JP2018173013A - 多気筒エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多気筒エンジンの吸気装置において、吸気通路をコンパクトにレイアウトしつつ、各気筒に対してガスを均等に分配する。
【解決手段】吸気通路３０は、各々吸気ポート１７、１８の各々に接続された複数の独立通路３９と、独立通路３９の上流端部が接続されたサージタンク３８と、各々下流端部がサージタンク３８に接続された第１及び第２分岐通路４６Ｒ、４６Ｌと、下流端部から第１及び第２分岐通路４６Ｒ、４６Ｌが分岐する上流側共有通路４３〜４５とを有する。上流側共有通路４３〜４５は、上流側から順に、気筒列方向の一側から他側へ向かう方向に延びる第１通路部４３と、サージタンク３８から離間するように延びた後、サージタンク方向を指向するように曲折された第２通路部４４と、サージタンク方向に沿って延びた後に第１及び第２分岐通路４６Ｒ、４６Ｌが分岐する第３通路部４５とを有する。
【選択図】図１２

Description

ここに開示する技術は、多気筒エンジンの吸気装置に関する。

特許文献１には、多気筒エンジンの吸気装置の一例として、列状に配置された３つの気筒と、各気筒につき２つの吸気ポートとを備えた直列３気筒エンジンのための吸気装置（インテークマニホールド）が開示されている。この吸気装置は、３つの気筒の各々につき、２本ずつ接続された計６本の独立通路（分配管）と、６本の独立通路それぞれの上流端部が、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（集合管）と、各々下流端部がサージタンクに接続され、そのサージタンクに対してガスを導入する２本の分岐通路（分岐管）と、を備えて構成されている。２本の分岐通路は、１本の共有通路から分岐するようになっており、いわゆるトーナメント式の吸気通路を構成している。

この特許文献１にはまた、２本の分岐通路を、気筒列方向に間隔を空けて接続することも開示されている。具体的に、特許文献１に開示された吸気装置は、２本の分岐通路のうちの一方を、１番気筒から２番気筒にかけての区間に対向する部位に接続すると共に、２本の上流側通路のうちの他方を、２番気筒から３番気筒にかけての区間に対向する部位に接続するようになっている。このように接続すると、各気筒に対して新気を均等に導入する上で有利になる。

特開平１０−０６８３６１号公報

ところで、前記特許文献１に記載されたようなトーナメント式の吸気通路を用いた場合、分岐前の共有通路に対応する部分に関しては、レイアウトの都合上、エンジンの外面に沿わせるべく、気筒列方向の一側から他側に向かう方向（例えば、エンジンのリア側からフロント側に向かう方向）に延設することが考えられる。そのようにして延設された共有通路は、サージタンクに向かって曲折された直後、複数の分岐通路に分岐して、サージタンクに対し、分岐した各々が気筒列方向に間隔を空けて接続されることになる。

ところが、このように構成した場合、気筒列方向の一側に接続される分岐通路と、他側に接続される分岐通路とで、ガスの導入量にバラツキが生じ得ることに、本願発明者等は気付いた。

すなわち、吸気通路を流れるガスは、共有通路を通過する際に、気筒列方向の一側から他側に向かう方向に指向されることになる。そうすると、複数の分岐通路のうち、気筒列方向における前記他側（例えば、エンジンのフロント側）に位置する分岐通路に関しては、相対的にガスが流れ易くなる一方、気筒列方向における前記一側（例えば、エンジンのリア側）に位置する分岐通路に関しては、それよりもガスが流れ難くなる。このような状況は、各気筒に対してガスを均等に分配する上で望ましくない。

そこで、サージタンクに向かって曲折された共有通路を、曲折した直後に分岐させるのではなく、一旦、気筒列方向に直交し且つサージタンクへ向かう方向（以下、「サージタンク方向」ともいう）に沿ってストレートに延ばした後に、複数の分岐通路に分岐させることが考えられる。この場合、共有通路を流れるガスは、サージタンク方向に延びる部分を区画する壁面に沿って流れることにより、気筒列方向の一側から他側に向かうような指向性が低減されて、サージタンク方向に指向されるようになる。これにより、気筒列方向の一側と他側とで、各分岐通路、ひいては各気筒に対してガスを均等に分配することができる。

このように、各分岐通路を流れるガスを均等にするためには、サージタンク方向に延びる部分の壁面に沿ってガスを流すことが求められる。その点、単にサージタンク方向に延びる部分を新設するだけでは、そのような要求を必ずしも満足するとは言えず、改善の余地がある。

またそもそも、サージタンク方向に延びる部分を新設すると、その部分の寸法に応じて、共有通路をサージタンクから離間させることになるため、吸気通路をコンパクトにレイアウトする上で支障を来す虞がある。対して、ガスの指向性を確実に低減するためには、そのような方向に延びる部分を可能な限り長く延ばすことが求められる。

