(57)【要約】【課題】内燃機関に吸入される吸入空気量の検出精度を向上させる。【解決手段】吸気装置１０は、エンジン１４を構成する第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄにインテークマニホールド３４の第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄがそれぞれ接続されると共に、スロットルバルブ４２の下流側となる集合管３８と前記第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄとの間にはバイパス配管５８が接続されている。バイパス配管５８の枝状に分岐した分岐部６２ａ〜６２ｄは、第２及び第３分岐管３６ｂ、３６ｃに接続される分岐部６２ｂ、６２ｃが、第１及び第４分岐管３６ａ、３６ｄに接続される分岐部６２ａ、６２ｄより細管状に形成されている。そして、インテークマニホールド３４の内部を流通する吸入空気量が、バイパス配管５８に設けられたエアフローメータ７２によって検出される。【選択図】図２
2006097556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の本体部に接続される吸気マニホールドを備え、前記吸気マニホールドは、複数に分岐して且つ並列に形成された分岐管と、前記分岐管に連通する集合管とを有し、前記集合管に接続された絞り弁を開閉させることにより、前記吸気マニホールドの主吸気通路を通じて前記内燃機関に吸入される吸入空気の空気量を調整し、前記空気量に応じた噴射量となる燃料が噴射される内燃機関の吸気装置において、
前記吸気装置は、
前記主吸気通路と別個に設けられ、前記分岐管に対応するように複数に分岐し、且つ、少なくとも２種類以上の異なる通路径からなる分岐部と、前記分岐部が纏められた集合部とを有し、前記分岐部が前記分岐管にそれぞれ接続されて前記主吸気通路と連通する副吸気通路と、
前記副吸気通路に設けられ、前記内燃機関に吸入される吸入空気の空気量を検出する空気量検出部と、
を備え、
複数の分岐管のうち一端側及び／又は他端側に配設される分岐管が、前記集合管から導出される吸入空気の流れに沿った位置に配設され、前記一端側及び／又は他端側の分岐管に接続される一方の分岐部の通路径が、前記一端側及び／又は他端側以外の分岐管に接続される他方の分岐部の通路径より小さく形成されることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に空気を吸入させるための内燃機関の吸気装置に関し、一層詳細には、前記吸入空気量を測定することが可能な空気量検出部を有する内燃機関の吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両等に用いられる内燃機関には、燃焼室となるシリンダに対して吸入エアを吸入するための吸気管が接続され、前記吸気管が接続されるシリンダの吸気ポートには、前記シリンダと吸気管との間の連通状態を切り換え可能な吸気弁が設けられている。そして、前記吸気弁が開弁することにより、前記吸気管を介してシリンダの内部に吸入エアが吸入される。
【０００３】
この吸気管には、前記吸気管の内部に流通する吸入エアの流量（空気量）を調整するためのスロットルバルブが設けられ、前記スロットルバルブを開閉動作させることにより、シリンダの内部に吸入される吸入エアの空気量を調整している。吸気管におけるスロットルバルブの上流側には、前記吸気管内を流通する吸入エアの空気量を測定検出する手段として空気流量センサが設けられている。また、一方、吸気管におけるスロットルボディの下流側には、サージタンクが設けられ、前記サージタンクには、吸気管内の圧力を検出する圧力センサが設けられている。
【０００４】
そして、前記空気流量センサによって検出された検出信号が制御回路へと出力され、前記検出信号からシリンダ内に吸入される吸入エアの空気量（質量又は体積）が演算される。その後、前記空気量に対して内燃機関の運転状態に応じた最適な燃料噴射量が演算され、前記制御回路で算出された結果に基づいて制御信号が燃料噴射装置へと出力されて前記燃料噴射装置の制御が行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１９０５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に係る従来技術においては、例えば、車両を急加速させる際に、前記スロットルバルブを急速に開状態とした場合に、実際にシリンダの内部に吸入される吸入エアに加えて、負圧状態にある吸気管のサージタンク内を充填するための吸入エアが前記吸気管の内部に導入される。これにより、空気流量センサによって検出される空気量は、実際に内燃機関のシリンダに吸入される吸入エアと、吸気管内に充填される吸入エアの一部とが合算されたものとなる。
