内燃機関の２次空気供給装置、ならびにそれを備える車両
【課題】２次空気供給装置４において、その内部に発生する凝縮水を、弁装置２３の設置場所に関係なく、簡単に排気通路２ｂ，６側へ排出させることを可能とし、上記従来例の不具合を解消可能とする。
【解決手段】２次空気供給装置４は、内燃機関の排気通路２ｂ，６の触媒１０よりも上流側に２次空気を導くための２次空気供給通路２１と、２次空気供給通路２１の上流に配置されかつ必要に応じて外気を吸引して２次空気供給通路２１の下流側へ送出するエアポンプ２２と、２次空気供給通路２１を開閉するための弁装置２３と、２次空気供給通路２１において弁装置２３と排気通路２ｂ，６との間に配置される凝縮水の貯留部１５と、貯留部１５内の凝縮水を２次空気と共に排気通路２ｂ，６側へ送る送出手段１６とを含む。
【解決手段】２次空気供給装置４は、内燃機関の排気通路２ｂ，６の触媒１０よりも上流側に２次空気を導くための２次空気供給通路２１と、２次空気供給通路２１の上流に配置されかつ必要に応じて外気を吸引して２次空気供給通路２１の下流側へ送出するエアポンプ２２と、２次空気供給通路２１を開閉するための弁装置２３と、２次空気供給通路２１において弁装置２３と排気通路２ｂ，６との間に配置される凝縮水の貯留部１５と、貯留部１５内の凝縮水を２次空気と共に排気通路２ｂ，６側へ送る送出手段１６とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（以下、エンジンともいう）の２次空気供給装置、ならびにそれを備える車両に関する。
【０００２】
なお、前記車両は、前記２次空気供給装置と、吸気通路の途中に設けられるとともに内燃機関の上部に配置されて衝撃印加時に変形して前記衝撃を吸収する構造のサージタンクとを備える構成である。
【背景技術】
【０００３】
車両等に搭載される内燃機関においては、一般的に、排気通路に酸化機能を有する触媒（例えば三元触媒）を配置し、排気ガス中のＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（ハイドロカーボン）、ＮＯｘ（窒素酸化物）成分を低減して、排気ガスの浄化を行う排気浄化装置が設けられている。
【０００４】
また、このような排気浄化装置を備えた内燃機関には、その冷間始動時等のように触媒がまだ活性化されていない期間において排気ガスの浄化機能を促進するために、内燃機関の排気系に２次空気を供給する２次空気供給装置（ＡＩ：Air Injection System）が設けられている。
【０００５】
詳しくは、内燃機関の２次空気供給装置は、排気通路において触媒より上流側に２次空気を供給して酸素濃度を高くすることによって、排気ガス中のＣＯ、ＨＣを２次燃焼（後燃え）させて排気ガスの浄化を促進させるとともに、２次燃焼により触媒を速やかに昇温させて早期に活性状態とするものである。
【０００６】
この２次空気供給装置は、主として、排気通路において触媒より上流側に２次空気を供給するための２次空気供給通路と、この２次空気供給通路を開閉するための弁装置と、外気を吸引して２次空気供給通路に送り込むためのエアポンプとを含む構成である。弁装置は、開閉弁および逆止弁をケース内に組み込んだ構成である。
【０００７】
２次空気供給装置の動作は、簡単に言えば、内燃機関の冷間始動時に、エアポンプを駆動するとともに、開閉弁および逆止弁を開弁させて、２次空気を排気通路に送り込むようにしている。
【０００８】
ところで、内燃機関の運転停止後には、２次空気供給通路内に残留する２次空気や逆流した排気ガス等が冷却されることにより、２次空気供給通路内で、前記２次空気や排気ガス内に含まれる水分が凝縮された酸性の凝縮水を発生することが知られている。
【０００９】
仮に、この凝縮水が、弁装置内部に滞留すると、当該弁装置内部に設けられる非金属製の構成要素（ゴムシール等）を経時的に腐食劣化させてしまうおそれがある。
【００１０】
そこで、排気通路に対する２次空気供給通路の連結部分よりも、弁装置を高い場所に設置することにより、凝縮水を弁装置より下流側の２次空気供給通路へ排出させやすくすることが考えられる。
【００１１】
その場合、２次空気供給通路内に凝縮水が滞留することになるが、その場合には、２次空気供給通路を構成する金属製または合成樹脂製のパイプが経時的に腐食劣化されるおそれがある。
【００１２】
これに対しては、例えば特許文献１に示されているように、２次空気供給通路を耐蝕性の優れたステンレス鋼等で形成することや、２次空気供給通路に防錆処理を施すことが考えられている。
【００１３】
この特許文献１に係る従来例は、２次空気供給通路に溜まる凝縮水によって２次空気供給通路が腐食されにくくする技術であり、製造コストの高騰を余儀なくされる。
【００１４】
ところで、凝縮水を強制的に排気通路側へ排出させる技術として、特許文献２，３がある。
【００１５】
特許文献２は、内燃機関の排気管（エキゾーストマニホールド）にエアポンプから吸入送出される外気を２次空気として供給する２次空気供給装置において、内燃機関の完全暖機後にエアスイッチングバルブを開き、エアポンプを作動させることにより、２次空気供給通路内を強制掃気することにより、当該通路内の凝縮水を排気管へ排出する他、エアポンプを停止した状態のままでエアサクションによる掃気を実行することにより、通路内の凝縮水を排気管へ排出させるようになっている。
【００１６】
特許文献３は、内燃機関のシリンダヘッドの排気ポートにエアポンプから吸入送出される外気を２次空気として供給する２次空気供給装置において、シリンダヘッド内部において排気ポートより上方に設けられるデリバリ通路（２次空気供給通路の一部）の底部に凝縮水の貯留部を設け、内燃機関の停止後に前記２次空気供給通路に発生する凝縮水を前記貯留部に貯留させるようにするとともに、内燃機関の始動に伴う温度上昇により前記貯留部内の凝縮水を蒸発させて連通路（２次空気供給通路の一部）から排気ポートに少量ずつ排出させるようになっている。
【特許文献１】特開平８−２１８８５８号公報
【特許文献２】特開２００３−２２７３３１号公報
【特許文献３】特開２００６−３１２９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記特許文献２に係る従来例では、まず、内燃機関の完全暖機後に、２次空気供給装置を構成する各要素（エアスイッチングバルブや２次空気供給通路）の内部を掃気することにより、当該内部に凝縮水を発生させないようにするものであって、次のような懸念事項が挙げられる。
【００１８】
つまり、この特許文献２に係る従来例の場合、掃気によって２次空気供給装置内の凝縮水が排気管へ一気に排出されるようになるために、排気管に設置される空燃比センサや触媒に凝縮水が直接かかることになる等、当該空燃比センサや触媒に悪影響を及ぼすことが懸念される。
【００１９】
一方、特許文献３に係る従来例では、２次空気をシリンダヘッドの排気ポートに供給する形態であって、シリンダヘッド内部に形成されるデリバリ通路の下方の貯留部内に発生した凝縮水を、内燃機関の運転中の熱で蒸発させて排気ポートへ排出させるようにしているので、先の特許文献２に係る従来例のような懸念は解消されるものの、次のような懸念事項が挙げられる。
【００２０】
まず、シリンダヘッド内部に、デリバリ通路と、凝縮水の貯留部とを形成する必要があるために、シリンダヘッドの形状大型化や重量増加が懸念される。
【００２１】
また、凝縮水は、本来、内燃機関の停止中の冷間時に発生しやすいが、内燃機関の停止中は、温度低下するので、前記貯留部内の凝縮水が蒸発しにくくなり、この貯留部を形成するシリンダヘッドの空間内壁が凝縮水で腐食されやすくなることが懸念される。
【００２２】
その場合、腐食進展を抑制するために、仮に、シリンダヘッドにおいて前記貯留部近傍を厚肉に設定する等の対策を講じる必要があると考えられるが、その場合には内燃機関の重量増加につながり、改良の余地がある。
【００２３】
このような事情に鑑み、本発明は、２次空気供給装置において、その内部に発生する凝縮水を、弁装置の設置場所に関係なく、簡単に排気通路側へ排出させることを可能とし、上記従来例の不具合を解消可能とすることを目的としている。
【００２４】
また、本発明は、例えば特開２００７−７１１５４号公報に示されるような衝撃吸収構造のサージタンクと、２次空気供給装置とが付設された内燃機関を搭載する車両において、２次空気供給装置の構成要素の耐久性を向上したうえで、運転者の視認性や内燃機関の整備作業性を良好としながら衝突安全性能を高めるようにすることを目的としている。
【００２５】
なお、前記特開２００７−７１１５４号公報には、例えば車両と歩行者等の被衝突体との衝突時において、被衝突体に付与される衝撃を可及的に低減するために、衝撃印加時に、例えば車両のフード部材（ボンネットと呼ばれる）およびサージタンク等を変形しやすくすることにより衝撃を吸収可能とする技術が記載されている。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明は、内燃機関の排気通路において触媒より上流側に２次空気を供給するための２次空気供給装置であって、排気通路の触媒よりも上流側に２次空気を導くための２次空気供給通路と、この２次空気供給通路の上流に配置されかつ必要に応じて外気を吸引して前記２次空気供給通路の下流側へ送出するエアポンプと、前記２次空気供給通路を開閉するための弁装置と、前記２次空気供給通路において前記弁装置と排気通路との間に配置される凝縮水の貯留部と、この貯留部内の凝縮水を２次空気と共に排気通路側へ送る送出手段とを含む、ことを特徴としている。
【００２７】
この構成によれば、内燃機関の冷間時に２次空気供給装置内に凝縮水が発生しても、その凝縮水が貯留部内に回収されて貯留されることになり、しかも、貯留部内に貯留される凝縮水は、送出手段により必要に応じて排気通路へ排出されるようになっている。これにより、２次空気供給装置の構成要素が凝縮水で腐食することを防止することが可能になる。
【００２８】
そして、前記凝縮水の貯留部を、２次空気供給通路の途中に設けているので、従来例のように内燃機関のシリンダヘッド内部に設ける場合に比べて、シリンダヘッドの大型化や重量増加を防止できるようになる。
【００２９】
また、貯留部のみを耐蝕性材料で形成するか、あるいは貯留部のみに防錆処理を施せばよいから、従来例のように２次空気供給通路全体を耐蝕性材料で形成するか、あるいは防錆処理を施す場合に比べて、コスト増を抑制することが可能になる。
【００３０】
さらに、弁装置を高い場所に設置する必要がなくなるので、内燃機関上部から離れた場所に配置することが可能になる。そのため、内燃機関上部に弁装置配置用スペースを確保する必要がなくなり、その結果、例えば内燃機関の全高を可及的に低く設定することが可能になるとともに、内燃機関の点火プラグの交換作業性が良好となる。
【００３１】
好ましくは、前記送出手段は、前記貯留部内の凝縮水を吸い出して２次空気と共に排気通路側へ送出させるものとされる。
【００３２】
