JPS63154819A - 内燃機関用吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、吸気ポートと該吸気ポートに接続された下流
端を有する吸気管とを備えている内燃機関に用いるため
の吸気装置に係り、より具体的には、内燃機関の少なく
とも低回転数域で複数の体積効率ピークを得ることがで
きる内燃Ｉ！関川用気装置に関する。

（従来の技術） 上記のごとき内燃機関用吸気装置は特開昭６１−４８２
１号及び実開昭６０−８１１７号に開示されている。こ
の従来のものは、内燃ｖａ関の吸気ポートに連なる吸気
管の上流端に、それぞれ艮ざの異なる複数の吸気路を設
け、その吸気路に関連してバルブを備え、そのバルブを
操作することにより、内燃機関の回転数が低い低回転数
ｔｄ（３゜０００　ｒｐ−以下）では比較的長い吸気路
を吸気管に連通させて内燃機関へ至る吸気流路長を長く
し、内燃機関の回転数が高い高回転数域（３，０００ｒ
ｐ＋＋を以上）では比較的短い吸気路を吸気管に連通さ
せて吸気流路長を短くしている。そして、比較的長い吸
気路を経て吸気を内ｍ深間へ導入することにより、低回
転数域で体積効率のピークが得られるようになっている
。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のごとき従来の内燃機関用吸気装置にあっては、低
回転数域において互いにづれた複数の体積効率を得よう
とすれば、そのピークの数に対応した数のそれぞれ長さ
が異なる比較的長い吸気路が必要となり、また、仮に吸
気路の長さを可変とする構成を考えたとしても、構造上
Ｗｉ雑となり、しかも設置に困難が伴うという問題点が
ある。

本発明の目的は、複雑な吸気路構造を必要とすることな
く、少なくとも低回転数域において複数の体積効率ピー
クを得ることができる内燃機関用吸気装置を提供するこ
とである。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、吸気ポートと該吸気ポートに接続され
た下＠喘を有する吸気管とを備えている内燃機関用吸気
装置にして、 前記吸気管の上ｖＬ端に接続された吸気路集合体であっ
て、該吸気路集合体は複数個の吸気路を有しており、こ
れら吸気路は互いに並列関係をなして配列されていると
ともに実質上等しい流路長を有しており、また、前記吸
気路の各々は前記吸気路の上流端に連通可能な下流端を
有している前記吸気路集合体と、 前記吸気路集合体に備えられ、前記複数個の吸気路のう
ちの少なくとも１つの下流端を前記吸気路の上流端に選
択的に連通させて前記内燃機関へ至る吸気流路の流れ断
面積を可変ならしめるよう駆動可能なバルブ装置と、 前記バルブ装置を駆動するための駆動手段と、前記内燃
機関の回転数を検出してその回転数を示す信号を発する
回転数検出装置と、 前記回転数検出装置からの信号に応答して前記駆動装置
に制御信号を出力する制ｉｔ＋装置と、を有している内
燃機関用吸気装置によって前記問題点は解決される。

（作用） 制御装置は回転数検出装置からの信号に応答して制御信
号を駆動装置に送り、その駆動装置はその制御信号に従
ってバルブ装置を駆動する。バルブ装置は複数個の吸気
路のうちの少なくとも１つを選択的に吸気管の上流端に
連通させ、それによって内燃機関へ至る吸気流路の流れ
断面積を変える。吸気流路の流れ断面積の変化により、
その吸気流路の長さを変えた時の作用と実質上同じ作用
が得られ、少なくとも低回転数域に複数の体積効率ピー
クが生じる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について詳述する
。

第１図には本発明が適用される車両等の内燃機関１０が
概略的に示されており、該内燃機関１０は吸気ポート１
１と、該吸気ポート１１に接続された下流端を有してい
る吸気管１２とを備えており、該吸気管１２内には通常
の１様でスロットルバルブ１３が組み込まれている。