【０００７】
そのため、前記空気流量センサとは別個にスロットルバルブの下流側に設けられた圧力センサによって前記吸気管の内部の吸入エアの圧力値を検出することにより、前記吸気管の内部に充填された空気量を推定している。そして、この推定された空気量を前記空気流量センサによって検出された全空気量から減算することにより、実際にシリンダへと吸入される吸入エアの空気量を推定してエンジン制御を行う必要がある。
【０００８】
しかしながら、上述した吸気装置では、シリンダに吸入される吸入エアの空気量は、吸気管においてスロットルボディの上流側に設けられた空気流量センサによって検出された空気量及び圧力センサによって検出された圧力値に基づいて推定されたものであるため、実際にシリンダに吸入される空気量を正確に把握することができず、前記空気量に基づいて行われる燃料の噴射量を高精度に制御することが困難である。
【０００９】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、内燃機関に吸入される空気量を確実且つ高精度に検出することが可能な内燃機関の吸気装置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】
【００１０】
前記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関の本体部に接続される吸気マニホールドを備え、前記吸気マニホールドは、複数に分岐して且つ並列に形成された分岐管と、前記分岐管に連通する集合管とを有し、前記集合管に接続された絞り弁を開閉させることにより、前記吸気マニホールドの主吸気通路を通じて前記内燃機関に吸入される吸入空気の空気量を調整し、前記空気量に応じた噴射量となる燃料が噴射される内燃機関の吸気装置において、
前記吸気装置は、
前記主吸気通路と別個に設けられ、前記分岐管に対応するように複数に分岐し、且つ、少なくとも２種類以上の異なる通路径からなる分岐部と、前記分岐部が纏められた集合部とを有し、前記分岐部が前記分岐管にそれぞれ接続されて前記主吸気通路と連通する副吸気通路と、
前記副吸気通路に設けられ、前記内燃機関に吸入される吸入空気の空気量を検出する空気量検出部と、
を備え、
複数の分岐管のうち一端側及び／又は他端側に配設される分岐管が、前記集合管から導出される吸入空気の流れに沿った位置に配設され、前記一端側及び／又は他端側の分岐管に接続される一方の分岐部の通路径が、前記一端側及び／又は他端側以外の分岐管に接続される他方の分岐部の通路径より小さく形成されることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、吸入空気が集合管より吸気マニホールドの内部に導入される際に、前記吸入空気の流通する方向に沿って配設された分岐管には、前記吸気マニホールド内において前記吸入空気に沿って流通する位置に配設された分岐管に接続される副吸気通路の分岐部より小さな通路径を有する分岐部が接続されている。そのため、吸入空気が集合管を通じて吸気マニホールドの内部に導入された際、前記吸入空気がその流れによって一端側及び／又は他端側の分岐管に進入しても、前記分岐管に接続されている分岐部の通路径が小さく形成されているため、前記吸入空気が吸気マニホールドの内部より副吸気通路の内部へと逆流することを防止することができる。
【００１２】
その結果、副吸気通路において本来の吸入空気の流通方向とは反対となる吸気マニホールドから逆流してきた吸入空気量を、空気量検出部によって誤って検出してしまうことがなく、前記副吸気通路内を上流側から下流側に向かって流通する順流の吸入空気のみを空気量検出部によって高精度に検出することができる。
【００１３】
従って、内燃機関に実際に吸入される吸入空気量を、空気量検出部を介して検出することができるため、前記空気量に基づいて噴射される燃料噴射量を高精度に制御することができ、それに伴って、内燃機関に吸入される吸入空気量と、前記吸入空気に対して噴射される燃料の噴射量の比である空燃費の最適化を図ることができる。そのため、吸入空気量と前記燃料の噴射量とからリアルタイムでの高精度な内燃機関の制御を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１５】
