JP2002195113A - エンジン吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑高度化するエンジン制御の作業負荷を低
減し、信頼性良く低コスト化に対応可能な吸気装置を提
供する。 【解決手段】 エンジン１２の吸気に係わるインテーク
マニホルド３を樹脂により成形し、インテークマニホル
ド内にエンジン吸気系の電気装置となる可変吸気バルブ
２、ＥＲＧバルブ４、電子スロットル９等を制御する信
号が伝達される電気配線２０，２０ｂを樹脂成形により
一体化した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの吸気部
材を樹脂により成形した樹脂成形品を備えるエンジン吸
気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両においては燃費向上および低
コスト化への対応から、軽量化が進み、車両部品の軽量
化、省スペース化、車両組み付け性向上を狙いとして、
車両の複数の部品を一体化（モジュール化とも言う）す
る傾向が高くなってきている。例えば、特開平１１−１
２５１５８号公報においては、エアクリーナ、スロット
ルボディー、インテークマニホールド、サージタンク等
のエンジンの吸気系（エンジン吸気系と称す）の部品
（吸気系部品）を樹脂により成形し、一体化するという
技術が開示されている。

【０００３】また、最近ではエンジンの稀薄燃焼化、直
噴化技術の進歩に伴い、電子制御スロットル、可変吸気
バルブといったエンジン吸気系の電子制御化が進みつつ
あり、エンジンの高度化に伴い、ワイヤーハーネス（ハ
ーネスと称す）は益々増大傾向にある。このようなハー
ネス量の増大は車両重量が増加する原因となるばかりで
なく、ハーネス上での断線が発生し易くなったり、車両
組付け時の配線作業性が悪化する原因となる。また、ハ
ーネス間でのノイズの影響およびハーネスの近くに存在
する周辺機器によるノイズ等にも影響され、信頼性の低
下を招くものとなる。

【０００４】また、特開平１０−２８１０２６号公報で
は、エンジン制御装置（エンジン制御ＥＣＵ）を樹脂製
インテークマニホールドに設けられた収納室に装着する
ことが開示されている。これは、樹脂製インテークマニ
ホルドのサージタンク部と吸気管部とを半円周上の接続
管部で接続してサージタンク部と接続管部との間に空間
が生じるようにし、その空間にエンジン制御装置を取り
付ける収納室を形成し、この収納室にエンジン制御装置
を取り付けるようにしている。

【０００５】

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開
平１１−１２５１５８号公報に示されるように、エンジ
ンの吸気系装置の構成部品を単にユニット化しただけで
は、ハーネスの削減にはなない。また、特開平１０−２
８１０２６号公報に示されるように、インテークマニホ
ルドの空いた空間にエンジン制御装置を取り付けるだけ
では、省スペース化には対応が可能である。この取り付
けによれば、樹脂製インテークマニホルドにうおりエン
ジン制御装置が冷却され、エンジン制御装置の過熱によ
るトラブルは防止でき、エンジン吸気系の部品との配線
距離は短くなるが、吸気系のセンサやエンジン制御を行
うアクチュエータおよびエンジン制御装置との接続おい
ては、空中配線が必要となる。しかし、空中配線と称さ
れる通常の配線では以下の課題が残る。

【０００６】つまり、各種センサやスイッチ類あるいは
吸気系のアクチュエータと制御装置との接続距離を短く
することで、ハーネス削減およびハーネス重量を減らす
ことはできるが、エンジン制御を行う制御装置と接続さ
れるハーネスの本数は変化しないため、組付け時の作業
負荷は減少しない。また、センサ信号など電流の流れる
量の少ないラインでは、ハーネスは細くしても良いが、
断線の懸念から限界がある。更には、ハーネスはフレキ
シブルのため、それ故に電磁ノイズ対策が困難となる
（例えば、ハーネスとハーネスとの位置関係が変動す
る）。

【０００７】よって、本発明は上記した問題点を解決す
るものであり、複雑高度化するエンジン制御の作業負荷
を低減すること、信頼性良く低コスト化に対応可能な吸
気装置を提供すること、を技術的課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに講じた技術的手段は、エンジンの吸気に係わる吸気
部材を樹脂により成形した樹脂成形品を備えたエンジン
吸気装置において、前記樹脂成形品内に前記エンジン吸
気系の電気装置を制御する信号を伝達する電気配線を樹
脂成形により一体化したことである。

