JP6551472B2 - エンジンの吸気通路構造 - Google Patents

Description

ここに開示する技術は、エンジンの吸気通路構造に関する。

特許文献１には、エンジンの吸気通路構造の一例として、吸気ポートを介して燃焼室に連通する下流側通路（通路）と、該下流側通路の上流側に接続された上流側通路（吸気管）と、上流側通路から下流側通路へ至る途中に設けられた流動制御弁と、を備えた吸気装置が開示されている。この流動制御弁は、いわゆるタンブルコントロールバルブ（以下、「ＴＣＶ」という場合がある）であって、所定開度まで開動作することにより、タンブルの生成を促進することができる。

特開２０１２−２１９６５７号公報

ところで、前記特許文献１に記載されたようなエンジンでは、流動制御弁として、ＴＣＶではなくスワールコントロールバルブ（以下、「ＳＣＶ」という）を設ける場合がある。この場合、ＳＣＶの開度調整を通じて、スワールの生成を促進することができる。

近年、そうした流動制御弁を備えたエンジンにおいて、例えば熱効率の向上という観点から、ポンプ損失の低減が要求されている。ポンプ損失を低減するためには、種々の通路を介して燃焼室へ至るガスをスムースに導くことが求められる。

本願発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、ＴＣＶやＳＣＶといった流動制御弁の構成やレイアウトに関し、ガスを燃焼室へ導く上で改善の余地があることに気付いた。

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、流動制御弁を備えたエンジンの吸気通路構造において、燃焼室までガスをスムースに導くことにある。

ここに開示する技術は、燃焼室に接続された吸気通路を備え、前記吸気通路は、上流側通路と、吸気ポートを含んで構成され、かつ前記上流側通路に対しては中継部を介して接続される一方、前記燃焼室に対しては前記吸気ポートを介して接続される下流側通路と、前記下流側通路に設けられ、弁体の開度調整を通じてガスの流動を制御する流動制御弁と、を有するエンジンの吸気通路構造であって、前記燃焼室の天井面に開口した吸気口を開閉する吸気バルブを備え、前記吸気バルブは、上下に往復動する軸部と、前記軸部の下端部に接続され、前記燃焼室の内方側から前記吸気口に当接することにより該吸気口を閉塞する傘部と、を有し、前記吸気ポートの下流端部は、前記吸気バルブが前記吸気口を開放したときに、前記傘部のうち前記軸部よりも気筒軸側に位置する部分の傘裏と、該傘裏に対向する前記天井面との間を指向する。

そして、前記上流側通路の下流端部は、前記弁体が所定開度まで開動作したときに、該弁体の少なくとも一部と向かい合うように構成され、前記下流側通路における内壁面を、気筒軸方向において前記燃焼室に近接した一方側と、該燃焼室から離間した他方側とに２分すると、前記弁体は、前記所定開度まで開動作したとき、前記下流側通路における前記他方側の内壁面を指向するように延びる。

ここで、流動制御弁は、ディスク状の弁体を備えた、いわゆるバタフライ式バルブとしてもよく、例えば、スワールの生成を促進するためのスワールコントロールバルブとしてもよいし、タンブルの生成を促進するためのタンブルコントロールバルブとしてもよい。

前記の構成によれば、上流側通路の下流端部から流れ出たガスは、中継部と下流側通路を介して燃焼室へ至る。ここで、中継部は、例えばサージタンクとしてもよい。

そして、例えばエンジンの運転状態が所定の運転領域にある場合、流動制御弁の弁体が所定開度まで開動作する。そのとき、その弁体の少なくとも一部が、上流側通路の下流端部と向かい合うようになっている。

すなわち、例えば上流側通路の下流端部と、下流側通路の上流端部とが向かい合っていなかった場合、上流側通路から流れ出るガスは、下流側通路にはスムースに流入せず、その上流端部の付近の壁部に衝突することになる。このことは、ガスをスムースに導く上で不都合である。

対して、前記の構成によれば、上流側通路から流れ出たガスは、その下流端部に対して向かい合うよう構成された弁体に衝突するようになる。弁体が下流側通路に設けられていることと、その下流側通路が弁体の開動作に伴って開放されていることと、その下流側通路は吸気行程においては相対的に負圧となること等を考慮すると、弁体に衝突したガスは、開放されている下流側通路をスムースに流れるようになる。そのことで、燃焼室までガスをスムースに導くことができる。

さらに、前記の構成によると、吸気ポートはタンブルポート形状である。吸気ポートの下流端部は、吸気バルブが吸気口を開放したときに、吸気バルブのうち燃焼室の内側に位置する部分の傘裏と、その傘裏に対向する天井面との間を指向するように延びている。よって、吸気ポートから流入した吸気は、その傘裏と天井面との間を流れるように導かれる。そのように導かれた吸気は、気筒軸を挟んで吸気バルブとは反対側の気筒内周面から縦方向（気筒軸方向）の下側に向かって流れた後、吸気バルブへ向かって縦方向の上側へ流れる。こうして、燃焼室に流入した吸気は、機関出力軸に平行な中心軸まわりの旋回流を生成するようになる。よって、燃焼室において、タンブル流の強度が高まる。

ここで、タンブル流の強度をさらに高めるためには、ガスの縦方向の流動を強くすることが求められる。そのための方策としては、吸気ポートを含んで構成される下流側通路において、気筒軸方向において燃焼室から離間した他方側の内壁面に沿ってガスを流すことが考えられる。このように構成すると、気筒軸方向において燃焼室に近接した一方側の内壁面に沿ってガスを流す場合と比較して、燃焼室から離間させた分だけ縦方向の流動を強くすることが可能になる。

そこで、前記の構成によれば、記弁体は、所定開度まで開動作したとき、ガスの流れ方向に沿って上流側から下流側に向かうにしたがって、該下流側通路における他方側の内壁面を指向するように延びている。このように構成すると、弁体に沿って流れるガスは、前述の他方側の内壁面に向かって流れると共に、その他方側の内壁面に沿って流れるようになる。これにより、タンブル流の強度をさらに高めることが可能になる。

ここに開示する別の技術は、燃焼室に接続された吸気通路を備え、前記吸気通路は、上流側通路と、吸気ポートを含んで構成され、かつ前記上流側通路に対しては中継部を介して接続される一方、前記燃焼室に対しては前記吸気ポートを介して接続される下流側通路と、前記下流側通路に設けられ、弁体の開度調整を通じてガスの流動を制御する流動制御弁と、を有するエンジンの吸気通路構造に係る。

前記上流側通路の下流端部は、前記弁体が所定開度まで開動作したときに、該弁体の少なくとも一部と向かい合うように構成される。

そして、前記エンジンは、列状に配置された複数の気筒を有し、該複数の気筒の各々において所定の燃焼順に従って燃焼を行うよう構成されたエンジン本体と、前記エンジン本体に設けられ、各々前記複数の気筒の各々に連通する複数の吸気ポートと、各々前記複数の吸気ポートの各々を開閉する複数の吸気バルブと、前記複数の吸気バルブの開閉タイミングを変更する可変動弁機構と、を備え、前記可変動弁機構は、前記エンジン本体の運転状態が所定の運転領域にあるときに、前記複数の吸気バルブの閉時期を圧縮行程中に設定するよう構成されており、前記下流側通路は、前記複数の吸気ポートの各々と、各々前記複数の吸気ポートの各々に接続された複数の独立通路と、を有し、前記中継部は、前記複数の吸気ポートの反気筒側端部に対して前記複数の独立通路を挟んで反対側に対向して配置され、かつ前記複数の独立通路各々の上流端部が対応する気筒の並ぶ順に従って列状に並んで接続されたサージタンクとして構成され、前記上流側通路は、その下流端部が前記サージタンクに接続され、該サージタンクに対してガスを導入するように構成されており、前記複数の気筒のうち、燃焼順が前後し且つ気筒列方向に隣接した２つの気筒を、燃焼が発生する順に先発気筒及び後発気筒と呼称すると、前記上流側通路の下流端部と前記サージタンクとの接続箇所は、気筒列方向において、前記複数の独立通路のうち前記先発気筒に対応する独立通路の上流端部から、前記後発気筒に対応する独立通路の上流端部にかけての区間内に対向して設定されており、前記上流側通路は、該上流側通路を流れるガスを、前記先発気筒と前記後発気筒とのうち、該後発気筒寄りに指向させるように形成されている、としてもよい。

ここで、流動制御弁は、ディスク状の弁体を備えた、いわゆるバタフライ式バルブとしてもよく、例えば、スワールの生成を促進するためのスワールコントロールバルブとしてもよいし、タンブルの生成を促進するためのタンブルコントロールバルブとしてもよい。

前記の構成によれば、上流側通路の下流端部から流れ出たガスは、中継部と下流側通路を介して燃焼室へ至る。ここで、中継部は、例えばサージタンクとしてもよい。

そして、例えばエンジンの運転状態が所定の運転領域にある場合、流動制御弁の弁体が所定開度まで開動作する。そのとき、その弁体の少なくとも一部が、上流側通路の下流端部と向かい合うようになっている。

すなわち、例えば上流側通路の下流端部と、下流側通路の上流端部とが向かい合っていなかった場合、上流側通路から流れ出るガスは、下流側通路にはスムースに流入せず、その上流端部の付近の壁部に衝突することになる。このことは、ガスをスムースに導く上で不都合である。

対して、前記の構成によれば、上流側通路から流れ出たガスは、その下流端部に対して向かい合うよう構成された弁体に衝突するようになる。弁体が下流側通路に設けられていることと、その下流側通路が弁体の開動作に伴って開放されていることと、その下流側通路は吸気行程においては相対的に負圧となること等を考慮すると、弁体に衝突したガスは、開放されている下流側通路をスムースに流れるようになる。そのことで、燃焼室までガスをスムースに導くことができる。

さらに、前記の構成によると、エンジンは、複数の気筒を有する多気筒エンジンであって、所定の運転領域において、吸気バルブを圧縮行程中に閉弁する。そのような遅閉じを行うと、圧縮行程においてピストンが上昇したときに、気筒内に充填されたガス側が吸気側へ吹き戻るようになる。

また、前記の構成によると、サージタンクは、各独立通路を挟んで吸気ポートに対向するように配置されている。このような配置とすることで、サージタンクを吸気ポートに対して近接させることが可能となり、そのことで、サージタンクから吸気ポートにかけての流路長（ランナー長）を短くすることができる。ランナー長を短くすることで、エンジン全体をコンパクトにレイアウトしたり、吸気通路の容積を削減し、ひいては吸気に係る応答性を高めたりすることができる。

ところで、ランナー長を短く構成したエンジンにおいて、前述のような遅閉じを実行すると、吸気側へ吹き戻されたガスが、吸気ポートを介してサージタンクへ逆流する可能性がある。

特に４気筒エンジンにおいては、圧縮行程中の先発気筒からガスが吹き戻されるとき、吸気行程中の後発気筒の内部は負圧となるから、先発気筒と後発気筒とが気筒列方向において隣接していることを考慮すると、先発気筒からサージタンクへ逆流したガスが、後発機能に吸入されてしまう可能性がある。

ここで、上流側通路とサージタンクとの接続箇所次第では、先発気筒から吹き戻されたガスが、上流側通路から流入したガスによって押し流されてしまい、その結果、後発気筒に必要以上のガスが導入されて、プレイグニッション（以下、「プレイグ」ともいう）を生じる虞がある。

それに対し、前記の構成によれば、上流側通路と前記サージタンクとの接続箇所は、気筒列方向において、先発気筒に通じる独立通路の上流端部から、後発気筒に通じる独立通路の上流端部にかけての区間内に設定されている。このように設定すると、後発気筒が吸気行程にあるとき（つまり、後発気筒に対応する上流端部付近が負圧となるとき）、上流側通路からサージタンク内へ流入したガスは、該ガスを後発気筒寄りに指向させたことと相俟って、先発気筒から吹き戻されたガスと合流しないまま、後発気筒側へ向かう流れを形成するようになる。