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、多気筒エンジンの吸気装置において、吸気通路をコンパクトにレイアウトしつつ、各気筒に対してガスを均等に分配することにある。

ここに開示する技術は、列状に配置された少なくとも３以上の複数の気筒と、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、前記複数の吸気ポートの各々に接続された吸気通路と、を備えた多気筒エンジンの吸気装置に係る。

前記吸気通路は、各々前記複数の吸気ポートの各々に接続された複数の下流側独立通路と、前記複数の下流側独立通路のそれぞれの上流端部が、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、各々下流端部が前記サージタンクに接続され、該サージタンクへガスを導入する複数の上流側独立通路と、下流端部から前記複数の上流側独立通路が分岐する上流側共有通路と、を有する。

前記複数の上流側独立通路の下流端部は、それぞれ、気筒列方向に対して直交し且つ前記サージタンクへ向かう方向を示すサージタンク方向に延びると共に、前記サージタンクにおいて前記複数の下流側独立通路のそれぞれの上流端部に対して対向する部位に接続されている。

そして、前記上流側共有通路は、上流側から順に、気筒列方向の一側から他側へ向かう方向に沿って延びる第１通路部と、前記第１通路部の下流端部から連続し、前記サージタンクから離間するように延びた後、気筒軸方向視において、前記サージタンク方向を指向するように曲折された第２通路部と、前記第２通路部の下流端部から連続し、前記サージタンク方向に沿って延びた後に下流端部から前記複数の上流側独立通路が分岐する第３通路部と、を有する。

この構成によれば、吸気通路を流れるガスは、第１通路部を通過する際に、気筒列方向の一側から他側に向かう方向に指向されることになる。ここで、第１通路部から第２通路部へ流入したガスは、サージタンクから離間する方向に導かれる。そのように導かれたガスのうちの少なくとも一部は、第２通路部を区画する壁面のうち、サージタンクから離間する側の壁面に沿って流れるようになる。

そして、第３通路部は、分岐前にサージタンク方向に延びるようになっているため、第２通路部と第３通路部とが連続していることを考慮すると、第２通路部から第３通路部へ流入したガスのうち、第２通路部の壁面に沿って流れていたガスは、そのまま、サージタンク方向に延びる部分の壁面に沿って流れるように案内される。これにより、気筒列方向の一側から他側に向かうような指向性を低減し、サージタンク方向に指向させることができる。そのことで、分岐通路としての各上流側独立通路、ひいては各気筒に対し、ガスを均等に分配することが可能になる。

また、前記の構成によれば、第２通路部をサージタンクから離間するように延ばした分だけ、第３通路部をサージタンク方向に長く延ばすことが可能になる。このことは、ガスをサージタンク方向に指向させる上で有効である。加えて、第１通路部に関しては、例えばエンジンの外面に沿わせるような配置を保つことができる。よって、単にサージタンク方向に延びる部分を新設した構成と比較して、吸気通路をコンパクトにレイアウトすることができる。

よって、吸気通路をコンパクトにレイアウトしつつ、各気筒に対してガスを均等に分配することができる。

また、前記第２通路部のうち前記サージタンク方向を指向するように曲折された部位には、前記第３通路部のうち前記サージタンク方向に沿って延びる部位よりも気筒列方向の前記他側へ膨出した膨出部が形成されている、としてもよい。

この構成によれば、第１通路部から第２通路部へ流入したガスのうちの少なくとも一部は、前述の如く、サージタンクから離間する方向に導かれた後、第２通路部を区画する壁面のうち、サージタンクから離間する側の壁面に沿って流れるようになる。そのような壁面に沿って流れるガスは、第２通路部から第３通路部へ流入する前に、一旦、膨出部を通過することになる。

本願発明者等が鋭意検討した結果、得られた知見によると、膨出部を通過させることによって、ガスをサージタンクから離間する方向に導いたことに起因する指向性を低減することができる。

また、前記多気筒エンジンは、前記気筒の各々から排出された既燃ガスが流れる排気通路と、前記排気通路と前記吸気通路とを接続し、前記既燃ガスの一部を前記吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、を備え、前記ＥＧＲ通路の下流端部は、前記吸気通路において、少なくとも前記第２通路部の上流端部よりも上流側に接続されている、としてもよい。

この構成によれば、ＥＧＲ通路の下流端部を、少なくとも第２通路部よりも上流側に接続することで、ＥＧＲ通路から吸気通路に流入する既燃ガスは、新気など他のガスと同様に、第２通路部を通過するようになる。これにより、既燃ガスについても、サージタンクから離間する方向に導かれることになるから、そのことで、各気筒に対して均等に分配することができる。

