(57)【要約】【課題】吸入空気の圧力を正確に検出することができる多気筒内燃機関の構造を提供する。【解決手段】第１吸気通路１と、前記第１吸気通路に設けられた第１吸気制御弁６と、前記第１吸気通路における前記第１吸気制御弁の上流と下流とに連通する気筒ごとに設けられた第２吸気通路２と、前記第２吸気通路に設けられた第２吸気制御弁７と、を備える多気筒内燃機関の構造において、前記第１吸気通路１と前記第２吸気通路２とは前記第２吸気通路の前記第２吸気制御弁の下流で合流して、合流吸気通路１１を形成し、前記合流吸気通路には圧力検出手段に連通する吸気連通路１２，１４，１６，１７の開口１６０を設けるよう構成する。【選択図】図１
2010203358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１吸気通路と、前記第１吸気通路に設けられた第１吸気制御弁と、前記第１吸気通路における前記第１吸気制御弁の下流に連通する気筒ごとに設けられた第２吸気通路と、前記第２吸気通路に設けられた第２吸気制御弁と、を備える多気筒内燃機関において、
前記第１吸気通路と前記第２吸気通路とは前記第２吸気通路の前記第２吸気制御弁の下流で合流して、合流吸気通路が形成されており、
前記合流吸気通路には圧力検出手段に連通する吸気連通路の開口が設けられていることを特徴とする多気筒内燃機関の構造。
【請求項２】
吸気ポートが設けられたシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドに結合される吸気装置と、を備え、
前記圧力検出手段は、前記吸気装置に設けられており、
前記吸気連通路は、シリンダヘッドに形成され、一端が前記吸気ポート側への開口となるとともに他端が前記シリンダヘッドの前記吸気装置との結合部への連通路開口となる第１連通路と、吸気装置に形成され、一端が前記吸気装置の前記連通路開口に対応する開口となるとともに他端が前記圧力検出手段へ連痛される第２連通路と、から構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の多気筒内燃機関の構造。
【請求項３】
前記シリンダヘッドと前記吸気装置との間には、前記連通路開口部を塞ぐプレートが介挿されており、
前記プレートには、前記第１連通路と前記第２連通路とを連通させる貫通孔が設けられている、ことを特徴とする請求項２に記載の多気筒内燃機関の構造。
【請求項４】
前記貫通孔は複数個設けられている、ことを特徴とする請求項３に記載の多気筒内燃機関の構造。
【請求項５】
前記貫通孔は、その断面積が前記第１吸気通路および前記第２吸気通路の流路断面積よりも小さく形成されている、ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の多気筒内燃機関の構造。
【請求項６】
前記吸気連通路は、その流路断面積が前記第１吸気通路および前記第２吸気通路の流路断面積よりも小さく形成されている、ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の多気筒内燃機関の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒内燃機関の構造にかかり、詳しくは内燃機関への吸入空気の圧力検出に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、多気筒内燃機関の吸気管の吸気通路をシリンダに入る前に２本に分け、一方に第１吸気制御弁を設けるとともに他方に第２吸気制御弁を気筒ごとに設けて低回転速度から高回転速度に至る全領域での運転性能を向上させるようにした技術が知られている。かかる技術では、内燃機関への吸入空気量を検出するために、すべての気筒の平均吸気圧力を検出する１個の圧力センサを第１吸気制御弁の下流に設けて、この圧力センサが検出する圧力値によって吸入空気量が算出されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−７７４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１において、圧力センサは、第１吸気制御弁が備えられている単一の第１吸気通路と第２吸気制御弁が備えられている気筒ごとの第２吸気通路との合流箇所より上流の第１吸気通路に設置されている。しかし、かかる位置で圧力を検出した場合、圧力は常に変動（ドリフト）しており、また、この圧力の変動は第１吸気制御弁の開度によってシフトすることもあった。このため、特許文献１においては、検出された圧力を補正する手段を講じていた。しかしながら、圧力センサの設置位置に起因する変動（ドリフト）の影響を解消することは困難であった。
