JP2009144659A - Intake device of internal combustion engine - Google Patents

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善博 中瀬
Hiroatsu Yamada
浩敦 山田
Koji Wada
浩治 和田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an intake device of an internal combustion engine capable of reducing the harmful components contained in the exhaust gas by a simple structure since an intake air and a vaporized fuel can be sufficiently mixed by promoting the vaporization of a fuel during the cold start of an engine. <P>SOLUTION: This intake device of an internal combustion engine comprises an engine electronic control unit 16 which has an intake air flow control valve 13 disposed in an intake pipe 11, controls the air flow introduced into a combustion chamber 2b by controlling the intake air flow control valve 13, and controls the temperature of the intake air sucked into the intake pipe 11. The intake device further comprises an intake heater 14 installed in the intake air flow control valve 13 and heating the intake air. The engine electronic control unit 16 controls the temperature of the intake heater 14 so that heat can be transferred from the intake heater 14 to the intake air. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジンに吸入される吸入空気の気流および温度を制御する内燃機関の吸気装置に関する。   The present invention relates to an intake device for an internal combustion engine that controls the airflow and temperature of intake air taken into the engine.

一般に、エンジンが低温で始動された直後は、エンジンのシリンダ内壁および吸入空気の温度が低いために、噴射された燃料が十分に気化しないことから、空燃比を改善するため通常よりも多めの燃料を噴射している。その結果、燃焼室内に導入された燃料が完全に燃焼せず、通常の燃焼よりも多い未燃HC(Hydro Carbon)などの有害物質が排気ガスとともに燃焼室から排出されてしまう。
また、排気ガスに混入した未燃HCなどを除去するための排気ガス後処理装置においても、エンジンが低温で始動された直後は、この排気ガス後処理装置中の触媒が低温で不活性であるため未燃HCなどの除去が不十分である。このようなエンジン低温始動時における排気ガス中の有害物質を低減させるため、燃焼室に導入する吸入空気の気流や温度を制御する内燃機関の吸気装置が提案されている。
Generally, immediately after the engine is started at a low temperature, the temperature of the cylinder inner wall of the engine and the intake air is low, so that the injected fuel is not sufficiently vaporized. Therefore, more fuel than usual is used to improve the air-fuel ratio. Is sprayed. As a result, the fuel introduced into the combustion chamber does not completely burn, and more harmful substances such as unburned HC (Hydro Carbon) than normal combustion are discharged from the combustion chamber together with the exhaust gas.
Also, in an exhaust gas aftertreatment device for removing unburned HC and the like mixed in the exhaust gas, immediately after the engine is started at a low temperature, the catalyst in the exhaust gas aftertreatment device is inactive at a low temperature. Therefore, removal of unburned HC and the like is insufficient. In order to reduce harmful substances in the exhaust gas at the time of such engine cold start, an intake device for an internal combustion engine that controls the flow and temperature of the intake air introduced into the combustion chamber has been proposed.

従来、この種の内燃機関の吸気装置として、吸気管に配置された吸気流制御バルブを備え、この吸気流制御バルブを開閉制御することによって燃焼室へ導入する吸入空気の気流を制御するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この従来の内燃機関の吸気装置においては、吸気流制御バルブの回動端の一方である上端部に、空気を通過させる主開口部を形成するとともに、吸気流制御バルブの下端部に、主開口部の開口面積よりも小さい開口面積の副開口部を形成している。そして、この吸気流制御バルブにより、吸入空気の流速や吸入空気の筒内タンブル流を増大させるとともに、吸気ポート部に負圧を発生させて、燃料の気化を促進するようにしている。すなわち、吸入空気の気流の高速化と負圧による燃料の減圧沸騰との相乗効果により適切な混合気を形成するようにして、燃料の燃焼を改善し排気ガス中の有害物質を低減するようにしている。
Conventionally, as an intake device of this type of internal combustion engine, an intake flow control valve disposed in an intake pipe is provided, and the intake air flow introduced into the combustion chamber is controlled by opening and closing the intake flow control valve. It is known (see, for example, Patent Document 1).
In the conventional intake device for an internal combustion engine, a main opening that allows air to pass is formed at the upper end that is one of the rotational ends of the intake flow control valve, and the main opening is formed at the lower end of the intake flow control valve. A sub-opening having an opening area smaller than the opening area of the part is formed. The intake air flow control valve increases the flow rate of the intake air and the in-cylinder tumble flow of the intake air, and generates a negative pressure in the intake port portion to promote fuel vaporization. That is, an appropriate air-fuel mixture is formed by synergistic effect of high-speed intake air flow and reduced-pressure boiling of fuel due to negative pressure to improve fuel combustion and reduce harmful substances in exhaust gas. ing.

また、従来の内燃機関の吸気装置として、加熱手段と強制冷却手段とを備え、エンジンの吸入空気の温度を調整するようにしたものも知られている(例えば、特許文献2参照)。
この従来の内燃機関の吸気装置は、エンジンの吸気ポートに送られる吸入空気と接触して熱交換する吸気コアと、吸気コアを加熱する加熱手段と、吸気コアを強制冷却する強制冷却手段と、加熱手段及び強制冷却手段を制御する制御装置とを含んで構成されている。この制御装置は、低温始動時などのエンジンの負荷が小さいときには、加熱手段により吸入空気を加熱して燃料の気化を促進するようにし、エンジンの負荷が大きい方に移行したときには、強制冷却手段で吸気コアを冷却してノッキングの発生を抑制するようにしている。このように、制御装置により吸入空気の温度を調整することにより、特に低温始動時などのエンジンの負荷が小さいときにおいて、排気ガスの有害成分の低減を図るようにしている。
特開2004−44459号公報 特開2002−276482号公報
Further, as an intake device for a conventional internal combustion engine, there is also known an intake device that includes a heating means and a forced cooling means to adjust the temperature of intake air of the engine (see, for example, Patent Document 2).
This conventional internal combustion engine intake device includes an intake core that exchanges heat in contact with intake air sent to an intake port of the engine, a heating unit that heats the intake core, a forced cooling unit that forcibly cools the intake core, And a control device that controls the heating means and the forced cooling means. When the engine load is small, such as during cold start, the control device is configured to heat the intake air by the heating means to promote fuel vaporization. When the engine load is shifted to the larger one, the forced cooling means The intake core is cooled to suppress the occurrence of knocking. In this way, by adjusting the temperature of the intake air by the control device, harmful components of the exhaust gas are reduced particularly when the engine load is small, such as during cold start.
JP 2004-44459 A JP 2002-276482 A

しかしながら、吸入空気の気流を制御するようにした従来の内燃機関の吸気装置においては、吸入空気の気流の高速化と負圧による燃料の減圧沸騰との相乗効果により混合気は改善されるものの、エンジン低温始動時には、エンジンのシリンダ内壁および吸入空気の温度が低いことに加えて、吸気流制御バルブの温度が低下しているため、特に吸入空気より吸気流制御バルブの温度が低くなっている場合に気流増大による混合気の改善効果が低減されてしまうという問題があった。   However, in the conventional intake device of the internal combustion engine that controls the air flow of the intake air, although the mixture is improved by the synergistic effect of the high speed of the air flow of the intake air and the reduced pressure boiling of the fuel due to the negative pressure, When starting the engine at a low temperature, the temperature of the intake air flow control valve is lower than the intake air because the temperature of the cylinder inner wall of the engine and the intake air are low, and the temperature of the intake air flow control valve is low. In addition, there is a problem that the effect of improving the air-fuel mixture due to the increase in airflow is reduced.

また、吸入空気の温度を調整するようにした従来の内燃機関の吸気装置においては、吸気通路に配置された吸気コア内にエンジンの冷却水を供給し、冷却水から吸気コアを介して吸入空気に熱交換することにより吸入空気の温度を調整している。そのため、エンジンの冷却水を吸気コアに供給するための、ラジエータに並列に接続された循環通路と、ラジエータを迂回するよう接続されたバイパス通路と、冷却水を供給するためのポンプと、循環通路とバイパス通路との接続部に配置された制御弁とを設けるというように、装置全体が大型で複雑な構造になってしまうという問題があった。また、吸気コアの下流側に吸気流制御弁が設けられている場合には、吸気コア内で加熱された吸入空気が、吸気流制御弁により冷却されてしまうことにより、吸気コアによる吸入空気の加熱効果が半減してしまうという問題があった。   In a conventional internal combustion engine intake system that adjusts the temperature of intake air, engine cooling water is supplied into the intake core disposed in the intake passage, and the intake air passes through the intake core from the cooling water. The temperature of the intake air is adjusted by exchanging heat. Therefore, a circulation passage connected in parallel to the radiator for supplying engine cooling water to the intake core, a bypass passage connected to bypass the radiator, a pump for supplying cooling water, and a circulation passage There is a problem that the entire apparatus becomes a large and complicated structure, such as providing a control valve arranged at a connection portion between the bypass passage and the bypass passage. Further, when the intake flow control valve is provided on the downstream side of the intake core, the intake air heated in the intake core is cooled by the intake flow control valve. There was a problem that the heating effect was halved.

本発明は、前述のような従来の問題を解決するためになされたもので、エンジンの低温始動時に、燃料の気化を促進し、吸入空気と気化燃料とを十分に混合することができ、簡単な構造で排気ガス中の有害成分を低減することができる内燃機関の吸気装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and facilitates the vaporization of fuel when starting the engine at a low temperature, and can sufficiently mix the intake air and the vaporized fuel. An object of the present invention is to provide an intake device for an internal combustion engine that can reduce harmful components in exhaust gas with a simple structure.

本発明に係る内燃機関の吸気装置は、上記目的達成のため、(1)吸気管に配置された吸気流制御バルブを有し前記吸気流制御バルブを制御することによって燃焼室へ導入する気流を制御する吸気流制御手段と、前記吸気管内に吸入された吸入空気の温度を制御する吸気温度制御手段と、を備えた内燃機関の吸気装置において、前記吸気温度制御手段が、前記吸気流制御バルブに装着された吸気ヒータを有するとともに、前記吸気ヒータから前記吸入空気に熱を伝達させるようにしたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, an intake system for an internal combustion engine according to the present invention includes (1) an intake air flow control valve disposed in an intake pipe, and an air flow introduced into a combustion chamber by controlling the intake air flow control valve. An intake device for an internal combustion engine, comprising: an intake air flow control means for controlling; and an intake air temperature control means for controlling the temperature of the intake air drawn into the intake pipe. The intake air temperature control means comprises the intake air flow control valve. And an intake heater mounted on the intake heater, and heat is transmitted from the intake heater to the intake air.

この構成により、気流制御バルブに吸気ヒータを装着するという簡単な構造で、吸気流制御バルブにより吸入空気の流速が増大されて吸入空気のタンブル流などが生成され、燃料の気化が促進される。また、吸気流制御バルブに装着された吸気ヒータから吸入空気に熱が伝達され、少なくとも吸入空気の温度が吸気流制御バルブの近傍で低下することが防止され、吸入空気への有効な熱伝達によって燃料の気化が促進される。   With this structure, the intake air flow rate is increased by the intake air flow control valve to generate a tumble flow of the intake air, and the vaporization of the fuel is promoted. In addition, heat is transferred from the intake heater attached to the intake flow control valve to the intake air, and at least the temperature of the intake air is prevented from decreasing in the vicinity of the intake flow control valve, and effective heat transfer to the intake air Fuel vaporization is promoted.

上記(1)に記載の内燃機関の吸気装置は、好ましくは、(2)前記吸気流制御バルブが、前記吸入空気を受ける上流側の側面部を有し、前記吸気ヒータが、前記上流側の側面部に装着される。   In the intake device for an internal combustion engine described in (1) above, preferably, (2) the intake flow control valve has an upstream side surface portion that receives the intake air, and the intake heater is disposed on the upstream side. Mounted on the side.

この構成により、吸気ヒータの表面が吸入空気と直接接触するので、発熱した吸気ヒータから吸入空気に直接熱伝達される。   With this configuration, since the surface of the intake heater is in direct contact with the intake air, heat is directly transferred from the generated intake heater to the intake air.

上記(1)または(2)に記載の内燃機関の吸気装置は、好ましくは、(3)前記吸気ヒータが、前記吸気流制御バルブの上流側の吸入空気と接触する伝熱フィンを有するよう構成される。   In the internal combustion engine intake device according to (1) or (2), preferably, (3) the intake heater has a heat transfer fin that contacts intake air upstream of the intake flow control valve. Is done.

この構成により、伝熱フィンの表面が吸入空気と直接接触するので、発熱した吸気ヒータから吸入空気に確実に熱伝達される。   With this configuration, the surface of the heat transfer fin is in direct contact with the intake air, so that heat is reliably transferred from the heated intake heater to the intake air.