すなわち、吸入空気が集合管を通じて吸気マニホールドの内部に導入され、前記吸入空気の流れに沿った位置に配設された分岐管に前記吸入空気が進入した際においても、前記分岐管に接続されている分岐部の通路径が小さく形成されているため、前記吸入空気が吸気マニホールドの内部から副吸気通路を逆流することが防止される。そのため、前記副吸気通路内を上流側から下流側に向かって流通する順流の吸入空気のみを空気量検出部によって高精度に検出し、前記空気量に基づいて最適な噴射量で燃料を噴射することが可能となるため、前記燃料の噴射量と吸入空気量とからリアルタイムでの高精度な内燃機関の制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る内燃機関の吸気装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１７】
図１及び図２において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置を示す。なお、この図１及び図２は、内燃機関の吸気装置を模式的に示した概略構成図であり、ここでは、複数のシリンダを有する多気筒エンジンに適用される吸気装置について説明する。
【００１８】
この吸気装置１０は、車両等に搭載される、例えば、４つの第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄ（図２参照）を有する多気筒のエンジン（内燃機関）１４に設けられている。このエンジン１４が搭載される車両としては、例えば、自動車や自動二輪車等が挙げられる。
【００１９】
エンジン１４は、図１及び図２に示されるように、エンジン本体（本体部）１６の内部に形成される複数の第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄ（図２参照）にそれぞれ第１〜第４ピストン１８ａ〜１８ｄ（図２参照）が軸線方向に沿って変位自在に設けられている。すなわち、前記第１〜第４ピストン１８ａ〜１８ｄがストローク変位し、第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄの容積を変化させることによりエンジン１４における吸気、圧縮、燃焼、排気行程が行われる。
【００２０】
そして、第１〜第４ピストン１８ａ〜１８ｄからコネクティングロッド２０及びクランクシャフト２２を介してエンジン１４の駆動力として出力される。なお、第１〜第４ピストン１８ａ〜１８ｄと第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄとからそれぞれ第１気筒Ｃ１、第２気筒Ｃ２、第３気筒Ｃ３及び第４気筒Ｃ４が構成されている（図２参照）。
【００２１】
また、エンジン１４における複数の第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄには、それぞれ吸気ポート２４及び排気ポート２６が開口するように形成され、前記吸気ポート２４にはそれぞれ吸気バルブ２８が設けられている。一方、排気ポート２６にはそれぞれ排気バルブ３０が設けられている。そして、前記吸気ポート２４と排気ポート２６との間となる第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄの上方には、第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄ毎に点火プラグ３２が設けられている。
【００２２】
エンジン本体１６における第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄの吸気ポート２４には、インテークマニホールド３４の第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄ（図２参照）がそれぞれ接続されている。
【００２３】
このインテークマニホールド３４は、下流側に複数本に分岐するように枝状に形成される第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄと、上流側に形成され、前記第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄが纏められて集合した集合管３８と、前記集合管３８と第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄとを接続するように形成され、所定容量を有するタンク部４０とからなる。
【００２４】