【０００５】
本発明は、かかる課題を鑑み、吸入空気の圧力を正確に検出することができる多気筒内燃機関の構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、第１吸気通路と、前記第１吸気通路に設けられた第１吸気制御弁と、前記第１吸気通路における前記第１吸気制御弁の下流に連通する気筒ごとに設けられた第２吸気通路と、前記第２吸気通路に設けられた第２吸気制御弁と、を備える多気筒内燃機関の構造に関する発明である。前記第１吸気通路と前記第２吸気通路とは前記第２吸気通路の前記第２吸気制御弁の下流で合流して、合流吸気通路が形成されており、前記合流吸気通路には圧力検出手段に連通する吸気連通路の開口が設けられている。
【０００７】
かかる構成は、圧力変動の少ない、第１吸気通路と第２吸気通路との合流箇所よりも下流に、圧力センサ（圧力検出手段）へ連通する吸気連通路を設けることによって、正確な吸入空気の圧力を検出することができる。
【０００８】
本発明は、吸気ポートが設けられたシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドに結合される吸気装置と、を備えた多気筒内燃機関へ適用することができる。ここで、前記圧力検出手段は、前記吸気装置に設けることができる。また、前記吸気連通路は、シリンダヘッドに形成され、一端が前記吸気ポート側への開口となるとともに他端が前記シリンダヘッドの前記吸気装置との結合部への連通路開口となる第１連通路と、吸気装置に形成され、一端が前記吸気装置の前記連通路開口に対応する開口となるとともに他端が前記圧力検出手段へ連痛される第２連通路と、から構成することが好適である。
【０００９】
かかる構成は、圧力検出手段（圧力センサ）を吸気装置（インジェクタベース）に、吸入空気を吸気通路から圧力検出手段へ導入する第１連通路と第２連通路を、いずれもシリンダヘッド、吸気装置という構造内に形成しているため、それぞれの連通路の剛性を向上させている。また、構造体に連通路を設けることによって、たとえば、連通路にチューブ等を適用した場合と比較して、外れる等の不具合が発生せず信頼性が高くなる。さらに、連通路剛性の向上によって空気が通過する流路断面が変形することによる圧力変動は発生せず、安定した圧力を検出することができる。
【００１０】
前記構成に加えて、前記シリンダヘッドと前記吸気装置との間に前記連通路開口部を塞ぐプレートを介挿し、このプレートには、前記第１連通路と前記第２連通路とを連通させる貫通孔を設けることが好適である。
【００１１】
前記構成によれば、貫通孔は第１連通路と第２連通路との間のオリフィスとして作用する。オリフィスは脈動的に変動する圧力振動を緩和して安定した吸気圧力の検出に寄与する。
【００１２】
前記構成において、前記貫通孔は複数個設けることが好ましい。また前記貫通孔は、その断面積が前記第１吸気通路および前記第２吸気通路の流路断面積よりも小さく形成されることが好ましい。
【００１３】
前記構成によれば、流路断面積が小さい貫通孔（オリフィス）を複数個備えることによって、圧力センサの追従性を損なわずに、検出値の振動成分を効果的に減衰させることができ、バランスのとれた圧力計測を可能とする構成とすることができる。
【００１４】
前記構成において、前記吸気連通路は、その流路断面積が前記第１吸気通路および前記第２吸気通路の流路断面積よりも小さく形成されていることが好ましい。前記構成によれば、連通路の流路断面積を第１吸気通路および第２吸気通路の流路断面積と比較して小さくすることによって、圧力センサの検出値の振動を減衰させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、吸入空気の圧力を正確に検出することができる多気筒内燃機関の構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関構造の要部を示す模式図である。