上記(1)ないし(3)に記載の内燃機関の吸気装置は、好ましくは、(4)前記吸気流制御バルブが、平板状に形成された吸気流制御バルブからなり、前記吸気流制御バルブが閉状態のとき、前記吸気流制御バルブが前記吸気管内の吸気通路の軸線に対し30度以上80度未満の交差角をなして交差するよう構成される。   In the intake device for an internal combustion engine according to the above (1) to (3), preferably, (4) the intake flow control valve is formed of a flat plate-shaped intake flow control valve, and the intake flow control valve is When in the closed state, the intake flow control valve is configured to intersect with the axis of the intake passage in the intake pipe at an intersection angle of 30 degrees or more and less than 80 degrees.

この構成により、吸気流制御バルブが閉状態のとき、交差角が30度以上80度未満で吸気流制御バルブが吸気通路の軸線に対し交差するので、交差角が90度に近い場合よりも、吸気流制御バルブに装着された吸気ヒータの表面積が伝熱に有効な程度に増大し、発熱した吸気ヒータから吸入空気への熱伝達がより確実になる。   With this configuration, when the intake flow control valve is in the closed state, the crossing angle is 30 degrees or more and less than 80 degrees and the intake flow control valve intersects the axis of the intake passage, so that the crossing angle is close to 90 degrees, The surface area of the intake heater mounted on the intake flow control valve is increased to an extent effective for heat transfer, and heat transfer from the generated intake heater to the intake air becomes more reliable.

上記(1)ないし(4)に記載の内燃機関の吸気装置は、(5)前記吸気温度制御手段が、前記吸気流制御バルブより上流側の吸入空気の温度を検知する吸気温度センサと、前記吸気流制御バルブの温度を検知する吸気流制御バルブ温度センサと、前記内燃機関のエンジンの回転数を検知するエンジン回転数センサとを含んで構成され、前記吸気温度センサおよび前記吸気流制御バルブ温度センサが検知した検知温度に基づいて、前記吸気ヒータの加熱を開始し、前記エンジン回転数センサが検知した検知回転数に基づいて加熱を停止するよう構成される。   (1) The intake device for an internal combustion engine according to (1) to (4), wherein (5) the intake air temperature control means detects an intake air temperature upstream of the intake air flow control valve; An intake air flow control valve temperature sensor for detecting the temperature of the intake air flow control valve; and an engine speed sensor for detecting the rotational speed of the engine of the internal combustion engine, the intake air temperature sensor and the intake air flow control valve temperature. The heating of the intake heater is started based on the detected temperature detected by the sensor, and the heating is stopped based on the detected rotational speed detected by the engine speed sensor.

この構成により、両温度センサが検知した検知温度に基づいて、エンジン始動時などの必要時に確実に吸気ヒータが加熱される。   With this configuration, the intake heater is reliably heated when necessary, such as when the engine is started, based on the detected temperature detected by both temperature sensors.

上記(5)に記載の内燃機関の吸気装置は、好ましくは、(6)前記吸気温度制御手段が、前記吸気流制御バルブ温度センサの検知温度に比べ、前記吸気温度センサの検知温度が高いときに、前記吸気ヒータの加熱を開始するよう構成される。   In the intake device for an internal combustion engine according to (5), preferably, (6) when the intake temperature control means has a detected temperature of the intake air temperature sensor higher than a detected temperature of the intake air flow control valve temperature sensor. And the heating of the intake heater is started.

この構成により、吸気流制御バルブの温度に比べ、吸入吸気の温度が高く、吸気流制御の効果が低下し易いときに、吸気ヒータを加熱し、吸気流制御バルブによる混合気の改善効果を十分に発揮させることができる。   With this configuration, when the intake air temperature is higher than the intake flow control valve temperature and the effect of intake flow control is likely to be reduced, the intake heater is heated, and the air-fuel mixture improvement effect by the intake flow control valve is sufficient. Can be demonstrated.

本発明によれば、吸気流制御バルブに装着された吸気ヒータによって吸気流制御バルブに熱を伝達し、さらに吸気流制御の効果をエンジン始動時などにも確実に発揮させるようにしているので、燃料の気化をより促進することができる。その結果、簡単な構造で燃料の燃焼が改善され排気ガス中の有害物質を低減することができる。   According to the present invention, heat is transmitted to the intake flow control valve by the intake heater attached to the intake flow control valve, and the effect of intake flow control is surely exhibited even at the time of engine start, etc. Fuel vaporization can be further promoted. As a result, combustion of the fuel is improved with a simple structure, and harmful substances in the exhaust gas can be reduced.

以下、本発明の第1の実施の形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置を適用したエンジンの部分断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an engine to which an intake device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention is applied.

まず、内燃機関の吸気装置の構成について説明する。
図1に示すように、本実施の形態に係る吸気装置10は、エンジン1を構成しており、エンジン1は、シリンダブロック2と、シリンダヘッド3と、ピストン4と、吸気バルブ5と、排気バルブ6と、インジェクタ7と、吸気装置10とを含んで構成されている。本実施形態におけるエンジン1は、公知のものと同様に、自動車に搭載される多気筒内燃機関で、例えば、ガソリンエンジンである。なお、ディーゼルエンジンその他の多気筒内燃機関であってもよい。
First, the configuration of an intake device for an internal combustion engine will be described.
As shown in FIG. 1, an intake device 10 according to the present embodiment constitutes an engine 1, and the engine 1 includes a cylinder block 2, a cylinder head 3, a piston 4, an intake valve 5, an exhaust gas. A valve 6, an injector 7, and an intake device 10 are included. The engine 1 in the present embodiment is a multi-cylinder internal combustion engine mounted on an automobile, for example, a gasoline engine, similarly to a known one. A diesel engine or other multi-cylinder internal combustion engine may be used.

シリンダブロック2は、往復運動するピストン4が収容された複数の気筒2aを有しており、気筒2aとシリンダヘッド3の下部3aおよびピストン4の上部4aとにより燃焼室2bが画成されている。ピストン4の上部4aには、スワール流などの混合気の気流を起こさせるための凹凸が形成されている。   The cylinder block 2 has a plurality of cylinders 2a in which reciprocating pistons 4 are accommodated, and a combustion chamber 2b is defined by the cylinders 2a, a lower part 3a of the cylinder head 3, and an upper part 4a of the pistons 4. . The upper part 4a of the piston 4 is formed with irregularities for causing an airflow of an air-fuel mixture such as a swirl flow.

シリンダヘッド3は、各気筒2aに吸気するための吸気ポート部3bと、各気筒2aから排気するための排気ポート部3cとを有している。吸気ポート部3bの入口部分には、吸気装置10が取り付けられており、排気ポート部3cの出口部分には、図示しない排気管が取り付けられている。また、各燃焼室2bの吸入空気の入口部には、吸気バルブ5が設けられており、図示しない吸気側カムシャフトを介して入口部が所定のタイミングで開閉されるようになっている。各燃焼室2bの排気ガスの出口部には、排気バルブ6が設けられており、図示しない排気側カムシャフトを介して出口部が所定のタイミングで開閉されるようになっている。また、図示しない点火プラグが、各燃焼室2b内に露出するようシリンダヘッド3の下部に配置されている。   The cylinder head 3 has an intake port portion 3b for intake into each cylinder 2a and an exhaust port portion 3c for exhaust from each cylinder 2a. An intake device 10 is attached to the inlet portion of the intake port portion 3b, and an exhaust pipe (not shown) is attached to the outlet portion of the exhaust port portion 3c. An intake valve 5 is provided at the intake air inlet of each combustion chamber 2b, and the intake is opened and closed at a predetermined timing via an intake camshaft (not shown). An exhaust valve 6 is provided at an exhaust gas outlet of each combustion chamber 2b, and the outlet is opened and closed at a predetermined timing via an exhaust camshaft (not shown). A spark plug (not shown) is disposed below the cylinder head 3 so as to be exposed in each combustion chamber 2b.

さらに、吸気ポート部3bの入口部分の近傍には、インジェクタ7が設けられており、エンジン1の運転状態に応じて、燃料が噴射口から吸気ポート部3b内に霧状に噴射されるようになっている。なお、燃料は、例えばガソリンであるが、エタノールやメタノールからなるアルコール燃料、ガソリンとアルコールとを混合した混合燃料であってもよい。   Further, an injector 7 is provided in the vicinity of the inlet portion of the intake port portion 3b so that fuel is injected from the injection port into the intake port portion 3b in the form of a mist according to the operating state of the engine 1. It has become. The fuel is, for example, gasoline, but may be an alcohol fuel made of ethanol or methanol, or a mixed fuel in which gasoline and alcohol are mixed.

図2は、本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置の断面図であり、図2(a)は、図2(b)のB−B矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを閉じた状態を示し、図2(b)は、図2(a)のA−A矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを閉じた状態を示し、図2(c)は、図2(a)のA−A矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを開いた状態を示す。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the intake device for the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line BB in FIG. 2B shows a state in which the intake flow control valve is closed, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing a cross section taken along line AA in FIG. 2A, and shows a state in which the intake flow control valve is closed. (C) is sectional drawing which shows the AA arrow cross section of Fig.2 (a), and shows the state which opened the intake flow control valve.

図2(a)に示すように、吸気装置10は、吸気管11と、回動軸12と、吸気流制御バルブ13と、吸気ヒータ14と、サーボモータ15と、エンジン電子制御ユニット(ECU)16とを含んで構成されている。
図1に示すように、吸気装置10は、吸気流制御バルブ13が吸気ポート部3bの入口部分の近傍に位置するよう配置されている。
As shown in FIG. 2A, the intake device 10 includes an intake pipe 11, a rotating shaft 12, an intake flow control valve 13, an intake heater 14, a servo motor 15, and an engine electronic control unit (ECU). 16.
As shown in FIG. 1, the intake device 10 is arranged such that the intake flow control valve 13 is positioned in the vicinity of the inlet portion of the intake port portion 3b.

吸気管11は、樹脂または金属などの成形された中空のパイプからなり、一端部で図示しないエアクリーナに連結され、他端部で各吸気ポート部3bの入口部分に連結されている。吸気管11の内側には、吸気通路11aが形成されており、エアクリーナから流入した吸入空気を流通させ吸気ポート部3bに供給するようになっている。
吸気通路11aの途中には、図示しないスロットルバルブが設けられており、エアクリーナから流入した吸入空気の各気筒2aに供給される吸入空気量が、図示しないアクセルの踏み込み量に応じて調整されるようになっている。
The intake pipe 11 is made of a hollow pipe formed of resin or metal, and is connected to an air cleaner (not shown) at one end and connected to the inlet portion of each intake port 3b at the other end. An intake passage 11a is formed inside the intake pipe 11, and intake air flowing from the air cleaner is circulated and supplied to the intake port portion 3b.
A throttle valve (not shown) is provided in the middle of the intake passage 11a so that the intake air amount supplied to each cylinder 2a of the intake air flowing from the air cleaner is adjusted according to the depression amount of the accelerator (not shown). It has become.

回動軸12は、樹脂または金属などの円柱からなり、端部がサーボモータ15に連結され、吸気管11の側面部11bに設けられた図示しない軸受と、吸気管11の側面部11cに設けられた図示しない軸受とを介して吸気管11に回転可能に保持されている。回動軸12には、吸気流制御バルブ13が溶接などの接合手段またはねじ止めなどの締結手段により固定されている。   The rotation shaft 12 is made of a cylinder such as resin or metal, and has an end connected to the servo motor 15 and a bearing (not shown) provided on the side surface portion 11 b of the intake pipe 11 and a side surface portion 11 c of the intake pipe 11. It is rotatably held by the intake pipe 11 through a bearing (not shown). An intake flow control valve 13 is fixed to the rotating shaft 12 by a joining means such as welding or a fastening means such as screwing.

吸気流制御バルブ13は、樹脂または金属などの平板からなり、吸気管11の断面の内側部分とほぼ同様の外形を有しており、図2(b)に示すように、吸気流制御バルブ13が閉状態のとき、吸気流制御バルブ13が吸気通路11aの軸線に対して80度ないし90度の交差角θで交差し、吸気通路11aを遮断するようになっている。 The intake flow control valve 13 is made of a flat plate made of resin or metal, and has substantially the same outer shape as the inner part of the cross section of the intake pipe 11, and as shown in FIG. when is the closed state, the intake air flow control valve 13 is adapted to to 80 degrees to the axis of the intake passage 11a intersect at an intersection angle theta 1 of 90 degrees, to block the intake passage 11a.