よって、例えば、上流側通路とサージタンクとの接続箇所と、先発気筒に通じる独立通路の上流端部と、後発気筒に通じる独立通路の上流端部とを気筒列方向においてこの順で並べた構成と比較すると、先発気筒から吹き戻されたガスにとって、上流側通路から流入したガスが“追い風”となり難くなる。その結果、先発気筒から吹き戻されたガスの後発気筒への吸入を抑制し、ひいてはプレイグの発生を抑制することが可能になる。

しかも、上流側通路とサージタンクとの接続箇所を前記の如く設定すれば、例えば、先発気筒に対応する独立通路の上流端部と、後発気筒に対応する独立通路の上流端部と、上流側通路とサージタンクとの接続箇所とを、気筒列方向においてこの順で並べた構成と比較して、充填効率などの気筒間差を縮小したり、先発気筒と後発気筒とで同程度の応答性を確保することが可能になる。

このように、前記の構成によれば、各気筒の応答性を確保しつつ、ガスの吹き戻しに起因したプレイグの発生を抑制することができる。

また、前記上流側通路の下流端部は、前記下流側通路の上流端部に対して所定の角度をもって、前記中継部に接続されている、としてもよい。

この場合、上流側通路の下流端部と、下流端側通路の上流端部とが向かい合わないようになるものの、前記の構成によれば、そのような場合においてもなお、上流側通路から流れ出るガスは、その上流側通路の下流端部と向かい合う弁体を介して下流側通路へ導かれるようになる。そのことで、燃焼室までガスをスムースに導く上で有利になる。

また、前記弁体が前記所定開度まで開動作したとき、前記弁体の少なくとも一部は、前記下流側通路から突出して前記中継部の中に入り込むと共に、前記上流側通路の下流端部は、前記弁体のうち前記下流側通路から突出した部分と向かい合うように構成されている、としてもよい。

この構成によれば、上流側通路から流れ出るガスは、下流側通路内まで至らずとも、そこから突出した弁体を介して下流側通路に流れ込むようになる。このことは、上流側通路と下流側通路との相対位置関係の自由度を保ちつつ、燃焼室までガスをスムースに導くことができるという点で、吸気通路全体のレイアウトを決定する上で有利になる。

また、上流側通路と下流側通路との間に中継部が介在すると、中継部の形状やレイアウト次第では、ガスを燃焼室まで導く上で不利となる可能性がある。

しかし、前記の構成によれば、弁体のうちの一部が、下流側通路から突出して中継部に入り込むようになる。この部分は、上流側通路の下流端部と向かい合うようになっているから、燃焼室までガスをスムースに導く上で有利になる。

以上説明したように、前記のエンジンの吸気通路構造によると、燃焼室までガスをスムースに導くことができる。

図１は、エンジンの構成を例示する概略図である。 図２は、エンジンの構成を一部省略して示す斜視図である。 図３は、４つのシリンダ周辺の構成を概略的に示す平面図である。 図４は、吸気装置の全体構成を前側から見て示す斜視図である。 図５は、吸気装置の全体構成を後側から見て示す斜視図である。 図６は、過給機側の通路構造を示す横断面図である。 図７は、過給機側の通路構造を示す縦断面図である。 図８は、サージタンク周辺の縦断面を示す斜視図である。 図９は、図８とは別の縦断面を示す斜視図である。 図１０は、バイパス通路側の通路構造を上側から見て示す図である。 図１１は、サージタンクとバイパス通路との接続構造を示す縦断面図である。 図１２は、バイパス通路からサージタンクを介して燃焼室へ至る通路構造を、閉状態にあるＳＣＶと併せて示す横断面図である。 図１３は、タンブルポート形状とされた吸気ポート構造と、燃焼室の構造とについて説明する図である。 図１４は、バイパス通路からサージタンクを介して燃焼室へ至る通路構造を、開状態にあるＳＣＶと併せて示す横断面図である。 図１５は、バイパス通路からサージタンクを介して燃焼室へ至る通路構造を上側から見て示す図である。 図１６は、バイパス通路からサージタンクを介して燃焼室へ至る通路構造を後側から見て示す図である。

以下、エンジンの吸気通路構造の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明は例示である。図１は、ここに開示するエンジンの吸気通路構造が適用されたエンジン１を例示する概略図である。また、図２は、そのエンジン１の構成を一部省略して示す斜視図であり、図３は、４つのシリンダ１１周辺の構成を概略的に示す平面図である。

エンジン１は、ＦＦ方式の車両に搭載されるガソリンエンジン（特に、４ストローク式の内燃機関）であり、図１に示すように、機械駆動式の過給機（いわゆるスーパーチャージャ）３４を備えた構成とされている。

また、本実施形態に係るエンジン１は、図３に示すように、列状に配置された４つのシリンダ（気筒）１１を備えており、４つのシリンダ１１が車幅方向に沿って並ぶような姿勢で搭載される、いわゆる直列４気筒の横置きエンジンとして構成されている。これにより、本実施形態では、４つのシリンダ１１の配列方向（気筒列方向）であるエンジン前後方向が車幅方向と略一致していると共に、エンジン幅方向が車両前後方向と略一致している。

以下、特に断らない限り、前側とはエンジン幅方向の一方側（車両前後方向の前側）を指し、後側とはエンジン幅方向の他方側（車両前後方向の後側）を指し、左側とはエンジン前後方向（気筒列方向）の一方側（車幅方向の左側であり且つ、エンジンフロント側）を指し、右側とはエンジン前後方向（気筒列方向）の他方側（車幅方向の右側であり且つ、エンジンリア側）を指す。

また、以下の記載において、上側とはエンジン１を車両に搭載した状態（以下、「車両搭載状態」ともいう）における車高方向の上側を指し、下側とは車両搭載状態における車高方向の下側を指す。

（エンジンの概略構成）
この構成例では、エンジン１は、前方吸気後方排気式に構成されている。すなわち、エンジン１は、図３に示すように、４つのシリンダ１１を有するエンジン本体１０と、エンジン本体１０の前側に配置され、吸気ポート１７、１８を介して各シリンダ１１に連通する吸気通路３０と、エンジン本体１０の後側に配置され、排気ポート１９、１９を介して各シリンダ１１に連通する排気通路５０とを備えている。なお、図１では１つのシリンダ１１のみを示す。

この構成例では、吸気通路３０は、ガスを導く複数の通路と、過給機３４やインタークーラ３６等の装置と、これらの装置を迂回するエアバイパス通路（以下、単に「バイパス通路」という）４０とが組み合わされてユニット化された吸気装置を構成している。

エンジン本体１０は、吸気通路３０から供給されたガスと燃料との混合気を、各シリンダ１１内で、所定の燃焼順に従って燃焼させるように構成されている。具体的に、エンジン本体１０は、シリンダブロック１２と、その上に載置されるシリンダヘッド１３とを有している。

シリンダブロック１２の内部には、前述の４つのシリンダ１１が形成されている。４つのシリンダ１１は、クランクシャフト１５の中心軸方向（つまり気筒列方向）に沿って列を成すように並んでいる。４つのシリンダ１１は、それぞれ円筒状に形成されており、各シリンダ１１の中心軸（以下、「気筒軸」という）は、互いに平行に延び、且つ気筒列方向に対して垂直に延びている。以下、図３に示す４つのシリンダ１１を、気筒列方向に沿って右側から順に、１番気筒１１Ａ、２番気筒１１Ｂ、３番気筒１１Ｃ、及び４番気筒１１Ｄと称する場合がある。

各シリンダ１１内には、ピストン１４が摺動自在に挿入されている。ピストン１４は、コネクティングロッド１４１を介してクランクシャフト１５に連結されている。ピストン１４は、シリンダ１１及びシリンダヘッド１３と共に燃焼室１６を区画する。燃焼室１６の天井面９０は、いわゆるペントルーフ形状である（詳しくは後述）。なお、ここでいう「燃焼室」は、ピストン１４が圧縮上死点に至ったときに形成される空間の意味に限定されない。「燃焼室」の語は広義で用いる。

シリンダヘッド１３には、１つのシリンダ１１につき、２つの吸気ポート１７、１８が形成されている。２つの吸気ポート１７、１８は、それぞれ燃焼室１６に連通しており、シリンダ１１毎に、第１ポート１７と、該第１ポート１７に対して気筒列方向に隣接した第２ポート１８とを有している。１番気筒１１Ａ〜４番気筒１１Ｄのいずれにおいても、第１ポート１７と第２ポート１８が同じ順番で並んでいる。具体的には、図３に示すように、各シリンダ１１において、気筒列方向に沿って右側から順に、第２ポート１８と第１ポート１７が並んでいる。

各吸気ポート１７、１８の上流端は、それぞれ、エンジン本体１０一方側の外面（前側の外面であり、以下、「取付面」ともいう）１０ａに開口しており、吸気通路３０を構成するダクトの下流端が接続されている。対して、各吸気ポート１７、１８の下流端は、それぞれ、燃焼室１６の天井面９０に開口している。

以下、１番気筒１１Ａに通じる第１ポートに対し、符号“１７”ではなく“１７Ａ”を付すと共に、当該気筒１１Ａに通じる第２ポートに対し、符号“１８”ではなく“１８Ａ”を付す場合がある。２番気筒１１Ｂ〜４番気筒１１Ｄについても同様である。例えば、３番気筒１１Ｃに通じる第２ポートに対し、符号“１８”ではなく“１８Ｃ”を付す場合がある。

なお、２つの吸気ポート１７、１８は、いわゆるタンブルポート形状とされており、それぞれ、燃焼室１６の中に流れ込んだガスが、燃焼室１６においてタンブル流を生成するように構成されている。この構成については後述する。

また、２つの吸気ポート１７、１８は、各シリンダ１１につき、通過するガスの流量が、スワールコントロールバルブ（Swarl Control Valve：ＳＣＶ）８１を介して絞られるように構成されたＳＣＶポートを含む。本実施形態では、前述の第２ポート１８がＳＣＶポートとして構成されている。ＳＣＶ８１は、ガスの流動を制御するための流動制御デバイス８０を構成している（図７を参照）。

すなわち、この構成例に係る吸気ポート１７、１８は、タンブル流の生成を促進する形状とされている一方、ＳＣＶ８１を介してスワール流の生成をコントロールするように構成されている。

２つの吸気ポート１７、１８には、それぞれ吸気バルブ２１が配設されている。吸気バルブ２１は、燃焼室１６と吸気ポート１７、１８のそれぞれとの間を開閉する。吸気バルブ２１は、吸気動弁機構によって所定のタイミングで開閉する。

吸気動弁機構は、この構成例では、図１に示すように、可変動弁機構である吸気電動ＶＶＴ（Variable Valve Timing）２３を有している。吸気電動ＶＶＴ２３は、吸気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更するよう構成されている。それによって、吸気バルブ２１の開弁時期及び閉弁時期は、連続的に変化する。なお、吸気動弁機構は、電動ＶＶＴに代えて、液圧式のＶＶＴを有していてもよい。

シリンダヘッド１３にはまた、１つのシリンダ１１につき、２つの排気ポート１９、１９が形成されている。２つの排気ポート１９、１９は、それぞれ燃焼室１６に連通している。

２つの排気ポート１９、１９には、それぞれ排気バルブ２２が配設されている。排気バルブ２２は、燃焼室１６と排気ポート１９、１９のそれぞれとの間を開閉する。排気バルブ２２は、排気動弁機構によって所定のタイミングで開閉する。

排気動弁機構は、この構成例では、図１に示すように、可変動弁機構である排気電動ＶＶＴ（Variable Valve Timing）２４を有している。排気電動ＶＶＴ２４は、排気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更するよう構成されている。それによって、排気バルブ２２の開弁時期及び閉弁時期は、連続的に変化する。なお、排気動弁機構は、電動ＶＶＴに代えて、液圧式のＶＶＴを有していてもよい。

