JP6436179B2 - エンジン - Google Patents

Description

本発明は、車両のエンジンに関し、より詳しくはパージ制御弁の配設構造に関する。

一般に燃料タンクで発生する蒸発燃料はキャニスタに吸着され、エンジンの運転時にキャニスタからエンジンの吸気通路にパージ制御弁によってパージされている。

上記パージ制御弁の配設に関し、特許文献１には、スロットルボディの前方にインタークーラを設け、このインタークーラにパージ制御弁を設けることにより、パージ制御弁をスロットルボディに近づけることが記載されている。

特許文献２には、機械式過給機を備えた吸気通路にその過給機をバイパスするバイパス管を設けることが記載されている。

特開２００５−９０４２９号公報 特開２０１６−１３３１１４号公報

ところで、エンジンのシリンダヘッド上には、燃料供給用のコモンレールや、コモンレールと燃料噴射弁とを接続する燃料パイプ等の燃料系部品が配設されている。そのような燃料系部品の前方に他のエンジン部品を配設する場合、車両の前突時にそのエンジン部品が後方に押しやられても、或いは外れて飛んでも、そのエンジン部品が燃料系部品に当たってこれを損傷することがないようにしなければならない。燃料系部品の側方にエンジン部品を配設した場合においても同様に、車両の側突時にエンジン部品が燃料系部品を損傷することがないようにしなければならない。

ここに、エンジン部品としてのパージ制御弁は、その作動によって蒸発燃料を応答性良く吸気通路に供給するという観点に立つときは、吸気通路に近づけて配設することになる。その場合、パージ制御弁の配設位置がエンジンの上部近傍になる。この場合でも、上述の車両衝突時にパージ制御弁が燃料系部品を損傷することがないようにする必要がある。

すなわち、本発明は、パージ制御弁の配設に関し、パージ制御の応答性を高めながら、車両衝突時にパージ制御弁が燃料系部品を損傷することを防止する。

本発明は、上記課題を解決するために、スロットルバルブ下流の吸気通路を構成する吸気管を、車両衝突時のパージ制御弁による燃料系部品の損傷防止に利用した。

ここに開示するエンジンは、シリンダヘッド上に設けられた燃料系部品と、
キャニスタからスロットルバルブよりも下流側の吸気通路にパージする蒸発燃料の量を制御するパージ制御弁と、
上記スロットルバルブ下流側の吸気通路を構成する気筒列方向に延びる吸気管とを備え、
車両前面視又は車両側面視において、上記吸気管の手前側に上記パージ制御弁が配設され、該吸気管を挟んで上記パージ制御弁の反対側に上記燃料系部品が配設されており、
上記スロットルバルブ下流側の吸気通路を構成する吸気管として、過給機に接続された気筒列方向に延びる主吸気管と、上記過給機をバイパスするように当該主吸気管から分岐して気筒列方向に延びるバイパス吸気管とを備え、
上記バイパス吸気管が上記主吸気管の上側を気筒列方向に延び、
上記パージ制御弁が上記主吸気管内に上記蒸発燃料をパージするように設けられていることを特徴とする。

パージ制御弁がスロットルバルブ下流側の吸気通路を構成する吸気管の手前側に配設されているということは、パージ制御弁が上下方向において当該吸気管に近づけられているということである。従って、パージ制御弁の作動によって蒸発燃料を応答性良く吸気通路に供給する上で有利になる。

車両前面視又は車両側面視において、上記吸気管の手前側にパージ制御弁があり、この吸気管を挟んでパージ制御弁の反対側に燃料系部品があるということは、車両の衝突方向において、吸気管を挟んでパージ制御弁と燃料系部品とが相対する位置関係にあるということである。換言すれば、吸気管がパージ制御弁と燃料系部品との間にはだかっているということである。従って、車両衝突に伴ってパージ制御弁の取付が外れても、当該吸気管が妨げとなってパージ制御弁が燃料系部品に衝突することが防がれる。或いは、パージ制御弁が車両衝突に伴って燃料系部品の方に押しやられても当該吸気管がクッションとなって燃料系部品の損傷が防止される。