また、吸気流制御バルブ13には、閉状態のとき、吸気管11の上部内壁面11dとの間に吸入空気を通過させるための開口部17が形成されている。この開口部17により、吸気流制御バルブ13が閉状態のときでも、筒内タンブル流を起こさせるようになっている。また、エンジン1の運転状態に応じて、吸気流制御バルブ13を開くことにより、吸気管11の上部内壁面11dとの間の開口面積を増大させ、開口部分を通過する吸入空気の流速を速くしてタンブル流を増大させるようになっている。また、エンジン1が暖まっている通常運転時や、吸入空気量が多いときなどのタンブル流を必要としない運転状態のときは、図2(c)に示すように、吸気流制御バルブ13が開状態となり、吸入空気が吸気ポート部3b内に供給されるようになっている。   In addition, the intake flow control valve 13 is formed with an opening 17 for allowing intake air to pass between the upper inner wall surface 11d of the intake pipe 11 when the intake flow control valve 13 is closed. This opening 17 causes the in-cylinder tumble flow to occur even when the intake flow control valve 13 is in the closed state. Further, by opening the intake flow control valve 13 according to the operating state of the engine 1, the opening area between the upper inner wall surface 11d of the intake pipe 11 is increased, and the flow velocity of the intake air passing through the opening portion is increased. As a result, the tumble flow is increased. In addition, when the engine 1 is in a normal operation when the engine 1 is warmed or in an operation state that does not require a tumble flow, such as when the amount of intake air is large, the intake flow control valve 13 is opened as shown in FIG. In this state, the intake air is supplied into the intake port portion 3b.

図3は、本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置における吸気流制御バルブの斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view of the intake air flow control valve in the intake device for the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention.

図3に示すように、吸気温度制御手段としての吸気ヒータ14は、例えば、面状のシリコンラバーヒータからなり、吸気流制御バルブ13の外形とほぼ同様の外形を有しており、吸気流制御バルブ13の上流側の側面部に接合されている。吸気ヒータ14は、屈曲して形成された発熱パターン部14a、端子部14b、14cを有しており、端子部14bには導線14dが接続されており、導線14dは、回動軸12の内部を通って回動軸12の端部から図示しない外部の通電部に接続されるようになっている。端子部14cにも同様に、導線14eが接続されており、導線14eは、回動軸12の内部を通って回動軸12の端部から図示しない外部の通電部に接続されている。この通電部は、変圧器およびスイッチを含んで構成されており、バッテリを電源としてエンジン電子制御ユニット16の指令に基づいて、吸気ヒータ14のONおよびOFFのタイミングや吸気ヒータ14への通電量などを制御するようになっている。   As shown in FIG. 3, the intake heater 14 as the intake air temperature control means is composed of, for example, a planar silicon rubber heater, and has an outer shape substantially similar to the outer shape of the intake flow control valve 13. It is joined to the side surface portion on the upstream side of the valve 13. The intake heater 14 has a heat generation pattern portion 14a formed by bending, and terminal portions 14b and 14c. A conductive wire 14d is connected to the terminal portion 14b, and the conductive wire 14d is connected to the inside of the rotating shaft 12. It passes through the end of the rotating shaft 12 and is connected to an external energizing unit (not shown). Similarly, a lead wire 14e is connected to the terminal portion 14c, and the lead wire 14e passes through the inside of the turning shaft 12 and is connected to an external energizing portion (not shown) from the end of the turning shaft 12. This energization unit is configured to include a transformer and a switch. Based on a command from the engine electronic control unit 16 using a battery as a power source, the ON / OFF timing of the intake heater 14, the energization amount to the intake heater 14, and the like Is to control.

吸気ヒータ14は、例えば、所定のワット密度(W/cm)で形成され、最大200℃ないし250℃まで加熱できるようになっている。所定のワット密度(W/cm)および最大加熱温度(℃)などの加熱特性は、車種や、エンジン仕様、吸気流制御バルブ13の大きさなどの設計条件に基づいて適宜選択される。 The intake heater 14 is formed with a predetermined watt density (W / cm 2 ), for example, and can be heated up to a maximum of 200 ° C. to 250 ° C. The heating characteristics such as the predetermined watt density (W / cm 2 ) and the maximum heating temperature (° C.) are appropriately selected based on the vehicle model, the engine specifications, the design conditions such as the size of the intake flow control valve 13 and the like.

サーボモータ15は、例えば、電気式や油圧式などの電動機からなり、回動軸12の端部に連結されており、エンジン電子制御ユニット16から出力される制御信号によって回動軸12の回動角度や回動速度が制御されるようになっている。   The servo motor 15 is composed of, for example, an electric motor or a hydraulic motor, and is connected to the end of the rotating shaft 12. The servo motor 15 rotates the rotating shaft 12 according to a control signal output from the engine electronic control unit 16. The angle and rotation speed are controlled.

エンジン電子制御ユニット16は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、処理プログラムなどを記憶するROM(Read Only Memory)、一時的にデータを記憶するRAM(Random Access Memory)、バッテリを電源として作動し書換え可能な不揮発性のメモリからなるEEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)、A/D変換器やバッファなどを含む入力インターフェース回路、および駆動回路などを含む出力インターフェース回路を含んで構成されている。   The engine electronic control unit 16 operates with a CPU (Central Processing Unit) (not shown), a ROM (Read Only Memory) that stores processing programs, a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores data, and a battery as a power source. It includes an EEPROM (Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory) composed of possible non-volatile memory, an input interface circuit including an A / D converter and a buffer, and an output interface circuit including a drive circuit.

エンジン電子制御ユニット16には、外気温度を検知する外気温度センサ16a、吸気流制御バルブ13の近傍に配置され吸気流制御バルブ13の温度を検知する吸気流制御バルブ温度センサ16b、クランクポジションセンサなどからなりエンジンの回転数を検知するエンジン回転数センサ16c、図外のアクセルペダルの踏み込みを検出するアクセル開度センサなどのセンサ群と接続されており、これらのセンサ群から出力される情報は、入力インターフェース回路を介してエンジン電子制御ユニット16に取り込まれるようになっている。   The engine electronic control unit 16 includes an outside air temperature sensor 16a that detects the outside air temperature, an intake air flow control valve temperature sensor 16b that is disposed near the intake air flow control valve 13 and detects the temperature of the intake air flow control valve 13, a crank position sensor, and the like. Are connected to a sensor group such as an engine speed sensor 16c for detecting the engine speed and an accelerator opening sensor for detecting depression of an accelerator pedal (not shown). Information output from these sensor groups is: It is taken into the engine electronic control unit 16 via the input interface circuit.

なお、外気温度については、吸気管11における吸気流制御バルブよりも上流側に設けられた吸気温度センサが検知した吸気温度を適用してもよい。また、吸気流制御バルブ13の温度については、エンジン1を冷却する冷却水の温度を検知する冷却水温度センサの検知温度を適用し、所定の演算処理を行い吸気流制御バルブ13の温度を推定するようにし、推定された温度を吸気流制御バルブ13の温度としてもよい。   As the outside air temperature, an intake air temperature detected by an intake air temperature sensor provided on the upstream side of the intake air flow control valve in the intake pipe 11 may be applied. As for the temperature of the intake flow control valve 13, the temperature of the cooling water temperature sensor that detects the temperature of the cooling water that cools the engine 1 is applied, and a predetermined calculation process is performed to estimate the temperature of the intake flow control valve 13. Thus, the estimated temperature may be set as the temperature of the intake flow control valve 13.

また、このエンジン電子制御ユニット16は、外気温度センサ16aにより検知された外気温度、吸気流制御バルブ温度センサ16bにより検知された吸気流制御バルブ温度に基づいて、吸気ヒータ14を動作させるよう制御し、エンジン回転数センサ16cにより検知されたエンジン回転数に基づいて、吸気ヒータ14を停止させるよう制御するようになっている。また、エンジン電子制御ユニット16は、アクセル開度センサが検知したアクセル開度などの運転状態に応じて、スロットルバルブを通過する吸入空気量やインジェクタ7から噴射する燃料の噴射量を調整し、良好な空燃比になるよう制御するようになっている。   The engine electronic control unit 16 controls the intake heater 14 to operate based on the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 16a and the intake air flow control valve temperature detected by the intake air flow control valve temperature sensor 16b. The intake heater 14 is controlled to be stopped based on the engine speed detected by the engine speed sensor 16c. Further, the engine electronic control unit 16 adjusts the intake air amount passing through the throttle valve and the injection amount of fuel injected from the injector 7 according to the operating state such as the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor. The air-fuel ratio is controlled so as to be a proper one.

エンジン電子制御ユニット16のCPUは、集積回路などの電子回路からなり、ROMおよびRAMなどとともに、本発明の内燃機関の吸気装置における燃焼室へ導入する気流を制御する吸気流制御手段および吸入空気の温度を制御する吸気温制御手段を構成している。   The CPU of the engine electronic control unit 16 is composed of an electronic circuit such as an integrated circuit, and together with a ROM and a RAM, an intake flow control means for controlling an air flow introduced into the combustion chamber in the intake device of the internal combustion engine of the present invention, and intake air An intake air temperature control means for controlling the temperature is configured.

次いで、本実施の形態に係る内燃機関の吸気装置10における吸気流制御バルブ13の吸気ヒータ14の動作について説明する。
図4は、本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置における制御内容を示すフローチャートであり、図5は、本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置における制御内容を示すタイムチャートである。
Next, the operation of the intake heater 14 of the intake flow control valve 13 in the intake device 10 for the internal combustion engine according to the present embodiment will be described.
FIG. 4 is a flowchart showing the control contents in the intake device for the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is for the intake device for the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. It is a time chart which shows the contents of control.

図5において、左側の縦軸は、吸気流制御バルブ13の温度(℃)および外気温度(℃)を示し、横軸は、時間(秒)を示しており、中央の水平な直線は外気温度の変化を示し中央の曲線は吸気流制御バルブ13の温度の変化を示している。また、右側の縦軸は、エンジン回転数(rpm)を示し、下部の曲線はエンジン回転数の変化を示している。また、上部の折れ線は、吸気ヒータ14のONおよびOFFの状態を示している。   In FIG. 5, the left vertical axis indicates the temperature (° C.) and the outside air temperature (° C.) of the intake flow control valve 13, the horizontal axis indicates time (seconds), and the central horizontal straight line indicates the outside air temperature. The middle curve shows the change in the temperature of the intake flow control valve 13. The vertical axis on the right side shows the engine speed (rpm), and the lower curve shows the change in the engine speed. Further, the upper broken line indicates the ON and OFF states of the intake heater 14.

前述のように構成された本実施の形態においては、エンジン電子制御ユニット16により、図4および図5に示す制御ロジックで、エンジン1の運転状態や運転環境に応じて、吸気流制御バルブ13の開度、吸気ヒータ14の温度およびインジェクタ7の燃料の噴射量などの制御が所定の条件が満たされたときに実行される。   In the present embodiment configured as described above, the engine electronic control unit 16 controls the intake flow control valve 13 according to the operating state and operating environment of the engine 1 with the control logic shown in FIGS. Controls such as the opening degree, the temperature of the intake heater 14 and the fuel injection amount of the injector 7 are executed when predetermined conditions are satisfied.

所定の条件は、車種、エンジン仕様その他の設計条件により異なるが、エンジン1のスタータモータが始動する前であって、自動車に外部から何らかのアクセスがあったときに満たされるよう設定される。例えば、自動車のドアロックがメカニカルキーにより解除されたとき、または電子キーから微弱電波が送信されエンジン電子制御ユニット16でIDコードなどが照合されたとき、プッシュボタンなどのエンジンスイッチが押されたときなどに満たされるよう設定される。   The predetermined condition varies depending on the vehicle type, engine specifications, and other design conditions, but is set to be satisfied before the starter motor of the engine 1 is started and when the vehicle is accessed from the outside. For example, when an automobile door lock is released by a mechanical key, or when a weak radio wave is transmitted from an electronic key and an ID code is collated by the engine electronic control unit 16, an engine switch such as a push button is pressed It is set to satisfy

まず、図4および図5に示すように、外気温度センサ16aにより外気温度(℃)の測定が開始され、吸気流制御バルブ温度センサ16bにより吸気流制御バルブ13の温度(℃)の測定が開始される(ステップS11)。それぞれの測定で得られた温度情報が所定の間隔でエンジン電子制御ユニット16に取り込まれ、エンジン電子制御ユニット16内のCPUにより外気温度および吸気流制御バルブ13の温度の高低が比較される(ステップS12)。   First, as shown in FIGS. 4 and 5, the outside air temperature sensor 16a starts measuring the outside air temperature (° C.), and the intake air flow control valve temperature sensor 16b starts measuring the temperature (° C.) of the intake air flow control valve 13. (Step S11). Temperature information obtained by each measurement is taken into the engine electronic control unit 16 at predetermined intervals, and the CPU in the engine electronic control unit 16 compares the levels of the outside air temperature and the temperature of the intake flow control valve 13 (step). S12).

外気温度が吸気流制御バルブ13の温度よりも、所定の温度だけ低い場合には(ステップS12でNOの場合)、ステップS11に戻る。所定の温度は、車種や、エンジン仕様、吸気流制御バルブ13の大きさ、吸気ヒータ14の加熱特性などの設計条件に基づいて適宜選択される。   If the outside air temperature is lower than the temperature of the intake air flow control valve 13 by a predetermined temperature (NO in step S12), the process returns to step S11. The predetermined temperature is appropriately selected based on design conditions such as the vehicle type, engine specifications, the size of the intake flow control valve 13, and the heating characteristics of the intake heater 14.