好ましくは、前記弁装置は、前記排気通路に対する２次空気供給通路の連結位置の近傍またはその位置より鉛直方向下側に配置され、前記２次空気供給通路において前記弁装置から排気通路までの区間は、前記弁装置の下流側から下降した後で上昇して前記排気通路へ向かうようＵ字形に屈曲した形状とされ、前記貯留部は、前記２次空気供給通路の下降部分を囲むように設けられる容器とされる。
【００３３】
この構成によれば、弁装置を内燃機関上部から離れた場所に配置しているから、内燃機関上部に弁装置配置用のスペースを確保する必要がなくなり、例えば内燃機関の全高を可及的に低く設定することが可能になるとともに、内燃機関の点火プラグの交換作業性が良好となる。
【００３４】
しかも、弁装置より低くした２次空気供給通路の途中に貯留部を設けているから、弁装置内で凝縮水が発生しても、この凝縮水が自然落下して貯留部に回収されるようになる。
【００３５】
好ましくは、前記送出手段は、前記２次空気供給通路において前記貯留部で外囲された下降部分に設けられて流通する２次空気の流速を上昇させることにより前記貯留部内の凝縮水を吸い出して２次空気と共に下流側へ送出させるベンチュリとされる。
【００３６】
この構成では、送出手段を一般的に公知のベンチュリに特定している。この特定によれば、エアポンプから２次空気が２次空気供給通路に供給されると、この２次空気がベンチュリ効果によって流速が上昇され、その下流側で発生するバキューム効果によって貯留部内の凝縮水が吸い出されて排気通路側へ送出されるようになる。
【００３７】
このように、特別な駆動源を用いることなく、貯留部内の凝縮水を排気通路側へ排出させることが可能になるから、無駄がない。
【００３８】
好ましくは、前記弁装置は、２次空気供給通路の上流側に配置されてアクチュエータにより開閉作動される開閉弁と、２次空気供給通路の下流側に配置される逆止弁とをケース内に組み込んでユニット化した構成とされ、前記アクチュエータおよび前記エアポンプを制御する制御手段をさらに含み、この制御手段は、内燃機関の始動時に、エアポンプを駆動するとともにアクチュエータにより開閉弁を開弁させることにより、前記ベンチュリによる凝縮水の排出機能を発生させる、ものとすることができる。
【００３９】
この構成では、弁装置や２次空気供給装置の構成を特定している。この弁装置では、逆止弁を備えるので、排気通路から弁装置より上流側への排気ガスの逆流が防止されるようになる。また、内燃機関の始動時に、排気通路へ２次空気を供給させる過程において、貯留部内の凝縮水を排出させることが可能になり、凝縮水を排出させるためだけの特別な処理を行う必要がない。
【００４０】
好ましくは、前記制御手段は、内燃機関の停止時に、エアポンプを駆動するとともにアクチュエータにより開閉弁を開弁させることにより、２次空気供給通路および弁装置内部を掃気させる、ものとすることができる。
【００４１】
この構成では、要するに、掃気処理を行うことにより、２次空気供給通路および弁装置内部に、外気や排気ガス等を残存させないようにしており、それによって、内燃機関の停止後において２次空気供給装置内部に凝縮水が発生しにくくなる。
【００４２】
このように、凝縮水が発生しにくくなれば、次の内燃機関の始動時に、排気通路側へ排出する凝縮水の量が減るので、貯留部の容量ならびに外形サイズを小さくすることが可能になるとともに、貯留部の設置スペースを削減するうえで有利となる。
【００４３】
好ましくは、前記２次空気供給通路は、前記エアポンプと弁装置とを連通連結する上流側外部配管と、内燃機関のシリンダヘッド内に気筒配列方向に沿って設けられるデリバリ通路と、このデリバリ通路とシリンダヘッドの排気ポートとを連通連結する連通路と、前記デリバリ通路と弁装置とを連通連結する下流側外部配管とを含む、ものとすることができる。
【００４４】
この構成では、２次空気供給通路の構成を特定することによって、２次空気の供給先をシリンダヘッドの排気ポートと明確にしているとともに、貯留部の配置場所を明確にしている。
【００４５】
この場合、例えば内燃機関の始動に伴い２次空気を供給させると、貯留部内の凝縮水がデリバリ通路へ排出されるようになる。このデリバリ通路は、燃焼室に近くて高温となる関係より、凝縮水が蒸発しやすくなるので、デリバリ通路から排気ポートへ徐々に排出されやすくなる。
【００４６】
このように、貯留部内の凝縮水を排出させる場所を、排気管とせずにデリバリ通路に特定すれば、従来例のように排気管に凝縮水を一気に排出させていた場合に懸念される空燃比センサや触媒への悪影響をなくすことが可能になる。
【００４７】
また、本発明に係る車両は、内燃機関の排気通路において触媒より上流側に２次空気を供給するための２次空気供給装置と、吸気通路の途中に設けられるとともに内燃機関の上部に配置されて衝撃印加時に変形して前記衝撃を吸収する構造のサージタンクとを備え、前記２次空気供給装置が、上述した構成とされている、ことを特徴としている。
【００４８】
この構成では、２次空気供給装置の弁装置を内燃機関上部より低い場所に設置しても、弁装置内に凝縮水が滞留しない構成になっている関係より、この弁装置をサージタンクから離れた場所に設置することが可能になる。そのために、サージタンクが衝撃吸収のために変形する際、サージタンクの変形が弁装置で阻害されずに済むようになる。
【００４９】
これにより、サージタンクとフード部材との間のクリアランスを可及的に小さく設定することが可能になる。それに伴いフード部材の高さ位置を可及的に低く設定することが可能になるので、運転者による視認性向上を図るうえで有利となる。
【００５０】
この他、内燃機関上部に２次空気供給装置の弁装置を配置しないので、内燃機関上部とサージタンクとのクリアランスを比較的大きく確保できると言え、例えば内燃機関上部に弁装置を取り付けるような場合に比べて、例えば内燃機関の全高を可及的に低く設定することが可能になるとともに、内燃機関のシリンダヘッドに対する点火プラグの着脱作業性が良好になると言える。
【００５１】
好ましくは、前記内燃機関は、Ｖ型多気筒エンジンとされ、前記２次空気供給装置に備える２次空気供給通路および弁装置は、左右バンク毎の排気通路に対応して２組設けられ、前記サージタンクは、左右のシリンダヘッドカバーを覆うような大きさでかつ上下方向に扁平な容器とされ、かつ、その左右両側部分が内燃機関を覆うフード部材からの衝撃印加時においてシリンダヘッドカバー側へ倒れ込むように変形または脱落することにより衝撃を吸収する構造とされ、前記各弁装置は、前記左右のシリンダヘッドカバーのそれぞれ側方に前記サージタンクと離隔する状態で振り分けて配置される。
【００５２】
この構成では、内燃機関の型式、２次空気供給装置の構成、ならびにサージタンクの衝撃吸収の形態を特定したうえで、弁装置の配置を特定している。
【００５３】
特に、内燃機関上方に配置されるサージタンクと内燃機関上部との間に弁装置を配置していないことが明確になるから、サージタンクが衝撃吸収のために変形する際に、当該サージタンクの変形が弁装置で阻害されずに済む。
【発明の効果】
【００５４】
本発明は、エアポンプを用いる２次空気供給装置において、その内部に発生する凝縮水を、弁装置の設置場所に関係なく、簡単に排気通路側へ排出させることが可能になるから、従来例の不具合を解消するうえで有利になる。
【００５５】
また、本発明は、エアポンプを用いる２次空気供給装置および衝撃吸収構造のサージタンクが付設された内燃機関を搭載する車両において、２次空気供給装置の構成要素の耐久性を向上させることが可能になるとともに、運転者の視認性や内燃機関の整備作業性を良好としながら衝突安全性能を高めることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００５７】
まず、図１および図２に、本発明の一実施形態を示している。これらの図において、１はシリンダブロック、２はシリンダヘッド、３はシリンダヘッドカバー、４は２次空気供給装置である。
【００５８】
シリンダブロック１には、適宜数の気筒（図示省略）が設けられており、この各気筒には、ピストン（符号省略）が摺動自在に収納されている。この各気筒の内周面と各ピストンの頂面とシリンダヘッド２の各凹部とにより燃焼室が区画形成される。
【００５９】
このシリンダブロック１に搭載されるシリンダヘッド２には、それぞれ燃焼室毎の吸気ポート２ａおよび排気ポート２ｂが設けられている。
【００６０】
シリンダヘッド２の吸気ポート２ａには、吸気管５が連通連結されている。この吸気管５には、サージタンク７と、吸入空気量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ８と、エアクリーナ９とが設けられている。吸気ポート２ａと吸気管５とサージタンク７とで吸気通路が構成されている。
【００６１】
また、シリンダヘッド２の排気ポート２ｂには、排気管６が連通連結されている。排気ポート２ｂと排気管６とで排気通路が構成されている。排気管６には、排気浄化装置としての触媒１０が設けられている。この触媒１０としては、例えば、ＨＣ及びＣＯを酸化し、ＮＯｘを還元する三元触媒が挙げられる。
【００６２】
なお、図示していないが、吸気ポート２ａには吸気バルブが、排気ポート２ｂには排気バルブがそれぞれ開閉可能に配置され、また、シリンダヘッド２には点火プラグが設けられ、さらに、吸気管５には、燃料噴射弁が設けられる。
【００６３】
２次空気供給装置４は、内燃機関の排気通路（排気ポート２ｂおよび排気管６を含む）において触媒１０より上流側に２次空気を供給して酸素濃度を高くすることによって、排気ガス中のＣＯ、ＨＣを２次燃焼（後燃え）させて排気ガスの浄化を促進させるとともに、前記２次燃焼により触媒を速やかに昇温させて早期に活性状態とするものである。
【００６４】
具体的に、２次空気供給装置４は、主として、２次空気供給通路２１と、エアポンプ２２と、弁装置としてのエアスイッチングバルブ（ＡＳＶ）２３と、コントローラ２４とを含んで構成されている。
【００６５】
２次空気供給通路２１は、内燃機関の排気通路において触媒１０よりも上流側に２次空気を導くものである。この実施形態では、２次空気供給通路２１の下流端が、シリンダヘッド２の排気ポート２ｂに接続されていて、２次空気を排気ポート２ｂに供給するようになっている。
【００６６】
この２次空気供給通路２１は、エアポンプ２２とエアスイッチングバルブ２３とを連通連結する上流側外部配管２１ａと、エアスイッチングバルブ２３とシリンダヘッド２の下記デリバリ通路２１ｃとを連通連結する下流側外部配管２１ｂと、シリンダヘッド２内に気筒配列方向に沿って設けられるデリバリ通路２１ｃと、このデリバリ通路２１ｃとシリンダヘッド２の各排気ポート２ｂとを個別に連通連結する連通路２１ｄとを含んで構成されている。
【００６７】
なお、デリバリ通路２１ｃの上流端は、シリンダヘッド２の端面に開放されており、このデリバリ通路２１ｃの開放端に、下流側外部配管２１ｂが接続されている。デリバリ通路２１ｃの下流端は、シリンダヘッド２の外面に開放されずに閉塞されている。
【００６８】
エアポンプ２２は、２次空気供給通路２１の上流側に設けられており、例えば電動式とされる。このエアポンプ２２は、エアフィルタ２５を介して外気を吸引し、２次空気供給通路２１の下流側へ放出する。