本発明の第１の実施例による吸気装置は吸気管１２の上
流端に接続された吸気路集合体２０を有しており、該吸
気路集合体２０は主ダクト構造部２１と、該主ダクト構
造部２１の上流端に接続された端部ダクト構造部２２と
、主ダクト構造部２１の下流端に接続された上ｉ端及び
吸気管１２の上流端に可撓性のホース２４によって接続
された下流端を有している端部ダクト構造部２３とで構
成されている。主ダクト構造部２１の構成は、複数本の
ゴムホースを集合させたもの、複数本の樹脂製ダクトを
集合させたもの等、車両に合わせて選定される。そして
、これら主ダクト構造部２１及び端部ダクト構造部２２
及び２３は互いに協働して内部にｍ数個のく図示実施例
の場合３個の）吸気路２６．２７及び２８を画定してお
り、これら吸気路２６．２７及び２８は互いに並列関係
をなして配列されているとともに実質上等しい流路長を
有している。吸気路２６．２７及び２８の流れ断面積は
互いに等しくともかまわないが、図示実施例の場合、吸
気路２７は吸気路２６と同一の流れ断面積を有しており
、また、吸気路２８は吸気路２７の２倍の流れ断面積を
有している。

端部ダクト構造部２３の内部には吸気路２６゜２７及び
２８のうちの少なくとも１つの下流端を吸気管１２の上
流端に選択的に連通させて内燃機関１０へ至る吸気流路
の流机ｌＩｉ面積を可変ならしめるよう駆動可能なバル
ブ装置３０が組み込まれており、該バルブ装置３０は軸
３１と、その軸３１の軸線のまわりで回動可能なパルプ
部材３２とを有している。軸３１はステッピングモータ
のごとき駆！ｌｌ装置４ｏに連結されていて、バルブ部
材３２はその駆動装置４ｏによって軸３１の軸線のまわ
りを、第１図中実線で示された第１装置ａと、　　ｉｉ
ｉで示された第２位ｉｂと、二点鎖線で示された第３位
１Ｇとの間で移動されるようになっている。そして、パ
ルプ部材３２が第１位ｇｌａを占める時、吸気路２６の
みが吸気管１２に連通し、第２位＠ｂを占める時、２つ
の吸気路２６及び２７が吸気路１２に連通し、第３位１
ｉｃを占める時、総ての吸気路２６．２７及び２８が吸
気管１２に連通ずる。

エアクリーナ５０はハウジング５１と、該ハウジング５
１内に組み込まれて該ハウジング５１内に未清浄空気室
５３と清浄済空気室５４とを画定しているフィルタ５２
とを有している。そして、上記端部ダクト構造部２２は
そのエアクリーナ５０の清浄済空気室５４に連通ずるよ
うハウジング５１に連結されている。

また、エアクリーナ５０のハウジング５１には複数本の
く図示実施例の場合２木の）吸気ダクト６１及び６２が
、未清浄空気室５３に連通して接続され、それら吸気ダ
クト６１および６２の一方にはバルブ６３が備えられて
いる。そのバルブ６３は負圧ｍ６５に接続されたダイア
フラム式バキュームモータ６４により、吸気ダクト６１
を閉じる第１図中実線で示された閉位置と、吸気ダクト
６１を聞ける二点鎖線で示された開位置との間で移動さ
れるようになっている。

上記の駆動装置４０及び負圧源６５にはｔ装置ｌｔｌＤ
装置７ｏが接続され、そのｔｌｌｔＩｌ装置ｆｔ７０に
は内燃機１５Ｑｉｏの回転数を検出してその回転数を示
す信号Ｎ１３を発する回転数検出装ａａＯが接続されて
いる。