また、前記多気筒エンジンは、前記複数の気筒に対して前記サージタンクを挟んで反対側に配置された過給機を備え、前記吸気通路は、前記サージタンクの上流側においては、前記過給機が介設された過給通路と、前記複数の上流側独立通路および前記上流側共有通路を含んで構成され、前記過給機を迂回するバイパス通路とに分岐され、前記ＥＧＲ通路の下流端部は、前記吸気通路における前記分岐部の近傍に接続されている、としてもよい。

この構成によれば、過給通路とバイパス通路の双方に、既燃ガスを導入することができる。また、例えば、ＥＧＲ通路の下流端部を分岐部に対して上流側に離間させた構成と比較して、ＥＧＲ通路をコンパクトにレイアウトすることができる。

また、前記多気筒エンジンは、前記複数の気筒に対して前記サージタンクを挟んで反対側に配置された過給機を備え、前記吸気通路は、前記過給機が介設された過給通路と、前記複数の上流側独立通路および前記上流側共有通路を含んで構成された、前記過給機を迂回するバイパス通路とに分岐し、前記バイパス通路は、気筒軸方向視したときに、前記過給機の上方に配置されている、としてもよい。

この構成によれば、バイパス通路を例えば樹脂製とすることで、前記多気筒エンジンを搭載した車両が前突したときに、被衝突物と過給機を直に衝突させることなく、バイパス通路をクッションとして利用することが可能になる。

また、前記過給通路は、車両搭載状態において、上下方向に沿って延びた後、前記サージタンクの気筒列方向中央部に開口した導入口を介して前記サージタンクに接続されている、としてもよい。

この構成によれば、バイパス通路に関しては、前述のようにガスの分配性能を優先する一方、過給通路に関しては、バイパス通路よりもシンプルなレイアウトを実現することができる。

以上説明したように、前記の多気筒エンジンの吸気装置によると、吸気通路をコンパクトにレイアウトしつつ、各気筒に対してガスを均等に分配することができる。

図１は、多気筒エンジンの構成を例示する概略図である。 図２は、多気筒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、バイパス通路に係る通路構造を前側から見て示す図である。 図１１は、バイパス通路に係る通路構造を後側から見て示す図である。 図１２は、バイパス通路に係る通路構造を上側から見て示す図である。 図１３は、バイパス通路を一部拡大して示す図である。 図１４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１５は、サージタンクとバイパス通路との接続構造を示す横断面図である。 図１６は、従来のバイパス通路を示す図１２対応図である。

以下、多気筒エンジンの吸気装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の説明は例示である。図１は、ここに開示する多気筒エンジンの吸気装置を備えて構成されたエンジン１を例示する図である。また、図２は、そ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（所謂スーパーチャージャ）３４を備えた構成としている。

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、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、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、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）における上側を指し、下側とは、車両搭載状態における下側を指す。

（エンジンの概略構成）
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（図１では１つのシリンダのみを図示）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。

本実施形態に係る吸気通路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バイパス通路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、４つのシリンダ１１が形成されている。４つシリンダ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の天井面は、いわゆる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。このエンジン１は、幾何学的圧縮比を高めるべく、従来よりも燃焼室１６の天井面が低く構成されている。天井面のペントルーフ形状は、フラット形状に近い。

シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎に、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とが並んでいる。

各吸気ポート１７、１８の上流端は、それぞれ、エンジン本体１０の外面（取付面）１０ａに開口しており、吸気通路３０の下流端が接続されている。対して、各ポート１７、１８の下流端は、それぞれ、燃焼室１６の天井面に開口している。

以下、いくつかの図面において、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。

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）８０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。

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。尚、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、シリンダ１１毎に、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。尚、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。尚、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における前側の側面（以下、「取付面」という）１０ａに接続されており、各シリンダ１１の吸気ポート１７、１８に連通している。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は、図３に示すように、シリンダ１１毎に２本ずつ分岐する独立通路３９を構成している。

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。尚、独立通路３９は、「下流側独立通路」の例示である。

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にはまた、スロットルバルブ３２の下流に、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。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であってもよい。

過給機３４とエンジン１との間には、電磁クラッチ３４ａが介設している。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。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吸気を過給機３４へ導く第１通路３３と、過給機３４によって圧縮された吸気をインタークーラ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。尚、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。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、つまり自然吸気の状態で運転する。

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における後側の側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。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。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。

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、バイパス通路４０の上流端よりも上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、冷却した既燃ガス、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、それ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の前方に配置されている。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。

最初に、吸気通路３０を構成する各部の概略的な配置について説明する。

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（間隔）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、インタークーラ３６は、過給機３４に対して下方に配置されており、過給機３４と同様に、取付面１０ａに対して所定の間隔を空けて配置されている。過給機３４とインタークーラ３６とは、上下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の反気筒側端部（入口）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がサージタンク３８よりも下方に位置するように、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の途中から上方に向かって延びた後、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、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へ分岐する分岐部３３ｄも開口している。分岐部３３ｄ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の上流端に接続されている（図１０も参照）。この分岐部３３ｄは、図１０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、分岐部３３ｄ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側の通路構造を順番に説明する。