【０００９】これによれば、エンジンの吸気に係わる吸
気部材を樹脂により成形した樹脂形成品内にエンジン吸
気系の電気装置を制御する信号が伝達される電気配線を
樹脂成形により一体化したので、エンジン吸気系のハー
ネスを低減することが可能となる。また、これに伴い、
ハーネスの重量も減少し、軽量化、低コスト化に対応可
能な信頼性の良い吸気装置となる。

【００１０】この場合、樹脂成形品に電気配線と電気的
に接続されるコネクタ部を備えれば、空中配線を行わな
くてもコネクタ部での接続により電気装置との電気的接
続が可能となる。よって、組付け時の作業性が良くな
り、複雑高度化するエンジン制御の作業負荷が低減され
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。

【００１２】図１は第１実施形態におけるエンジン吸気
装置１００の構成図であり、図２はエンジン１２にエン
ジン吸気の制御を行う吸気モジュール１とエンジン制御
装置１１との接続関係を示す図である。

【００１３】車両エンジン１２は外気（空気）がエンジ
ン燃焼室に送り込まれるが、通常、空気は図示しない空
気取込口からエアクリーナ８、インテークマニホルド２
を通ってエンジン燃焼室に導かれる（排ガスを吸入空気
に付加して利用する車両においては、排ガスもインテー
クマニホルド２を通って送り込まれる）が、このよう
に、エンジン１２に空気を導入する過程（以下、この過
程を吸気系と称す）において、吸気系は樹脂成形により
モジュール化し、樹脂形成で一体の吸気モジュール１と
なっている。つまり、エンジン上部に配設されるインテ
ークマニホールド３及びサージタンクを樹脂によって成
型し、吸気モジュール化している。この場合、吸気モジ
ュール１は内部に吸気系のエアクリーナ８、可変吸気バ
ルブ４、電子スロットル９、ＰＣＶ１３、ＥＧＲバルブ
４等の装置が配設できるよう、適宜分割されている。こ
の吸気ユニット１には空気の異物を除去するエアクリー
ナ８、スロットル弁を通る空気の流量を検出する流量セ
ンサ５、エンジンに供給される空気量を電気的に制限す
る電子スロットル９、吸気側への排ガスの量を制限にす
るＥＧＲバルブ４、インテークマニホルド３のサージタ
ンク圧力を検出する負圧センサ６、吸気量を可変する可
変吸気バルブ２、エンジンのクランクケースに溜まる燃
料をエンジン上部に戻すＰＣＶバルブ１３、スロットル
近くに配設され吸気温度を検出する吸気温センサ１４等
の吸気系の装置（吸気装置）とこれらの吸気装置を電気
的に制御するモジュール制御装置１０を備える。

【００１４】吸気系の電子スロットル９はステッピング
モータ（モータと称す）により制御されるが、ＥＧＲバ
ルブ４、可変吸気バルブ２、ＰＣＶバルブ１３はモータ
あるいはリニアソレノイドにより位置動作が可能であ
り、モジュール制御装置１０により制御される構成にな
っている。

【００１５】そこで、モジュール制御装置１０につい
て、図３を参照して簡単に説明する。モジュール制御装
置１０は、内部にＡ／Ｄ変換を行うＡＤＣ、エンジンモ
ジュールの制御に必要なデータを記憶するＲＡＭ、制御
を司るＣＰＵ、モジュール制御のプログラムを記憶した
ＲＯＭを備えたコントローラ１０ａと、エンジン制御を
行う負圧センサ６、吸気温センサ１３、流量センサ５等
の各種センサ（或いは、スイッチ）からの信号が入力さ
れる入力Ｉ／Ｆ１０ｂ、コントローラ１０ａからモータ
駆動回路１０ｃを介して吸気系装置（例えば、電子スロ
ットルを駆動するモータ等）に出力がなされる。また、
吸気系装置（例えば、ＥＧＲバルブ４，可変吸気バルブ
２、ＰＣＶバルブ１３等）において、リニアソレノイド
等により吸気系を制御する装置に対しては、ソレノイド
駆動回路１０ｄを介して出力がなされる。コントローラ
１０ａは吸気系を制御する機能のみを備え、エンジン全
体の制御を行うエンジン制御装置１１とは通信ＩＣ１０
ｅを介して、情報のやり取りを行うようになっている。