【図２】一の気筒に対する本実施形態の全体構造を表す側断面図である。
【図３】吸気装置（インジェクタベース）の外観斜視図である。
【図４】直列した複数の気筒に対する本実施形態の全体構造を表す平断面図である。
【図５】プレート（ガスケット）の外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明が適用された内燃機関における吸気装置の要部を示す模式図である。図示例の内燃機関は例えば直列５気筒エンジンある。
【００１８】
図１を参照すると、各シリンダＣＬ１〜５の各吸気ポートには第１吸気通路１と第２吸気通路２とがそれぞれ連通（合流）している。両吸気通路１，２は上流側で１本の吸気ダクト３に連通している。吸気ダクト３の上流にはエアフィルタ４が設けられており、吸入空気（新気）はエアフィルタ４から吸入ダクト３へ吸入される。なお、吸気ダクト３には吸気流量を計測するためのエアフローメータ５が設けられており、両吸気通路１，２はエアフローメータ５の下流側で分岐されている。
【００１９】
第１吸気通路１は、当初、吸気ダクト３から分岐された１本の通路として設けられている。この１本の通路には、たとえばバタフライ弁からなる第１吸気制御弁６が設けられている。その後、第１吸気通路は２段階に分岐されて各シリンダＣＬ１〜５の各吸気ポートに連通している。なお、第１吸気制御弁６は５気筒に対して１つのみ設けられている。
【００２０】
第２吸気通路２は吸気ダクト３から分岐された後には１本の通路となるエアチャンバからシリンダＣＬ１〜５毎に分岐されて各吸気ポートに連通している。分岐部分すなわちシリンダＣＬ１〜５ごとに、たとえばバタフライ弁からなる第２吸気制御弁７が設けられている。
【００２１】
なお、各吸気制御弁６，７はドライブ・バイ・ワイヤで制御され、第１吸気制御弁６は対応するアクチュエータ（図示せず）により、各第２吸気制御弁７は互いに連動するように１つのアクチュエータ（図示せず）により、それぞれ開閉制御されるようになっている。
【００２２】
第１吸気通路１と第２吸気通路２とがそれぞれ連通（合流）した下流は、一つの合流吸気通路（吸気ポート）１１となり、この合流吸気通路（吸気ポート）１１には吸気連通路１２の開口が設けられている。吸気連通路１２は、後記するシリンダヘッドに形成された第１連通路１３に連通されている。第１連通路１３は、後記する吸気装置（インジェクタベース）に形成された第２連通路１６とプレート（ガスケット）１４を挟んで、対向する位置に設けられている。ガスケット１４は、薄板上の部材であり、第１連通路１３と第２連通路１６とを連通させる貫通孔（オリフィス）１５が複数形成されている。第２連通路１６には、圧力検出手段（圧力センサ）１８に連通するセンサ連通路１７の開口が設けられている。
【００２３】
かかる構成は、圧力検出機構１０として、吸入空気の圧力を合流通気路（吸気ポート）１１，吸気連通路１２、第１連通路１３、オリフィス１５、第２連通路１６、センサ連通路１７を経て圧力センサ１８へ伝播している。かかる構成は、第１吸気通路１と第２吸気通路２との合流箇所よりも下流の圧力変動の少ない箇所で、圧力センサ１８へ連通する吸気連通路を設けることで正確な吸入空気の圧力を検出することができる。なお、圧力センサ１８は吸入空気の圧力を検出し、検出した信号を車両に搭載された電子制御装置（図示せず）に送出する。電子制御装置は、検出された吸気圧力に基づき多気筒内燃機関への吸入空気量を算出している。
【００２４】
次に図２および図３を参照して内燃機関（エンジン）の一の気筒に対する本実施形態の全体構造について説明する。図２は一の気筒に対する本実施形態の全体構造の側断面図である。図３は吸気装置（インジェクタベース）の外観斜視図である。
【００２５】
図２を参照すると、エンジンの気筒は、シリンダブロック１００のバンク部１１１にシリンダボア１１２が形成されている。図２では示されていないが、実際の多気筒エンジンではシリンダボア１１２は図２の紙面を直交する方向に複数個設けられており、本実施形態の例としている直列５気筒エンジンであれば、５個のシリンダボア１１２がバンク部１１１に形成されている。
【００２６】
シリンダブロック１００のバンク部１１１には、各々、シリンダボア１１２の上端を閉じるようにシリンダヘッド１１３が取り付けられている。シリンダボア１１２にはピストン１２０が往復動可能に内挿されている。ピストン１２０はシリンダヘッド１１３との間に燃焼室１２２を画定している。