−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が設けられた一対のロータ（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、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、気筒方向に左端と前面とが開口した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（エンジン本体１０とは反対側の側部）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（不図示）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３５ａ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３５ｂは、インタークーラ３６の前部（クーラハウジング３６ｃの前面）に接続されている。

詳しくは、第２通路３５は、上下方向に延びかつ、左右方向に扁平な角筒部として形成されており、上下の両端部がそれぞれ後方に向けて曲折されている。すなわち、図７に示すように、第２通路３５は、気筒列方向視したとき（特に、右方向から見たとき）に、略コの字状の流路を形成するように構成されている。

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、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と一体的に成形された部材であって、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、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）の下流端が接続されている。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（一番気筒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におけるエンジン本体１０側の側面（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、一体的に形成された第３通路３７、サージタンク３８及び独立通路３９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、一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。第３通路３７、サージタンク３８、及び独立通路３９をシリンダブロック１２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、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、前述のＳＣＶ８０が配設されている（図７及び図１１等を参照）。ＳＣＶ８０の開度を絞ることで、この第２ポート１８を通過するガスの流量が低減するため、他方の第１ポート１７を通過する流量を相対的に増やすことができる。

ところで、後述の如く、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」４６Ｒ、４６Ｌともいう」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。尚、分岐通路４６Ｒ、４６Ｌは、それぞれ「上流側独立通路」の例示である。

そのような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２つの第１及び第２導入部３８ｃ、３８ｄが設けられている。

そして、２つの第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）４６Ｒ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）４６Ｌの下流端部が接続されている（図１３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、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付近の部位に対向するように配設されている。

過給機３４に吸い込まれたガスは、このように構成された“過給通路”を介して各シリンダ１１へ至る。

つまり、過給時においては、エンジン１が運転している最中、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。下方へと流れたガスは、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）。同図の矢印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へ供給される。

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

図１０は、バイパス通路４０に係る通路構造を前側から見て示す図であり、図１１は、それを後側から見て示す図であり、図１２は、それを上側から見て示す図である。そして、図１３は、図１２を一部拡大して示す図である。また、図１４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１５は、その横断面図である。

バイパス通路４０は、いわゆるトーナメント式の通路として形成されており、ガスの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整える曲管部４２と、曲管部４２を通過したガスを導くように構成された上流側共有通路４３〜４５と、上流側共有通路４５の下流端部から分岐する上流側独立通路としての第１及び第２分岐通路４６Ｒ、４６Ｌと、を含んで構成されている。尚、本実施形態では、上流側共有通路４３〜４５は、いずれも樹脂製の管路部として構成されている。上流側共有通路４３〜４５の材質は、これに限定されない。

具体的に、バルブボディ４１ａは、短筒状に形成されており、図１０〜図１１に示すように、第１通路３３の上方において、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３３ｄ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（下端）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整えられる。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１２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、第１通路部４３の上流端（左端）が接続されている。

上流側共有通路４３〜４５は、気筒列方向の一側から他側へ向かう方向に沿って延びる第１通路部４３と、第１通路部４３の下流端部から連続し、サージタンク３８から離間するように延びた後、気筒軸方向視において（つまり、図１２のように見たとき）、気筒列方向に直交し且つサージタンク３８へ向かう方向を示すサージタンク方向を指向するように曲折された第２通路部４４と、第２通路部４４の下流端部から連続し、サージタンク方向に沿って延びた後に、その下流端部から第１及び第２分岐通路４６Ｒ、４６Ｌが分岐する第３通路部４５と、から構成されている。尚、この構成例では、サージタンク方向は、前側から後方へ向かう方向に等しい。

具体的に、第１通路部４３は、左右方向に延びる長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の上方位置に配置されている。第１通路部４３の上流端（左端）は左方に向かって開口しており、既に説明したように曲管部４２の下流端（右端）が接続されている。一方、第１通路部４３の下流端（右端）は、前方に向かって開口しており、第２通路部４４の上流端（左端）が接続されている。

第２通路部４４は、第１通路部４３と同軸に延びる筒状に形成されており、図１２に示すように、気筒軸方向視において過給機３４の上方に配置されている。第２通路部４４の上流端（左端）は、後方に向かって開口しており、既に説明したように第１通路部４３の下流端（右端）が接続されている。一方、第２通路部４４の下流端（右端）もまた、後方に向かって開口しており、第３通路部４５の上流端（前端）が接続されている。

尚、第２通路部４４は、第１通路部４３に対し前方に所定量オフセットしている。本実施形態では、そのオフセット量は、図１３の間隔Ｗに示すように、第１通路部４３の通路幅の半分以上の値に設定されている。