【００６９】
エアスイッチングバルブ２３は、２次空気供給通路２１の途中に設けられて２次空気供給通路２１を開閉するものであり、一般的に公知のものであるので詳細に図示していないが、開閉弁２６と、アクチュエータ２７と、逆止弁２８とをケースに組み込んでユニット化した構成になっている。
【００７０】
開閉弁２６は、２次空気供給通路２１の上流側に配置されて、アクチュエータ２７により開閉作動されるようになっている。
【００７１】
アクチュエータ２７は、例えば電動モータ等により発生する回転動力を図示していない減速機構（遊星機構や送りねじ機構等）で直線運動に変換して、開閉弁２６の弁体を開弁または閉弁状態に作動させるものである。このアクチュエータ２７は、非通電時に開閉弁２６を閉状態とし、通電時に開閉弁２６を開状態とする。
【００７２】
逆止弁２８は、例えば排気ポート２ｂ側から２次空気供給通路２１への排気ガスの流入を防止するためのもので、例えばリード弁等とされる。
【００７３】
コントローラ２４は、少なくとも２次空気供給装置４の動作を制御するものであり、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３１と、ドライバユニット（ＥＤＵ）３２とを含んで構成されている。このコントローラ２４が請求項に記載の制御手段に相当している。
【００７４】
ＥＣＵ３１は、詳細に図示していないが、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路等を含んで構成される周知構造のコンピュータとされる。ＥＤＵ３２は、ＥＣＵ３１のケース内に内蔵されるものであっても良い。
【００７５】
このＥＣＵ３１は、読み込まれた各種のセンサ類の信号（運転パラメータ：車両の走行状態、内燃機関の運転状態に応じた信号）に基づいて、２次空気供給装置４の動作を制御する。つまり、ＥＣＵ３１は、必要に応じて、２次空気供給装置４における電動式のエアポンプ２２の作動制御信号やアクチュエータ２７の作動制御信号をＥＤＵ３２に与える。ＥＤＵ３２は、ＥＣＵ３１から入力される前記制御信号に基づいて、少なくとも電動式のエアポンプ２２やアクチュエータ２７に駆動電圧を印加する。
【００７６】
なお、前記の運転パラメータを検出する各種のセンサ類としては、図示していないが、アクセル開度を検出するアクセルセンサ、機関回転数やクランク角を検出する回転数センサ、内燃機関の冷却水温度を検出する水温センサ、排気管６において触媒１０の上流側に配置されるＡ／Ｆ（空燃比）センサ、排気管６において触媒１０の下流側に配置されるＯ2センサ等が少なくとも挙げられる。
【００７７】
次に、２次空気供給装置４の基本的な動作について簡単に説明する。
【００７８】
そもそも、排気管６に配置されている触媒１０は、触媒温度が活性温度よりも低いときに排気浄化機能を十分に発揮することができない。そこで、触媒１０の温度が活性温度よりも低くなる条件、例えば内燃機関の冷間始動時においては、触媒１０の温度を早期に活性温度にまで上昇させるようにする。
【００７９】
この実施形態では、コントローラ２４は、内燃機関の冷間始動直後に、２次空気供給装置４のエアポンプ２２を駆動すると同時に、エアスイッチングバルブ２３のアクチュエータ２７を駆動することにより開閉弁２６を開放し、エアポンプ２２で吸引した外気（２次空気）を２次空気供給通路２１から排気ポート２ｂに供給させるようにする。
【００８０】
このような２次空気の供給により、排気ガス中のＨＣやＣＯが２次空気中の酸素と反応して燃焼（酸化）して排気エミッション特性を改善することができる。
【００８１】
しかも、排気ポート２ｂへの２次空気の供給により、排気ガス中のＨＣやＣＯが燃焼するので、２次空気が供給されない場合に比べて排気ガスの温度を高めることができ、触媒１０を速やかに活性状態とすることができる。これによって内燃機関の始動直後の排気エミッションを改善することができる。
【００８２】
その一方で、内燃機関が一定温度以上となっている通常運転時、あるいは触媒１０が活性温度に到達している状態のときには、コントローラ２４はエアポンプ２２を非駆動、開閉弁２６を閉状態にさせることにより、２次空気を排気ポート２ｂへ供給しないようになっている。
【００８３】
ここで、本発明の特徴を適用した部分について、詳細に説明する。
【００８４】
この実施形態では、要するに、内燃機関の停止中に２次空気供給装置４内部に発生する凝縮水を、エアスイッチングバルブ２３内に滞留させずに、２次空気供給通路２１の途中に設けた貯留部１５内に回収、貯留させるようにしたうえで、内燃機関の始動時に貯留部１５内の凝縮水を２次空気供給通路２１のデリバリ通路２１ｃへ強制的に送出させるように工夫している。
【００８５】
具体的には、まず、図１に示すように、２次空気供給装置４のエアスイッチングバルブ２３を、デリバリ通路２１ｃに対する下流側外部配管２１ｂの連結位置の近傍またはその位置より鉛直方向下側に配置するように、内燃機関の側方に設置するとともに、このエアスイッチングバルブ２３とシリンダヘッド２のデリバリ通路２１ｃとを連通連結するための下流側外部配管２１ｂを、横から見て略Ｕ字形に屈曲した形状に形成している。
【００８６】
このＵ字形の下流側外部配管２１ｂの最下位置となる領域には、凝縮水の貯留部１５が付設されている。
【００８７】
この貯留部１５は、図２に示すように、下流側外部配管２１ｂの最下位置となる領域を覆い囲むように設けられる容器とされている。この容器からなる貯留部１５は、２次空気供給装置４内部で発生する酸性の凝縮水を貯留するものであるために、腐食防止のために、耐蝕性の優れたステンレス鋼等で形成するか、あるいは防錆処理を施すのが好ましい。
【００８８】
また、下流側外部配管２１ｂにおいて貯留部１５で外囲される領域の円周数ヶ所には、径方向に貫通する貫通孔２１ｅが設けられている。この貫通孔２１ｅは、下流側外部配管２１ｂやエアスイッチングバルブ２３内で発生する凝縮水を貯留部１５に落とし込むために設けられているとともに、貯留部１５内に貯留される凝縮水を排出する際に凝縮水を吸い出すために設けられている。
【００８９】
また、下流側外部配管２１ｂにおいて貯留部１５で外囲される領域には、貯留部１５内の凝縮水を吸い出して２次空気と共にデリバリ通路２１ｃへ送出させるための送出手段としてのベンチュリ１６が設けられている。
【００９０】
このベンチュリ１６は、下流側外部配管２１ｂ内を流通する２次空気の流速を上昇させるための絞り管１６ａを有し、この絞り管１６ａを通過する２次空気により絞り管１６ａの外径側の圧力を低下させて、その圧力低下に伴うバキューム効果でもって貯留部１５内の凝縮水を吸引して２次空気と共に下流側へ送出させるようになっている。
【００９１】
このような貯留部１５やベンチュリ１６を備えた場合、例えば内燃機関を始動させるときに、コントローラ２４でエアポンプ２２を駆動するとともにアクチュエータ２７により開閉弁２６を開弁させることにより、２次空気を排気ポート２ｂへ供給させる処理を行えば、この２次空気の供給処理過程において、ベンチュリ１６による凝縮水の排出機能を発生させることができる。
【００９２】
つまり、内燃機関の始動時に、２次空気供給装置４による２次空気の供給処理を行うことによって、貯留部１５に回収、貯留されている凝縮水を排気ポート２ｂ側へ排出させることが可能になるのである。このように、凝縮水を排出させるためだけの特別な処理を行う必要がない。
【００９３】
以上説明したように本発明の特徴を適用した実施形態によれば、以下のような作用、効果を奏する。
【００９４】
要するに、内燃機関の冷間時に２次空気供給装置４内に凝縮水が発生しても、この凝縮水を２次空気供給装置４のエアスイッチングバルブ２３内および下流側外部配管２１ｂ内に滞留させずに、貯留部１５に回収して貯留させるようにしている。
【００９５】
これにより、エアスイッチングバルブ２３に備える非金属部材（ゴムシール等）や２次空気供給通路２１が酸性の凝縮水によって経時的に腐食してしまうという不具合が発生せずに済む結果となる。したがって、貯留部１５のみを腐食対策を施せばよく、下流側外部配管２１ｂについては耐蝕性に優れた材料（例えばステンレス鋼等）で形成する必要がなくなって、任意の材料で形成することが可能になるので、コスト低減を図るうえで有利になる。
【００９６】
また、凝縮水の貯留部１５を、２次空気供給通路２１の途中に設けているので、従来例のように内燃機関のシリンダヘッド内部に設ける場合に比べて、シリンダヘッド２の大型化や重量増加を防止できるようになる。
【００９７】
しかも、貯留部１５に貯留された凝縮水は、２次空気供給過程においてベンチュリ１６によりデリバリ通路２１ｃへ強制的に送ることができるので、水滴のまま排気管６へ一気に排出されることはない。つまり、デリバリ通路２１ｃに導入される凝縮水は、シリンダヘッド２の熱によって蒸発し、排気ポート２ｂを介して排気管６へと排出されるからである。したがって、従来例のように排気管６に凝縮水を一気に排出させていた場合に懸念される空燃比センサや触媒１０への悪影響をなくすことが可能になる。このように、特別な駆動源を用いることなく、貯留部１５内の凝縮水を排気ポート２ｂ側へ排出させることが可能になるから、無駄がない。
【００９８】
これらのことによって、２次空気供給通路２１やエアスイッチングバルブ２３を可及的に高い場所に設置する必要がなくなるので、内燃機関上部から離れた場所に配置することが可能になる。そのため、内燃機関上部にエアスイッチングバルブ２３配置用のスペースを確保する必要がなくなり、その結果、例えば内燃機関の全高を可及的に低く設定することが可能になるとともに、内燃機関の点火プラグの交換作業性が良好となる。
【００９９】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。以下で例を挙げる。
【０１００】
（１）上記実施形態では、エアスイッチングバルブ２３の開閉弁２６を作動させるためのアクチュエータ２７を電動モータおよび減速機とする例を挙げているが、本発明はこれに限られることなく、アクチュエータ２７については、例えば特開２００７−２８５１４２号公報に示されているように電磁ソレノイドを用いる構成とすることが可能である。
【０１０１】
（２）上記実施形態では、送出手段としてベンチュリ１６を用いた例を挙げているが、本発明はこれに限られることなく、例えば適宜のジェットポンプを用いることも可能である。また、内燃機関については、ポート噴射タイプや筒内直接噴射タイプ等、特に限定されない。
【０１０２】
（３）上記実施形態において、例えばコントローラ２４でもって、内燃機関を停止させるときに、エアポンプ２２を駆動するとともにアクチュエータ２７により開閉弁２６を開弁させることにより、２次空気供給通路２１およびエアスイッチングバルブ２３の内部を掃気させる処理を行うようにしてもよい。
【０１０３】
このような掃気処理を行う場合、２次空気供給装置４の構成要素、例えば２次空気供給通路２１およびエアスイッチングバルブ２３内部に、外気や排気ガス等を残存させないようにすることができる。それによって、内燃機関の停止後において２次空気供給装置４内部に凝縮水を発生させにくくすることができる。