また、主吸気管の上側にバイパス吸気管が設けられていることにより、車両衝突時にパージ制御弁が燃料系部品を損傷することがバイパス吸気管によってより確実に防止される。

好ましい実施形態では、上記主吸気管の上記過給機よりも上流側部位に上記パージ制御弁に係る蒸発燃料取入口が開口していて、
上記バイパス吸気管は、上記主吸気管の上記蒸発燃料取入口よりも上流側から分岐して上記過給機よりも下流側の上記主吸気管に接続されている。

これにより、過給機による吸気の吸込み力を蒸発燃料のパージに利用することができるから、スロットルバルブが全開になったときでも、所期のパージ効率を確保することが容易になる。

好ましい実施形態では、上記蒸発燃料取入口は上記スロットルバルブ下流側の吸気通路を構成する吸気管の上部に開口している。これにより、当該吸気通路に異物が混入しても、その異物がパージ制御弁に入りにくくなり、パージ制御弁の目詰まり防止に有利になる。

好ましい実施形態では、上記パージ制御弁は、弁本体から突出する流出用接続管を備え、該流出用接続管が上記スロットルバルブ下流側の吸気通路を構成する吸気管に直付けされている。これにより、パージ制御弁と吸気管とを接続するホースが不要になるとともに、パージ制御弁の作動によって蒸発燃料を応答性良く吸気通路に供給することができる。

本発明によれば、シリンダヘッド上に設けられた燃料系部品と、パージ制御弁と、スロットルバルブ下流側の吸気通路を構成する気筒列方向に延びる吸気管とを備え、車両前面視又は車両側面視において、吸気管の手前側にパージ制御弁が配設され、該吸気管を挟んでパージ制御弁の反対側に燃料系部品が配設されており、上記吸気管として、過給機に接続された気筒列方向に延びる主吸気管と、過給機をバイパスするように主吸気管から分岐して気筒列方向に延びるバイパス吸気管とを備え、バイパス吸気管が主吸気管の上側を気筒列方向に延び、パージ制御弁が主吸気管内に蒸発燃料をパージするように設けられているから、パージ制御の応答性を高めながら、車両衝突時にパージ制御弁が燃料系部品を損傷することをバイパス吸気管によって防止することができる。

エンジンの全体構成図。 エンジンにおける吸気管、燃料系部品及びパージ制御弁の配設構造を示す斜視図。 エンジンの吸気系部品の斜視図。 パージ制御弁の取付構造を示す一部断面にした斜視図。 パージ制御弁の取付構造を示す斜視図。 エンジンの上部を一部断面で示す側面図。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１において、１は車両のガソリンエンジンであり、そのシリンダブロック２の内部に複数の気筒３が形成されている。図１では１つの気筒３のみを示すが、エンジン１は多気筒エンジンである。 各気筒３にはピストン４が摺動自在に内挿されている。ピストン４は、コネクティングロッド５によってクランクシャフト６に連結されている。ピストン４は、気筒３及びシリンダヘッド７と共に燃焼室８を区画する。シリンダヘッド７には気筒３毎に直噴式燃料噴射弁１１及び点火プラグ１２が取り付けられている。

エンジン１の吸気通路１５には、エアクリーナー１６、スロットルバルブ１７、過給機１８、インタークーラー１９及びサージタンク２１が上流側から下流側に向かって順に配設されている。吸気通路１５のサージタンク２１より下流側は吸気マニホールドによって構成されていて、気筒３毎に分岐した独立通路の下流端が、各気筒３の吸気ポート２２に接続されている。