【００１６】このモジュール制御装置１０と接続がなさ
れる吸気系の各種センサ５，６，１４および各種バルブ
２，４，１３との電源ラインおよび信号ラインとなる電
気配線（ラインとも称す）２０は、車両において通常行
われる従来のような配線（空中配線）ではなく、吸気ユ
ニット１を形成するハウジングの樹脂の中に一体で埋め
込まれる。例えば、図４では負圧センサ６が吸気モジュ
ール１のコネクタ部１ａに取り付けられる場合を示す
が、この図４に示されるように、センサ側とコネクタ接
続により嵌合される形態を取っている。

【００１７】つまり、吸気モジュール１は樹脂成形時に
成形されるが、この際、電気配線はインサート形成さ
れ、一体化される。電気配線２０は端部が凹部形状とな
ったターミナル部２０ｃ，２０ｄとなって、吸気モジュ
ール側のコネクタ部１ａのターミナル部２０ｃ，２０ｄ
はセンサ側のコネクタ部６３の夫々のターミナル６１，
６２に対して、凹凸嵌合により電気的に接続される。こ
の場合、コネクタ部１ａはセンサ類の嵌着が可能なよう
に、樹脂が凹状に形成されることで、センサ側のコネク
タ部６３が取り付くようにできる。センサ側のコネクタ
部６３が吸気モジュール側のコネクタ部１ａに取り付け
られた状態では、位置決め突起６４により位置決め突起
６４が位置決め孔１ｂに挿入されて位置決めされ、ター
ミナル６１，６２を２０ｃ，２０ｄに嵌合させて、セン
サ側に設けられた２つの取付孔６５およびそれに対応す
る吸気モジュール側に設けられた２つの取付孔１ｃにビ
ス等の固定部材を取り付け、負圧センサ６を吸気モジュ
ール１に固定している。尚、ここでは、負圧センサ６の
取付けのみを示しているが、その他のセンサ５，１４等
の固定にも同様な方法を取ることができる。一方、電気
配線２０ａ，２０ｂの他端もこれと同様、コネクタ接続
による方法を取り、モジュール制御装置１０を接続して
いる。

【００１８】本実施形態では電気配線２０（２０ａ，２
０ｂ）として金属材料（例えば、ターミナルが嵌合可能
なように加工された導電性の良い材料、例えば、銅板
等）を吸気モジュール１を成形する樹脂の中にインサー
トして一体成型する方法を採用している。しかし、電気
配線２０ａ，２０ｂは上記金属材料をインサート成形し
なくても、電気配線２０ａ，２０ｂが外部に露出しない
部位では導電性材料を用いて、二色成型により吸気モジ
ュール１のハウジングを成形しても良い。

【００１９】このような成形を行うことにより、樹脂が
絶縁材となり従来の空中配線には必ず必要となった絶縁
被覆が不用となる。また、従来では断線の懸念から電気
配線２０を細くすることはできなかったが、電気配線２
０は樹脂の中に一体成型して設けられるので、負圧セン
サ６、吸気温センサ１４、流量センサ５等のセンサ信号
の電流容量の少ない電気配線２０は従来に比べて細くす
ることができる。これによって、電気配線２０の長さを
短くし、配線太さの低減と被覆を廃止できるため、軽量
化できるものとなる。

【００２０】図１では車両のエンジン制御をエンジン制
御装置１１とモジュール制御装置１０とで分けている。
このモジュール制御装置１０はエンジン制御の中で吸気
モジュール１内に設けられた吸気系装置を制御する機能
を機能分担するものであり、吸気モジュール１とは別の
位置（例えば、車室内）に置かれるエンジン制御装置１
１とシリアル通信を行ない、エンジン制御装置１１から
出力されるの指令に基いて、電子スロットル９、可変吸
気バルブ２、ＥＲＧバルブ４、ＰＣＶバルブ１３等の吸
気系装置の各アクチュエータ（モータやリニアソレノイ
ド）を作動または非作動、若しくは、所望の特定位置に
位置決めをするよう機能する。また、モジュール制御装
置１０は、上記センサの演算値や吸気系装置２，４，
５，９，１３，１４の故障診断情報（故障データ）をエ
ンジン制御装置１１に送信する。

【００２１】このように、エンジン制御をエンジン制御
装置１１とモジュール制御装置１０とで機能分担させ通
信ＩＣ１０ｅを介して、シリアル通信により情報を受け
渡しすることにより、少ないハーネスで多量の情報交換
が可能となり、吸気系のハーネスの削減ができる。ま
た、吸気系のエンジン制御と故障診断を吸気モジュール
内で行ことにより、エンジン制御の負荷を幾分軽減でき
るため、エンジン制御装置１１として限られたマイコン
能力で制御の高度複雑化に対応が可能となる。