【０１０４】
このように、凝縮水が発生しにくくなれば、次の内燃機関の始動時に、排気ポート２ｂ側へ排出する凝縮水の量が減るので、貯留部１５の容量ならびに外形サイズを小さくすることが可能になるとともに、貯留部１５の設置スペースを削減するうえで有利となる。
【０１０５】
（４）図３から図５に、本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、２次空気供給装置の使用対象となる内燃機関をＶ型多気筒エンジンとするとともに、吸気系に設けられているサージタンク７について、Ｖ型多気筒エンジンの真上に配置して、フード部材１１からの衝撃印加時に意図的に変形または脱落して衝撃を吸収する構造にしたものを用いるようにしている。
【０１０６】
具体的に、図３を参照して、本発明に係る２次空気供給装置の使用対象となる内燃機関およびその周辺部分の構成を説明する。ここでは、図１との相違点についてのみ説明し、同一部分についての説明を割愛している。
【０１０７】
シリンダブロック１は、例えばＶ型多気筒エンジンのシリンダブロックとされ、その二つのバンク１Ｌ，１Ｒには、適宜数の気筒（図示省略）が設けられている。各気筒には、ピストン（符号省略）が摺動自在に収納されている。この各気筒の内周面と各ピストンの頂面とシリンダヘッド２，２の各凹部とにより燃焼室が区画形成される。このシリンダブロック１の両バンク１Ｌ，１Ｒにシリンダヘッド２，２がそれぞれ搭載されている。
【０１０８】
２次空気供給装置４は、両バンク１Ｌ，１Ｒの排気ポート２ｂ，２ｂに対応して、２組設けられている。この２次空気供給装置４の構成は、基本的に上記実施形態と同様であり、２次空気供給通路２１，２１やエアスイッチングバルブ２３，２３は、シリンダヘッドカバー３，３の上方ではなく、シリンダヘッド２，２の側方に配置されるようになっている。
【０１０９】
そして、サージタンク７は、図３に示すように、内燃機関のシリンダヘッドカバー３，３の直上で、かつ内燃機関を覆うフード部材１１の直下に適宜のクリアランスを介して非接触に配置されている。
【０１１０】
このサージタンク７は、左右のシリンダヘッドカバー３，３を覆うように左右方向（幅方向）に大きく、かつ、上下方向（例えば鉛直方向）に扁平となるような形状の容器とされている。
【０１１１】
サージタンク７の内部には、所定容量の空間が確保されているが、この内部空間は、中央壁７ａによって左右に仕切られている。図４に示すように、サージタンク７の左右両側壁には、前記左右に仕切られた内部空間に個別に外気を導入するための吸気ダクト７ｂ，７ｃが車両前方へ向けて突出するように設けられている。サージタンク７の底壁７ｄには、各吸気管５がサージタンク７の左右の内部空間に連通するように取り付けられている。
【０１１２】
なお、図示していないが、吸気ダクト７ｂ，７ｃの途中にスロットルバルブ８が設けられ、吸気ダクト７ｂ，７ｃの突出端に２ｉｎ１構造のパイプを介して単一のエアクリーナ９が取り付けられるようになっている。
【０１１３】
このようなサージタンク７についての衝撃吸収構造を説明する。具体的に、サージタンク７は、図５に示すように、フード部材１１から衝撃Ｇが印加されたときに、サージタンク７の左右両側部分が、図５の矢印および仮想線で示すように、シリンダヘッドカバー３，３側へ倒れ込むように変形または脱落することにより衝撃を吸収するような構造とされている。
【０１１４】
具体的に、サージタンク７は、合成樹脂等の可撓性を有する材料で成形されていて、その底壁７ｄにおいて吸気管５，５が連結される位置より外側の領域には、脆弱部７ｅ，７ｆが設けられている。
【０１１５】
この脆弱部７ｅ，７ｆは、底壁７ｄを部分的に薄肉とされることによって形成されており、フード部材１１を通じて衝撃Ｇが印加されたときに、脆弱部７ｅ，７ｆが破損して、この脆弱部７ｅ，７ｆを支点として、図５の矢印および仮想線で示すように、サージタンク７の左右両側部分をシリンダヘッドカバー３側へ倒れ込ませるように誘導するようになっている。
【０１１６】
以上説明したように、２次空気供給装置４は、上記実施形態と同様に、エアスイッチングバルブ２３，２３を内燃機関上部より低い場所に設置しても、２次空気供給通路２１，２１やエアスイッチングバルブ２３，２３内に凝縮水を滞留させない構成であって、エアスイッチングバルブ２３，２３をサージタンク７とシリンダヘッドカバー３，３との間ではなく、シリンダヘッド２，２の側方に設置している。
【０１１７】
これにより、例えば内燃機関上部に弁装置（エアスイッチングバルブ）を取り付けるような場合のように、サージタンク７が衝撃吸収のために変形する際に、当該サージタンク７の変形が弁装置（エアスイッチングバルブ）で阻害されるといった心配がなくなる。
【０１１８】
そのため、サージタンク７とフード部材１１との間のクリアランスを可及的に小さくしながらも、サージタンク７が衝撃吸収のために変形するスペースを容易に確保することができる。したがって、例えば内燃機関上部に弁装置（エアスイッチングバルブ）を取り付けるような場合に比べて、内燃機関の全高を可及的に低く設定することが可能になるとともに、内燃機関のシリンダヘッド２に対する点火プラグの着脱作業性が良好になる。さらに、フード部材１１の高さ位置を可及的に低く設定することが可能になるので、運転者による視認性向上を図るうえで有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る２次空気供給装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の要部を拡大して断面で示す図である。
【図３】図１に示す２次空気供給装置の使用対象となる内燃機関の一例を示す図で、内燃機関を後ろ側から見た状態を示している。
【図４】図３のサージタンクを平面で示す図である。
【図５】図３において、フード部材に衝撃が印加されたときにサージタンクが衝撃吸収のために変形する様子を示す図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１ シリンダブロック
２ シリンダヘッド
２ａ 吸気ポート
２ｂ 排気ポート
３ シリンダヘッドカバー
４ ２次空気供給装置
５ 吸気管
６ 排気管
７ サージタンク
１０ 触媒
１１ フード部材
１５ 貯留部
１６ ベンチュリ（送出手段）
２１ ２次空気供給通路
２１ａ 上流側外部配管
２１ｂ 下流側外部配管
２１ｃ デリバリ通路
２１ｄ 連通路
２１ｅ 下流側外部配管の貫通孔
２２ エアポンプ
２３ エアスイッチングバルブ（弁装置）
２４ コントローラ（制御手段）
２６ 開閉弁
２７ アクチュエータ
２８ 逆止弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（以下、エンジンともいう）の２次空気供給装置、ならびにそれを備える車両に関する。
【０００２】
なお、前記車両は、前記２次空気供給装置と、吸気通路の途中に設けられるとともに内燃機関の上部に配置されて衝撃印加時に変形して前記衝撃を吸収する構造のサージタンクとを備える構成である。
【背景技術】
【０００３】
車両等に搭載される内燃機関においては、一般的に、排気通路に酸化機能を有する触媒（例えば三元触媒）を配置し、排気ガス中のＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（ハイドロカーボン）、ＮＯｘ（窒素酸化物）成分を低減して、排気ガスの浄化を行う排気浄化装置が設けられている。
【０００４】
また、このような排気浄化装置を備えた内燃機関には、その冷間始動時等のように触媒がまだ活性化されていない期間において排気ガスの浄化機能を促進するために、内燃機関の排気系に２次空気を供給する２次空気供給装置（ＡＩ：Air Injection System）が設けられている。
【０００５】
詳しくは、内燃機関の２次空気供給装置は、排気通路において触媒より上流側に２次空気を供給して酸素濃度を高くすることによって、排気ガス中のＣＯ、ＨＣを２次燃焼（後燃え）させて排気ガスの浄化を促進させるとともに、２次燃焼により触媒を速やかに昇温させて早期に活性状態とするものである。
【０００６】
この２次空気供給装置は、主として、排気通路において触媒より上流側に２次空気を供給するための２次空気供給通路と、この２次空気供給通路を開閉するための弁装置と、外気を吸引して２次空気供給通路に送り込むためのエアポンプとを含む構成である。弁装置は、開閉弁および逆止弁をケース内に組み込んだ構成である。
【０００７】
２次空気供給装置の動作は、簡単に言えば、内燃機関の冷間始動時に、エアポンプを駆動するとともに、開閉弁および逆止弁を開弁させて、２次空気を排気通路に送り込むようにしている。
【０００８】
ところで、内燃機関の運転停止後には、２次空気供給通路内に残留する２次空気や逆流した排気ガス等が冷却されることにより、２次空気供給通路内で、前記２次空気や排気ガス内に含まれる水分が凝縮された酸性の凝縮水を発生することが知られている。
【０００９】
仮に、この凝縮水が、弁装置内部に滞留すると、当該弁装置内部に設けられる非金属製の構成要素（ゴムシール等）を経時的に腐食劣化させてしまうおそれがある。
【００１０】
そこで、排気通路に対する２次空気供給通路の連結部分よりも、弁装置を高い場所に設置することにより、凝縮水を弁装置より下流側の２次空気供給通路へ排出させやすくすることが考えられる。
【００１１】
その場合、２次空気供給通路内に凝縮水が滞留することになるが、その場合には、２次空気供給通路を構成する金属製または合成樹脂製のパイプが経時的に腐食劣化されるおそれがある。
【００１２】
これに対しては、例えば特許文献１に示されているように、２次空気供給通路を耐蝕性の優れたステンレス鋼等で形成することや、２次空気供給通路に防錆処理を施すことが考えられている。
【００１３】
この特許文献１に係る従来例は、２次空気供給通路に溜まる凝縮水によって２次空気供給通路が腐食されにくくする技術であり、製造コストの高騰を余儀なくされる。
【００１４】
ところで、凝縮水を強制的に排気通路側へ排出させる技術として、特許文献２，３がある。
【００１５】
特許文献２は、内燃機関の排気管（エキゾーストマニホールド）にエアポンプから吸入送出される外気を２次空気として供給する２次空気供給装置において、内燃機関の完全暖機後にエアスイッチングバルブを開き、エアポンプを作動させることにより、２次空気供給通路内を強制掃気することにより、当該通路内の凝縮水を排気管へ排出する他、エアポンプを停止した状態のままでエアサクションによる掃気を実行することにより、通路内の凝縮水を排気管へ排出させるようになっている。
【００１６】