外気温度が吸気流制御バルブ13の温度よりも高い場合には(ステップS12でYESの場合)、吸気流制御バルブ13の吸気ヒータ14が通電される(ステップS13)。この通電により、タイマーのカウントが開始し、所定時間t(秒)が経過したかが判定される(ステップS14)。所定時間tは、吸気流制御バルブ13の温度が、外気温度よりも高い温度に上昇させるのに十分な時間を意味し、測定された外気温度、測定された吸気流制御バルブ13の温度、および測定された外気温度と測定された吸気流制御バルブ13の温度との温度差、吸気ヒータ14の加熱特性などの諸条件に基づいて適宜選択される。   If the outside air temperature is higher than the temperature of the intake flow control valve 13 (YES in step S12), the intake heater 14 of the intake flow control valve 13 is energized (step S13). With this energization, the timer starts counting, and it is determined whether a predetermined time t (second) has elapsed (step S14). The predetermined time t means a time sufficient for the temperature of the intake flow control valve 13 to rise to a temperature higher than the outside air temperature, and the measured outside air temperature, the measured temperature of the intake flow control valve 13, and The temperature is appropriately selected based on various conditions such as the temperature difference between the measured outside air temperature and the measured temperature of the intake air flow control valve 13 and the heating characteristics of the intake heater 14.

吸気ヒータ14が通電されると、吸気ヒータ14が加熱され、吸気ヒータ14の熱量が吸気流制御バルブ13に熱伝導するとともに、吸気ヒータ14の熱量は、吸気ヒータ14と接触する吸入空気に熱伝達され、吸入空気が暖められる。このとき、吸気ヒータ14と吸入空気との温度差、すなわち温度勾配が大きい程、吸気ヒータ14から吸入空気への熱伝達が速くなり、吸気ヒータ14と吸入空気との接触面積が大きい程、吸気ヒータ14から吸入空気への熱伝達が速くなる。   When the intake heater 14 is energized, the intake heater 14 is heated, and the amount of heat of the intake heater 14 is conducted to the intake flow control valve 13, and the amount of heat of the intake heater 14 is heated by the intake air contacting the intake heater 14. As a result, the intake air is warmed. At this time, the larger the temperature difference between the intake heater 14 and the intake air, that is, the temperature gradient, the faster the heat transfer from the intake heater 14 to the intake air, and the greater the contact area between the intake heater 14 and the intake air, the greater the intake air. Heat transfer from the heater 14 to the intake air becomes faster.

このように、外気温度が吸気流制御バルブ13の温度よりも高い場合に、吸気ヒータ14が加熱されるので、少なくとも吸気流制御バルブ13の近傍で吸入空気の温度が低下することが防止されるとともに、吸入空気の温度が吸気ヒータ14により暖められる。
この吸入空気は吸気ヒータ14により暖められると同時に、吸気流制御バルブ13の開口部17を通過することにより、流速が増大して吸入空気に筒内タンブル流が発生し、インジェクタ7の噴射口から燃料が噴射され、吸気ポート部3b内で均一に混合され、吸入空気と燃料の良好な混合気が、燃焼室2bに導入される。このとき、吸入空気が吸気ヒータ14により暖められて膨張し酸素濃度が低下している場合、良好な空燃比を保つため、スロットルバルブを通過する吸入空気量やインジェクタ7の噴射口から噴射される燃料の噴射量がエンジン電子制御ユニット16により制御されている。
In this way, when the outside air temperature is higher than the temperature of the intake flow control valve 13, the intake heater 14 is heated, so that the temperature of the intake air is prevented from decreasing at least in the vicinity of the intake flow control valve 13. At the same time, the temperature of the intake air is warmed by the intake heater 14.
The intake air is warmed by the intake heater 14 and at the same time passes through the opening 17 of the intake flow control valve 13, thereby increasing the flow velocity and generating in-cylinder tumble flow in the intake air. The fuel is injected and uniformly mixed in the intake port portion 3b, and a good mixture of intake air and fuel is introduced into the combustion chamber 2b. At this time, when the intake air is warmed by the intake heater 14 and expands to reduce the oxygen concentration, the intake air amount passing through the throttle valve or the injection port of the injector 7 is injected in order to maintain a good air-fuel ratio. The fuel injection amount is controlled by the engine electronic control unit 16.

所定時間tが経過すると、エンジン1の始動が許可され、エンジン1のスタータの動作が許容される(ステップS15)。このエンジン始動が許容されたことを、例えば、運転席のコンビネーションメータなどの表示器に表示するようにしてもよい。
次いで、エンジン1が始動されると、エンジンの回転数(rpm)がエンジン回転数センサ16cにより測定され、測定情報がエンジン電子制御ユニット16に取り込まれる。続いて、エンジン電子制御ユニット16内のCPUにより、測定したエンジン1の回転数とROMなどの記憶媒体に記憶された基準回転数(rpm)が読み出され、エンジン1の回転数と基準回転数とが比較される(ステップS16)。
When the predetermined time t has elapsed, the start of the engine 1 is permitted, and the operation of the starter of the engine 1 is permitted (step S15). The fact that the engine start is permitted may be displayed on a display device such as a combination meter in the driver's seat, for example.
Next, when the engine 1 is started, the engine speed (rpm) is measured by the engine speed sensor 16 c and the measurement information is taken into the engine electronic control unit 16. Subsequently, the CPU in the engine electronic control unit 16 reads the measured rotational speed of the engine 1 and the reference rotational speed (rpm) stored in a storage medium such as a ROM, and the rotational speed of the engine 1 and the reference rotational speed. Are compared (step S16).

この基準回転数は、車種、エンジン仕様および吸気ヒータ14の加熱特性などの諸条件により異なるが、例えば、700rpmないし1,200rpmの範囲で適宜選択される。基準回転数は、例えば、アイドリングの回転数が安定する状態になる時の回転数を予め設定したものである。この状態においては、燃焼室2b内の混合気の良好な燃焼が得られ排気ガス中の未燃HCなどの有害物質の発生が抑制される。
このエンジン1の回転数が基準回転数に到達したとき、吸気ヒータ14による吸入空気の加熱の必要がなくなり、吸気流制御バルブ13の吸気ヒータ14の通電が遮断され(ステップS17)、ステップS11に戻る。
The reference rotational speed varies depending on various conditions such as the vehicle type, the engine specifications, and the heating characteristics of the intake heater 14, but is appropriately selected within a range of 700 rpm to 1200 rpm, for example. For example, the reference rotational speed is a preset rotational speed at which the idling rotational speed becomes stable. In this state, good combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 2b is obtained, and generation of harmful substances such as unburned HC in the exhaust gas is suppressed.
When the rotational speed of the engine 1 reaches the reference rotational speed, it is no longer necessary to heat the intake air by the intake heater 14, the energization of the intake heater 14 of the intake flow control valve 13 is cut off (step S17), and the process goes to step S11. Return.

このように、本実施の形態に係る内燃機関の吸気装置10においては、吸気管11に配置された吸気流制御バルブ13を有し、吸気流制御バルブ13を制御することによって燃焼室2bへ導入する気流を制御し、吸気管11内に吸入された吸入空気の温度を制御するエンジン電子制御ユニット16と、吸気流制御バルブ13に装着され吸入空気を加熱する吸気ヒータ14とを備え、エンジン電子制御ユニット16が、吸気ヒータ14から吸入空気に熱伝達させるよう吸気ヒータ14の温度を制御するよう構成されている。   As described above, the intake device 10 for the internal combustion engine according to the present embodiment has the intake flow control valve 13 disposed in the intake pipe 11, and is introduced into the combustion chamber 2b by controlling the intake flow control valve 13. An engine electronic control unit 16 for controlling the air flow to be controlled and controlling the temperature of the intake air sucked into the intake pipe 11, and an intake heater 14 attached to the intake flow control valve 13 for heating the intake air. The control unit 16 is configured to control the temperature of the intake heater 14 so that heat is transferred from the intake heater 14 to the intake air.

図6は、本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置を適用したエンジンの部分断面図であり、吸気装置を動作させた状態を示し、図7は、本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置を動作させたときの効果を示すグラフである。   FIG. 6 is a partial cross-sectional view of an engine to which the intake device for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention is applied, showing a state in which the intake device is operated, and FIG. 7 is the first embodiment of the present invention. It is a graph which shows the effect when operating the intake device of the internal combustion engine which concerns on this embodiment.

本実施の形態に係る内燃機関の吸気装置10においては、エンジン1を低温時に始動させようとするとき、外気温度が吸気流制御バルブ13の温度よりも、所定の温度だけ低い場合には、吸気ヒータ14に通電せずに吸気流制御バルブ13の熱量により吸入空気が暖められるので、吸気ヒータ14に通電する際に必要とする電力の消費を抑制することができる。   In the intake device 10 for an internal combustion engine according to the present embodiment, when the engine 1 is to be started at a low temperature, if the outside air temperature is lower than the temperature of the intake flow control valve 13 by a predetermined temperature, the intake air Since the intake air is warmed by the amount of heat of the intake flow control valve 13 without energizing the heater 14, consumption of electric power required when energizing the intake heater 14 can be suppressed.

図6に示すように、外気温度が吸気流制御バルブ13の温度よりも高い場合には、吸気流制御バルブ13の吸気ヒータ14が所定時間tだけ通電され、吸気ヒータ14から吸入空気に熱伝達されるので、確実に吸入空気が暖められる。この吸入空気は吸気ヒータ14により暖められると同時に、吸気流制御バルブ13の開口部17を通過し、吸入空気にタンブル流が発生し、インジェクタ7の噴射口から燃料が噴射されるので、吸気ポート部3b内で均一に混合された良好な混合気が、燃焼室2bに導入される。このとき、良好な空燃比を保つため、インジェクタ7の噴射口から噴射される燃料の噴射量が減少するよう、エンジン電子制御ユニット16により制御されているので、エンジン始動時の燃費が向上する。   As shown in FIG. 6, when the outside air temperature is higher than the temperature of the intake flow control valve 13, the intake heater 14 of the intake flow control valve 13 is energized for a predetermined time t, and heat is transferred from the intake heater 14 to the intake air. Therefore, the intake air is surely warmed. The intake air is warmed by the intake heater 14 and simultaneously passes through the opening 17 of the intake flow control valve 13, a tumble flow is generated in the intake air, and fuel is injected from the injection port of the injector 7. A good air-fuel mixture uniformly mixed in the portion 3b is introduced into the combustion chamber 2b. At this time, in order to maintain a good air-fuel ratio, the engine electronic control unit 16 controls the fuel injection amount to be reduced from the injection port of the injector 7, so that the fuel efficiency at the time of engine start is improved.

また、暖められた吸入空気にタンブル流を起こさせているので、暖められた混合気が燃焼室2bに導入される。その結果、混合気は気化し易くなっており、従来、エンジン1の低温始動時に生じていた燃料の粒子の吸気バルブへの付着がなくなり、燃焼室2b内で混合気の燃焼が改善され、排気ガス中の未燃HCなどの有害物質の発生が抑制される。   Further, since the tumble flow is caused in the warmed intake air, the warmed air-fuel mixture is introduced into the combustion chamber 2b. As a result, the air-fuel mixture is easily vaporized, and fuel particles that have been generated when the engine 1 is started at a low temperature are prevented from adhering to the intake valve, combustion of the air-fuel mixture is improved in the combustion chamber 2b, and exhaust gas is exhausted. Generation of harmful substances such as unburned HC in the gas is suppressed.

図7に示すように、始動時のエンジン回転数が上昇し、アイドル状態になるタイミングにおいて、点線で示す従来技術の吸気装置から排出される排気ガス中の未燃HCの濃度よりも、実線で示す本実施の形態に係る吸気装置10の排気ガス中の未燃HCの濃度が、著しく減少していることが予想される。   As shown in FIG. 7, at the timing when the engine speed at start-up increases and the engine enters an idle state, the solid line indicates the concentration of unburned HC in the exhaust gas discharged from the prior art intake device indicated by the dotted line. It is expected that the concentration of unburned HC in the exhaust gas of the intake device 10 according to the present embodiment shown is significantly reduced.

本実施の形態に係る内燃機関の吸気装置10においては、吸気流制御バルブ13に吸気ヒータ14を装着するという簡単な構造で、吸入空気を暖気することができるとともに、暖められた吸入空気の気流を制御することができるので、良好な混合気を得ることができ、燃焼室2b内の混合気の気化を促進することができる。   In the intake device 10 for an internal combustion engine according to the present embodiment, the intake air can be warmed with a simple structure in which an intake heater 14 is attached to the intake flow control valve 13, and the flow of warmed intake air is increased. Therefore, it is possible to obtain a good air-fuel mixture, and it is possible to promote vaporization of the air-fuel mixture in the combustion chamber 2b.