【００２２】この場合、通信情報は、スロットル開度で
あればｄｅｇ、温度であれば℃の様に、センサ検出電圧
等ではなくエンジン制御に必要な物理値とすれば、エン
ジン制御装置は吸気モジュール１の電気装置の特性に関
係なくロジック開発ができるので、開発効率向上が図れ
る。

【００２３】モジュール制御装置１０とエンジン制御装
置１１との間には、通信用のハーネス以外に、モジュー
ル制御装置１０の故障診断用ハーネスも接続される。本
実施形態では、エンジン制御装置１１が送信した目標ス
ロットル開度と、実スロットル開度が一致するかを検証
し、モジュール制御装置１０の故障診断情報で故障がな
く、不一致が継続した場合にモジュール制御装置１０の
異常を判断するものである。

【００２４】上記の如く、電気配線２０を吸気モジュー
ル内に樹脂成形により一体化する場合、ソレノイド駆動
やモータ駆動する電気配線２０に関しては、正負（＋や
−側）の２つのラインを隣接かつ平行になる様に構成す
ると良い、これにより、ソレノイドやモータへの通電時
に発生する電磁誘導ノイズを低減できる。また、複数の
センサ同士の電源を共有する形態を取れば、更に電気配
線２０を削減できる。

【００２５】また、ソレノイイドやモータが作動時に大
電流が流れる接地側のライン（パワーグランドライン）
を、吸気モジュール１のエンジン取付時に、取付フラン
ジを介してエンジンンブロックに接続される構成とすれ
ば、ハーネスをより削減することができる。

【００２６】各電気装置への接続は、図４に示すよう
に、電気装置本体の取付時に同時にコネクタが勘合する
構成とすれば、外部とのコネクタ接続によりハーネスが
削減でき、組付け作業時の配線作業を廃止することがで
きる。

【００２７】また、第１実施形態とは別の第２実施形態
として、図５に示す形態を取ることも可能である。つま
り、図２に示す如く、エンジン制御を機能分担させるよ
うな方法を用いずに、モジュール制御装置１０の機能を
含んでエンジン制御装置自体を吸気モジュール１内また
は吸気モジュール上に配置する構成も可能であり、この
ような構成をとればシリアル通信およびフェイルセーフ
信号に係わるハーネスを削減することができる。

【００２８】

【効果】これによれば、エンジンの吸気に係わる吸気部
材を樹脂により成形した樹脂成形品内にエンジン吸気系
の電気装置を制御する信号が伝達される電気配線を樹脂
形成により一体化したので、エンジン吸気系のハーネス
を低減することができる。これにより、組付作業性が良
くなり、複雑高度化するエンジン制御の作業負荷が低減
される。また、ハーネスの重量も減少し、軽量化、低コ
スト化に対応可能な信頼性の良い吸気装置となる。

【００２９】この場合、樹脂形成品に電気配線と電気的
に接続されるコネクタ部を備えれば、空中配線を行わな
くてもコネクタ接続により電気的接続ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態におけるエンジン吸気
装置の構成図である。

【図２】 本発明の第１実施形態におけるエンジン吸気
装置の吸気モジュールとエンジン制御装置との接続関係
を示した図である。

【図３】 本発明の第１実施形態におけるエンジン吸気
装置のモジュール制御装置の内部構成を示したブロック
図である。

【図４】 本発明の第１実施形態における吸気モジュー
ルと外部コネクタとの接続関係を示した模式図である。

【図５】 本発明の第２実施形態におけるエンジン吸気
装置の吸気モジュールとエンジン制御装置との接続関係
を示した図である。

【符号の説明】

１ 吸気モジュール １ａ コネクタ部 １ｂ 位置決め孔 １ｃ 取付孔 ２ 可変吸気バルブ ３ インテークマニホルド（樹脂成形品の吸気部材） ４ 電子スロットル（吸気系の電気装置） ６ 負圧センサ ７ ＥＧＲバルブ １０ モジュール制御装置 １３ ＰＣＶ １００ エンジン吸排気装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの吸気に係わる吸気部材を樹脂
   により成形した樹脂形成品を備えたエンジン吸気装置に
   おいて、 前記樹脂成形品内に前記エンジン吸気系の電気装置を制
   御する信号が伝達される電気配線を樹脂成形により一体
   化したことを特徴とするエンジン吸気装置。
2. 【請求項２】 前記樹脂成形品に前記電気配線と電気的
   に接続されるコネクタ部を備えたことを特徴とする請求
   項１に記載のエンジン吸気装置。