上述したごとく構成された内燃ｎ開用吸気装置の作動に
ついて第１図乃至第３図を参照して説明する。パルプ部
材３２が第１位ｇｔａを占め、また、バルブ６３が閉位
ｌを占めている状態で、内燃機関１０を始動する。回転
数検出装置８ｏはその内燃！１１１１１０の回転数を検
出し、その回転数を示す信号Ｎｅを制御装置７０へ送る
。ｖ１１０１装［７０は回転数検出装［８０からの信号
Ｎｅを比較的低い第１の設定値Ｎ１　（例えば１．５０
０ｒｐｍ＞と比較し、Ｎ１〉Ｎｅの時、駆動装置４０に
制御信号を送ってパルプ部材３２を第１位Ｍａに保持す
る。

これにより、吸気ダクト６２の開放端から内燃機関１０
の吸気ポート１１へ至る吸気流路は吸気ダクト６２、吸
気路２６及び吸気ｖ３１２で構成され、この時、その吸
気流路の開放端即ち吸気ダクト６２の開放端での圧力波
の反射による慣性効果によって、第３図に示される通り
、体積効率にビーク　。

Ｐｌが生ずる。

Ｎ１≦Ｎｅの時には、制御ｌ装置７０は駆動装置４０に
ｓｌｌ１ｗＪ信号を送ってバルブ部材３２を第２位２１
ｂへ移動させる。それにより、内燃ｍ関１ｏへ至る吸気
流路は吸気ダクト６２、吸気路２６及び２７、及び吸気
管１２で構成される。２つの吸気路２６及び２７が吸気
管１２に連通ずることにより、吸気路２６のみが吸気管
１２に連通している場合に較べ、内燃機関１０への吸気
流路の長さが短くなったのと同じ効果が生じ、第３図に
示されるように、ビークＰ　に対し高回転数側にづれた
ビークＰ２が生ずる。

内燃機関１０の回転数が第１の設定値Ｎ１を越えた状態
では、制ｔＸｌ装Ｗ１７０は回転数検出装置８０からの
信号Ｎｅを、第１設定値Ｎ１よりも＾い第２：Ｑ定値Ｎ
２　（例えば２．ＯＯＯｒｌ）ｍ　＞と比較し、Ｎ２〉
Ｎｅの時、パルプ部材３２を第２位置すに保持し、Ｎ２
≧Ｎｅになると、パルプ部材３２を第３位１ｃに移動さ
せる。それにより、内燃機関１ｏに至る吸気流路は吸気
ダクト６２、吸気路２６．２７及び２８、及び吸気管１
２で構成され、上記と同様に、ビークＰ２に対し高回転
数側にづれたビークＰ３が生ずる。こうして、内燃機ｒ
ＩＡ１０の低回転数域（２，ＯＯＯｒｐｍ以下）におい
て３つの体積効率ビークＰ　　、Ｐ　　、Ｐ　　が得ら
れる。

内燃ｖ１関１０の回転数が第２の設定１１！Ｎ２を越え
た状態では、制御［２７０は回転数検出装置８０からの
信号を第３の設定値Ｎ３　（例えば３．０００ｒｐｍ）
と比較し、Ｎ３＞Ｎｅの時、パルプ部材３２を第３装置
Ｃに保持し、Ｎ３≦Ｎｅになると、制御装置７０は負圧
源６５にｔｌｌｔＥ信号を送つて負圧をバキュームモー
タ６４へ供給し、バルブ６３を第１図中二点鎖線で示さ
れた開位置へ移動させ、同時に駆動装置４０に制御信号
を送ってパルプ部材３２を第１位＠ａに移動させる。そ
れにより、内燃ｍ閏１ｏへ至る吸気流路は２本の吸気ダ
クト６１及び６２、吸気路２６、及び吸気管１２で構成
される。この時、の吸気流路は、１本の吸気ダクト６２
．３つの吸気路２６．２７及び２８、及び吸気管１２で
構成される吸気流路の長さを短くした時と同じ効果を発
揮し、第３図に示された通り、Ｐ３に対し高回転数側に
づれたビークＰ４が生ずる。