詳細は省略するが、このエンジン１は、吸気電動ＶＶＴ２３及び排気電動ＶＶＴ２４によって、吸気バルブ２１の開弁時期と排気バルブ２２の閉弁時期とに係るオーバーラップ期間の長さを調整する。これによって、燃焼室１６の中の残留ガスを掃気したり、燃焼室１６の中に熱い既燃ガスを閉じ込めたり（つまり、内部ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスを燃焼室１６の中に導入したり）する。この構成例においては、吸気電動ＶＶＴ２３及び排気電動ＶＶＴ２４が内部ＥＧＲシステムを構成している。なお、内部ＥＧＲシステムは、ＶＶＴによって構成されるとは限らない。

シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎にインジェクタ６が取り付けられている。インジェクタ６は、この構成例においては多噴口型の燃料噴射弁であり、燃焼室１６の中に燃料を直接噴射するよう構成されている。

インジェクタ６には、燃料供給システム６１が接続されている。燃料供給システム６１は、燃料を貯留するよう構成された燃料タンク６３と、燃料タンク６３とインジェクタ６とを互いに連結する燃料供給路６２とを備えている。燃料供給路６２には、燃料ポンプ６５とコモンレール６４とが介設している。燃料ポンプ６５は、コモンレール６４に燃料を圧送する。燃料ポンプ６５は、この構成例においては、クランクシャフト１５によって駆動されるプランジャー式のポンプである。コモンレール６４は、燃料ポンプ６５から圧送された燃料を、高い燃料圧力で蓄えるよう構成されている。インジェクタ６が開弁すると、コモンレール６４に蓄えられていた燃料が、インジェクタ６の噴口から燃焼室１６の中に噴射される。

シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎に点火プラグ２５が取り付けられている。点火プラグ２５は、その先端が燃焼室１６の中に臨むような姿勢で取り付けられており、燃焼室１６の中の混合気を強制的に点火する。

吸気通路３０は、図２に示すように、エンジン本体１０前側の外面である取付面１０ａに接続されており、各シリンダ１１の吸気ポート１７、１８を含んで構成されている。すなわち、吸気通路３０は、燃焼室１６に導入するガスが流れる通路であり、各吸気ポート１７、１８を介して燃焼室１６に接続されている。吸気通路３０の上流端部には、新気を濾過するエアクリーナ３１が配設されている。吸気通路３０の下流端近傍には、サージタンク３８が配設されている。サージタンク３８よりも下流の吸気通路３０には、シリンダ１１毎に２本ずつ分岐する独立通路３９が設けられている。

詳細は後述するが、２本の独立通路３９のうちの一方が第１ポート１７に接続され、他方が第２ポート１８に接続される。以下、前者の独立通路３９に対して符号“３９１”を付す一方、後者に対して符号“３９２”を付す場合がある。このように、独立通路３９の下流端が、各シリンダ１１の吸気ポート１７、１８に接続されている。

吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とサージタンク３８との間には、スロットルバルブ３２が配設されている。スロットルバルブ３２は、その開度を調整することによって、燃焼室１６に導入する新気の量を調整するよう構成されている。

吸気通路３０において、スロットルバルブ３２の下流には過給機３４が配設されている。過給機３４は、燃焼室１６に導入するガスを過給するよう構成されている。この構成例において、過給機３４は、エンジン１によって駆動される機械式の過給機である。この過給機３４は、ルーツ式のスーパーチャージャとして構成されているものの、この構成はどのようなものであってもよい。例えば、リショルム式や遠心式のスーパーチャージャとしてもよい。

過給機３４とエンジン本体１０との間には、電磁クラッチ３４ａが介設されている。電磁クラッチ３４ａは、過給機３４とエンジン１との間で駆動力を伝達させたり、駆動力の伝達を遮断したりする。後述の如く、ＥＣＵ（Engine Control Unit）など、不図示の制御手段が電磁クラッチ３４ａの遮断及び接続を切り替えることによって、過給機３４のオンとオフとが切り替わる。つまり、このエンジン１は、過給機３４のオンとオフとを切り替えることにより、燃焼室１６に導入するガスを過給する運転と、燃焼室１６に導入するガスを過給しない運転とを切り替えることができるよう構成されている。

吸気通路３０における過給機３４の下流には、インタークーラ３６が配設されている。インタークーラ３６は、過給機３４において圧縮されたガスを冷却するよう構成されている。この構成例におけるインタークーラ３６は、水冷式に構成されている。

また、吸気通路３０に組み込まれた各種の装置を結ぶ通路として、吸気通路３０は、エアクリーナ３１よりも下流側に配設され、エアクリーナ３１によって浄化されたガスを過給機３４へ導く第１通路３３と、過給機３４によって圧縮されたガスをインタークーラ３６へ導く第２通路３５と、インタークーラ３６によって冷却されたガスをサージタンク３８へ導く第３通路３７とを有している。なお、サージタンク３８から吸気ポート１７、１８にかけての流路長（ランナー長）を短くするべく、サージタンク３８は、吸気ポート１７、１８の入口（上流端部）近傍に配設されている。なお、サージタンク３８は、後述の上流側通路７１と下流側通路７２との間に介在し、ガスの流通を中継しているという点で、「中継部」を例示している。第２通路３５及び第３通路３７は、過給機３４やインタークーラ３６と共に、「過給通路」を構成している。

また、吸気通路３０には、過給機３４及びインタークーラ３６を迂回するバイパス通路４０が設けられている。バイパス通路４０は、吸気通路３０のうちスロットルバルブ３２の下流部から過給機３４の上流部にかけての部分と、サージタンク３８とを互いに接続する。バイパス通路４０には、該バイパス通路４０を流れるガスの流量を調整するように構成されたバイパスバルブ４１が配設されている。

過給機３４をオフにしたとき（つまり、電磁クラッチ３４ａを遮断したとき）には、バイパスバルブ４１を全開にする。これにより、吸気通路３０を流れるガスは、過給機３４をバイパスしてサージタンク３８に流入し、独立通路３９を介して燃焼室１６に導入される。エンジン１は、非過給、つまり自然吸気によって運転する。

過給機３４をオンにしたとき（つまり、電磁クラッチ３４ａを接続したとき）には、バイパスバルブ４１の開度を適宜調整する。これにより、吸気通路３０において過給機３４を通過したガスの一部は、バイパス通路４０を通って過給機３４の上流に逆流する。バイパスバルブ４１の開度を調整することによって、逆流量を調整することができるから、燃焼室１６に導入するガスの過給圧を調整することができる。この構成例においては、過給機３４とバイパス通路４０とバイパスバルブ４１とによって、過給システムが構成されている。

排気通路５０は、エンジン本体１０における後側の外面に接続されており、各シリンダ１１の排気ポート１９に連通している。排気通路５０は、燃焼室１６から排出された排気ガスが流れる通路である。排気通路５０の上流部分は、詳細な図示は省略するが、シリンダ１１毎に分岐する独立通路を構成している。それら独立通路の上流端が、各シリンダ１１の排気ポート１９に接続されている。排気通路５０には、１つ以上の触媒コンバータ５１を有する排気ガス浄化システムが配設されている。触媒コンバータ５１は、三元触媒を含んで構成されている。なお、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。

吸気通路３０と排気通路５０との間には、外部ＥＧＲシステムを構成するＥＧＲ通路５２が接続されている。ＥＧＲ通路５２は、既燃ガスの一部を吸気通路３０に還流させるための通路である。ＥＧＲ通路５２の上流端は、排気通路５０における触媒コンバータ５１の下流に接続されている。ＥＧＲ通路５２の下流端は、吸気通路３０における過給機３４の上流、且つスロットルバルブ３２の下流に接続されている。

ＥＧＲ通路５２には、水冷式のＥＧＲクーラ５３が配設されている。ＥＧＲクーラ５３は、既燃ガスを冷却するよう構成されている。ＥＧＲ通路５２にはまた、ＥＧＲバルブ５４が配設されている。ＥＧＲバルブ５４は、ＥＧＲ通路５２を流れる既燃ガスの流量を調整するよう構成されている。ＥＧＲバルブ５４の開度を調整することによって、冷却された既燃ガス、つまり外部ＥＧＲガスの還流量を調整することができる。

この構成例において、ＥＧＲシステム５５は、ＥＧＲ通路５２及びＥＧＲバルブ５４を含んで構成されている外部ＥＧＲシステムと、前述した吸気電動ＶＶＴ２３及び排気電動ＶＶＴ２４を含んで構成されている内部ＥＧＲシステムとによって構成されている。

（吸気通路の構成）
以下、吸気通路３０の構成について詳細に説明する。

図４は、ユニット化された吸気通路３０の全体構成を前側から見て示す斜視図であり、図５は、吸気通路３０の全体構成を後側から見て示す斜視図である。また、図６は、吸気通路３０のうち過給機３４側の通路構造を示す横断面図であり、図７は、その縦断面図である。また、図８は、サージタンク３８周辺の縦断面を示す斜視図であり、図９は、図８とは別の縦断面を示す斜視図である。

吸気通路３０を構成する各部は、いずれもエンジン本体１０の前側、具体的には、前述の取付面１０ａの前側に配置されている。なお、取付面１０ａは、図６〜図７に示すように、シリンダヘッド１３及びシリンダブロック１２における前側の外面によって構成されている。

前述のように、吸気通路３０は、ガスを導く複数の通路（具体的には、第１通路３３、第２通路３５、第３通路３７、サージタンク３８及び独立通路３９）と、過給機３４やインタークーラ３６等の装置と、これらの装置を迂回するバイパス通路４０とが組み合わされて構成されている。

最初に、これらの構成要素の概略的なレイアウトについて説明する。

図２、及び図４〜図８に示すように、過給機３４は、サージタンク３８を挟んで４つのシリンダ１１に対して反対側に対向して配置されている。過給機３４の後面と取付面１０ａとの間には、サージタンク３８の寸法に応じた隙間が空いている。第１通路３３は、過給機３４の左側において気筒列方向に沿って延設されており、過給機３４の左端に接続されている。また、過給機３４とインタークーラ３６とは、この順番で上下に並んでおり、同方向に隣接している。第２通路３５は、過給機３４の前部とインタークーラ３６の前部とを接続するように上下に延設されている。サージタンク３８は、過給機３４と取付面１０ａとの間の隙間に配置されており、吸気ポート１７、１８の上流端部に対して、複数の独立通路３９を挟んで反対側に対向して配置されている。第３通路３７は、インタークーラ３６及び過給機３４と、取付面１０ａとの間の隙間を縫うように延設されており、インタークーラ３６の後部とサージタンク３８の底部とを接続している。バイパス通路４０は、第１通路３３の途中から分岐して上方へ延びた後、エンジン本体１０の内方（右方）へ向かって延びるように形成されており、下流側において２股に分岐した上でサージタンク３８の上部に接続されている。

次に、吸気通路３０を構成する各部の構造について説明する。

第１通路３３は、実質的に気筒列方向（左右方向）に延びる管状に形成されており、その上流側（左側）部分は、スロットルバルブ３２が内蔵されたスロットルボディ３３ａによって構成されている。スロットルボディ３３ａは、金属製の短筒状に形成されており、図４〜図６に示すように、両端の開口を左右に向けた姿勢で、取付面１０ａに対して左方且つ前方に位置するように配置されている。スロットルボディ３３ａの上流端（左端）には、不図示の通路を介してエアクリーナ３１が接続されている一方、スロットルボディ３３ａの下流端（右端）には、第１通路３３の下流側（右側）部分である第１通路本体３３ｂが接続されている。

第１通路本体３３ｂは、図６に示すように、スロットルボディ３３ａを過給機３４に接続するように構成されている。詳しくは、第１通路本体３３ｂは、両端の開口を左右に向けた長筒状に構成されている。第１通路本体３３ｂは、取付面１０ａの前方において、スロットルボディ３３ａと略同軸になるように配置されている。さらに詳しくは、第１通路本体３３ｂは、気筒列方向の外側から内側（左側から右側）に向かうにつれて、次第に拡径するように形成されている。第１通路本体３３ｂの上流端（左端）には、前述のようにスロットルボディ３３ａの下流端が接続されている一方、その下流端（右端）には、過給機３４の吸入口が接続されている。

