて第２の連通制
御弁ＶＣを閉弁させるリンク機構１００が設けられてい
る。

【００６７】リンク機構１００は、第１、第２の吸気遮
断弁ＶＡ１，ＶＡ２の回転軸ＳＡのクランク部５４の近
傍に、このクランク部５４の上側のアーム５７とは所定
角度をなすレバー９９とこのレバー９９の先端部に設け
られた押圧片９８、及び、第２の第２の連通制御弁ＶＣ
の回転軸ＳＣ上に突設された突片９７とから構成され
る。この突片９７の先端部は、レバー９９の先端部の押
圧片９８の回転軌跡上に位置している。従って、第１、
第２の吸気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ２が開弁状態から矢印Ｔ
Ａ方向に回転すると、第２の連通制御弁ＶＣが開弁状態
にある時に、この回転の途中でレバー９９の先端部の押
圧片９９が第２の連通制御弁ＶＣの回転軸ＳＣ上に突設
された突片９７に当接し、これを押す。突片９７が押さ
れると第２の連通制御弁ＶＣの回転軸ＳＣが矢印ＴＣ方
向に回転し、第２の連通制御弁ＶＣが閉弁する。なお、
突片９７の形状は、第２の連通制御弁ＶＣの閉弁時にも
レバー９９の先端部の押圧片９９に当接している形状で
ある。

【００６８】このように、図１２から図１４に示したア
クチュエータＡ５，Ａ６と、クラッチ４０及びリンク機
構１００との組み合わせにより、第１、第２の吸気遮断
弁ＶＡ１，ＶＡ２、第１の連通制御弁ＶＢ、及び第２の
連通制御弁ＶＣの３組の制御弁を２つのアクチュエータ
Ａ５，Ａ６で駆動することができ、以下の４つのモード
をとることができる。（第１のモード）吸気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ２、第１の連
通制御弁ＶＢ、及び第２の連通制御弁ＶＣが全て閉弁（第２のモード）吸気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ２と第２の連
通制御弁ＶＣが閉弁し、第１の連通制御弁ＶＢが開弁（第３のモード）吸気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ２が開弁し、
第１の連通制御弁ＶＢと第２の連通制御弁ＶＣが閉弁（第４のモード）吸気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ２、第１の連
通制御弁ＶＢ、及び第２の連通制御弁ＶＣが全て開弁図１５(1) 〜図１５(4) は第１から第４のモードにおけ
る吸気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ２と第１の連通制御弁ＶＢの
動作、及びその時の第２の連通制御弁ＶＣの駆動状態を
説明するものである。

【００６９】図１５(1) は高負荷低速運転時を示す第１
のモードにおける図１４に示す各吸気制御弁の状態を示
しており、(a) は第１、第２の吸気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ
２の状態、(b) は第１の連通制御弁ＶＢの状態、(c) は
第２の連通制御弁ＶＣの状態、(d) は第２の連通制御弁
ＶＣを駆動するクラッチ４０の状態を示している。高負
荷低速運転時は、第１、第２の吸気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ
２がアクチュエータＡ５に駆動されて閉弁し、第１の連
通制御弁ＶＢがアクチュエータＡ６に駆動されて閉弁し
ている。そして、第２の連通制御弁ＶＣは、クラッチ４
０の回転軸ＳＢ（駆動軸）側の突起４８に回転軸ＳＣ側
の突起４９が押されて回転軸ＳＣが回転することによっ
て閉弁状態となる。このとき、第２の連通制御弁ＶＣは
リンク機構１００によっても閉弁状態となっている。

【００７０】この状態は、吸気系の諸元としては最長の
吸気通路長になっている。図１５(2) は高負荷低中速運
転時示す第２のモードにおける図１４に示す各吸気制御
弁の状態を示しており、(a) は第１、第２の吸気遮断弁
ＶＡ１，ＶＡ２の状態、(b) は第１の連通制御弁ＶＢの
状態、(c) は第２の連通制御弁ＶＣの状態、(d) は第２
の連通制御弁ＶＣを駆動するリンク機構１００の状態を
示している。高負荷低中速運転時は、第１、第２の吸気
遮断弁ＶＡ１，ＶＡ２がアクチュエータＡ５に駆動され
て閉弁するが、第１の連通制御弁ＶＢはアクチュエータ
Ａ６に駆動されて開弁している。この時は第２の連通制
御弁ＶＣはクラッチ４０によっては駆動されないが、第
２の連通制御弁ＶＣはリンク機構１００によって閉弁状
態となっている。即ち、(d) に示すように、第１、第２
の吸気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ２の回転軸ＳＡに取り付けら
れた押圧片９８が、回転軸ＳＡの回転（第１、第２の吸
気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ２の閉弁方向への回転）によっ
て、二点鎖線の位置から実線位置に移動することによ
り、二点鎖線位置にあった突片９７が押圧片９８に押さ
れ、実線の位置まで回転することによって、回転軸ＳＣ
が９０°回転し、第２の連通制御弁ＶＣが閉弁状態にな
るのである。