次いで、本第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置10における変形例について説明する。
図8は、本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置における変形例を示す部分斜視図である。
Next, a modified example of the intake device 10 for an internal combustion engine according to the first embodiment will be described.
FIG. 8 is a partial perspective view showing a modification of the intake device for the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention.

本実施の形態の内燃機関の吸気装置10においては、吸気ヒータ14を面状のシリコンラバーヒータで形成した場合について説明したが、本発明に係る内燃機関の吸気装置においては、吸気ヒータはシリコンラバーヒータ以外の加熱部材で形成してもよい。
例えば、図8に示すように、吸気流制御バルブ13の外形とほぼ同様の外形を有しており、吸気流制御バルブ13の上流側の側面部に接合された面状の高周波誘導ヒータからなる吸気ヒータ24で形成してもよい。
In the intake apparatus 10 for an internal combustion engine of the present embodiment, the case where the intake heater 14 is formed by a planar silicon rubber heater has been described. However, in the intake apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the intake heater is a silicon rubber. You may form with heating members other than a heater.
For example, as shown in FIG. 8, the outer shape of the intake flow control valve 13 is substantially the same as that of the intake flow control valve 13 and is composed of a planar high-frequency induction heater joined to the side surface portion on the upstream side of the intake flow control valve 13. It may be formed by the intake heater 24.

この吸気ヒータ24は、渦巻き状に形成された導体コイル部24a、端子部24b、24cを有しており、端子部24bには導線24dが接続され、導線24dは、回動軸12の内部を通って回動軸12の端部から図示しない外部の交流電源部に接続されるようになっている。端子部24cにも同様に、導線24eが接続されており、導線24eは、回動軸12の内部を通って回動軸12の端部から図示しない外部の交流電源部に接続されている。この交流電源部は、エンジン電子制御ユニット16の指令に基づいて、自動車のバッテリから供給される直流電源を、例えば、100KHzないし400KHzの高周波の交流電流に変換し、導線24d、24eを介して導体コイル部24aに通電するようになっている。導体コイル部24aに高周波の交流電流が通電されると、導体コイル部24aに対向して配置され金属で形成された吸気流制御バルブ13中に渦電流が発生し、吸気流制御バルブ13の電気抵抗によって、吸気流制御バルブ13にジュール熱が発生し、吸気流制御バルブ13が誘導加熱されるようになっている。この誘導加熱による吸気流制御バルブ13の熱量を吸入空気に熱伝達させ吸入空気を暖めるようにしてもよい。
この場合、吸気ヒータ24が高周波誘導ヒータで形成されているので、前述のシリコンラバーヒータで形成した吸気ヒータ14よりも加熱速度を速くすることができ、前述の所定時間tを短縮することができる。
The intake heater 24 has a conductor coil portion 24a and terminal portions 24b and 24c formed in a spiral shape. A conductor 24d is connected to the terminal portion 24b, and the conductor 24d passes through the inside of the rotating shaft 12. Through the end of the rotating shaft 12, it is connected to an external AC power source (not shown). Similarly, a lead wire 24e is connected to the terminal portion 24c, and the lead wire 24e passes through the inside of the turning shaft 12 and is connected to an external AC power supply portion (not shown) from the end of the turning shaft 12. This AC power supply unit converts a DC power supplied from a battery of an automobile into a high-frequency AC current of, for example, 100 KHz to 400 KHz based on a command from the engine electronic control unit 16, and is conducted through conductors 24d and 24e. The coil portion 24a is energized. When a high-frequency alternating current is applied to the conductor coil portion 24a, an eddy current is generated in the intake flow control valve 13 that is disposed opposite to the conductor coil portion 24a and formed of metal, and the electric current of the intake flow control valve 13 is increased. Due to the resistance, Joule heat is generated in the intake flow control valve 13, and the intake flow control valve 13 is induction-heated. The amount of heat of the intake flow control valve 13 by this induction heating may be transferred to the intake air to warm the intake air.
In this case, since the intake heater 24 is formed of a high-frequency induction heater, the heating rate can be made faster than that of the intake heater 14 formed of the aforementioned silicon rubber heater, and the aforementioned predetermined time t can be shortened. .

なお、吸気ヒータ24を吸気流制御バルブ13の上流側の側面部に配置したものについて説明したが、吸気ヒータ24を吸気流制御バルブ13の下流側の側面部に配置し、吸気流制御バルブ13に生じたジュール熱を直接吸入空気に熱伝達させてもよい。   The intake heater 24 is disposed on the upstream side surface of the intake flow control valve 13. However, the intake heater 24 is disposed on the downstream side surface of the intake flow control valve 13, and the intake flow control valve 13 is disposed. The Joule heat generated in the process may be directly transferred to the intake air.

また、本実施の形態の内燃機関の吸気装置10においては、吸気流制御バルブ13が閉状態のとき、吸気流制御バルブ13が吸気通路11aの軸線に対して80度ないし90度の交差角θで交差し、吸気通路11aを遮断する場合について説明したが、本発明に係る内燃機関の吸気装置においては、吸気流制御バルブが閉状態のとき、吸気流制御バルブが吸気通路の軸線に対して交差角θ以外の交差角で交差し、吸気通路を遮断するよう構成してもよい。 Further, in the intake device 10 for the internal combustion engine of the present embodiment, when the intake flow control valve 13 is in the closed state, the intake flow control valve 13 has an intersection angle θ of 80 degrees to 90 degrees with respect to the axis of the intake passage 11a. In the intake system for an internal combustion engine according to the present invention, when the intake flow control valve is in the closed state, the intake flow control valve is in relation to the axis of the intake passage. intersect at an intersection angle other than the crossing angle theta 1 Te, it may be configured to shut off the intake passage.

図9は、本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置における変形例の断面図であり、図9(a)は、図9(b)のD−D矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを閉じた状態を示し、図9(b)は、図9(a)のC−C矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを閉じた状態を示し、図9(c)は、図9(a)のC−C矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを開いた状態を示す。   FIG. 9 is a cross-sectional view of a modification of the intake device for the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 9A shows a cross-section taken along the line DD in FIG. 9B. FIG. 9B is a cross-sectional view showing a state in which the intake flow control valve is closed, and FIG. 9B is a cross-sectional view showing a cross-section taken along the line CC in FIG. 9A and showing a state in which the intake flow control valve is closed. FIG. 9C is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 9A and shows a state in which the intake flow control valve is opened.

図9(a)に示すように、本実施の形態の変形例に係る吸気装置20は、吸気管11と、回動軸12と、吸気流制御バルブ33と、吸気ヒータ34と、サーボモータ15と、エンジン電子制御ユニット16とを含んで構成されている。   As shown in FIG. 9A, an intake device 20 according to a modification of the present embodiment includes an intake pipe 11, a rotating shaft 12, an intake flow control valve 33, an intake heater 34, and a servo motor 15. And the engine electronic control unit 16.

吸気流制御バルブ33は、樹脂または金属などの平板からなり、吸気管11の断面の内側部分とほぼ同様の外形を有しており、図9(b)に示すように、吸気流制御バルブ33が閉状態のとき、吸気流制御バルブ33が吸気通路11aの軸線に対して30度以上80度未満の交差角θで交差し、吸気通路11aを遮断するようになっている。交差角θが30度以上80度未満であると、吸気流制御バルブ33と吸入空気との接触面積を、90度に近い場合と比較して広くすることができ、吸気流制御バルブ33から吸入空気への熱伝達を速めることができる。 The intake air flow control valve 33 is made of a flat plate made of resin or metal, and has substantially the same outer shape as the inner part of the cross section of the intake pipe 11, and as shown in FIG. when is the closed state, the intake air flow control valve 33 is adapted to intersect at an intersection angle theta 2 of less than 30 degrees 80 degrees with respect to the axis of the intake passage 11a, to block the intake passage 11a. When crossing angle theta 2 is less than 80 degrees 30 degrees, the contact area between the intake air and the intake air flow control valve 33 may be wider than the case close to 90 degrees, the intake air flow control valve 33 Heat transfer to the intake air can be accelerated.

また、吸気流制御バルブ33には、閉状態のとき、吸気管11の上部内壁面11dとの間に吸入空気を通過させるための開口部37が形成されている。また、エンジン1が暖まっている通常運転時や、吸入空気量が多いときなどのタンブル流を必要としない運転状態のときは、図9(c)に示すように、吸気流制御バルブ33が開状態となり、吸入空気が吸気ポート部3b内に供給されるようになっている。   In addition, the intake flow control valve 33 is formed with an opening 37 for allowing intake air to pass between the upper inner wall surface 11d of the intake pipe 11 when the intake flow control valve 33 is in the closed state. In addition, when the engine 1 is warming up or in an operating state that does not require a tumble flow, such as when the amount of intake air is large, the intake flow control valve 33 is opened as shown in FIG. In this state, the intake air is supplied into the intake port portion 3b.

吸気ヒータ34は、吸気ヒータ14とほぼ同様に構成されており、面状のシリコンラバーヒータからなり、吸気流制御バルブ33の外形とほぼ同様の外形を有している。吸気ヒータ34は、吸気流制御バルブ13の上流側の側面部に接合されている。吸気ヒータ34には、屈曲して形成された発熱パターン部、端子部34b、34cを有しており、端子部34bには導線34dが接続されており、導線34dは、回動軸12の内部を通って回動軸12の端部から図示しない外部の通電部に接続されるようになっている。端子部34cにも同様に、導線34eが接続されており、導線34eは、回動軸12の内部を通って回動軸12の端部から前述した通電部に接続されている。   The intake heater 34 is configured in substantially the same manner as the intake heater 14, is composed of a planar silicon rubber heater, and has an outer shape substantially similar to the outer shape of the intake flow control valve 33. The intake heater 34 is joined to the side surface portion on the upstream side of the intake flow control valve 13. The intake heater 34 has a heat generation pattern portion formed by bending, and terminal portions 34 b and 34 c, and a lead wire 34 d is connected to the terminal portion 34 b, and the lead wire 34 d is connected to the inside of the rotating shaft 12. It passes through the end of the rotating shaft 12 and is connected to an external energizing unit (not shown). Similarly, a lead wire 34e is connected to the terminal portion 34c, and the lead wire 34e passes through the inside of the turning shaft 12 and is connected to the above-described energization portion from the end of the turning shaft 12.

本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置10および吸気装置20においては、回動軸12が吸気流制御バルブ13または吸気流制御バルブ33の中央部分を支持するバタフライ形式の構造について説明したが、バタフライ形式に代えて片持ち形式の構造で形成してもよい。片持ち形式の構造で形成した第2の実施の形態に係る吸気装置30について説明する。   In the intake device 10 and the intake device 20 for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention, a butterfly structure in which the rotating shaft 12 supports the central portion of the intake flow control valve 13 or the intake flow control valve 33. However, instead of the butterfly type, a cantilever type structure may be used. An intake device 30 according to a second embodiment formed with a cantilever structure will be described.

(第2の実施の形態)
図10は、本発明の第2の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置の断面図であり、図10(a)は、図10(b)のF−F矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを閉じた状態を示し、図10(b)は、図10(a)のE−E矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを閉じた状態を示し、図10(c)は、図10(a)のE−E矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを開いた状態を示す。
(Second Embodiment)
FIG. 10 is a cross-sectional view of an intake device for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 10 (a) is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line FF in FIG. 10 (b). 10B shows a state in which the intake flow control valve is closed, and FIG. 10B is a cross-sectional view showing a cross section taken along line EE in FIG. 10A, and shows a state in which the intake flow control valve is closed. (C) is sectional drawing which shows the EE arrow cross section of Fig.10 (a), and shows the state which opened the intake flow control valve.

なお、第2の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置30においては、第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置10のバタフライ形式に代えて片持ち形式の構造にした点が異なっているが、他の構成は同様に構成されている。したがって、同一の構成については、図1から図7に示した第1の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。   The intake device 30 for the internal combustion engine according to the second embodiment is different from the intake device 10 for the internal combustion engine according to the first embodiment in that it has a cantilever type structure instead of the butterfly type. However, other configurations are the same. Therefore, the same configuration will be described using the same reference numerals as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 7, and only differences will be described in detail.

まず、本第2の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置30の構成について説明する。
本実施の形態に係る内燃機関の吸気装置30は、エンジン1を構成しており、エンジン1は、シリンダブロック2と、シリンダヘッド3と、ピストン4と、吸気バルブ5と、排気バルブ6と、インジェクタ7と、吸気装置30とを含んで構成されている。
First, the structure of the intake device 30 for an internal combustion engine according to the second embodiment will be described.
An intake device 30 for an internal combustion engine according to the present embodiment constitutes an engine 1, and the engine 1 includes a cylinder block 2, a cylinder head 3, a piston 4, an intake valve 5, an exhaust valve 6, The injector 7 and the intake device 30 are included.

