JP6498726B2 - 内燃機関のセンサ配置構造 - Google Patents
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Description
本発明は、圧力を正確に検出できる内燃機関のセンサ配置構造を提供することを目的とする。
以下、説明の為、シリンダブロック2の複数の気筒が直線状に配列されている方向を気筒配列方向A(図2参照)とする。
このシリンダブロック2からは、出力軸1aが突設されている。ここで、出力軸1aの軸方向は、気筒配列方向Aと一致している。出力軸1aは、エンジン本体1に隣接配置される変速ユニットまたはハイブリッドユニット9に連結されている。変速ユニットまたはハイブリッドユニット9は、図示しない駆動軸を介して走行車輪に回転駆動力を伝達する。
なお、この実施形態のエンジン本体1は、気筒配列方向Aが出力軸1aの方向と同じであるとともに、車載状態で気筒配列方向Aが車幅方向となる。このため、気筒配列方向Aは、車両前後方向と直交している。
気筒配列方向Aは、特に限定されず、直列四気筒、あるいは直列六気筒のように、気筒配列方向Aが車両前後方向に沿って設けられているものも含む。また、気筒の軸方向が傾いているものであってもよい。
吸気系統6は、エンジン本体1の上面側に設けられるエアクリーナ12と、吸気口13aを有するインテーク開口部材13と、インテーク開口部材13によって吸気されてエアクリーナ12を通過した空気を、樹脂製インテークマニホールド5に導く吸気通路14と、吸気通路14の途中に設けられる過給機17(図4参照)と、熱交換器としてのインタクーラ106(図2参照)とを主に備えている。
このうち、第1吸気通路14aは、インテーク開口部材13の吸気口13aから吸気した空気をエアクリーナ12に導く。第2吸気通路14bは、エアクリーナ12からの空気を過給機17、インタクーラ106、スロットルバルブ20とを介して、エンジン本体1の樹脂製インテークマニホールド5まで導くように構成されている。
このうち、低圧吸気通路15aは、一端をエアクリーナ12に接続する第1接続部材101と、第1接続部材101の他端に接続される上側配管102と、第2接続部材103とを有している。
また、上側配管102は、第1接続部材101および第2接続部材103とほぼ同じ管径を有している。
この上側配管102の上面側には、後述するエアバイパスバルブ200が設けられている。
さらに、第2接続部材103は、上側配管102に一端が接続されるとともに、他端が過給機17のコンプレッサ入口側開口17aに接続されている。
これにより、エアクリーナ12は、第1接続部材101,上側配管102,第2接続部材103を介して、過給機17に連通している。
また、この実施形態の高圧吸気通路15bは、図1に示すように、エンジン本体1の左側面1dに位置して、かつ、低圧吸気通路15aの下方に、低圧吸気通路15aとほぼ平行となるように車両前後方向Cに沿って配設されている。
この実施例では、さらに低圧吸気通路15aおよび高圧吸気通路15bは、エンジン本体1の左側面1dに隣接配置される変速機またはハイブリッドユニット9の上方に位置している。
このうち、第3接続部材105は、屈曲形成されていて、一端を過給機17のコンプレッサ出口側開口17bに接続している。また、第3接続部材105は、他端をインタクーラ106に接続している。
第4接続部材107の下流側端部は、スロットルバルブ20に接続されている。
この実施形態では、インタクーラ106の出口部に位置する第4接続部材107の上下方向Vの位置がエンジン本体1に設けられるスロットルバルブ20の上下方向Vの位置と同じ高さ位置となるように設定されている。
低圧吸気通路15aの長手方向で、第1接続部材101の近傍には、上面部と一体となるようにチャンバ108が膨出形成されている。
また、高圧吸気通路15bには、バイパス配管109が設けられている。すなわち、第4接続部材107の上面部107aには、分岐管107bが突設されている。この分岐管107bには、バイパス配管109の一端109aが接続されている。そして、チャンバ108には、バイパス配管109の他端109bが接続されている。
このため、第4接続部材107の内部空間は、チャンバ108の内部空間と連通している。なお、この実施形態では、バイパス配管109が高圧吸気通路15bと上面視にて重なるように配索されている。
すなわち、エアバイパスバルブ200は、開放によりエアバイパスバルブ200から低圧吸気通路15a内に高圧側の吸気を還流する。