過給機１８は、当該例においては、エンジン１によって駆動される機械式過給機（スーパーチャージャー）である。機械式過給機の形式は、限定するけではないが、例えばルーツ式とすることができ、或いはリショルム式や遠心式であってもよい。

エンジン１の排気通路２５には、１つ以上の触媒コンバーター２６を有する排気ガス浄化システムが設けられている。触媒コンバーター２６は、三元触媒を含んで構成されている。尚、排気ガス浄化システムは、三元触媒のみを含むものに限らない。排気通路２５の上流端部は排気マニホールドによって構成され、気筒３毎に分岐する独立通路の上流端が、各気筒３の排気ポート２７に接続されている。

吸気通路１５と排気通路２５とは、外部ＥＧＲシステムを構成するＥＧＲ通路３１によって接続されている。ＥＧＲ通路３１は、既燃ガスの一部を排気通路２５から吸気通路１５に還流させる。ＥＧＲ通路５２の上流端は、排気通路２５における触媒コンバーター２６よりも下流側に接続されている。ＥＧＲ通路３１の下流端は、吸気通路１５における過給機１８よりも上流側に接続されている。ＥＧＲ通路３１には、既燃ガスを冷却する水冷式のＥＧＲクーラー３２と、既燃ガスの還流量を調整するＥＧＲ弁３３が配設されている。

燃料噴射弁１１には、燃料供給システム３５が接続されている。燃料供給システム３５は、燃料噴射弁１１と燃料タンク３６を結ぶ燃料供給路３７とを備えている。燃料供給路３７には、燃料ポンプ３８とコモンレール（フューエルレール）３９が設けられている。燃料ポンプ３８は、この構成例においては、クランクシャフト６によって駆動されるプランジャー式である。コモンレール３９は、燃料ポンプ３８から圧送された燃料を、高い燃料圧力で蓄える。

吸気通路１５には、過給機１８及びインタークーラー１９をバイパスするバイパス通路４１が接続されている。すなわち、バイパス通路４１の上流端は、スロットルバルブ１７と過給機１８の間の吸気通路１５に接続され、バイパス通路４１の下流端はサージタンク２１に接続されている。バイパス通路４１には、その通路開度を調整するバイパス弁４２が設けられている。

燃料タンク３６には、燃料タンク３６内で発生した蒸発燃料（エバポガス）を吸気通路１５に放出するためのパージ通路４３の一端が接続されている。このパージ通路４３の他端は、吸気通路１５における過給機１８よりも上流側であって、バイパス通路４１の上流端よりも下流側に接続されている。パージ通路４３には、蒸発燃料を吸着して貯蔵するキャニスタ４４と、キャニスタ４４に吸着された蒸発燃料の吸気通路１５への供給量を制御するパージ制御弁４５が設けられている。キャニスタ４４には、外気を導入する外気導入通路４６が接続されている。この大気開放通路４６には、キャニスタ４４への外気の導入量を制御する外気導入弁４７が設けられている。

＜吸気管、燃料系部品及びパージ制御弁等の配設構造＞
図２示すように、エンジン１は、前方吸気後方排気エンジンであって、車両前後方向の前側にスロットルバルブ１７より下流側の吸気通路１５を構成する主吸気管５１及びバイパス吸気管５２が配設されている。主吸気管５１にパージ制御弁４５が接続されている。シリンダヘッド７の上には、コモンレール３９が配設され、コモンレール３９から分岐した各燃料供給管５３が図１に示す各気筒の燃料噴射弁１１に接続されている。

図３に示すように、主吸気管５１は、エンジン１の側部を気筒列方向の一端側から中央側に向かって気筒列方向に延び、その下流端が気筒列方向の中央部に配設された過給機１８に接続されている。バイパス吸気管５２は、バイパス通路４１を構成すべく、過給機１８をバイパスするように、気筒列方向の一端側において主吸気管５１から分岐して主吸気管５１及び過給機１８の上側を気筒列方向の中央側に向かって気筒列方向に延びている。バイパス吸気管５２の下流部は二股に分岐して吸気マニホールド５０に接続されている。