図10(a)に示すように、吸気装置30は、吸気管41と、回動軸42と、吸気流制御バルブ43と、吸気ヒータ44と、サーボモータ15と、エンジン電子制御ユニット16とを含んで構成されている。
吸気管41は、樹脂または金属などの成形された中空のパイプからなり、一端部で図示しないエアクリーナに連結され、他端部で各吸気ポート部3bの入口部分に連結されている。吸気管41の内側には、吸気通路41aが形成されており、エアクリーナから流入した吸入空気を流通させ吸気ポート部3bに供給するようになっている。
As shown in FIG. 10A, the intake device 30 includes an intake pipe 41, a rotating shaft 42, an intake flow control valve 43, an intake heater 44, a servo motor 15, and an engine electronic control unit 16. It is configured to include.
The intake pipe 41 is formed of a hollow pipe formed of resin or metal, and is connected to an air cleaner (not shown) at one end and connected to an inlet portion of each intake port portion 3b at the other end. An intake passage 41a is formed inside the intake pipe 41, and intake air flowing from the air cleaner is circulated and supplied to the intake port portion 3b.

吸気管41の底面部41eには、回動軸42と、吸気流制御バルブ43と、吸気ヒータ44とを収容する収容部45が形成されており、図10(c)に示すように、吸気流制御バルブ43が開状態のとき、回動軸42と、吸気流制御バルブ43と、吸気ヒータ44とが収容部45に収容され、吸気管41の底面部41eが平坦になるよう構成されている。   The bottom surface 41e of the intake pipe 41 is formed with an accommodating portion 45 that accommodates the rotation shaft 42, the intake flow control valve 43, and the intake heater 44. As shown in FIG. When the flow control valve 43 is in the open state, the rotation shaft 42, the intake flow control valve 43, and the intake heater 44 are accommodated in the accommodating portion 45, and the bottom surface portion 41e of the intake pipe 41 is configured to be flat. Yes.

回動軸42は、樹脂または金属などの円柱からなり、端部がサーボモータ15に連結され、吸気管41の側面部41bに設けられた図示しない軸受と、吸気管41の側面部41cに設けられた図示しない軸受とを介して吸気管41に回転可能に保持されている。回動軸42には、吸気流制御バルブ43が溶接などの接合手段またはねじ止めなどの締結手段により固定されている。   The rotation shaft 42 is made of a cylinder such as resin or metal, and has an end connected to the servo motor 15 and a bearing (not shown) provided on the side surface 41 b of the intake pipe 41 and a side surface 41 c of the intake pipe 41. It is rotatably held by the intake pipe 41 via a bearing (not shown). An intake flow control valve 43 is fixed to the rotating shaft 42 by joining means such as welding or fastening means such as screwing.

吸気流制御バルブ43は、樹脂または金属などの平板からなり、吸気管41の断面の内側部分とほぼ同様の外形を有しており、図10(b)に示すように、吸気流制御バルブ43が閉状態のとき、吸気流制御バルブ43が吸気通路41aの軸線に対して30度以上80度未満の交差角θで交差し、吸気通路41aを遮断するようになっている。 The intake air flow control valve 43 is made of a flat plate made of resin or metal and has substantially the same outer shape as the inner part of the cross section of the intake pipe 41. As shown in FIG. when is the closed state, the intake air flow control valve 43 is adapted to intersect at an intersection angle theta 2 of less than 30 degrees 80 degrees with respect to the axis of the intake passage 41a, to block the intake passage 41a.

また、吸気流制御バルブ43には、閉状態のとき、吸気管41の上部内壁面41dとの間に吸入空気を通過させるための開口部47が形成されている。この開口部47により、吸気流制御バルブ43が閉状態のときでも、筒内タンブル流を起こさせるようになっている。また、エンジン1の運転状態に応じて、吸気流制御バルブ43を開くことにより、吸気管41の上部内壁面41dとの間の開口面積を増大させ、タンブル流を増大させるようになっている。また、エンジン1が暖まっている通常運転時や、吸入空気量が多いときなどのタンブル流を必要としない運転状態のときは、図10(c)に示すように、吸気流制御バルブ43が開状態となり、吸入空気が吸気ポート部3b内に供給されるようになっている。   Further, the intake flow control valve 43 is formed with an opening 47 for allowing intake air to pass between the upper inner wall surface 41d of the intake pipe 41 when the intake flow control valve 43 is in the closed state. The opening 47 allows the in-cylinder tumble flow to occur even when the intake flow control valve 43 is in the closed state. Further, by opening the intake flow control valve 43 according to the operating state of the engine 1, the opening area between the upper inner wall surface 41d of the intake pipe 41 is increased and the tumble flow is increased. In addition, when the engine 1 is warming up or in an operating state that does not require a tumble flow, such as when the amount of intake air is large, the intake flow control valve 43 is opened as shown in FIG. In this state, the intake air is supplied into the intake port portion 3b.

吸気ヒータ44は、第1の実施の形態と同様、面状のシリコンラバーヒータからなり、吸気流制御バルブ43の外形とほぼ同様の外形を有しており、吸気流制御バルブ43の上流側の側面部に接合されている。吸気ヒータ44には、屈曲して形成された発熱パターン部44a、端子部44b、44cを有しており、端子部44bには導線44dが接続されており、導線44dは、回動軸42の内部を通って回動軸42の端部から図示しない外部の通電部に接続されるようになっている。端子部44cにも同様に、導線44eが接続されており、導線44eは、回動軸42の内部を通って回動軸42の端部から図示しない外部の通電部に接続されている。この通電部は、変圧器およびスイッチからなり、バッテリを電源としてエンジン電子制御ユニット16の指令に基づいて、吸気ヒータ44のONおよびOFFのタイミング、吸気ヒータ44への通電量などを制御するようになっている。   As in the first embodiment, the intake heater 44 is made of a planar silicon rubber heater, has an outer shape substantially similar to the outer shape of the intake flow control valve 43, and is located upstream of the intake flow control valve 43. It is joined to the side part. The intake heater 44 has a heat generation pattern portion 44a formed by bending, and terminal portions 44b and 44c. A conductive wire 44d is connected to the terminal portion 44b, and the conductive wire 44d is connected to the rotating shaft 42. It passes through the inside and is connected to an external current-carrying part (not shown) from the end of the rotating shaft 42. Similarly, a lead wire 44e is connected to the terminal portion 44c, and the lead wire 44e passes through the inside of the turning shaft 42 and is connected from an end of the turning shaft 42 to an external energizing portion (not shown). The energization unit includes a transformer and a switch, and controls the ON / OFF timing of the intake heater 44 and the energization amount to the intake heater 44 based on a command from the engine electronic control unit 16 using a battery as a power source. It has become.

次いで、本実施の形態に係る内燃機関の吸気装置30における吸気流制御バルブ43の吸気ヒータ44の動作について説明する。
吸気装置30の吸気流制御バルブ43の吸気ヒータ44の動作については、図4において、ステップS12における吸気流制御バルブ13が本実施の形態では吸気流制御バルブ43に代わり、ステップS13における吸気流制御バルブ13の吸気ヒータ14が本実施の形態では、吸気流制御バルブ43の吸気ヒータ44に代わり、ステップS17における吸気流制御バルブ13の吸気ヒータ14が本実施の形態では吸気流制御バルブ43の吸気ヒータ44に代わった以外は、同様に構成されているので、吸気装置30における吸気流制御バルブ43の吸気ヒータ44の動作も、図4に示すステップS11ないしステップS17まで、第1の実施の形態に係る吸気装置10の制御内容と同様の制御内容の処理が実行される。
Next, the operation of the intake heater 44 of the intake flow control valve 43 in the intake device 30 of the internal combustion engine according to the present embodiment will be described.
Regarding the operation of the intake heater 44 of the intake flow control valve 43 of the intake device 30, in FIG. 4, the intake flow control valve 13 in step S12 is replaced with the intake flow control valve 43 in this embodiment, and the intake flow control in step S13 is performed. In this embodiment, the intake heater 14 of the valve 13 is replaced with the intake heater 44 of the intake flow control valve 43, and the intake heater 14 of the intake flow control valve 13 in step S17 is the intake air of the intake flow control valve 43 in this embodiment. Since the configuration is the same except that the heater 44 is replaced, the operation of the intake heater 44 of the intake flow control valve 43 in the intake device 30 is also performed in steps S11 to S17 shown in FIG. The process of the control content similar to the control content of the intake device 10 according to is performed.

このように、本実施の形態に係る内燃機関の吸気装置30においては、吸気管41に配置された吸気流制御バルブ43を有し、吸気流制御バルブ43を制御することによって燃焼室2bへ導入する気流を制御し、吸気管41内に吸入された吸入空気の温度を制御するエンジン電子制御ユニット16と、吸気流制御バルブ43に装着され吸入空気を加熱する吸気ヒータ44とを備え、エンジン電子制御ユニット16が、吸気ヒータ44から吸入空気に熱伝達させるよう吸気ヒータ44の温度を制御するよう構成されている。   As described above, the intake device 30 for an internal combustion engine according to the present embodiment has the intake flow control valve 43 disposed in the intake pipe 41, and is introduced into the combustion chamber 2b by controlling the intake flow control valve 43. An engine electronic control unit 16 for controlling the air flow to be controlled and controlling the temperature of the intake air taken into the intake pipe 41, and an intake heater 44 attached to the intake flow control valve 43 for heating the intake air. The control unit 16 is configured to control the temperature of the intake heater 44 so as to transfer heat from the intake heater 44 to the intake air.

この場合、第1の実施の形態と同様に、エンジン1を低温時に始動させようとするとき、外気温度が吸気流制御バルブ43の温度よりも、所定の温度だけ低い場合には、吸気ヒータ44に通電せずに吸気流制御バルブ43の熱量により吸入空気が暖められるので、吸気ヒータ44に通電する際に必要とする消費電力を節約することができる。   In this case, as in the first embodiment, when the engine 1 is to be started at a low temperature, if the outside air temperature is lower than the temperature of the intake flow control valve 43 by a predetermined temperature, the intake heater 44 Since the intake air is warmed by the heat quantity of the intake flow control valve 43 without energizing the intake air, it is possible to save the power consumption required when the intake heater 44 is energized.

外気温度が吸気流制御バルブ43の温度よりも高い場合には、吸気流制御バルブ43の吸気ヒータ44が所定時間tだけ通電され、吸気ヒータ44の熱量が吸入空気に熱伝達されるので、確実に吸入空気が暖められる。この吸入空気は吸気ヒータ44により暖められると同時に、吸気流制御バルブ43の開口部47を通過することにより、吸入空気にタンブル流が発生し、インジェクタ7の噴射口から燃料が噴射され、吸気ポート部3b内で均一に混合された良好な混合気が、燃焼室2bに導入される。このとき、良好な空燃比を保つため、インジェクタ7の噴射口から噴射される燃料の噴射量が減少するよう、エンジン電子制御ユニット16により制御されているので、エンジン始動時の燃費が向上する。   When the outside air temperature is higher than the temperature of the intake flow control valve 43, the intake heater 44 of the intake flow control valve 43 is energized for a predetermined time t, and the amount of heat of the intake heater 44 is transferred to the intake air. The intake air is warmed. The intake air is warmed by the intake heater 44 and simultaneously passes through the opening 47 of the intake flow control valve 43. As a result, a tumble flow is generated in the intake air, fuel is injected from the injection port of the injector 7, and the intake port A good air-fuel mixture uniformly mixed in the portion 3b is introduced into the combustion chamber 2b. At this time, in order to maintain a good air-fuel ratio, the engine electronic control unit 16 controls the fuel injection amount to be reduced from the injection port of the injector 7, so that the fuel efficiency at the time of engine start is improved.

また、暖められた吸入空気にタンブル流を起こさせているので、暖められた混合気が燃焼室2bに導入される。その結果、混合気は気化し易くなっており、従来、エンジン1の低温始動時に生じていた燃料の粒子の吸気バルブ5への付着がなくなり、燃焼室2b内で混合気の燃焼が改善され、排気ガス中の未燃HCなどの有害物質の発生が抑制される。   Further, since the tumble flow is caused in the warmed intake air, the warmed air-fuel mixture is introduced into the combustion chamber 2b. As a result, the air-fuel mixture is easily vaporized, and fuel particles that have been generated at the time of low-temperature start of the engine 1 are not attached to the intake valve 5, and combustion of the air-fuel mixture is improved in the combustion chamber 2b. Generation of harmful substances such as unburned HC in the exhaust gas is suppressed.