【００２７】
シリンダヘッド１１３には燃焼室１２２へ空気を吸入する合流吸気通路（吸気ポート）１１と燃焼後の排気を排出する排気ポート１２６とが形成されている。なお、以下の説明では合流吸気通路を吸気ポートと称する場合がある。吸気ポート１１と燃焼室１２２との間には吸気弁１２８が備えられ、一方排気ポート１２６と燃焼室１２２との間には排気弁１３０が備えられており、エンジンの燃焼サイクルに応じて開閉される。
【００２８】
シリンダヘッド１１３の吸気ポート１１の上流端が開口した面部（吸気接続面部）には、吸気装置（インジェクタベース）１４０が取り付けられている。
【００２９】
図３も併せて参照すると、インジェクタベース１４０は、前記したように、多気筒エンジンの各吸気ポート１１，・・，１１に個別に連通する複数個の主吸気通路１４２と、複数個の主吸気通路１４２の各々に開口したインジェクタ取付孔１４４とを備えている。
【００３０】
インジェクタベース１４０の吸気入口側にはスロットルボティ１７０が取り付けられている。スロットルボティ１７０は、主吸気通路１４２に連通するスロットル通路１７２を有する。スロットル通路１７２は気筒毎に個別に設けられている。主吸気通路１４２とスロットル通路１７２は、第２吸気通路２を構成している。複数個のスロットル通路１７２の各々には第２吸気制御弁（第２スロットル弁）７が設けられている。第２スロットル弁７は、各気筒毎に設けられた多連式のものであり、スロットルボティ１７０に設けられた共通の弁軸１７６によって回動可能に支持されたバタフライ弁である。
【００３１】
このような多連式スロットルであることにより、第２スロットル弁７から各気筒の燃焼室１２２までの吸気通路長を短く設定でき、スロットル開度変化による実吸入空気量変化の応答性が向上する。
【００３２】
スロットルボティ１７０の吸気入口側には吸気マニホールドの集合管部をなす吸気チャンバ１８０が接続されている。
【００３３】
インジェクタベース１４０のインジェクタ取付孔１４４にはインジェクタ（燃料噴射弁）１３２が取り付けられている。インジェクタ取付孔１４４の軸心は、主吸気通路１４２の吸気下流を指向し、吸気ポート１１へ向けて開口している。これにより、インジェクタ取付孔１４４に取り付けられたインジェクタ１３２は主吸気通路１４２およびこの主吸気通路１４２に連通する吸気ポート１１へ向けて燃料を噴射する。
【００３４】
インジェクタベース１４０の機関バンク内側の側部には、気筒配列方向に延設された副吸気チャンバ１５８が一体形成されている（図３も併せて参照）。副吸気チャンバ１５８は、各気筒の副吸気通路１４６に吸気を分配するものであり、各気筒の副吸気通路１４６と連通している。副空気チャンバ１５８と副吸気通路１４６とは、第１吸気通路１を構成している。副吸気通路１４６は、図３に示す主吸気通路１４２の側面に設けられた開口１６０によって、主吸気通路１４２と合流しており、かかる構成によって吸気ポート１１が合流吸気通路となる。
【００３５】
副吸気チャンバ１５８は、副スロットルボディ１８２の副スロットル通路１８４を介して、吸気チャンバ１８０に連通している。吸気チャンバ１８０は、図１の吸気ダクト３を構成するものであり、第１吸気通路１と第２吸気通路２に吸入空気を分岐する。副スロットル通路１８４には第１吸気制御弁（第１スロットル弁）６が設けられている。第１スロットル弁６も、第２スロットル弁７と同様に、副スロットルボティ１８２に設けられた弁軸によって回動可能に支持されたバタフライ弁である。
【００３６】
次に本実施形態にかかる吸入空気の圧力検出のための構成を圧力検出機構と称して、この圧力検出機構について図１〜５を参照して説明する。図４は直列した複数の気筒に対する本実施形態の全体構造を表す平断面図である。図５はプレート（ガスケット）の外観斜視図である。
【００３７】
図１を参照すると、圧力検出機構１０は、吸気連通路１２と、シリンダヘッドに形成された第１連通路１３と、オリフィス１５が複数形成されたガスケット１４と、インジェクタベースに形成された第２連通路１６と、圧力センサ１８に連通するセンサ連通路１７と、から構成されている。
【００３８】