【００７１】この状態は、吸気系の諸元としては２番目
に長い吸気通路長になっている。図１５(3) は高負荷中
高速運転時を示す第３のモードにおける図１４に示す各
吸気制御弁の状態を示しており、(a) は第１、第２の吸
気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ２の状態、(b) は第１の連通制御
弁ＶＢの状態、(c) は第２の連通制御弁ＶＣの状態、
(d) は第２の連通制御弁ＶＣを駆動するクラッチ４０の
状態を示している。高負荷中高速運転時は、第１、第２
の吸気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ２はアクチュエータＡ５に駆
動されて開弁し、第１の連通制御弁ＶＢはアクチュエー
タＡ６に駆動されて閉弁している。そして、第２の連通
制御弁ＶＣは、クラッチ４０の回転軸ＳＢ（駆動軸）側
の突起４８に回転軸ＳＣ側の突起４９が押されて回転軸
ＳＣが回転することによって閉弁状態となる。このと
き、リンク機構１００は第２の連通制御弁ＶＣの開閉に
関与していない。

【００７２】この状態は、吸気系の諸元としては３番目
に長い吸気通路長になっている。図１５(4) は高負荷高
速運転時示す第４のモードにおける図１４に示す各吸気
制御弁の状態を示しており、(a) は第１、第２の吸気遮
断弁ＶＡ１，ＶＡ２の状態、(b) は第１の連通制御弁Ｖ
Ｂの状態、(c) は第２の連通制御弁ＶＣの状態、(d) は
第２の連通制御弁ＶＣを駆動するばね４５を示してい
る。高負荷高速運転時は、第１、第２の吸気遮断弁ＶＡ
１，ＶＡ２がアクチュエータＡ５に駆動されて開弁し、
第１の連通制御弁ＶＢもアクチュエータＡ６に駆動され
て開弁している。この時はクラッチ４０及びリンク機構
１００は共に第２の連通制御弁ＶＣの開閉に関与してい
ない。従って、第２の連通制御弁ＶＣは、その回転軸Ｖ
Ｃの端部に設けられたばね４５の付勢力によって、開弁
状態を保持している。

【００７３】この状態は、吸気系の諸元としては最短の
吸気通路長になっている。以上のように構成された内燃
機関の可変吸気制御装置によれば、ばね４５に付勢され
て開弁状態を保持する第２の連通制御弁ＶＣの開閉が、
アクチュエータＡ５によって開閉駆動される第１、第２
の吸気遮断弁ＶＡ１，ＶＡ２の動作の閉弁動作時にクラ
ッチ４０を介して、或いは、アクチュエータＡ６によっ
て開閉駆動される第１の連通制御弁ＶＢの閉弁動作によ
ってリンク機構１００を介して閉弁状態に駆動されるの
で、３つの制御弁の駆動を２つの駆動源によって行うこ
とができる。

【００７４】以上説明した実施例においては、第２の連
通制御弁ＶＣはクラッチ４０或いはリンク機構１００か
らの駆動力が及ばない時には、ばね４５に付勢されて開
弁状態を保持するように構成されているが、クラッチ４
０或いはリンク機構１００の機構を変更することによ
り、ばね４５のみに付勢されている時に閉弁状態を保持
するように構成することもできる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、弾性部材の付勢力で所定状態を保持する第１の吸気
制御弁が、外部駆動源で開閉駆動される第２の吸気制御
弁の動作の一部の範囲で連動手段によって保持状態とは
異なる状態に駆動されるので、２つの吸気制御弁の駆動
を１つの駆動源によって行うことができ、第２の発明に
よれば、弾性部材の付勢力で所定状態を保持する第１の
吸気制御弁が、外部駆動源でそれぞれ開閉駆動される第
２、或いは第３の吸気制御弁の動作の一部の範囲で連動
手段によって保持状態とは異なる状態に駆動されるの
で、３つの吸気制御弁の駆動を２つの駆動源によって行
うことができる。従って、本発明によれば、吸気通路内
に配置される複数の吸気制御弁を開閉制御することによ
り、吸気管の実質的な長さを変更可能な内燃機関におい
て、複数の吸気制御弁の開閉をより少ない駆動源により
制御することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内燃機関の可変吸気制御装置の第１の
発明における一実施例の全体構成を示す全体構成図であ
る。