特許文献３は、内燃機関のシリンダヘッドの排気ポートにエアポンプから吸入送出される外気を２次空気として供給する２次空気供給装置において、シリンダヘッド内部において排気ポートより上方に設けられるデリバリ通路（２次空気供給通路の一部）の底部に凝縮水の貯留部を設け、内燃機関の停止後に前記２次空気供給通路に発生する凝縮水を前記貯留部に貯留させるようにするとともに、内燃機関の始動に伴う温度上昇により前記貯留部内の凝縮水を蒸発させて連通路（２次空気供給通路の一部）から排気ポートに少量ずつ排出させるようになっている。
【特許文献１】特開平８−２１８８５８号公報
【特許文献２】特開２００３−２２７３３１号公報
【特許文献３】特開２００６−３１２９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記特許文献２に係る従来例では、まず、内燃機関の完全暖機後に、２次空気供給装置を構成する各要素（エアスイッチングバルブや２次空気供給通路）の内部を掃気することにより、当該内部に凝縮水を発生させないようにするものであって、次のような懸念事項が挙げられる。
【００１８】
つまり、この特許文献２に係る従来例の場合、掃気によって２次空気供給装置内の凝縮水が排気管へ一気に排出されるようになるために、排気管に設置される空燃比センサや触媒に凝縮水が直接かかることになる等、当該空燃比センサや触媒に悪影響を及ぼすことが懸念される。
【００１９】
一方、特許文献３に係る従来例では、２次空気をシリンダヘッドの排気ポートに供給する形態であって、シリンダヘッド内部に形成されるデリバリ通路の下方の貯留部内に発生した凝縮水を、内燃機関の運転中の熱で蒸発させて排気ポートへ排出させるようにしているので、先の特許文献２に係る従来例のような懸念は解消されるものの、次のような懸念事項が挙げられる。
【００２０】
まず、シリンダヘッド内部に、デリバリ通路と、凝縮水の貯留部とを形成する必要があるために、シリンダヘッドの形状大型化や重量増加が懸念される。
【００２１】
また、凝縮水は、本来、内燃機関の停止中の冷間時に発生しやすいが、内燃機関の停止中は、温度低下するので、前記貯留部内の凝縮水が蒸発しにくくなり、この貯留部を形成するシリンダヘッドの空間内壁が凝縮水で腐食されやすくなることが懸念される。
【００２２】
その場合、腐食進展を抑制するために、仮に、シリンダヘッドにおいて前記貯留部近傍を厚肉に設定する等の対策を講じる必要があると考えられるが、その場合には内燃機関の重量増加につながり、改良の余地がある。
【００２３】
このような事情に鑑み、本発明は、２次空気供給装置において、その内部に発生する凝縮水を、弁装置の設置場所に関係なく、簡単に排気通路側へ排出させることを可能とし、上記従来例の不具合を解消可能とすることを目的としている。
【００２４】
また、本発明は、例えば特開２００７−７１１５４号公報に示されるような衝撃吸収構造のサージタンクと、２次空気供給装置とが付設された内燃機関を搭載する車両において、２次空気供給装置の構成要素の耐久性を向上したうえで、運転者の視認性や内燃機関の整備作業性を良好としながら衝突安全性能を高めるようにすることを目的としている。
【００２５】
なお、前記特開２００７−７１１５４号公報には、例えば車両と歩行者等の被衝突体との衝突時において、被衝突体に付与される衝撃を可及的に低減するために、衝撃印加時に、例えば車両のフード部材（ボンネットと呼ばれる）およびサージタンク等を変形しやすくすることにより衝撃を吸収可能とする技術が記載されている。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明は、内燃機関の排気通路において触媒より上流側に２次空気を供給するための２次空気供給装置であって、排気通路の触媒よりも上流側に２次空気を導くための２次空気供給通路と、この２次空気供給通路の上流に配置されかつ必要に応じて外気を吸引して前記２次空気供給通路の下流側へ送出するエアポンプと、前記２次空気供給通路を開閉するための弁装置と、前記２次空気供給通路において前記弁装置と排気通路との間に配置される凝縮水の貯留部と、この貯留部内の凝縮水を２次空気と共に排気通路側へ送る送出手段とを含む、ことを特徴としている。
【００２７】
この構成によれば、内燃機関の冷間時に２次空気供給装置内に凝縮水が発生しても、その凝縮水が貯留部内に回収されて貯留されることになり、しかも、貯留部内に貯留される凝縮水は、送出手段により必要に応じて排気通路へ排出されるようになっている。これにより、２次空気供給装置の構成要素が凝縮水で腐食することを防止することが可能になる。
【００２８】
そして、前記凝縮水の貯留部を、２次空気供給通路の途中に設けているので、従来例のように内燃機関のシリンダヘッド内部に設ける場合に比べて、シリンダヘッドの大型化や重量増加を防止できるようになる。
【００２９】
また、貯留部のみを耐蝕性材料で形成するか、あるいは貯留部のみに防錆処理を施せばよいから、従来例のように２次空気供給通路全体を耐蝕性材料で形成するか、あるいは防錆処理を施す場合に比べて、コスト増を抑制することが可能になる。
【００３０】
さらに、弁装置を高い場所に設置する必要がなくなるので、内燃機関上部から離れた場所に配置することが可能になる。そのため、内燃機関上部に弁装置配置用スペースを確保する必要がなくなり、その結果、例えば内燃機関の全高を可及的に低く設定することが可能になるとともに、内燃機関の点火プラグの交換作業性が良好となる。
【００３１】
好ましくは、前記送出手段は、前記貯留部内の凝縮水を吸い出して２次空気と共に排気通路側へ送出させるものとされる。
【００３２】
好ましくは、前記弁装置は、前記排気通路に対する２次空気供給通路の連結位置の近傍またはその位置より鉛直方向下側に配置され、前記２次空気供給通路において前記弁装置から排気通路までの区間は、前記弁装置の下流側から下降した後で上昇して前記排気通路へ向かうようＵ字形に屈曲した形状とされ、前記貯留部は、前記２次空気供給通路の下降部分を囲むように設けられる容器とされる。
【００３３】
この構成によれば、弁装置を内燃機関上部から離れた場所に配置しているから、内燃機関上部に弁装置配置用のスペースを確保する必要がなくなり、例えば内燃機関の全高を可及的に低く設定することが可能になるとともに、内燃機関の点火プラグの交換作業性が良好となる。
【００３４】
しかも、弁装置より低くした２次空気供給通路の途中に貯留部を設けているから、弁装置内で凝縮水が発生しても、この凝縮水が自然落下して貯留部に回収されるようになる。
【００３５】
好ましくは、前記送出手段は、前記２次空気供給通路において前記貯留部で外囲された下降部分に設けられて流通する２次空気の流速を上昇させることにより前記貯留部内の凝縮水を吸い出して２次空気と共に下流側へ送出させるベンチュリとされる。
【００３６】
この構成では、送出手段を一般的に公知のベンチュリに特定している。この特定によれば、エアポンプから２次空気が２次空気供給通路に供給されると、この２次空気がベンチュリ効果によって流速が上昇され、その下流側で発生するバキューム効果によって貯留部内の凝縮水が吸い出されて排気通路側へ送出されるようになる。
【００３７】
このように、特別な駆動源を用いることなく、貯留部内の凝縮水を排気通路側へ排出させることが可能になるから、無駄がない。
【００３８】
好ましくは、前記弁装置は、２次空気供給通路の上流側に配置されてアクチュエータにより開閉作動される開閉弁と、２次空気供給通路の下流側に配置される逆止弁とをケース内に組み込んでユニット化した構成とされ、前記アクチュエータおよび前記エアポンプを制御する制御手段をさらに含み、この制御手段は、内燃機関の始動時に、エアポンプを駆動するとともにアクチュエータにより開閉弁を開弁させることにより、前記ベンチュリによる凝縮水の排出機能を発生させる、ものとすることができる。
【００３９】
この構成では、弁装置や２次空気供給装置の構成を特定している。この弁装置では、逆止弁を備えるので、排気通路から弁装置より上流側への排気ガスの逆流が防止されるようになる。また、内燃機関の始動時に、排気通路へ２次空気を供給させる過程において、貯留部内の凝縮水を排出させることが可能になり、凝縮水を排出させるためだけの特別な処理を行う必要がない。
【００４０】
好ましくは、前記制御手段は、内燃機関の停止時に、エアポンプを駆動するとともにアクチュエータにより開閉弁を開弁させることにより、２次空気供給通路および弁装置内部を掃気させる、ものとすることができる。
【００４１】
この構成では、要するに、掃気処理を行うことにより、２次空気供給通路および弁装置内部に、外気や排気ガス等を残存させないようにしており、それによって、内燃機関の停止後において２次空気供給装置内部に凝縮水が発生しにくくなる。
【００４２】
このように、凝縮水が発生しにくくなれば、次の内燃機関の始動時に、排気通路側へ排出する凝縮水の量が減るので、貯留部の容量ならびに外形サイズを小さくすることが可能になるとともに、貯留部の設置スペースを削減するうえで有利となる。
【００４３】
好ましくは、前記２次空気供給通路は、前記エアポンプと弁装置とを連通連結する上流側外部配管と、内燃機関のシリンダヘッド内に気筒配列方向に沿って設けられるデリバリ通路と、このデリバリ通路とシリンダヘッドの排気ポートとを連通連結する連通路と、前記デリバリ通路と弁装置とを連通連結する下流側外部配管とを含む、ものとすることができる。
【００４４】
この構成では、２次空気供給通路の構成を特定することによって、２次空気の供給先をシリンダヘッドの排気ポートと明確にしているとともに、貯留部の配置場所を明確にしている。
【００４５】
この場合、例えば内燃機関の始動に伴い２次空気を供給させると、貯留部内の凝縮水がデリバリ通路へ排出されるようになる。このデリバリ通路は、燃焼室に近くて高温となる関係より、凝縮水が蒸発しやすくなるので、デリバリ通路から排気ポートへ徐々に排出されやすくなる。
【００４６】
このように、貯留部内の凝縮水を排出させる場所を、排気管とせずにデリバリ通路に特定すれば、従来例のように排気管に凝縮水を一気に排出させていた場合に懸念される空燃比センサや触媒への悪影響をなくすことが可能になる。
【００４７】
また、本発明に係る車両は、内燃機関の排気通路において触媒より上流側に２次空気を供給するための２次空気供給装置と、吸気通路の途中に設けられるとともに内燃機関の上部に配置されて衝撃印加時に変形して前記衝撃を吸収する構造のサージタンクとを備え、前記２次空気供給装置が、上述した構成とされている、ことを特徴としている。
【００４８】
この構成では、２次空気供給装置の弁装置を内燃機関上部より低い場所に設置しても、弁装置内に凝縮水が滞留しない構成になっている関係より、この弁装置をサージタンクから離れた場所に設置することが可能になる。そのために、サージタンクが衝撃吸収のために変形する際、サージタンクの変形が弁装置で阻害されずに済むようになる。
【００４９】
これにより、サージタンクとフード部材との間のクリアランスを可及的に小さく設定することが可能になる。それに伴いフード部材の高さ位置を可及的に低く設定することが可能になるので、運転者による視認性向上を図るうえで有利となる。
【００５０】