また、第１通路本体３３ｂには、ＥＧＲ通路５２が合流する合流部３３ｃが開口している。図６に示すように、合流部３３ｃは、第１通路本体３３ｂの上流側部分の後面に形成されており、ＥＧＲ通路５２の下流端が接続されている。合流部３３ｃは、少なくともスロットルバルブ３２よりも下流側に形成されるようになっている。

また、第１通路本体３３ｂには、バイパス通路４０へ分岐する不図示の分岐部も開口している。この分岐部は、第１通路本体３３ｂにおいて、合流部３３ｃ近傍（ガスの流れ方向に関しては実質的に同じ位置）の上面に形成されており、バイパス通路４０の上流端部（後述のバルブボディ４１ａ）が接続されている（図４〜図５も参照）。なお、バイパス通路４０の上流端は、図４等に示すように、過給機３４、インタークーラ３６、４組の吸気ポート１７、１８、及び各吸気ポート１７、１８に対して独立通路３９を介して接続されたサージタンク３８よりも気筒列方向の外側（左側）に位置している。

よって、エアクリーナ３１で浄化されて第１通路３３へ流入した新気は、スロットルバルブ３２を通過した後、合流部３３ｃから流入した外部ＥＧＲガスと合流する。そして、新気と外部ＥＧＲガスとが合流したガスは、自然吸気時には、前述の分岐部を介してバイパス通路４０へ流入する一方、過給時には、バイパス通路４０を逆流したガスと合流しつつ、第１通路本体３３ｂの下流端から過給機３４に吸い込まれるようになっている（図６の矢印Ａ１を参照）。

以下、過給機３４側の通路構造と、バイパス通路４０側の通路構造と、各通路構造と密接に関連する吸気ポート１７、１８の構造とについて、順番に説明する。

−過給機側の通路構造−
まず、過給機３４に吸入される側の通路構造について詳細に説明する。

前述の如く、本実施形態に係る過給機３４は、ルーツ式のスーパーチャージャとして構成されている。詳しくは、過給機３４は、気筒列方向に沿って延びる回転軸を有する一対のロータ（不図示）と、ロータを収容しているケーシング３４ｂと、ロータを回転駆動する駆動プーリ３４ｄとを備え、駆動プーリ３４ｄに巻き掛けられた駆動ベルト（不図示）を介してクランクシャフト１５に連結されている。駆動プーリ３４ｄと、ロータとの間には、前述の電磁クラッチ３４ａが介設されており、電磁クラッチ３４ａの遮断及び接続を切り替えることによって、クランクシャフト１５を介して過給機３４へ駆動力を伝達したり、駆動力の伝達を遮断したりする。

ケーシング３４ｂは、気筒列方向に延びる筒状に形成されており、ロータの収容空間と、過給機３４を通過するガスの流路とを区画している。詳しくは、ケーシング３４ｂは、気筒列方向に延び且つ左端と前面とが開口した略円筒状に形成されており、図６等に示すように、取付面１０ａの気筒列方向略中央の部分に対して、所定の間隔を空けるように且つ第１通路３３と同軸になるように配置されている。

ケーシング３４ｂの長手方向左端部には、ロータによって圧縮するガスを吸い込む吸入口が開口しており、第１通路３３の下流端（右端）が接続されている。その一方で、ケーシング３４ｂの前部には、図６〜図７に示すように、ロータによって圧縮されたガスを吐き出す吐出口３４ｃが開口しており、第２通路３５の上流端（上端）が接続されている。

駆動プーリ３４ｄは、ケーシング３４ｂに収容されたロータを回転駆動するように構成されている。詳しくは、駆動プーリ３４ｄは、ケーシング３４ｂの右端から突出し且つ、第１通路３３及びケーシング３４ｂの双方に対して略同軸に延びる軸状に形成されている。駆動プーリ３４ｄの先端には駆動ベルトが巻き掛けられており、前述の如く、電磁クラッチ３４ａの切替状態に応じて、クランクシャフト１５を過給機３４に対して駆動連結するように構成されている。

第２通路３５は、図４、及び図６〜図７等に示すように、過給機３４をインタークーラ３６に接続するように構成されている。過給機３４とインタークーラ３６とを上下に隣接させるべく、本実施形態に係る第２通路３５は、エンジン１の上下方向に沿って延びるように形成されている。また、第２通路３５は、図７に示すように、上下の両端が、それぞれ後方（エンジン本体１０側）に向かって開口している。ここで、上側の開口部は、ケーシング３４ｂの前部（具体的には吐出口３４ｃ）に接続されており、下側の開口部は、インタークーラ３６の前部（具体的には、後述の開口部３６ｄ）に接続されている。

前述の如く、本実施形態に係るインタークーラ３６は、水冷式に構成されており、図４〜図７に示すように、ガスの冷却機能を有するコア３６ａと、コア３６ａの側部に取り付けられるコア接続部３６ｂと、コア３６ａを収容するクーラハウジング３６ｃとを備えている。詳細は省略するが、コア接続部３６ｂには、コア３６ａへ冷却水を供給する給水管と、コア３６ａから冷却水を排出する排水管とが接続されている。

コア３６ａは、直方状に形成されており、その一側面（後面）と取付面１０ａとが向かい合うような姿勢で支持されている。コア３６ａの前面がガスの流入面を構成している一方、コア３６ａの後面がガスの流出面を構成しており、それぞれ、コア３６ａにおいて最も広い面となっている。図示は省略するが、コア３６ａには、薄板材を扁平筒形にしたウォータチューブが複数配列されており、各ウォータチューブの外壁面には、波状のコルゲートフィンがロウ付け等により接続されている。このように構成することで、給水管から供給された冷却水は、各ウォータチューブに導入されて、高温のガスを冷却することになる。ガスを冷却したことで暖められた冷却水は、各ウォータチューブから排水管を介して排出される。また、コルゲートフィンを設けたことで、各ウォータチューブの表面積が増加して放熱効果が向上するようになっている。

コア接続部３６ｂは、図４に示すように、矩形薄板状の部材であって、コア３６ａの右側面に取り付けられている。コア接続部３６ｂを介して、給水管及び排水管と、ウォータチューブとが相互に接続されている。コア接続部３６ｂは、インタークーラ３６の右側壁部を構成しており、クーラハウジング３６ｃと共に、コア３６ａの収容空間を区画している。

クーラハウジング３６ｃは、過給機３４を構成するケーシング３４ｂの下方に配置されており、コア３６ａの収容空間を区画していると共に、吸気通路３０のうち第２通路３５と第３通路３７との間に介設された流路を構成している。

具体的に、クーラハウジング３６ｃは、前面と後面とが開口した矩形薄箱状に形成されており、ケーシング３４ｂの下方位置において、その後面と取付面１０ａとが向かい合うような姿勢で支持されている。この後面は、ケーシング３４ｂと同様に、エンジン本体１０の取付面１０ａに対して所定の間隔（図７を参照）を空けて配置されている。

そして、クーラハウジング３６ｃにおける前面側の開口部３６ｄには、第２通路３５の下流端が接続されている一方、後面側の開口部３６ｅには、第３通路３７の上流端が接続されている。また、クーラハウジング３６ｃは、右側面も開口している。その開口部は、コア３６ａをクーラハウジング３６ｃの内部に収容するときの挿入口として構成されており、コア接続部３６ｂによって閉塞されるようになっている。

第３通路３７は、サージタンク３８及び独立通路３９に対して一体的に形成された通路であって、図７及び図８に示すように、インタークーラ３６をサージタンク３８に接続するように構成されている。詳しくは、第３通路３７は、上流側から順に、クーラハウジング３６ｃに締結され、インタークーラ３６を通過したガスが集合する集合部３７ａと、集合部３７ａに集合したガスをサージタンク３８へ導く導入部３７ｂとを有している。第３通路３７は、少なくとも車両搭載状態においては、サージタンク３８に対して下方に配設されている。

集合部３７ａは、前面側つまり、クーラハウジング３６ｃ側が開放された、前後の奥行の浅い箱状に形成されており、その開放部は、図７に示すように、クーラハウジング３６ｃ後面側の開口部３６ｅに接続されている。集合部３７ａは、クーラハウジング３６ｃの後面と、エンジン本体１０の取付面１０ａとの隙間に位置するようになっている。また、集合部３７ａの後面にはさらに、導入部３７ｂの上流端が接続されている。

導入部３７ｂは、略上下方向に延びる曲管部として形成されており、その上流端は集合部３７ａの後面に接続されている一方、その下流端はサージタンク底面の中央部（図８〜図９を参照）に接続されている。この導入部３７ｂは、図７等に示すように、集合部３７ａの後面から過給機３４のケーシング３４ｂの後面にかけての領域と、エンジン本体１０の取付面１０ａとの間の隙間を縫うように延設されている。

さらに詳しくは、図８に示すように、導入部３７ｂの上流側部分は、集合部３７ａとの接続部から右斜め上方へ向かって延びる（区間Ｓ２を参照）一方、それよりも下流側部分は、サージタンク３８との接続部に向かって直上方へ延びる（区間Ｓ１を参照）ように形成されている。このように形成した結果、導入部３７ｂの下流端部は、気筒列方向の一側から見たときに、独立通路３９におけるガスの流れ方向に対して略直交する方向に延びるようになる（図７を参照）。

サージタンク３８は、気筒列方向に延び、且つ同方向の両端が閉塞された略筒状に形成されている。このサージタンク３８は、前述のように、吸気ポート１７、１８の反気筒側端部に対し、複数の独立通路３９を挟んで反対側に対向して配置されている（図７を参照）。後述のように、複数の独立通路３９をそれぞれ短筒状に形成すると、このような配置と相俟って、サージタンク３８は、吸気ポート１７、１８の入口（上流端部）近傍に位置することになる。このことは、サージタンク３８から吸気ポート１７、１８にかけての流路長（ランナー長）を短くする上で有効である。

また、図９に示すように、サージタンク３８の底部には、第３通路３７（導入部３７ｂ）の下流端部が接続されている。詳しくは、サージタンク３８の内底面３８ａの中央部（具体的には、気筒列方向の中央部）には、略円形状の断面を有する導入口３８ｂが開口しており、導入部３７ｂの下流端部は、この導入口３８ｂを介してサージタンク３８に接続されている。

なお、導入口３８ｂは、吸気ポート１７、１８よりも大径に形成されている。

また、サージタンク３８において、導入口３８ｂから気筒列方向の一端（１番気筒１１Ａ側の端）までの寸法と、その他端（４番気筒１１Ｄ側の端）までの寸法とが実質的に等しくなっている。このような構成とすることで、吸気の分配性能を確保することが可能になり、ひいては充填効率の気筒間差を低減する上で有利になる。

また、図９に示すように、サージタンク３８には、複数の独立通路３９それぞれの上流端部が、対応する吸気ポート１７、１８の並ぶ順に従って列状に並んで接続されている。

具体的に、サージタンク３８の後面には、２本で１組を成す独立通路３９が気筒列方向に沿って並んだ状態で４組（つまり、計８本）形成されている。８本の独立通路３９は、それぞれ、車両搭載状態において、後方に向かって略ストレートに延びる短筒状の通路として形成されており、その一端側（上流側）はサージタンク３８内の空間に連通している一方、他端側（下流側）はエンジン本体１０側（後側）に開口している。

４組の独立通路３９は、それぞれ、４組の吸気ポート１７、１８の各々に対応するように配設されており、第３通路３７、サージタンク３８及び独立通路３９等を成す部品をエンジン本体１０に組み付けたときに、各独立通路３９と、それに対応する吸気ポート１７、１８とが、それぞれ１本の通路を構成するようになっている。

前述のように、独立通路３９は、１組につき、第１ポート１７に対応する独立通路３９１と、第２ポート１８に対応する独立通路３９２とから構成されている。よって、第３通路３７、サージタンク３８及び独立通路３９等を成す部品をエンジン本体１０に組み付けたときに、第１ポート１７と、それに対応する独立通路３９１とが独立した１本の通路を構成する一方、第２ポート１８と、それに対応する独立通路３９２とが独立した１本の通路を構成する。このようにして、計８本の独立した通路が構成されるようになっている。