第1の実施の形態の吸気装置10と同様に、始動時のエンジン回転数が上昇し、アイドル状態になるタイミングにおいて、従来技術の吸気装置から排出される排気ガス中の未燃HCの濃度よりも、本実施の形態に係る吸気装置30の排気ガス中の未燃HCの濃度を著しく減少させることが予想される。   Similar to the intake device 10 of the first embodiment, at the timing when the engine speed at the time of starting increases and becomes an idle state, the concentration of unburned HC in the exhaust gas discharged from the intake device of the prior art However, it is expected that the concentration of unburned HC in the exhaust gas of the intake device 30 according to the present embodiment will be significantly reduced.

本実施の形態に係る内燃機関の吸気装置30においても、吸気流制御バルブ43に吸気ヒータ44を装着するという簡単な構造で、吸入空気を暖気することができるとともに、吸入空気の気流を制御することができるので、良好な混合気を得ることができ、燃焼室2b内の混合気の気化を促進することができる。   Also in the intake device 30 of the internal combustion engine according to the present embodiment, the intake air can be warmed and the air flow of the intake air is controlled with a simple structure in which the intake air heater 44 is attached to the intake flow control valve 43. Therefore, a good air-fuel mixture can be obtained, and vaporization of the air-fuel mixture in the combustion chamber 2b can be promoted.

本発明の第2の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置30においては、吸気ヒータ44を面状のシリコンラバーヒータのみで形成した場合について説明したが、吸気ヒータ44に伝熱フィンを装着するようにしてもよい。吸気ヒータ44に伝熱フィンを装着した第3の実施の形態に係る吸気装置40について説明する。   In the intake device 30 for an internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention, the case where the intake heater 44 is formed only by a planar silicon rubber heater has been described. However, heat transfer fins are attached to the intake heater 44. You may do it. An intake device 40 according to a third embodiment in which heat transfer fins are attached to the intake heater 44 will be described.

(第3の実施の形態)
図11は、本発明の第3の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置の断面図であり、図11(a)は、図11(b)のH−H矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを閉じた状態を示し、図11(b)は、図11(a)のG−G矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを閉じた状態を示し、図11(c)は、図11(a)のG−G矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを開いた状態を示す。また、図12は、本発明の第3の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置の部分斜視図である。
(Third embodiment)
FIG. 11 is a cross-sectional view of an intake device for an internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 11 (a) is a cross-sectional view taken along the line HH in FIG. 11 (b). 11B shows a state in which the intake flow control valve is closed, and FIG. 11B is a cross-sectional view showing a cross section taken along line GG in FIG. 11A, and shows a state in which the intake flow control valve is closed. (C) is sectional drawing which shows the GG arrow cross section of Fig.11 (a), and shows the state which opened the intake flow control valve. FIG. 12 is a partial perspective view of an intake device for an internal combustion engine according to the third embodiment of the present invention.

なお、第3の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置40においては、第3の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置30の吸気ヒータ44に伝熱フィンを装着した点が異なっているが、他の構成は同様に構成されている。したがって、同一の構成については、図10に示した第3の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。   The intake device 40 for the internal combustion engine according to the third embodiment is different in that a heat transfer fin is attached to the intake heater 44 of the intake device 30 for the internal combustion engine according to the third embodiment. The other configurations are configured similarly. Therefore, the same configuration will be described using the same reference numerals as those of the third embodiment shown in FIG. 10, and only differences will be described in detail.

まず、本第3の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置40の構成について説明する。
本実施の形態に係る内燃機関の吸気装置40は、エンジン1を構成しており、エンジン1は、シリンダブロック2と、シリンダヘッド3と、ピストン4と、吸気バルブ5と、排気バルブ6と、インジェクタ7と、吸気装置40とを含んで構成されている。
First, the configuration of the intake device 40 for an internal combustion engine according to the third embodiment will be described.
An intake device 40 for an internal combustion engine according to the present embodiment constitutes an engine 1, and the engine 1 includes a cylinder block 2, a cylinder head 3, a piston 4, an intake valve 5, an exhaust valve 6, The injector 7 and the intake device 40 are included.

図11(a)、(b)、(c)および図12に示すように、吸気装置40は、吸気管41と、回動軸42と、吸気流制御バルブ43と、吸気ヒータ44と、伝熱フィン54と、サーボモータ15と、エンジン電子制御ユニット16とを含んで構成されている。   As shown in FIGS. 11 (a), 11 (b), 11 (c) and 12, the intake device 40 includes an intake pipe 41, a rotating shaft 42, an intake flow control valve 43, an intake heater 44, and a transmission. The heat fin 54, the servo motor 15, and the engine electronic control unit 16 are included.

伝熱フィン54は、例えば、高い熱伝導率を有するアルミ合金からなり、吸気ヒータ44とほぼ同様の外形を有しており、吸気ヒータ44から吸入空気に熱伝達するよう構成されている。吸入空気に接触する側の表面部54aには、複数の突起54bが吸気通路41aの軸方向と平行になるよう形成されており、吸入空気が表面部54aおよび複数の突起54bの間を流通するようになっている。   The heat transfer fins 54 are made of, for example, an aluminum alloy having a high thermal conductivity, have substantially the same outer shape as the intake heater 44, and are configured to transfer heat from the intake heater 44 to the intake air. A plurality of protrusions 54b are formed on the surface portion 54a on the side in contact with the intake air so as to be parallel to the axial direction of the intake passage 41a, and the intake air flows between the surface portion 54a and the plurality of protrusions 54b. It is like that.

次いで、本実施の形態に係る内燃機関の吸気装置40における吸気流制御バルブ43の吸気ヒータ44および伝熱フィン54の動作について説明する。
吸気装置40の吸気流制御バルブ43の吸気ヒータ44および伝熱フィン54の動作については、図4において、ステップS12における吸気流制御バルブ13が本実施の形態では吸気流制御バルブ43に代わり、ステップS13における吸気流制御バルブ13の吸気ヒータ14が本実施の形態では吸気流制御バルブ43の吸気ヒータ44および伝熱フィン54に代わり、ステップS17における吸気流制御バルブ13の吸気ヒータ14が本実施の形態では吸気流制御バルブ43の吸気ヒータ44および伝熱フィン54に代わった以外は、同様に構成されているので、吸気装置40における吸気流制御バルブ43の吸気ヒータ44および伝熱フィン54の動作も、図4に示すステップS11ないしステップS17まで、第1の実施の形態に係る吸気装置10の制御内容と同様の制御内容の処理が実行される。
Next, operations of the intake heater 44 and the heat transfer fin 54 of the intake flow control valve 43 in the intake device 40 of the internal combustion engine according to the present embodiment will be described.
Regarding the operation of the intake heater 44 and the heat transfer fin 54 of the intake flow control valve 43 of the intake device 40, in FIG. 4, the intake flow control valve 13 in step S12 is replaced with the intake flow control valve 43 in this embodiment. In this embodiment, the intake heater 14 of the intake flow control valve 13 in step S17 is replaced with the intake heater 44 and the heat transfer fin 54 of the intake flow control valve 43 in this embodiment. Since the configuration is the same except that the intake heater 44 and the heat transfer fin 54 of the intake flow control valve 43 are replaced, the operation of the intake heater 44 and the heat transfer fin 54 of the intake flow control valve 43 in the intake device 40 is configured. Also, steps S11 to S17 shown in FIG. 4 are related to the first embodiment. Processing same control content and control content of the air intake device 10 is executed.

このように、本実施の形態に係る内燃機関の吸気装置40においては、吸気管41に配置された吸気流制御バルブ43を有し、吸気流制御バルブ43を制御することによって燃焼室2bへ導入する気流を制御し、吸気管41内に吸入された吸入空気の温度を制御するエンジン電子制御ユニット16と、吸気流制御バルブ43に装着され吸入空気を加熱する吸気ヒータ44および伝熱フィン54とを備え、エンジン電子制御ユニット16が、伝熱フィン54から吸入空気に熱伝達させるよう吸気ヒータ44の温度を制御するよう構成されている。   As described above, the intake device 40 for an internal combustion engine according to the present embodiment has the intake flow control valve 43 disposed in the intake pipe 41, and is introduced into the combustion chamber 2b by controlling the intake flow control valve 43. An engine electronic control unit 16 for controlling the airflow to be performed and controlling the temperature of the intake air sucked into the intake pipe 41, an intake heater 44 and a heat transfer fin 54 which are attached to the intake flow control valve 43 and heat the intake air; The engine electronic control unit 16 is configured to control the temperature of the intake heater 44 so as to transfer heat from the heat transfer fins 54 to the intake air.

この場合、第1の実施の形態と同様に、エンジン1を低温時に始動させようとするとき、外気温度が吸気流制御バルブ43の温度よりも、所定の温度だけ低い場合には、吸気ヒータ44に通電せずに伝熱フィン54および吸気流制御バルブ43の熱量により吸入空気が暖められるので、吸気ヒータ44に通電する際に必要とする消費電力を節約することができる。   In this case, as in the first embodiment, when the engine 1 is to be started at a low temperature, if the outside air temperature is lower than the temperature of the intake flow control valve 43 by a predetermined temperature, the intake heater 44 Since the intake air is warmed by the heat quantity of the heat transfer fins 54 and the intake flow control valve 43 without energizing the intake air, it is possible to save the power consumption required when energizing the intake heater 44.

外気温度が吸気流制御バルブ43の温度よりも高い場合には、吸気流制御バルブ43の吸気ヒータ44が所定時間tだけ通電され、吸気ヒータ44の熱量が伝熱フィン54に熱伝導されて、伝熱フィン54の熱量が吸入空気に熱伝達されるので、より確実に吸入空気が暖められる。この吸入空気は伝熱フィン54により効果的に暖められると同時に、吸気流制御バルブ43の開口部47を通過し、吸入空気にタンブル流が発生し、インジェクタ7の噴射口から燃料が噴射されるので、吸気ポート部3b内で均一に混合された良好な混合気が、燃焼室2bに導入される。このとき、良好な空燃比を保つため、インジェクタ7の噴射口から噴射される燃料の噴射量が減少するよう、エンジン電子制御ユニット16により制御されているので、エンジン始動時の燃費が向上する。   When the outside air temperature is higher than the temperature of the intake flow control valve 43, the intake heater 44 of the intake flow control valve 43 is energized for a predetermined time t, and the heat amount of the intake heater 44 is thermally conducted to the heat transfer fins 54. Since the heat quantity of the heat transfer fins 54 is transferred to the intake air, the intake air is more reliably warmed. The intake air is effectively warmed by the heat transfer fins 54, and at the same time, passes through the opening 47 of the intake flow control valve 43, a tumble flow is generated in the intake air, and fuel is injected from the injection port of the injector 7. Therefore, a good air-fuel mixture uniformly mixed in the intake port portion 3b is introduced into the combustion chamber 2b. At this time, in order to maintain a good air-fuel ratio, the engine electronic control unit 16 controls the fuel injection amount to be reduced from the injection port of the injector 7, so that the fuel efficiency at the time of engine start is improved.

また、暖められた吸入空気にタンブル流を起こさせているので、暖められた混合気が燃焼室2bに導入される。その結果、混合気は気化し易くなっており、従来、エンジン1の低温始動時に生じていた燃料の粒子の吸気バルブへの付着がなくなり、燃焼室2b内で混合気の燃焼が改善され、排気ガス中の未燃HCなどの有害物質の発生が抑制される。   Further, since the tumble flow is caused in the warmed intake air, the warmed air-fuel mixture is introduced into the combustion chamber 2b. As a result, the air-fuel mixture is easily vaporized, and fuel particles that have been generated when the engine 1 is started at a low temperature are prevented from adhering to the intake valve, combustion of the air-fuel mixture is improved in the combustion chamber 2b, and exhaust gas is exhausted. Generation of harmful substances such as unburned HC in the gas is suppressed.

第1の実施の形態の吸気装置10と同様に、始動時のエンジン回転数が上昇し、アイドル状態になるタイミングにおいて、従来技術の吸気装置から排出される排気ガス中の未燃HCの濃度よりも、本実施の形態に係る吸気装置40の排気ガス中の未燃HCの濃度を著しく減少させることが予想される。   Similar to the intake device 10 of the first embodiment, at the timing when the engine speed at the time of starting increases and becomes an idle state, the concentration of unburned HC in the exhaust gas discharged from the intake device of the prior art However, it is expected that the concentration of unburned HC in the exhaust gas of the intake device 40 according to the present embodiment will be significantly reduced.

本実施の形態に係る内燃機関の吸気装置40においては、吸気流制御バルブ43に吸気ヒータ44を装着するという簡単な構造で、吸入空気を暖気することができるとともに、吸入空気の気流を制御することができるので、良好な混合気を得ることができ、燃焼室2b内の混合気の気化を促進することができる。   In the intake device 40 of the internal combustion engine according to the present embodiment, the intake air can be warmed and the air flow of the intake air is controlled with a simple structure in which an intake heater 44 is attached to the intake flow control valve 43. Therefore, a good air-fuel mixture can be obtained, and vaporization of the air-fuel mixture in the combustion chamber 2b can be promoted.