そして、ＮｅがＮ３よりも高い第４の設定値Ｎ４　（例
えば４．０００ｒｐｍ　）以上の状態では、つまり、Ｎ
４≦Ｎｅではパルプ部材３２は第２位ｌｂに移動してビ
ークＰ５が生じ、Ｎｅが、Ｎ４よりも高い第５の設定値
Ｎ５　（例えば５．０００ｒｐｍ　）以上の状態ではパ
ルプ部材３２は第３装置Ｃに移動してビークＰ６が生じ
る。こうして、中回転数域（２，０００−４，０ＯＯｒ
ｐｎ＋　）から高回転数域（４，０ＯＯｒｌ）１１以上
）にかけて３つの体積効率ビークＰ　　、Ｐ　　及びＰ
６が得られる。

このようにして、ビークＰ１→Ｐ２→Ｐ３→Ｐ　−＋Ｐ
５→Ｐ６の包絡線Ｅを取ることにより、低回転数域から
高回転数域にわたって高い体積効率（軸トルク）を得る
ことができる。

第４図には本発明の第２の実施例が示されており、該第
２の実施例は、吸気ダクト１６１を長くした点、及び吸
気ダクト１６２及び１６３にそれぞれバルブ１６３及び
１６４を備えた点で第１図に示された第１の実施例と異
なっており、その他の点ではその第１の実施例と同じで
あるので、同じ部材には同一の符号を付して説明は省略
する。

バルブ１６３は、第４図中実線で示された閉位置と、二
点鎖線で示された開位置との間で、バキュームモータ６
４によって移動され、また、バルブ１６４はバルブ１６
３に連動していて、バルブ１６３が閉位置を占める時に
バルブ１６４は第４図中実線で示された開位置を占め、
バルブ１６３が開位置を占める時にバルブ１６４は第４
図中二点鎖線で示された閉位置を占めるようになってい
る。

第１の実施例におけるバルブ６３が閉位置を占める時の
作動態様は、第２の実施例ではバルブ１６３が開位置を
占め、バルブ１６４が閉位置を占めている時の、つまり
長い吸気ダクト１６１を開いた時の作動態様に対応して
いる。また、第１の実施例におけるバルブ６３が開位置
を占めている時の作動態様は、第２の実施例ではバルブ
１６３が閉位置を占め、バルブ１６４が開位置を占めて
いる時の、つまり短い吸気ダクト１６２を開にした時の
作動態様に対応している。その他については第１９実施
例と同じであり、この第２の実施例でも第１の実施例と
実質上同じ作用効果が得られる。

以上、本発明の好適な実施例について述べたけれども、
本発明はそれら特定の実施例に限定されるべきでなく、
種々の変形、変更を施すことができる。例えば、２本の
吸気ダクトをエアクリーナの未清浄空気室に連通して備
えると説明したが、１本だけでもよく、その場合、その
１本の吸気ダクトを開閉するバルブは必要でなく、従っ
てバキュームモータ及び負圧源も必要でない。

また、吸気路集合体は３（装置の吸気路を有していると
して説明したけれども、４個以上有していてもよく、そ
の場合体積効率のピークの数が増え、より滑らかな包絡
線を得ることができる。