そして、第２ポート１８に接続される独立通路３９２には、図７に示すように、前述の流動制御デバイス８０を構成するＳＣＶ８１が配設されている。計８本の独立した通路のうち、ＳＣＶポートとしての第２ポート１８を含んで構成され、且つ該第２ポート１８を介して燃焼室１６に接続された通路は、「下流側通路」を例示している。本構成例では、下流側通路に符号“７２”を付すと共に、１番気筒１１Ａに対応する下流側通路７２を第１下流側通路７２Ａと呼称し、２番気筒１１Ｂに対応する下流側通路７２を第２下流側通路７２Ｂと呼称し、３番気筒１１Ｃに対応する下流側通路７２を第３下流側通路７２Ｃと呼称し、４番気筒１１Ｄに対応する下流側通路７２を第２下流側通路７２Ｄと呼称する場合がある。ＳＣＶ８１は、「流動制御弁」の例示である。

そして、ＳＣＶ８１は、図６〜図７に示すように、少なくとも所定開度（この例では、気筒軸方向に対して略垂直、好ましくは垂直となる開度）まで開動作するように構成された板状の弁体８１ａを有しており、その弁体８１ａの開度調整を通じて下流側通路７２を流れるガスの流動を制御するよう構成されている。弁体８１ａの開度を絞ることで、第２ポート１８を通過するガスの流量が低減されるため、４つの第１ポート１７のうち、その第２ポート１８と同じシリンダ１１に接続された第１ポート１７を通過するガスの流量を相対的に増やすことができる。なお、ＳＣＶ８１は、独立通路３９２ではなく、その独立通路３９２に接続される第２ポート１８に配設してもよい。

ＳＣＶ８１は、機関出力軸方向に延びる弁軸８２によって弁体８１ａが開動作されるように構成されており、この弁体８１ａは、サージタンク３８の気筒列方向一側（右側）の外面に取付けられたアクチュエータ８３によって作動するようになっている。ＳＣＶ８１、弁軸８２及びアクチュエータ８３が本構成例における流動制御デバイス８０を構成している。

前述の如く、バイパス通路４０の下流側部分は２股に分岐しており、分岐した各通路（以下、「分岐通路」４４ｂ、４４ｃという）の下流端部は、両方とも、サージタンク３８の上面に接続されている。

そのような接続構造を実現するべく、サージタンク３８の上面には、気筒列方向に間隔を空けて配置され且つ、サージタンク３８の内外を連通させるように構成された第１及び第２導入部３８ｃ、３８ｄが設けられている。

そして、第１及び第２導入部３８ｃ、３８ｄのうち、気筒列方向の一側（右側）に位置する第１導入部３８ｃには、一方の分岐通路（以下、「第１分岐通路」ともいう）４４ｂの下流端部が接続されている一方、他側（左側）に位置する第２導入部３８ｄには、他方の分岐通路（以下、「第２分岐通路」ともいう）４４ｃの下流端部が接続されている（図１０も参照）。

具体的に、第１及び第２導入部３８ｃ、３８ｄは、双方とも短筒状に形成されており、図８に示すように、サージタンク３８の上面から気筒列方向に対して垂直に且つ、斜め上前方に向かって延びている。

第１導入部３８ｃは、図８に示すように、サージタンク３８において、２番気筒１１Ｂの第２ポート１８Ｂに対応する独立通路３９２付近の部位（第２下流側通路７２Ｂの上流端部付近の部位）に対向するように配設されている。対して、第２導入部３８ｄは、４番気筒１１Ｄの第２ポート１８Ｄに対応する独立通路３９２付近の部位（第４下流側通路７２Ｄの上流端部付近の部位）に対向するように配設されている。第１及び第２導入部３８ｃ、３８ｄの構成が、第１及び第２分岐通路４４ｂ、４４ｃとサージタンク３８との接続箇所を規定している。

つまり、過給時においては、エンジン１の運転に伴い、クランクシャフト１５からの出力が、駆動ベルト及び駆動プーリ３４ｄを介して伝達されて、ロータを回転させる。ロータが回転することにより、過給機３４は、第１通路３３から吸い込んだガスを、圧縮した上で吐出口３４ｃから吐き出す。吐き出されたガスは、ケーシング３４ｂの前方に配置された第２通路３５に流入する。

図７の矢印Ａ２に示すように、過給機３４から吐出されて第２通路３５に流入したガスは、過給機３４の吐出口３４ｃから前方に向かって流れた後、第２通路３５に沿って下方へと流れる。下方へ流れたガスは、第２通路３５の下部に至った後、インタークーラ３６に向かって後方へ流れる。

続いて、図７の矢印Ａ３に示すように、第２通路３５を通過したガスは、前面側の開口部３６ｄからクーラハウジング３６ｃの内部に流入し、その前側から後方に向かって流れる。クーラハウジング３６ｃの内部に流入したガスは、コア３６ａを通過する際に、ウォータチューブに供給された冷却水によって冷却される。冷却されたガスは、クーラハウジング３６ｃにおける後面側の開口部３６ｅから流出し、第３通路３７に流入する。

そして、図７の矢印Ａ４に示すように、インタークーラ３６から第３通路３７へ流入したガスは、集合部３７ａを通過した後、導入部３７ｂの上流側部分に沿って右斜め上方へ流れ（図８の区間Ｓ１も参照）、その後、導入部３７ｂの下流側部分に沿って直上方へ流れる（図８の区間Ｓ２も参照）。図７の矢印Ａ５に示すように、導入部３７ｂを通過したガスは、サージタンク３８における、気筒列方向の略中央の空間に流入し、サージタンク３８にて一時的に蓄えられた後、独立通路３９を介して各シリンダ１１の吸気ポート１７、１８へ供給される。

−バイパス通路側の通路構造−
次に、バイパス通路４０側の通路構造について詳細に説明する。

図１０は、バイパス通路４０側の通路構造を上側から見て示す図であり、図１１は、サージタンク３８とバイパス通路４０との接続構造を示す縦断面図であり、図１２は、バイパス通路４０からサージタンク３８を介して燃焼室１６へ至る通路構造を、閉状態にあるＳＣＶ８１と併せて示す横断面図である。

バイパス通路４０は、第１通路本体３３ｂ上面に設けられた分岐部から上方に向かって延びた後に、右方に向かって略ストレートに延びる（図４及び図５も参照）。バイパス通路４０は、右方に向かって延びた部分がサージタンク３８の中央付近（具体的には、気筒列方向における中央）に至ると、斜め下後方に向かうように向きを変えた後に、２股に分岐する。分岐した各々が、サージタンク３８の上面に接続されるようになっている。

具体的に、バイパス通路４０は、流れ方向に沿って上流側から順に、バイパスバルブ４１が内蔵されたバルブボディ４１ａと、バルブボディ４１ａを通過したガスの流れ方向を変更する曲管部４２と、曲管部４２を通過したガスを右方に向かって導く直管部４３と、直管部４３を通過したガスを斜め下後方に向かって導いた後、２股に分岐してサージタンク３８に接続される分岐管部４４とから構成されている。

バルブボディ４１ａは、短筒状に形成されており、図５に示すように、第１通路３３に対して上方且つ、過給機３４に対して左方において、両端の開口を上下に向けた姿勢で配置されている。また、バルブボディ４１ａは、第１通路３３と同様に、取付面１０ａの左端付近の部分よりも前方に位置している。バルブボディ４１ａの上流端（下端）には、第１通路３３の分岐部が接続されている一方、バルブボディ４１ａの下流端（上端）には、曲管部４２の上流端が接続されている。

曲管部４２は、エルボ状の管継手として構成されており、第１通路３３、ひいてはバルブボディ４１ａの上方位置において、下方と右方とに開口を向けた姿勢で配置されている。よって、曲管部４２に流入したガスは、第１通路３３におけるガスの主流に対して垂直な方向（直上方）に向かって流れた後、曲管部４２の曲がり方向に従って流れの向きが変更される。その結果、曲管部４２を流れるガスは、気筒軸方向視したとき（図１０を参照）に、若干、後方へ流れつつ、気筒列方向の外側から内方（左側から右方）に向かって流れる。また、曲管部４２は、第１通路３３及びバルブボディ４１ａと同様に、取付面１０ａの左端付近の部分よりも前方に位置している。曲管部４２の上流端（下端）には、既に述べたようにバルブボディ４１ａの下流端（上端）が接続されている一方、曲管部４２の下流端（右端）には、直管部４３の上流端が接続されている。

直管部４３は、長筒状（具体的には、気筒列方向の一側（左側）から他側（右側）へ向かう方向に延びる筒状）に形成されており、図４〜図５から見て取れるように、第１通路３３ないし過給機３４の上方位置において、両端の開口を左右に向けた姿勢で配置されている。直管部４３の上流端（左端）には、既に述べたように曲管部４２の下流端（右端）が接続されている一方、直管部４３の下流端（右端）には、分岐管部４４の上流端が接続されている。

分岐管部４４は、エルボ状に曲折された曲折通路４４ａと、その曲折通路４４ａの下流端からトーナメント状に分岐した２本の分岐通路４４ｂ、４４ｃとから構成されており、過給機３４ないしサージタンク３８の上方位置において、曲折通路４４ａの上流端を左方に向けて且つ、分岐した２本の分岐通路４４ｂ、４４ｃを両方とも斜め下後方に向けた姿勢で配置されている。

詳しくは、曲折通路４４ａは、左側から右方へ向かうにつれて、前方から斜め下後方へ向かうように、略直角に曲折されている。この曲折通路４４ａの後端部は、図１０に示すように、気筒軸方向視したときに、略Ｔ字状に２本の分岐通路４４ｂ、４４ｃに分岐している。

２本の分岐通路４４ｂ、４４ｃの流路長は、実質的に同じであり、分岐した一方の分岐通路である第１分岐通路４４ｂは、分岐箇所から気筒列方向に沿って右方へ延びた後、斜め下後方に向かうように曲折されている。対して、分岐した他方の分岐通路である第２分岐通路４４ｃは、分岐箇所から気筒列方向に沿って左方へ延びた後、斜め下後方に向かうように曲折されている。２本の分岐通路４４ｂ、４４ｃの各々の下流端部は、前述の如く、サージタンク３８の上面に形成された第１導入部３８ｃ及び第２導入部３８ｄの各々に接続されている。

バイパス通路４０を構成する部品をサージタンク３８に取り付けたとき、２本の分岐通路４４ｂ、４４ｃの各々と、第１導入部３８ｃ及び第２導入部３８ｄの各々とが、それぞれ１本の通路を構成するようになっている。これら２本の通路は、それぞれ、各々の下流端部（つまり、第１導入部３８ｃ及び第２導入部３８ｄの各々）が下流側通路７２の上流側に接続され、中継部としてのサージタンク３８を介して燃焼室１６へガスを供給するようになっており、双方とも「上流側通路」を例示している。本構成例では、上流側通路に符号“７１”を付すと共に、第１分岐通路４４ｂ及び第１導入部３８ｃに対応する上流側通路７１を第１上流側通路７１Ａと呼称し、第２分岐通路４４ｃ及び第２導入部３８ｄに対応する上流側通路７１を第２上流側通路７１Ｂと呼称する場合がある。

前述の下流側通路７２は、そうした上流側通路７１に対して、中継部としてのサージタンク３８を介して接続されている。

自然吸気時において、バイパス通路４０に流入したガスは、該バイパス通路４０を成す各部４１〜４４を通過して各シリンダ１１へ至る。

つまり、スロットルバルブ３２を通過したガスは、バイパスバルブ４１の開閉状況に応じて、第１通路３３の途中からバイパスバルブ４１のバルブボディ４１ａに流入する。

図１０の矢印Ａ６に示すように、バルブボディ４１ａを通過して曲管部４２に流入したガスは、直上方に向かって流れた後、若干後方へ向いつつも、右方へ向かって流れる。

続いて、曲管部４２を通過したガスは、図１０の矢印Ａ７に示すように、直管部４３に沿って右方へ流れた後、分岐管部４４に流入する。そして、同図の矢印Ａ８〜Ａ１０に示すように、分岐管部４４に流入したガスは、曲折通路４４ａを通過した後、第１分岐通路４４ｂと第２分岐通路４４ｃとに分配されて、分配された各々がサージタンク３８に流入する（図１１〜図１２の矢印Ａ９〜Ａ１０も参照）。サージタンク３８に流入したガスは、独立通路３９を介して各シリンダ１１の吸気ポート１７、１８へ供給される。