また、第２通路部４４の下流端近傍には、右側へ膨出した膨出部４４ｂが形成されている。図１０〜図１２に示すように、この膨出部４４ｂは、右側へ凸を成す半円状の曲面として構成されており、第３通路部４５のうちサージタンク方向に沿って延びる部分の壁面４５ａよりも右側へ膨出している。

第３通路部４５は、左右方向に扁平な筒状に形成されており、斜め下後方に向かって延びている。第３通路部４５の上流端（前端）は、前方に向かって開口しており、既に説明したように第２通路部４４の下流端（右端）が接続されている。一方、第３通路部４５の下流端（後端）からは、トーナメント状に第１及び第２分岐通路４６Ｒ、４６Ｌが分岐している。

第１分岐通路４６Ｒは、第３通路部４５の下流端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、第２分岐通路４６Ｌは、第３通路部４５の下流端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。第１及び第２分岐通路４６Ｒ、４６Ｌの下流端部は、双方ともサージタンク方向に延設されており、図１４等にも示すように、サージタンク３８において、複数の独立通路３９１、３９２それぞれの上流端部に対して対向する部位に接続されている。

自然吸気時においては、バイパス通路４０に流入したガスは、同通路４０を構成する各部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１２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、若干後方へ向かいつつも、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１２の矢印Ａ７に示すように第１通路部４３に沿って右方へ流れた後、第２通路部４４に流入する。第１通路部４３を通過するガスは、左側から右方へ向かうように指向させられる。

続いて、図１２〜図１３の矢印Ａ８に示すように、第１通路部４３から第２通路部４４に流入したガスは、前方（つまり、サージタンク３８から離間する方向）に導かれつつも、第１通路部４３を通過する際に付与された指向性に従って、右方へ向かって流れる。このとき、前方に導かれたガスのうちの少なくとも一部は、図１３に示すように、第２通路部４４を区画する壁面のうち、サージタンク３８から離間する側の壁面（つまり、前側の壁面）４４ａに沿って流れるようになる。他のガスについても、この壁面４４ａに沿って流れるガスの流量次第では、そのガスに引きずられるようにして流れるようになっている。

続いて、図１２〜図１３の矢印Ａ９に示すように、第２通路部４４の下流端近傍まで流れたガスのうち、少なくとも前側の壁面４４ａに沿うように流れたガスは、第２通路部４４から第３通路部４５へ流入する前に、一旦、膨出部４４ｂを通過するようになっている。それ以外のガスについては、膨出部４４ｂを通過するものと、通過しないものとの両方が存在する。

続いて、図１２〜図１３の矢印Ａ９に示すように、第３通路部４５へ流入したガスのうち、少なくとも第２通路部４４における前側の壁面４４ａに沿って流れた後、膨出部４４ｂを通過したものについては、第３通路部４５を区画する壁面のうち、気筒列方向の右側に位置する壁面４５ａに沿って流れるようになる。この壁面４５ａに沿って流れるガスは、いわゆるＷａｌｌ−ｇｕｉｄｅｄ効果に従って、サージタンク方向に流れるように指向させられる。そのように指向させられたガスの流速ベクトルは、サージタンク方向に向けられることになる。他のガスについても、この壁面４５ａに沿って流れるガスの流量次第では、そのガスに引きずられるようにして、同様の指向性が付与されるようになっている。

そして、図１２〜図１３の矢印Ａ１０及びＡ１１に示すように、第３通路部４５を通過したガスは、第１分岐通路４６Ｒと第２分岐通路４６Ｌ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１４〜図１５も参照）。サージタンク３８に流入したガスは、独立通路３９１、３９２を介して各シリンダ１１に吸入される。

（ガス導入量の気筒間差について）
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、及び、バイパスバルブ４１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、各領域に適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、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を運転する一方、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ようになっている。

また、ＥＣＵは、燃費領域においては、スワールの生成を促進するべく、ＳＣＶ８０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、過給域においては、ガスの導入量を確保するべく、エンジン１の負荷が高まるにつれて、ＳＣＶ８０を徐々に開くようになっている。

図１６は、従来のバイパス通路１０４０を示す図１２対応図である。図１６に示すバイパス通路１０４０もまた、トーナメント式の通路として構成されており、ガスを上方へ導く曲管部１０４２と、曲管部１０４２を通過したガスを右方に向かって導く直管部１０４３と、斜め下後方に向けて曲折され、直管部１０４３を通過したガスを後方に向かって導く曲折管部１０４４と、曲折管部１０４４の下流端から２股に分岐してサージタンク３８に接続される分岐管部１０４５Ｒ、１０４５Ｌとから構成されている。