主吸気管５１におけるバイパス吸気管５２の分岐部よりも下流側にパージ制御弁４５を接続する接続口５４ａを有する接続部５４が設けられている。

図４に示すように、接続部５４は主吸気管５１の上端部の側部に設けられている。この接続部５４の接続口の奥部において主吸気管５１に蒸発燃料取入口５５が開口している。パージ制御弁４５は、弁本体５６から突出する蒸発燃料流出用の接続管５７を備えている。この流出用接続管５７が主吸気管５１の接続部５４の接続口５４ａに差し込まれている。すなわち、パージ制御弁４５は、主吸気管５１に対して、パージ用のホースを介さずに直付けされている。図４からわかるように、バイパス吸気管５２は、主吸気管５１におけるパージ制御弁４５の接続部５４よりも上流側から、すなわち、上記蒸発燃料取入口５５よりも上流側から分岐している。なお、図４において、パージ制御弁４５の弁本体については内部機構は省略してハッチングを入れている。

図５に示すように、パージ制御弁４５及びレゾネータ（消音器）５８を支持するブラケット５９がシリンダヘッド７に固定されている。レゾネータ５８はパージ制御弁４５の作動騒音を低減するためのものである。パージ制御弁４５とレゾネータ５８を接続するパイプから蒸発燃料流入用のホース接続管６１が分岐している。このホース接続管６１にキャニスタ４４から延びる蒸発燃料用ホースが接続される。

上記構成により、図２からわかるように、車両前面視において、パージ制御弁４５は吸気管５１，５２の手前側にあり、吸気管５１，５２を挟んでパージ制御弁４５の反対側に燃料系部品３９，５３が配設されている。

図６に示すように、エンジン１を側面視したとき、パージ制御弁４５と燃料系部品３９，５３を直線的に結ぶ線Ｌ上に吸気管５１，５２が配設されている。換言すれば、車両前突時の当該衝突方向において、吸気管５１，５２を挟んでパージ制御弁４５と燃料系部品３９，５３が相対する位置関係にあり、吸気管５１，５２がパージ制御弁４５と燃料系部品３９，５３との間にはだかっている。また、上記側面視において、バイパス吸気管５２は、主吸気管５１の上側にあって、上記線Ｌから上方に突き出た形でパージ制御弁４５と燃料系部品３９，５３との間にはだかっている。なお、図６において、シリンダブロック２及びシリンダヘッド７については内部機構は省略してハッチングを入れている。

＜蒸発燃料の吸気通路へのパージについて＞
上述の如く、パージ制御弁４５は蒸発燃料用ホースを介さずに主吸気管５１に直結されているから、パージ制御弁４５の作動によって蒸発燃料が応答性良く吸気通路１５に供給されることになる。

ここに、上記実施形態では、パージ制御弁４５を主吸気管５１に直結したが、本発明は、蒸発燃料用ホースを介してパージ制御弁４５を主吸気管５１に接続することを排除するものではない。両者を蒸発燃料用ホースで接続するケースでも、パージ制御弁４５を主吸気管５１の手前側に設けるようにするときは、その蒸発燃料用ホースを短くすることができるから、パージの応答性は高くなる。

また、主吸気管５１の過給機１８よりも上流側部位に蒸発燃料取入口５５が開口し、バイパス吸気管５２は主吸気管５１の蒸発燃料取入口５５よりも上流側から分岐しているから、過給機１８の作動時には、過給機１８による吸気の吸込み力を蒸発燃料のパージに利用することができる。よって、スロットルバルブ１７が全開になったときでも、所期のパージ効率を確保することができる。