したがって、スロットルバルブ20が急に閉じられた際にエアバイパスバルブを開放することで、高圧吸気は、インタクーラ106方向へ逆流することなく、バイパス配管109およびチャンバ108を通じて、低圧吸気通路15aに逃がされて還流する。
このため、過給機17に逆流することがないため、過給機17のサージ現象が発生せず、過給機17およびインタクーラ106の負担を軽減し保護することができ、サージ音の発生も抑制することができる。
より詳しくは、図4に示すように、エンジンルーム11の上面視にて左側方の略全域で、低圧吸気通路15aと高圧吸気通路15bとが吸気側の側面1bから排気側の側面1eに至るまで、左側面1dを中心に略コ字状にほぼ全域で重なるように延在されている。
このように構成された実施形態の車両10では、図1〜図3に示すように低圧吸気通路15aおよび高圧吸気通路15bは、エンジンルーム11の上面視にて、夫々の少なくとも一部を重ねるようにして延在されている。
このため、エンジン本体1の左側面1dで、低圧吸気通路15aおよび高圧吸気通路15bは、前,後または左,右方向にコンパクトにレイアウトされる。
このため、インタクーラ106の冷媒用に設けられる配管の設定が容易で、他の箇所にインタクーラ106が設けられる場合と比して、さらにコンパクトなレイアウトとすることができる。
特に、液冷または水冷のインタクーラ106は、空冷の熱交換器と比べて小型化し易い。例えばエンジン本体1の前方でラジエータの近傍に設けられているものと比して、インタクーラ106は、水廻りの配管が行いやすくなる。
また、高圧吸気通路15bは、エアバイパスバルブ200に連通して接続されるバイパス配管109と上面視にて重なるように配索されている。
そして、図1に示すように高圧吸気通路15bの第4接続部材107は、バイパス配管109を介して、上方のチャンバ108に短い配管距離で接続される。したがって、さらにコンパクトなレイアウトとすることができる。
このように、低圧吸気通路15aと高圧吸気通路15bとは、左側面1dのみならず、吸気側の側面1bおよび排気側の側面1eにおいても、上下に重なり、エンジン本体1の外側方への突出量を減少させることが出来る。
したがって、さらに一層、吸気系統6の配管をコンパクトなレイアウトとすることができる。
このため、図3に示すように、インタクーラ106の下方のスペースを用いて、変速機またはハイブリッドユニット9を搭載することが可能となり、より一層、エンジンルーム11内におけるコンパクトなレイアウトを実現できる。
この実施形態の吸気系統6には、エアバイパスバルブ200が備えられている。エアバイパスバルブ200は、高圧吸気通路15b内の高圧空気が所定の圧力まで上昇すると、低圧吸気通路15a内に空気を逃がすように構成されている。
この実施形態のエアバイパスバルブ200は、低圧吸気通路15aのエンジン本体1に対向する部位に装着されている。
そして、ジョイント部108aには、バイパス配管109の端部が接続されている。このため、チャンバ108の内部空間は、高圧吸気通路15bの内部空間と連通している。
空気導入孔202は、出口側開口201を中心とする周方向に延設されて、上縁側が開放された半円(約180度)でかつ、長孔状を呈する。
そして、空気導入孔202は、チャンバ108とバイパス配管109との接続部であるジョイント部108aにおけるバイパス配管109の軸線Hと直交しかつ出口側開口201の中心を通る仮想線Vを境界として、接続部側となる一方の領域Aの面積よりも、接続部と反対側となる他方の領域Bの面積の方が大きな面積を有している。
すなわち、空気導入孔202は、仮想線Vを境として、他方の開口の領域Bの面積が増大するように、接続方向Fへ出口側開口201を回転中心として角度α回転して、オフセットされている。
具体的には、空気導入孔202は、チャンバ108から渦流として導入される空気流れ方向(図中左回り方向)に、開口範囲が角度α、オフセットされている。回転の中心は、出口側開口201の中心位置と一致している。
また、チャンバ108のエンジン本体1側には、高圧吸気通路15b側の圧力を導出する接続ジョイント221が設けられている(図5参照)。
そして、接続ジョイント221は、低圧吸気通路15aに設けられたジョイント16gに対して隣接配置されている。
また、エアバイパスバルブ200が装着されている接続プレート部材210からは、チャンバ108内の圧力を導出する高圧配管242が延出されている。