ここで、図１６に示すようなトーナメント式のバイパス通路１０４０を用いた場合、前述のようにエンジン１を運転してしまうと、気筒列方向の右側に接続される分岐管部１０４５Ｒと、左側に接続される分岐管部１０４５Ｌとで、ガスの導入量にバラツキが生じる可能性のあることに、本願発明者等は気付いた。

すなわち、バイパス通路１０４０を流れるガスは、直管部１０４３を通過する際に、気筒列方向の左側から右側に向かう方向に指向されることになる。そうすると、複数の分岐管部１０４５Ｒ、１０４５Ｌのうち、気筒列方向の右側に位置する分岐管部１０４５Ｒに関しては、相対的にガスが流れ易くなる一方、気筒列方向の左側に位置する分岐管部１０４５Ｌに関しては、それよりもガスが流れ難くなる。このような状況は、各シリンダ１１に対してガスを均等に分配する上で望ましくない。

そこで、曲折管部１０４４の下流端から分岐させるのではなく、曲折管部１０４４と分岐管部１０４５Ｒ、１０４５Ｌとの間にサージタンク方向に延びる通路を介設することが考えられる。この場合、バイパス通路１０４０を流れるガスは、サージタンク方向に延びる通路の壁面に沿って流れることにより、気筒列方向の左側から右側に向かうような指向性が低減されて、サージタンク方向に指向されるようになる。これにより、気筒列方向の右側と左側とで、各分岐管部１０４５Ｒ、１０４５Ｌ、ひいては各シリンダ１１に対してガスを均等に分配することができる。

各分岐管部１０４５Ｒ、１０４５Ｌに対してガスを均等に分配するためには、サージタンク方向に延びる部分の壁面に沿ってガスを流すことが求められる。その点、単にサージタンク方向に延びる通路を介設するだけでは、そのような要求を必ずしも満足するとは言えず、改善の余地がある。

またそもそも、バイパス通路１０４０の途中にサージタンク方向に延びる通路を介設してしまうと、その通路の寸法に応じて、直管部１０４３や曲折管部１０４４をサージタンク３８から離間させることになるため、吸気通路をコンパクトにレイアウトする上で支障を来す虞がある。対して、ガスの指向性を確実に低減するためには、そのような方向に延びる通路を可能な限り長く延ばすことが求められる。

これに対し、本実施形態では、バイパス通路４０を流れるガスは、第１通路部４３を通過する際に、気筒列方向の左側から右方に向かうよう指向されるものの、図１３の矢印Ａ８に示すように、第１通路部４３から第２通路部４４へ流入するときに、サージタンク３８から離間する方向に導かれる。そのように導かれたガスのうちの少なくとも一部は、第２通路部４４を区画する壁面のうち、サージタンク３８から離間する側の壁面４４ａに沿って流れるようになる。

そして、図１２等に示すように、第３通路部４５のうちの少なくとも一部は、サージタンク方向に延びる部分を備えているため、第２通路部４４と第３通路部４５とが連続していることを考慮すると、第２通路部４４から第３通路部４５へ流入したガスのうち、第２通路部４４において前述の壁面４４ａに沿って流れていたガスは、図１３の矢印Ａ９に示すように、サージタンク方向に延びる部分のうち、特に気筒列方向の右側に位置する部分の壁面４５ａに沿って流れるように案内される。これにより、気筒列方向の左側から右側に向かうような指向性を低減し、サージタンク方向に指向させることができる。そのことで、第１及び第２分岐通路４６Ｒ、４６Ｌ、ひいては各シリンダ１１に対し、ガスを均等に分配することが可能になる。

また、図１２等に示すように、第２通路部４４を、一旦、サージタンク３８から離間するように延ばした分だけ、第３通路部４５をサージタンク方向に長く延ばすことが可能になる。このことは、ガスをサージタンク方向に指向させる上で有効である。加えて、第１通路部４３に関しては、例えばエンジン本体１０の取付面１０ａに沿わせるような配置を保つことができる。よって、単にサージタンク方向に延びる部分を新設した構成と比較して、吸気通路３０をコンパクトにレイアウトすることができる。

よって、吸気通路３０をコンパクトにレイアウトしつつ、各シリンダ１１に対してガスを均等に分配することができる。

また、前述のように、第１通路部４３から第２通路部４４へ流入したガスのうちの少なくとも一部は、サージタンク３８から離間する方向に導かれた後、第２通路部４４を区画する壁面のうち、サージタンク３８から離間する側の壁面４４ａに沿って流れるようになる。そのような壁面４４ａに沿って流れるガスは、第２通路部４４から第３通路部４５へ流入する前に、一旦、膨出部４４ｂを通過することになる。

本願発明者等が鋭意検討した結果、得られた知見によると、膨出部４４ｂを通過させることによって、ガスをサージタンク３８から離間する方向に導いたことに起因する指向性を低減することができる。

