JP2007198131A - 多気筒内燃機関の蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、複数の気筒それぞれに接続された各吸気枝管にスロットル弁が設けられている多気筒内燃機関において、吸入空気および蒸発燃料を各気筒により均等に供給することを課題とする。
【解決手段】複数の気筒それぞれに接続された各吸気枝管におけるスロットル弁より下流側をバランスチューブで連通すると共に、分岐されたパージ通路を各吸気枝管におけるスロットル弁より下流側に接続する。そして、パージ通路の吸気枝管との接続部の径を、バランスチューブの吸気枝管との接続部の径よりも小さく形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の気筒それぞれに接続された各吸気枝管にスロットル弁が設けられている多気筒内燃機関において、燃料タンクで生じた蒸発燃料を処理する多気筒内燃機関の蒸発燃料処理装置に関する。

多気筒内燃機関では、吸気通路が分岐することで形成された複数の吸気枝管それぞれが各気筒に接続されている。また、このような多気筒内燃機関において、各吸気枝管にスロットル弁を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

複数のスロットル弁をこのような位置に設けた場合、気筒毎の吸入空気量にバラツキが生じる虞がある。そのため、このような構成とした場合、各吸気枝管におけるスロットル弁より下流側を連通するバランスチューブを設置する場合がある。これにより、吸入空気の流量が比較的多い吸気枝管から吸入空気の流量が比較的少ない吸気枝管にバランスチューブを介して吸入空気が移動することになる。そのため、気筒毎の吸入空気量のバラツキを抑制することが出来る。

また、内燃機関においては、燃料タンクで生じた蒸発燃料をパージ通路を介して吸気系にパージする技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平５−７９３５９号公報 特開平９−２８０１２５号公報

多気筒内燃機関において蒸発燃料をパージする場合、各気筒に蒸発燃料が略均等に供給されるようにする必要がある。しかしながら、多気筒内燃機関の各吸気枝管にスロットル弁を設けると共に、気筒毎の吸入空気量のバラツキを抑制するために各吸気枝管を連通するバランスチューブを設けた場合、該バランスチューブを介した吸入空気の移動に伴って蒸発燃料をも移動すると各気筒に供給される蒸発燃料にバラツキが生じる虞がある。

つまり、吸入空気の流量が比較的多い吸気枝管から吸入空気の流量が比較的少ない吸気枝管にバランスチューブを介して吸入空気が移動するのに伴って蒸発燃料が移動すると、吸入空気量が比較的少ない状態にあった気筒により多くの蒸発燃料が供給されることになる。

本発明は、上記したような問題に鑑みてなされたものであって、複数の気筒それぞれに接続された各吸気枝管にスロットル弁が設けられている多気筒内燃機関において、吸入空気および蒸発燃料を各気筒により均等に供給することが可能な技術を提供することを課題とする。

本発明では、複数の気筒それぞれに接続された各吸気枝管におけるスロットル弁より下流側をバランスチューブで連通すると共に、分岐されたパージ通路を各吸気枝管におけるスロットル弁より下流側に接続する。そして、パージ通路の吸気枝管との接続部の径を、バランスチューブの吸気枝管との接続部の径よりも小さく形成する。

より詳しくは、本発明に係る多気筒内燃機関の蒸発燃料処理装置は、
吸気通路が分岐することで形成され複数の気筒それぞれに接続された複数の吸気枝管と、
各吸気枝管に設けられたスロットル弁と、
各吸気枝管における前記スロットル弁より下流側を連通するバランスチューブと、
途中で分岐して前記複数の吸気枝管それぞれにおける前記スロットル弁より下流側に接続されたパージ通路を有し、燃料タンクで生じた蒸発燃料を前記複数の吸気枝管それぞれにパージするパージ装置と、を備え、
前記パージ通路の吸気枝管との接続部の径が、前記バランスチューブの吸気枝管との接続部の径よりも小さく形成されていることを特徴とする。

本発明では、バランスチューブとパージ通路とが別々に設けられており、別々に各吸気枝管に接続されている。そして、パージ通路の吸気枝管との接続部の径が、バランスチューブの吸気枝管との接続部の径よりも小さく形成されている。これにより、各吸気枝管を流れる吸入空気がパージ通路に流入し難くなり、該吸入空気がバランスチューブを介して各吸気枝管間を移動することになる。

吸入空気がバランスチューブを介して各吸気枝管間を移動することで各吸気枝管での吸入空気の流量が略均等となる。そして、吸入空気の流量が略均等となることで各吸気枝管の負圧が略均等となる。そのため、パージ通路から各吸気枝管に略均等に蒸発燃料が流入する。

以上のように、本発明によれば、吸入空気および蒸発燃料を各気筒により均等に供給することが出来る。

本発明においては、一端が吸気通路の分岐部よりも上流側に接続され他端がパージ通路の分岐部よりも上流側に接続された補助吸気通路を有し、該補助空気通路を流れる吸入空気量を制御することで多気筒内燃機関のアイドル回転数を制御するアイドル回転数制御装置をさらに備えても良い。