そして、前記集合管３８の上流側には、アクセルペダル（図示せず）の操作に連動して開閉するスロットルバルブ（絞り弁）４２を含むスロットルボディ４４が設けられている。このスロットルボディ４４の上流側には、吸気管４６を介してエアクリーナ４８（図１参照）が設けられ、前記エアクリーナ４８を通じてインテークマニホールド３４に外部から空気が取り込まれる。その際、前記エアクリーナ４８によって前記空気に含有される塵埃等が好適に除去される。
【００２５】
次に、上述したインテークマニホールド３４の詳細形状を図３〜図５を用いて説明する。なお、このインテークマニホールド３４は、集合管３８と第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄとが略並列に設けられたダウンドラフトタイプである。
【００２６】
インテークマニホールド３４は、円筒状の集合管３８が略中央部に形成され、前記集合管３８は、前記集合管３８の軸線と略直交する方向に所定幅で拡幅した略矩形状のタンク部４０に接続されている。そして、図５に示されるように、タンク部４０に接続された第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄが、前記タンク部４０との間に設けられる境界壁４９を介して集合管３８の方向に向かって所定長だけ延在した後、前記集合管３８の軸線に対して略直交するように湾曲して延在している。
【００２７】
また、インテークマニホールド３４の内部には、吸入空気が流通する吸気通路（主吸気通路）５０が形成され、前記吸気通路５０は、集合管３８の内部に形成される集合通路５２と、第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄの内部にそれぞれ形成される分岐通路５４ａ〜５４ｄ（図２参照）とから構成されている。吸気ポート２４に接続される第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄには、それぞれ燃料噴射弁として機能するインジェクタ５６（図１参照）が前記吸気ポート２４と対向するように配設されている。そして、制御部７８（図１参照）からの電気信号によってインジェクタ５６からインテークマニホールド３４の分岐通路５４ａ〜５４ｄに対して燃料が噴射される。
【００２８】
すなわち、このインテークマニホールド３４に吸入空気が導入された際、スロットルバルブ４２の開状態において集合管３８から導入された吸入空気が、集合通路５２を通じてタンク部４０に導入される。そして、吸入空気が、前記タンク部４０の内部に一時的に充填され、前記タンク部４０からそれぞれ第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄへと分配されて流通する構造としている。そのため、吸入空気は、図４に示されるように、集合管３８から前記集合管３８と対向する位置に形成されるタンク部４０のガイド壁面５７に一旦当たり、前記ガイド壁面５７によって左右方向に分流した後に前記壁面５７ａに沿って流通する。
【００２９】
このように、エンジン１４の吸気行程以外の行程（圧縮、燃焼、排気行程）において、吸入空気がインテークマニホールド３４のタンク部４０に導入された場合には、前記タンク部４０における壁面５７ａの近傍における吸入空気の圧力が、前記壁面５７ａより離間したタンク部４０の内部と比較して高くなると共に、前記壁面５７ａ近傍における吸入空気の流速が速くなる。換言すると、集合管３８の軸線と略平行なタンク部４０の壁面５７ａと隣接して配置されている第１及び第４分岐管３６ａ、３６ｄは、その内部及び近傍の圧力が高くなり、反対に、インテークマニホールド３４の略中央部に配置され、前記壁面５７ａと離間した第２及び第３分岐管３６ｂ、３６ｃの内部及びその近傍の圧力は、前記第１及び第４分岐管３６ａ、３６ｄ近傍の圧力と比較して低くなる。
【００３０】
一方、インテークマニホールド３４には、図１及び図２に示されるように、タンク部４０又は集合管３８と第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄとの間をそれぞれバイパスするバイパス配管（副吸気通路）５８が接続されている。
【００３１】
このバイパス配管５８は、タンク部４０又は集合管３８に接続され、上流側となる導入部６０と、前記第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄに対応して枝状に分岐して形成され、下流側となるように前記第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄに接続される分岐部６２ａ〜６２ｄと、前記分岐部６２ａ〜６２ｄを集合させて導入部６０に導く集合部６４とからなる。