高圧配管242の先端は、高圧側ジョイント241の一端側に接続されている。高圧側ジョイント241の他端側に位置するノズル先端には、噴出口241aが形成されている(図9参照)。
そして、過給機17の可動中、ベーパ導入管243から導入された燃料ベーパを、ジェットノズル245の噴出口241aから噴出された加圧空気によって圧力を発生させることで低圧吸気通路15a内に還流するように構成されている。
この実施形態のソレノイド230は、エアバイパスバルブ200の近傍で、かつ車両前後方向では、エアバイパスバルブ200と重複するとともに、車両上下方向では、下方の異なる位置(図8参照)に配設されている。
そして、ソレノイド230は、は、高圧導出配管250aを介して、接続ジョイント221と接続されている。また、ソレノイド230は、低圧導出配管250bを介して、ジョイント16gに夫々接続されている。また、ソレノイド230は、配管250cを介して、エアバイパスバルブ200に接続されている。
一方、図示省略のECUでは、スロットルバルブ20の上下流に設けられる圧力センサ301(T−MAPセンサ)等の検出値およびスロットルバルブ20の開度等の情報から、エアバイパスバルブ200の開閉の判断が行われる。
ソレノイド230は、ECUの判断に基づいて、エアバイパスバルブ200を開(負圧を送る)とするか、あるいはエアバイパスバルブ200を閉(正圧を送る)とする。
また、この実施形態では、図4に示すように低圧吸気通路15aのエンジン本体1側に装着されたエアバイパスバルブ200の外側に接続されるチャンバ108およびバイパス配管109は、低圧吸気通路15aと車幅方向で重複する。このため、チャンバ108およびバイパス配管109は、エアバイパスバルブ200の外側方への飛び出し量を減少させることができる。
したがって、レイアウトをコンパクトなものとして、空間効率の良好なバルブ配置構造が提供される。
すなわち、エアバイパスバルブ200は、低圧吸気通路15aの側面部とエンジン本体1の左側面1dとの間に配置されている。このため、エアバイパスバルブ200の全部とチャンバ108の一部が低圧吸気通路15aの中心に位置する仮想線Lから外側方へ飛び出すことがない。したがって、さらに空間効率の良好なバルブ配置構造が提供される。
そして、図5に示すようにチャンバ108に接続される高圧導出配管250aは、低圧吸気通路15aに接続される低圧導出配管250bと隣接配置されている。
このため、高圧側吸気と低圧側吸気とを必要とするソレノイド230等の各種センサに対して、高圧導出配管250a,低圧導出配管250bを最短距離で配策して、シンプルかつコンパクトにレイアウトすることができる。
そして、空気導入孔202は、出口側開口201を中心とする周方向に延設されて、上縁側が開放された半円(約180度)でかつ、長孔状を呈する。
このため、チャンバ108を介して導入される空気は、長孔状の空気導入孔202によって、旋回流を発生させながら、少ない通気抵抗で低圧吸気通路105aに還流される。
したがって、円滑な空気流れによって、エアバイパスバルブ200をリリーフする際のタイムロスを減少させることができる。
すなわち、ソレノイド230は、上側配管102のエンジン本体1に対向する側面でエアバイパスバルブ200の近傍に設けられたジョイント16gと、接続ジョイント221の夫々と低圧導出配管250bおよび高圧導出配管250aを介して接続されている。
このため、高圧吸気をする高圧導出配管250aおよび低圧吸気をする低圧導出配管250bを短い距離にて、ソレノイド230に接続できる。
したがって、ソレノイド230からエアバイパスバルブ200への配管をシンプルかつコンパクトにレイアウトすることができる。よって、たとえばソレノイド230によって制御されるエアバイパスバルブ200の応答性を向上させることができる。
過給機17による過給が行われていない状態では、第1チェックバルブ251が開いているとともに、第2チェックバルブ252は閉じている。
図示省略のキャニスタから吸引されたベーパは、パージコントロールバルブ253を通過して第1チェックバルブ251からスロットルバルブ20に送られる。ベーパは、スロットルバルブ20にて空気と混合されて、エンジン本体1内で燃焼される。
過給機17による過給中、第1チェックバルブ251は、高圧吸気による逆流を防止するため、閉じているとともに、第2チェックバルブ252は、開いている。ベーパは、パージコントロールバルブ253、第2チェックバルブ252を通過してジェットパージ装置240により吸引される。