また、図１０〜図１２に示すように、ＥＧＲ通路５２の下流端部を、少なくとも第２通路部４４よりも上流側に接続することで、ＥＧＲ通路５２からバイパス通路４０に流入する既燃ガスは、新気など他のガスと同様に、第２通路部４４を通過するようになる。これにより、この既燃ガスに関しても、サージタンク３８から離間する方向に導かれることになるから、そのことで、各シリンダ１１に対して均等に分配することができる。

また、図１１等に示すように、ＥＧＲ通路５２の合流部３３ｃは、吸気通路３０における分岐部３３ｄの近傍に配置されているから、過給通路（過給機３４、第２通路３５、インタークーラ３６及び第３通路３７）とバイパス通路４０の双方に、既燃ガスを導入することができる。また、例えば、この合流部３３ｃを分岐部３３ｄに対して上流側に離間させた構成と比較して、ＥＧＲ通路５２をコンパクトにレイアウトすることができる。

また、図１２等に示すように、第２通路部４４は、過給機３４の上方に配置されているから、第２通路部４４が樹脂から構成されていることを考慮すると、例えばエンジン１を搭載した車両が前突したときに、被衝突物と過給機３４を直に衝突させることなく、第２通路部４４をクッションとして利用することが可能になる。

バイパス通路４０ではなく、過給通路を構成する第３通路３７は、車両搭載状態において、上下方向に沿って延びた後、サージタンク３８の気筒列方向中央部に開口した導入口３８ｂを介してサージタンク３８に接続されている。

このように構成すれば、バイパス通路４０に関しては、既に説明したようにガスの分配性能を優先する一方、過給通路に関しては、バイパス通路４０よりもシンプルなレイアウトを実現することができる。

また、このバイパス通路４０は、曲管部４２を自由に構成することができる、という観点からも有効である。すなわち、曲管部４２の形状に応じて、その曲管部４２を通過するガスに対して指向性が付与されるところ、前述のように、第２通路部４４及び第３通路部４５によって、そのような指向性を解消することができる。その結果、曲管部４２の曲げ方向を自由に変更することが可能になる。このことは、吸気通路３０のコンパクト化をはじめとする、種々の局面において有効である。

また、このエンジン１は、前述の燃費領域において、排気上死点を挟んで吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が共に閉弁するネガティブオーバーラップ期間（以下、「ＮＶＯ」という）を設けることにより、筒内に内部ＥＧＲガスを閉じ込めると共に、ＮＶＯの設定に伴って、吸気バルブ２１の閉弁時期を圧縮行程中に設定する（以下、「遅閉じ」という）ことにより、遅閉じ方式のミラーサイクルを実現するようになっている。

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。

４気筒エンジンの場合、２番気筒１１Ｂや３番気筒１１Ｃのように気筒列方向の内側に位置するシリンダ１１から吹き戻されたガスについては、気筒列方向の左右両方に拡散させることが出来るものの、１番気筒１１Ａや４番気筒１１Ｄのように気筒方向の両端に位置するシリンダ１１から吹き戻されたガスについては、気筒列方向の左右一方にしか行き場が無いため、十分に拡散させることが出来ない。

そのため、サージタンク３８において、気筒列方向の両端側のスペースには、中央側のスペースと比較して、吹き戻されたガスが滞留し易くなる。

そこで、吸気通路３０から導入した新気によって、端側に滞留した内部ＥＧＲガスを押し流すことが考えられる。このような方策を実現するためには、サージタンク３８の各所に対し、新気を均等に導入することが求められる。

前述の構成は、サージタンク３８の一側（右側）と他側（左側）とに新気をバランス良く導入することができるという点で、そうした要求を満足するのに有効である。

また、燃費領域であっても、相対的に高負荷の運転領域では、第３通路部４５の壁面４５ａに沿って流れるガスの流量が相対的に少なくなる一方、第３通路部４５の中心軸付近を流れるガスの流量が相対的に増えるようになる。前述のように、壁面４５ａに沿って流れるガスに引きずられることにより、中心軸付近を流れるガスに関しても、その指向性を適切に調整することが可能になる。よって、図１２に示すように、壁面４５ａが右寄りに配設されていたとしても、中心軸付近を流れるガスの流量が相対的に多くなるため、左右にバランス良くガスを分配することができる。

《他の実施形態》
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、直列３気筒エンジンや直列６気筒エンジンなど、少なくとも３以上の気筒を有するエンジンであればよい。また、気筒数に応じて、上流側独立通路として分岐する通路の本数を変更してもよい。

前記実施形態では、第１通路部４３〜第３通路部４５は、いずれも樹脂から形成されていたが、この構成には限定されない。例えば、第１通路部４３をホースによって構成してもよい。