【００３２】
バイパス配管５８の一端部となる第１接続端部６６が、インテークマニホールド３４を構成するタンク部４０又は集合管３８に接続され、前記バイパス配管５８の内部と集合管３８の集合通路５２とが連通した状態となる。
【００３３】
また、バイパス配管５８の他端部となる分岐部６２ａ〜６２ｄは、図２に示されるように、第１及び第４分岐管３６ａ、３６ｄに接続される分岐部６２ａ、６２ｄが、第２及び第３分岐管３６ｂ、３６ｃに接続される分岐部６２ｂ、６２ｃより細管状に形成されている。すなわち、分岐部６２ａ、６２ｄの管径Ｄ１が、分岐部６２ｂ、６２ｃの管径Ｄ２より小さく形成されている（Ｄ１＜Ｄ２）。なお、分岐部６２ｂ、６２ｃは略同一直径に形成されると共に、分岐部６２ａ、６２ｄも略同一直径となるように形成されている。
【００３４】
そして、バイパス配管５８の第２接続端部６８が、それぞれインテークマニホールド３４を構成する第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄの管壁７０に接続され、前記バイパス配管５８の内部と第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄの分岐通路５４ａ〜５４ｄとがそれぞれ連通した状態となる。このバイパス配管５８を構成する導入部６０、分岐部６２ａ〜６２ｄ及び集合部６４は、インテークマニホールド３４を構成する集合管３８及び第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄよりそれぞれ細管状に形成されている。
【００３５】
なお、バイパス配管５８における上流側となる第１接続端部６６は、前記タンク部４０又は集合管３８に接続される場合に限定されるものではなく、前記第１接続端部６６が、前記インテークマニホールド３４の上流側となるスロットルボディ４４側に直接接続され、前記バイパス配管５８の下流側となる第２接続端部６８が、前記インテークマニホールド３４の下流側となるエンジン本体１６側に接続されていればよい。
【００３６】
さらに、バイパス配管５８の導入部６０には、前記バイパス配管５８の内部を流通する吸入空気量を検出するためのエアフローメータ（空気量検出部）７２が配設されている。このエアフローメータ７２は、空気量検出部として機能すると共に、バイパス配管５８の内部を流通する吸入空気の流れが安定した層流状態となる位置に設けられている。なお、導入部６０の代わりにバイパス配管５８の集合部６４に前記エアフローメータ７２を設けるようにしてもよい。すなわち、エアフローメータ７２は、バイパス配管５８の内部を流通する吸入空気の流れが層流となり、前記吸入空気量を確実に検出できる位置に設けられていればよい。
【００３７】
エアフローメータ７２は、例えば、シリコン基板にプラチナ薄膜が蒸着された検出部７４を有し、前記検出部７４の周囲に吸入空気が流通することにより、予め一定温度に保持されている前記検出部７４の温度が変化し、前記検出部７４の温度を一定に保持させるために検出部７４に供給される電流量が変化する。すなわち、前記エアフローメータ７２は、この電流の変化量を検出することによりバイパス配管５８の内部を流通する吸入空気量を検出する熱線式である。
【００３８】
なお、空気量検出部として機能するエアフローメータ７２は、上述した熱線式に限定されるものではなく、前記バイパス配管５８の内部に流路抵抗となる抵抗部材を設け、前記抵抗部材の下流側に発生する渦を検出することにより吸入空気の体積流量を検出するカルマン渦式や、前記バイパス配管５８を流通する吸入空気によって押されるフラップの回動角度を検出することにより吸入空気の体積流量を検出するフラップ式等を採用してもよい。
【００３９】
本発明の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００４０】
先ず、エンジン１４が始動している状態において、運転者が図示しないアクセルペダルを操作してスロットルバルブ４２を開弁させることにより、吸気バルブ２８が吸気ポート２４より離間し、且つ、第１〜第４ピストン１８ａ〜１８ｄが順次下方へ変位する吸気工程において第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄからの吸入負圧によってエアクリーナ４８（図１参照）を介して吸入空気がインテークマニホールド３４の内部に導入される。
【００４１】