このように、過給機17による過給中であっても、パージを継続して行うことができる。
この実施形態では、エンジン本体1の吸気系統6の配管に接続されるスロットルバルブ20と、スロットルバルブ20よりも吸気系統6の配管の上流側に設けられる圧力センサ301と、インタクーラ106とを備えている。
そして、吸気系統6の配管は、一つもしくは複数の屈曲もしくは湾曲する曲がり部を有する吸気ダクトにより構成されている。そして、このうち、エンジンルーム11の上面視で、吸気ダクトの最下流には、曲がり部における外側曲部近傍に第4接続部材107に圧力センサ301が設けられる。
第4接続部材107は、図10に示すように、インタクーラ106の出口部に接続される角筒部307と、スロットルバルブ20に接続される円筒部308とを有している。
これらの角筒部307と、円筒部308とは、それぞれ中空状で内部に、吸気通路を有している。
そして、インタクーラ106と、スロットルバルブ20との配置に倣って、角筒部307と円筒部308とは、軸方向が90度にて直交した状態で一体に形成されている。
この角筒部307の車両前側に位置する突出部309には、圧力センサ301を装着する装着部310が設けられている。
そして、この中心点の基準よりも外側曲部側で頂点331a側に近接して圧力センサ301が装着されている。
すなわち、言い換えれば、スロットルバルブ20の管長方向中心軸に沿って、吸気方向下流側に検知部302を投影したときに、スロットルバルブ20の内部空間と重なることがない位置であり、図12に示すように吸気ダクト下流端部に設けられた曲がり部330であって、円筒部308の外壁線333よりも外側に外れた位置に検知部302が設けられている。
この実施形態では、検知部302が凹所空間320内に収納されて設けられている。このため、検知部302は、インタクーラ106の出口部から送られてくる吸気の本流を受けないように、外れた位置で正確に吸気ダクト内の空気圧力を検出することができる。
このように構成された実施形態の車両10では、突出部309内に凹設された凹所空間320によって、吸気系統6の配管内を流れる空気の主流に向けた圧力センサ301の配管内側面からの突設量を少なくすることができる。
例えば、図11に示すように,スロットルバルブ20の内側面位置や、図12に示すように、外壁線333および曲がり部330における外側曲部331よりも管内方向へ検知部302が突出していない。
このように、吸気の主流を避けて圧力センサ301が配設されているため、スロットルバルブ20が急に閉じられた場合等、吸気が吸気系統6の配管内を逆流しても、圧力センサ301は、逆流による圧力の変動の影響を受けにくい。
また、凹所空間320内に収納されていながら検知部302は、図12に示すように、インタクーラ106の出口部から送られてくる吸気の本流を正面から受けることなく、正確に吸気ダクト内の空気圧力を検出することができる。
このため、効果的に正確な圧力を検知することができる。
このように、凹所空間320内の検知部302は、吸気の本流を避けて、かつ、逆流した空気が直接、当たらない角度にて装着されている。このため、急激なスロットルバルブ20の閉弁による空気の逆流の影響を少なくしつつ、必要とされる吸気ダクト内の空気圧力を正確に検出することができる。
そして、この中心点の基準よりも外側曲部側で頂点331a側に近接して圧力センサ301が装着されている。この実施形態では、図12に示すように、検知部302が外壁線333よりも外側に設けられている。このため、吸気が吸気系統6の配管内を逆流しても、逆流した空気の主流が流速の弱い領域に設けられた圧力センサ301に直接、当接することがない。したがって、検知部302は、曲がり部330を逆流する空気の影響を受けにくく、更に正確な圧力の検出を行うことが出来る。
しかも、この実施形態のように、曲がり部330の外側曲部の曲率が一定の場合には、曲率がかかる始点と終点との中心点を基準としている。
このため、更に検知部302は、曲がり部330のうち、逆流する空気の影響を受けにくい基準から離れた箇所に凹所空間320を設定して圧力センサ301を装着することにより、更に正確な圧力の検出を行うことが出来る。
このため、吸気が吸気系統6の配管内を逆流しても、主流が圧力センサ301を避けて直接、当接することがない。したがって、検知部302は、吸気系統6の配管内を逆流する空気の影響を受けにくく、正確な圧力の測定をおこなうことができる。