対して、過給時においては、サージタンク３８からバイパス通路４０に逆流したガスは、バイパス通路４０の各部４１〜４４を自然吸気時とは逆向きに通過して、第１通路３３に流出する。

−吸気ポートの構成−
以下、吸気ポート１７、１８の構造について詳細に説明する。前述の如く、吸気ポート１７、１８としての第１ポート１７及び第２ポート１８は、双方とも、いわゆるタンブルポート形状とされている。このタンブルポート形状は、燃焼室１６周辺の構成とも密接に関連するため、最初に燃焼室１６周辺の構成について詳細に説明する。図１３は、タンブルポート形状とされた吸気ポート構造と、燃焼室の構造とについて説明する図である。

燃焼室１６の天井面９０は、前述のようにペントルーフ形状であり、シリンダヘッド１３の下面によって構成されている。具体的に、天井面９０は、図１３示すように、燃焼室１６を機関出力軸方向視したときに、吸気側から気筒軸（簡便のため、図１２〜図１４においてのみ、符号“Ｃ”を付す）に向かって上り勾配となっている吸気側傾斜面と、排気側から気筒軸Ｃに向かって上り勾配となっている排気側傾斜面とによって構成されている。

吸気側傾斜面には、２つの吸気口９３が開口している（図１３には１つのみ図示）。詳細な図示は省略するが、２つの吸気口９３は、機関出力軸方向に並んで配設されている。各吸気口９３の周縁部には、それぞれ、リング状のバルブシートが配設されている。

第１ポート１７と第２ポート１８は、各々２つの吸気口９３の各々に接続されている。便宜上、以下では第２ポート１８に関連した構成についてのみ説明するが、第１ポート１７の構成も同様である。

第２吸気ポート１８には、前述の吸気バルブ２１が配設されている。吸気バルブ２１は、不図示の動弁機構（例えばＤＯＨＣ式の機構）によって駆動されるよう構成されており、上下に往復動することによって、吸気口９３を開閉する。

詳しくは、吸気バルブ２１は、いわゆるポペットバルブとして構成されている。具体的に、吸気バルブ２１は、上下に往復動するバルブステム（軸部）２１１と、バルブステム２１１の下端部に接続されかつ、燃焼室１６の内側（内方側）から吸気口９３に当接することにより、その吸気口９３を燃焼室１６の中から閉塞するよう構成されたバルブヘッド（傘部）２１２とを有している。

バルブステム２１１は、円筒状のバルブガイド（不図示）に挿し通されており、軸方向に上下動するようになっている。バルブステム２１１の下端部は、バルブヘッド２１２の傘裏２１２ａに接続されている。一方、バルブステム２１１の上端部は、前述の動弁機構に連結されている。

バルブヘッド２１２は、その傘裏２１２ａが吸気口９３に設けられたバルブシート９４に密着することによって、吸気口９３を燃焼室１６の内部から閉塞するようになっている。その状態から吸気バルブ２１が下側に移動すると、傘裏２１２ａとバルブシート９４とが離隔して、吸気口９３が開放される。このとき、傘裏２１２ａとバルブシート９４との間隔（いわゆるバルブリフト量）に応じて、第２ポート１８から燃焼室１６の中に流入する吸気の流量が調整される。

次に、第２ポート１８のタンブルポート形状について説明する。この説明は、第１ポート１７においても同様である。

第２ポート１８の下流側部分は、機関出力軸に垂直な断面視において、気筒軸Ｃに対して斜めに傾斜している。具体的に、第２ポート１８の下流端部は、図１３に示すように、燃焼室１６を機関出力軸方向視したときに、吸気側から気筒軸Ｃに向かうにつれて、燃焼室１６に対して上方に離れた位置から下側（気筒軸Ｃ方向の燃焼室１６側）に向かって延びており、天井面９０の吸気口９３に繋がっている。

ここで、第２ポート１８の下流端部、特に、その下流端部の下半部は、この第２ポート１８に対応する吸気バルブ２１が吸気口９３を開放したとき（少なくとも、吸気バルブ２１のバルブリフト量が最大量になったとき）に、機関出力軸に垂直な断面視において、そのバルブヘッド２１２のうち、バルブステム２１１よりも気筒軸Ｃ側に位置する部分の傘裏２１２ａと、その傘裏２１２ａに対向する天井面９０との間を指向するように延びている（図１３の矢印ａ１〜ａ２を参照）。

このように構成すると、吸気バルブ２１が吸気口９３を開放したときに、第２ポート１８から燃焼室１６に流入した吸気は、傘裏２１２ａと、それに対向する天井面９０との間を流れるように導かれる。そのように導かれた吸気は、気筒軸Ｃを挟んで吸気バルブ２１とは反対側（つまり、排気側）のシリンダ１１内周面から縦方向（気筒軸Ｃ方向）の下側に向かって流れた後、吸気バルブ２１へ向かって縦方向の上側へ流れる。こうして、燃焼室１６に流入した吸気は、機関出力軸に平行な中心軸まわりの旋回流を生成するようになる。よって、燃焼室１６において、タンブル流の強度が高まる。

（ガスの導入に関係する構成）
図１４は、バイパス通路４０からサージタンク３８を介して燃焼室１６へ至る通路構造を、開状態にあるＳＣＶ８１と併せて示す横断面図である。また、図１５は、サージタンク３８周辺の流路構造を上側から見て示す平面図であり、図１６は、その流路構造を後側から見て示す後面図である。図１５〜図１６は、双方とも、サージタンク３８周辺の部材を鋳造するときの中子の形状に相当する。

エンジン１は、該エンジン１を運転するためのＥＣＵを備えている。ＥＣＵは、各種のセンサより出力された検知信号に基づいて、エンジン１の運転状態を判断すると共に、種々のアクチュエータの制御量を計算する。そして、ＥＣＵは、計算した制御量に対応する制御信号を、インジェクタ６、点火プラグ２５、吸気電動ＶＶＴ２３、排気電動ＶＶＴ２４、燃料供給システム６１、スロットルバルブ３２、ＥＧＲバルブ５４、過給機３４の電磁クラッチ３４ａ、バイパスバルブ４１、及び流動制御デバイス８０等に出力し、エンジン１を運転する。

エンジン１の運転領域は、例えばエンジン回転数と負荷とによって区分されるようになっており、ＥＣＵは、各運転領域に対応した運転状態を実現するように、各アクチュエータを制御する。

例えば、ＥＣＵは、所定負荷よりも低負荷側の運転領域（以下、「燃費領域」という）では、自然吸気によってエンジン１を運転する。具体的に、ＥＣＵは、電磁クラッチ３４ａを遮断すると共に、バイパスバルブ４１を全開にする。

一方、ＥＣＵは、その所定負荷よりも高負荷側の運転領域（以下、「過給域」という）では、過給機３４を駆動することにより、各シリンダ１１に導入されるガスを過給する。具体的に、ＥＣＵは、電磁クラッチ３４ａを接続すると共に、バイパスバルブ４１の開度を適宜調整する。

また、ＥＣＵは、燃費領域における低負荷側（燃費領域を、前記所定負荷とは異なる所定値によって低負荷側と高負荷側とに２分したときの低負荷側）の領域では、スワールの生成を促進するべく、弁体８１ａを閉動作させることにより、ＳＣＶ８１を閉じる。これにより、第１ポート１７を通過するガスの流量が相対的に増大し、ガスのミキシングを促進することが可能になる。

対して、ＥＣＵは、燃費領域における高負荷側の領域から過給領域にかけては、ガスの導入量を確保するべく、弁体８１ａを前述の所定開度まで開動作させることにより、ＳＣＶ８１を開く。ＳＣＶ８１を開いた分、２つの吸気ポート１７、１８を通過するガスの総流量が相対的に増大し、燃焼室１６において、多量の混合気を形成することが可能になる。

−流動制御弁に関係する構成−
近年、前述のＳＣＶ８１やタンブルコントロールバルブ（Tumble Control Valve：ＴＣＶ）といった流動制御弁を備えたエンジン１において、例えば熱効率の向上という観点から、ポンプ損失の低減が要求されている。ポンプ損失を低減するためには、バイパス通路４０など、種々の通路を介して燃焼室１６へ至るガスをスムースに導くことが求められる。

本願発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、ＳＣＶ８１をはじめとする流動制御弁の構成やレイアウトに関し、ガスを燃焼室１６へ導く上で改善の余地があることに気付いた。

以下、流動制御弁としてのＳＣＶ８１に関連した構成について詳細に説明する。

ここでは、便宜上、第１上流側通路７１Ａと第２下流側通路７２Ｂとに関連する構成について説明するが、例えば、第２上流側通路７１Ｂと第４下流側通路７２Ｄとに関連する構成についても同様である。

図１２〜図１４に示すように、第１上流側通路７１Ａの下流端部（この構成例では第１導入部３８ｃに相当しているため、以下では符号“３８ｃ”を付す）と、第２下流側通路７２Ｂの上流端部（この構成例では独立通路３９２に相当しているため、以下では符号“３９２”を付す）とが、互いに異なる方向を指向するように構成されている。詳しくは、第１上流側通路７１Ａの下流端部３８ｃは、斜め下後方を指向している一方、第２下流側通路７２Ｂの上流端部３９２は、略後方を指向している。このことは、第１上流側通路７１Ａの下流端部３８ｃが、第２下流側通路７２Ｂの上流端部３９２に対して、所定の角度をもってサージタンク３８に接続されていることに等しい。

また、図１２に示すように、弁体８１ａが第２下流側通路７２Ｂを閉塞しているときには、第１上流側通路７１Ａの下流端部３８ｃは、弁体８１ａとは対向しないように構成されている。

具体的に、ＳＣＶ８１の弁体８１ａは、閉状態にあっては、上端側が後方に位置する一方、下端側が前方へ突き出すように傾斜した姿勢とされており、第２下流側通路７２Ｂに対応する独立通路３９２を閉塞している。

そして、第１上流側通路７１Ａの下流端部３８ｃの内壁面からガスの流れ方向に沿って延びる延長線Ｌ１、Ｌ２は、双方とも、閉状態にある弁体８１ａとは交わらないようになっている。なお、これらの延長線Ｌ１、Ｌ２は、図例では機関出力軸に垂直な断面視における延長線となっているが、これには限られない。少なくとも、弁軸８２に垂直な断面視における延長線とすればよい。

この場合、例えば燃費領域において、第１上流側通路７１Ａの下流端部３８ｃを介してサージタンク３８へ流入したガスは、サージタンク３８の内底面３８ａに吹き付けられた後、独立通路３９１、３９２を介して吸気行程にあるシリンダ１１（つまり、サージタンク３８に対して相対的に負圧となっているシリンダ１１）へ吸い込まれることとなる。

図１２と図１４との比較から見て取れるように、ＳＣＶ８１の弁体８１ａは、閉状態から所定開度まで開くとき、機関出力軸に垂直な断面視において、反時計回り方向に回動する。

そのようにして弁体８１ａが所定開度まで開動作したとき、第１上流側通路７１Ａの下流端部３８ｃは、弁体８１ａ（特に、弁体８１ａの表面又は裏面）の少なくとも一部と向かい合うように構成されている。

具体的に、ＳＣＶ８１の弁体８１ａが所定開度まで開動作すると、弁体８１ａのうち閉状態において上端側とされていた部分は、独立通路３９２から後方へ突出して第２ポート１８Ｂに没入する一方、弁体８１ａのうち閉状態において下端側とされていた部分は、独立通路３９２（つまり第２下流側通路７２Ｂそのもの）から前方へ突出してサージタンク３８の中に入り込む。