このような構成とした場合、蒸発燃料を含んだパージガスが補助吸気通路を通って流入した吸入空気と混合された状態で各吸気枝管に流入する。つまり、各吸気枝管に流入するガスの蒸発燃料濃度が低下する。これにより、各吸気枝管に流入する蒸発燃料量にバラツキが生じた場合であっても、各気筒内に流入するガスの空燃比のバラツキを抑制することが出来る。

また、上記構成においては、パージ通路と補助吸気通路とで形成される角度を、パージ通路における補助吸気通路との接続部の上流側と下流側とで形成される角度よりも小さくしても良い。

通常、燃料タンクからパージ通路に流入する蒸発燃料を含んだパージガスの流量よりも補助吸気通路からパージ通路に流入する吸入空気の流量の方が多い。上記によれば、補助吸気通路からパージ通路に流入する吸入空気よりも、パージ通路における補助吸気通路との接続部の上流側からその下流側に流入するパージガスの方が流れ易くなる。

従って、上記構成により、比較的流量が少ないパージガスと比較的流量が多い吸入空気とがより混合し易くなる。

また、パージ通路における補助吸気通路との接続部の単位長さ当たりの容積を、該パージ通路における該接続部よりも上流側および／または下流側の単位長さ当たりの容積よりも大きくしても良い。

これにより、パージ通路においてパージガスと吸入空気とがさらに混合し易くなる。

本発明によれば、複数の気筒それぞれに接続された各吸気枝管にスロットル弁が設けられている多気筒内燃機関において、吸入空気および蒸発燃料を各気筒により均等に供給することが出来る。

以下、本発明に係る多気筒内燃機関の蒸発燃料処理装置の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。

ここでは、本発明を車両駆動用の多気筒内燃機関に適用した場合を例に挙げて説明する。図１および２は、本実施例に係る多気筒内燃機関の吸気系の一部の概略構成を示す図である。

多気筒内燃機関１（以下、単に内燃機関１と称する）は４つの気筒２を有している。各気筒２には、吸気通路３が分岐することで形成された吸気枝管４が接続されている。各吸気枝管４にはスロットル弁５が設けられている。そして、各吸気枝管４におけるスロットル弁５より下流側はバランスチューブ６によって連通されている。

また、内燃機関１には、燃料タンク７にて生じた蒸発燃料を各吸気枝管４にパージするパージ装置８が併設されている。該パージ装置８は一端が燃料タンク７に接続されたパージ通路９を備えている。該パージ通路９の他端側は分岐して各吸気枝管４に接続されている。また、パージ通路９にはキャニスタ１０およびバキュームスイッチングバルブ１１が設けられている。バキュームスイッチングバルブ１１が開弁することで、キャニスタ１０に保持されていた蒸発燃料を含むパージガスが各吸気枝管４にパージされる。

また、内燃機関１には、該内燃機関１のアイドル回転数を制御するアイドル回転数制御装置１２（以下、ＩＳＣ装置１２と称する）が設けられている。該ＩＳＣ装置１２は、吸気通路３における４つの吸気枝管４に分岐する部分よりも上流側に一端が接続されると共にバランスチューブ６に他端が接続された補助吸気通路１３を備えている。また、補助吸気通路１３には該補助吸気通路１３を流れる吸入空気の流量を制御するＩＳＣバルブ１４が設けられている。本実施例では、ＩＳＣバルブ１４によって補助吸気通路１３を流れる吸入空気の流量が制御されることで内燃機関１のアイドル回転数が制御される。

以上のように、本実施例では、バランスチューブ６とパージ通路９とが別々に設けられており、別々に各吸気枝管４に接続されている。さらに、本実施例では、図１および２に示すように、パージ通路９の吸気枝管４との接続部の径Ｒｐが、バランスチューブ６の吸気枝管４との接続部の径Ｒｂよりも小さく形成されている。

このような構成によれば、各吸気枝管４を流れる吸入空気がバランスチューブ６に比べてパージ通路９に流入し難くなる。そのため、吸入空気がバランスチューブ６を介して各吸気枝管４間を移動することになる。そして、吸入空気がバランスチューブ６を介して各吸気枝管４間を移動することで各吸気枝管４での吸入空気の流量が略均等となる。

また、各吸気枝管４での吸入空気の流量が略均等となることで各吸気枝管４の負圧が略均等となる。その結果、パージ通路９から各吸気枝管４に流入するパージガスの流量が略均等となる。即ち、各吸気枝管４に流入する蒸発燃料が略均等な量となる。

従って、本実施例によれば、吸入空気および蒸発燃料を各気筒２により均等に供給することが出来る。これにより、各気筒２内において燃焼に供されるガスの空燃比をより好適に制御することが可能となる。