しかしながら、特にこれに限らず、例えば、低圧吸気通路15aと高圧吸気通路15bとをエンジン本体1の右側面や、前後側面に配置してもよい。また、あるいは、低圧吸気通路15aと高圧吸気通路15bとを隣接する複数の側面に跨るように配置してもよい。
すなわち、低圧吸気通路15aと高圧吸気通路15bとが配置される側面がエンジン本体1のどの側面であってもよい。
しかしながら、特にこれに限らず、例えば、エアバイパスバルブ200を低圧吸気通路15aの下側に設ける等、エアバイパスバルブ200が低圧吸気通路15aのエンジン本体1側の側面16cに装着されていればよく、エアバイパスバルブ200の位置、形状、数量および材質が特に限定されるものではない。
しかしながら、特にこれに限らず、空気導入孔202は、開口範囲もα=0〜180度の範囲で、空気流れ方向(図中左回り方向)にオフセットされていたり、空気導入孔202は、出口側開口201の中心を通り、かつチャンバ108に接続されるバイパス配管109の軸方向Hと直交する仮想線Vよりも、バイパス配管109が低圧吸気通路15aに接続する方向Fに、開口範囲が大きくなっているものでもよい。すなわち、空気導入孔202は、チャンバ108とバイパス配管109との接続部であるジョイント部108aにおけるバイパス配管109の軸線Hと直交しかつ出口側開口201の中心を通る仮想線Vを境界として、接続部側となる一方の領域Aの面積よりも、接続部と反対側となる他方の領域Bの面積の方が大きな面積を有しているものであれば、形状、数量および大きさは、特に限定されるものではない。
すなわち、曲がり部でなく直管ストレート部に圧力センサ301が設けられていても、凹所内に位置すればよく、圧力センサ301の検知部302を設ける凹所空間320の形状および大きさは、特に限定されるものではない。
6 吸気系統
10 車両
11 エンジンルーム
20 スロットルバルブ
106 インタクーラ
107 第4接続部材
107b 外側曲線
107c 管軸中心線
301 圧力センサ
302 検知部
307 角筒部
308 円筒部
309 突出部
310 装着部
320 凹所空間
330 曲がり部
331 外側曲線
Claims (5)
- インタクーラとスロットルとが一つもしくは複数の屈曲もしくは湾曲する曲がり部を有する吸気ダクトで接続されていて、
前記吸気ダクトには、前記吸気ダクト内の圧力を検知する圧力センサが設けられている内燃機関のセンサ配置構造であって、
エンジンルームの上面視において、前記曲がり部における外側曲部近傍で、前記スロットルからの吸気方向上流の正面視と対向する方向とは異なる方向に突出する突出部に、前記圧力センサの検知部を設け、
前記検知部は、前記スロットルに接続する前記吸気ダクトの下流端部の外壁線よりも外側に設けられていて、
更に、前記検知部は、前記スロットルの管長方向中心軸に沿って、吸気方向下流側に投影したときに、前記スロットルの内部空間と重なることがない、外れた位置に設けられていることを特徴とする内燃機関のセンサ配置構造。 - 前記検知部は、前記突出部内の凹所空間を構成する上側の内側面に、前記スロットルと異なる方向に向くように傾斜されて固定されていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のセンサ配置構造。
- 前記吸気ダクトは、前記曲がり部を挟んで、前記インタクーラが接続される部分の吸気通路と、前記スロットルが接続される部分の吸気通路とが軸方向を90度にて直交させた状態で一体に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関のセンサ配置構造。
- 前記圧力センサの検知部は、エンジンルーム上面視で、前記吸気ダクトの最下流に設けられる曲がり部における外側曲部の頂点と内側曲部の頂点とを結んだ仮想直線の仮想垂直二等分線よりも、前記外側曲部側に設けられていることを特徴とする請求項1〜3のうち、何れか一項に記載の内燃機関のセンサ配置構造。
- 前記曲がり部における外側曲部もしくは内側曲部の曲率が一定の場合には、前記曲率が一定の外側曲部もしくは内側曲部の前記曲率のかかる始点と終点との中心点を前記仮想直線の基準点とすることを特徴とする請求項4に記載の内燃機関のセンサ配置構造。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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