＜車両前突時における燃料系部品のパージ制御弁からの保護＞
車両前突時に、パージ制御弁４５にブラケット５９から外れて後方へ飛ばされるような力が加わっても、燃料系部品３９，５３の前側に吸気管５１，５２がはだかっているため、パージ制御弁４５が燃料系部品３９，５３に衝突し、燃料系部品３９，５３を損傷する事態が避けられる。特に、バイパス吸気管５２がパージ制御弁４５からみて上方に突き出た状態に設けられているため、衝突時にパージ制御弁５２が斜め上方にはね飛ばされても、バイパス吸気管５２に当たることになり、燃料系部品３９，５３への衝突が避けられる。

また、パージ制御弁４５が車両衝突に伴って燃料系部品３９，５３の方に押しやられても、吸気管５１，５２が変形することで衝撃が吸収されて、つまり、吸気管５１，５２がクッションとなって、燃料系部品３９，５３が損傷することが防止される。

＜別の実施形態＞
上記実施形態は前方吸気後方排気の横置きエンジンに関するが、気筒列方向を車両前後方向とする縦置きエンジンにおいても、車両側突時の燃料系部品の保護の観点から、吸気管、燃料系部品及びパージ制御弁を上記実施形態と同様の配設構造とすることができる。すなわち、車両側面視において、吸気管の手前側にパージ制御弁が配設され、該吸気管を挟んでパージ制御弁の反対側に燃料系部品が配設され、吸気管がパージ制御弁と燃料系部品との間にはだかっている構造である。

このような配設構造の採用により、パージ制御弁が設置されている側からの車両側突時に、パージ制御弁が外れても、吸気管が妨げとなってパージ制御弁が燃料系部品に衝突することが防がれる。或いは、パージ制御弁が車両衝突に伴って燃料系部品の方に押しやられても当該吸気管がクッションとなって燃料系部品の損傷が防止される。

１ エンジン
７ シリンダヘッド
１７ スロットルバルブ
１８ 過給機
３９ コモンレール（フューエルレール）
４４ キャニスタ
４５ パージ制御弁
５１ 主吸気管
５２ バイパス吸気管
５３ 燃料供給管
５５ 蒸発燃料取入口
５６ 弁本体
５７ 蒸発燃料流出用の接続管

Claims (4)

1. シリンダヘッド上に設けられた燃料系部品と、
   キャニスタからスロットルバルブよりも下流側の吸気通路にパージする蒸発燃料の量を制御するパージ制御弁と、
   上記スロットルバルブ下流側の吸気通路を構成する気筒列方向に延びる吸気管とを備え、
   車両前面視又は車両側面視において、上記吸気管の手前側に上記パージ制御弁が配設され、該吸気管を挟んで上記パージ制御弁の反対側に上記燃料系部品が配設されており、
   上記スロットルバルブ下流側の吸気通路を構成する吸気管として、過給機に接続された気筒列方向に延びる主吸気管と、上記過給機をバイパスするように当該主吸気管から分岐して気筒列方向に延びるバイパス吸気管とを備え、
   上記バイパス吸気管が上記主吸気管の上側を気筒列方向に延び、
   上記パージ制御弁が上記主吸気管内に上記蒸発燃料をパージするように設けられていることを特徴とするエンジン。
2. 請求項１において、
   上記主吸気管の上記過給機よりも上流側部位に上記パージ制御弁に係る蒸発燃料取入口が開口していて、
   上記バイパス吸気管は、上記主吸気管の上記蒸発燃料取入口よりも上流側から分岐して上記過給機よりも下流側の上記主吸気管に接続されていることを特徴とするエンジン。
3. 請求項１又は請求項２において、
   上記蒸発燃料取入口は上記スロットルバルブ下流側の吸気通路を構成する吸気管の上部に開口していることを特徴とするエンジン。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
   上記パージ制御弁は、弁本体から突出する流出用接続管を備え、該流出用接続管が上記スロットルバルブ下流側の吸気通路を構成する吸気管に直付けされていることを特徴とするエンジン。

Images