図２を参照すると、吸気連通路１２の一端は、副吸気チャンバ１５８および副吸気通路１４６から構成される第１吸気通路１と、主吸気通路１４２およびスロットル通路１７２から構成される第２吸気通路２との合流箇所である開口１６０の下流の吸気ポート１１の側面に開口が形成されている。吸気連通路１２は、シリンダヘッド１１３に形成された連通路となっている。
【００３９】
図４を参照すると、吸気連通路１２の他端は、シリンダヘッド１１３の複数ある気筒の列方向に延設された第１連通路１３への開口となっている。第１連通路１３は気筒ごとに設けられた吸気連通路１２，・・・，１２を連通している。
【００４０】
インジェクタベース１４０には、第１連通路１２とほぼ対向する位置に第２連通路１６が形成されている。第１連通路１２と第２連通路１６との間は、シリンダヘッド１１３とインジェクタベース１４０との間に介挿されたガスケット１４によって仕切られている。
【００４１】
図４および図５を参照すると、ガスケット１４は薄板状の部材であり、第１連通路１２および第２連通路１６と対応する領域に複数（図では２カ所）の貫通孔（オリフィス）１５が形成されている。オリフィス１５は、第１連通路１２と第２連通路１６とを連痛させている。なお、ガスケット１４は図３に示したインジェクタベース１４０の裏面側に配設されている。
【００４２】
図４を参照すると、第２連通路１６にはセンサ連通路１７の開口が形成されており、センサ連通路１７は、第２連通路１６と圧力検出手段（圧力センサ）１８とを連通させている。
【００４３】
かかる構成は、圧力変動の少ない第１吸気通路１と第２吸気通路２との合流箇所よりも下流に、圧力検出機構１０を設けることによって、正確な吸入空気の圧力を検出することができる。
【００４４】
また、かかる構成は、圧力センサ１８をインジェクタベース１４０に、吸入空気を吸気通路１，２から圧力センサ１８へ導入する第１連通路１２と第２連通路１６とを、いずれもシリンダヘッド１１３、インジェクタベース１４０という構造内に形成しているため、連通路１２，１６の剛性を向上させている。このように、構造体に連通路１２，１６を設けることによって、たとえば、連通路にチューブ等を適用した場合と比較して、外れる等の不具合が発生せず信頼性が高くなる。また、連通路の剛性が向上されることによって空気が通過する流路断面が変形することによる圧力変動は発生せず、安定した圧力を検出することができる。
【００４５】
ガスケット１４に設けられたオリフィス１５は、脈動的に変動する圧力振動を緩和して安定した吸気圧力の検出に寄与する。なお、オリフィス１５は複数個設けることが好ましく、その流路となる断面積が第１吸気通路１２および第２吸気通路１６の流路断面積よりも小さく形成されることが好ましい。かかる構成によって、圧力センサ１８の追従性を損なわずに、検出値の振動成分を効果的に減衰させるようにバランスのとれた構成とすることができる。
【００４６】
なお、第１連通路１２、第２連通路１６は、いずれもその流路断面積が第１吸気通路１および第２吸気通路２の流路断面積よりも小さく形成されていることが好ましい。かかる構成によって、圧力センサ１８の検出値の振動を減衰させることができる。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において改変して用いることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１    第１吸気通路
２    第２吸気通路
４    エアフィルタ
５    エアフローメータ
６    第１吸気制御弁
７    第２吸気制御弁
１０    圧力検出機構
１１    吸気ポート（合流吸気通路）
１２    吸気連通路
１３    第１連通路
１４    ガスケット（プレート）
１５    オリフィス（貫通孔）
１６    第２連通路
１７    センサ連通路
１８    圧力センサ（圧力検出手段）
１００    シリンダブロック
１１３    シリンダヘッド
１２０    ピストン
１２２    燃焼室
１４０    インジェクタベース（吸気装置）
１６０    開口
１７０    スロットルボディ
１８２    副スロットルボディ
【図１】
2010203358.tif 000003
【図２】
2010203358.tif 000004
【図３】
2010203358.tif 000005
【図４】
2010203358.tif 000006
【図５】
2010203358.tif 000007