そして、スロットルバルブ４２を介してインテークマニホールド３４の吸気通路５０へと導入された吸入空気の一部が、タンク部４０を介してバイパス配管５８の第１接続端部６６から導入部６０へと導入され、前記バイパス配管５８に設けられたエアフローメータ７２によって前記バイパス配管５８の内部を流通する吸入空気量が検出される。なお、前記吸入空気の空気量は、バイパス配管５８の内部において流れが安定した層流状態でエアフローメータ７２を介して検出される。
【００４２】
この際、エンジン１４を構成するクランクシャフト２２やカムシャフト等の回転角度を検出する回転角度センサ７６によって、現在のクランクシャフト２２等の回転角度が前記回転角度センサ７６から制御部７８へと出力され、この制御部７８への検出信号に基づいて前記制御部７８でエンジン１４の第１〜第４気筒Ｃ１〜Ｃ４のうち吸気行程にある気筒が特定される。
【００４３】
すなわち、前記回転角度センサ７６とエアフローメータ７２とを併用し、前記回転角度センサ７６及びエアフローメータ７２からの検出信号に基づいて、制御部７８において前記エアフローメータ７２によって検出された吸入空気が、前記第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄのいずれに吸入されたかを確認することが可能となり、単一のエアフローメータ７２によってそれぞれ第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄに吸入される吸入空気量を検出することができる。
【００４４】
例えば、第１ピストン１８ａ及び第１シリンダ室１２ａからなる第１気筒Ｃ１が吸気行程にある場合には、図２に示されるように、前記第１ピストン１８ａのストローク変位作用下に吸入空気が第１シリンダ室１２ａに接続された第１分岐管３６ａの分岐通路５４ａへと流通し、一方、バイパス配管５８に流通した吸入空気の一部は、エアフローメータ７２によって空気量が検出された後に、分岐部６２ａへと流通して再び前記インテークマニホールド３４の分岐通路５４ａを流通する吸入空気と合流して第１シリンダ室１２ａに吸入される。
【００４５】
そして、図６に示されるように、エアフローメータ７２によって検出された吸入空気量となる検出値ａ１が制御部７８（図１参照）へと出力され、前記制御部７８において前記検出値ａ１に基づいて実際に第１分岐管３６ａに流通する空気量Ａ１が演算されると共に、前記空気量Ａ１に対して最適な燃料噴射量が演算される。前記燃料噴射量に基づいた制御信号が第１分岐管３６ａに設けられたインジェクタ５６へと出力される。
【００４６】
これにより、前記第１分岐管３６ａの分岐通路５４ａ内を流通する前記吸入空気に対して、吸気ポート２４の近傍においてインジェクタ５６から燃料が噴射され、前記燃料と吸入空気とが混合された混合気が第１シリンダ室１２ａの内部へと吸入される。なお、図６は、単位時間当りの第１〜第４気筒Ｃ１〜Ｃ４に吸入される空気量Ａ１〜Ａ４と、エアフローメータ７２によって検出される吸入空気の検出値ａ１〜ａ４との関係を示す線図である。
【００４７】
次に、例えば、第３気筒Ｃ３を構成する第３ピストン１８ｃが変位することにより、第３分岐管３６ｃを介して第３シリンダ室１２ｃに吸入空気が吸入されると共に、その際、回転角度センサ７６（図１参照）によって吸入空気が第３シリンダ室１２ｃに吸入されることが確認される。これによって、エアフローメータ７２を介して検出された検出値ａ３に基づいて、第３シリンダ室１２ｃに吸入される吸入空気量Ａ３が制御部７８によって演算され、前記空気量Ａ３に基づいた噴射量の燃料が第３分岐管３６ｃに設けられたインジェクタ５６より前記吸入空気に噴射される。
【００４８】
このようにして、第１〜第４ピストン１８ａ〜１８ｄが、第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄに沿って順次ストローク変位して吸気行程に移行することにより生じる吸入負圧によって、スロットルバルブ４２からインテークマニホールド３４へと導入された吸入空気が、吸気行程となる第１〜第４気筒Ｃ１〜Ｃ４に接続された前記インテークマニホールド３４の第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄのいずれかへと流通する。同時に、前記吸入空気の一部が、インテークマニホールド３４に接続されたバイパス配管５８へと流通する際にエアフローメータ７２によってその空気量が検出される。
【００４９】