図３は、本実施例に係る多気筒内燃機関の吸気系の一部の概略構成を示す図である。

本実施例では、パージ通路９において各吸気枝管４に分岐する分岐部よりも上流側に補助吸気通路１３の他端が接続されている。また、パージ通路９における補助吸気通路１３との接続部９ａでは該パージ通路９は屈曲していない。即ち、パージ通路９における接続部９ａの上流側と下流側とで形成される角度θｐは１８０°となっている。そして、補助吸気通路１３はパージ通路９に対して直角に接続されている。即ち、パージ通路９と補助吸気通路１３とで形成される角度θｂは９０°となっている。また、パージ通路９における接続部９ａ近傍の径Ｒｚが、パージ通路９における該接続部９ａ近傍よりも上流側および下流側の径Ｒｙよりも大きくなっている。

上記以外の構成は実施例１と同様であるため、同様の構成には同様の参照番号を付しその説明を省略する。

本実施例によれば、蒸発燃料を含んだパージガスが、補助吸気通路１３を通ってパージ通路９に流入した吸入空気と混合された状態で各吸気枝管４に流入する。これにより、各吸気枝管４に流入するガスの蒸発燃料濃度が低下することになる。従って、各吸気枝管４に流入する蒸発燃料量にバラツキが生じた場合であっても、各気筒２内に流入するガスの空燃比のバラツキを抑制することが出来る。

また、通常、パージ通路９を流れるパージガスの流量よりも補助吸気通路１３からパージ通路９に流入する吸入空気の流量の方が多い。そこで、本実施例では、パージ通路９に対して補助吸気通路１３を上記のように接続することで、パージガスの流れに対して吸入空気が垂直に流入するようにする。

これにより、補助吸気通路１３からパージ通路９に流入する吸入空気よりも、パージ通路９における補助吸気通路１３との接続部９ａの上流側からその下流側に流入するパージガスの方が流れ易くなる。その結果、比較的流量が少ないパージガスと比較的流量が多い吸入空気とをより混合させることが出来る。即ち、吸気枝管４に流入するガスの空燃比をより均一にすることが出来る。

尚、本実施例においては、パージ通路９における補助吸気通路１３との接続部９ａの上流側と下流側とで形成される角度θｐを１８０°とし、パージ通路９と補助吸気通路１３とで形成される角度θｂを９０°としたが、角度θｂが角度θｐよりも小さくなるようにパージ通路９に対して補助吸気通路１３を接続させれば良い。

また、本実施例では、パージ通路９における補助吸気通路１３との接続部９ａ近傍の径Ｒｚを上記のように形成することで、パージ通路９における接続部９ａ近傍の単位長さ当たりの容積が、パージ通路９における該接続部９ａ近傍よりも上流側および下流側の単位長さ当たりの容積よりも大きくなっている。

これにより、接続部９ａにおいてパージガスと吸入空気とがさらに混合し易くなる。

本発明の実施例１に係る多気筒内燃機関の吸気系の一部の概略構成を示す第一の図。 本発明の実施例１に係る多気筒内燃機関の吸気系の一部の概略構成を示す第二の図。 本発明の実施例２に係る多気筒内燃機関の吸気系の一部の概略構成を示す図。

符号の説明

１・・・多気筒内燃機関
２・・・気筒
３・・・吸気通路
４・・・吸気枝管
５・・・スロットル弁
６・・・バランスチューブ
７・・・燃料タンク
８・・・パージ装置
９・・・パージ通路
９ａ・・接続部
１０・・キャニスタ
１１・・バキュームスイッチングバルブ
１２・・アイドル回転数制御装置（ＩＳＣ装置）
１３・・補助吸気通路
１４・・ＩＳＣバルブ

Claims (4)

1. 吸気通路が分岐することで形成され複数の気筒それぞれに接続された複数の吸気枝管と、
   各吸気枝管に設けられたスロットル弁と、
   各吸気枝管における前記スロットル弁より下流側を連通するバランスチューブと、
   途中で分岐して前記複数の吸気枝管それぞれにおける前記スロットル弁より下流側に接続されたパージ通路を有し、燃料タンクで生じた蒸発燃料を前記複数の吸気枝管それぞれにパージするパージ装置と、を備え、
   前記パージ通路の吸気枝管との接続部の径が、前記バランスチューブの吸気枝管との接続部の径よりも小さく形成されていることを特徴とする多気筒内燃機関の蒸発燃料処理装置。
2. 一端が前記吸気通路における分岐部よりも上流側に接続され他端が前記パージ通路における分岐部よりも上流側に接続された補助吸気通路を有し、該補助空気通路を流れる吸入空気量を制御することで前記多気筒内燃機関のアイドル回転数を制御するアイドル回転数制御装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の多気筒内燃機関の蒸発燃料処理装置。
3. 前記パージ通路と前記補助吸気通路とで形成される角度が、前記パージ通路における前記補助吸気通路との接続部の上流側と下流側とで形成される角度よりも小さいことを特徴とする請求項２記載の多気筒内燃機関の蒸発燃料処理装置。
4. 前記パージ通路における前記補助吸気通路との接続部の単位長さ当たりの容積が、該パージ通路における該接続部よりも上流側および／または下流側の単位長さ当たりの容積よりも大きいことを特徴とする請求項３記載の多気筒内燃機関の蒸発燃料処理装置。

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