第２通路部４４周辺の構成についても、適宜、変更することができる。例えば、第１通路部４３の下流端から第２通路部４４の上流端にかけての部分に関しては、サージタンク方向に対し平行とする必要は無い。サージタンク３８から離間する方向であれば、前後方向に対して斜めに延ばしてもよい。

１ エンジン（多気筒エンジン）
１１ シリンダ（気筒）
１７ 第１ポート（吸気ポート）
１８ 第２ポート（吸気ポート）
３０ 吸気通路
３３ｃ 合流部
３３ｄ 分岐部
３４ 過給機（過給通路）
３５ 第２通路（過給通路）
３６ インタークーラ（過給通路）
３７ 第３通路（過給通路）
３８ サージタンク
３８ｂ 導入口
３９ 独立通路（下流側独立通路）
４０ バイパス通路
４３ 第１通路部（上流側共有通路）
４４ 第２通路部（上流側共有通路）
４４ｂ 膨出部
４５ 第３通路部（上流側共有通路）
４６Ｒ 第１分岐通路（分岐通路、上流側独立通路）
４６Ｌ 第２分岐通路（分岐通路、上流側独立通路）
５０ 排気通路
５２ ＥＧＲ通路

Claims (6)

1. 列状に配置された少なくとも３以上の複数の気筒と、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、前記複数の吸気ポートの各々に接続された吸気通路と、を備えた多気筒エンジンの吸気装置であって、
   前記吸気通路は、
   各々前記複数の吸気ポートの各々に接続された複数の下流側独立通路と、
   前記複数の下流側独立通路のそれぞれの上流端部が、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、
   各々下流端部が前記サージタンクに接続され、該サージタンクへガスを導入する複数の上流側独立通路と、
   下流端部から前記複数の上流側独立通路が分岐する上流側共有通路と、を有し、
   前記複数の上流側独立通路の下流端部は、それぞれ、気筒列方向に対して直交し且つ前記サージタンクへ向かう方向を示すサージタンク方向に延びると共に、前記サージタンクにおいて前記複数の下流側独立通路のそれぞれの上流端部に対して対向する部位に接続されており、
   前記上流側共有通路は、上流側から順に、
   気筒列方向の一側から他側へ向かう方向に沿って延びる第１通路部と、
   前記第１通路部の下流端部から連続し、前記サージタンクから離間するように延びた後、気筒軸方向視において、前記サージタンク方向を指向するように曲折された第２通路部と、
   前記第２通路部の下流端部から連続し、前記サージタンク方向に沿って延びた後に下流端部から前記複数の上流側独立通路が分岐する第３通路部と、を有する多気筒エンジンの吸気装置。
2. 請求項１に記載された多気筒エンジンの吸気装置において、
   前記第２通路部のうち前記サージタンク方向を指向するように曲折された部位には、前記第３通路部のうち前記サージタンク方向に沿って延びる部位よりも気筒列方向の前記他側へ膨出した膨出部が形成されている多気筒エンジンの吸気装置。
3. 請求項１又は２に記載された多気筒エンジンの吸気装置において、
   前記多気筒エンジンは、
   前記複数の気筒の各々から排出された既燃ガスが流れる排気通路と、
   前記排気通路と前記吸気通路とを接続し、前記既燃ガスの一部を前記吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、を備え、
   前記ＥＧＲ通路の下流端部は、前記吸気通路において、少なくとも前記第２通路部の上流端部よりも上流側に接続されている多気筒エンジンの吸気装置。
4. 請求項３に記載された多気筒エンジンの吸気装置において、
   前記多気筒エンジンは、前記複数の気筒に対して前記サージタンクを挟んで反対側に配置された過給機を備え、
   前記吸気通路は、前記サージタンクの上流側においては、前記過給機が介設された過給通路と、前記複数の上流側独立通路および前記上流側共有通路を含んで構成され、前記過給機を迂回するバイパス通路とに分岐され、
   前記ＥＧＲ通路の下流端部は、前記吸気通路における前記分岐部の近傍に接続されている多気筒エンジンの吸気装置。
5. 請求項１又は２に記載された多気筒エンジンの吸気装置において、
   前記多気筒エンジンは、前記複数の気筒に対して前記サージタンクを挟んで反対側に配置された過給機を備え、
   前記吸気通路は、前記サージタンクの上流側においては、前記過給機が介設された過給通路と、前記複数の上流側独立通路および前記上流側共有通路を含んで構成され、前記過給機を迂回するバイパス通路とに分岐され、
   前記バイパス通路は、気筒軸方向視したときに、前記過給機の上方に配置されている多気筒エンジンの吸気装置。
6. 請求項５に記載された多気筒エンジンの吸気装置において、
   前記過給通路は、車両搭載状態において、上下方向に沿って延びた後、前記サージタンクの気筒列方向中央部に開口した導入口を介して前記サージタンクに接続されている多気筒エンジンの吸気装置。

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