その際、回転角度センサ７６からの検出信号に基づいて制御部７８で現時点において第１〜第４気筒Ｃ１〜Ｃ４のいずれかが吸気行程であることが判断され、エアフローメータ７２によって検出された吸入空気量が、第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄのいずれに吸入されたかを確認することが可能となる。
【００５０】
なお、エンジン１４における第２気筒Ｃ２、第４気筒Ｃ４における吸入行程時に関しては、前記第１及び第３気筒Ｃ１、Ｃ３と同様であるためその詳細な説明を省略する。
【００５１】
最後に、回転角度センサ７６からの検出信号に基づいて、吸入空気が吸気行程にある第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄのいずれに吸入されるかが判断され、前記吸入空気量に対応してインテークマニホールド３４の第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄに設けられたインジェクタ５６から吸気ポート２４の近傍において燃料が噴射される。そして、前記インジェクタ５６から噴射された燃料と吸入空気とが混合された混合気が第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄの内部へと吸入される。
【００５２】
なお、上述の説明においては、４本の第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄを有する４気筒エンジンのインテークマニホールド３４に接続されるバイパス配管５８について説明したが、吸気装置１０は、略並列に設けられる複数の分岐管を備えるインテークマニホールドにおいて、タンク部４０の壁面５７ａに隣接して配置され、且つ、複数本の分岐管における両端となる位置に配置される分岐管に対してバイパス配管５８における細管状の分岐部６２ａ、６２ｄを接続し、反対に、前記タンク部４０の壁面５７ａより離間したインテークマニホールド３４の略中央部に配置される分岐管に対して、前記細管状の分岐部６２ａ、６２ｄより大きな管径を有する分岐部６２ｂ、６２ｃを接続するようにすれば、特に分岐管の本数及びエンジンにおける気筒数に限定されるものではない。
【００５３】
また、吸気装置１０が適用されるインテークマニホールド３４は、上述したダウンドラフトタイプに限定されるものではなく、集合管と分岐管とが略直交するように形成されるサイドドラフトタイプのインテークマニホールドに適用するようにしてもよい。
【００５４】
以上のように、本実施の形態では、第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄを有する多気筒のエンジン１４において、前記エンジン１４の第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄに吸入空気を導くためのインテークマニホールド３４には、前記インテークマニホールド３４の集合管３８と第１〜第４分岐管３６ａ〜３６ｄとの間にバイパス配管５８が接続されている。このバイパス配管５８は、インテークマニホールド３４の吸気通路５０と連通すると共に、前記バイパス配管５８の内部を流通する吸入空気の空気量を測定するエアフローメータ７２が設けられている。
【００５５】
そして、吸入空気がインテークマニホールド３４の集合管３８を通じてタンク部４０へと導入された際、前記吸入空気が、集合管３８と対向する位置となるタンク部４０のガイド壁面５７に当たることにより、前記ガイド壁面５７から壁面５７ａに沿って流通し、前記壁面５７ａに隣接するように形成された第１及び第４分岐管３６ａ、３６ｄの内部へと流通する場合がある。
【００５６】
その際、第１及び第４分岐管３６ａ、３６ｄに接続されたバイパス配管５８の分岐部６２ａ、６２ｄが、タンク部４０の壁面５７ａより離間した略中央部に配置される第２及び第３分岐管３６ｂ、３６ｃに接続された分岐部６２ｂ、６２ｃより細管状に形成されている。そのため、図４に示されるように、タンク部４０の壁面５７ａに沿って流通する吸入空気が、前記壁面５７ａに沿って第１及び第４分岐管３６ａ、３６ｄの内部に流通した際にも、細管状に形成された分岐部６２ａ、６２ｄによって吸入空気が、バイパス配管５８の内部へと進入することを抑制することができる。
【００５７】
反対に、第２及び第３分岐管３６ｂ、３６ｃは、タンク部４０の壁面５７ａより所定距離だけ離間した略中央部に配置されているため、前記壁面５７ａに沿って流通する吸入空気が、タンク部４０から第２及び第３分岐管３６ｂ、３６ｃに進入することがない。
【００５８】