この他、内燃機関上部に２次空気供給装置の弁装置を配置しないので、内燃機関上部とサージタンクとのクリアランスを比較的大きく確保できると言え、例えば内燃機関上部に弁装置を取り付けるような場合に比べて、例えば内燃機関の全高を可及的に低く設定することが可能になるとともに、内燃機関のシリンダヘッドに対する点火プラグの着脱作業性が良好になると言える。
【００５１】
好ましくは、前記内燃機関は、Ｖ型多気筒エンジンとされ、前記２次空気供給装置に備える２次空気供給通路および弁装置は、左右バンク毎の排気通路に対応して２組設けられ、前記サージタンクは、左右のシリンダヘッドカバーを覆うような大きさでかつ上下方向に扁平な容器とされ、かつ、その左右両側部分が内燃機関を覆うフード部材からの衝撃印加時においてシリンダヘッドカバー側へ倒れ込むように変形または脱落することにより衝撃を吸収する構造とされ、前記各弁装置は、前記左右のシリンダヘッドカバーのそれぞれ側方に前記サージタンクと離隔する状態で振り分けて配置される。
【００５２】
この構成では、内燃機関の型式、２次空気供給装置の構成、ならびにサージタンクの衝撃吸収の形態を特定したうえで、弁装置の配置を特定している。
【００５３】
特に、内燃機関上方に配置されるサージタンクと内燃機関上部との間に弁装置を配置していないことが明確になるから、サージタンクが衝撃吸収のために変形する際に、当該サージタンクの変形が弁装置で阻害されずに済む。
【発明の効果】
【００５４】
本発明は、エアポンプを用いる２次空気供給装置において、その内部に発生する凝縮水を、弁装置の設置場所に関係なく、簡単に排気通路側へ排出させることが可能になるから、従来例の不具合を解消するうえで有利になる。
【００５５】
また、本発明は、エアポンプを用いる２次空気供給装置および衝撃吸収構造のサージタンクが付設された内燃機関を搭載する車両において、２次空気供給装置の構成要素の耐久性を向上させることが可能になるとともに、運転者の視認性や内燃機関の整備作業性を良好としながら衝突安全性能を高めることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００５７】
まず、図１および図２に、本発明の一実施形態を示している。これらの図において、１はシリンダブロック、２はシリンダヘッド、３はシリンダヘッドカバー、４は２次空気供給装置である。
【００５８】
シリンダブロック１には、適宜数の気筒（図示省略）が設けられており、この各気筒には、ピストン（符号省略）が摺動自在に収納されている。この各気筒の内周面と各ピストンの頂面とシリンダヘッド２の各凹部とにより燃焼室が区画形成される。
【００５９】
このシリンダブロック１に搭載されるシリンダヘッド２には、それぞれ燃焼室毎の吸気ポート２ａおよび排気ポート２ｂが設けられている。
【００６０】
シリンダヘッド２の吸気ポート２ａには、吸気管５が連通連結されている。この吸気管５には、サージタンク７と、吸入空気量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ８と、エアクリーナ９とが設けられている。吸気ポート２ａと吸気管５とサージタンク７とで吸気通路が構成されている。
【００６１】
また、シリンダヘッド２の排気ポート２ｂには、排気管６が連通連結されている。排気ポート２ｂと排気管６とで排気通路が構成されている。排気管６には、排気浄化装置としての触媒１０が設けられている。この触媒１０としては、例えば、ＨＣ及びＣＯを酸化し、ＮＯｘを還元する三元触媒が挙げられる。
【００６２】
なお、図示していないが、吸気ポート２ａには吸気バルブが、排気ポート２ｂには排気バルブがそれぞれ開閉可能に配置され、また、シリンダヘッド２には点火プラグが設けられ、さらに、吸気管５には、燃料噴射弁が設けられる。
【００６３】
２次空気供給装置４は、内燃機関の排気通路（排気ポート２ｂおよび排気管６を含む）において触媒１０より上流側に２次空気を供給して酸素濃度を高くすることによって、排気ガス中のＣＯ、ＨＣを２次燃焼（後燃え）させて排気ガスの浄化を促進させるとともに、前記２次燃焼により触媒を速やかに昇温させて早期に活性状態とするものである。
【００６４】
具体的に、２次空気供給装置４は、主として、２次空気供給通路２１と、エアポンプ２２と、弁装置としてのエアスイッチングバルブ（ＡＳＶ）２３と、コントローラ２４とを含んで構成されている。
【００６５】
２次空気供給通路２１は、内燃機関の排気通路において触媒１０よりも上流側に２次空気を導くものである。この実施形態では、２次空気供給通路２１の下流端が、シリンダヘッド２の排気ポート２ｂに接続されていて、２次空気を排気ポート２ｂに供給するようになっている。
【００６６】
この２次空気供給通路２１は、エアポンプ２２とエアスイッチングバルブ２３とを連通連結する上流側外部配管２１ａと、エアスイッチングバルブ２３とシリンダヘッド２の下記デリバリ通路２１ｃとを連通連結する下流側外部配管２１ｂと、シリンダヘッド２内に気筒配列方向に沿って設けられるデリバリ通路２１ｃと、このデリバリ通路２１ｃとシリンダヘッド２の各排気ポート２ｂとを個別に連通連結する連通路２１ｄとを含んで構成されている。
【００６７】
なお、デリバリ通路２１ｃの上流端は、シリンダヘッド２の端面に開放されており、このデリバリ通路２１ｃの開放端に、下流側外部配管２１ｂが接続されている。デリバリ通路２１ｃの下流端は、シリンダヘッド２の外面に開放されずに閉塞されている。
【００６８】
エアポンプ２２は、２次空気供給通路２１の上流側に設けられており、例えば電動式とされる。このエアポンプ２２は、エアフィルタ２５を介して外気を吸引し、２次空気供給通路２１の下流側へ放出する。
【００６９】
エアスイッチングバルブ２３は、２次空気供給通路２１の途中に設けられて２次空気供給通路２１を開閉するものであり、一般的に公知のものであるので詳細に図示していないが、開閉弁２６と、アクチュエータ２７と、逆止弁２８とをケースに組み込んでユニット化した構成になっている。
【００７０】
開閉弁２６は、２次空気供給通路２１の上流側に配置されて、アクチュエータ２７により開閉作動されるようになっている。
【００７１】
アクチュエータ２７は、例えば電動モータ等により発生する回転動力を図示していない減速機構（遊星機構や送りねじ機構等）で直線運動に変換して、開閉弁２６の弁体を開弁または閉弁状態に作動させるものである。このアクチュエータ２７は、非通電時に開閉弁２６を閉状態とし、通電時に開閉弁２６を開状態とする。
【００７２】
逆止弁２８は、例えば排気ポート２ｂ側から２次空気供給通路２１への排気ガスの流入を防止するためのもので、例えばリード弁等とされる。
【００７３】
コントローラ２４は、少なくとも２次空気供給装置４の動作を制御するものであり、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３１と、ドライバユニット（ＥＤＵ）３２とを含んで構成されている。このコントローラ２４が請求項に記載の制御手段に相当している。
【００７４】
ＥＣＵ３１は、詳細に図示していないが、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路等を含んで構成される周知構造のコンピュータとされる。ＥＤＵ３２は、ＥＣＵ３１のケース内に内蔵されるものであっても良い。
【００７５】
このＥＣＵ３１は、読み込まれた各種のセンサ類の信号（運転パラメータ：車両の走行状態、内燃機関の運転状態に応じた信号）に基づいて、２次空気供給装置４の動作を制御する。つまり、ＥＣＵ３１は、必要に応じて、２次空気供給装置４における電動式のエアポンプ２２の作動制御信号やアクチュエータ２７の作動制御信号をＥＤＵ３２に与える。ＥＤＵ３２は、ＥＣＵ３１から入力される前記制御信号に基づいて、少なくとも電動式のエアポンプ２２やアクチュエータ２７に駆動電圧を印加する。
【００７６】
なお、前記の運転パラメータを検出する各種のセンサ類としては、図示していないが、アクセル開度を検出するアクセルセンサ、機関回転数やクランク角を検出する回転数センサ、内燃機関の冷却水温度を検出する水温センサ、排気管６において触媒１０の上流側に配置されるＡ／Ｆ（空燃比）センサ、排気管６において触媒１０の下流側に配置されるＯ2センサ等が少なくとも挙げられる。
【００７７】
次に、２次空気供給装置４の基本的な動作について簡単に説明する。
【００７８】
そもそも、排気管６に配置されている触媒１０は、触媒温度が活性温度よりも低いときに排気浄化機能を十分に発揮することができない。そこで、触媒１０の温度が活性温度よりも低くなる条件、例えば内燃機関の冷間始動時においては、触媒１０の温度を早期に活性温度にまで上昇させるようにする。
【００７９】
この実施形態では、コントローラ２４は、内燃機関の冷間始動直後に、２次空気供給装置４のエアポンプ２２を駆動すると同時に、エアスイッチングバルブ２３のアクチュエータ２７を駆動することにより開閉弁２６を開放し、エアポンプ２２で吸引した外気（２次空気）を２次空気供給通路２１から排気ポート２ｂに供給させるようにする。
【００８０】
このような２次空気の供給により、排気ガス中のＨＣやＣＯが２次空気中の酸素と反応して燃焼（酸化）して排気エミッション特性を改善することができる。
【００８１】
しかも、排気ポート２ｂへの２次空気の供給により、排気ガス中のＨＣやＣＯが燃焼するので、２次空気が供給されない場合に比べて排気ガスの温度を高めることができ、触媒１０を速やかに活性状態とすることができる。これによって内燃機関の始動直後の排気エミッションを改善することができる。
【００８２】
その一方で、内燃機関が一定温度以上となっている通常運転時、あるいは触媒１０が活性温度に到達している状態のときには、コントローラ２４はエアポンプ２２を非駆動、開閉弁２６を閉状態にさせることにより、２次空気を排気ポート２ｂへ供給しないようになっている。
【００８３】
ここで、本発明の特徴を適用した部分について、詳細に説明する。
【００８４】
この実施形態では、要するに、内燃機関の停止中に２次空気供給装置４内部に発生する凝縮水を、エアスイッチングバルブ２３内に滞留させずに、２次空気供給通路２１の途中に設けた貯留部１５内に回収、貯留させるようにしたうえで、内燃機関の始動時に貯留部１５内の凝縮水を２次空気供給通路２１のデリバリ通路２１ｃへ強制的に送出させるように工夫している。
【００８５】
具体的には、まず、図１に示すように、２次空気供給装置４のエアスイッチングバルブ２３を、デリバリ通路２１ｃに対する下流側外部配管２１ｂの連結位置の近傍またはその位置より鉛直方向下側に配置するように、内燃機関の側方に設置するとともに、このエアスイッチングバルブ２３とシリンダヘッド２のデリバリ通路２１ｃとを連通連結するための下流側外部配管２１ｂを、横から見て略Ｕ字形に屈曲した形状に形成している。
【００８６】
このＵ字形の下流側外部配管２１ｂの最下位置となる領域には、凝縮水の貯留部１５が付設されている。
【００８７】
この貯留部１５は、図２に示すように、下流側外部配管２１ｂの最下位置となる領域を覆い囲むように設けられる容器とされている。この容器からなる貯留部１５は、２次空気供給装置４内部で発生する酸性の凝縮水を貯留するものであるために、腐食防止のために、耐蝕性の優れたステンレス鋼等で形成するか、あるいは防錆処理を施すのが好ましい。