そして、第１上流側通路７１Ａの下流端部３８ｃの内壁面からガスの流れ方向に沿って延びる延長線Ｌ１、Ｌ２のうち少なくとも一方は、開動作に伴ってサージタンク３８へ入り込んだ部分と交わることになる。このことは、第１上流側通路７１Ａの下流端部３８ｃと、弁体８１ａ（特に、弁体８１ａの表面又は裏面）のうちの少なくとも一部、特に独立通路３９２から突出した一部とが対向していることに等しい。

この場合、例えば燃費領域において、第１上流側通路７１Ａの下流端部３８ｃを介してサージタンク３８へ流入したガスの少なくとも一部は、弁体８１ａのうち第２下流側通路７２Ｂから突出した部分に吹き付けられた後、ガスが吹き付けられる弁体８１ａに対応するシリンダ１１が吸気行程にあれば、その第２下流側通路７２Ｂに導入されるようになる。

さらに、第２下流側通路７２Ｂにおける内壁面を、気筒軸Ｃ方向において燃焼室１６に近接した一方側（この構成例では下側）と、該燃焼室１６から離間した他方側（この構成例では上側）とに２分すると、弁体８１ａは、所定開度まで開動作したとき、ガスの流れ方向に沿って上流側から下流側（前側から後側）に向かうにしたがって、下流側通路７２における他方側の内壁面（この構成例では上側の内壁面）を指向するように延びている。

したがって、弁体８１ａに吹き付けられて第２下流側通路７２Ｂに導入されたガスは、弁体８１ａが指向している上側の内壁面に沿って流れた後、燃焼室１６へ導入される。

以上説明したように、例えばエンジン１の運転状態が燃費領域にある場合、流動制御弁としてのＳＣＶ８１の弁体８１ａが所定開度まで開動作する。そのとき、図１４に示すように、その弁体８１ａ（特に、弁体８１ａの表面又は裏面）の少なくとも一部が、第１上流側通路７１Ａの下流端部３８ｃと向かい合うようになっている。

すなわち、例えば第１上流側通路７１Ａの下流端部３８ｃと、第２下流側通路７２Ｂの上流端部３９２とが互いに異なる方向を指向していた場合、第１上流側通路７１Ａから流れ出るガスは、第２下流側通路７２Ｂにはスムースに流入せず、その上流端部３９２の付近の壁部３８ａに衝突することになる。このことは、ガスをスムースに導く上で不都合である。

対して、図１４に示すように、第１上流側通路７１Ａから流れ出たガスは、その下流端部３８ｃに対して向かい合うよう構成された弁体８１ａに衝突するようになる。弁体８１ａが第２下流側通路７２Ｂに設けられていることと、その第２下流側通路７２Ｂが弁体８１ａの開動作に伴って開放されていることと、その第２下流側通路７２Ｂは吸気行程においては相対的に負圧となること等を考慮すると、弁体８１ａに衝突したガスは、開放されている第２下流側通路７２Ｂをスムースに流れるようになる。そのことで、燃焼室１６までガスをスムースに導くことができる。

また、図１４に示すように、第１上流側通路７１Ａの下流端部３８ｃと、第２下流側通路７２Ｂの上流端部３９２とが向かい合わないようになっているものの、そのような場合においてもなお、第１上流側通路７１Ａから流れ出るガスは、その下流端部３８ｃと向かい合う弁体８１ａを介して第２下流側通路７２Ｂへ導かれるようになる。そのことで、燃焼室１６までガスをスムースに導く上で有利になる。

また、図１４に示すように、第１上流側通路７１Ａから流れ出るガスは、第２下流側通路７２Ｂの通路内まで至らずとも、そこから突出した弁体８１ａを介して第２下流側通路７２Ｂに流れ込むようになる。このことは、第１上流側通路７１Ａと第２下流側通路７２Ｂとの相対位置関係の自由度を保ちつつ、燃焼室１６までガスをスムースに導くことができるという点で、吸気通路３０全体のレイアウトを決定する上で有利になる。

また、第１上流側通路７１Ａと第２下流側通路７２Ｂとの間にサージタンク３８が介在すると、サージタンク３８の形状やレイアウト次第では、ガスを燃焼室１６まで導く上で不利となる可能性がある。

しかし、図１４に示すように、弁体８１ａのうちの一部が、第２下流側通路７２Ｂから突出してサージタンク３８の中に入り込むようになる。この部分は、第１上流側通路７１Ａの下流端部３８ｃと向かい合うようになっているから、前述の如く、燃焼室１６までガスをスムースに導く上で有利になる。

また、前記実施形態によると、第２ポート１８はタンブルポート形状である。よって、燃焼室１６において、タンブル流の強度を高めることができる。

ここで、タンブル流の強度をさらに高めるためには、ガスの縦方向の流動を強くすることが求められる。そのための方策としては、第２ポート１８を含んで構成される第２下流側通路７２Ｂにおいて、気筒軸方向において燃焼室１６から離間した上側の内壁面に沿ってガスを流すことが考えられる。このように構成すると、気筒軸方向において燃焼室１６に近接した下側の内壁面に沿ってガスを流す場合と比較して、燃焼室１６から離間させた分だけ縦方向の流動を強くすることが可能になる。

そこで、図１４に示すように、弁体８１ａは、所定開度まで開動作したとき、ガスの流れ方向に沿って上流側から下流側に向かうにしたがって、第２下流側通路７２Ｂにおける上側の内壁面を指向するように延びている。このように構成すると、弁体８１ａに沿って流れるガスは、図１４の矢印Ａ９’に示すように上側の内壁面に向かって流れると共に、その上側の内壁面に沿って流れるようになる。これにより、タンブル流の強度をさらに高めることが可能になる。

−ガスの吹き戻しに関係する構成−
前述のように、エンジン１は、その運転に際して、１番気筒１１Ａ、３番気筒１１Ｃ、４番気筒１１Ｄ、２番気筒１１Ｂの順で燃焼を行うようになっている。

以下、燃焼順が前後し且つ、気筒列方向に隣接した２つのシリンダ１１を、燃焼が発生する順に先発気筒及び後発気筒と称する場合がある。すなわち、このエンジン１の場合、２番気筒１１Ｂを１組目の先発気筒とし且つ、１番気筒１１Ａを１組目の後発気筒とするペアと、３番気筒１１Ｃを２組目の先発気筒とし且つ、４番気筒１１Ｄを２組目の後発気筒とするペアとが構成されるようになっている。以下、特に断りが無い限り、１組目の先発気筒及び後発気筒について説明する。その場合、先発気筒に対しては、２番気筒１１Ｂと同じ符号“１１Ｂ”を付す一方、後発気筒に対しては、１番気筒１１Ａと同じ符号“１１Ａ”を付すことにする。

ところで、前記実施形態の如きエンジン１では、例えば筒内温度の確保、及びポンプ損失の低減等の観点から、前述の燃費領域において、内部ＥＧＲシステムを介してネガティブオーバーラップ期間（ＮＶＯ）を設けることが考えられる。

具体的に、排気電動ＶＶＴ２４は、燃費領域においては、ＥＣＵから受けた制御信号にしたがって、排気バルブ２２の閉時期（以下、「ＥＶＣ」という）を排気上死点前の所定のクランク角に保持する。ＥＶＣの調整は、排気電動ＶＶＴ２４によって行われるようになっているため、ＥＶＣを略一定に保つと、ＥＶＯもまた、略一定に保たれる。こうして、排気電動ＶＶＴ２４は、ＥＶＣを排気行程中に設定する。

対して、吸気電動ＶＶＴ２３は、燃費領域においては、ＥＣＵから受けた制御信号にしたがって、吸気バルブ２１の開時期（以下、「ＩＶＯ」という）を排気上死点後の所定のクランク角に設定する。よって、この燃費領域においては、排気上死点を挟んで吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が共に閉弁したネガティブオーバーラップ期間が設けられる。

なお、このエンジン１においては、吸気電動ＶＶＴ２３は、ＩＶＣを圧縮行程の前期から中期までの間に設定する。すなわち、このエンジン１においては、いわゆる、吸気バルブ２１の“遅閉じ”を行うことができる。遅閉じを行うことで、ガスの充填量を少なくすることができる。

ネガティブオーバーラップ期間を設けることによって、燃焼室１６の中に既燃ガスが閉じ込められる（いわば、内部ＥＧＲガスが導入される）。そのことで、燃焼室１６の中の温度、特に着火前の温度が高まる。これにより、例えば、燃費性能を高めるべく、一般的な火花点火燃焼に代えて圧縮着火燃焼を行うときに、その燃焼を安定して行うことが可能になる。また、ＩＶＣを遅らせることになるため、ガスの充填量が低減する。燃費領域では充填量を少なくするが、ネガティブオーバーラップ期間を設けることに伴い、ミラーサイクルを実現することになるため、スロットリングを省略又は抑制することができる。そのことで、ポンプ損失が低減する。

ところが、このような制御を実行した場合、吸気行程から圧縮行程へ移行した直後、吸気バルブ２１は開弁したままとなるから、ピストン１４の上昇に伴って、シリンダ１１内に導入された内部ＥＧＲガスが吸気側へ吹き戻るようになる。

特に、前記実施形態のように、サージタンク３８を吸気ポート１７、１８の入口近傍に配設した場合、吸気側へ吹き戻されたガスが、吸気ポート１７、１８及び独立通路３９１、３９２を介してサージタンク３８まで逆流する可能性がある。

その一方で、４気筒エンジンの場合、前述のように定義された先発気筒１１Ｂが圧縮行程にあるとき、後発気筒１１Ａは、吸気行程の最中となる。よって、先発気筒１１Ｂからガスが吹き戻されるとき、後発気筒１１Ａの内部は負圧となるから、先発気筒１１Ｂと後発気筒１１Ａとが気筒列方向に隣接していることを考慮すると、ランナー長を短く構成したが故に、先発気筒１１Ｂから吹き戻されたガスが、サージタンク３８を介して吸気行程中の後発気筒１１Ａに吸入されてしまう可能性のあることに、本願発明者等は気付いた。

本願発明者等は、さらに検討を重ねた結果、バイパス通路４０とサージタンク３８との接続箇所次第では、先発気筒１１Ｂから吹き戻されたガスの後発気筒１１Ａへの吸入が促進されてしまい、その結果、いわゆるプレイグニッション（以下、「プレイグ」ともいう）に至る虞があることを見出した。

例えば、周知のように、バイパス通路４０をサージタンク３８の気筒列方向中央部（この構成例の場合、２番気筒１１Ｂと３番気筒１１Ｃの間）に接続することが考えられる。

この場合、バイパス通路４０及びサージタンク３８の接続部と、先発気筒１１Ｂに通じる独立通路３９の上流端部と、後発気筒１１Ａに通じる独立通路３９の上流端部とが、気筒列方向において、この順で並ぶことになる。そうすると、バイパス通路４０からサージタンク３８へ流入したガスは、サージタンク３８の内部において、先発気筒１１Ｂに対応する独立通路３９の上流端部付近のスペースと、後発気筒１１Ａに対応する独立通路３９の上流端部付近のスペースとを、この順で通過するような流動を形成する。そうすると、バイパス通路４０からサージタンク３８へ流入したガスが“追い風”となり、先発気筒から吹き戻されたガスを後発気筒側へ押し流してしまうことになる。具体的に、そのような追い風が発生すると、先発気筒１１Ｂから吹き戻されたガスが後発気筒１１Ａ側へ押し流されることになる。

本願発明者等は、先発気筒１１Ｂから吹き戻されたガスが、バイパス通路４０から流入したガスによって押し流された結果、後発気筒１１Ａにおいてガスが過剰に吸入されてしまい、その結果、プレイグに至る虞があることに気付いた。

プレイグを抑制するためには、バイパス通路４０から流入したガスが“向い風”となるように、バイパス通路４０をサージタンク３８の気筒列方向における端部（この構成例の場合、１番気筒１１Ａよりも右側、又は、４番気筒１１Ｄよりも左側）に接続することが考えられる。