【図２】図１に示した内燃機関の可変吸気制御装置の具
体的な構成の一例を示す吸気通路部分の一部切欠断面図
である。

【図３】(a) は図２の吸気通路の要部の垂直方向の断面
図で、機関の部分気筒運転状態を示す図、(b) は(a) の
クラッチ部の構成を説明する組立斜視図である。

【図４】(a) は図２の連通制御弁の機関停止時の開閉状
態を示す図、(b) は(a) のクラッチ部の爪の位置を水平
方向から見た図、(c) は図２の連通制御弁の機関低速時
の開閉状態を示す図、(d) は(c) のクラッチ部の爪の位
置をを水平方向から見た図、(e) は図２の連通制御弁の
機関中速時の開閉状態を示す図、(f) は(e) のクラッチ
部の爪の位置をを水平方向から見た図、(g) は図２の連
通制御弁の機関高速時の開閉状態を示す図、(h) は(g)
のクラッチ部の爪の位置をを水平方向から見た図であ
る。

【図５】(a) は多気筒内燃機関が全気筒運転を行ってい
る時の、機関回転数と異なる吸気通路長に応じた最大ト
ルク特性を示す特性図、(b) は多気筒内燃機関が部分気
筒運転を行っている時の、機関回転数と異なる吸気通路
長に応じた最大トルク特性を示す特性図である。

【図６】第１、第２の連通制御弁の開閉領域を実現する
ための制御を示すフローチャートである。

【図７】(a) は多気筒内燃機関が全気筒運転を行ってい
る時の機関回転数と最適吸気通路長を実現するための連
通制御弁の開閉領域を示す特性図、(b) は多気筒内燃機
関が部分気筒運転を行っている時の機関回転数と最適吸
気通路長を実現するための連通制御弁の開閉領域を示す
特性図である。

【図８】機関の全気筒運転時と部分気筒運転時におい
て、吸気管長制御を行った場合と行わない場合のトルク
の変化を比較して示す特性図である。

【図９】(a) は本発明の内燃機関の可変吸気制御装置の
第１の発明における他の実施例の具体的な構成の一例を
示す吸気通路部分の一部切欠断面図、(b) は(a) のクラ
ッチ部の部分拡大斜視図である。

【図１０】(a) は図９の連通制御弁の機関停止時の開閉
状態を示す図、(b) は(a) のクラッチ部の爪の位置を水
平方向から見た図、(c) は図９の連通制御弁の機関低速
時の開閉状態を示す図、(d) は(c) のクラッチ部の爪の
位置をを水平方向から見た図、(e) は図９の連通制御弁
の機関中速時の開閉状態を示す図、(f) は(e) のクラッ
チ部の爪の位置をを水平方向から見た図、(g) は図９の
連通制御弁の機関高速時の開閉状態を示す図、(h) は
(g) のクラッチ部の爪の位置をを水平方向から見た図で
ある。

【図１１】本発明の内燃機関の可変吸気制御装置の第２
の発明における一実施例の全体構成を示す全体構成図で
ある。

【図１２】図１１に示した内燃機関の可変吸気制御装置
の具体的な構成の一例を示す吸気通路部分の構成を示す
平面図である。

【図１３】図１２に示す吸気通路のサージタンク部分の
具体的な構成の一例の概略構成を示す斜視図である。

【図１４】(a) は図１３の吸気制御弁の構成を説明する
斜視図、(b) は(a) のクラッチ部の一例の構成を示す組
立斜視図、(c) は(a) のクラッチ部の他の例の構成を示
す組立斜視図である。