【００８８】
また、下流側外部配管２１ｂにおいて貯留部１５で外囲される領域の円周数ヶ所には、径方向に貫通する貫通孔２１ｅが設けられている。この貫通孔２１ｅは、下流側外部配管２１ｂやエアスイッチングバルブ２３内で発生する凝縮水を貯留部１５に落とし込むために設けられているとともに、貯留部１５内に貯留される凝縮水を排出する際に凝縮水を吸い出すために設けられている。
【００８９】
また、下流側外部配管２１ｂにおいて貯留部１５で外囲される領域には、貯留部１５内の凝縮水を吸い出して２次空気と共にデリバリ通路２１ｃへ送出させるための送出手段としてのベンチュリ１６が設けられている。
【００９０】
このベンチュリ１６は、下流側外部配管２１ｂ内を流通する２次空気の流速を上昇させるための絞り管１６ａを有し、この絞り管１６ａを通過する２次空気により絞り管１６ａの外径側の圧力を低下させて、その圧力低下に伴うバキューム効果でもって貯留部１５内の凝縮水を吸引して２次空気と共に下流側へ送出させるようになっている。
【００９１】
このような貯留部１５やベンチュリ１６を備えた場合、例えば内燃機関を始動させるときに、コントローラ２４でエアポンプ２２を駆動するとともにアクチュエータ２７により開閉弁２６を開弁させることにより、２次空気を排気ポート２ｂへ供給させる処理を行えば、この２次空気の供給処理過程において、ベンチュリ１６による凝縮水の排出機能を発生させることができる。
【００９２】
つまり、内燃機関の始動時に、２次空気供給装置４による２次空気の供給処理を行うことによって、貯留部１５に回収、貯留されている凝縮水を排気ポート２ｂ側へ排出させることが可能になるのである。このように、凝縮水を排出させるためだけの特別な処理を行う必要がない。
【００９３】
以上説明したように本発明の特徴を適用した実施形態によれば、以下のような作用、効果を奏する。
【００９４】
要するに、内燃機関の冷間時に２次空気供給装置４内に凝縮水が発生しても、この凝縮水を２次空気供給装置４のエアスイッチングバルブ２３内および下流側外部配管２１ｂ内に滞留させずに、貯留部１５に回収して貯留させるようにしている。
【００９５】
これにより、エアスイッチングバルブ２３に備える非金属部材（ゴムシール等）や２次空気供給通路２１が酸性の凝縮水によって経時的に腐食してしまうという不具合が発生せずに済む結果となる。したがって、貯留部１５のみを腐食対策を施せばよく、下流側外部配管２１ｂについては耐蝕性に優れた材料（例えばステンレス鋼等）で形成する必要がなくなって、任意の材料で形成することが可能になるので、コスト低減を図るうえで有利になる。
【００９６】
また、凝縮水の貯留部１５を、２次空気供給通路２１の途中に設けているので、従来例のように内燃機関のシリンダヘッド内部に設ける場合に比べて、シリンダヘッド２の大型化や重量増加を防止できるようになる。
【００９７】
しかも、貯留部１５に貯留された凝縮水は、２次空気供給過程においてベンチュリ１６によりデリバリ通路２１ｃへ強制的に送ることができるので、水滴のまま排気管６へ一気に排出されることはない。つまり、デリバリ通路２１ｃに導入される凝縮水は、シリンダヘッド２の熱によって蒸発し、排気ポート２ｂを介して排気管６へと排出されるからである。したがって、従来例のように排気管６に凝縮水を一気に排出させていた場合に懸念される空燃比センサや触媒１０への悪影響をなくすことが可能になる。このように、特別な駆動源を用いることなく、貯留部１５内の凝縮水を排気ポート２ｂ側へ排出させることが可能になるから、無駄がない。
【００９８】
これらのことによって、２次空気供給通路２１やエアスイッチングバルブ２３を可及的に高い場所に設置する必要がなくなるので、内燃機関上部から離れた場所に配置することが可能になる。そのため、内燃機関上部にエアスイッチングバルブ２３配置用のスペースを確保する必要がなくなり、その結果、例えば内燃機関の全高を可及的に低く設定することが可能になるとともに、内燃機関の点火プラグの交換作業性が良好となる。
【００９９】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。以下で例を挙げる。
【０１００】
（１）上記実施形態では、エアスイッチングバルブ２３の開閉弁２６を作動させるためのアクチュエータ２７を電動モータおよび減速機とする例を挙げているが、本発明はこれに限られることなく、アクチュエータ２７については、例えば特開２００７−２８５１４２号公報に示されているように電磁ソレノイドを用いる構成とすることが可能である。
【０１０１】
（２）上記実施形態では、送出手段としてベンチュリ１６を用いた例を挙げているが、本発明はこれに限られることなく、例えば適宜のジェットポンプを用いることも可能である。また、内燃機関については、ポート噴射タイプや筒内直接噴射タイプ等、特に限定されない。
【０１０２】
（３）上記実施形態において、例えばコントローラ２４でもって、内燃機関を停止させるときに、エアポンプ２２を駆動するとともにアクチュエータ２７により開閉弁２６を開弁させることにより、２次空気供給通路２１およびエアスイッチングバルブ２３の内部を掃気させる処理を行うようにしてもよい。
【０１０３】
このような掃気処理を行う場合、２次空気供給装置４の構成要素、例えば２次空気供給通路２１およびエアスイッチングバルブ２３内部に、外気や排気ガス等を残存させないようにすることができる。それによって、内燃機関の停止後において２次空気供給装置４内部に凝縮水を発生させにくくすることができる。
【０１０４】
このように、凝縮水が発生しにくくなれば、次の内燃機関の始動時に、排気ポート２ｂ側へ排出する凝縮水の量が減るので、貯留部１５の容量ならびに外形サイズを小さくすることが可能になるとともに、貯留部１５の設置スペースを削減するうえで有利となる。
【０１０５】
（４）図３から図５に、本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、２次空気供給装置の使用対象となる内燃機関をＶ型多気筒エンジンとするとともに、吸気系に設けられているサージタンク７について、Ｖ型多気筒エンジンの真上に配置して、フード部材１１からの衝撃印加時に意図的に変形または脱落して衝撃を吸収する構造にしたものを用いるようにしている。
【０１０６】
具体的に、図３を参照して、本発明に係る２次空気供給装置の使用対象となる内燃機関およびその周辺部分の構成を説明する。ここでは、図１との相違点についてのみ説明し、同一部分についての説明を割愛している。
【０１０７】
シリンダブロック１は、例えばＶ型多気筒エンジンのシリンダブロックとされ、その二つのバンク１Ｌ，１Ｒには、適宜数の気筒（図示省略）が設けられている。各気筒には、ピストン（符号省略）が摺動自在に収納されている。この各気筒の内周面と各ピストンの頂面とシリンダヘッド２，２の各凹部とにより燃焼室が区画形成される。このシリンダブロック１の両バンク１Ｌ，１Ｒにシリンダヘッド２，２がそれぞれ搭載されている。
【０１０８】
２次空気供給装置４は、両バンク１Ｌ，１Ｒの排気ポート２ｂ，２ｂに対応して、２組設けられている。この２次空気供給装置４の構成は、基本的に上記実施形態と同様であり、２次空気供給通路２１，２１やエアスイッチングバルブ２３，２３は、シリンダヘッドカバー３，３の上方ではなく、シリンダヘッド２，２の側方に配置されるようになっている。
【０１０９】
そして、サージタンク７は、図３に示すように、内燃機関のシリンダヘッドカバー３，３の直上で、かつ内燃機関を覆うフード部材１１の直下に適宜のクリアランスを介して非接触に配置されている。
【０１１０】
このサージタンク７は、左右のシリンダヘッドカバー３，３を覆うように左右方向（幅方向）に大きく、かつ、上下方向（例えば鉛直方向）に扁平となるような形状の容器とされている。
【０１１１】
サージタンク７の内部には、所定容量の空間が確保されているが、この内部空間は、中央壁７ａによって左右に仕切られている。図４に示すように、サージタンク７の左右両側壁には、前記左右に仕切られた内部空間に個別に外気を導入するための吸気ダクト７ｂ，７ｃが車両前方へ向けて突出するように設けられている。サージタンク７の底壁７ｄには、各吸気管５がサージタンク７の左右の内部空間に連通するように取り付けられている。
【０１１２】
なお、図示していないが、吸気ダクト７ｂ，７ｃの途中にスロットルバルブ８が設けられ、吸気ダクト７ｂ，７ｃの突出端に２ｉｎ１構造のパイプを介して単一のエアクリーナ９が取り付けられるようになっている。
【０１１３】
このようなサージタンク７についての衝撃吸収構造を説明する。具体的に、サージタンク７は、図５に示すように、フード部材１１から衝撃Ｇが印加されたときに、サージタンク７の左右両側部分が、図５の矢印および仮想線で示すように、シリンダヘッドカバー３，３側へ倒れ込むように変形または脱落することにより衝撃を吸収するような構造とされている。
【０１１４】
具体的に、サージタンク７は、合成樹脂等の可撓性を有する材料で成形されていて、その底壁７ｄにおいて吸気管５，５が連結される位置より外側の領域には、脆弱部７ｅ，７ｆが設けられている。
【０１１５】
この脆弱部７ｅ，７ｆは、底壁７ｄを部分的に薄肉とされることによって形成されており、フード部材１１を通じて衝撃Ｇが印加されたときに、脆弱部７ｅ，７ｆが破損して、この脆弱部７ｅ，７ｆを支点として、図５の矢印および仮想線で示すように、サージタンク７の左右両側部分をシリンダヘッドカバー３側へ倒れ込ませるように誘導するようになっている。
【０１１６】
以上説明したように、２次空気供給装置４は、上記実施形態と同様に、エアスイッチングバルブ２３，２３を内燃機関上部より低い場所に設置しても、２次空気供給通路２１，２１やエアスイッチングバルブ２３，２３内に凝縮水を滞留させない構成であって、エアスイッチングバルブ２３，２３をサージタンク７とシリンダヘッドカバー３，３との間ではなく、シリンダヘッド２，２の側方に設置している。
【０１１７】
これにより、例えば内燃機関上部に弁装置（エアスイッチングバルブ）を取り付けるような場合のように、サージタンク７が衝撃吸収のために変形する際に、当該サージタンク７の変形が弁装置（エアスイッチングバルブ）で阻害されるといった心配がなくなる。
【０１１８】
そのため、サージタンク７とフード部材１１との間のクリアランスを可及的に小さくしながらも、サージタンク７が衝撃吸収のために変形するスペースを容易に確保することができる。したがって、例えば内燃機関上部に弁装置（エアスイッチングバルブ）を取り付けるような場合に比べて、内燃機関の全高を可及的に低く設定することが可能になるとともに、内燃機関のシリンダヘッド２に対する点火プラグの着脱作業性が良好になる。さらに、フード部材１１の高さ位置を可及的に低く設定することが可能になるので、運転者による視認性向上を図るうえで有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る２次空気供給装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の要部を拡大して断面で示す図である。