本第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置10においては、吸気流制御バルブ13をバタフライ形式で構成し、本第2の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置30においては、吸気流制御バルブ43を片持ち形式で構成した場合について説明したが、本発明に係る内燃機関の吸気装置においては、吸気流制御バルブを他の形式の構造で構成してもよい。例えば、吸気通路に直交するよう、中央部に貫通孔を有する円筒を回転可能に配置し、所定の角度になるとき、貫通孔と吸気通路とを連通するようにして、吸気通路を開閉するロータリー形式で形成し、この貫通孔の内壁部に吸気ヒータを配置し、貫通孔を流通する吸入空気を暖めるようにしてもよい。   In the intake device 10 for the internal combustion engine according to the first embodiment, the intake flow control valve 13 is configured in a butterfly form, and in the intake device 30 for the internal combustion engine according to the second embodiment, the intake flow Although the case where the control valve 43 is configured in a cantilever manner has been described, in the intake device for an internal combustion engine according to the present invention, the intake flow control valve may be configured in another type of structure. For example, a rotary cylinder that opens and closes an intake passage is arranged so that a cylinder having a through hole at the center is rotatable so as to be orthogonal to the intake passage, and the through hole and the intake passage are communicated with each other at a predetermined angle. It may be formed in a form, and an intake heater may be disposed on the inner wall portion of the through hole so as to warm the intake air flowing through the through hole.

また、吸気管内の吸気通路の軸線方向に直交するようカーテン状の吸気流制御バルブを配置し、カーテン状の吸気流制御バルブの両側端部分を吸気管に形成したガイド溝で案内するようにして、吸気管内をスライドさせるようスライド形式の構造で構成してもよい。この場合には、吸気管における上流側の吸気流制御バルブの表面部に吸気ヒータを接合し、この吸気ヒータにより吸入空気を暖めるようにしてもよい。   Also, a curtain-like intake flow control valve is arranged so as to be orthogonal to the axial direction of the intake passage in the intake pipe, and both end portions of the curtain-like intake flow control valve are guided by guide grooves formed in the intake pipe. Alternatively, a slide-type structure may be configured to slide in the intake pipe. In this case, an intake heater may be joined to the surface portion of the upstream side intake flow control valve in the intake pipe, and the intake air may be warmed by the intake heater.

本第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置10においては、吸気ヒータ14をシリコンラバーヒータ、高周波誘導ヒータで構成する場合について説明したが、本発明に係る内燃機関の吸気装置においては、吸気ヒータは他の加熱部材で構成してもよい。例えば、ステンレス箔を発熱体とする面状ヒータで構成してもよく、この場合ステンレス箔を絶縁する絶縁物をレスポンスが速いマイカ板や、形状の自由度が高いポリイミドシートで形成してもよい。また、ニクロム線を平面上で螺旋状に巻回して形成したコード状ヒータで形成してもよい。   In the intake device 10 for the internal combustion engine according to the first embodiment, the case where the intake heater 14 is configured by a silicon rubber heater and a high frequency induction heater has been described. However, in the intake device for an internal combustion engine according to the present invention, The intake heater may be composed of other heating members. For example, it may be composed of a planar heater having a stainless steel foil as a heating element. In this case, an insulator that insulates the stainless steel foil may be formed of a mica plate having a quick response or a polyimide sheet having a high degree of freedom in shape. . Moreover, you may form with the cord-shaped heater formed by winding a nichrome wire spirally on a plane.

また、本第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置10、20、30、40においては、吸気流制御バルブ13、33、43をそれぞれ吸気管11、41内に設けた場合について説明したが、本発明に係る内燃機関の吸気装置においては、吸気流制御バルブを吸気ポート部内に設けてもよい。   Further, in the intake devices 10, 20, 30, and 40 for the internal combustion engine according to the first embodiment, the case where the intake flow control valves 13, 33, and 43 are provided in the intake pipes 11 and 41, respectively, has been described. However, in the intake device for an internal combustion engine according to the present invention, an intake flow control valve may be provided in the intake port portion.

以上説明したように、本発明によれば、簡単な構造で、吸気流制御バルブに装着された吸気ヒータによって吸気流制御バルブに熱を伝達し、さらに吸気流制御の効果をエンジン始動時などにも確実に発揮させるようにしているので、燃料の気化をより促進することができる。その結果、燃料の燃焼が改善され排気ガス中の有害物質を低減することができるという効果を奏し、広く内燃機関の吸気装置全般に有用である。   As described above, according to the present invention, heat is transferred to the intake flow control valve by the intake heater attached to the intake flow control valve with a simple structure, and the effect of the intake flow control is further improved when the engine is started. The fuel vaporization can be further promoted because the fuel vapor is surely exerted. As a result, the combustion of the fuel is improved and the harmful substances in the exhaust gas can be reduced, which is widely useful for the whole intake system of the internal combustion engine.

本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置を適用したエンジンの部分断面図である。1 is a partial cross-sectional view of an engine to which an intake device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention is applied. 本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置の断面図であり、図2(a)は、図2(b)のB−B矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを閉じた状態を示し、図2(b)は、図2(a)のA−A矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを閉じた状態を示し、図2(c)は、図2(a)のA−A矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを開いた状態を示す。FIG. 2 is a cross-sectional view of the intake device for the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line B-B of FIG. FIG. 2 (b) is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 (a), showing a state where the intake flow control valve is closed, and FIG. FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2A, showing a state in which an intake flow control valve is opened. 本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置における吸気流制御バルブの斜視図である。1 is a perspective view of an intake flow control valve in an intake device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置における制御内容を示すフロ−チャートである。It is a flowchart which shows the control content in the intake device of the internal combustion engine which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置における制御内容を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the control content in the intake device of the internal combustion engine which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置を適用したエンジンの部分断面図であり、吸気装置を動作させた状態を示す。1 is a partial sectional view of an engine to which an intake device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention is applied, showing a state in which the intake device is operated. 本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置を動作させたときの効果を示すグラフである。It is a graph which shows the effect when operating the intake device of the internal combustion engine which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置における変形例を示す部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view which shows the modification in the intake device of the internal combustion engine which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置における変形例の断面図であり、図9(a)は、図9(b)のD−D矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを閉じた状態を示し、図9(b)は、図9(a)のC−C矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを閉じた状態を示し、図9(c)は、図9(a)のC−C矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを開いた状態を示す。It is sectional drawing of the modification in the intake device of the internal combustion engine which concerns on the 1st Embodiment of this invention, Fig.9 (a) is sectional drawing which shows the DD arrow cross section of FIG.9 (b). 9B shows a state in which the intake flow control valve is closed, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 9A, showing a state in which the intake flow control valve is closed, and FIG. FIG. 9C is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 9A and shows a state where the intake flow control valve is opened. 本発明の第2の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置の断面図であり、図10(a)は、図10(b)のF−F矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを閉じた状態を示し、図10(b)は、図10(a)のE−E矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを閉じた状態を示し、図10(c)は、図10(a)のE−E矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを開いた状態を示す。FIG. 10 is a cross-sectional view of an intake device for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 10A is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line FF in FIG. FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 10A, showing a state where the intake flow control valve is closed, and FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line E-E in FIG. 10A, showing a state where the intake flow control valve is opened. 本発明の第3の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置の断面図であり、図11(a)は、図11(b)のH−H矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを閉じた状態を示し、図11(b)は、図11(a)のG−G矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを閉じた状態を示し、図11(c)は、図11(a)のG−G矢視断面を示す断面図であり吸気流制御バルブを開いた状態を示す。FIG. 11A is a cross-sectional view of an intake device for an internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 11A is a cross-sectional view showing a cross-section taken along line HH in FIG. FIG. 11B is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line GG of FIG. 11A, and shows a state where the intake flow control valve is closed, and FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line GG in FIG. 11A, showing a state where the intake flow control valve is opened. 本発明の第3の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置の部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view of the intake device of the internal combustion engine which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
2 シリンダブロック
2a 気筒
2b 燃焼室
3 シリンダヘッド
3b 吸気ポート部
3c 排気ポート部
4 ピストン
5 吸気バルブ
6 排気バルブ
7 インジェクタ
10、20、30、40 吸気装置
11、41 吸気管
11a、41a 吸気通路
12、42 回動軸
13、33、43 吸気流制御バルブ
14、24、34、44 吸気ヒータ(吸気温度制御手段)
15 サーボモータ
16 エンジン電子制御ユニット(吸気流制御手段、吸気温度制御手段)
16a 外気温度センサ
16b 吸気流制御バルブ温度センサ
16c エンジン回転数センサ
17、37、47 開口部
45 収容部
54 伝熱フィン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Cylinder block 2a Cylinder 2b Combustion chamber 3 Cylinder head 3b Intake port part 3c Exhaust port part 4 Piston 5 Intake valve 6 Exhaust valve 7 Injector 10, 20, 30, 40 Intake device 11, 41 Intake pipe 11a, 41a Intake passage 12, 42 Rotating shaft 13, 33, 43 Intake flow control valve 14, 24, 34, 44 Intake heater (intake temperature control means)
15 Servo motor 16 Engine electronic control unit (intake flow control means, intake air temperature control means)
16a Outside air temperature sensor 16b Intake flow control valve temperature sensor 16c Engine speed sensor 17, 37, 47 Opening portion 45 Housing portion 54 Heat transfer fin

Claims (6)

吸気管に配置された吸気流制御バルブを有し前記吸気流制御バルブを制御することによって燃焼室へ導入する気流を制御する吸気流制御手段と、
前記吸気管内に吸入された吸入空気の温度を制御する吸気温度制御手段と、
を備えた内燃機関の吸気装置において、
前記吸気温度制御手段が、前記吸気流制御バルブに装着された吸気ヒータを有するとともに、前記吸気ヒータから前記吸入空気に熱を伝達させるようにしたことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
An intake air flow control means which has an intake air flow control valve disposed in the intake pipe and controls the air flow introduced into the combustion chamber by controlling the intake air flow control valve;
Intake air temperature control means for controlling the temperature of the intake air sucked into the intake pipe;
In an internal combustion engine intake device comprising:
An intake system for an internal combustion engine, wherein the intake temperature control means includes an intake heater mounted on the intake flow control valve, and heat is transferred from the intake heater to the intake air.
前記吸気流制御バルブが、前記吸入空気を受ける上流側の側面部を有し、前記吸気ヒータが、前記上流側の側面部に装着されたことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸気装置。   2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the intake flow control valve has an upstream side surface portion that receives the intake air, and the intake heater is attached to the upstream side surface portion. Intake device. 前記吸気ヒータが、前記吸気流制御バルブの上流側の吸入空気と接触する伝熱フィンを有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関の吸気装置。   3. The intake device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the intake heater has a heat transfer fin that contacts intake air upstream of the intake flow control valve. 前記吸気流制御バルブが、平板状に形成された吸気流制御バルブからなり、前記吸気流制御バルブが閉状態のとき、前記吸気流制御バルブが前記吸気管内の吸気通路の軸線に対し30度以上80度未満の交差角をなして交差することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1の請求項に記載の内燃機関の吸気装置。   The intake flow control valve is formed of a flat plate-shaped intake flow control valve, and when the intake flow control valve is in a closed state, the intake flow control valve is 30 degrees or more with respect to the axis of the intake passage in the intake pipe. The intake device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, characterized in that they intersect at an intersection angle of less than 80 degrees. 前記吸気温度制御手段が、前記吸気流制御バルブより上流側の吸入空気の温度を検知する吸気温度センサと、前記吸気流制御バルブの温度を検知する吸気流制御バルブ温度センサと、前記内燃機関のエンジンの回転数を検知するエンジン回転数センサとを含んで構成され、前記吸気温度センサおよび前記吸気流制御バルブ温度センサが検知した検知温度に基づいて、前記吸気ヒータの加熱を開始し、前記エンジン回転数センサが検知した検知回転数に基づいて加熱を停止することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1の請求項に記載の内燃機関の吸気装置。   The intake air temperature control means detects an intake air temperature upstream of the intake air flow control valve; an intake air flow control valve temperature sensor detects the temperature of the intake air flow control valve; and an internal combustion engine An engine speed sensor that detects the engine speed, and starts heating the intake heater based on the detected temperature detected by the intake air temperature sensor and the intake air flow control valve temperature sensor, and the engine The intake device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein heating is stopped based on a detected rotational speed detected by the rotational speed sensor. 前記吸気温度制御手段が、前記吸気流制御バルブ温度センサの検知温度に比べ、前記吸気温度センサの検知温度が高いときに、前記吸気ヒータの加熱を開始することを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の吸気装置。   The said intake temperature control means starts heating of the said intake heater when the detection temperature of the said intake temperature sensor is high compared with the detection temperature of the said intake flow control valve | bulb temperature sensor. Intake device for internal combustion engine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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