この場合、バイパス通路４０及びサージタンク３８の接続部と、後発気筒１１Ａに通じる独立通路３９の上流端部と、先発気筒１１Ｂに通じる独立通路３９の上流端部とが、気筒列方向においてこの順で並ぶことになる。しかし、このように構成してしまうと、吹き戻されたガスの吸入こそ抑制されるものの、バイパス通路４０から後発気筒１１Ａに至る流路長に対して、バイパス通路４０から先発気筒１１Ｂに至る流路長が長くなるため、先発気筒１１Ｂにおいて応答性の悪化を招き得る。また、流路長が気筒間で異なると、充填効率などの状態量において、気筒間差が拡大する虞もあるため好ましくない。

プレイグを抑制するための別の方策としては、例えばサージタンク３８の容量を大きくすることが考えられるものの、この場合、サージタンク３８の容量を大きくした分だけ、吸気通路３０全体の容積が増大するため、特に過給機３４と組み合わせて構成したときに、過給レスポンスの低下を招く虞があるという点で好ましくない。また、このように構成してしまうと、吸気通路３０の周辺部品のレイアウトにも支障を来たし得るため不都合である。

しかし、この構成例においては、前述のように、サージタンク３８とバイパス通路４０とが接続される第１導入部３８ｃは、図１５に示すように、２番気筒１１Ｂの第２ポート１８Ｂに対応する独立通路３９２付近の箇所に配設されている。その結果、バイパス通路４０とサージタンク３８との接続箇所は、気筒列方向において、複数の独立通路３９のうち先発気筒１１Ｂに対応する独立通路３９２の上流端部から、後発気筒１１Ａに対応する独立通路３９１の上流端部にかけての区間内に対向して設定されるようになっている。

しかも、この第１導入部３８ｃに接続される第１分岐通路４４ｂを通過するガスは、該第１分岐通路４４ｂの延設方向に従って、気筒列方向において右側へ向かうように指向される。先発気筒としての２番気筒１１Ｂに対して、後発気筒としての１番気筒１１Ａが右側に隣接していることを考慮すると、この第１分岐通路４４ｂは、該第１分岐通路４４ｂを流れるガスを、先発気筒１１Ｂと後発気筒１１Ａとのうち、後発気筒１１Ａ寄りに指向させるように形成されているに等しい。

さらに詳しくは、第１分岐通路４４ｂの下流端部は、図１６に示すように、吸気通路３０を後方から正面視したときに、２番気筒１１Ｂの第２ポート１８Ｂに接続された独立通路３９２の上流端部と相互に重なり合うように配設されている（図１６の領域Ｏ１を参照）。

このように構成すると、後発気筒１１Ａが吸気行程にあるとき（つまり、サージタンク３８の内部において、後発気筒１１Ａに対応する上流端部付近が負圧となるとき）、バイパス通路４０からサージタンク３８内へ流入したガスは、該ガスを後発気筒１１Ａ寄りに指向させたことと相俟って、先発気筒１１Ｂから吹き戻されたガス（図１５の矢印Ａ１１を参照）と合流しないまま、後発気筒１１Ａ側へ向かう流れ（図１５の矢印Ａ９を参照）を形成するようになる。

よって、先発気筒１１Ｂから吹き戻されたガスにとって、バイパス通路４０から流入したガスが“追い風”となり難くなる。その結果、先発気筒１１Ｂから吹き戻されたガスの後発気筒１１Ａへの吸入を抑制し、ひいては、プレイグの発生を抑制することが可能になる。

しかも、バイパス通路４０をサージタンク３８の右端に接続した構成と比較して、充填効率などの気筒間差を縮小したり、先発気筒１１Ｂと後発気筒１１Ａとで同程度の応答性を確保することが可能になる。

このことは、２組目の先発気筒（３番気筒１１Ｃ）及び後発気筒（４番気筒１１Ｄ）に関しても同様である。この場合、バイパス通路４０とサージタンク３８との接続箇所は、気筒列方向において、複数の独立通路３９のうち先発気筒（３番気筒）１１Ｃに対応する独立通路３９の上流端部から、後発気筒（４番気筒）１１Ｄに対応する独立通路３９の上流端部にかけての区間内に対向して設定されるようになっている。また、第２導入部３８ｄに接続される第２分岐通路４４ｃは、該第２分岐通路４４ｃを流れるガスを、先発気筒１１Ｃと後発気筒１１Ｄとのうち、後発気筒１１Ｄ寄りに指向させる（つまり、左側に指向させる）ように形成されているに等しい。

そして、第２分岐通路４４ｃの下流端部は、図１６に示すように、吸気通路３０を後方から正面視したときに、４番気筒１１Ｄの第２ポート１８Ｄに接続された独立通路３９２の上流端部と相互に重なり合うように配設されている（図１６の領域Ｏ２を参照）。

このように構成することで、３番気筒１１Ｃ及び４番気筒１１Ｄにおいても、各シリンダ１１の応答性を確保しつつ、ガスの吹き戻しに起因したプレイグの発生を抑制することができる。

《他の実施形態》
前記実施形態では、ＦＦ方式の車両に搭載される横置きのエンジン１について例示したが、この構成には限られない。例えばＦＲ方式の車両に搭載される縦置きのエンジンとしてもよい。

また、前記実施形態では、直列４気筒エンジンについて例示したが、この構成には限られない。例えば、１気筒エンジンや直列６気筒エンジンとしてもよい。また、気筒数に応じて、バイパス通路４０において分岐する通路の本数を変更してもよい。

また、前記実施形態では、流動制御デバイス８０は、４つのＳＣＶ８１の全てに対して共通の弁軸８２とアクチュエータ８３を用いて構成されていたが、この構成には限られない。例えば、ＳＣＶ８１の各々に対して、上下方向に延びる弁軸と、各弁軸を駆動するアクチュエータとを設けてもよい。また、弁軸８２の延設方向に応じて、弁体８１ａの開き方向も変更されるところ、その変更に対応するようにバイパス通路４０とサージタンク３８との接続構造を変形してもよい。

また、第２通路３５及び第３通路３７によって構成される過給通路を上流側通路とみなしてもよい。この場合、特に第３通路３７の形状やレイアウトに応じて、弁体８１ａの開き方向等を変更すればよい。

また、前記実施形態では、いわゆるスーパーチャージャとして構成された過給機３４を例示したが、ターボチャージャとしてもよい。またそもそも、過給機３４は必須ではない。

１ エンジン
１０ エンジン本体
１１ シリンダ（気筒）
１１Ａ １番気筒（１組目の後発気筒）
１１Ｂ ２番気筒（１組目の先発気筒）
１１Ｃ ３番気筒（２組目の先発気筒）
１１Ｄ ４番気筒（２組目の後発気筒）
１６ 燃焼室
１７ 第１ポート（吸気ポート）
１８ 第２ポート（吸気ポート、下流側通路）
２１ 吸気バルブ
２１１ バルブステム（軸部）
２１２ バルブヘッド（傘部）
２１２ａ 傘裏
２３ 吸気電動ＶＶＴ（可変動弁機構）
３０ 吸気通路
３８ サージタンク（中継部）
３８ｃ 第１導入部（上流側通路）
３８ｄ 第２導入部（上流側通路）
３９ 独立通路
３９１ 独立通路
３９２ 独立通路（下流側通路の上流端部）
４０ バイパス通路
４４ｂ 第１分岐通路（上流側通路の下流端部）
４４ｃ 第２分岐通路（上流側通路の下流端部）
７１ 上流側通路
７２ 下流側通路
８０ 流動制御デバイス
８１ スワールコントロールバルブ
８１ａ 弁体
８２ 弁軸
９０ 天井面
９３ 吸気口
Ｃ 気筒軸

Claims (4)

1. 燃焼室に接続された吸気通路を備え、前記吸気通路は、上流側通路と、吸気ポートを含んで構成され、かつ前記上流側通路に対しては中継部を介して接続される一方、前記燃焼室に対しては前記吸気ポートを介して接続される下流側通路と、前記下流側通路に設けられ、弁体の開度調整を通じてガスの流動を制御する流動制御弁と、を有するエンジンの吸気通路構造であって、
   前記燃焼室の天井面に開口した吸気口を開閉する吸気バルブを備え、
   前記吸気バルブは、
   上下に往復動する軸部と、
   前記軸部の下端部に接続され、前記燃焼室の内方側から前記吸気口に当接することにより該吸気口を閉塞する傘部と、を有し、
   前記吸気ポートの下流端部は、前記吸気バルブが前記吸気口を開放したときに、前記傘部のうち前記軸部よりも気筒軸側に位置する部分の傘裏と、該傘裏に対向する前記天井面との間を指向し、
   前記上流側通路の下流端部は、前記弁体が所定開度まで開動作したときに、該弁体の少なくとも一部と向かい合うように構成され、
   前記下流側通路における内壁面を、気筒軸方向において前記燃焼室に近接した一方側と、該燃焼室から離間した他方側とに２分すると、前記弁体は、前記所定開度まで開動作したとき、前記下流側通路における前記他方側の内壁面を指向するように延びる
   ことを特徴とするエンジンの吸気通路構造。
2. 燃焼室に接続された吸気通路を備え、前記吸気通路は、上流側通路と、吸気ポートを含んで構成され、かつ前記上流側通路に対しては中継部を介して接続される一方、前記燃焼室に対しては前記吸気ポートを介して接続される下流側通路と、前記下流側通路に設けられ、弁体の開度調整を通じてガスの流動を制御する流動制御弁と、を有するエンジンの吸気通路構造であって、
   前記上流側通路の下流端部は、前記弁体が所定開度まで開動作したときに、該弁体の少なくとも一部と向かい合うように構成され、
   前記エンジンは、
   列状に配置された複数の気筒を有し、該複数の気筒の各々において所定の燃焼順に従って燃焼を行うよう構成されエンジン本体と、
   前記エンジン本体に設けられ、各々前記複数の気筒の各々に連通する複数の吸気ポートと、
   各々前記複数の吸気ポートの各々を開閉する複数の吸気バルブと、
   前記複数の吸気バルブの開閉タイミングを変更する可変動弁機構と、を備え、
   前記可変動弁機構は、前記エンジン本体の運転状態が所定の運転領域にあるときに、前記複数の吸気バルブの閉時期を圧縮行程中に設定するよう構成されており、
   前記下流側通路は、
   前記複数の吸気ポートの各々と、
   各々前記複数の吸気ポートの各々に接続された複数の独立通路と、を有し、
   前記中継部は、前記複数の吸気ポートの反気筒側端部に対して前記複数の独立通路を挟んで反対側に対向して配置され、かつ前記複数の独立通路各々の上流端部が対応する気筒の並ぶ順に従って列状に並んで接続されたサージタンクとして構成され、
   前記上流側通路は、その下流端部が前記サージタンクに接続され、該サージタンクに対してガスを導入するように構成されており、
   前記複数の気筒のうち、燃焼順が前後し且つ気筒列方向に隣接した２つの気筒を、燃焼が発生する順に先発気筒及び後発気筒と呼称すると、前記上流側通路の下流端部と前記サージタンクとの接続箇所は、気筒列方向において、前記複数の独立通路のうち前記先発気筒に対応する独立通路の上流端部から、前記後発気筒に対応する独立通路の上流端部にかけての区間内に対向して設定されており、
   前記上流側通路は、該上流側通路を流れるガスを、前記先発気筒と前記後発気筒とのうち、該後発気筒寄りに指向させるように形成されている
   ことを特徴とするエンジンの吸気通路構造。
3. 請求項１又は２に記載されたエンジンの吸気通路構造において、
   前記上流側通路の下流端部は、前記下流側通路の上流端部に対して所定の角度をもって、前記中継部に接続されていることを特徴とするエンジンの吸気通路構造。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載されたエンジンの吸気通路構造において、
   前記弁体が前記所定開度まで開動作したとき、
   前記弁体の少なくとも一部は、前記下流側通路から突出して前記中継部の中に入り込むと共に、
   前記上流側通路の下流端部は、前記弁体のうち前記下流側通路から突出した部分と向かい合うように構成されている
   ことを特徴とするエンジンの吸気通路構造。

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