バキュームモータの代わりにステッピングモータを用い
てもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、吸気路集合体の、実質上流路長が等し
い複数個の吸気路のうちの少なくとも１つを、内燃機関
の吸気管に選択的に連通させることによってその内燃機
関へ至る吸気流路の流れ断面積を変え、それにより、そ
の吸気流路の長さを変えたことによる作用と同じ作用を
得るようにしたから、従来の場合のごとくそれぞれ長さ
の異なる複数の比較的長い吸気路を備えなくとも複数の
体積効率ピークを得ることができ、吸気装置の構造が簡
素化されるとともにその吸気装置の取り扱　゛い並びに
設置を容易にすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による内燃顆間用吸気装
置を示す概略断面図であり、 第２図は第１図に示された吸気装置の作動を示すフロー
チャートであり、 第３図は第１図に示された吸気装置によって得られる複
数の一体積効率ピークを示すグラフであり、第４図は本
発明の第２の実施例を示す第１図と同様の図である。 １ｏ・・・・・・内燃機関、１１・・・・・・吸気ポー
ト、１２・・・・・・吸気管、２０・・・・・・吸気路
集合体、２６．２７゜２８・・・・・・吸気路、３ｏ・
・・・・・バルブ装置、４０・・・・・・駆動装置、７
０・・・・・・制ｔｌｌｌ装置、８０・・・・・・回転
数検出装置。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気ポートと該吸気ポートに接続された下流端を
   有する吸気管とを備えている内燃機関に用いるための吸
   気装置にして、 前記吸気管の上流端に接続された吸気路集合体であつて
   、該吸気路集合体は複数個の吸気路を有しており、これ
   ら吸気路は互いに並列関係をなして配列されているとと
   もに実質上等しい流路長を有しており、また、前記吸気
   路の各々は前記吸気管の上流端に連通可能な下流端を有
   している前記吸気路集合体と、 前記吸気路集合体に備えられ、前記複数個の吸気路のう
   ちの少なくとも１つの下流端を前記吸気管の上流端に選
   択的に連通させて前記内燃機関へ至る吸気流路の流れ断
   面積を可変ならしめるよう駆動可能なバルブ装置と、 前記バルブ装置を駆動するための駆動装置と、前記内燃
   機関の回転数を検出してその回転数を示す信号を発する
   回転数検出装置と、 前記回転数検出装置からの信号に応答して前記駆動装置
   に制御信号を出力する制御装置と、を有している内燃機
   関用吸気装置。
2. （２）前記吸気路のそれぞれの上流端はエアクリーナの
   清浄済空気室に接続されており、該エアクリーナの未清
   浄空気室には少なくとも１本の吸気ダクトが接続されて
   いる特許請求の範囲第１項記載の内燃機関用吸気装置。
3. （３）前記吸気路のそれぞれの上流端はエアクリーナの
   清浄済空気室に接続されており、該エアクリーナの未清
   浄空気室には少なくとも２本の吸気ダクトが接続され、
   該吸気ダクトのうちの少なくとも１つには該少なくとも
   １つの吸気ダクトを開く開位置と該少なくとも１つの吸
   気ダクトを閉じる閉位置との間で移動可能なバルブが備
   えられている特許請求の範囲第１項記載の内燃機関用吸
   気装置。
4. （４）前記バルブはバキュームモータによつて前記開位
   置と前記閉位置との間で移動せしめられ、該バキューム
   モータには負圧源が接続されており、前記制御装置は前
   記回転数検出装置からの信号に応答して前記負圧源に制
   御信号を出力し、該負圧源から前記バキュームモータへ
   の負圧の供給を制御している特許請求の範囲第３項記載
   の内燃機関用吸気装置。
5. （５）前記少なくとも２本の吸気ダクトは実質上同じ長
   さを有している特許請求の範囲第３項または第４項記載
   の内燃機関用吸気装置。
6. （６）前記少なくとも２本の吸気ダクトはそれぞれ異な
   る長さを有している特許請求の範囲第３項または第４項
   記載の内燃機関用吸気装置。
7. （７）前記吸気路集合体は少なくとも３つの前記吸気路
   を有している特許請求の範囲第１項から第６項までのい
   ずれか１つに記載の内燃機関用吸気装置。
8. （８）前記バルブ装置は軸と、該軸の軸線のまわりで回
   動可能なバルブ部材とを有し、前記駆動装置はステッピ
   ングモータを有している特許請求の範囲第１項から第７
   項までのいずれか１つに記載の内燃機関用吸気装置。