そのため、第２及び第３分岐管３６ｂ、３６ｃに接続された分岐部６２ｂ、６２ｃからバイパス配管５８の内部に吸入空気が逆流するように進入することがない。換言すると、タンク部４０から吸入空気が逆流することがない第２及び第３分岐管３６ｂ、３６ｃに接続される分岐部６２ｂ、６２ｃは、その管径Ｄ２を小さくする必要がなく、第１及び第４分岐管３６ａ、３６ｄに接続されている分岐部６２ａ、６２ｄの管径Ｄ２と比較して大きく形成することが可能である。
【００５９】
このように、タンク部４０の壁面５７ａに隣接している第１及び第４分岐管３６ａ、３６ｄに接続される分岐部６２ａ、６２ｄの管径Ｄ１を、第２及び第３分岐管３６ｂ、３６ｃに接続される分岐部６２ｂ、６２ｃの管径Ｄ２より小さく（Ｄ１＜Ｄ２）形成することにより、前記タンク部４０からバイパス配管５８への吸入空気の逆流を抑制することができる。そのため、前記分岐部６２ａ〜６２ｄを通じてバイパス配管５８に逆流してきた吸入空気の空気量を、誤ってエアフローメータ７２によって検出してしまうことを防止することができる。その結果、前記バイパス配管５８内を上流側から下流側に向かって流通する順流の吸入空気のみをエアフローメータ７２によって高精度に検出することができる。
【００６０】
また、第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄに実際に吸入される吸入空気量を、エアフローメータ７２による検出結果に基づいて高精度に検出することができるため、前記空気量に基づいて噴射される燃料噴射量を高精度に制御することができ、それに伴って、第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄに吸入される空気量と、前記吸入空気に対して噴射される燃料の噴射量の比である空燃費の最適化を図ることができる。そのため、吸入空気量と前記燃料の噴射量とからリアルタイムでの高精度なエンジン制御を行うことが可能となる。
【００６１】
さらに、エンジン１４の第１〜第４シリンダ室１２ａ〜１２ｄで発生した未燃焼ガスが吸気バルブ２８の開弁作用下に吸気ポート２４を通じて第１及び第４分岐管３６ａ、３６ｄへと進入した場合や、排気ガス再循環制御を行う際に排気ガスが前記第１及び第４分岐管３６ａ、３６ｄに流通した場合においても、前記未燃焼ガスや排気ガスが第１及び第４分岐管３６ａ、３６ｄからバイパス配管５８を通じて逆流することが抑制されるため、前記バイパス配管５８に設けられたエアフローメータ７２の検出部７４に前記未燃焼ガス等の汚れが付着することが防止される。そのため、前記エアフローメータ７２による吸入空気の空気量の検出精度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置を示す概略構成説明図である。
【図２】図１における吸気装置の近傍を示す概略平面図である。
【図３】図１の吸気装置が設けられるインテークマニホールドの単体斜視図である。
【図４】図３のインテークマニホールドの縦断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。
【図６】図１及び図２の吸気装置によって検出される第１〜第４気筒におけるそれぞれの吸入空気の空気量と時間との関係を示す特性曲線である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…吸気装置                      １２ａ〜１２ｄ…第１〜第４シリンダ室
１４…エンジン                      １８ａ〜１８ｄ…第１〜第４ピストン
２４…吸気ポート                    ２６…排気ポート
２８…吸気バルブ                    ３０…排気バルブ
３２…点火プラグ                    ３４…インテークマニホールド
３６ａ〜３６ｄ…第１〜第４分岐管    ３８…集合管
４０…タンク部                      ４２…スロットルバルブ
５０…吸気通路                      ５２…集合通路
５４ａ〜５４ｄ…分岐通路            ５６…インジェクタ
５８…バイパス配管                  ６０…導入部
６２ａ〜６２ｄ…分岐部              ６４…集合部
６６…第１接続端部                  ６８…第２接続端部
７２…エアフローメータ              ７４…検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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