【図１５】(1) は高負荷低速運転時を示す第１のモード
における図１４に示す各吸気制御弁の状態を示してお
り、(a) は第１の吸気制御弁の状態、(b) は第２の吸気
制御弁の状態、(c) は第３の吸気制御弁の状態、(d) は
第３の吸気制御弁を駆動するクラッチの状態を示す図で
あり、(2) は高負荷低中速運転時を示す第２のモードに
おける図１３に示す各吸気制御弁の状態を示しており、
(a) は第１の吸気制御弁の状態、(b) は第２の吸気制御
弁の状態、(c) は第３の吸気制御弁の状態、(d) は第３
の吸気制御弁を駆動するレバーとガイドの状態を示す図
であり、(3) は高負荷中高速運転時を示す第３のモード
における図１３に示す各吸気制御弁の状態を示してお
り、(a) は第１の吸気制御弁の状態、(b) は第２の吸気
制御弁の状態、(c) は第３の吸気制御弁の状態、(d) は
第３の吸気制御弁を駆動するクラッチの状態を示す図で
あり、(4) は高負荷高速運転時を示す第４のモードにお
ける図１３に示す各吸気制御弁の状態を示しており、
(a) は第１の吸気制御弁の状態、(b) は第２の吸気制御
弁の状態、(c) は第３の吸気制御弁の状態、(d) は第３
の吸気制御弁を駆動する捩じりばねの状態を示す図であ
る。

【図１６】従来の内燃機関の可変吸気制御装置の構成を
説明する説明図である。

【符号の説明】

１，１１…内燃機関２，１２…吸気通路４，１４…スロットル弁５，１５…第１の吸気マニホルド６，１６…第２の吸気マニホルド９，６０…サージタンク１０…ＥＣＵ２１，５１…第１の分配通路２２，５２…第２の分配通路３１，７１…第１の連通通路３２，７２…第２の連通通路４０…クラッチ４１…第１のクラッチ板４２…第２のクラッチ板４３，４４…爪４５…ばね４８，４９…突起５３，９０…隔壁５４…クランク部６１，９１…第１のサージタンク６２，９２…第２のサージタンク６５，６６…吸気取入口９７…突片９８…押圧片９９…レバー１００…レバー機構Ａ０，Ａ３，Ａ５，Ａ６…アクチュエータＰ１，Ｐ２…圧力センサＳ０，Ｓ１，Ｓ２，ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ…回転軸Ｖ１，Ｖ２，ＶＢ，ＶＣ…連通制御弁Ｖ３，ＶＡ１，ＶＡ２…遮断弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 17/02 Ｆ０２Ｄ 17/02 Ｈ 41/02 ３１０ 41/02 ３１０Ｃ (72)発明者永長秀男愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者宮下茂樹愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気通路内に配置される複数の吸気制御
弁を開閉制御することにより、吸気管の実質的な長さを
変更可能な内燃機関の可変吸気制御装置であって、弾性部材によって付勢され、この弾性部材以外の外力の
作用しない状態では、開弁状態と閉弁状態の何れか一方
の状態に保持される第１の吸気制御弁と、外部から与えられる駆動力によって開閉駆動される第２
の吸気制御弁と、この第２の吸気制御弁を開閉駆動する駆動手段と、この駆動手段による前記第２の吸気制御弁の開閉駆動動
作の一部において、前記第１の吸気制御弁の開閉動作を
この第２の吸気制御弁の開閉動作に連動させる連動手段
と、を備えることを特徴とする内燃機関の可変吸気制御装
置。
【請求項２】吸気通路内に配置される複数の吸気制御
弁を開閉制御することにより、吸気管の実質的な長さを
変更可能な内燃機関の可変吸気制御装置であって、外部から与えられる駆動力によって開閉駆動される第１
の吸気制御弁と、前記第１の吸気制御弁を開閉駆動する第１の駆動手段
と、弾性部材によって付勢され、この弾性部材以外の外力の
作用しない状態では、開弁状態と閉弁状態の何れか一方
の状態に保持される第２の吸気制御弁と、外部から与えられる駆動力によって開閉駆動される第３
の吸気制御弁と、この第３の吸気制御弁を開閉駆動する第２の駆動手段
と、前記第１の吸気制御弁と第２の吸気制御弁、及び前記第
２の吸気制御弁と第３の吸気制御弁とを前記第２の吸気
制御弁の付勢力とは反対方向のみに連動する連動手段
と、を備えることを特徴とする内燃機関の可変吸気制御装
置。