【図３】図１に示す２次空気供給装置の使用対象となる内燃機関の一例を示す図で、内燃機関を後ろ側から見た状態を示している。
【図４】図３のサージタンクを平面で示す図である。
【図５】図３において、フード部材に衝撃が印加されたときにサージタンクが衝撃吸収のために変形する様子を示す図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１ シリンダブロック
２ シリンダヘッド
２ａ 吸気ポート
２ｂ 排気ポート
３ シリンダヘッドカバー
４ ２次空気供給装置
５ 吸気管
６ 排気管
７ サージタンク
１０ 触媒
１１ フード部材
１５ 貯留部
１６ ベンチュリ（送出手段）
２１ ２次空気供給通路
２１ａ 上流側外部配管
２１ｂ 下流側外部配管
２１ｃ デリバリ通路
２１ｄ 連通路
２１ｅ 下流側外部配管の貫通孔
２２ エアポンプ
２３ エアスイッチングバルブ（弁装置）
２４ コントローラ（制御手段）
２６ 開閉弁
２７ アクチュエータ
２８ 逆止弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路において触媒より上流側に２次空気を供給するための２次空気供給装置であって、
排気通路の触媒よりも上流側に２次空気を導くための２次空気供給通路と、
この２次空気供給通路の上流に配置されかつ必要に応じて外気を吸引して前記２次空気供給通路の下流側へ送出するエアポンプと、
前記２次空気供給通路を開閉するための弁装置と、
前記２次空気供給通路において前記弁装置と排気通路との間に配置される凝縮水の貯留部と、
この貯留部内の凝縮水を２次空気と共に排気通路側へ送る送出手段とを含む、ことを特徴とする内燃機関の２次空気供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の２次空気供給装置において、
前記送出手段は、前記貯留部内の凝縮水を吸い出して２次空気と共に排気通路側へ送出させるものとされる、ことを特徴とする内燃機関の２次空気供給装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関の２次空気供給装置において、
前記弁装置は、前記排気通路に対する２次空気供給通路の連結位置の近傍またはその位置より鉛直方向下側に配置され、
前記２次空気供給通路において前記弁装置から排気通路までの区間は、前記弁装置の下流側から下降した後で上昇して前記排気通路へ向かうようＵ字形に屈曲した形状とされ、
前記貯留部は、前記２次空気供給通路の下降部分を囲むように設けられる容器とされる、ことを特徴とする内燃機関の２次空気供給装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の２次空気供給装置において、
前記送出手段は、前記２次空気供給通路において前記貯留部で外囲された下降部分に設けられて流通する２次空気の流速を上昇させることにより前記貯留部内の凝縮水を吸い出して２次空気と共に下流側へ送出させるベンチュリとされる、ことを特徴とする内燃機関の２次空気供給装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の２次空気供給装置において、
前記弁装置は、２次空気供給通路の上流側に配置されてアクチュエータにより開閉作動される開閉弁と、２次空気供給通路の下流側に配置される逆止弁とをケース内に組み込んでユニット化した構成とされ、
前記アクチュエータおよび前記エアポンプを制御する制御手段をさらに含み、
この制御手段は、内燃機関の始動時に、エアポンプを駆動するとともにアクチュエータにより開閉弁を開弁させることにより、前記ベンチュリによる凝縮水の排出機能を発生させる、ことを特徴とする内燃機関の２次空気供給装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関の２次空気供給装置において、
前記制御手段は、内燃機関の停止時に、エアポンプを駆動するとともにアクチュエータにより開閉弁を開弁させることにより、２次空気供給通路および弁装置内部を掃気させる、ことを特徴とする内燃機関の２次空気供給装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載の内燃機関の２次空気供給装置において、
前記２次空気供給通路は、前記エアポンプと弁装置とを連通連結する上流側外部配管と、内燃機関のシリンダヘッド内に気筒配列方向に沿って設けられるデリバリ通路と、このデリバリ通路とシリンダヘッドの排気ポートとを連通連結する連通路と、前記デリバリ通路と弁装置とを連通連結する下流側外部配管とを含む、ことを特徴とする内燃機関の２次空気供給装置。
【請求項８】
内燃機関の排気通路において触媒より上流側に２次空気を供給するための２次空気供給装置と、吸気通路の途中に設けられるとともに内燃機関の上部に配置されて衝撃印加時に変形して前記衝撃を吸収する構造のサージタンクとを備え、
前記２次空気供給装置が、請求項１から７のいずれか１つに記載の構成とされている、ことを特徴とする車両。
【請求項９】
請求項８に記載の車両において、
前記内燃機関は、Ｖ型多気筒エンジンとされ、前記２次空気供給装置に備える２次空気供給通路および弁装置は、左右バンク毎の排気通路に対応して２組設けられ、
前記サージタンクは、左右のシリンダヘッドカバーを覆うような大きさでかつ上下方向に扁平な容器とされ、かつ、その左右両側部分が内燃機関を覆うフード部材からの衝撃印加時においてシリンダヘッドカバー側へ倒れ込むように変形または脱落することにより衝撃を吸収する構造とされ、
前記各弁装置は、前記左右のシリンダヘッドカバーのそれぞれ側方に前記サージタンクと離隔する状態で振り分けて配置される、ことを特徴とする車両。
【請求項１】
内燃機関の排気通路において触媒より上流側に２次空気を供給するための２次空気供給装置であって、
排気通路の触媒よりも上流側に２次空気を導くための２次空気供給通路と、
この２次空気供給通路の上流に配置されかつ必要に応じて外気を吸引して前記２次空気供給通路の下流側へ送出するエアポンプと、
前記２次空気供給通路を開閉するための弁装置と、
前記２次空気供給通路において前記弁装置と排気通路との間に配置される凝縮水の貯留部と、
この貯留部内の凝縮水を２次空気と共に排気通路側へ送る送出手段とを含む、ことを特徴とする内燃機関の２次空気供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の２次空気供給装置において、
前記送出手段は、前記貯留部内の凝縮水を吸い出して２次空気と共に排気通路側へ送出させるものとされる、ことを特徴とする内燃機関の２次空気供給装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関の２次空気供給装置において、
前記弁装置は、前記排気通路に対する２次空気供給通路の連結位置の近傍またはその位置より鉛直方向下側に配置され、
前記２次空気供給通路において前記弁装置から排気通路までの区間は、前記弁装置の下流側から下降した後で上昇して前記排気通路へ向かうようＵ字形に屈曲した形状とされ、
前記貯留部は、前記２次空気供給通路の下降部分を囲むように設けられる容器とされる、ことを特徴とする内燃機関の２次空気供給装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の２次空気供給装置において、
前記送出手段は、前記２次空気供給通路において前記貯留部で外囲された下降部分に設けられて流通する２次空気の流速を上昇させることにより前記貯留部内の凝縮水を吸い出して２次空気と共に下流側へ送出させるベンチュリとされる、ことを特徴とする内燃機関の２次空気供給装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の２次空気供給装置において、
前記弁装置は、２次空気供給通路の上流側に配置されてアクチュエータにより開閉作動される開閉弁と、２次空気供給通路の下流側に配置される逆止弁とをケース内に組み込んでユニット化した構成とされ、
前記アクチュエータおよび前記エアポンプを制御する制御手段をさらに含み、
この制御手段は、内燃機関の始動時に、エアポンプを駆動するとともにアクチュエータにより開閉弁を開弁させることにより、前記ベンチュリによる凝縮水の排出機能を発生させる、ことを特徴とする内燃機関の２次空気供給装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関の２次空気供給装置において、
前記制御手段は、内燃機関の停止時に、エアポンプを駆動するとともにアクチュエータにより開閉弁を開弁させることにより、２次空気供給通路および弁装置内部を掃気させる、ことを特徴とする内燃機関の２次空気供給装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載の内燃機関の２次空気供給装置において、
前記２次空気供給通路は、前記エアポンプと弁装置とを連通連結する上流側外部配管と、内燃機関のシリンダヘッド内に気筒配列方向に沿って設けられるデリバリ通路と、このデリバリ通路とシリンダヘッドの排気ポートとを連通連結する連通路と、前記デリバリ通路と弁装置とを連通連結する下流側外部配管とを含む、ことを特徴とする内燃機関の２次空気供給装置。
【請求項８】
内燃機関の排気通路において触媒より上流側に２次空気を供給するための２次空気供給装置と、吸気通路の途中に設けられるとともに内燃機関の上部に配置されて衝撃印加時に変形して前記衝撃を吸収する構造のサージタンクとを備え、
前記２次空気供給装置が、請求項１から７のいずれか１つに記載の構成とされている、ことを特徴とする車両。
【請求項９】
請求項８に記載の車両において、
前記内燃機関は、Ｖ型多気筒エンジンとされ、前記２次空気供給装置に備える２次空気供給通路および弁装置は、左右バンク毎の排気通路に対応して２組設けられ、
前記サージタンクは、左右のシリンダヘッドカバーを覆うような大きさでかつ上下方向に扁平な容器とされ、かつ、その左右両側部分が内燃機関を覆うフード部材からの衝撃印加時においてシリンダヘッドカバー側へ倒れ込むように変形または脱落することにより衝撃を吸収する構造とされ、
前記各弁装置は、前記左右のシリンダヘッドカバーのそれぞれ側方に前記サージタンクと離隔する状態で振り分けて配置される、ことを特徴とする車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１７５８（Ｐ２０１０−１７５８Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５９２７５（Ｐ２００８−１５９２７５）
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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